CN111827912B - 一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置，其将钻设机构设置为包括外钻筒、内钻筒、外钻筒驱动电机和内钻筒驱动电机，外钻筒和内钻筒的前端均设置有钻设刃，所述外钻筒的钻设刃短于所述内钻筒的钻设刃，以便使得所述内钻筒的钻设刃向前凸出于所述外钻筒的钻设刃，这样，在钻设槽孔时，可以使得内钻筒先进行钻设而后采用外钻筒进行扩孔，减少在钻设时的振动，防止化石出现裂缝，本发明还设置了缓冲机构，缓冲机构的缓冲作用，可以进一步降低钻设的振动，防止化石出现损坏。

Description

一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置

技术领域

本发明具体是一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置，涉及化石取样设备相关领域。

背景技术

目前，在对化石进行发现后，尤其是在野外、岩石、岩洞等场合，在发现化石后，一般需要对其进行取样，目前的取样方式一般是将化石周围的岩石进行破坏，然后将化石进行切割下即可，这种方式虽然简单，但是，其对周围的岩石会产生较大的破坏，影响周围岩石的研究，同时，由于在破坏周围岩石以及切割的同时，很容易导致化石出现裂缝、裂隙等问题，导致化石出现损坏，影响取样效果与取样能力。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置。

本发明是这样实现的，构造一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置，其包括基座、升降驱动机构、调节滑座、进给控制机构、缓冲机构和钻设机构，其中，所述基座的底部设置有与固定该装置的固定机架进行连接的连接接口，所述基座上设置有由所述升降驱动机构驱动滑动的所述调节滑座，所述调节滑座内设置有水平延伸的进给控制机构，所述进给控制机构的进给端通过所述缓冲机构连接有所述钻设机构，所述钻设机构伸出所述调节滑座设置；其中，所述钻设机构包括外钻筒、内钻筒、外钻筒驱动电机和内钻筒驱动电机，其中，所述内钻筒可转动且同轴的套设在所述外钻筒内，外钻筒由所述外钻筒驱动电机驱动转动，所述内钻筒由所述内钻筒驱动电机驱动转动，且所述外钻筒和内钻筒的前端均设置有钻设刃，所述外钻筒的钻设刃短于所述内钻筒的钻设刃，以便使得所述内钻筒的钻设刃向前凸出于所述外钻筒的钻设刃。

进一步，作为优选，所述内钻筒与所述外钻筒的转动方向相同，且所述内钻筒的自转转速大于所述外钻筒的转速。

进一步，作为优选，所述内钻筒还跟随所述外钻筒的旋转一起公转。

进一步，作为优选，所述钻设机构还包括定位套、驱动盘座、辅助盘架，其中，所述定位套为具有盲孔的空腔结构，所述外钻筒驱动电机固定在所述定位套的空腔结构内，所述外钻筒驱动电机的输出端连接所述驱动盘座，所述内钻筒驱动电机固定在所述驱动盘座内，所述驱动盘座的端部固定连接有所述辅助盘架，所述外钻筒固定连接在所述辅助盘架上，所述内钻筒驱动电机的输出端连接至所述内钻筒，且所述内钻筒位于所述外钻筒内。

进一步，作为优选，所述辅助盘架上还设置有导向套，所述导向套套设在所述内钻筒与所述外钻筒之间，所述内钻筒的径向厚度小于所述外钻筒的径向厚度，且所述内钻筒的钻设刃的径向厚度小于所述外钻筒的钻设刃的径向厚度。

进一步，作为优选，所述进给控制机构包括进给控制气缸、安装架、导向座，其中，所述进给气缸固定在所述安装架的一端，且所述安装架上还设置有定位导向套，所述控制气缸的活塞杆穿过所述定位导向套设置，所述安装架上还设置有所述导向座，所述进给控制气缸的输出端连接有所述缓冲机构，所述缓冲机构位于所述导向座内可导向滑动的设置，所述缓冲机构的端部连接有驱动柱，所述驱动柱的端部连接所述定位套。

进一步，作为优选，所述缓冲机构包括第一缓冲柱和第二缓冲柱，所述第一缓冲柱和第二缓冲柱串联在一起，且所述第一缓冲柱和第二缓冲柱均为具有弹性的圆柱结构，所述第一缓冲柱和第二缓冲柱上均设置有多个轴向间隔的径向弹性孔槽，所述径向弹性孔槽沿着所述第一缓冲柱和第二缓冲柱的径向方向延伸。

进一步，作为优选，所述径向弹性孔槽小于所述第一缓冲柱和第二缓冲柱的横截面的一半，所述第一缓冲柱上的径向弹性孔槽与所述第二缓冲柱的径向弹性孔槽在横向截面的投影相互错开设置。

进一步，作为优选，所述驱动柱与所述缓冲机构之间还设置有可微调角度的角度调节缓冲器，所述角度调节缓冲器为十字节结构。

进一步，作为优选，本发明还提供了一种利用本发明的一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置进行取样的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

(1)根据化石的面积选择合适大小型号的取样装置，大致计算能够覆盖整个化石面积(B的最小圆形直径C的大小，使得内钻筒的钻刃处的直径大于该最小圆形直径的大小；

(2)将该取样装置的基座的底部通过连接接口与固定该装置的固定机架进行连接，然后调节所述升降驱动机构，使得该取样装置的内钻筒对准该化石，使得化石位于所述内钻筒内处；

(3)调节连接接口与固定机架的连接，使得所述内钻筒能够以其中一个方向倾斜的方式钻入化石的四周处，在钻设时，通过内钻筒驱动电机、外钻筒驱动电机的驱动，使得内钻筒和外钻筒同时高速转动，实现对化石四周的钻入,形成钻槽孔A，其中，钻槽孔A的内壁D为外钻筒的外径,在钻设时，缓冲机构可以实现对钻设刃处的缓冲，防止化石处产生裂缝；

(4)钻入一定深度后，停止钻设，将该取样装置取出，然后重新调节连接接口与固定机架的连接，使得内钻筒以另外一个方向按照所述步骤的方式进行倾斜的钻设，钻设至一定程度后，形成另外一个钻槽孔E,然后将该取样装置去除，然后用力取出化石即可。

进一步，作为优选，所述其中一个方向与所述另外一个方向之间的夹角为45-90°，所述其中一个方向与化石端面所在平面的角度为30-70°。

本发明具有如下优点：本发明提供的一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置，与同类型设备相比，具有如下优点：

(1)本发明所述一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置，其将钻设机构设置为包括外钻筒、内钻筒、外钻筒驱动电机和内钻筒驱动电机，外钻筒和内钻筒的前端均设置有钻设刃，所述外钻筒的钻设刃短于所述内钻筒的钻设刃，以便使得所述内钻筒的钻设刃向前凸出于所述外钻筒的钻设刃，这样，在钻设槽孔时，可以使得内钻筒先进行钻设而后采用外钻筒进行扩孔，减少在钻设时的振动，防止化石出现裂缝，本发明还设置了缓冲机构，缓冲机构的缓冲作用，可以进一步降低钻设的振动，防止化石出现损坏；

(2)本发明所述内钻筒与所述外钻筒的转动方向相同，且所述内钻筒的自转转速大于所述外钻筒的转速，内钻筒还跟随所述外钻筒的旋转一起公转，内钻筒的钻设刃的径向厚度小于所述外钻筒的钻设刃的径向厚度，可以有效的保证钻设时的稳定性，提高化石取样的平稳性，防止对化石产生不利影响；

(3)本发明的取化石方式不会对化石周围的岩石产生较大的损坏，有效保护化石周围环境，便于对化石进行研究。

附图说明

图1是本发明的用于生物化石的剖面岩层整体取样装置的结构示意图；

图2是本发明进给控制机构、缓冲机构的连接结构示意图；

图3是本发明钻设机构的结构示意图；

图4是本发明进行钻设取样时的结构示意图；

图5是本发明图2中F处(第一缓冲柱)的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图1-5对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

本发明通过改进在此提供一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置，其包括基座4、升降驱动机构5、调节滑座3、进给控制机构、缓冲机构1和钻设机构6，其中，所述基座4的底部设置有与固定该装置的固定机架进行连接的连接接口7，所述基座上设置有由所述升降驱动机构5驱动滑动的所述调节滑座3，所述调节滑座内设置有水平延伸的进给控制机构，所述进给控制机构的进给端通过所述缓冲机构1连接有所述钻设机构6，所述钻设机构6伸出所述调节滑座设置；其中，所述钻设机构6包括外钻筒21、内钻筒22、外钻筒驱动电机16和内钻筒驱动电机17，其中，所述内钻筒22可转动且同轴的套设在所述外钻筒21内，外钻筒21由所述外钻筒驱动电机16驱动转动，所述内钻筒22由所述内钻筒驱动电机17驱动转动，且所述外钻筒和内钻筒的前端均设置有钻设刃2，所述外钻筒的钻设刃短于所述内钻筒的钻设刃2，以便使得所述内钻筒的钻设刃向前凸出于所述外钻筒的钻设刃。

在本实施例中，所述内钻筒与所述外钻筒的转动方向相同，且所述内钻筒的自转转速大于所述外钻筒的转速。

所述内钻筒22还跟随所述外钻筒21的旋转一起公转。

所述钻设机构还包括定位套18、驱动盘座24、辅助盘架19，其中，所述定位套18为具有盲孔的空腔结构，所述外钻筒驱动电机16固定在所述定位套18的空腔结构内，所述外钻筒驱动电机的输出端连接所述驱动盘座24，所述内钻筒驱动电机固定在所述驱动盘座24内，所述驱动盘座的端部固定连接有所述辅助盘架19，所述外钻筒固定连接在所述辅助盘架19上，所述内钻筒驱动电机17的输出端连接至所述内钻筒22，且所述内钻筒22位于所述外钻筒21内。

所述辅助盘架上还设置有导向套23，所述导向套23套设在所述内钻筒与所述外钻筒之间，所述内钻筒的径向厚度小于所述外钻筒的径向厚度，且所述内钻筒的钻设刃的径向厚度小于所述外钻筒的钻设刃的径向厚度。

所述进给控制机构包括进给控制气缸8、安装架9、导向座11，其中，所述进给气缸固定在所述安装架9的一端，且所述安装架上还设置有定位导向套10，所述控制气缸的活塞杆穿过所述定位导向套设置，所述安装架9上还设置有所述导向座11，所述进给控制气缸的输出端连接有所述缓冲机构，所述缓冲机构位于所述导向座内可导向滑动的设置，所述缓冲机构的端部连接有驱动柱14，所述驱动柱14的端部连接所述定位套。

所述缓冲机构包括第一缓冲柱13和第二缓冲柱12，所述第一缓冲柱13和第二缓冲柱12串联在一起，且所述第一缓冲柱13和第二缓冲柱12均为具有弹性的圆柱结构，所述第一缓冲柱13和第二缓冲柱12上均设置有多个轴向间隔的径向弹性孔槽，所述径向弹性孔槽沿着所述第一缓冲柱13和第二缓冲柱12的径向方向延伸。

所述径向弹性孔槽小于所述第一缓冲柱13和第二缓冲柱12的横截面的一半，所述第一缓冲柱13上的径向弹性孔槽与所述第二缓冲柱12的径向弹性孔槽在横向截面的投影相互错开设置。

所述驱动柱与所述缓冲机构之间还设置有可微调角度的角度调节缓冲器，所述角度调节缓冲器为十字节结构。

此外，本发明还提供了一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置进行取样的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

(1)根据化石的面积选择合适大小型号的取样装置，大致计算能够覆盖整个化石面积(B的最小圆形直径C的大小，使得内钻筒22的钻刃处的直径大于该最小圆形直径的大小；

(2)将该取样装置的基座4的底部通过连接接口与固定该装置的固定机架进行连接，然后调节所述升降驱动机构，使得该取样装置的内钻筒对准该化石，使得化石位于所述内钻筒内处；

(3)调节连接接口与固定机架的连接，使得所述内钻筒能够以其中一个方向倾斜的方式钻入化石的四周处，在钻设时，通过内钻筒驱动电机、外钻筒驱动电机的驱动，使得内钻筒和外钻筒同时高速转动，实现对化石四周的钻入,形成钻槽孔A，其中，钻槽孔A的内壁D为外钻筒的外径,在钻设时，缓冲机构可以实现对钻设刃处的缓冲，防止化石处产生裂缝；

(4)钻入一定深度后，停止钻设，将该取样装置取出，然后重新调节连接接口与固定机架的连接，使得内钻筒以另外一个方向按照所述步骤3的方式进行倾斜的钻设，钻设至一定程度后，形成另外一个钻槽孔E,然后将该取样装置去除，然后用力取出化石即可。

其中，所述其中一个方向与所述另外一个方向之间的夹角为45-90°，所述其中一个方向与化石端面所在平面的角度为30-70°。

本发明所述一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置，其将钻设机构设置为包括外钻筒、内钻筒、外钻筒驱动电机和内钻筒驱动电机，外钻筒和内钻筒的前端均设置有钻设刃，所述外钻筒的钻设刃短于所述内钻筒的钻设刃，以便使得所述内钻筒的钻设刃向前凸出于所述外钻筒的钻设刃，这样，在钻设槽孔时，可以使得内钻筒先进行钻设而后采用外钻筒进行扩孔，减少在钻设时的振动，防止化石出现裂缝，本发明还设置了缓冲机构，缓冲机构的缓冲作用，可以进一步降低钻设的振动，防止化石出现损坏；本发明所述内钻筒与所述外钻筒的转动方向相同，且所述内钻筒的自转转速大于所述外钻筒的转速，内钻筒还跟随所述外钻筒的旋转一起公转，内钻筒的钻设刃的径向厚度小于所述外钻筒的钻设刃的径向厚度，可以有效的保证钻设时的稳定性，提高化石取样的平稳性，防止对化石产生不利影响；本发明的取化石方式不会对化石周围的岩石产生较大的损坏，有效保护化石周围环境，便于对化石进行研究。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,并且本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中,常规的型号,加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置，其包括基座(4)、升降驱动机构(5)、调节滑座(3)、进给控制机构、缓冲机构(1)和钻设机构(6)，其中，所述基座(4)的底部设置有与固定该装置的固定机架进行连接的连接接口(7)，所述基座上设置有由所述升降驱动机构(5)驱动滑动的所述调节滑座(3)，所述调节滑座内设置有水平延伸的进给控制机构，所述进给控制机构的进给端通过所述缓冲机构(1)连接有所述钻设机构(6)，所述钻设机构(6)伸出所述调节滑座设置；其中，所述钻设机构(6)包括外钻筒(21)、内钻筒(22)、外钻筒驱动电机(16)和内钻筒驱动电机(17)，其中，所述内钻筒(22)可转动且同轴的套设在所述外钻筒(21)内，外钻筒(21)由所述外钻筒驱动电机(16)驱动转动，所述内钻筒(22)由所述内钻筒驱动电机(17)驱动转动，且所述外钻筒和内钻筒的前端均设置有钻设刃(2)，所述外钻筒的钻设刃短于所述内钻筒的钻设刃(2)，以便使得所述内钻筒的钻设刃向前凸出于所述外钻筒的钻设刃；

所述进给控制机构包括进给控制气缸(8)、安装架(9)、导向座(11)，其中，所述进给控制气缸固定在所述安装架(9)的一端，且所述安装架上还设置有定位导向套(10)，所述进给控制气缸的活塞杆穿过所述定位导向套设置，所述安装架(9)上还设置有所述导向座(11)，所述进给控制气缸的输出端连接有所述缓冲机构，所述缓冲机构位于所述导向座内可导向滑动的设置，所述缓冲机构的端部连接有驱动柱(14)，所述驱动柱(14)的端部连接定位套；

所述缓冲机构包括第一缓冲柱(13)和第二缓冲柱(12)，所述第一缓冲柱(13)和第二缓冲柱(12)串联在一起，且所述第一缓冲柱(13)和第二缓冲柱(12)均为具有弹性的圆柱结构，所述第一缓冲柱(13)和第二缓冲柱(12)上均设置有多个轴向间隔的径向弹性孔槽，所述径向弹性孔槽沿着所述第一缓冲柱(13)和第二缓冲柱(12)的径向方向延伸；

所述径向弹性孔槽小于所述第一缓冲柱(13)和第二缓冲柱(12)的横截面的一半，所述第一缓冲柱(13)上的径向弹性孔槽与所述第二缓冲柱(12)的径向弹性孔槽在横向截面的投影相互错开设置。

2.根据权利要求1所述一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置，其特征在于：所述内钻筒与所述外钻筒的转动方向相同，且所述内钻筒的自转转速大于所述外钻筒的转速。

3.根据权利要求1所述一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置，其特征在于：所述内钻筒(22)还跟随所述外钻筒(21)的旋转一起公转。

4.根据权利要求1所述一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置，其特征在于：所述钻设机构还包括定位套(18)、驱动盘座(24)、辅助盘架(19)，其中，所述定位套(18)为具有盲孔的空腔结构，所述外钻筒驱动电机(16)固定在所述定位套(18)的空腔结构内，所述外钻筒驱动电机的输出端连接所述驱动盘座(24)，所述内钻筒驱动电机固定在所述驱动盘座(24)内，所述驱动盘座的端部固定连接有所述辅助盘架(19)，所述外钻筒固定连接在所述辅助盘架(19)上，所述内钻筒驱动电机(17)的输出端连接至所述内钻筒(22)，且所述内钻筒(22)位于所述外钻筒(21)内。

5.根据权利要求4所述一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置，其特征在于：所述辅助盘架上还设置有导向套(23)，所述导向套(23)套设在所述内钻筒与所述外钻筒之间，所述内钻筒的径向厚度小于所述外钻筒的径向厚度，且所述内钻筒的钻设刃的径向厚度小于所述外钻筒的钻设刃的径向厚度。

6.根据权利要求5所述一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置，其特征在于：所述驱动柱与所述缓冲机构之间还设置有可微调角度的角度调节缓冲器，所述角度调节缓冲器为十字节结构。

7.一种利用权利要求1-6任意一项所述一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置进行取样的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

(1)根据化石的面积选择合适大小型号的取样装置，大致计算能够覆盖整个化石面积(B)的最小圆形直径(C)的大小，使得内钻筒(22)的钻刃处的直径大于该最小圆形直径的大小；

(2)将该取样装置的基座(4)的底部通过连接接口与固定该装置的固定机架进行连接，然后调节所述升降驱动机构，使得该取样装置的内钻筒对准该化石，使得化石位于所述内钻筒内处；

(3)调节连接接口与固定机架的连接，使得所述内钻筒能够以其中一个方向倾斜的方式钻入化石的四周处，在钻设时，通过内钻筒驱动电机、外钻筒驱动电机的驱动，使得内钻筒和外钻筒同时高速转动，实现对化石四周的钻入,形成钻槽孔(A)，其中，钻槽孔(A)的内壁(D)为外钻筒的外径,在钻设时，缓冲机构可以实现对钻设刃处的缓冲，防止化石处产生裂缝；

(4)钻入一定深度后，停止钻设，将该取样装置取出，然后重新调节连接接口与固定机架的连接，使得内钻筒以另外一个方向按照所述步骤(3)的方式进行倾斜的钻设，钻设至一定程度后，形成另外一个钻槽孔(E),然后将该取样装置去除，然后用力取出化石即可。

8.根据权利要求7所述一种用于生物化石的剖面岩层整体取样装置的取样方法，其特征在于：所述其中一个方向与所述另外一个方向之间的夹角为45-90°，所述其中一个方向与化石端面所在平面的角度为30-70°。

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