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本发明提供了一种机械式水下取样器，包括：固定件、移动件和限位组件。限位组件的固定部是有压力介质的封闭空间，顶部由移动部密封，限位组件的移动部的一侧接触压力介质，另一侧接触外部环境。压力介质的压缩行程长度随外部环境和压力介质的状态变化而变化。固定件和移动件的一端可转动连接，另一端通过限位组件连接。在常温常压下，压力介质为初始状态，压缩行程为第一长度，取样容器和容器盖相分离。在设定水深下，压力介质为最终状态，压缩行程为第二长度，取样容器和容器盖相扣合，取样容器保存设定水深下的样品。本发明结构简单、成本低、可靠耐用，能根据科研人员需要，在特定水深深度下单独完成进行水体采样。