CN114383888A - 一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪，包括支撑机构，支撑机构包括与地面固定支撑的第一支撑框架，第一支撑框架的中部表面竖直设有若干根支撑杆，若干根支撑杆的顶端支撑有安装托板，安装托板的顶部两边侧分别安装有超声波反馈头，超声波反馈头的两侧壁中部竖直设有超声波反馈感应箱，超声波反馈感应箱的箱体内部安装有超声波发生器，本发明一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪：通过设有的支撑框架和支撑杆，方便受制支撑安装托板进行调节，设有的超声波反馈头和超声波反馈感应箱，箱内的发生器结构产生不同频段的信号，超声波反馈头感应到信息后，与超声波反馈感应箱之间感应相连。

Description

一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪

技术领域

本发明涉及地质浅层勘探技术领域，具体为一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪。

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。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，对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作。

1)现阶段对外界浅表层的勘探的精准度效果差，所取得的浅表层土壤并不是事先测试人员所想要的土质，测试人员在取得土壤嵌无法在土壤面上进行充分感知判断，导致所取样的土壤单凭靠人员的主观经验无法快速的挖掘勘探，得出更为符合人员所想的浅表层的土质，不利于人员将无关的土质层位置予以超声波排除；

2)传统的取样步骤无法与感应探测之间相互互补结合，不利于人员在复杂的采样勘探场所快速开展土质层的勘探作业，分工过于散乱影响了后续的勘探效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪以解决上述背景技术提出的传统的取样步骤无法与感应探测之间相互互补结合，不利于人员在复杂的采样勘探场所快速开展土质层的勘探作业，分工过于散乱影响了后续的勘探效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪：包括支撑机构，所述支撑机构包括与地面固定支撑的第一支撑框架，所述第一支撑框架的中部表面竖直设有若干根支撑杆，若干根所述支撑杆的顶端支撑有安装托板，所述安装托板的顶部两边侧分别安装有超声波反馈头，所述超声波反馈头的两侧壁中部竖直设有超声波反馈感应箱，所述超声波反馈感应箱的箱体内部安装有超声波发生器，所述超声波发生器的感应端与超声波反馈头的一端感应连接，两超声波反馈头的边缘横向嵌接有转动滚轴，所述转动滚轴一端与超声波反馈感应箱翻转铰接；

所述超声波反馈感应箱的顶端中部横向放置有激光定位器，所述超声波反馈感应箱背面设置有升降导杆，若干根所述支撑杆和升降导杆均可伸缩。

为了使得方便勘探设备的定位挖掘，作为本发明一种优选方案：位于所述第一支撑框架的背面设置有勘探测试机构，所述勘探测试机构包括与地面支撑的连接座，所述连接座的顶端四个边角均竖直设有抬升滑动杆，所述抬升滑动杆的顶端中部设置有方形板，所述方形板的顶端中部设有套管，所述套管的顶端设置有放置板，所述放置板的顶端中部设置有挖掘机构。

为了使得驱动驱动丝杆旋转实行浅层土壤挖掘，作为本发明一种优选方案：所述挖掘机构包括开设在放置板中部的放置开槽，所述放置开槽的槽位与套管的中部穿插连接，所述套管内部中空，位于所述套管的顶端穿过放置开槽与外部套设的丝杆螺母驱动结构传动连接，所述丝杆螺母驱动结构包括嵌接在放置开槽内的传动轴承，所述传动轴承的一端铰接有滑动推杆，所述滑动推杆的顶端中部设置有步进电机，所述步进电机的输出端与下方的驱动丝杆传动连接。

为了使得提升端面挖掘结构的抬升效率，作为本发明一种优选方案：所述步进电机的输出端与驱动丝杆的顶端传动连接，所述步进电机的四周外壁设置有第一方形框架，所述第一方形框架的一端设置有四周表面均设置有抬升压缸，所述抬升压缸的底部设置有伸缩端头，所述伸缩端头的顶端套接有伸缩管套，所述伸缩管套底部设置有导杆，所述导杆顶部伸缩端设置有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的顶部套接有螺母。

为了使得在挖掘时对土壤含量实时动态分析，作为本发明一种优选方案：所述套管内置有用于土壤取样的挖掘头，所述挖掘头依次伸缩贯穿套管和连接座，与下方的地面穿插接触，位于所述伸缩管套的外壁套接端横向安装有操作机构，所述操作机构包括安装设置在抬升压缸的一端的控制箱，所述控制箱的箱体内部中空，内部分别安装有用于感应控制的单片机控制器和土壤分析仪，所述控制箱的背面安装有受力支撑架，所述受力支撑架的表面开设有若干个紧固螺钉孔位，若干个所述紧固螺钉孔位的一端与控制箱的箱体外壁螺纹连接。

为了使得在探测时检验挖掘土层的深度，作为本发明一种优选方案：四根所述导杆的中部还设置有距离探测器，所述距离探测器的底部感应端与套管底部的钻头无线感应连接，位于所述距离探测器的一端设置有翻转机构，所述翻转机构包括铰接设置在距离探测器边侧的工型框架，所述工型框架边缘铰接有铰接转轴，所述铰接转轴的一端设置有翻转板，所述翻转板的一端设置有第二方形框架，所述第二方形框架的底部四个边角均穿插有连接导杆，所述连接导杆的两边侧均设置有方形板面。

为了使得放置挖掘结构，作为本发明一种优选方案：所述方形板面的顶端边侧固定安装有铰接机构，所述铰接机构包括与地面固定支撑的第二支撑框架，所述第二支撑框架的顶端中部开设有U型转动开槽，所述U型转动开槽的槽位嵌接有轴承，所述轴承的一端铰接有梯形撑杆，所述梯形撑杆的顶端磁性吸附有放置托架，所述放置托架的顶部倾斜设有探测机构。

为了使得为挖掘后的土层内壁做感知探测，作为本发明一种优选方案：所述探测机构包括与第二支撑框架一端支撑的位移撑板，所述位移撑板的四个边角均横向设有转动杆，所述转动杆的边角均安装有位移轮，所述位移轮的表面设置有撑杆，所述撑杆的顶端安装有伸缩导杆，所述伸缩导杆的端头设置有感应头。

为了使得感知土壤内微量元素土质层的信息，作为本发明一种优选方案：所述感应头的一端设置有伸缩探测头。

为了使得方便控制，作为本发明一种优选方案：与套管的位置先对处还设置有单片机控制器，所述超声波发生器、超声波反馈头、步进电机、抬升压缸、土壤分析仪、距离探测器和感应头均与单片机控制器电性连接，所述单片机控制器与外接电源电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)通过设有的支撑框架和支撑杆，方便受制支撑安装托板调节，设有的超声波反馈头和超声波反馈感应箱，箱内的发生器结构产生不同频段的信号，超声波反馈头感应到信息后，与超声波反馈感应箱之间感应相连，设有的转动滚轴和激光定位器，方便获取到适合钻孔定位的区域，设有的距离探测器和放置开槽方便将检测结构进行感知探测；

2)通过设有的控制箱、工型框架和翻转板，方便步进电机通电，步进电机通电后，抬升压缸伸缩后下降丝杆传动端头会将翻转板进行调节，设有的U型转动开槽方便探测结构进行分析。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明侧面结构示意图；

图3为本发明控制箱的结构示意图；

图4为本发明探测机构的结构示意图；

图5为本发明步进电机的结构示意图。

图中：1、支撑机构；11、第一支撑框架；12、支撑杆；13、安装托板；14、超声波反馈头；15、超声波反馈感应箱；16、转动滚轴；17、激光定位器；18、升降导杆；2、勘探测试机构；21、连接座；22、抬升滑动杆；23、方形板；24、套管；25、放置板；26、距离探测器；3、挖掘机构；31、放置开槽；32、丝杆螺母驱动结构；33、滑动推杆；34、步进电机；35、第一方形框架；36、抬升压缸；37、伸缩端头；38、伸缩管套；39、导杆；391、缓冲弹簧；392、螺母；4、操作机构；41、控制箱；42、受力支撑架；5、翻转机构；51、工型框架；52、铰接转轴；53、翻转板；54、第二方形框架；55、连接导杆；6、铰接机构；61、第二支撑框架；62、U型转动开槽；63、梯形撑杆；7、探测机构；71、位移撑板；72、位移轮；73、撑杆；74、伸缩导杆；75、感应头。

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1-5，本发明提供一种技术方案：一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪，包括支撑机构1，支撑机构1包括与地面固定支撑的第一支撑框架11，第一支撑框架11的中部表面竖直设有若干根支撑杆12，若干根支撑杆12的顶端支撑有安装托板13，安装托板13的顶部两边侧分别安装有超声波反馈头14，超声波反馈头14的两侧壁中部竖直设有超声波反馈感应箱15，超声波反馈感应箱15的箱体内部安装有超声波发生器，超声波发生器的感应端与超声波反馈头14的一端感应连接，两超声波反馈头14的边缘横向嵌接有转动滚轴16，转动滚轴16一端与超声波反馈感应箱15翻转铰接；

超声波反馈感应箱15的顶端中部横向放置有激光定位器17，超声波反馈感应箱15背面设置有升降导杆18，若干根支撑杆12和升降导杆18均可伸缩。

在本实施例中：位于第一支撑框架11的背面设置有勘探测试机构2，勘探测试机构2包括与地面支撑的连接座21，连接座21的顶端四个边角均竖直设有抬升滑动杆22，抬升滑动杆22的顶端中部设置有方形板23，方形板23的顶端中部设有套管24，套管24的顶端设置有放置板25，放置板25的顶端中部设置有挖掘机构3。

通过设置的连接座21和抬升滑动杆22，实现挖掘机构3的上下滑动式位移，且挖掘机构3与土壤直接接触后对土壤快速勘探挖掘，从而取出泥土样本。

在本实施例中：挖掘机构3包括开设在放置板25中部的放置开槽31，放置开槽31的槽位与套管24的中部穿插连接，套管24内部中空，位于套管24的顶端穿过放置开槽31与外部套设的丝杆螺母驱动结构32传动连接，丝杆螺母驱动结构32包括嵌接在放置开槽31内的传动轴承，传动轴承的一端铰接有滑动推杆33，滑动推杆33的顶端中部设置有步进电机34，步进电机34的输出端与下方的驱动丝杆传动连接。

通过设有的放置开槽31、丝杆螺母驱动结构32和传动轴承，在步进电机34通电后带动丝杆螺母驱动结构32转动位移，勘探的端头结构受到传动轴承传递下顺利转动。

在本实施例中：步进电机34的输出端与驱动丝杆的顶端传动连接，步进电机34的四周外壁设置有第一方形框架35，第一方形框架35的一端设置有四周表面均设置有抬升压缸36，抬升压缸36的底部设置有伸缩端头37，伸缩端头37的顶端套接有伸缩管套38，伸缩管套38底部设置有导杆39，导杆39顶部伸缩端设置有缓冲弹簧391，缓冲弹簧391的顶部套接有螺母392。

通过设有的步进电机34带动钻头结构旋转，为了最大限度的与表层土壤接触，可将伸缩管套38沿着导杆39的方向直线位移。

在本实施例中：套管24内置有用于土壤取样的挖掘头，挖掘头依次伸缩贯穿套管24和连接座21，与下方的地面穿插接触，位于伸缩管套38的外壁套接端横向安装有操作机构4，操作机构4包括安装设置在抬升压缸36的一端的控制箱41，控制箱41的箱体内部中空，内部分别安装有用于感应控制的单片机控制器和土壤分析仪，控制箱41的背面安装有受力支撑架42，受力支撑架42的表面开设有若干个紧固螺钉孔位，若干个紧固螺钉孔位的一端与控制箱41的箱体外壁螺纹连接。

通过设有的挖掘头沿着套管24位移，且抬升结构可利用抬升压缸36的推送。

在本实施例中：四根导杆39的中部还设置有距离探测器26，距离探测器26的底部感应端与套管24底部的钻头无线感应连接，位于距离探测器26的一端设置有翻转机构5，翻转机构5包括铰接设置在距离探测器26边侧的工型框架51，工型框架51边缘铰接有铰接转轴52，铰接转轴52的一端设置有翻转板53，翻转板53的一端设置有第二方形框架54，第二方形框架54的底部四个边角均穿插有连接导杆55，连接导杆55的两边侧均设置有方形板面。

通过设有的距离探测器26和工型框架51实现铰接转轴52带动距离探测器26的感知旋转。

在本实施例中：方形板面的顶端边侧固定安装有铰接机构6，铰接机构6包括与地面固定支撑的第二支撑框架61，第二支撑框架61的顶端中部开设有U型转动开槽62，U型转动开槽62的槽位嵌接有轴承，轴承的一端铰接有梯形撑杆63，梯形撑杆63的顶端磁性吸附有放置托架，放置托架的顶部倾斜设有探测机构7。

设置第二支撑框架61和U型转动开槽62方便将梯形撑杆63的铰接翻转。

在本实施例中：探测机构7包括与第二支撑框架61一端支撑的位移撑板71，位移撑板71的四个边角均横向设有转动杆，转动杆的边角均安装有位移轮72，位移轮72的表面设置有撑杆73，撑杆73的顶端安装有伸缩导杆74，伸缩导杆74的端头设置有感应头75。

通过设有的感应头75，分析出已经钻孔的孔位深度土壤信息。

在本实施例中：感应头75的一端设置有伸缩探测头。

采用的伸缩式的结构在探测完毕后再缩回。

在本实施例中：与套管24的位置先对处还设置有单片机控制器，超声波发生器、超声波反馈头14、步进电机34、抬升压缸36、土壤分析仪、距离探测器26和感应头75均与单片机控制器电性连接，单片机控制器与外接电源电性连接。

方便对各用电设备如单片机控制器，超声波发生器、超声波反馈头14、步进电机34、抬升压缸36、土壤分析仪、距离探测器26和感应头75之间的协调运转控制。

具体使用时，首先使用人员利用位移轮72将本设备位移到适宜取样的区域，人员操作控制箱41，分别打开箱内单片机控制器和用于分析采样土壤的土壤分析仪，人工转动转动滚轴16将超声波反馈头14进行翻转，超声波反馈头14一端探头向下探照接收到信息反馈，启动超声波反馈感应箱15，为了提升设备间的定位精度，打开激光定位器17，随后激光定位器17通电后发射激光定位头人员可以手动操作，方便人员做前期的地质图层的勘探，在勘探测试前，还需要设定升降导杆18，将支撑杆12和安装托板13的抬升高度做微调，保证超声波的探头结构能被勘探区域地表接触，启动超声波反馈器，控制反馈器产生超声波，转换的能量再由换波器转换到超声波反馈头14的位置，并由探头发射声波后抵达地表，依次实现了对超声波能量转换，最后超声波不断的发送地面，地面下方穿透、反弹再反馈到超声波反馈头14，经超声波反馈感应箱15分析，最终根据波长的反馈时间长短的不同，记录分析出土壤下方的地质波峰图，人员参照感应控制的单片机控制器和用于分析采样土壤的土壤分析仪二者的分析得出波峰图反馈在液晶屏上，人员根据自身的专业知识，判断波峰图为地质区域探测的重要依据，下一步需要根据波峰图的挖掘指示下探钻头做出探测井，人员需要启动连接座21，将抬升滑动杆22底部与地面承载放置，通过抬升滑动杆22，单片机控制器控制步进电机34，随即步进电机34通电，输出端带驱动丝杆转动，驱动丝杆会调动套管24通电，套管24会在丝杆的上下位移后直接与下方的土壤接触，挖掘到地下的浅层体勘探土壤，钻头部分和套管24直接接触后实现了勘探测试仪的调节，钻孔完毕后，再缩回然后反向控制步进电机34翻转通过启动距离探测器26，感应探测到钻头的钻坑深度数据；

勘探土壤取样完毕后再翻转调节工型框架51将铰接转轴52和翻转板53翻转到挖掘的土壤坑道内，并延展探测结构置入土壤孔洞中，最后单片机控制器感知到探头内的土壤结构进行分析，直至分析的土质勘探信息后呈现在液晶屏上人员可以辅助上方的信息达到感应。

另外各用电设备的信型号分别为：

单片机控制器：JY-LW0100

超声波反馈头：固特超声/GT SONIC

超声波发生器：S-CS1

步进电机：57BYGH5330

抬升压缸：JLDD-63-15E-4.5T

土壤分析仪：JC-TY04

距离探测器：DYP-A16-V1.0

感应头：Z40-117

本说明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪，包括支撑机构(1)，其特征在于，所述支撑机构(1)包括与地面固定支撑的第一支撑框架(11)，所述第一支撑框架(11)的中部表面竖直设有若干根支撑杆(12)，若干根所述支撑杆(12)的顶端支撑有安装托板(13)，所述安装托板(13)的顶部两边侧分别安装有超声波反馈头(14)，所述超声波反馈头(14)的两侧壁中部竖直设有超声波反馈感应箱(15)，所述超声波反馈感应箱(15)的箱体内部安装有超声波发生器，所述超声波发生器的感应端与超声波反馈头(14)的一端感应连接，两超声波反馈头(14)的边缘横向嵌接有转动滚轴(16)，所述转动滚轴(16)一端与超声波反馈感应箱(15)翻转铰接；

所述超声波反馈感应箱(15)的顶端中部横向放置有激光定位器(17)，所述超声波反馈感应箱(15)背面设置有升降导杆(18)，若干根所述支撑杆(12)和升降导杆(18)均可伸缩。

2.根据权利要求1所述的一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪，其特征在于：位于所述第一支撑框架(11)的背面设置有勘探测试机构(2)，所述勘探测试机构(2)包括与地面支撑的连接座(21)，所述连接座(21)的顶端四个边角均竖直设有抬升滑动杆(22)，所述抬升滑动杆(22)的顶端中部设置有方形板(23)，所述方形板(23)的顶端中部设有套管(24)，所述套管(24)的顶端设置有放置板(25)，所述放置板(25)的顶端中部设置有挖掘机构(3)。

3.根据权利要求2所述的一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪，其特征在于：所述挖掘机构(3)包括开设在放置板(25)中部的放置开槽(31)，所述放置开槽(31)的槽位与套管(24)的中部穿插连接，所述套管(24)内部中空，位于所述套管(24)的顶端穿过放置开槽(31)与外部套设的丝杆螺母驱动结构(32)传动连接，所述丝杆螺母驱动结构(32)包括嵌接在放置开槽(31)内的传动轴承，所述传动轴承的一端铰接有滑动推杆(33)，所述滑动推杆(33)的顶端中部设置有步进电机(34)，所述步进电机(34)的输出端与下方的驱动丝杆传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪，其特征在于：所述步进电机(34)的输出端与驱动丝杆的顶端传动连接，所述步进电机(34)的四周外壁设置有第一方形框架(35)，所述第一方形框架(35)的一端设置有四周表面均设置有抬升压缸(36)，所述抬升压缸(36)的底部设置有伸缩端头(37)，所述伸缩端头(37)的顶端套接有伸缩管套(38)，所述伸缩管套(38)底部设置有导杆(39)，所述导杆(39)顶部伸缩端设置有缓冲弹簧(391)，所述缓冲弹簧(391)的顶部套接有螺母(392)。

5.根据权利要求4所述的一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪，其特征在于：所述套管(24)内置有用于土壤取样的挖掘头，所述挖掘头依次伸缩贯穿套管(24)和连接座(21)，与下方的地面穿插接触，位于所述伸缩管套(38)的外壁套接端横向安装有操作机构(4)，所述操作机构(4)包括安装设置在抬升压缸(36)的一端的控制箱(41)，所述控制箱(41)的箱体内部中空，内部分别安装有用于感应控制的单片机控制器和土壤分析仪，所述控制箱(41)的背面安装有受力支撑架(42)，所述受力支撑架(42)的表面开设有若干个紧固螺钉孔位，若干个所述紧固螺钉孔位的一端与控制箱(41)的箱体外壁螺纹连接。

6.根据权利要求4所述的一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪，其特征在于：四根所述导杆(39)的中部还设置有距离探测器(26)，所述距离探测器(26)的底部感应端与套管(24)底部的钻头无线感应连接，位于所述距离探测器(26)的一端设置有翻转机构(5)，所述翻转机构(5)包括铰接设置在距离探测器(26)边侧的工型框架(51)，所述工型框架(51)边缘铰接有铰接转轴(52)，所述铰接转轴(52)的一端设置有翻转板(53)，所述翻转板(53)的一端设置有第二方形框架(54)，所述第二方形框架(54)的底部四个边角均穿插有连接导杆(55)，所述连接导杆(55)的两边侧均设置有方形板面。

7.根据权利要求6所述的一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪，其特征在于：所述方形板面的顶端边侧固定安装有铰接机构(6)，所述铰接机构(6)包括与地面固定支撑的第二支撑框架(61)，所述第二支撑框架(61)的顶端中部开设有U型转动开槽(62)，所述U型转动开槽(62)的槽位嵌接有轴承，所述轴承的一端铰接有梯形撑杆(63)，所述梯形撑杆(63)的顶端磁性吸附有放置托架，所述放置托架的顶部倾斜设有探测机构(7)。

8.根据权利要求7所述的一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪，其特征在于：所述探测机构(7)包括与第二支撑框架(61)一端支撑的位移撑板(71)，所述位移撑板(71)的四个边角均横向设有转动杆，所述转动杆的边角均安装有位移轮(72)，所述位移轮(72)的表面设置有撑杆(73)，所述撑杆(73)的顶端安装有伸缩导杆(74)，所述伸缩导杆(74)的端头设置有感应头(75)。

9.根据权利要求8所述的一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪，其特征在于：所述感应头(75)的一端设置有伸缩探测头。

10.根据权利要求9所述的一种具有取样功能的地下浅层体勘探测试仪，其特征在于：与套管(24)的位置先对处还设置有单片机控制器，所述超声波发生器、超声波反馈头(14)、步进电机(34)、抬升压缸(36)、土壤分析仪、距离探测器(26)和感应头(75)均与单片机控制器电性连接，所述单片机控制器与外接电源电性连接。

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