CN106769175B - 一种具有高机动性的轻便式地表取样机 - Google Patents
一种具有高机动性的轻便式地表取样机 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种具有高机动性的轻便式地表取样机，包括底座以及设置在底座上的水箱、第一旋转机构、第二旋转机构、行走机构、支杆和钻岩机构，第一旋转机构包括第一电机、蜗杆、蜗轮、转轴、轴承和第一支板，第二旋转机构包括第二电机和第二支板，行走机构包括第三电机、丝杠、导杆和行走单元，钻岩机构包括第二壳体、驱动组件和钻探组件，该具有高机动性的轻便式地表取样机中，第一旋转机构可以使钻岩机构可以在水平内自由移动，第二旋转机构可以使钻岩机构在竖直平面内自由移动，第一旋转机构和第二旋转机构配合使用，可以使钻岩机构朝任意方向钻探；另外，第二旋转机构与行走机构同时使用时，可以对设备进行折叠，使携带更加方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有高机动性的轻便式地表取样机。
背景技术
取样钻机是一种在表土及岩层中钻进一定的深度以采取土样及岩心的设备。地表取样机是在地表进行采取土样和岩心的小型钻探。
现有的地表取样机大多存在着笨重和难于搬迁的问题，虽然市面上也有些轻量级的地表取样机，然而这些设备的机动性十分差，携带既不方便，目前市场上缺少一种性能稳定、机动性高且携带方便的轻量级地表取样机。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有高机动性的轻便式地表取样机。
本发明解决问题所采用的技术方案是：一种具有高机动性的轻便式地表取样机，包括底座以及设置在底座上的水箱、第一旋转机构、第二旋转机构、行走机构、支杆和钻岩机构；
所述第一旋转机构包括第一电机、蜗杆、蜗轮、转轴、轴承和第一支板，所述转轴通过轴承与底座连接，所述轴承和蜗轮均套设在转轴上，所述第一电机与蜗杆传动连接，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述第一支板水平设置，所述第一支板的下端面与转轴的顶端连接；
所述第二旋转机构包括第二电机和第二支板，所述第二电机位于第一支板上，所述第二电机的输出轴水平设置，所述第二支板的一侧与第二电机的输出轴连接；
行走机构包括第三电机、丝杠、导杆和行走单元，所述第三电机和导杆均设置在第二支板的上端面，所述第三电机的输出轴和导杆均竖向设置，所述导杆有两个，两个导杆关于第三电机的输出轴对称，所述丝杠与第三电机的输出轴同轴设置；
所述行走单元包括滑块、第一壳体、第一限位块、第四电机，所述滑块上设有第一通孔，所述第一通孔内设有螺纹，所述螺纹与丝杠匹配，所述第一限位块上设有第二通孔，所述第二通孔与导杆匹配，所述第一通孔与第二通孔均为竖直贯穿孔，所述第一限位块有两个，两个第一限位块分别设置在滑块的两侧，所述丝杠位于第一通孔内，所述导杆位于第二通孔内，所述第一壳体设置在滑块的一侧，所述第一壳体位于两个第一限位块之间，所述第四电机位于第一壳体内，所述第四电机的输出轴水平设置，所述第四电机的输出轴的一端位于第一壳体外；
所述钻岩机构包括第二壳体、驱动组件和钻探组件，所述第二壳体上设有通风口，所述支杆的一端通过连接单元与第二壳体连接，所述支杆的另一端与第四电机的输出轴垂直连接，所述支杆水平设置，所述第四电机驱动支杆转动，所述第二壳体位于支杆的下方，所述驱动组件位于第二壳体内，所述钻探组件位于第二壳体外，所述驱动组件与钻探组件传动连接；
所述驱动组件包括发动机、离合器、变速箱，所述发动机通过离合器与变速箱传动连接，所述变速箱的输出轴竖直向下设置，所述变速箱的输出轴位于第二壳体的外部；
所述钻探组件包括进水管、钻杆、岩心管和钻头，所述变速箱的输出轴、进水管、钻杆、岩心管和钻头从上往下依次连接；
所述水箱上设有第一水泵，所述第一水泵的进水口与水箱连通，所述第一水泵的出水口通过导管与进水管连通。
作为优选，为了控制行走机构的行走速度，使行走速度与钻探速度匹配，所述连接单元包括压力传感器和弹簧，所述压力传感器设置在支杆上，第二壳体通过弹簧与压力传感器连接，所述弹簧竖向设置，所述该具有高机动性的轻便式地表取样机还设有PLC，所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和压力传感器均与PLC电连接，当行走机构的速度过快时，支杆下降的速度超过钻岩机构的钻岩速度时，弹簧对压力传感器造成较大的压力，此时PLC控制第三电机的转速，使之与钻岩速度匹配；
作为优选，为了防止行走机构速度与钻岩速度不匹配时第二壳体与压力传感器直接接触，由于钻探时第二壳体会有震动，直接接触会将震动传递给其他设备，对其他设备造成损害，所述第二壳体顶部设有第二限位块，所述第二限位块的制作材料为橡胶，所述第二限位块有两个，两个第二限位块关于弹簧对称。
作为优选，为了使该设备在野外作业时，能汲取野外河流中的水，对水箱进行补充，让整个设备具有更好的续航性，所述水箱上还设有第二水泵，所述第二水泵的出水口与水箱连通。
作为优选，为了保护环境，防止发动机的废气未经处理直接排出，所述通风口内设有滤网。
作为优选，为了限定行走单元的移动范围，所述导杆上设有限位柱。
作为优选，为了使底座具有移动能力，所述底座上还设有万向轮，所述万向轮有若干个。
作为优选，为了使电机更便于操控，所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机均为伺服电机。
本发明的有益效果是，该具有高机动性的轻便式地表取样机设计巧妙，可行性高，第一旋转机构可以使钻岩机构可以在水平内自由移动，第二旋转机构可以使钻岩机构在竖直平面内自由移动，第一旋转机构和第二旋转机构配合使用，可以使钻岩机构朝任意方向钻探；另外，第二旋转机构与行走机构同时使用时，可以对设备进行折叠，使携带更加方便。该机动性高且携带方便的轻量级地表取样机是目前市场所稀缺的，具有较高价值。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种具有高机动性的轻便式地表取样机的结构示意图。
图2是本发明的一种具有高机动性的轻便式地表取样机的行走单元的结构示意图。
图3是本发明的一种具有高机动性的轻便式地表取样机的第二旋转机构与行走机构的连接示意图。
图中：1.底座，2.水箱，3.支杆，4.第一电机，5.蜗杆，6.蜗轮，7.转轴，8.轴承，9.第一支板，10.第二电机，11.第二支板，12.限位柱，13.第三电机，14.丝杠，15.导杆，16.滑块，17.第一壳体，18.限位块，19.第四电机，20.第一通孔，21.第二通孔，22.第二壳体，23.通风口，24.发动机， 25.离合器,26.变速箱,27.进水管，28.钻杆，29.岩心管，30.钻头，31.第一水泵，32.压力传感器，33.弹簧，34.限位块，35.第二水泵，36.万向轮。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-3所示，一种具有高机动性的轻便式地表取样机，包括底座1以及设置在底座1上的水箱2、第一旋转机构、第二旋转机构、行走机构、支杆3和钻岩机构；
所述第一旋转机构包括第一电机4、蜗杆5、蜗轮6、转轴7、轴承8和第一支板9，所述转轴7通过轴承8与底座1连接，所述轴承8和蜗轮6均套设在转轴7上，所述第一电机4与蜗杆5传动连接，所述蜗杆5与蜗轮6啮合，所述第一支板9水平设置，所述第一支板9的下端面与转轴7的顶端连接；
所述第二旋转机构包括第二电机10和第二支板11，所述第二电机10位于第一支板9上，所述第二电机10的输出轴水平设置，所述第二支板11的一侧与第二电机10的输出轴连接；
行走机构包括第三电机13、丝杠14、导杆15和行走单元，所述第三电机 13和导杆15均设置在第二支板11的上端面，所述第三电机13的输出轴和导杆 15均竖向设置，所述导杆15有两个，两个导杆15关于第三电机13的输出轴对称，所述丝杠14与第三电机13的输出轴同轴设置；
所述行走单元包括滑块16、第一壳体17、第一限位块18、第四电机19，所述滑块16上设有第一通孔20，所述第一通孔20内设有螺纹，所述螺纹与丝杠14匹配，所述第一限位块18上设有第二通孔21，所述第二通孔21与导杆 15匹配，所述第一通孔20与第二通孔21均为竖直贯穿孔，所述第一限位块18 有两个，两个第一限位块18分别设置在滑块16的两侧，所述丝杠14位于第一通孔20内，所述导杆15位于第二通孔21内，所述第一壳体17设置在滑块16 的一侧，所述第一壳体17位于两个第一限位块18之间，所述第四电机19位于第一壳体17内，所述第四电机19的输出轴水平设置，所述第四电机19的输出轴的一端位于第一壳体17外；
所述钻岩机构包括第二壳体22、驱动组件和钻探组件，所述第二壳体22上设有通风口23，所述支杆3的一端通过连接单元与第二壳体22连接，所述支杆3的另一端与第四电机19的输出轴垂直连接，所述支杆3水平设置，所述第四电机19驱动支杆3转动，所述第二壳体22位于支杆3的下方，所述驱动组件位于第二壳体22内，所述钻探组件位于第二壳体22外，所述驱动组件与钻探组件传动连接；
所述驱动组件包括发动机24、离合器25、变速箱26，所述发动机24通过离合器25与变速箱26传动连接，所述变速箱26的输出轴竖直向下设置，所述变速箱26的输出轴位于第二壳体22的外部；
所述钻探组件包括进水管27、钻杆28、岩心管29和钻头30，所述变速箱 26的输出轴、进水管27、钻杆28、岩心管29和钻头30从上往下依次连接；
所述水箱2上设有第一水泵31，所述第一水泵31的进水口与水箱2连通，所述第一水泵31的出水口通过导管与进水管27连通。
作为优选，为了控制行走机构的行走速度，使行走速度与钻探速度匹配，所述连接单元包括压力传感器32和弹簧33，所述压力传感器32设置在支杆3 上，第二壳体22通过弹簧33与压力传感器32连接，所述弹簧33竖向设置，所述该具有高机动性的轻便式地表取样机还设有PLC，所述第一电机4、第二电机10、第三电机13、第四电机19和压力传感器32均与PLC电连接，当行走机构的速度过快时，支杆3下降的速度超过钻岩机构的钻岩速度时，弹簧33对压力传感器32造成较大的压力，此时PLC控制第三电机13的转速，使之与钻岩速度匹配；
作为优选，为了防止行走机构速度与钻岩速度不匹配时第二壳体22与压力传感器32直接接触，由于钻探时第二壳体22会有震动，直接接触会将震动传递给其他设备，对其他设备造成损害，所述第二壳体22顶部设有第二限位块34，所述第二限位块34的制作材料为橡胶，所述第二限位块34有两个，两个第二限位块34关于弹簧33对称。
作为优选，为了使该设备在野外作业时，能汲取野外河流中的水，对水箱2 进行补充，让整个设备具有更好的续航性，所述水箱2上还设有第二水泵35，所述第二水泵35的出水口与水箱2连通。
作为优选，为了保护环境，防止发动机24的废气未经处理直接排出，所述通风口23内设有滤网。
作为优选，为了限定行走单元的移动范围，所述导杆15上设有限位柱12。
作为优选，为了使底座具有移动能力，所述底座上还设有万向轮36，所述万向轮36有若干个。
作为优选，为了使电机更便于操控，所述第一电机4、第二电机10、第三电机13和第四电机19均为伺服电机。
该具有高机动性的轻便式地表取样机中，第一旋转机构和行走单元同时工作时可以实现钻岩机构在三维空间内无死角钻探工作。第一旋转机构工作原理为：第一电机4驱动蜗杆5转动，蜗杆5带动蜗轮6转动，蜗轮6带动第一支板9转动，从而实现钻岩机构在水平面位移。行走单元实现钻岩机构在竖直平面内运动的原理为：第四电机19驱动支杆3转动，从而带动钻岩机构在竖直平面内转动。此外，行走机构用来控制支撑和推进钻探工作，其原理为：第三电机13驱动丝杠14转动，使滑块17沿丝杠向下移动，由于滑块17中的第四电机19的输出轴有支杆3一端连接，而支杆3的另一端与钻岩机构连接，所述钻岩机构随滑块17向下移动，给钻探工作提供推进力。此外，第二旋转机构与行走单元配合使用，可以对设备进行两次折叠，易于携带，其原理为：在当运输之前，第二电机10驱动第二支板11转动，使第二支板11上的导杆15水平；第四电机19驱动支杆3转动，使支杆3与导杆15平行。此外该设备还能自动调节行走机构中滑块16的移动速度，使之与钻探速度匹配，其原理为：当行走机构的速度过快时，支杆3下降的速度超过钻岩机构的钻岩速度时，弹簧33对压力传感器造成较大的压力，此时PLC控制第三电机的13的转速，使之与钻岩速度匹配。
与现有技术相比，该具有高机动性的轻便式地表取样机设计巧妙，可行性高，第一旋转机构可以使钻岩机构可以在水平内自由移动，第二旋转机构可以使钻岩机构在竖直平面内自由移动，第一旋转机构和第二旋转机构配合使用，可以使钻岩机构朝任意方向钻探；另外，第二旋转机构与行走机构同时使用时，可以对设备进行折叠，使携带更加方便。该机动性高且携带方便的轻量级地表取样机是目前市场所稀缺的，具有较高价值。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种具有高机动性的轻便式地表取样机，其特征在于，包括底座(1)以及设置在底座(1)上的水箱(2)、第一旋转机构、第二旋转机构、行走机构、支杆(3)和钻岩机构；
所述第一旋转机构包括第一电机(4)、蜗杆(5)、蜗轮(6)、转轴(7)、轴承(8)和第一支板(9)，所述转轴(7)通过轴承(8)与底座(1)连接，所述轴承(8)和蜗轮(6)均套设在转轴(7)上，所述第一电机(4)与蜗杆(5)传动连接，所述蜗杆(5)与蜗轮(6)啮合，所述第一支板(9)水平设置，所述第一支板(9)的下端面与转轴(7)的顶端连接；
所述第二旋转机构包括第二电机(10)和第二支板(11)，所述第二电机(10)位于第一支板(9)上，所述第二电机(10)的输出轴水平设置，所述第二支板(11)的一侧与第二电机(10)的输出轴连接；
行走机构包括第三电机(13)、丝杠(14)、导杆(15)和行走单元，所述第三电机(13)和导杆(15)均设置在第二支板(11)的上端面，所述第三电机(13)的输出轴和导杆(15)均竖向设置，所述导杆(15)有两个，两个导杆(15)关于第三电机(13)的输出轴对称，所述丝杠(14)与第三电机(13)的输出轴同轴设置；
所述行走单元包括滑块(16)、第一壳体(17)、第一限位块(18)、第四电机(19)，所述滑块(16)上设有第一通孔(20)，所述第一通孔(20)内设有螺纹，所述螺纹与丝杠(14)匹配，所述第一限位块(18)上设有第二通孔(21)，所述第二通孔(21)与导杆(15)匹配，所述第一通孔(20)与第二通孔(21)均为竖直贯穿孔，所述第一限位块(18)有两个，两个第一限位块(18)分别设置在滑块(16)的两侧，所述丝杠(14)位于第一通孔(20)内，所述导杆(15)位于第二通孔(21)内，所述第一壳体(17)设置在滑块(16)的一侧，所述第一壳体(17)位于两个第一限位块(18)之间，所述第四电机(19)位于第一壳体(17)内，所述第四电机(19)的输出轴水平设置，所述第四电机(19)的输出轴的一端位于第一壳体(17)外；
所述钻岩机构包括第二壳体(22)、驱动组件和钻探组件，所述第二壳体(22)上设有通风口(23)，所述支杆(3)的一端通过连接单元与第二壳体(22)连接，所述支杆(3)的另一端与第四电机(19)的输出轴垂直连接，所述支杆(3)水平设置，所述第四电机(19)驱动支杆(3)转动，所述第二壳体(22)位于支杆(3)的下方，所述驱动组件位于第二壳体(22)内，所述钻探组件位于第二壳体(22)外，所述驱动组件与钻探组件传动连接；
所述驱动组件包括发动机(24)、离合器(25)、变速箱(26)，所述发动机(24)通过离合器(25)与变速箱(26)传动连接，所述变速箱(26)的输出轴竖直向下设置，所述变速箱(26)的输出轴位于第二壳体(22)的外部；
所述钻探组件包括进水管(27)、钻杆(28)、岩心管(29)和钻头(30)，所述变速箱(26)的输出轴、进水管(27)、钻杆(28)、岩心管(29)和钻头(30)从上往下依次连接；
所述水箱(2)上设有第一水泵(31)，所述第一水泵(31)的进水口与水箱(2)连通，所述第一水泵(31)的出水口通过导管与进水管(27)连通。
2.如权利要求1所述的具有高机动性的轻便式地表取样机，其特征在于，所述连接单元包括压力传感器(32)和弹簧(33)，所述压力传感器(32)设置在支杆(3)上，第二壳体(22)通过弹簧(33)与压力传感器(32)连接，所述弹簧(33)竖向设置，所述具有高机动性的轻便式地表取样机还设有PLC，所述第一电机(4)、第二电机(10)、第三电机(13)、第四电机(19)和压力传感器(32)均与PLC电连接。
3.如权利要求2所述的具有高机动性的轻便式地表取样机，其特征在于，所述第二壳体(22)顶部设有第二限位块(34)，所述第二限位块(34)的制作材料为橡胶，所述第二限位块(34)有两个，两个第二限位块(34)关于弹簧(33)对称。
4.如权利要求1所述的具有高机动性的轻便式地表取样机，其特征在于，所述水箱(2)上还设有第二水泵(35)，所述第二水泵(35)的出水口与水箱(2)连通。
5.如权利要求1所述的具有高机动性的轻便式地表取样机，其特征在于，所述通风口(23)内设有滤网。
6.如权利要求1所述的具有高机动性的轻便式地表取样机，其特征在于，所述导杆(15)上设有限位柱(12)。
7.如权利要求1所述的具有高机动性的轻便式地表取样机，其特征在于，所述底座上还设有万向轮(36)，所述万向轮(36)有若干个。
8.如权利要求1所述的具有高机动性的轻便式地表取样机，其特征在于，所述第一电机(4)、第二电机(10)、第三电机(13)和第四电机(19)均为伺服电机。
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| Title |
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| Polychlorobiphenyls and polycyclic aromatic hydrocarbons in the sea-surface micro-layer and the water column at Gerlache Inlet,Antarctica;R. Fuoco et al.;《J. Environ. Monit.》;20051231;第7卷;第1313-1319页 |
| 浅析农田取样器的设计及应用;赵寰宇等;《农村牧区机械化》;20061231(第1期);第33-34页 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106769175A (zh) | 2017-05-31 |
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