CN108956768A - 一种基于gis技术的土地抗震适宜性监测装置 - Google Patents

Abstract

一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置，包括圆环状的底座，底座顶部靠近外周处固定安装数根均匀分布的立柱，立柱侧部均设有内螺纹套，数个内螺纹套以底座的中轴线为中心均匀分布，内螺纹套与对应的立柱之间均通过第一支架固定连接。本发明结构简单且巧妙仅仅通过几个型号相同的电机即可完成钻探时动力的提供，还可以通过多根螺纹钻杆进行预钻，螺纹钻杆对图层的钻偷力相较于钻管更大，可以更加轻松的钻入地下，对钻管等核心部件进行保护，钻头损坏后可以方便的更换，通过组合式钻探的设置提高钻探的效率，还可以快速的对土层进行探测，方便且高效。

Description

一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置

技术领域

本发明属于土地监测装置技术领域，具体地说是一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置。

背景技术

地理信息系统（GIS）是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。对地球表层进行探测必不可少的是钻探，然而目前的钻探工具与土层探测工具是分开工作的，使用不方便，而且目前的钻探工具功能单一，钻探效率较低。

发明内容

本发明提供一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置，包括圆环状的底座，底座顶部靠近外周处固定安装数根均匀分布的立柱，立柱侧部均设有内螺纹套，数个内螺纹套以底座的中轴线为中心均匀分布，内螺纹套与对应的立柱之间均通过第一支架固定连接，内螺纹套内均配合安装螺纹钻杆，螺纹钻杆的下端均固定安装钻头，螺纹钻杆上套装第一传动套，第一传动套的下端与对应的内螺纹套的上端轴承活动连接，螺纹钻杆侧部开设第一长条槽，第一传动套内壁上均固定安装第一插块，第一插块插入到对应的第一长条槽内部，第一支架上部固定安装竖向的电机，电机的输出轴上均固定安装第一齿轮，第一传动套上均固定安装第二齿轮，第一齿轮与对应的第二齿轮啮合配合，数个第一传动套之间设有钻管，钻管与底座同轴，钻管上端通过轴承套装第一圆环，螺纹钻杆上对应第一圆环的高度处均通过轴承套装第一套筒，第一套筒侧部均与第一圆环侧部固定连接，钻管上套装第二传动套，钻管侧面的左右两侧对称开设第二长条槽，第二长条槽沿钻管长度方向开设，第二传动套的内壁固定安装两个第二插块，第二插块插入到对应的第二长条槽内，第二传动套的上端通过轴承套装第二圆环，第二圆环侧部与立柱之间均通过第二支架固定连接，第二传动套外周固定套装环形齿，第二齿轮均与环形齿啮合配合，钻管内设有螺旋钻杆，螺旋钻杆为空心，螺旋钻杆与钻管同轴，螺旋钻杆的上端通过轴承套装第二套筒，立柱侧部均固定安装竖向的第一液压杆，第一液压杆的输出轴的上端与第二套筒侧部之间均通过第三支架固定连接，螺旋钻杆位于钻管内的部分外周设有螺旋叶片，螺旋叶片与螺旋钻杆为一体结构，螺纹钻杆的上端固定套装第三齿轮，螺旋钻杆上活动套装第四齿轮，第三齿轮与第四齿轮啮合配合，螺旋钻杆侧面的左右两侧对称开设第三长条槽，第三长条槽沿螺旋钻杆长度方向开设，第四齿轮的内圈固定安装两个第三插块，第三插块插入到对应的第三长条槽内，螺纹钻杆上第三齿轮的上下两侧均固定套装限位环状板，第四齿轮的外圈位于对应的两个限位环状板之间，螺旋钻杆内设有竖杆，竖杆的上端固定安装圆板，第三支架上部与圆板之间通过第二液压杆固定连接，竖杆的下端固定安装探测装置，螺旋钻杆下端内部设有盖板，盖板与竖杆之间通过两根L杆固定连接，盖板外周与螺旋钻杆内侧面接触配合，钻管侧部对称开设两个竖向的长条透槽，螺纹钻杆的下端低于钻管的下端。

如上所述的一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置，所述的探测装置包括超声波探测仪与土壤剖面扫描装置。

如上所述的一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置，所述的底座底部靠近外周处固定安装多跟可伸缩支撑腿，支撑腿自带锁止构件。

如上所述的一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置，所述的钻管侧部第一圆环的上下两侧均固定安装多个限位块，螺纹钻杆上第一套筒的上下两侧均固定套装限位环。

如上所述的一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置，所述的钻管下端设有数个均匀分布的锥形体，锥形体的尖端朝下。

如上所述的一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置，所述的盖板底部固定安装圆锥体钻头。

本发明的优点是：本发明工作时，电机通过对应的第一齿轮与第二齿轮啮合配合带动对应的第一传动套转动，传动套通过第一插块与第一长条槽的配合带动对应的螺纹钻杆转动，在螺纹配合下螺纹钻杆沿对应的内螺纹套向下旋转移动，与此同时多个第一传动套通过第二齿轮与环形齿啮合配合带动钻管转动，螺纹钻杆通过第一圆环与第一套筒带动钻管向下同步移动，通过上述工作可以使钻管向下旋转移动，螺纹钻杆通过第三齿轮与第四齿轮啮合配合及第三插块与对应的第三长条槽的配合可以带动螺旋钻杆转动，第一液压杆通过收缩可以带动螺旋钻杆随螺旋钻杆向下同步移动，螺旋钻杆带动螺旋叶片转动，螺纹钻杆的下端低于钻管的下端的设计可以使螺纹钻杆的下端首先与地面接触并比钻管提前开始对土壤进行钻孔，螺纹钻杆对图层的钻偷力相较于钻管更大，多跟螺纹钻杆首先对土壤进行钻孔可以起到松土的作用，多跟螺纹钻杆之间的土层会首先被松动，钻管可以更加轻松的钻入，即使遇到岩石层，首先通过多根螺纹钻杆的钻入也可以将遇到的岩石进行初步破碎，减轻钻管钻入的阻力，在本发明工作过程中钻管慢慢钻入土层内，螺旋钻杆同时向下旋转移动可以通过螺纹叶片带动进入钻管的土壤及碎石向上移动并从钻管的上端口排出，当钻管深入土层到所需的深度后所有电机停止工作，然后所有的第一液压杆同时伸出带动螺旋钻杆向上移动，同时第二液压杆收缩推动竖杆相对于螺旋钻杆下移使探测装置从螺旋钻杆的下端漏出，探测装置工作并随第一液压杆的伸出慢慢向上移动，超声波探测仪的超声波发出方向对准其中一个条透槽，利用超声波在固体中的传输损失很小，探测深度大，超声波在异质界面上会发生反射、折射等现象对土层进行探测，可以探测处土层中岩石的分布、岩石的密度、土壤的密度等数据，与此同时土壤剖面扫描装置对准另一个长条透槽对表层土壤质地、颜色、结构、形态、植物根系、土壤水分、和土壤温度的垂直分布特征进行记录，通过探测装置探测得到的数据可以通过传输装置传动到基于地理信息系统技术（GIS）建立的数据中心进行储存并进行土地抗震方面的分析，通过本发明对多个不同的地区进行探测后的数据经过地理信息系统技术（GIS）的处理后形成数据库，可以供不同方面的专家及学者调取使用，本发明功能多样，将钻探功能与探测功能进行巧妙的结合，本发明结构简单且巧妙仅仅通过几个型号相同的电机即可完成钻探时动力的提供，还可以通过多根螺纹钻杆进行预钻，螺纹钻杆对图层的钻偷力相较于钻管更大，可以更加轻松的钻入地下，对钻管等核心部件进行保护，钻头损坏后可以方便的更换，通过组合式钻探的设置提高钻探的效率，还可以快速的对土层进行探测，方便且高效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的Ⅰ部的局部放大图；图3是图1的Ⅱ部的局部放大图；图4是图1的Ⅲ部的局部放大图；图5是图1的Ⅳ部的局部放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置，如图所示，包括圆环状的底座1，底座1顶部靠近外周处固定安装数根均匀分布的立柱2，立柱2侧部均设有内螺纹套3，数个内螺纹套3以底座1的中轴线为中心均匀分布，内螺纹套3与对应的立柱2之间均通过第一支架4固定连接，内螺纹套3内均配合安装螺纹钻杆5，螺纹钻杆5的下端均固定安装钻头，螺纹钻杆5上套装第一传动套6，第一传动套6的下端与对应的内螺纹套3的上端轴承活动连接，螺纹钻杆5侧部开设第一长条槽7，第一传动套6内壁上均固定安装第一插块8，第一插块8插入到对应的第一长条槽7内部，第一支架4上部固定安装竖向的电机9，电机9的输出轴上均固定安装第一齿轮10，第一传动套6上均固定安装第二齿轮11，第一齿轮10与对应的第二齿轮11啮合配合，数个第一传动套6之间设有钻管12，钻管12与底座1同轴，钻管12上端通过轴承套装第一圆环13，螺纹钻杆5上对应第一圆环13的高度处均通过轴承套装第一套筒14，第一套筒14侧部均与第一圆环13侧部固定连接，钻管12上套装第二传动套15，钻管12侧面的左右两侧对称开设第二长条槽16，第二长条槽16沿钻管12长度方向开设，第二传动套15的内壁固定安装两个第二插块17，第二插块17插入到对应的第二长条槽16内，第二传动套15的上端通过轴承套装第二圆环18，第二圆环18侧部与立柱2之间均通过第二支架19固定连接，第二传动套15外周固定套装环形齿20，第二齿轮11均与环形齿20啮合配合，钻管12内设有螺旋钻杆21，螺旋钻杆21为空心，螺旋钻杆21与钻管12同轴，螺旋钻杆21的上端通过轴承套装第二套筒22，立柱2侧部均固定安装竖向的第一液压杆23，第一液压杆23的输出轴的上端与第二套筒22侧部之间均通过第三支架24固定连接，螺旋钻杆21位于钻管12内的部分外周设有螺旋叶片25，螺旋叶片25与螺旋钻杆21为一体结构，螺纹钻杆5的上端固定套装第三齿轮26，螺旋钻杆21上活动套装第四齿轮27，第三齿轮26与第四齿轮27啮合配合，螺旋钻杆21侧面的左右两侧对称开设第三长条槽28，第三长条槽28沿螺旋钻杆21长度方向开设，第四齿轮27的内圈固定安装两个第三插块29，第三插块29插入到对应的第三长条槽28内，螺纹钻杆5上第三齿轮26的上下两侧均固定套装限位环状板30，第四齿轮27的外圈位于对应的两个限位环状板30之间，螺旋钻杆21内设有竖杆31，竖杆31的上端固定安装圆板32，第三支架24上部与圆板32之间通过第二液压杆42固定连接，竖杆31的下端固定安装探测装置33，螺旋钻杆21下端内部设有盖板34，盖板34与竖杆31之间通过两根L杆35固定连接，盖板34外周与螺旋钻杆21内侧面接触配合，钻管12侧部对称开设两个竖向的长条透槽36，螺纹钻杆5的下端低于钻管12的下端。本发明工作时，电机9通过对应的第一齿轮10与第二齿轮11啮合配合带动对应的第一传动套6转动，传动套6通过第一插块8与第一长条槽7的配合带动对应的螺纹钻杆5转动，在螺纹配合下螺纹钻杆5沿对应的内螺纹套3向下旋转移动，与此同时多个第一传动套6通过第二齿轮11与环形齿20啮合配合带动钻管12转动，螺纹钻杆5通过第一圆环13与第一套筒14带动钻管12向下同步移动，通过上述工作可以使钻管12向下旋转移动，螺纹钻杆5通过第三齿轮26与第四齿轮27啮合配合及第三插块29与对应的第三长条槽28的配合可以带动螺旋钻杆21转动，第一液压杆23通过收缩可以带动螺旋钻杆21随螺旋钻杆21向下同步移动，螺旋钻杆21带动螺旋叶片25转动，螺纹钻杆5的下端低于钻管12的下端的设计可以使螺纹钻杆5的下端首先与地面接触并比钻管12提前开始对土壤进行钻孔，螺纹钻杆5对图层的钻偷力相较于钻管12更大，多跟螺纹钻杆5首先对土壤进行钻孔可以起到松土的作用，多跟螺纹钻杆5之间的土层会首先被松动，钻管12可以更加轻松的钻入，即使遇到岩石层，首先通过多根螺纹钻杆5的钻入也可以将遇到的岩石进行初步破碎，减轻钻管12钻入的阻力，在本发明工作过程中钻管12慢慢钻入土层内，螺旋钻杆21同时向下旋转移动可以通过螺纹叶片25带动进入钻管12的土壤及碎石向上移动并从钻管12的上端口排出，当钻管12深入土层到所需的深度后所有电机9停止工作，然后所有的第一液压杆23同时伸出带动螺旋钻杆21向上移动，同时第二液压杆42收缩推动竖杆31相对于螺旋钻杆21下移使探测装置33从螺旋钻杆21的下端漏出，探测装置33工作并随第一液压杆23的伸出慢慢向上移动，超声波探测仪331的超声波发出方向对准其中一个条透槽36，利用超声波在固体中的传输损失很小，探测深度大，超声波在异质界面上会发生反射、折射等现象对土层进行探测，可以探测处土层中岩石的分布、岩石的密度、土壤的密度等数据，与此同时土壤剖面扫描装置332对准另一个长条透槽36对表层土壤质地、颜色、结构、形态、植物根系、土壤水分、和土壤温度的垂直分布特征进行记录，通过探测装置33探测得到的数据可以通过传输装置传动到基于地理信息系统技术（GIS）建立的数据中心进行储存并进行土地抗震方面的分析，通过本发明对多个不同的地区进行探测后的数据经过地理信息系统技术（GIS）的处理后形成数据库，可以供不同方面的专家及学者调取使用，本发明功能多样，将钻探功能与探测功能进行巧妙的结合，本发明结构简单且巧妙仅仅通过几个型号相同的电机9即可完成钻探时动力的提供，还可以通过多根螺纹钻杆5进行预钻，螺纹钻杆5对图层的钻偷力相较于钻管12更大，可以更加轻松的钻入地下，对钻管12等核心部件进行保护，钻头损坏后可以方便的更换，通过组合式钻探的设置提高钻探的效率，还可以快速的对土层进行探测，方便且高效。

具体而言，如图所示，本实施例所述的探测装置33包括超声波探测仪331与土壤剖面扫描装置332。通过该设计可以对土层结构进行全面的探测，既可以探测表层土壤质地、颜色、结构、形态、植物根系、土壤水分、和土壤温度的垂直分布特征，还可以对岩石层进行探测，探测岩石层的强度，对其抗震能力进行分析。

具体的，如图所示，本实施例所述的底座1底部靠近外周处固定安装多跟可伸缩支撑腿37，支撑腿37自带锁止构件。通过该设计可以更加方便的将本发明设置在地面不平整的位置使用，通过调整支撑腿37的长度，能保证对本发明起到稳定的支撑作用，本发明工作时能保持稳定。

进一步的，如图所示，本实施例所述的钻管12侧部第一圆环13的上下两侧均固定安装多个限位块38，螺纹钻杆5上第一套筒14的上下两侧均固定套装限位环39。限位块38可以提高第一圆环13在钻管12安装牢固程度，限位环39可以提高对应的第一套筒14在螺纹钻杆5上的安装牢固程度，该设计可以减少第一圆环13及第一套筒14安装处轴承承受的竖向载荷，提高轴承的使用寿命。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的钻管12下端设有数个均匀分布的锥形体40，锥形体40的尖端朝下。多个锥形体40使钻管12的下端形成锯齿状，可以提高钻管对土壤或者岩石的破坏力，使钻管12可以更加轻松的钻入地下。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的盖板34底部固定安装圆锥体钻头4 。圆锥体钻头41可以减少螺旋钻杆21下端下行的阻力，降低本发明工作时的阻力，从而降低电能的损耗，圆锥体钻头41与盖板34连接的面的直径大于螺旋钻杆21的直径，该设计可以对盖板34进行保护，圆锥体钻头41能与螺旋钻杆21下端接触，可以避免本发明工作时土壤或石块对盖板34造成太大的挤压力，对探测装置33能起到保护作用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置，其特征在于：包括圆环状的底座（1），底座（1）顶部靠近外周处固定安装数根均匀分布的立柱（2），立柱（2）侧部均设有内螺纹套（3），数个内螺纹套（3）以底座（1）的中轴线为中心均匀分布，内螺纹套（3）与对应的立柱（2）之间均通过第一支架（4）固定连接，内螺纹套（3）内均配合安装螺纹钻杆（5），螺纹钻杆（5）的下端均固定安装钻头，螺纹钻杆（5）上套装第一传动套（6），第一传动套（6）的下端与对应的内螺纹套（3）的上端轴承活动连接，螺纹钻杆（5）侧部开设第一长条槽（7），第一传动套（6）内壁上均固定安装第一插块（8），第一插块（8）插入到对应的第一长条槽（7）内部，第一支架（4）上部固定安装竖向的电机（9），电机（9）的输出轴上均固定安装第一齿轮（10），第一传动套（6）上均固定安装第二齿轮（11），第一齿轮（10）与对应的第二齿轮（11）啮合配合，数个第一传动套（6）之间设有钻管（12），钻管（12）与底座（1）同轴，钻管（12）上端通过轴承套装第一圆环（13），螺纹钻杆（5）上对应第一圆环（13）的高度处均通过轴承套装第一套筒（14），第一套筒（14）侧部均与第一圆环（13）侧部固定连接，钻管（12）上套装第二传动套（15），钻管（12）侧面的左右两侧对称开设第二长条槽（16），第二长条槽（16）沿钻管（12）长度方向开设，第二传动套（15）的内壁固定安装两个第二插块（17），第二插块（17）插入到对应的第二长条槽（16）内，第二传动套（15）的上端通过轴承套装第二圆环（18），第二圆环（18）侧部与立柱（2）之间均通过第二支架（19）固定连接，第二传动套（15）外周固定套装环形齿（20），第二齿轮（11）均与环形齿（20）啮合配合，钻管（12）内设有螺旋钻杆（21），螺旋钻杆（21）为空心，螺旋钻杆（21）与钻管（12）同轴，螺旋钻杆（21）的上端通过轴承套装第二套筒（22），立柱（2）侧部均固定安装竖向的第一液压杆（23），第一液压杆（23）的输出轴的上端与第二套筒（22）侧部之间均通过第三支架（24）固定连接，螺旋钻杆（21）位于钻管（12）内的部分外周设有螺旋叶片（25），螺旋叶片（25）与螺旋钻杆（21）为一体结构，螺纹钻杆（5）的上端固定套装第三齿轮（26），螺旋钻杆（21）上活动套装第四齿轮（27），第三齿轮（26）与第四齿轮（27）啮合配合，螺旋钻杆（21）侧面的左右两侧对称开设第三长条槽（28），第三长条槽（28）沿螺旋钻杆（21）长度方向开设，第四齿轮（27）的内圈固定安装两个第三插块（29），第三插块（29）插入到对应的第三长条槽（28）内，螺纹钻杆（5）上第三齿轮（26）的上下两侧均固定套装限位环状板（30），第四齿轮（27）的外圈位于对应的两个限位环状板（30）之间，螺旋钻杆（21）内设有竖杆（31），竖杆（31）的上端固定安装圆板（32），第三支架（24）上部与圆板（32）之间通过第二液压杆（42）固定连接，竖杆（31）的下端固定安装探测装置（33），螺旋钻杆（21）下端内部设有盖板（34），盖板（34）与竖杆（31）之间通过两根L杆（35）固定连接，盖板（34）外周与螺旋钻杆（21）内侧面接触配合，钻管（12）侧部对称开设两个竖向的长条透槽（36），螺纹钻杆（5）的下端低于钻管（12）的下端。

2.根据权利要求1所述的一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置，其特征在于：所述的探测装置（33）包括超声波探测仪（331）与土壤剖面扫描装置（332）。

3.根据权利要求1所述的一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置，其特征在于：所述的底座（1）底部靠近外周处固定安装多跟可伸缩支撑腿（37），支撑腿（37）自带锁止构件。

4.根据权利要求1所述的一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置，其特征在于：所述的钻管（12）侧部第一圆环（13）的上下两侧均固定安装多个限位块（38），螺纹钻杆（5）上第一套筒（14）的上下两侧均固定套装限位环（39）。

5.根据权利要求1所述的一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置，其特征在于：所述的钻管（12）下端设有数个均匀分布的锥形体（40），锥形体（40）的尖端朝下。

6.根据权利要求1所述的一种基于GIS技术的土地抗震适宜性监测装置，其特征在于：所述的盖板（34）底部固定安装圆锥体钻头（4）。