[实用新型]万米级深海自主式底质探取装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及深海取样技术领域，尤其是一种万米级深海自主式底质探取装置。

背景技术

在深海底部有一层神秘但十分具有研究价值的海底底质,海底底质对于认识地球环境变迁、揭示地球环境系统之间的内在联系和预测未来气候长期变迁等有着重要意义。马里亚纳海沟，又称“马里亚纳群岛海沟”，是目前所知地球上最深的海沟，该海沟地处北太平洋西部海床，靠近关岛的马里亚纳群岛的东方，该海沟为两个板块辐辏俯冲带，太平洋板块在这里俯冲到菲律宾板块之下，这片海域具有重大的科考价值，每年我国会有大批航次在该海域开展科学考察。通过对该海域的海底沉积物取样并进行深入研究可以使人类在海洋科学研究、海洋环境研究、海洋资源勘探、海洋工程勘探等领域获得十分重要的资料，对于人类认识地球、开发海洋具有重要的战略性意义。

目前我国针对万米级海底取样的技术手段十分有限，可用装备及其少，与发达国家相比，海底勘探的手段相对单一、海底取样设备落后。主要表现在以下方面：

(1)目前广泛采用的重力式取样器结构简单、操作方便,但重量、长度均过重过大，由于采用的是钢丝缆布放方式，万米级的作业仅钢丝缆就达到几吨的重量，成本居高不下；

(2)成功率低，绞车系统由于长时间工作经常出现由于绞缆系统故障而进行截缆的情况，造成重大的损失，且由于过于笨重布放及回收困难，极易造成取样不成功；

(3)即使能够采样成功，采集样品质量低，取样、回收过程易发生泄露、掺入杂质等缺点。

因此，在上述背景下，结合大洋勘探实际经验，急需研究和开发一种功能化多样、操作方便、维护简单的一种用于马里亚纳海沟的万米级深海自主式底质探取装置，为我国新一轮海底资源大调查、海底地质结构研究和海洋环境研究提供技术保障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种万米级深海自主式底质探取装置，具备自主上浮能力，加载配重进行下潜，依靠重力冲击触底取样，装置采用独特的机械加声学控制触发机制，不需绞缆回收系统，整套装置采用通用性设计，海上可进行拆装和组装，可实现大批量加工，制造简单，生产成本低、安装简便、效率高、安全可靠。

本实用新型的技术方案是：一种万米级深海自主式底质探取装置，其中，包括主体支撑模块、自主声学释放模块、样品采用模块和抛载配重模块，所述主体支撑模块包括主体框架，样品采用模块包括采样腔体，自主声学释放模块包括声学释放器，抛载配重模块包括抛载配重块；

所述主体框架的下端设有数个引脚，引脚通过固定法兰与采样腔体固定连接；

所述采样腔体呈竖直方向设置，其上、下方开口处分别设置上端盖和下端盖，上端盖与采样腔体的上端通过弹簧连接；

所述声学释放器固定设置在主体框架内，声学释放器包括释放装置Ⅰ和释放装置Ⅱ，上端盖的固定端铰接于采样腔体，上端盖的自由端通过细缆绳与释放装置Ⅰ连接，上端盖呈开启状态时弹簧处于拉伸状态，主体框架的下方设有抛载配重块，抛载配重块通过挂钩与释放装置Ⅱ连接；

所述下端盖包括旋转支架及封闭弹片，旋转支架的一端铰接于采样腔体的上端，旋转支架的另一端固定有封闭弹片，封闭弹片为与采样腔体发生磁力作用的强磁体，旋转支架通过细缆绳与释放装置Ⅰ连接。

本实用新型中，所述细缆绳与上端盖的自由端缠绕连接后与旋转支架连接。

所述采样腔体可以设置四个，采样腔体均匀分布于主体框架的四周。

所述声学释放装置Ⅱ包括释放开关，抛载配重块通过挂钩挂于释放装置Ⅱ的释放开关。

所述释放装置Ⅰ包括释放开关，细缆绳通过挂钩挂于释放装置Ⅰ的释放开关上。

本实用新型还包括回收与定位模块，回收与定位模块包括吊环和GPS定位装置，吊环设置在主体框架的顶部，GPS定位装置固定在主体框架上。

还包括，上浮模块包括至少一个浮力球，浮力球固定设置在主体框架的上端。

所述声学释放器的外表面设有连接板，声学释放器通过连接板固定设置在主体框架的内部。

还包括电源及控制模块，电源及控制模块设置在主体框架内，与声学释放器连接。

本实用新型的有益效果：

(1)采样腔体的上端盖和下端盖通过细缆绳连接在声学释放器上，下潜时上端盖被细缆绳牵引呈现开启状态，弹簧处于拉伸状态，下端盖处于开启状态，当声学释放器动作时，细缆绳释放，随之弹簧依靠拉伸力关闭，下端盖也依靠自身重力下落，对接到采样腔体处，依靠强磁保证下端盖不被打开，保证了取样质量，不会发生泄露与掺杂；