[实用新型]一种用于全海深原位剪切力测量的装置

说明书

本实用新型公开了一种用于全海深原位剪切力测量的装置，属于全海深沉积物力学原位探测领域，其包括框架主体，所述框架主体上设置有十字板剪切组件和贯入驱动机构；所述十字板剪切组件包括依次连接的十字板探头、探杆、扭矩传感器和减速电机。本实用新型公开的用于全海深原位剪切力测量的装置，动滑轮安装座的行程经放大后经传动带带动十字板剪切组件贯入到海底沉积物之中，然后通过减速电机带动十字板剪切组件的十字板探头进行旋转剪切运动，通过扭矩传感器测量剪切运动的剪切力大小。整个装置的体积、重量小，操作灵活，承受深海水压的能力强，可靠性高。

技术领域

本实用新型涉及一种用于全海深原位剪切力测量的装置，属于全海深沉积物力学原位探测领域。

背景技术

海底有大量的矿产资源，包括海底石油和固体矿物资源，其中，固体矿物资源有钻石、金、锡、铁、磷石灰和锰结核等二十多种，但是目前大部分的海底油田和固体矿物资源的勘探与开发都集中在大陆边缘，对深海资源勘探发掘的技术还不成熟，因此开展对深海海底沉积物的研究具有重要意义。

通常，对海底沉积物性质的分析有两个方面，包括沉积物的物理性质和力学性质。其中，物理性质包括含水率、密度、孔隙率、孔隙比、液限、塑限及饱和度等，力学性质包括压缩系数、压缩模量、抗剪切强度指标等。力学性质的测量也可从实验室中测量。近几年随着研究的深入，国内很多学者开始对沉积物进行原位力学测量。原位测量最大的优点是最大限度地保证了沉积物测试的原状性，消除了取样时的应力释放、样品运输中的碰撞及制样中的扰动等影响，所测数据可靠性增强。但是由于深海环境地形不确定性及超高的环境压力，使深海海底沉积物的声学性质和物理性质的原位测量有一定的困难，探测成本也相对较高。目前，我国开展原位测试的设备基本都是由国外引进，因此设计制造国产化的深海沉积物探测装置具有重要意义。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供了一种用于全海深原位剪切力测量的装置，可对海底沉积物进行原位力学测量，整个装置的体积、重量小，操作灵活，承受深海水压的能力强，可靠性高。

本实用新型通过采取以下技术方案实现上述目的：

一种用于全海深原位剪切力测量的装置，包括框架主体，所述框架主体上设置有十字板剪切组件和驱动所述十字板剪切组件作直线运动的贯入驱动机构；

所述十字板剪切组件包括依次连接的十字板探头、探杆、扭矩传感器和减速电机，所述减速电机和扭矩传感器设置在密封舱内，所述密封舱在所述贯入驱动机构驱动下沿十字板探头的轴向运动；

所述减速电机的输出轴与所述扭矩传感器的一端连接，所述扭矩传感器的另一端伸出所述密封舱后与所述探杆的一端连接，所述探杆的另一端安装所述十字板探头。

可选的，所述扭矩传感器包括感应轴，所述感应轴的一端与减速电机的输出轴连接，所述感应轴的另一端与探杆的一端连接，所述感应轴上套设有滑环，所述滑环上套设有感应环，所述滑环与感应轴连接，所述感应环与所述密封舱的侧壁连接。

可选的，所述感应轴通过一对角接触轴承安装在所述密封舱内。

可选的，所述探杆通过第一法兰与感应轴连接，所述电机舱体和传感器舱体通过第二法兰连接，所述减速电机通过第三法兰与第二法兰连接。

可选的，所述贯入驱动机构包括：

滑座，所述滑座与所述框架主体滑动连接，所述十字板剪切组件安装在所述滑座上；

液压缸，所述液压缸经行程放大滑轮组带动所述滑座作直线运动。

可选的，所述行程放大滑轮组包括：

固定在框架主体顶部的第一定滑轮和固定在框架主体底部的第二定滑轮；