CN114166559B - 一种地质勘探用电动旋转式取样器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地质勘探用电动旋转式取样器，包括：固定座、钻孔机构、取样机构以及报警器；其中固定座上设置有通孔，其上端面依次设置有电机安装筒和手握柄；钻孔机构包括空心的钻杆，钻杆设置在固定座上的通孔内且钻杆与所述固定座之间设置有关节，钻杆的上端连接有空心的传动轴，电机安装筒内还设置有用于驱动传动轴的驱动机构，钻杆上设置有压力传感器；取样机构包括设置在钻杆内部的取样杆，取样杆为中空结构且上下两端均密封，取样杆内部设置有多个水平隔板，隔板将取样杆分为多个取样仓，每个取样仓内均设置有水平设置的取样机械手；本发明提供了一种可以分层取样的旋转式取样器。

Description

一种地质勘探用电动旋转式取样器
技术领域
本发明属于地质勘探设备技术领域，具体涉及一种地质勘探用电动旋转式取样器。
背景技术
地质勘探”即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动，而现有的地质勘探取样器大多只能对一定深度的土壤进行取样回收，当遇到需要在不同深度都需要取样的场合，需要反复多次的取样，而且取样前往往需要先钻洞，再将钻头收回，才能再将取样器放入洞中，这样使得取样效率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种地质勘探用电动旋转式取样器，提供了一种能边钻孔边取样且能够根据岩土的硬度不同随机选择钻孔方式的的取样器。
本发明所采用的技术方案是，一种地质勘探用电动旋转式取样器，包括：
固定座，其上设置有通孔，其上端面自下而上依次设置有电机安装筒和手握柄；
钻孔机构，包括空心的钻杆，钻杆设置在固定座上的通孔内且钻杆与固定座之间设置有关节，钻杆的上端连接有空心的传动轴，电机安装筒内还设置有用于驱动传动轴的驱动机构，钻杆上设置有压力传感器；
取样机构，设置在钻杆内部，取样机构上设置有高度不同的用于完成分层取样的取样机械手；
报警器，设置在手握柄上且与压力传感器连接。
取样机构包括设置在钻杆内部的取样杆，取样杆为中空结构且上下两端均密封，取样杆的上端与所述手握柄螺纹连接，取样杆内部设置有多个水平隔板，隔板将取样杆分为多个取样仓，每个取样仓内均设置有水平设置的取样机械手，取样机械手通过第一电动推杆固定在所述取样仓内，钻杆和取样仓的侧壁上与每个取样机械手等高的位置均设置有用于取样机械手通过的开口。
钻杆内侧与每个开口对应的位置设置有用于将开口堵封的第一滑块堵封盖，第一滑块堵封盖的上侧通过固定在钻杆内侧壁上的第二电动推杆连接，取样杆的外侧壁上与每个开口对应的位置均设置有第二滑块堵封盖，第二滑块堵封盖的上侧通过固定在取样杆外侧壁上的第三电动推杆连接。
取样杆上与取样仓对应的部分外侧壁设置为长方体型。
驱动机构包括套设在传动轴上的第一锥齿轮和第二锥齿轮，电机安装筒的内侧壁还固定有电机，电机的输出轴水平设置且其上设置有与第一锥齿轮啮合的第四锥齿轮，还包括设置在电机安装筒内另侧的串激电机，串激电机的输出轴也水平设置且其上设置有第一皇冠齿轮和固定环，第一皇冠齿轮位于端部且与固定环之间通过弹簧连接，第一皇冠齿轮为电磁铁制成，电机安装筒内还设置有用于为第一皇冠齿轮供电的直流电源，还包括水平设置在电机安装筒内的中间轴，中间轴的一端设置有与第一皇冠齿轮啮合的第二皇冠齿轮，中间轴的另一端设置有与第二锥齿轮啮合的第三锥齿轮。
中间轴上转动设置有两个吊环，吊环与固定在电机安装筒上的锁链转动连接。
手握柄上设置有分别与每个第一电动推杆、第二电动推杆、第三电动推杆、电机、串激电机以及直流电源连接的控制按钮。
固定座包括上座体和下座体，上座体与电机安装筒固定连接，上座体和下座体之间留有一段距离且关节位于两者之间，上座体和下座体均为环状结构其内圈在竖直方向的截面为弧形，关节为环状结构且关节的外侧的弧面分别与上座体和下座体的弧面紧密贴合。
上座体和下座体之间通过螺栓连接，关节的侧壁上还设置有观察窗口。
本发明的有益效果是：
本发明公开的一种地质勘探用电动旋转式取样器，通过边钻孔边取样的方式实现了分层取样，并且分层取样得到的样品保存在不同的取样仓内，在提高取样效率的同时也有效解决了分层取样时可能会带来的样品被污染的问题；
本发明公开的一种地质勘探用电动旋转式取样器，根据不同钻探的岩土层硬度不同，可以选择进行普通钻孔和冲击钻孔；
本发明公开的一种地质勘探用电动旋转式取样器，通过上座体和下座体可以对钻杆的垂直度进行调节，从而能够延长钻杆的使用寿命。
附图说明
图1是本发明一种地质勘探用电动旋转式取样器的结构示意图；
图2是本发明一种地质勘探用电动旋转式取样器上串激电机的连接示意图。
图中，1.固定座，2.电机安装筒，3.手握柄，4.钻杆，5.关节，6.传动轴，7.隔板，8.取样仓，9.取样机械手，10.第一电动推杆，11.第一滑块堵封盖，12.第二电动推杆，13.第三电动推杆，14.第二滑块堵封盖，15.第一锥齿轮，16.第二锥齿轮，17.电机，18.串激电机，19.第一皇冠齿轮，20.固定环，21.直流电源，22.中间轴，23.第二皇冠齿轮，24.第三锥齿轮，25.吊环，26.上座体，27.下座体，28.压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。以下实施例仅用于更加清楚的说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护方案。
实施例1
本发明公开的一种地质勘探用电动旋转式取样器，如图1所示，包括：固定座1、钻孔机构、取样机构以及报警器；其中固定座1上设置有通孔，其上端面自下而上依次设置有电机安装筒2和手握柄3；钻孔机构包括空心的钻杆4，钻杆4设置在固定座1上的通孔内且钻杆4与所述固定座1之间设置有关节5，钻杆4的上端连接有空心的传动轴6，电机安装筒2内还设置有用于驱动传动轴6的驱动机构，钻杆4上设置有压力传感器28；取样机构包括设置在钻杆4内部的取样杆，取样杆为中空结构且上下两端均密封，取样杆的上端与手握柄3螺纹连接，取样杆内部设置有多个水平隔板7，隔板7将取样杆分为多个取样仓8，每个取样仓8内均设置有水平设置的取样机械手9，取样机械手9通过第一电动推杆10固定在取样仓8内，钻杆4和取样仓8的侧壁上与每个取样机械手9等高的位置均设置有用于取样机械手9通过的开口；报警器设置在手握柄3上且与压力传感器28连接。
在取样时，为了能取到不同深度的样品，当钻杆钻到一定深度时，可以分别通过取样机械手9挖取不同位置的土壤即可，具体操作是：取样时让驱动机构停止工作，让钻杆4保持静止，工人按下与每个取样机械手9上的第一电动推杆10连接的按钮，即可让取样机械手9伸出钻杆4取样，最后取样后得到的样品放置在每个取样仓8内。
进一步地，钻杆4内侧与每个开口对应的位置设置有用于将开口堵封的第一滑块堵封盖11，第一滑块堵封盖11的上侧通过固定在钻杆4内侧壁上的第二电动推杆12连接，取样杆的外侧壁上与每个开口对应的位置均设置有第二滑块堵封盖14，第二滑块堵封盖14的上侧通过固定在取样杆外侧壁上的第三电动推杆13连接；取样杆上与取样仓8对应的部分外侧壁设置为长方体型。为了保证土壤或者碎石不会进入到钻杆4内部，钻杆4上的开口处设置有第一滑块堵封盖11，因此，在每次取样之前，工人需要按下与每个第一滑块堵封盖11以及第二滑块堵封盖14上的第二电动推杆12和第三电动推杆13连接的控制按钮，让第一滑块堵封盖11以及第二滑块堵封盖14在取样之前滑动到开口上侧，待取样结束，最后再让第一滑块堵封盖11以及第二滑块堵封盖14恢复到原位。
实施例2
进一步的，在实施例1的基础上，进一步地，驱动机构包括套设在传动轴6上的第一锥齿轮15和第二锥齿轮16，电机安装筒2的内侧壁还固定有电机17，电机17的输出轴水平设置且其上设置有与第一锥齿轮15啮合的第四锥齿轮，还包括设置在电机安装筒2内另侧的串激电机18，串激电机18的输出轴也水平设置且其上设置有第一皇冠齿轮19和固定环20，第一皇冠齿轮19位于端部且与固定环20之间通过弹簧连接，第一皇冠齿轮19为电磁铁制成，电机安装筒2内还设置有用于为第一皇冠齿轮19供电的直流电源21，还包括水平设置在电机安装筒2内的中间轴22，中间轴22的一端设置有与第一皇冠齿轮19啮合的第二皇冠齿轮23，中间轴22的另一端设置有与第二锥齿轮16啮合的第三锥齿轮24。中间轴22上转动设置有两个吊环25，吊环25与固定在电机安装筒2的锁链转动连接。
手握柄3上设置有分别与每个第一电动推杆10、第二电动推杆12、第三电动推杆13、电机17、串激电机18以及直流电源21连接的控制按钮。
本发明的取样器，可以分别对硬度不同的岩土层进行钻探，正常条件下，一般是打开电机17让电机17带动钻杆工作，但是当压力传感器28检测到钻杆探头钻到比较坚硬的岩土层时，报警器会发出报警，因此工人可以人电机17停止工作，让串激电机18和直流电源21同时开始工作，串激电机18开始工作时，会带动其上的固定环20和第一皇冠齿轮19，因此直流电源21也开始给第一皇冠齿轮19供电，此时的第一皇冠齿轮19开始带电，在磁力作用下，它开始靠近第二皇冠齿轮23，因此第二皇冠齿轮23也在第一皇冠齿轮19的带动下开始转动，最后中间轴22以及其上的第三锥齿轮24也开始转动，最后第二锥齿轮16、传动轴6以及钻杆4均开始在串激电机18的带动下进行工作，本发明的钻杆4在电机17和串激电机18的作用下可分别进行普通钻孔和冲击钻孔，避免了在钻孔时遇到硬度大的岩石时因钻不动然后需要取出钻机再进行二次更换钻机的问题。
实施例3
在实施例2的基础上，进一步地，固定座1包括上座体26和下座体27，上座体26与电机安装筒2固定连接，上座体26和下座体27之间留有一段距离且关节5位于两者之间，上座体26和下座体27均为环状结构其内圈在竖直方向的截面为弧形，关节5为环状结构且关节5的外侧的弧面分别与上座体26和下座体27的弧面紧密贴合；上座体26和下座体27之间通过螺栓连接，关节5的侧壁上还设置有观察窗口。通过上座体26和下座体27可以对钻杆的垂直度进行调节，具体地，如果通过观察窗口观察到如果钻杆顶部向左倾斜，可以将上座体26和下座体27上右侧的螺栓拧紧一些，拧紧螺栓时，上座体26和下座体27右侧内壁抵住关节5右侧内壁，使得钻杆中部向左倾斜，从而矫正了钻杆顶部向左倾斜，同理，如果钻杆7顶部向右倾斜，则将左侧的螺栓稍微拧紧一些，因为关节5的外侧与上座体26和下座体27之间是通过弧形面接触连接，并且关节外侧的弧面分别与上座体26和下座体27内侧的弧面紧密贴合，所以通过调节两侧的螺栓松紧就可以对关节5内安装的钻杆的垂直度进行调节；因为本发明中的钻杆4为中空结构，而且钻杆4又可以分别在不同电机的带动下进行普通钻孔和冲击钻孔，因此将钻杆4保持与地面处于垂直状态则可有效提高钻杆的使用寿命。
以上所述的实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见的得到的技术方案的简单变化或者等效替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种地质勘探用电动旋转式取样器，其特征在于，包括：
固定座(1)，其上设置有通孔，其上端面自下而上依次设置有电机安装筒(2)和手握柄(3)；
钻孔机构，包括空心的钻杆(4)，钻杆(4)设置在所述固定座(1)上的通孔内且所述钻杆(4)与所述固定座(1)之间设置有关节(5)，所述钻杆(4)的上端连接有空心的传动轴(6)，所述电机安装筒(2)内还设置有用于驱动所述传动轴(6)的驱动机构，所述钻杆(4)上设置有压力传感器(28)；
取样机构，设置在所述钻杆(4)内部，所述取样机构上设置有高度不同的用于完成分层取样的取样机械手(9)；
报警器，设置在所述手握柄(3)上且与所述压力传感器(28)连接；
所述驱动机构包括套设在所述传动轴(6)上的第一锥齿轮(15)和第二锥齿轮(16)，所述电机安装筒(2)的内侧壁还固定有电机(17)，所述电机(17)的输出轴水平设置且其上设置有与所述第一锥齿轮(15)啮合的第四锥齿轮，还包括设置在所述电机安装筒(2)内另侧的串激电机(18)，所述串激电机(18)的输出轴也水平设置且其上设置有第一皇冠齿轮(19)和固定环(20)，所述第一皇冠齿轮(19)位于端部且与固定环(20)之间通过弹簧连接，所述第一皇冠齿轮(19)为电磁铁制成，所述电机安装筒(2)内还设置有用于为所述第一皇冠齿轮(19)供电的直流电源(21)，还包括水平设置在所述电机安装筒(2)内的中间轴(22)，所述中间轴(22)的一端设置有与所述第一皇冠齿轮(19)啮合的第二皇冠齿轮(23)，所述中间轴(22)的另一端设置有与所述第二锥齿轮(16)啮合的第三锥齿轮(24)；
所述固定座(1)包括上座体(26)和下座体(27)，所述上座体(26)与所述电机安装筒(2)固定连接，所述上座体(26)和下座体(27)之间留有一段距离且所述关节(5)位于两者之间，所述上座体(26)和下座体(27)均为环状结构其内圈在竖直方向的截面为弧形，所述关节(5)为环状结构且所述关节(5)的外侧的弧面分别与所述上座体(26)和下座体(27)的弧面紧密贴合，所述上座体(26)和下座体(27)之间通过螺栓连接，所述关节(5)的侧壁上还设置有观察窗口。
2.根据权利要求1所述的一种地质勘探用电动旋转式取样器，其特征在于，所述取样机构包括设置在所述钻杆(4)内部的取样杆，所述取样杆为中空结构且上下两端均密封，所述取样杆的上端与所述手握柄(3)螺纹连接，所述取样杆内部设置有多个水平隔板(7)，所述隔板(7)将所述取样杆分为多个取样仓(8)，每个所述取样仓(8)内均设置有水平设置的所述取样机械手(9)，所述取样机械手(9)通过第一电动推杆(10)固定在所述取样仓(8)内，所述钻杆(4)和取样仓(8)的侧壁上与每个所述取样机械手(9)等高的位置均设置有用于所述取样机械手(9)通过的开口。
3.根据权利要求2所述的一种地质勘探用电动旋转式取样器，其特征在于，所述钻杆(4)内侧与每个开口对应的位置设置有用于将所述开口堵封的第一滑块堵封盖(11)，所述第一滑块堵封盖(11)的上侧通过固定在所述钻杆(4)内侧壁上的第二电动推杆(12)连接，所述取样杆的外侧壁上与每个开口对应的位置均设置有第二滑块堵封盖(14)，所述第二滑块堵封盖(14)的上侧通过固定在所述取样杆外侧壁上的第三电动推杆(13)连接。
4.根据权利要求3所述的一种地质勘探用电动旋转式取样器，其特征在于，所述取样杆上与所述取样仓(8)对应的部分外侧壁设置为长方体型。
5.根据权利要求4所述的一种地质勘探用电动旋转式取样器，其特征在于，所述中间轴(22)上转动设置有两个吊环(25)，所述吊环(25)与固定在所述电机安装筒(2)上的锁链转动连接。
6.根据权利要求5所述的一种地质勘探用电动旋转式取样器，其特征在于，所述手握柄(3)上设置有分别与每个所述第一电动推杆(10)、第二电动推杆(12)、第三电动推杆(13)、电机(17)、串激电机(18)以及直流电源(21)连接的控制按钮。
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