CN114482846A - 一种冻土地质专用勘探设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地质勘探的技术领域，特别是涉及一种冻土地质专用勘探设备，其折叠便携并采用脚踏的驱动方式，实现冻土地质钻孔勘探，工作效率高；包括底座、两个伸缩框架、多个水平仪、齿轮、驱动机构、钻管、钻头和压板，底座的两侧均安装有伸缩框架，底座的上端面上安装有多个水平仪，齿轮转动安装在底座的上端面中部，驱动机构安装在底座的上端面上，并且驱动机构与齿轮传动连接，钻管滑动插装在齿轮中央，钻管的内部设置有排土管道，齿轮与钻管传动连接，钻头安装在钻管的下端，压板转动套装在钻管的上端。

Description

一种冻土地质专用勘探设备

技术领域

本发明涉及地质勘探的技术领域，特别是涉及一种冻土地质专用勘探设备。

背景技术

地质勘探一般会在野外进行，有时会远离工作基地，尤其是冻土地质勘探时，有些地点大型的和重型的地质勘探设备无法到达只能工作人员步行到达，步行的工作人员无法携带具有发动机或电动的勘探设备，而且携带的燃料和电池以有限，这些设备不能持续工作，冻土层硬度很高，人力很难快速钻孔勘探，导致工作速度慢效率低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种折叠便携并采用脚踏的驱动方式，实现冻土地质钻孔勘探，工作效率高的冻土地质专用勘探设备。

本发明的一种冻土地质专用勘探设备，包括底座、两个伸缩框架、多个水平仪、齿轮、驱动机构、钻管、钻头和压板，底座的两侧均安装有伸缩框架，底座的上端面上安装有多个水平仪，齿轮转动安装在底座的上端面中部，驱动机构安装在底座的上端面上，并且驱动机构与齿轮传动连接，钻管滑动插装在齿轮中央，钻管的内部设置有排土管道，齿轮与钻管传动连接，钻头安装在钻管的下端，压板转动套装在钻管的上端；到达勘探地点后，将底座放置在地面上，向两侧展开两个伸缩框架，增加支撑面积，根据多个水平仪的指示调整底座的接地面的高度，使底座呈水平状态，将钻管插装在齿轮中，将钻头安装在钻管的下端，展开驱动机构，将压板套装在钻管的上端，并且由工作人员扶住并下压压板，另一个工作人员踩踏驱动机构，驱动机构齿轮转动，齿轮驱动钻管转动，钻管驱动钻头转动，钻头切削冻土，被切削的冻土屑进入钻管的排土管道，并且冻土屑随着钻管的转动沿钻管向上移动，减小钻头向下掘进的阻力，脚踏的方式比用手压力量大，工作人员不易疲劳，通过驱动机构的减速增扭能够在坚硬的冻土地质中钻孔勘探，多个钻管拼接达到勘探的深度后，操作驱动机构转换转向，再次踩踏驱动机构，即可将钻管和钻头取出，在钻头内部将地质样品取出，提高工作速度和工作效率。

优选的，还包括避让孔和双法兰轴承，底座的中部设置有避让孔，避让孔的直径大于钻管的外径，双法兰轴承的外圈法兰通过多个螺栓安装在底座的上端面上，双法兰轴承与避让孔同心，齿轮通过多个螺栓安装在双法兰轴承的内圈法兰上，齿轮与双法兰轴承同心；齿轮通过双法兰轴承转动安装在底座上，提高齿轮转动的平顺性，减小阻力，提高设备的工作效率。

优选的，还包括花键、花键槽、外螺纹口和内螺纹口，齿轮的中部设置有通孔，通孔的内壁上设置有花键，钻管的外壁上设置有与花键匹配的花键槽，钻管滑动安装在通孔中，钻管的花键槽与齿轮的花键限位连接，钻管的下端设置有外螺纹口，钻管的上端设置有内螺纹口，外螺纹口和内螺纹口的螺纹匹配；齿轮与钻管通过匹配的花键和花键槽传动连接，多个钻管通过外螺纹口和内螺纹口螺接后拼接加长，使设备对一定深度的冻土层进行地质勘探，提高设备的实用性。

优选的，还包括接口、多个钻探齿、螺旋叶片和多个卡槽，钻头的内部设置有取样管道，钻头的上端设置有接口，接口与钻管的外螺纹口匹配，钻头的下端均匀设置有多个钻探齿，钻头的取样管道上部设置有螺旋叶片，螺旋叶片的下端设置有刃口，钻头的外壁中部均匀设置有多个卡槽；钻头的接口与钻管的外螺纹口螺接使钻头安装在钻管的下端，并且使钻头的取样管道与钻管的排土管道连通，钻头跟随钻管转动时，螺旋叶片跟随钻头转动，多个钻探齿不断的切割冻土，在钻头的取样管道内形成冻土柱块，随着深度增加，钻头中的冻土柱块不断升高，当冻土柱块接触到螺旋叶片下端的刃口时被螺旋叶片的刃口破碎，并且转动的螺旋叶片将破碎的冻土屑排入钻管的排土管道中，减小钻头钻孔阻力，钻孔完成将钻管和钻头取出后，通过卡住卡槽将钻头从钻管上快速拆卸下来，在钻头的取样管道中将设定深度的冻土柱块样品取出，提高设备工作效率。

优选的，还包括轴承座和两个握把，压板的中部安装有轴承座，轴承座的内圈套装在钻管的上端上，压板的两端均设置有握把，握把上设置有防滑把套；在钻探初始阶段，工作人员手持两个握把将压板的轴承座套装在钻管的上端，并通过两个握把向下压压板，压板通过轴承座向下下钻管，使得钻管和钻头快速的钻入浅层冻土中，当钻管和钻头钻入一定深度后，在螺旋叶片的作用下钻管和钻头会自动向下钻探，此时可以撤掉压板，提高设备操作性。

优选的，驱动机构还包括两个齿轮箱、蜗杆、两个棘轮、两个复位臂板、两个复位弹簧、两个伸缩杆和踏板，两个齿轮箱对称安装在底座的上端面上，两个齿轮箱分别位于齿轮的两侧，蜗杆的两端分别与两个齿轮箱的输出轴同心连接，蜗杆与齿轮啮合传动，两个棘轮分别与两个齿轮箱的输入轴同心连接，两个复位臂板分别安装在两个棘轮的外壁上，两个复位臂板分别朝向底座的内侧，两个复位弹簧的两端分别连接两个复位臂板的内端和底座，两个伸缩杆分别安装在两个棘轮的外壁上，两个伸缩杆均朝向底座的外侧，踏板的两端分别转动安装在两个伸缩杆的外端；伸展两个伸缩杆，用脚向下踩踏板，踏板带动两个伸缩杆转动，离开过伸缩杆驱动两个棘轮转动，此时两个棘轮的输出轴呈锁紧状态，两个棘轮驱动两个齿轮箱转动，两个齿轮箱驱动蜗杆转动，蜗杆齿轮转动，工作人员脚上抬时，两个复位弹簧通过两个复位臂板拉动两个棘轮复位，复位转动时两个棘轮的输出轴承开锁状态，使得两个棘轮朝向一个方向驱动两个齿轮箱，不断踩动踏板直到达到设定勘探深度，用脚踩的方式驱动设备，比手压方式力量大，设备的受力位置低，使的设备运行稳定，有利于钻探坚硬的冻土层，提高设备的工作效率。

优选的，还包括两个摆臂和拉杆，两个齿轮箱上还设置有输出轴的转向调节轴，两个摆臂的一端分别与两个齿轮箱的转向调节轴连接，两个摆臂的另一端均与拉杆转动连接；钻头钻探到设定深度后，拉动拉杆，拉杆同步拉动两个摆臂，使两个齿轮箱的输出轴转向调节轴同步转动一定角度，改变两个齿轮箱的输出轴的转向，使得两个齿轮箱驱动蜗杆反转，反转的蜗杆齿轮反转，齿轮驱动钻管和钻头反转，方便钻管和钻头提出地面，提高工作效率。

与现有技术相比本发明的有益效果为：到达勘探地点后，将底座放置在地面上，向两侧展开两个伸缩框架，增加支撑面积，根据多个水平仪的指示调整底座的接地面的高度，使底座呈水平状态，将钻管插装在齿轮中，将钻头安装在钻管的下端，展开驱动机构，将压板套装在钻管的上端，并且由工作人员扶住并下压压板，另一个工作人员踩踏驱动机构，驱动机构齿轮转动，齿轮驱动钻管转动，钻管驱动钻头转动，钻头切削冻土，被切削的冻土屑进入钻管的排土管道，并且冻土屑随着钻管的转动沿钻管向上移动，减小钻头向下掘进的阻力，脚踏的方式比用手压力量大，工作人员不易疲劳，通过驱动机构的减速增扭能够在坚硬的冻土地质中钻孔勘探，多个钻管拼接达到勘探的深度后，操作驱动机构转换转向，再次踩踏驱动机构，即可将钻管和钻头取出，在钻头内部将地质样品取出，提高工作速度和工作效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的侧视结构示意图；

图3是底座、伸缩框架和齿轮的结构示意图；

图4是伸缩框架、齿轮和驱动机构的结构示意图；

图5是钻管、钻头和压板的结构示意图；

附图中标记：1、底座；2、伸缩框架；3、水平仪；4、齿轮；5、驱动机构；6、钻管；7、钻头；8、压板；9、避让孔；10、双法兰轴承；11、花键；12、花键槽；13、外螺纹口；14、内螺纹口；15、接口；16、钻探齿；17、螺旋叶片；18、卡槽；19、轴承座；20、握把；21、齿轮箱；22、蜗杆；23、棘轮；24、复位臂板；25、复位弹簧；26、伸缩杆；27、踏板；28、摆臂；29、拉杆。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

实施例1

一种冻土地质专用勘探设备，包括底座1、两个伸缩框架2、多个水平仪3、齿轮4、驱动机构5、钻管6、钻头7和压板8，底座1的两侧均安装有伸缩框架2，底座1的上端面上安装有多个水平仪3，齿轮4转动安装在底座1的上端面中部，驱动机构5安装在底座1的上端面上，并且驱动机构5与齿轮4传动连接，钻管6滑动插装在齿轮4中央，钻管6的内部设置有排土管道，齿轮4与钻管6传动连接，钻头7安装在钻管6的下端，压板8转动套装在钻管6的上端；到达勘探地点后，将底座1放置在地面上，向两侧展开两个伸缩框架2，增加支撑面积，根据多个水平仪3的指示调整底座1的接地面的高度，使底座1呈水平状态，将钻管6插装在齿轮4中，将钻头7安装在钻管6的下端，展开驱动机构5，将压板8套装在钻管6的上端，并且由工作人员扶住并下压压板8，另一个工作人员踩踏驱动机构5，驱动机构5齿轮4转动，齿轮4驱动钻管6转动，钻管6驱动钻头7转动，钻头7切削冻土，被切削的冻土屑进入钻管6的排土管道，并且冻土屑随着钻管6的转动沿钻管6向上移动，减小钻头7向下掘进的阻力，脚踏的方式比用手压力量大，工作人员不易疲劳，通过驱动机构5的减速增扭能够在坚硬的冻土地质中钻孔勘探，多个钻管6拼接达到勘探的深度后，操作驱动机构5转换转向，再次踩踏驱动机构5，即可将钻管6和钻头7取出，在钻头7内部将地质样品取出，提高工作速度和工作效率。

实施例2

一种冻土地质专用勘探设备，包括底座1、两个伸缩框架2、多个水平仪3、齿轮4、驱动机构5、钻管6、钻头7和压板8，底座1的两侧均安装有伸缩框架2，底座1的上端面上安装有多个水平仪3，齿轮4转动安装在底座1的上端面中部，驱动机构5安装在底座1的上端面上，并且驱动机构5与齿轮4传动连接，钻管6滑动插装在齿轮4中央，钻管6的内部设置有排土管道，齿轮4与钻管6传动连接，钻头7安装在钻管6的下端，压板8转动套装在钻管6的上端；还包括避让孔9和双法兰轴承10，底座1的中部设置有避让孔9，避让孔9的直径大于钻管6的外径，双法兰轴承10的外圈法兰通过多个螺栓安装在底座1的上端面上，双法兰轴承10与避让孔9同心，齿轮4通过多个螺栓安装在双法兰轴承10的内圈法兰上，齿轮4与双法兰轴承10同心；还包括花键11、花键槽12、外螺纹口13和内螺纹口14，齿轮4的中部设置有通孔，通孔的内壁上设置有花键11，钻管6的外壁上设置有与花键11匹配的花键槽12，钻管6滑动安装在通孔中，钻管6的花键槽12与齿轮4的花键11限位连接，钻管6的下端设置有外螺纹口13，钻管6的上端设置有内螺纹口14，外螺纹口13和内螺纹口14的螺纹匹配；还包括接口15、多个钻探齿16、螺旋叶片17和多个卡槽18，钻头7的内部设置有取样管道，钻头7的上端设置有接口15，接口15与钻管6的外螺纹口13匹配，钻头7的下端均匀设置有多个钻探齿16，钻头7的取样管道上部设置有螺旋叶片17，螺旋叶片17的下端设置有刃口，钻头7的外壁中部均匀设置有多个卡槽18；还包括轴承座19和两个握把20，压板8的中部安装有轴承座19，轴承座19的内圈套装在钻管6的上端上，压板8的两端均设置有握把20，握把20上设置有防滑把套；齿轮4通过双法兰轴承10转动安装在底座1上，齿轮4与钻管6通过匹配的花键11和花键槽12传动连接，多个钻管6通过外螺纹口13和内螺纹口14螺接后拼接加长，使设备对一定深度的冻土层进行地质勘探，在钻探初始阶段，工作人员手持两个握把20将压板8的轴承座19套装在钻管6的上端，并通过两个握把20向下压压板8，压板8通过轴承座19向下下钻管6，使得钻管6和钻头7快速的钻入浅层冻土中，当钻管6和钻头7钻入一定深度后，在螺旋叶片17的作用下钻管6和钻头7会自动向下钻探，此时可以撤掉压板8，钻头7的接口15与钻管6的外螺纹口13螺接使钻头7安装在钻管6的下端，并且使钻头7的取样管道与钻管6的排土管道连通，钻头7跟随钻管6转动时，螺旋叶片17跟随钻头7转动，多个钻探齿16不断的切割冻土，在钻头7的取样管道内形成冻土柱块，随着深度增加，钻头7中的冻土柱块不断升高，当冻土柱块接触到螺旋叶片17下端的刃口时被螺旋叶片17的刃口破碎，并且转动的螺旋叶片17将破碎的冻土屑排入钻管6的排土管道中，减小钻头7钻孔阻力，钻孔完成将钻管6和钻头7取出后，通过卡住卡槽18将钻头7从钻管6上快速拆卸下来，在钻头7的取样管道中将设定深度的冻土柱块样品取出，提高设备工作效率。

实施例3

一种冻土地质专用勘探设备，包括底座1、两个伸缩框架2、多个水平仪3、齿轮4、驱动机构5、钻管6、钻头7和压板8，底座1的两侧均安装有伸缩框架2，底座1的上端面上安装有多个水平仪3，齿轮4转动安装在底座1的上端面中部，驱动机构5安装在底座1的上端面上，并且驱动机构5与齿轮4传动连接，钻管6滑动插装在齿轮4中央，钻管6的内部设置有排土管道，齿轮4与钻管6传动连接，钻头7安装在钻管6的下端，压板8转动套装在钻管6的上端；驱动机构5还包括两个齿轮箱21、蜗杆22、两个棘轮23、两个复位臂板24、两个复位弹簧25、两个伸缩杆26和踏板27，两个齿轮箱21对称安装在底座1的上端面上，两个齿轮箱21分别位于齿轮4的两侧，蜗杆22的两端分别与两个齿轮箱21的输出轴同心连接，蜗杆22与齿轮4啮合传动，两个棘轮23分别与两个齿轮箱21的输入轴同心连接，两个复位臂板24分别安装在两个棘轮23的外壁上，两个复位臂板24分别朝向底座1的内侧，两个复位弹簧25的两端分别连接两个复位臂板24的内端和底座1，两个伸缩杆26分别安装在两个棘轮23的外壁上，两个伸缩杆26均朝向底座1的外侧，踏板27的两端分别转动安装在两个伸缩杆26的外端；还包括两个摆臂28和拉杆29，两个齿轮箱21上还设置有输出轴的转向调节轴，两个摆臂28的一端分别与两个齿轮箱21的转向调节轴连接，两个摆臂28的另一端均与拉杆29转动连接；伸展两个伸缩杆26，用脚向下踩踏板27，踏板27带动两个伸缩杆26转动，离开过伸缩杆26驱动两个棘轮23转动，此时两个棘轮23的输出轴呈锁紧状态，两个棘轮23驱动两个齿轮箱21转动，两个齿轮箱21驱动蜗杆22转动，蜗杆22齿轮4转动，工作人员脚上抬时，两个复位弹簧25通过两个复位臂板24拉动两个棘轮23复位，复位转动时两个棘轮23的输出轴承开锁状态，使得两个棘轮23朝向一个方向驱动两个齿轮箱21，不断踩动踏板27直到达到设定勘探深度，拉动拉杆29，拉杆29同步拉动两个摆臂28，使两个齿轮箱21的输出轴转向调节轴同步转动一定角度，改变两个齿轮箱21的输出轴的转向，使得两个齿轮箱21驱动蜗杆22反转，反转的蜗杆22齿轮4反转，齿轮4驱动钻管6和钻头7反转，方便钻管6和钻头7提出地面，用脚踩的方式驱动设备，比手压方式力量大，设备的受力位置低，使的设备运行稳定，有利于钻探坚硬的冻土层，提高设备的工作效率。

如图1至图5所示，本发明的一种冻土地质专用勘探设备，其在工作时，首先到达勘探地点后，将底座1放置在地面上，向两侧展开两个伸缩框架2，增加支撑面积，根据多个水平仪3的指示调整底座1的接地面的高度，使底座1呈水平状态，之后将钻管6插装在齿轮4中，将钻头7安装在钻管6的下端，然后展开两个伸缩杆26，将压板8套装在钻管6的上端，并且由工作人员扶住并下压压板8，另一个工作人员踩踏踏板27，踏板27和伸缩杆26驱动棘轮23、齿轮箱21和蜗杆22转动，蜗杆22通过齿轮4驱动钻管6转动，钻管6驱动钻头7转动，螺旋叶片17跟随钻头7转动，多个钻探齿16不断的切割冻土，在钻头7的取样管道内形成冻土柱块，随着深度增加，钻头7中的冻土柱块不断升高，当冻土柱块接触到螺旋叶片17下端的刃口时被螺旋叶片17的刃口破碎，并且转动的螺旋叶片17将破碎的冻土屑排入钻管6的排土管道中，多个钻管6拼接达到勘探的深度后，拉动拉杆29，拉杆29同步拉动两个摆臂28，使两个齿轮箱21的输出轴转向调节轴同步转动一定角度，改变两个齿轮箱21的输出轴的转向，再次踩踏踏板27，将钻管6和钻头7取出，最后在钻头7内部将地质样品取出即可。

本发明所实现的主要功能为：折叠便携并采用脚踏的驱动方式，实现冻土地质钻孔勘探，工作效率高。

本发明的一种冻土地质专用勘探设备，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施；本发明的一种冻土地质专用勘探设备的齿轮4、棘轮23、蜗杆22、齿轮箱21、水平仪3、双法兰轴承10、复位弹簧25为市面上采购，本行业内技术人员只需按照其附带的使用说明书进行安装和操作即可，而无需本领域的技术人员付出创造性劳动。

本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种冻土地质专用勘探设备，其特征在于，包括底座(1)、两个伸缩框架(2)、多个水平仪(3)、齿轮(4)、驱动机构(5)、钻管(6)、钻头(7)和压板(8)，底座(1)的两侧均安装有伸缩框架(2)，底座(1)的上端面上安装有多个水平仪(3)，齿轮(4)转动安装在底座(1)的上端面中部，驱动机构(5)安装在底座(1)的上端面上，并且驱动机构(5)与齿轮(4)传动连接，钻管(6)滑动插装在齿轮(4)中央，钻管(6)的内部设置有排土管道，齿轮(4)与钻管(6)传动连接，钻头(7)安装在钻管(6)的下端，压板(8)转动套装在钻管(6)的上端。

2.如权利要求1所述的一种冻土地质专用勘探设备，其特征在于，还包括避让孔(9)和双法兰轴承(10)，底座(1)的中部设置有避让孔(9)，避让孔(9)的直径大于钻管(6)的外径，双法兰轴承(10)的外圈法兰通过多个螺栓安装在底座(1)的上端面上，双法兰轴承(10)与避让孔(9)同心，齿轮(4)通过多个螺栓安装在双法兰轴承(10)的内圈法兰上，齿轮(4)与双法兰轴承(10)同心。

3.如权利要求1所述的一种冻土地质专用勘探设备，其特征在于，还包括花键(11)、花键槽(12)、外螺纹口(13)和内螺纹口(14)，齿轮(4)的中部设置有通孔，通孔的内壁上设置有花键(11)，钻管(6)的外壁上设置有与花键(11)匹配的花键槽(12)，钻管(6)滑动安装在通孔中，钻管(6)的花键槽(12)与齿轮(4)的花键(11)限位连接，钻管(6)的下端设置有外螺纹口(13)，钻管(6)的上端设置有内螺纹口(14)，外螺纹口(13)和内螺纹口(14)的螺纹匹配。

4.如权利要求3所述的一种冻土地质专用勘探设备，其特征在于，还包括接口(15)、多个钻探齿(16)、螺旋叶片(17)和多个卡槽(18)，钻头(7)的内部设置有取样管道，钻头(7)的上端设置有接口(15)，接口(15)与钻管(6)的外螺纹口(13)匹配，钻头(7)的下端均匀设置有多个钻探齿(16)，钻头(7)的取样管道上部设置有螺旋叶片(17)，螺旋叶片(17)的下端设置有刃口，钻头(7)的外壁中部均匀设置有多个卡槽(18)。

5.如权利要求3所述的一种冻土地质专用勘探设备，其特征在于，还包括轴承座(19)和两个握把(20)，压板(8)的中部安装有轴承座(19)，轴承座(19)的内圈套装在钻管(6)的上端上，压板(8)的两端均设置有握把(20)，握把(20)上设置有防滑把套。

6.如权利要求1所述的一种冻土地质专用勘探设备，其特征在于，驱动机构(5)还包括两个齿轮箱(21)、蜗杆(22)、两个棘轮(23)、两个复位臂板(24)、两个复位弹簧(25)、两个伸缩杆(26)和踏板(27)，两个齿轮箱(21)对称安装在底座(1)的上端面上，两个齿轮箱(21)分别位于齿轮(4)的两侧，蜗杆(22)的两端分别与两个齿轮箱(21)的输出轴同心连接，蜗杆(22)与齿轮(4)啮合传动，两个棘轮(23)分别与两个齿轮箱(21)的输入轴同心连接，两个复位臂板(24)分别安装在两个棘轮(23)的外壁上，两个复位臂板(24)分别朝向底座(1)的内侧，两个复位弹簧(25)的两端分别连接两个复位臂板(24)的内端和底座(1)，两个伸缩杆(26)分别安装在两个棘轮(23)的外壁上，两个伸缩杆(26)均朝向底座(1)的外侧，踏板(27)的两端分别转动安装在两个伸缩杆(26)的外端。

7.如权利要求6所述的一种冻土地质专用勘探设备，其特征在于，还包括两个摆臂(28)和拉杆(29)，两个齿轮箱(21)上还设置有输出轴的转向调节轴，两个摆臂(28)的一端分别与两个齿轮箱(21)的转向调节轴连接，两个摆臂(28)的另一端均与拉杆(29)转动连接。

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