CN109470515A - 一种水利工程的地基岩土取样检测装置及取样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水利工程的地基岩土取样检测装置及取样方法，包括顶部机盒、旋转电机、水平定位板和钻头；顶部机盒底部设置电机座，电机座内固定旋转电机；旋转电机的传动轴通过联轴器与旋转轴连接；旋转轴上开设有采样室，旋转轴底部与钻头固定连接；顶部机盒底部还呈三角分布的平衡支架；三根平衡支架均为伸缩支架，其上设有调节平衡支架长度的螺栓；三根平衡支架底部分别嵌入水平定位板上，水平定位板两侧对称安装两个水平仪，顶部机盒内集成处理器；处理器分别与显示屏、GPS定位模块、电源、控制按键、通讯模块电连接；通讯模块与上位机通讯连接；旋转电机与集成于顶部机盒内的调频电路电连接。
Description
技术领域
本发明属于土质勘测的技术领域，具体涉及一种水利工程的地基岩土取样检测装置及取样方法。
背景技术
地基岩土工程勘察是指根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。岩土取样器是提取下层试验土壤原状土作为试样以了解其基层性质，用于各种工程施工前对施工地层作土样分析的一种工具。目前，传统的取样装置和方法普遍存在结构复杂、不方便携带、取样操作不便，导致取样效率低的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种水利工程的地基岩土取样检测装置及取样方法，以解决传统的取样装置和方法普遍存在结构复杂、不方便携带、取样操作不便，导致取样效率低的问题。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种水利工程的地基岩土取样检测装置及取样方法，包括顶部机盒、旋转电机、水平定位板和钻头；顶部机盒底部设置电机座，电机座内固定旋转电机；旋转电机的传动轴通过联轴器与旋转轴连接；旋转轴上开设有用于采样岩土的采样室，旋转轴底部与钻头固定连接；顶部机盒底部还设有三根呈三角分布的平衡支架；三根平衡支架均为伸缩支架，其上设有调节平衡支架长度的螺栓；三根平衡支架底部分别嵌入水平定位板上，水平定位板几何中心位置开设有用于旋转轴穿过的通孔，水平定位板两侧对称安装两个水平仪；
顶部机盒内集成处理器；处理器分别与显示屏、GPS定位模块、电源、控制按键、通讯模块电连接；通讯模块与上位机通讯连接；旋转电机与集成于顶部机盒内的调频电路电连接；调频电路包括变频器，变频器输出端U、V、W分别与旋转电机电连接；变频器2DF和COM端通过滑动变阻器RP连接，滑动变阻器RP的滑动端与滑动按钮连接；所述显示屏、控制按键和滑动按钮嵌设于顶部机盒上表面；
优选地，旋转轴侧面设有分布均匀的若干刻度线。
优选地，通讯模块为无线蓝牙模块和4G模块。
优选地，顶部机盒的两侧对称设有两个手柄。
一种水利工程的地基岩土取样检测装置的取样方法，包括：
调节三根平衡支架长度，同时通过两个水平仪确保水平定位板处于水平位置；
选取地基岩土取样点，并对岩土取样点进行标记；
根据三根平衡支架伸出长度和地基岩土所在地的硬度，选择对应规格的旋转轴与联轴器连接；
将钻头对准取样点，开启旋转电机，手握两个手柄向下挤压顶部机盒；
根据地基岩土取样点的取样深度和地基岩土所在地的硬度，调节滑动按钮控制旋转轴的输出功率；
旋转轴带动钻头向下旋转运动，采样室随旋转轴向下运动，进行岩土采样。
优选地，通过旋转轴侧面的刻度线确定旋转轴转入的深度。
一种水利工程的地基岩土取样检测装置的信息处理系统，包括：
信息输入单元，用于岩土地基钻探时，输入钻探采样的报错信息、采样信息和检测信息；
信息处理单元，用于接收输入的钻探采样的报错信息、采样信息和检测信息，并根据输入信息的关键词在专家知识库内查询与关键词匹配的信息描述；
云端，用于接收、备份、共享和上传信息处理单元上传的报错信息、采样信息和检测信息；
远程客户端，用于远程查询钻探采样的报错信息、采样信息和检测信息，并推送上传对应的解决方案；
信息输出单元，用于接收并显示与关键词匹配的信息描述。
优选地，若关键词为报错信息，则在专家知识库内查询与关键词匹配的问题描述，并根据问题描述推送问题的解决方案；
若关键词为采样信息和或检测信息，则根据地基岩土的地理位置，在专家知识库内查询与关键词匹配的信息描述，并推送与地基岩土地理位置对应的岩土采样信息。
优选地，若专家知识库内没有与关键词匹配的信息描述，则通过云端向若干远程客户端发出请求信息。
优选地，信息输入单元输入内容包括：钻头属性、地基岩土描述数据、取样与检测数据、钻探深度、钻头转速和报错数据。
本发明提供的水利工程的地基岩土取样检测装置及取样方法，具有以下有益效果：
本发明可根据取样现场，调节平衡支架的长度，在进行钻探采样时，参考水平仪位置，使钻头垂直向下深入；同时，根据平衡支架伸出长度和地基岩土所在地的硬度，选择对应规格的旋转轴，并调节旋转轴的输出功率，进行岩土取样。本发明结构简单，操作便利，取样效率高，能够有效地解决传统的取样装置和方法普遍存在结构复杂、不方便携带、取样操作不便，导致取样效率低的问题。
附图说明
图1为水利工程的地基岩土取样检测装置的结构图。
图2为水利工程的地基岩土取样检测装置顶部机盒的俯视图。
图3为水利工程的地基岩土取样检测装置电路原理图。
图4为水利工程的地基岩土取样检测装置调频电路。
图5为水利工程的地基岩土取样检测装置信息处理系统框图。
其中，1、顶部机盒；2、手柄；3、平衡支架；4、螺栓；5、旋转电机；6、传动轴；7、联轴器；8、水平定位板；9、水平仪；10、旋转轴；11、刻度线；12、采样室；13、钻头；14、显示屏；15、控制按键；16、滑动按钮。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
根据本申请的一个实施例，本方案的水利工程的地基岩土取样检测装置及取样方法，参考图1，包括顶部机盒1、旋转电机5、水平定位板8和钻头13。
顶部机盒1底部设置电机座，电机座内固定旋转电机5，旋转电机5的传动轴6通过联轴器7与旋转轴10连接，旋转轴10上开设有用于采样岩土的采样室12，旋转轴10底部与钻头13固定连接。
旋转电机5开启，带动传动轴6和旋转轴10一起旋转运动，进而带动钻头13旋转。在钻头13旋转的同时，手握两个手柄2向下用力挤压，使钻头13向下旋转，深入岩土；同时，采样室12深入岩土内，进行采样。
三根平衡支架3呈三角分布，并固定于顶部机盒1底部。三根平衡支架3均为伸缩支架，其上设有调节平衡支架3长度的螺栓4，通过调节螺栓4，控制平衡支架3长度。
顶部机盒1的两侧对称设有两个手柄2，便于操作施力。
三根平衡支架3底部分别嵌入水平定位板8上，水平定位板8几何中心位置开设有用于旋转轴10穿过的通孔，水平定位板8两侧对称安装两个水平仪9。
两个水平仪9用于水平定位板8的调平，且用于钻头13深入时，用于作为参考，确保钻头13垂直钻入岩土内。
顶部机盒1内集成处理器，处理器分别与显示屏14、GPS定位模块、电源、控制按键15、通讯模块电连接；通讯模块与上位机通讯连接；旋转电机5与集成于顶部机盒1内的调频电路电连接。
调频电路包括变频器，变频器输出端U、V、W分别与旋转电机5电连接；变频器2DF和COM端通过滑动变阻器RP连接，滑动变阻器RP的滑动端与滑动按钮16连接；显示屏14、控制按键15和滑动按钮16嵌设于顶部机盒1上表面。
通过滑动按钮16即可调节滑动变阻器RP的滑动端，改变其接入2DF和3DF端的电阻，改变旋转电机5的转速，进而实现钻头13转速的控制。
旋转轴10侧面设有分布均匀的若干刻度线11，用于确定深入岩土深度。
通讯模块为无线蓝牙模块和4G模块，无线蓝牙模块用于与现场操作人员进行信息通讯，4G模块用于实现与云端的信息通讯。
根据本申请的一个实施例，一种水利工程的地基岩土取样检测装置的取样方法，包括：
调节三根平衡支架3长度，同时通过两个水平仪9确保水平定位板8处于水平位置；
选取地基岩土取样点，并对岩土取样点进行标记；
根据三根平衡支架3伸出长度和地基岩土所在地的硬度，选择对应规格的旋转轴10与联轴器7连接；
将钻头13对准取样点，开启旋转电机5，手握两个手柄2向下挤压顶部机盒1；
根据地基岩土取样点的取样深度和地基岩土所在地的硬度，调节滑动按钮16控制旋转轴10的输出功率；
旋转轴10带动钻头13向下旋转运动，采样室12随旋转轴10向下运动，进行岩土采样。
除此，可通过旋转轴10侧面的刻度线11确定旋转轴10转入的深度。
根据本申请的一个实施例，一种水利工程的地基岩土取样检测装置的信息处理系统，包括：
信息输入单元，用于岩土地基钻探时，输入钻探采样的报错信息、采样信息和检测信息；
信息处理单元，用于接收输入的钻探采样的报错信息、采样信息和检测信息，并根据输入信息的关键词在专家知识库内查询与关键词匹配的信息描述；
云端，用于接收、备份、共享和上传信息处理单元上传的报错信息、采样信息和检测信息；
远程客户端，用于远程查询钻探采样的报错信息、采样信息和检测信息，并推送上传对应的解决方案；
信息输出单元，用于接收并显示与关键词匹配的信息描述。
其中，若关键词为报错信息，则在专家知识库内查询与关键词匹配的问题描述，并根据问题描述推送问题的解决方案；
若关键词为采样信息和或检测信息，则根据地基岩土的地理位置，在专家知识库内查询与关键词匹配的信息描述，并推送与地基岩土地理位置对应的岩土采样信息。
若专家知识库内没有与关键词匹配的信息描述，则通过云端向若干远程客户端发出请求信息。
信息输入单元输入内容包括：钻头13属性、地基岩土描述数据、取样与检测数据、钻探深度、钻头13转速和报错数据。
远程客户端和现场操作人员均需要完成实名制注册。
本发明可根据取样现场，调节平衡支架3的长度，在进行钻探采样时，参考水平仪9位置，使钻头13垂直向下深入；同时，根据平衡支架3伸出长度和地基岩土所在地的硬度，选择对应规格的旋转轴10，并调节旋转轴10的输出功率，进行岩土取样。本发明结构简单，操作便利，取样效率高，能够有效地解决传统的取样装置和方法普遍存在结构复杂、不方便携带、取样操作不便，导致取样效率低的问题。
虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种水利工程的地基岩土取样检测装置，其特征在于：包括顶部机盒、旋转电机、水平定位板和钻头；所述顶部机盒底部设置电机座，电机座内固定旋转电机；所述旋转电机的传动轴通过联轴器与旋转轴连接；所述旋转轴上开设有用于采样岩土的采样室，旋转轴底部与钻头固定连接；所述顶部机盒底部还设有三根呈三角分布的平衡支架；三根所述平衡支架均为伸缩支架，其上设有调节平衡支架长度的螺栓；三根所述平衡支架底部分别嵌入水平定位板上，水平定位板几何中心位置开设有用于旋转轴穿过的通孔，水平定位板两侧对称安装两个水平仪；
所述顶部机盒内集成处理器；所述处理器分别与显示屏、GPS定位模块、电源、控制按键、通讯模块电连接；所述通讯模块与上位机通讯连接；所述旋转电机与集成于顶部机盒内的调频电路电连接；所述调频电路包括变频器，变频器输出端U、V、W分别与旋转电机电连接；所述变频器2DF和COM端通过滑动变阻器RP连接，滑动变阻器RP的滑动端与滑动按钮连接；所述显示屏、控制按键和滑动按钮嵌设于顶部机盒上表面。
2.根据权利要求1所述的水利工程的地基岩土取样检测装置，其特征在于：所述旋转轴侧面设有分布均匀的若干刻度线。
3.根据权利要求1所述的水利工程的地基岩土取样检测装置，其特征在于：所述通讯模块为无线蓝牙模块和4G模块。
4.根据权利要求1所述的水利工程的地基岩土取样检测装置，其特征在于：所述顶部机盒的两侧对称设有两个手柄。
5.一种根据权利要求1所述的水利工程的地基岩土取样检测装置的取样方法，其特征在于，包括：
调节三根平衡支架长度，同时通过两个水平仪确保水平定位板处于水平位置；
选取地基岩土取样点，并对岩土取样点进行标记；
根据三根平衡支架伸出长度和地基岩土所在地的硬度，选择对应规格的旋转轴与联轴器连接；
将钻头对准取样点，开启旋转电机，手握两个手柄向下挤压顶部机盒；
根据地基岩土取样点的取样深度和地基岩土所在地的硬度，调节滑动按钮控制旋转轴的输出功率；
旋转轴带动钻头向下旋转运动，采样室随旋转轴向下运动，进行岩土采样。
6.根据权利要求5所述的水利工程的地基岩土取样检测装置的取样方法，其特征在于：通过旋转轴侧面的刻度线确定旋转轴转入的深度。
7.一种水利工程的地基岩土取样检测装置的信息处理系统，其特征在于，包括：
信息输入单元，用于岩土地基钻探时，输入钻探采样的报错信息、采样信息和检测信息；
信息处理单元，用于接收输入的钻探采样的报错信息、采样信息和检测信息，并根据输入信息的关键词在专家知识库内查询与关键词匹配的信息描述；
云端，用于接收、备份、共享和上传信息处理单元上传的报错信息、采样信息和检测信息；
远程客户端，用于远程查询钻探采样的报错信息、采样信息和检测信息，并推送上传对应的解决方案；
信息输出单元，用于接收并显示与关键词匹配的信息描述。
8.根据权利要求7所述的水利工程的地基岩土取样检测装置的信息处理系统，其特征在于：
若关键词为报错信息，则在专家知识库内查询与关键词匹配的问题描述，并根据问题描述推送问题的解决方案；
若关键词为采样信息和或检测信息，则根据地基岩土的地理位置，在专家知识库内查询与关键词匹配的信息描述，并推送与地基岩土地理位置对应的岩土采样信息。
9.根据权利要求7所述的水利工程的地基岩土取样检测装置的信息处理系统，其特征在于，若专家知识库内没有与关键词匹配的信息描述，则通过云端向若干远程客户端发出请求信息。
10.根据权利要求7所述的水利工程的地基岩土取样检测装置的信息处理系统，其特征在于，所述信息输入单元输入内容包括：钻头属性、地基岩土描述数据、取样与检测数据、钻探深度、钻头转速和报错数据。
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