CN114184421B - 一种地质调查用自动取土装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地质调查用自动取土装置，涉及土壤取样器技术领域。钻土机构通过连接件与土壤取样机构固定连接，连接件与旋转机构连接。本发明采用了钻土机构对土质进行钻土，钻孔过程中遇到较硬土质，钻头转速过大时，会产生较大热量，水从钻头的左侧体与右侧体之间的缝隙中流出，能够对钻头进行降温，提高了整个装置的工作效率，进行钻土后对土壤进行收集，通过挤压弹簧钢片筒的圆周内侧壁均布的喷气管喷出的气流在挤压弹簧钢片筒内侧壁形成螺旋气流，带动土壤颗粒进入挤压弹簧钢片筒内，在挤压弹簧钢片筒高速运转下，能够通过离心力作用土壤顺着挤压弹簧钢片筒内侧壁流入滤网收集筒中，提高了地质调查工作的效率。
Description
技术领域
本发明属于土壤取样器技术领域，具体涉及到一种地质调查用自动取土装置。
背景技术
地质调查，泛指一切以地质现象和以岩石、地层、构造、矿产、水文地质、地貌等为对象，以地质学及其相关科学为指导，以观察研究为基础的调查工作，在对地质调查的过程中首先需要对土壤进行取样。
现有技术公开了一种环境地质调查用土壤取样器，申请号为CN202023246642.X，首先通过转动电机的转动带动转轴转动，从而带动螺旋叶片转动，通过设置支撑机构，能够对设备整体进行稳定支撑，从而方便对设备进行使用，同时通过设置分层取样机构，能够对土壤内部不同的深度同时进行取样操作，从而极大的提高了设备的使用效果，有利于实际的使用，现有技术只将土壤排出来，并没有对土壤进行自动收集，并且在遇到坚硬的样品时，不能对钻头103进行降温处理，容易造成刀具软化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种对钻头103进行降温、自动收集土壤的地质调查用自动取土装置。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：钻土机构通过连接件与土壤取样机构固定连接，连接件与旋转机构连接，所述的土壤取样机构为：滤网收集筒与位于滤网收集筒上侧的外筒相互连通，滤网收集筒外侧设置有换气筒，滤网收集筒与外筒内侧通过支撑架与内筒圆周外侧壁固定连接，外筒上端面设置有与弹簧钢片筒相互连通的圆盘，内筒的进料口与弹簧钢片筒相互连通，内筒的上端面圆的直径小于弹簧钢片筒的直径，内筒的出料口与钻土机构相互连通。
圆盘上设置有位于弹簧钢片筒圆周外侧的支架管，油压泵的输出轴通过出油管与支架管相互连通，支架管与弹簧钢片筒圆周外侧之间绕圆周方向均匀设置有伸缩杆，伸缩杆上设置有挤压弹簧钢片筒变形的推板，支架管上端面设置有与挤压弹簧钢片筒进料口相互连通的进料筒。
进料筒圆周外侧设置有圆环管，圆环管与气泵的进气管相互连通，圆环管圆周方向均匀设置有与进料筒相互连通的套筒，每个套筒内设置有与进料筒内相互连通的进气轴，进气轴上设置有第二弹簧，进气轴与喷气管相互连通，喷气管的出气端口贴紧在挤压弹簧钢片筒的内侧壁上。
进一步的，所述的喷气管为弧形管，每个喷气管的弯曲方向相同，挤压弹簧钢片筒的圆周内侧壁均布的喷气管喷出的气流形成螺旋气流，
进一步的，所述的钻土机构的中垂线与土壤取样机构的中垂线为同一条直线。
进一步的，所述的进料筒的底板上沿圆周方向均匀设置有连接杆，连接杆上设置有第三电缸。
进一步的，所述的钻土机构为：底板上设置有下壳体，下壳体与内筒的出气端口相互连通，底板中间设置有与钻头连接的转盘，转盘外圆周设置有齿圈，底板上设置有驱动齿轮转动的电机，齿轮与齿圈啮合传动，钻头由相互对称的左侧体与右侧体活动连接构成，钻头的左侧体与右侧体形成的腔体中间设置有降温组件。
进一步的，所述的底板上沿圆周方向均匀设置有与下壳体圆周侧壁连接的第一电缸。
进一步的，所述的降温组件为：转盘上设置有第二外壳，第二外壳内侧设置有圆周方向均匀加工第一进水孔的进水壳体，进水管的出水端与第二外壳、进水壳体相互连通，进水壳体上侧设置有第一外壳，第一外壳与进水壳体连接处内侧壁滑动连接有滑动板，第一外壳的上顶板与滑动板上端面之间设置有第一弹簧，滑动板下端面与第一凹形板上顶板固定连接。
钻头的左侧体与右侧体形成的腔体中间设置有与进水壳体的底板固定连接的第二凹形板，第二凹形板上顶板加工有第二进水孔，第二凹形板通过第二进水孔与进水壳体相互连通，第一凹形板的上顶板位于第二凹形板的上顶板的第二进水孔上侧，第二凹形板上设置有至少一个第二电缸，第二电缸的固定端与钻头的其中一侧体内侧壁连接，第二电缸的输出轴与钻头的另外一侧体内侧壁连接，多个第二电缸之间通过支撑杆连接。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明采用了钻土机构对土质进行钻土，钻孔过程中遇到较硬土质，钻头转速过大时，会产生较大热量，当注入水的水压大于滑动板上的第一弹簧的弹力时，第二凹形板的上顶板与第一凹形板分离，进水壳体中的水通过第二进水孔流入钻头的左侧体与右侧体中间的腔体中，水从钻头的左侧体与右侧体之间的缝隙中流出，能够对钻头进行降温，提高了整个装置的工作效率，同时有利于实际应用。
(2)本发明进行钻土后对土壤进行收集，通过挤压弹簧钢片筒的圆周内侧壁均布的喷气管喷出的气流在挤压弹簧钢片筒内侧壁形成螺旋气流，使土壤附近呈现负压，带动土壤颗粒进入挤压弹簧钢片筒内，在挤压弹簧钢片筒高速运转下，能够通过离心力作用土壤顺着挤压弹簧钢片筒内侧壁流入滤网收集筒中，提高了地质调查工作的效率，且提升了土地质量样品信息采集的完整度和质量。
附图说明
图1是本发明地质调查用自动取土装置实施例的结构示意图。
图2是图1中钻土机构1的结构示意图。
图3是图2中去除下壳体101零件的结构示意图。
图4是图3另一角度的结构示意图。
图5是图4的内部结构示意图。
图6是图4中去除部分零件的结构示意图。
图7是图6中去除部分零件的结构示意图。
图8是第二凹形板10807、第二电缸10808、支撑杆10809的结构示意图。
图9是图1中土壤取样机构3的结构示意图。
图10是图9的内部结构示意图。
图11是图10中喷气管302的结构示意图。
附图标记：1、钻土机构；101、下壳体；102、第一电缸；103、钻头；104、底板；105、电机；106、齿轮；107、齿圈；108、降温组件；10801、第一外壳；10802、第一弹簧；10803、滑动板；10804、进水管；10805、第一凹形板；10806、进水壳体；10807、第二凹形板；10808、第二电缸；10809、支撑杆；108010、第二外壳；a、第一进水孔；b、第二进水孔；109、转盘；2、连接件；3、土壤取样机构；301、套筒；302、喷气管；303、第三电缸；304、弹簧钢片筒；305、推板；306、伸缩杆；307、换气筒；308、油压泵；309、气泵；3010、支架管；3011、进气管；3012、进料筒；3013、进气轴；3014、第二弹簧；3015、圆环管；3016、滤网收集筒；3017、内筒；3018、支撑架；3019、外筒；3020、圆盘；3021、出油管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本实施例的地质调查用自动取土装置由钻土机构1、连接件2、土壤取样机构3联接构成。
钻土机构1通过连接件2与土壤取样机构3固定连接，连接件2与旋转机构连接。钻土机构1的中垂线与土壤取样机构3的中垂线为同一条直线。进行钻土工作时，钻土机构1位于土壤取样机构3下方，对地质进行钻土工作，钻土结束之后，通过旋转机构与连接件2连接带动整体装置旋转180°后，土壤取样机构3位于钻土机构1的下方，对钻出来的土进行土壤取样。
如图2至图4所示，钻土机构1由下壳体101、第一电缸102、钻头103、底板104、电机105、齿轮106、齿圈107、降温组件108、转盘109联结构成，钻土机构1为：底板104上安装有下壳体101，底板104上沿圆周方向均匀安装有第一电缸102，每个第一电缸102与下壳体101圆周侧壁连接，第一电缸102用于调平钻土机构1。下壳体101与内筒3017的出气端口相互连通，底板104中间安装有转盘109，转盘109底部与钻头103连接，钻头103用于对地质进行钻孔。转盘109外圆周安装有齿圈107，底板104上安装有电机105，电机105驱动齿轮106转动，齿轮106与齿圈107啮合传动，钻头103由相互对称的左侧体与右侧体活动连接构成，钻头103的左侧体与右侧体形成的腔体中间安装有降温组件108，钻孔过程中遇到较硬土质，钻头103转速过大时，会产生较大热量，降温组件108对钻头103进行降温。
如图5至图8所示，降温组件108由第一外壳10801、第一弹簧10802、滑动板10803、进水管10804、第一凹形板10805、进水壳体10806、第二凹形板10807、第二电缸10808、支撑杆10809、第二外壳108010、第一进水孔a、第二进水孔b联结构成，降温组件108为：转盘109上安装有第二外壳108010，第二外壳108010内侧套有进水壳体10806，进水壳体10806的圆周侧壁上均匀加工有第一进水孔a，进水管10804的出水端与第二外壳108010相互连通，第二外壳108010中的水通过进水壳体10806上的第一进水孔a进入进水壳体10806，进水壳体10806上侧安装有第一外壳10801，第一外壳10801与进水壳体10806连接处内侧壁滑动连接有滑动板10803，第一外壳10801的上顶板与滑动板10803上端面之间安装有第一弹簧10802，滑动板10803下端面与第一凹形板10805上顶板固定连接，当注入水的水压大于滑动板10803上的第一弹簧10802的弹力时，第一弹簧10802收缩，滑动板10803向上移动，滑动板10803带动第一凹形板10805向上移动。
钻头103的左侧体与右侧体形成的腔体中安装有第二凹形板10807，第二凹形板10807与进水壳体10806的底板固定连接，第二凹形板10807上顶板加工有第二进水孔b，第二凹形板10807通过第二进水孔b与进水壳体10806相互连通，第一凹形板10805的上顶板位于第二凹形板10807的上顶板的第二进水孔b上侧，滑动板10803带动第一凹形板10805向上移动后，第二凹形板10807的上顶板与第一凹形板10805分离，第二凹形板10807上的第二进水孔b会显露出来，进水壳体10806中的水通过第二进水孔b流入钻头103的左侧体与右侧体中间的腔体中。第二凹形板10807上安装有两个第二电缸10808，两个第二电缸10808的固定端分别与钻头103的其中一侧体内侧壁连接，两个第二电缸10808的输出轴分别与钻头103的另外一侧体内侧壁连接，两个第二电缸10808之间通过支撑杆10809连接。
如图9至图11所示，土壤取样机构3由套筒301、喷气管302、第三电缸303、弹簧钢片筒304、推板305、伸缩杆306、换气筒307、油压泵308、气泵309、支架管3010、进气管3011、进料筒3012、进气轴3013、第二弹簧3014、圆环管3015、滤网收集筒3016、内筒3017、支撑架3018、外筒3019、圆盘3020、出油管3021联结构成，土壤取样机构3为：外筒3019位于滤网收集筒3016上方，滤网收集筒3016与外筒3019相互连通，滤网收集筒3016外侧套有换气筒307，滤网收集筒3016与外筒3019内侧通过支撑架3018与内筒3017圆周外侧壁固定连接，外筒3019上端面安装有圆盘3020，圆盘3020与弹簧钢片筒304相互连通，内筒3017的进料口与弹簧钢片筒304相互连通，内筒3017的上端面圆的直径小于弹簧钢片筒304的直径，内筒3017的出料口与下壳体101相互连通，空气从内筒3017的出气口流出，通过下壳体101上的孔流出，吸进去的土壤顺着外筒3019流入滤网收集筒3016，对土壤进行收集。
圆盘3020上安装有支架管3010，支架管3010位于弹簧钢片筒304圆周外侧，油压泵308的输出轴通过出油管3021与支架管3010相互连通，支架管3010与弹簧钢片筒304圆周外侧之间绕圆周方向均匀设置有伸缩杆306，伸缩杆306上安装有推板305，推板305用于挤压弹簧钢片筒304变形，支架管3010上端面安装有料筒3012，进料筒3012与挤压弹簧钢片筒304进料口相互连通。
进料筒3012的底板上沿圆周方向均匀设置有连接杆，连接杆上设置有第三电缸303。进料筒3012圆周外侧设置有圆环管3015，圆环管3015与气泵309的进气管3011相互连通，圆环管3015圆周方向均匀设置有与进料筒3012相互连通的套筒301，每个套筒301内设置有与进料筒3012内相互连通的进气轴3013，进气轴3013上设置有第二弹簧3014，进气轴3013与喷气管302相互连通，喷气管302的出气端口贴紧在挤压弹簧钢片筒304的内侧壁上。喷气管302为弧形管，每个喷气管302的弯曲方向相同，挤压弹簧钢片筒304的圆周内侧壁均布的喷气管302喷出的气流形成螺旋气流，根据离心力公式，f＝0.5mv2/r，f表示离心力，m表示质量，v表示气流流速，r表示半径，通过推板305挤压弹簧钢片筒304变形，减小挤压弹簧钢片筒304的半径，在气流流速不变的情况下，经过挤压弹簧钢片筒304的半径减小，气流流速增加，则离心力更大，土壤与气流的分离更加明显，因此土壤在离心力的作用下掉入滤网收集筒3016内，气流经过内筒3017流出。
本实施例的工作原理如下：
(1)钻土过程：钻土机构1位于土壤取样机构3下方，启动第一电缸102对底板104进行调平，启动电机105，电机105的输出轴带动齿轮106转动，齿轮106带动齿圈107转动，齿圈107带动转盘109转动，转盘109带动钻头103转动进行钻孔。
(2)降温过程：钻孔过程中遇到较硬土质，钻头103转速过大时，会产生较大热量，需要对钻头103进行降温，水经过进水管10804流入第二外壳108010，第二外壳108010内的水经过进水壳体10806上圆周方向均匀加工的第一进水孔a流入进水壳体10806，当注入水的水压大于滑动板10803上的第一弹簧10802的弹力时，第一弹簧10802收缩，滑动板10803向上移动，滑动板10803带动第一凹形板10805向上移动，第二凹形板10807的上顶板与第一凹形板10805分离，第二凹形板10807上的第二进水孔b会显露，进水壳体10806中的水通过第二进水孔b流入钻头103的左侧体与右侧体中间的腔体中，启动第二电缸10808，第二电缸10808将钻头103的左侧体与右侧体分离，水从钻头103的左侧体与右侧体之间的缝隙中流出，对钻头103进行降温。
(2)翻转后土壤取样过程：钻土结束后，翻转机构通过连接件2将整体装置翻转180°，土壤取样机构3位于钻土机构1下方，第三电缸303对土壤取样机构3进行调平，启动油压泵308，油压泵308通过伸缩杆306上带动推板305运动，推板305挤压弹簧钢片筒304变形，减小挤压弹簧钢片筒304的半径。启动气泵309，气泵309通过进气管3011与套筒301相互连通，气泵309带动进气轴3013运动，使喷气管302的出气端口贴紧在挤压弹簧钢片筒304的内侧壁上，挤压弹簧钢片筒304的圆周内侧壁均布的喷气管302喷出的气流在挤压弹簧钢片筒304内侧壁形成螺旋气流，使土壤附近呈现负压，带动土壤颗粒进入挤压弹簧钢片筒304内，在挤压弹簧钢片筒304高速运转下，通过离心力作用土壤顺着挤压弹簧钢片筒304内侧壁流入滤网收集筒3016中，气流经过内筒3017流出，完成土壤取样工作。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种地质调查用自动取土装置，其特征在于：钻土机构(1)通过连接件(2)与土壤取样机构(3)固定连接，连接件(2)与旋转机构连接，所述的土壤取样机构(3)为：滤网收集筒(3016)与位于滤网收集筒(3016)上侧的外筒(3019)相互连通，滤网收集筒(3016)外侧设置有换气筒(307)，滤网收集筒(3016)与外筒(3019)内侧通过支撑架(3018)与内筒(3017)圆周外侧壁固定连接，外筒(3019)上端面设置有与弹簧钢片筒(304)相互连通的圆盘(3020)，内筒(3017)的进料口与弹簧钢片筒(304)相互连通，内筒(3017)的上端面圆的直径小于弹簧钢片筒(304)的直径，内筒(3017)的出料口与钻土机构(1)相互连通；
圆盘(3020)上设置有位于弹簧钢片筒(304)圆周外侧的支架管(3010)，油压泵(308)的输出轴通过出油管(3021)与支架管(3010)相互连通，支架管(3010)与弹簧钢片筒(304)圆周外侧之间绕圆周方向均匀设置有伸缩杆(306)，伸缩杆(306)上设置有挤压弹簧钢片筒(304)变形的推板(305)，支架管(3010)上端面设置有与挤压弹簧钢片筒(304)进料口相互连通的进料筒(3012)；
进料筒(3012)圆周外侧设置有圆环管(3015)，圆环管(3015)与气泵(309)的进气管(3011)相互连通，圆环管(3015)圆周方向均匀设置有与进料筒(3012)相互连通的套筒(301)，每个套筒(301)内设置有与进料筒(3012)内相互连通的进气轴(3013)，进气轴(3013)上设置有第二弹簧(3014)，进气轴(3013)与喷气管(302)相互连通，喷气管(302)的出气端口贴紧在挤压弹簧钢片筒(304)的内侧壁上。
2.根据权利要求1所述的地质调查用自动取土装置，其特征在于：所述的喷气管(302)为弧形管，每个喷气管(302)的弯曲方向相同，挤压弹簧钢片筒(304)的圆周内侧壁均布的喷气管(302)喷出的气流形成螺旋气流。
3.根据权利要求1所述的地质调查用自动取土装置，其特征在于：所述的钻土机构(1)的中垂线与土壤取样机构(3)的中垂线为同一条直线。
4.根据权利要求1所述的地质调查用自动取土装置，其特征在于：所述的进料筒(3012)的底板上沿圆周方向均匀设置有连接杆，连接杆上设置有第三电缸(303)。
5.根据权利要求1所述的地质调查用自动取土装置，其特征在于，所述的钻土机构(1)为：底板(104)上设置有下壳体(101)，下壳体(101)与内筒(3017) 的出气端口相互连通，底板(104)中间设置有与钻头(103)连接的转盘(109)，转盘(109)外圆周设置有齿圈(107)，底板(104)上设置有驱动齿轮(106)转动的电机(105)，齿轮(106)与齿圈(107)啮合传动，钻头(103)由相互对称的左侧体与右侧体活动连接构成，钻头(103)的左侧体与右侧体形成的腔体中间设置有降温组件(108)。
6.根据权利要求5所述的地质调查用自动取土装置，其特征在于：所述的底板(104)上沿圆周方向均匀设置有与下壳体(101)圆周侧壁连接的第一电缸(102)。
7.根据权利要求5所述的地质调查用自动取土装置，其特征在于，所述的降温组件(108)为：转盘(109)上设置有第二外壳(108010)，第二外壳(108010)内侧设置有圆周方向均匀加工第一进水孔(a)的进水壳体(10806)，进水管(10804)的出水端与第二外壳(108010)、进水壳体(10806)相互连通，进水壳体(10806)上侧设置有第一外壳(10801)，第一外壳(10801)与进水壳体(10806)连接处内侧壁滑动连接有滑动板(10803)，第一外壳(10801)的上顶板与滑动板(10803)上端面之间设置有第一弹簧(10802)，滑动板(10803)下端面与第一凹形板(10805)上顶板固定连接；
钻头(103)的左侧体与右侧体形成的腔体中间设置有与进水壳体(10806)的底板固定连接的第二凹形板(10807)，第二凹形板(10807)上顶板加工有第二进水孔(b)，第二凹形板(10807)通过第二进水孔(b)与进水壳体(10806)相互连通，第一凹形板(10805)的上顶板位于第二凹形板(10807)的上顶板的第二进水孔(b)上侧，第二凹形板(10807)上设置有至少一个第二电缸(10808)，第二电缸(10808)的固定端与钻头(103)的其中一侧体内侧壁连接，第二电缸(10808)的输出轴与钻头(103)的另外一侧体内侧壁连接，多个第二电缸(10808)之间通过支撑杆(10809)连接。
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