CN112729912A - 一种矿用取样机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用取样机器人，包括底座，所述底座的上表面转动设置有调节板，所述调节板的上表面滑动设置有储样管，储样管的上端设有高度可以调节且水平设置的取样管，取样管的内部设有取样组件，取样组件包括转动设置在取样管内部的转轴，转轴的侧面设有螺旋叶片，转轴的一端设有卡槽，卡槽的内部设有驱动件。该矿用取样机器人，固定方便，可以调节，能够在钻井内部进行选点取样，方便一次性取到合适样品进行研究，取样效率高，取样效果好，有利于矿物资源的勘探，还可以沿钻井内壁进行取样和防掉落收集，并且可以对硬度较大的物质进行粉碎，避免取样器被卡死，方便取样的有序进行，工作效率高，使用方便。

Description

一种矿用取样机器人

技术领域

本发明涉及取样机器人技术领域，具体为一种矿用取样机器人。

背景技术

地质勘探是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，是在对矿产普查中发现有工业意义的矿床，为查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料。

在对矿物资源进行勘探时，通常需要进行选点钻井，并在钻井内进行取样。现有的取样器取样时存在以下缺陷：1、现有的取样方式无法在钻井内部选点取样，难以取到合适样品进行研究，取样效率低，取样效果不好，不利于矿物资源勘探；2、现有的取样方式沿钻井内壁取样时，样品容易掉落，收集困难，工作效率低；3、现有的取样器在进入碎石后容易将取样器卡死，导致取样器无法继续工作，使用不方便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种矿用取样机器人，固定方便，可以调节，能够在钻井内部进行选点取样，方便一次性取到合适样品进行研究，取样效率高，取样效果好，有利于矿物资源的勘探，还可以沿钻井内壁进行取样和防掉落收集，并且可以对硬度较大的物质进行粉碎，避免取样器被卡死，方便取样的有序进行，工作效率高，使用方便，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矿用取样机器人，包括底座，所述底座的上表面转动设置有调节板，所述调节板的上表面滑动设置有储样管，所述储样管的上端设有高度可以调节且水平设置的取样管。

所述取样管的内部设有取样组件，所述取样组件包括转动设置在取样管内部的转轴，所述转轴的侧面设有螺旋叶片，所述转轴的一端设有卡槽，所述卡槽的内部设有驱动件。

所述驱动件包括固定在取样管固定端的第四电动推杆，所述第四电动推杆的伸缩端位于取样管内部，且第四电动推杆的伸缩端设有连接架，所述连接架的内侧面设有与转轴转动连接的第二轴承，所述第四电动推杆固定端的侧面设有第二伺服电机，所述第二伺服电机的伸缩端设有与卡槽滑动卡接的卡柱，所述卡柱的侧面设有与取样管转动连接的第一轴承。

所述第二伺服电机的输入端和第四电动推杆的输入端均与外部开关组的输出端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述底座的侧面设有均匀分布的第一电动推杆，所述第一电动推杆的固定端位于底座内部，且第一电动推杆的伸缩端设有定位板，第一电动推杆的输入端与外部开关组的输出端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述调节板的下表面边缘设有与底座转动连接的平面轴承，所述底座的中部设有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴与调节板的下表面中部固定连接，第一伺服电机的输入端与外部开关组的输出端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述调节板的上表面中部设有贯穿其一侧的滑槽，所述滑槽的内部滑动设置有滑块，所述储样管固定在滑块的上表面，所述滑块的一侧设有与调节板固定连接的第二电动推杆，第二电动推杆的输入端与外部开关组的输出端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述储样管的侧面设有固定座，所述固定座内部设有第三电动推杆，所述第三电动推杆的伸缩端与取样管的侧面固定连接，且第三电动推杆的输入端与外部开关组的输出端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述取样管与储样管对应的底部设有出料管，所述出料管活动穿插在储样管内部。

作为本发明的一种优选技术方案，所述连接架远离第四电动推杆的一侧下端设有弧形板，所述取样管的内部下端设有与弧形板卡接的弧形槽，所述弧形板远离连接架一端的截面为三角形结构，且弧形板与出料管对应的底部开设有出料孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述转轴和螺旋叶片远离驱动件的一端均位于取样管外侧，且转轴和螺旋叶片位于取样管外侧的部分为锥形结构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述螺旋叶片远离转轴的边缘开设有均匀分布的齿槽。

作为本发明的一种优选技术方案，所述取样管的侧面上端设有固定环。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明示例的矿用取样机器人，第一电动推杆可以推动定位板移动，定位板可以与钻井的内壁接触，从而使底座处于钻井的中部位置；第一伺服电机可以带动调节板移动，调节板可以带动储样管和取样管转动，便于在钻孔内部进行选点取样，提高取样效果。

2、本发明示例的矿用取样机器人，第二电动推杆可以通过滑块带动储样管移动，储样管可以带动取样管移动，便于对取样管的位置进行调节，方便取样操作。

3、本发明示例的矿用取样机器人，第四电动推杆可以通过连接架带动转轴移动，转轴可以带动螺旋叶片移动；第二伺服电机可以通过卡柱带动转轴转动，转轴可以带动螺旋叶片转动，螺旋叶片转动和水平移动的过程中可以在钻孔内壁进行钻孔取样操作。

4、本发明示例的矿用取样机器人，连接架可以带动弧形板移动，第三电动推杆可以带动取样管移动，取样管可以带动螺旋叶片上移，螺旋叶片上移过程中可以沿钻井内壁进行取样；同时弧形板可以对螺旋叶片下侧的样品进行阻挡，便于样品进入到取样管内部，便于取样操作。

5、本发明示例的矿用取样机器人，带有齿槽的螺旋叶片可以对硬度较大的矿物质进行粉碎，避免取样管被堵塞，方便取样操作，可以有效提高工作效率。

6、本发明示例的矿用取样机器人，固定方便，可以调节，能够在钻井内部进行选点取样，方便一次性取到合适样品进行研究，取样效率高，取样效果好，有利于矿物资源的勘探，还可以沿钻井内壁进行取样和防掉落收集，并且可以对硬度较大的物质进行粉碎，避免取样器被卡死，方便取样的有序进行，工作效率高，使用方便。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中底座的结构示意图；

图3为本发明中取样管的内部结构示意图；

图4为本发明中弧形板的结构示意图；

图5为本发明中螺旋叶片的结构示意图；

图6为本发明中卡柱的结构示意图。

图中：1底座、2第一电动推杆、21定位板、3调节板、31平面轴承、32第一伺服电机、33滑槽、34滑块、35第二电动推杆、4储样管、41固定座、42第三电动推杆、5取样管、51出料管、52固定环、6取样组件、61转轴、62螺旋叶片、63卡槽、7驱动件、71第四电动推杆、72第二伺服电机、73卡柱、74第一轴承、75连接架、76第二轴承、8弧形板、81出料孔、9齿槽。

具体实施方式

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。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种矿用取样机器人，包括底座1，底座1的侧面设有均匀分布的第一电动推杆2，第一电动推杆2的固定端位于底座1内部，且第一电动推杆2的伸缩端设有定位板21，第一电动推杆2的输入端与外部开关组的输出端电连接，第一电动推杆2可以推动定位板21移动，定位板21可以与钻井的内壁接触，从而使底座1处于钻井的中部位置。

底座1的上表面转动设置有调节板3，调节板3的下表面边缘设有与底座1转动连接的平面轴承31，底座1的中部设有第一伺服电机32，第一伺服电机32的输出轴与调节板3的下表面中部固定连接，第一伺服电机32的输入端与外部开关组的输出端电连接。

调节板3的上表面滑动设置有储样管4，第一伺服电机32可以带动调节板3移动，调节板3可以带动储样管4转动，调节板3的上表面中部设有贯穿其一侧的滑槽33，滑槽33的内部滑动设置有滑块34，储样管4固定在滑块34的上表面，滑块34的一侧设有与调节板3固定连接的第二电动推杆35，第二电动推杆35的输入端与外部开关组的输出端电连接，第二电动推杆35可以通过滑块34带动储样管4移动，便于储样管4的位置进行调节。

储样管4的上端设有高度可以调节且水平设置的取样管5，第一伺服电机32可以带动调节板3移动，调节板3可以带动储样管4和取样管5转动，便于在钻孔内部进行选点取样，提高取样效果；第二电动推杆35可以通过滑块34带动储样管4移动，储样管4可以带动取样管5移动，便于对取样管5的位置进行调节，方便取样操作。

储样管4的侧面设有固定座41，固定座41内部设有第三电动推杆42，第三电动推杆42的伸缩端与取样管5的侧面固定连接，且第三电动推杆42的输入端与外部开关组的输出端电连接。

取样管5与储样管4对应的底部设有出料管51，出料管51活动穿插在储样管4内部。

取样管5的内部设有取样组件6，取样组件6包括转动设置在取样管5内部的转轴61，转轴61的侧面设有螺旋叶片62，转轴61的一端设有卡槽63，转轴61可以带动螺旋叶片62转动，螺旋叶片62转动和水平移动的过程中可以在钻孔内壁进行钻孔取样操作，卡槽63的内部设有驱动件7。

驱动件7包括固定在取样管5固定端的第四电动推杆71，第四电动推杆71的伸缩端位于取样管5内部，且第四电动推杆71的伸缩端设有连接架75，连接架75的内侧面设有与转轴61转动连接的第二轴承76，第四电动推杆71固定端的侧面设有第二伺服电机72，第二伺服电机72的伸缩端设有与卡槽63滑动卡接的卡柱73，转轴61沿卡柱73移动的过程中卡柱73还可以带动转轴61转动，卡柱73的侧面设有与取样管5转动连接的第一轴承74，第四电动推杆71可以通过连接架75带动转轴61移动，转轴61可以带动螺旋叶片62移动；第二伺服电机72可以通过卡柱73带动转轴61转动，转轴61可以带动螺旋叶片62转动，螺旋叶片62转动和水平移动的过程中可以在钻孔内壁进行钻孔取样操作。

连接架75远离第四电动推杆71的一侧下端设有弧形板8，取样管5的内部下端设有与弧形板8卡接的弧形槽，弧形板8远离连接架75一端的截面为三角形结构，且弧形板8与出料管51对应的底部开设有出料孔81，连接架75可以带动弧形板8移动，第三电动推杆42可以带动取样管5移动，取样管5可以带动螺旋叶片62上移，螺旋叶片62上移过程中可以沿钻井内壁进行取样；同时弧形板8可以对螺旋叶片62下侧的样品进行阻挡，便于样品进入到取样管5内部，便于取样操作。

转轴61和螺旋叶片62远离驱动件的一端均位于取样管5外侧，且转轴61和螺旋叶片62位于取样管5外侧的部分为锥形结构，便于钻孔取样操作。

螺旋叶片62远离转轴61的边缘开设有均匀分布的齿槽9，带有齿槽9的螺旋叶片62可以对硬度较大的矿物质进行粉碎，避免取样管5被堵塞，方便取样操作，可以有效提高工作效率。

取样管5的侧面上端设有固定环52，将绳索与固定环52连接，便于对取样机器人进行牵引。

第二伺服电机72的输入端和第四电动推杆71的输入端均与外部开关组的输出端电连接。

外部开关组上设有与第一电动推杆2、第一伺服电机32、第二电动推杆35、第三电动推杆42、第四电动推杆71和第二伺服电机72对应的控制按钮，且第一电动推杆2、第一伺服电机32、第二电动推杆35、第三电动推杆42、第四电动推杆71和第二伺服电机72均为现有技术中常用的电器元件。

整个矿用取样机器人，固定方便，可以调节，能够在钻井内部进行选点取样，方便一次性取到合适样品进行研究，取样效率高，取样效果好，有利于矿物资源的勘探，还可以沿钻井内壁进行取样和防掉落收集，并且可以对硬度较大的物质进行粉碎，避免取样器被卡死，方便取样的有序进行，工作效率高，使用方便。

在使用时：

将牵引绳固定到固定环52上，通过牵引绳将取样接人放到取样的钻井内部；

通过外部开关组控制第一电动推杆2工作，第一电动推杆2推动定位板21移动，定位板21与钻井的内壁接触，且在几根第一电动推杆2互相作用力之下使底座1移动钻井下端的中部位置；

通过外部开关组控制第二电动推杆35工作，第二电动推杆35通过滑块34带动储样管4移动，储样管4带动取样管5移动，取样管5带动转轴61和螺旋叶片62与钻井内壁接触；

通过外部开关组控制第一伺服电机32和第二伺服电机72工作，并控制第四电动推杆71移动短距离；

第四电动推杆71通过连接架75带动转轴61移动，转轴61带动螺旋叶片62移动；第二伺服电机72通过卡柱73带动转轴61转动，转轴61带动螺旋叶片62转动，螺旋叶片62转动和水平移动的过程中在钻孔内壁进行钻孔，并使转轴61和螺旋叶片62的锥形内部位于钻井内壁中；

第一伺服电机32带动调节板3移动，调节板3带动储样管4和取样管5转动，取样管5带动转轴61和螺旋叶片62在钻井内部水平转动一周；

当第一伺服电机32间接带动转轴61和螺旋叶片62转动过程中，转轴61和螺旋叶片62与钻井内部同一高度不同部位进行接触，且由于钻井内壁不同部分硬度不同，从而使第一伺服电机32转动过程中扭矩不断变化；

根据第一伺服电机32扭矩的大小选择合适的取样点进行取样，并通过外部开关组控制第一伺服电机32带动取样组件6转动到取样点；

通过外部开关组控制第四电动推杆71和第二伺服电机72工作，第四电动推杆71通过连接架75带动转轴61移动，转轴61带动螺旋叶片62移动，第二伺服电机72通过卡柱73带动转轴61转动，转轴61带动螺旋叶片62转动，螺旋叶片62转动和水平移动的过程中在钻孔内壁进行钻孔取样操作；

螺旋叶片62将取样输送到取样管5内部，取样管5内部的样品通过出料管51进入到储样管4内部；

当需要沿钻井内壁上下取样时，通过外部开关组控制第三电动推杆42工作，第三电动推杆42带动取样管5移动，取样管5带动螺旋叶片62上移，螺旋叶片62上移过程中沿钻井内壁进行取样，同时弧形板8对螺旋叶片62下侧的样品进行阻挡，便于样品进入到取样管5内部。

本发明固定方便，可以调节，能够在钻井内部进行选点取样，方便一次性取到合适样品进行研究，取样效率高，取样效果好，有利于矿物资源的勘探，还可以沿钻井内壁进行取样和防掉落收集，并且可以对硬度较大的物质进行粉碎，避免取样器被卡死，方便取样的有序进行，工作效率高，使用方便。

本发明中未公开部分均为现有技术，其具体结构、材料及工作原理不再详述。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种矿用取样机器人，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的上表面转动设置有调节板(3)，所述调节板(3)的上表面滑动设置有储样管(4)，所述储样管(4)的上端设有高度可以调节且水平设置的取样管(5)；

所述取样管(5)的内部设有取样组件(6)，所述取样组件(6)包括转动设置在取样管(5)内部的转轴(61)，所述转轴(61)的侧面设有螺旋叶片(62)，所述转轴(61)的一端设有卡槽(63)，所述卡槽(63)的内部设有驱动件(7)；

所述驱动件(7)包括固定在取样管(5)固定端的第四电动推杆(71)，所述第四电动推杆(71)的伸缩端位于取样管(5)内部，且第四电动推杆(71)的伸缩端设有连接架(75)，所述连接架(75)的内侧面设有与转轴(61)转动连接的第二轴承(76)，所述第四电动推杆(71)固定端的侧面设有第二伺服电机(72)，所述第二伺服电机(72)的伸缩端设有与卡槽(63)滑动卡接的卡柱(73)，所述卡柱(73)的侧面设有与取样管(5)转动连接的第一轴承(74)；

所述第二伺服电机(72)的输入端和第四电动推杆(71)的输入端均与外部开关组的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的矿用取样机器人，其特征在于：所述底座(1)的侧面设有均匀分布的第一电动推杆(2)，所述第一电动推杆(2)的固定端位于底座(1)内部，且第一电动推杆(2)的伸缩端设有定位板(21)，第一电动推杆(2)的输入端与外部开关组的输出端电连接。

3.根据权利要求1所述的矿用取样机器人，其特征在于：所述调节板(3)的下表面边缘设有与底座(1)转动连接的平面轴承(31)，所述底座(1)的中部设有第一伺服电机(32)，所述第一伺服电机(32)的输出轴与调节板(3)的下表面中部固定连接，第一伺服电机(32)的输入端与外部开关组的输出端电连接。

4.根据权利要求1所述的矿用取样机器人，其特征在于：所述调节板(3)的上表面中部设有贯穿其一侧的滑槽(33)，所述滑槽(33)的内部滑动设置有滑块(34)，所述储样管(4)固定在滑块(34)的上表面，所述滑块(34)的一侧设有与调节板(3)固定连接的第二电动推杆(35)，第二电动推杆(35)的输入端与外部开关组的输出端电连接。

5.根据权利要求1所述的矿用取样机器人，其特征在于：所述储样管(4)的侧面设有固定座(41)，所述固定座(41)内部设有第三电动推杆(42)，所述第三电动推杆(42)的伸缩端与取样管(5)的侧面固定连接，且第三电动推杆(42)的输入端与外部开关组的输出端电连接。

6.根据权利要求1所述的矿用取样机器人，其特征在于：所述取样管(5)与储样管(4)对应的底部设有出料管(51)，所述出料管(51)活动穿插在储样管(4)内部。

7.根据权利要求6所述的矿用取样机器人，其特征在于：所述连接架(75)远离第四电动推杆(71)的一侧下端设有弧形板(8)，所述取样管(5)的内部下端设有与弧形板(8)卡接的弧形槽，所述弧形板(8)远离连接架(75)一端的截面为三角形结构，且弧形板(8)与出料管(51)对应的底部开设有出料孔(81)。

8.根据权利要求1所述的矿用取样机器人，其特征在于：所述转轴(61)和螺旋叶片(62)远离驱动件的一端均位于取样管(5)外侧，且转轴(61)和螺旋叶片(62)位于取样管(5)外侧的部分为锥形结构。

9.根据权利要求1所述的矿用取样机器人，其特征在于：所述螺旋叶片(62)远离转轴(61)的边缘开设有均匀分布的齿槽(9)。

10.根据权利要求1所述的矿用取样机器人，其特征在于：所述取样管(5)的侧面上端设有固定环(52)。

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