一种沉积物多点测量取样平台

专利摘要:
本申请涉及一种沉积物多点测量取样平台，涉及海洋调查与海底探测技术领域。本沉积物多点测量取样平台包括架体，架体包括多根规律排列的纵杆、横杆和立杆，纵杆、横杆和立杆共同将架体划分为第一区域和至少4个第二区域，其中，第一区域位于架体的中心，且第一区域内设有驱动装置，所有的第二区域分别沿第一区域的周向设置，且至少3个第二区域内均设有一取样装置，剩余的一第二区域内设有一原位测量装置。本申请提供的沉积物多点测量取样平台，单次作业可同时获取沉积物样品和进行原位测量，单次作业可获得多个取样点的沉积物样品，且重心稳定、功能模块划分明确、结构紧凑规整，方便各零部件的拆卸安装。
公开号:CN214334307U
申请号:CN202120424563.9U
申请日:2021-02-26
公开日:2021-10-01
发明作者:陈四清；夏超凡
申请人:Wuhan Haohan Electromechanical Equipment Co ltd；
IPC主号:G01N1-08

专利说明:
[n0001] 本申请涉及海洋调查与海底探测技术领域，特别涉及一种沉积物多点测量取样平台。
[n0002] 目前，采样专业器具采集海底沉积物或岩石样品的工作，是进行海洋研究工作的一种手段，海底沉积物是海洋水体与海底直接接触的界面，也是人类认识、探测以及开发利用海底首先面对的对象，因此，对海底沉积物的分析研究对于海底环境监测、海底资源开发以及海洋工程的开展具有十分重要的意义。
[n0003] 随着海底石油生产系统、风电基础维护、海底铺缆以及深海采矿等海底工程越来越多，这些工程施工和运维均需要精准掌握海底沉积物的力学特性，特别是装备应用时还可能存在特殊的动力学条件，如采矿车在不同接地比压下的抗剪强度，着地装备震动沉陷特性等。因此，迫切需要能够在复杂条件下具有原位力学特性测量功能和具备多点取样功能的装备。
[n0004] 相关技术中，已经开发了较多种不同型号的沉积物测量取样装置，可以应对不同海底环境时的取样，但是，目前的装置依然存在一些缺点，例如目前的沉积物测量取样装置单次作业时往往只能进行沉积物测量取样或者原位测量，功能单一，且也无法获得多个取样点的沉积物样品；另外目前常用的装置形状不规则，导致防护能力差，不利于运输及存储；重心不稳，一定程度上影响其作业时的稳定性；功能模块划分不清楚，不方便制造和维护，也不方便各个部件的拆装，为后期的维修带来较大的麻烦，增加操作人员的维护难度。
[n0005] 本申请实施例提供一种沉积物多点测量取样平台，以解决相关技术中的单次作业无法同时获取沉积物样品和进行原位测量，且无法获得多个取样点的沉积物样品的问题。
[n0006] 本申请提供了一种沉积物多点测量取样平台，其包括：
[n0007] 架体，其包括多根规律排列的纵杆、横杆和立杆，所述纵杆、横杆和立杆共同将所述架体划分为第一区域和至少4个第二区域；其中，
[n0008] 所述第一区域位于所述架体的中心，且所述第一区域内设有驱动装置；
[n0009] 所有的所述第二区域分别沿所述第一区域的周向设置，且至少3个所述第二区域内均设有一取样装置，剩余的一所述第二区域内设有一原位测量装置。
[n0010] 一些实施例中，所述驱动装置包括液压单元和电力单元，所述第一区域包括从上至下依次设置的第一收容腔和第二收容腔，所述第一收容腔内设有所述液压单元，所述液压单元与取样装置和原位测量装置均相连，所述第二收容腔内设有所述电力单元，所述电力单元与所述液压单元、所述取样装置和原位测量装置均相连。
[n0011] 一些实施例中，所述第一区域还包括第三收容腔，所述第三收容腔设于所述第二收容腔的下方，且所述第三收容腔内设有图像测量单元。
[n0012] 一些实施例中，所述沉积物多点测量取样平台还包括信息处理单元，所述信息处理单元与原位测量装置设于同一所述第二区域内，且位于所述原位测量装置的顶部，所述信息处理单元与液压单元、电力单元、图像测量单元、取样装置和原位测量装置均相连。
[n0013] 一些实施例中，所述架体还包括至少两个活动支架，所述活动支架与横杆和立杆之间均可拆卸连接，且所述活动支架的位置与对应的所述取样装置的位置对应。
[n0014] 一些实施例中，所述活动支架与横杆和立杆之间均通过螺栓相连。
[n0015] 一些实施例中，所述架体的顶部中心处设有承重头对接架。
[n0016] 一些实施例中，所述沉积物多点测量取样平台还包括近底表层测量装置，所述近底表层测量装置与原位测量装置设于同一所述第二区域内，且位于所述原位测量装置的一侧。
[n0017] 一些实施例中，所述架体的顶角均呈弧形。
[n0018] 一些实施例中，所述取样装置的数量为3台，所述第二区域的数量为4个。
[n0019] 本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[n0020] 本申请实施例提供了一种沉积物多点测量取样平台，其通过纵杆、横杆和立杆共同将架体划分为第一区域和至少4个第二区域，并将重量较重的驱动装置放置在位于中心的第一区域内，将取样装置和原位测量装置依次放置在沿第一区域周边分布的第二区域内。首先，本沉积物多点测量取样平台可实现单次作业同时获取沉积物样品和进行原位测量，且单次作业获得多个取样点的沉积物样品的目的，功能性强；此结构设计还保证了整个平台的重心稳定性，从而保证了整个平台在运行工作时的整体稳定性；另外，第一区域和第二区域的设置较明确地划分了各个功能模块，使得功能模块划分明确，方便制造与后期维护，也方便了一取样装置和原位测量装置的安装与拆卸；合理分布的布局使得整体结构紧凑规整，方便后期运输与甲板的放置。本沉积物多点测量取样平台解决了相关技术中的单次作业无法同时获取沉积物样品和进行原位测量，且无法获得多个取样点的沉积物样品的问题。
[n0021] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[n0022] 图1为本申请实施例提供的沉积物多点测量取样平台的结构示意图；
[n0023] 图2为本申请实施例提供的沉积物多点测量取样平台的沿第一区域的竖向剖面图。
[n0024] 图中：1-架体，10-纵杆，11-横杆，12-立杆，2-取样装置，3-原位测量装置，40-液压单元，41-电力单元，42-图像测量单元，5-信息处理单元，6-承重头对接架，7-底表层测量装置。
[n0025] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[n0026] 本申请实施例提供了一种沉积物多点测量取样平台，其能解决相关技术中的单次作业无法同时获取沉积物样品和进行原位测量，且无法获得多个取样点的沉积物样品的问题。
[n0027] 参见图1所示，本沉积物多点测量取样平台包括架体1，具体的，架体1包括多根规律排列的纵杆10、横杆11和立杆12，且纵杆10、横杆11和立杆12共同将架体1划分为第一区域和至少4个第二区域；其中，第一区域位于架体1的中心，且第一区域内设有重量较重的驱动装置，有利于调整架体1整体的重心，使得整个取样平台无论是否作业，其重心均较稳定；所有的第二区域则分别沿第一区域的周向设置，即第二区域沿架体1的外围依次设置，其中，至少3个第二区域内均设有一取样装置2，剩余的一第二区域内设有一原位测量装置3。
[n0028] 具体的，取样装置2为箱式取样器，至少三个单体箱式取样器组成一套多点箱式取样模块，可分别在三个不同取样点获取箱式样品，以实现平台多点取样目的；原位测量装置3通过对海底的沉积物进行贯入阻力测量和剪切强度测量，为海底埋设装备的沉降设计、海底移动装备的运动设计等提供沉积物的关键力学数据。原位测量装置3在测量时还能获取管状沉积物样品，用于后期在实验室测量贯入阻力和剪切强度，与原位测量参数进行比对和校准。另外，原位测量装置3可进行直接测量、压入式测量、振动压入式测量多模式原位土工力学参数测量，可实现单次作业同时获取沉积物样品和进行原位测量，且单次作业获得多个取样点的沉积物样品的目的，功能性强。
[n0029] 进一步的，参见图2所示，驱动装置具体包括液压单元40和电力单元41，第一区域包括从上至下依次设置的第一收容腔和第二收容腔，第一收容腔内设有液压单元40，这里液压单元40一般为液压动力泵，其用于驱动取样装置2和原位测量装置3内部的液压执行部件；第二收容腔内设有电力单元41，电力单元41与液压单元40、取样装置2和原位测量装置3均相连，这里电力单元41为移动电池，可以为原位测量装置3的若干较大功率电机提供电能，另外，电力单元41与甲板电源共同为平台供电，有效地提高了平台在水下的工作时间。
[n0030] 进一步的，第一区域还包括第三收容腔，第三收容腔设于第二收容腔的下方，且第三收容腔内设有图像测量单元42，图像测量单元42由摄像机、照明灯、离海底高度计和定高图像抓拍装置组成，其位于平台的底部中心处，以保证摄像机可以更好地观察到三台箱式取样器和原位测量装置3的目标作业点，以及更好的获取海底底质图像，抓拍海底照片，精确平台与海底距离等。
[n0031] 进一步的，沉积物多点测量取样平台还包括信息处理单元5，信息处理单元5与原位测量装置3设于同一第二区域内，且位于原位测量装置3的顶部。其中，信息处理单元5与液压单元40、电力单元41、图像测量单元42、取样装置2和原位测量装置3均相连，信息处理单元5集成在水密耐压仓内，可以实现视频和相关数据采集，电气、液压部件的控制，与甲板端通讯等功能，从而实现水下平台的甲板端实时视频显示、状态感知和控制。
[n0032] 进一步的，架体1还包括至少两个活动支架，活动支架与横杆11和立杆12之间均可拆卸连接，且活动支架的位置与对应的取样装置2的位置对应。具体的，活动支架设置的目的在于方便取样装置2在样品处理时运输小车进入至架体1内，辅助完成取样箱体的拆卸和移动，因此，活动支架的形状根据实际情况而定，数量及位置根据实际取样装置2的数量及分布情况而定。活动支架与横杆11和立杆12之间均通过螺栓相连，也可以采用其他较为方便的常规的连接方式，纵杆10、横杆11和立杆12之间则均通过焊接连接固定。
[n0033] 进一步的，架体1的顶部中心处设有承重头对接架6，其作为沉积物多点测量取样平台与铠装缆系统承重终端的机械接口，用于平台的下放和起吊；另外，沉积物多点测量取样平台还包括近底表层测量装置7，其与原位测量装置3设于同一第二区域内，且位于原位测量装置3的一侧，近底表层测量装置7用于感应沉积物与海水分界面同架体1的相对高度。
[n0034] 进一步的，参见图1所示，架体1整体形状规则，近似长方体的结构，且架体1的顶角均呈弧形，在一定程度上，弧形结构可防挂缆，较普通尖角结构防撞性和碰撞安全性更优，有利于对自身结构、辅助系统和甲板其他设备和人员的保护。
[n0035] 进一步的，这里取样装置2的数量为3台，第二区域的数量为4个。
[n0036] 本沉积物多点测量取样平台包括沿外围此设置的三台取样装置2和一台原位测量装置3，以及中心从上至下依次设置的液压单元40、电力单元41和图像测量单元42，这样的结构设计，首先，可实现单次作业同时获取沉积物样品和进行原位测量，且单次作业获得多个取样点的沉积物样品的目的，功能性强；其次，最大程度上的保证了平台整体的重心稳定性，且功能划分明确，方便制造与后期的维护；另外，功能划分明确的同时也使得结构紧凑规整，提高了防护性能，还极大的方便了运输以及甲板放置，节约了甲板空间；最后，活动支架的设计则很好的方便了取样装置2的样品处理，提高了平台的可操作性。
[n0037] 在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[n0038] 需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[n0039] 以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

权利要求:
Claims (10)
[0001] 1.一种沉积物多点测量取样平台，其特征在于，其包括：
架体(1)，其包括多根规律排列的纵杆(10)、横杆(11)和立杆(12)，所述纵杆(10)、横杆(11)和立杆(12)共同将所述架体(1)划分为第一区域和至少4个第二区域；其中，
所述第一区域位于所述架体(1)的中心，且所述第一区域内设有驱动装置；
所有的所述第二区域分别沿所述第一区域的周向设置，且至少3个所述第二区域内均设有一取样装置(2)，剩余的一所述第二区域内设有一原位测量装置(3)。
[0002] 2.如权利要求1所述的一种沉积物多点测量取样平台，其特征在于：所述驱动装置包括液压单元(40)和电力单元(41)，所述第一区域包括从上至下依次设置的第一收容腔和第二收容腔，所述第一收容腔内设有所述液压单元(40)，所述液压单元(40)与取样装置(2)和原位测量装置(3)均相连，所述第二收容腔内设有所述电力单元(41)，所述电力单元(41)与所述液压单元(40)、所述取样装置(2)和原位测量装置(3)均相连。
[0003] 3.如权利要求2所述的一种沉积物多点测量取样平台，其特征在于：所述第一区域还包括第三收容腔，所述第三收容腔设于所述第二收容腔的下方，且所述第三收容腔内设有图像测量单元(42)。
[0004] 4.如权利要求3所述的一种沉积物多点测量取样平台，其特征在于：所述沉积物多点测量取样平台还包括信息处理单元(5)，所述信息处理单元(5)与原位测量装置(3)设于同一所述第二区域内，且位于所述原位测量装置(3)的顶部，所述信息处理单元(5)与液压单元(40)、电力单元(41)、图像测量单元(42)、取样装置(2)和原位测量装置(3)均相连。
[0005] 5.如权利要求1所述的一种沉积物多点测量取样平台，其特征在于：所述架体(1)还包括至少两个活动支架，所述活动支架与横杆(11)和立杆(12)之间均可拆卸连接，且所述活动支架的位置与对应的所述取样装置(2)的位置对应。
[0006] 6.如权利要求5所述的一种沉积物多点测量取样平台，其特征在于：所述活动支架与横杆(11)和立杆(12)之间均通过螺栓相连。
[0007] 7.如权利要求1所述的一种沉积物多点测量取样平台，其特征在于：所述架体(1)的顶部中心处设有承重头对接架(6)。
[0008] 8.如权利要求1所述的一种沉积物多点测量取样平台，其特征在于：所述沉积物多点测量取样平台还包括近底表层测量装置(7)，所述近底表层测量装置(7)与原位测量装置(3)设于同一所述第二区域内，且位于所述原位测量装置(3)的一侧。
[0009] 9.如权利要求1所述的一种沉积物多点测量取样平台，其特征在于：所述架体(1)的顶角均呈弧形。
[0010] 10.如权利要求1所述的一种沉积物多点测量取样平台，其特征在于：所述取样装置(2)的数量为3台，所述第二区域的数量为4个。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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