CN109138839A - 湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置及方法 - Google Patents

湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置及方法，涉及湖泊勘测技术领域。本发明包括环台和定位套；环台内周侧面沿环形方向均布固定有第一磁体；定位套外周侧面沿环形方向均布固定有与第一磁***置相对应的第二磁体；相邻两个第一磁体之间并位于环台内周侧面开设有一导槽；相邻两个第二磁体之间并位于定位套外周侧面固定有一与导槽位置相对应的导杆；导杆滑动插接在导槽内；环台下表面沿环形方向均布固定装设有与导杆位置相对应的推进器。本发明通过利用同排异吸的磁性原理，保证了取样器能够垂直在湖泊内下潜且能够垂直进行钻探，从而有效地保证了取样效果，具有较高的市场推广价值。

Description

湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置及方法
技术领域
本发明属于湖泊勘测技术领域，特别是涉及一种湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置及方法。
背景技术
湖泊是陆地水圈的重要组成部分，与大气圈、生物圈和岩石圈有不可分割的密切关系，是地球各圈层相互作用的重要连接点。湖泊经历了漫长的地质历史时期，其连续的沉积过程使沉积物保存着丰富而连续的信息，加上相对较高的沉积速率，使湖相地层可提供区域环境、气候和典型事件的高分辨率连续记录，从而成为全球气候及环境变化研究的重要载体。因此，在过去全球变化研究中湖泊沉积显示了其愈来愈大的优势与潜力。
湖泊深钻是指钻取比较长的湖泊沉积物。一般地，当钻取的湖泊沉积物长度小于50m时，偏角较小，一般不考虑偏角的问题；当钻取的沉积物超过50m时，偏角逐渐增大，从而影响了沉积物的实际长度；并且，在对湖泊底部沉积物进行取样过程中，由于湖泊内水体流速的影响，导致湖泊深钻垂直取样器往往会偏离取样点，影响勘测人员的工作效率。因此，函需研究出一种湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置,以便于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置及方法，通过利用同排异吸的磁性原理，保证了取样器能够垂直在湖泊内下潜，利用推进器帮助取样器准确落至取样点，并利用定位环座上的齿轮组件及丝杆组件将带有取样器的环台固定在湖泊底面，从而有效地保证了取样效果，解决了现有的湖泊深钻垂直取样过程中取样器容易发生倾斜深钻或不能准确落至取样点的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置，包括环台和定位套；所述环台内周侧面沿环形方向均布固定装设有第一磁体；所述定位套外周侧面沿环形方向均布固定装设有与第一磁***置相对应的第二磁体；相邻两个所述第一磁体之间并位于环台内周侧面开设有一导槽；相邻两个所述第二磁体之间并位于定位套外周侧面固定装设有一与导槽位置相对应的导杆；所述导杆滑动插接在导槽内；所述环台下表面沿环形方向均布固定装设有与导杆位置相对应的推进器；所述环台内部开设有一第一腔室；所述第一腔室内一表面装设有一控制器和一GPS***；所述推进器、控制器和GPS***处于同一电路回路中。
进一步地，所述环台内部开设有一第二腔室；所述第二腔室内装设有一蓄电池；所述蓄电池与推进器、控制器和GPS***处于同一电路回路中。
进一步地，所述环台内周侧面的上下两边沿与定位套外周侧面的上下两边沿分别通过一弹性薄膜相连接；所述弹性薄膜边沿分别与环台内边沿和定位套外边沿通过防水胶黏连；所述环台、定位套和两弹性薄膜之间形成一密闭空间。
进一步地，所述环台外设置有一定位环座；所述定位环座与环台之间通过固定杆相连接；所述定位环座内开设有一环形结构的第三腔室；所述第三腔室内侧面固定有一呈环形结构的滑座；所述滑座外侧壁滑动装设有一齿轮环；所述定位环座上部一表面沿环形方向均布设置有丝母；所述丝母下端部贯穿延伸至第三腔室内并设置有一与齿轮环相啮合的从动齿轮；所述丝母内配合有一相适配的丝杆；所述丝杆下端依次贯穿从动齿轮和定位环座并延伸至定位环座下方。
更进一步地，所述定位环座上表面固定装设有一驱动电机；所述驱动电机下端贯穿延伸至第三腔室内并设置有一与齿轮环相啮合的主动齿轮。
更进一步地，所述丝杆下端部呈锥形结构；所述丝杆与定位环座滑动配合。
进一步地，所述第一磁体的N极和第二磁体的N极平行相对或第一磁体的S极和第二磁体的S极平行相对。
一种湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置的自动纠偏方法，包括如下步骤：
步骤一、到达取样地点后，将深钻垂直取样器插接在定位套内，且保证定位套内周侧面与深钻垂直取样器外周侧面相贴合；将深钻垂直取样器的取样点位置输入GPS***内后，再将深钻垂直取样器连同该湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置一起丢进湖泊内；
步骤二、GPS***实时对深钻垂直取样器进行跟踪定位并反馈至控制器；控制器根据GPS***的反馈信息来控制推进器的启停状态，以实现对深钻垂直取样器的位置纠偏；
步骤三、该湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置带着深钻垂直取样器到达取样点后，控制器启动驱动电机，经主动齿轮、齿轮环和从动齿轮带动丝母转动，丝杆下端***湖泊底面，以实现对该湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置的位置固定；
步骤四、勘测人员控制深钻垂直取样器向湖泊底面深钻，第一磁体和第二磁体之间的磁性作用实时调整深钻垂直取样器的深钻偏差，以实现对深钻垂直取样器的深钻纠偏。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过基于同排异吸的磁性原理，利用环台上第一磁体和定位套上第二磁体来时刻保证湖泊深钻垂直取样器能够垂直下潜，有效地避免了取样器倾倒在河床面而没能实现取样的问题；通过设置控制器控制GPS***，利用推进器帮助取样器准确落至取样点，从而有效地保证了取样效果，解决了现有的湖泊深钻垂直取样器在下潜过程中不能准确落至取样点的问题，有效地提高了勘测人员的工作效率；通过利用定位环座上的齿轮组件及丝杆组件将带有取样器的环台固定在湖泊底面，取样器与定位套滑动配合，第一磁体和第二磁体之间的磁性作用实时调整取样器的深钻偏差，有效地避免了深钻过程中取样器发生取样偏差问题，实现了自动纠偏，具有较高的市场推广价值。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，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。
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的结构主视图；
图3为图1的结构俯视图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-环台，2-定位套，3-第一磁体，4-导杆，5-推进器，6-控制器，7-GPS***，8-蓄电池，9-弹性薄膜，10-定位环座，11-固定杆，12-滑座，13-齿轮环，14-丝母，15-驱动电机，101-导槽，102-第一腔室，103-第二腔室，301-第二磁体，1001-第三腔室，1401-丝杆，1402-从动齿轮，1501-主动齿轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3所示，本发明为一种湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置，包括环台1和定位套2；环台1内周侧面沿环形方向均布固定装设有第一磁体3；定位套2外周侧面沿环形方向均布固定装设有与第一磁体3位置相对应的第二磁体301；第一磁体3的N极和第二磁体301的N极平行相对或第一磁体3的S极和第二磁体301的S极平行相对，从而保证了深钻垂直取样器能够垂直在湖泊内下潜，避免了因湖泊内水流作用而导致深钻垂直取样器倾斜下潜；相邻两个第一磁体3之间并位于环台1内周侧面开设有一导槽101；相邻两个第二磁体301之间并位于定位套2外周侧面固定装设有一与导槽101位置相对应的导杆4；导杆4滑动插接在导槽101内；环台1下表面沿环形方向均布固定装设有与导杆4位置相对应的推进器5；环台1内部开设有一第一腔室102和一第二腔室103；第一腔室102内一表面装设有一控制器6和一GPS***7；第二腔室103内装设有一蓄电池8；推进器5、控制器6、GPS***7和蓄电池8处于同一电路回路中。
其中，环台1内周侧面的上下两边沿与定位套2外周侧面的上下两边沿分别通过一弹性薄膜9相连接；弹性薄膜9边沿分别与环台1内边沿和定位套2外边沿通过防水胶黏连；环台1、定位套2和两弹性薄膜9之间形成一密闭空间，避免了湖泊中金属杂质吸附在第一磁体3或第二磁体301上，从而有效地保证了该装置的纠偏效果。
其中，环台1外设置有一定位环座10；定位环座10与环台1之间通过固定杆11相连接；定位环座10内开设有一环形结构的第三腔室1001；第三腔室1001内侧面固定有一呈环形结构的滑座12；滑座12外侧壁滑动装设有一齿轮环13；定位环座10上部一表面沿环形方向均布设置有丝母14；丝母14下端部贯穿延伸至第三腔室1001内并设置有一与齿轮环13相啮合的从动齿轮1402；丝母14内配合有一相适配的丝杆1401；丝杆1401下端依次贯穿从动齿轮1402和定位环座10并延伸至定位环座10下方；丝杆1401下端部呈锥形结构；丝杆1401与定位环座10滑动配合；定位环座10上表面固定装设有一驱动电机15；驱动电机15下端贯穿延伸至第三腔室1001内并设置有一与齿轮环13相啮合的主动齿轮1501。
一种湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置的自动纠偏方法，包括如下步骤：
步骤一、到达取样地点后，将深钻垂直取样器插接在定位套2内，且保证定位套2内周侧面与深钻垂直取样器外周侧面相贴合；将深钻垂直取样器的取样点位置输入GPS***7内后，再将深钻垂直取样器连同该湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置一起放入湖泊内；
步骤二、GPS***7实时对深钻垂直取样器进行跟踪定位并反馈至控制器6；控制器6根据GPS***7的反馈信息来控制推进器5的启停状态，以实现对深钻垂直取样器的位置纠偏；
步骤三、该湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置带着深钻垂直取样器到达取样点后，控制器6启动驱动电机15，经主动齿轮1501、齿轮环13和从动齿轮1402带动丝母14转动，丝杆1401下端***湖泊底面，以实现对该湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置的位置固定；
步骤四、勘测人员控制深钻垂直取样器向湖泊底面深钻，第一磁体3和第二磁体301之间的磁性作用实时调整深钻垂直取样器的深钻偏差，以实现对深钻垂直取样器的深钻纠偏。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置，其特征在于，包括环台(1)和定位套(2)；
所述环台(1)内周侧面沿环形方向均布固定装设有第一磁体(3)；所述定位套(2)外周侧面沿环形方向均布固定装设有与第一磁体(3)位置相对应的第二磁体(301)；
相邻两个所述第一磁体(3)之间并位于环台(1)内周侧面开设有一导槽(101)；相邻两个所述第二磁体(301)之间并位于定位套(2)外周侧面固定装设有一与导槽(101)位置相对应的导杆(4)；所述导杆(4)滑动插接在导槽(101)内；
所述环台(1)下表面沿环形方向均布固定装设有与导杆(4)位置相对应的推进器(5)；
所述环台(1)内部开设有一第一腔室(102)；所述第一腔室(102)内一表面装设有一控制器(6)和一GPS***(7)；
所述推进器(5)、控制器(6)和GPS***(7)处于同一电路回路中。
2.根据权利要求1所述的湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置，其特征在于，所述环台(1)内部开设有一第二腔室(103)；所述第二腔室(103)内装设有一蓄电池(8)；所述蓄电池(8)与推进器(5)、控制器(6)和GPS***(7)处于同一电路回路中。
3.根据权利要求1所述的湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置，其特征在于，所述环台(1)内周侧面的上下两边沿与定位套(2)外周侧面的上下两边沿分别通过一弹性薄膜(9)相连接；所述弹性薄膜(9)边沿分别与环台(1)内边沿和定位套(2)外边沿通过防水胶黏连；所述环台(1)、定位套(2)和两弹性薄膜(9)之间形成一密闭空间。
4.根据权利要求1所述的湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置，其特征在于，所述环台(1)外设置有一定位环座(10)；所述定位环座(10)与环台(1)之间通过固定杆(11)相连接；
所述定位环座(10)内开设有一环形结构的第三腔室(1001)；所述第三腔室(1001)内侧面固定有一呈环形结构的滑座(12)；所述滑座(12)外侧壁滑动装设有一齿轮环(13)；
所述定位环座(10)上部一表面沿环形方向均布设置有丝母(14)；所述丝母(14)下端部贯穿延伸至第三腔室(1001)内并设置有一与齿轮环(13)相啮合的从动齿轮(1402)；所述丝母(14)内配合有一相适配的丝杆(1401)；所述丝杆(1401)下端依次贯穿从动齿轮(1402)和定位环座(10)并延伸至定位环座(10)下方。
5.根据权利要求4所述的湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置，其特征在于，所述定位环座(10)上表面固定装设有一驱动电机(15)；所述驱动电机(15)下端贯穿延伸至第三腔室(1001)内并设置有一与齿轮环(13)相啮合的主动齿轮(1501)。
6.根据权利要求4所述的湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置，其特征在于，所述丝杆(1401)下端部呈锥形结构；所述丝杆(1401)与定位环座(10)滑动配合。
7.根据权利要求1所述的湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置，其特征在于，所述第一磁体(3)的N极和第二磁体(301)的N极平行相对或第一磁体(3)的S极和第二磁体(301)的S极平行相对。
8.如权利要求1-7任意一项所述的湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置的自动纠偏方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、到达取样地点后，将深钻垂直取样器插接在定位套(2)内，且保证定位套(2)内周侧面与深钻垂直取样器外周侧面相贴合；将深钻垂直取样器的取样点位置输入GPS***(7)内后，再将深钻垂直取样器连同该湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置一起放入湖泊内；
步骤二、GPS***(7)实时对深钻垂直取样器进行跟踪定位并反馈至控制器(6)；控制器(6)根据GPS***(7)的反馈信息来控制推进器(5)的启停状态，以实现对深钻垂直取样器的位置纠偏；
步骤三、该湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置带着深钻垂直取样器到达取样点后，控制器(6)启动驱动电机(15)，经主动齿轮(1501)、齿轮环(13)和从动齿轮(1402)带动丝母(14)转动，丝杆(1401)下端***湖泊底面，以实现对该湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置的位置固定；
步骤四、勘测人员控制深钻垂直取样器向湖泊底面深钻，第一磁体(3)和第二磁体(301)之间的磁性作用实时调整深钻垂直取样器的深钻偏差，以实现对深钻垂直取样器的深钻纠偏。
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