CN114646493B - 一种地质勘探用土层取样系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种地质勘探用土层取样系统，包括取样机构和收集机构，所述固定架的一端设置有用于取样土壤的取样机构，所述取样机构的一端设置有用于收集取样后土壤的收集机构，所述取样机构包括取样电机、取样筒、滑动架、取料螺杆和出料口，所述固定架的一端固定有倾斜的滑动架，所述滑动架的内部固定有取样筒，所述取样筒的上端固定有取样电机，所述取样筒的内部设置有取料螺杆，本发明采用取样电机驱动取料螺杆转动从地下钻孔，并将钻取的土壤通过取样筒一侧的出料口输送到收集筒的内部，经过送料螺杆推料运输收集即可，能够很方便地完成从钻取样品到样品收集的步骤，使得取样系统使用起来更加方便。

Description

一种地质勘探用土层取样系统

技术领域

本发明属于地质勘探相关技术领域，具体涉及一种地质勘探用土层取样系统。

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，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。

如中国专利CN201210092840.6的发明专利《一种机械式土壤取样装置》，公开了一种机械式土壤取样装置，包括电动机、土壤采样钻、土壤采集圆盘和固定箱体，土壤采样钻下端设有螺旋形内凹槽，凹槽外缘有外伸小凸缘，采样钻底端制成一尖的圆头钻型面，土壤采样钻的上端设有被动直齿轮，被动直齿轮与主动直齿轮配合运动，在主动直齿轮安装在与第一减速装置的主轴上，第一减速装置与第一电机的输出轴连接，第一减速装置的主轴与土壤采样钻上端固定连接；土壤采样钻可垂直旋转移动穿过其中一个土壤收集室，固定箱体内安装挡板，挡板位于土壤采集圆盘的上方，挡板端部伸入土壤采样钻的螺旋形内凹槽内。本发明使用方便、工作可靠、结构简单、效率高、适用性好。

如中国专利CN113008613A的发明涉及勘探设备技术领域，具体是涉及一种用于野外地质勘探的电动旋转式取样器，包括：主轴组件；旋转驱动组件，设置于主轴组件上，并且旋转驱动组件的输出端与主轴组件的受力端连接；钻管组件，设置于旋转驱动组件的底部，并且钻管组件的受力端与主轴组件的输出端连接；采样驱动组件，设置于钻管组件的内部；纵移连动组件，设置于钻管组件的内部，钻头，设置于纵移连动组件的底部；支撑底座，支撑底座的顶部设置有导向杆，紧固组件，多个紧固组件分别设置于支撑底座的四角；升降驱动组件，设置于支撑底座的顶部，本技术方案可以对指定深度的土层进行针对式取样，提高了勘探采样效率，减少了过度人力支出。

结合上述两个已公开的现有技术，可以得出现有取样系统在取样时不能连续对土壤进行取样，且取出的土壤为块状结构不利于分装运输，为此，我们提出了一种地质勘探用土层取样系统用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地质勘探用土层取样系统，通过摆动推料机构和粉料机构配合以解决上述背景技术中提出的取样系统在取样时不能连续对土壤进行取样，且取出的土壤为块状结构不利于分装运输的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种地质勘探用土层取样系统，包括取样机构和收集机构，所述固定架的一端设置有用于取样土壤的取样机构，所述取样机构的一端设置有用于收集取样后土壤的收集机构；

所述取样机构包括取样电机、取样筒、滑动架、取料螺杆和出料口，所述固定架的一端固定有倾斜的滑动架，所述滑动架的内部固定有取样筒，所述取样筒的上端固定有取样电机，所述取样筒的内部设置有取料螺杆，所述取样电机的输出端和取料螺杆的顶端固定连接，所述滑动架上方的取样筒一侧开设有出料口，所述取样筒的上端设置有用于方便出料口出料的摆动推料机构，所述摆动推料机构(9)下侧设置有用于松动土层的震动筛分机构(11)；

所述收集机构包括送料螺杆、收集筒和驱动电机，所述滑动架下方的固定架一端固定有收集筒，所述收集筒的一端固定有驱动电机，所述收集筒的内部设置有送料螺杆，所述驱动电机的输出端穿过收集筒和送料螺杆固定连接。

优选的，所述摆动推料机构包括传动轴、齿环、连接筒、传动齿轮、固定轴和固定齿轮，所述取样筒的上端固定有齿环，所述齿环的底端内部转动设置有连接筒，所述连接筒转动设置在取样筒的上端内部，所述连接筒的内部设置有传动轴，所述传动轴的上端和取样电机的输出端固定连接，所述传动轴的外部固定有固定齿轮，所述连接筒的上端固定有若干固定轴，所述固定轴的外部转动套接有一端和固定齿轮啮合的传动齿轮，所述传动齿轮的另一端与齿环啮合，所述连接筒的底端设置有用于粉碎、推送物料的粉料机构。

优选的，所述粉料机构包括第一锥齿轮、传动锥齿轮、第二锥齿轮、粉料架和拨料轴，所述传动轴的底端固定有连接轴，所述连接轴的底端穿过连接筒并和取料螺杆的顶端固定连接，所述连接筒的内部设置有传动锥齿轮，所述传动锥齿轮固定套接在连接轴的外部，所述传动锥齿轮的一端啮合有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的一端穿过连接筒并固定有粉料架，所述传动锥齿轮的另一端啮合有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮的一端穿过连接筒并固定有拨料轴。

优选的，所述齿环和传动齿轮啮合部分的位置位于取样筒的上端面，所述齿环的底端环面和取样筒的上端环面内外径长度相同，所述齿环和取样筒通过焊接的方式固定连接。

优选的，所述连接筒的上端外壁能够和齿环的底端内壁完全贴合，所述固定轴的上端直径大于传动齿轮内部中心孔的开口直径。

优选的，所述连接筒转动设置在取样筒上端内部时，所述粉料架、拨料轴和出料口处于同一水平面。

优选的，所述滑动架的外壁均为光滑壁，所述滑动架外侧固定有斜伸的外扩框，所述滑动架的出料端固定有过滤杆。

优选的，所述震动筛分机构包括滑筒、铲板、固定筒、限位轴、套环、强力弹簧、偏心轮和顶杆，所述取料螺杆的上端外部固定有固定筒，所述固定筒的外部滑动套接有滑筒，所述滑筒的两侧倾斜固定有铲板，所述固定筒的一侧开设有连接槽，所述连接槽的内部固定有用于连接滑筒的限位轴，所述滑筒的内壁上固定有套环，所述套环滑动套接在限位轴的外部，所述限位轴的外部套接有强力弹簧，所述强力弹簧的一端和连接槽的顶端内壁固定连接，所述强力弹簧的底端和套环的上端外壁固定连接，所述取料螺杆的上端一侧固定有顶杆，所述顶杆的另一端转动设置有偏心轮，所述偏心轮的外部固定有摩擦力大的摩擦套，所述摩擦套的上端和连接筒的底端贴合，所述摩擦套的底端和滑筒的顶端贴合。

优选的，所述齿环的上端固定有密封盖，所述取样电机固定在密封盖的上端，所述传动轴的上端穿过密封盖和取样电机的输出端固定连接。

优选的，所述连接筒的两端开设有通孔，所述通孔的内部套接有防滑套，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮分别转动套接在两个防滑套的内部。

与现有技术相比，本发明提供了一种地质勘探用土层取样系统，具备以下有益效果：

一、本发明采用取样电机驱动取料螺杆转动从地下钻孔，并将钻取的土壤通过取样筒一侧的出料口输送到收集筒的内部，经过送料螺杆推料运输收集即可，能够很方便地完成从钻取样品到样品收集的步骤，使得取样系统使用起来更加方便。

二、本发明采用摆动推料机构和粉料机构配合，取料螺杆在转动推动土壤时，取样电机能够同时带动连接筒上端的行星齿轮组转动，从而使得连接筒随固定轴进行转动，使得两端的粉料架和拨料轴随之转动，由于锥齿轮的传动效果，粉料架和拨料轴在随连接筒转动的同时也能够随取样电机进行自转，自转的粉料架用于粉碎土壤，使得取样的样品更方便携带，而拨料轴则是为了能够将粉碎后的土壤物料从取样筒内部经过出料口推出，方便出料，同时配合震动筛分机构，通过取料螺杆的转动通过偏心轮带动滑筒上下滑动且随取料螺杆转动，使得滑筒两侧的铲板能够对取样筒内部的土壤进行松动的预处理，更方便出土，通过以上的配合方式，使得取料螺杆推送土壤样品的效率更高，且样品细化程度更高更方便携带，使用效果更好。

三、本发明取样装置在使用时，启动取样电机带动取料螺杆转动取料，取出的物料推送到取样筒的上端内部，取料螺杆同时带动固定筒转动，由于固定筒是随取料螺杆以相同的转速转动，而连接筒是通过传动齿轮的传动带动转动，连接筒的转速与固定筒的转速之间存在差异，使得固定筒和连接筒之间存在相对转动，通过相对转动带动偏心轮转动，使得偏心轮顶动滑筒拉伸强力弹簧下滑，偏心轮转动一百八十度后由于强力弹簧的弹力将滑筒向上拉伸，使得滑筒两侧的铲板上下滑动对取样筒内部的土壤进行松动，之后通过粉料架对土壤的粉碎，以及拨料轴对土壤的拨动，将粉碎后的土壤从出料口推出，落在倾斜的滑动架上在重力的作用下滑动到收集筒的内部，启动驱动电机带动送料螺杆转动将收集筒内部的土壤样品推送到另一端收集处理，即可完成地质探测的土壤采样，使得土壤采样的整体效率更高，样品更方便处理。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1为本发明提出的一种地质勘探用土层取样系统立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种地质勘探用土层取样系统正面结构示意图；

图3为本发明提出的一种地质勘探用土层取样系统侧面结构示意图；

图4为本发明提出的图2的A-A方向剖视结构示意图；

图5为本发明提出的一种地质勘探用土层取样系统俯视结构示意图；

图6为本发明提出的送料螺杆结构示意图；

图7为本发明提出的摆动推料机构结构示意图；

图8为本发明提出的摆动推料机构俯视结构示意图；

图9为本发明提出的摆动推料机构结构示意图；

图10为本发明提出的粉料机构结构示意图；

图11为本发明提出的粉料机构结构示意图；

图12为本发明提出的粉料机构侧面剖视结构示意图；

图13为本发明提出的震动筛分机构正视结构示意图；

图14为本发明提出的图13中C处的放大剖视图；

图中：1、固定架；2、取样电机；3、取样筒；4、滑动架；5、送料螺杆；6、收集筒；7、取料螺杆；8、驱动电机；9、摆动推料机构；10、粉料机构；11、震动筛分机构；12、出料口；91、传动轴；92、齿环；93、连接筒；94、传动齿轮；95、固定轴；96、固定齿轮；101、第一锥齿轮；102、传动锥齿轮；103、第二锥齿轮；104、粉料架；105、拨料轴；111、滑筒；112、铲板；113、固定筒；114、限位轴；115、套环；116、强力弹簧；117、偏心轮；118、顶杆。

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-图14，本发明提供一种技术方案：一种地质勘探用土层取样系统，包括取样机构和收集机构，固定架1的一端设置有用于取样土壤的取样机构，取样机构的一端设置有用于收集取样后土壤的收集机构；

取样机构包括取样电机2、取样筒3、滑动架4、取料螺杆7和出料口12，固定架1的一端固定有倾斜的滑动架4，滑动架4的内部固定有取样筒3，取样筒3的上端固定有取样电机2，取样筒3的内部设置有取料螺杆7，取样电机2的输出端和取料螺杆7的顶端固定连接，滑动架4上方的取样筒3一侧开设有出料口12，取样筒3的上端设置有用于方便出料口12出料的摆动推料机构9，所述摆动推料机构(9)下侧设置有用于松动土层的震动筛分机构(11)；

收集机构包括送料螺杆5、收集筒6和驱动电机8，滑动架4下方的固定架1一端固定有收集筒6，收集筒6的一端固定有驱动电机8，收集筒6的内部设置有送料螺杆5，驱动电机8的输出端穿过收集筒6和送料螺杆5固定连接，采用取样电机2驱动取料螺杆7转动从地下钻孔，并将钻取的土壤通过取样筒3一侧的出料口12输送到收集筒6的内部，经过送料螺杆5推料运输收集即可，能够很方便地完成从钻取样品到样品收集的步骤。

摆动推料机构9包括传动轴91、齿环92、连接筒93、传动齿轮94、固定轴95和固定齿轮96，取样筒3的上端固定有齿环92，齿环92的底端内部转动设置有连接筒93，连接筒93转动设置在取样筒3的上端内部，连接筒93的内部设置有传动轴91，传动轴91的上端和取样电机2的输出端固定连接，传动轴91的外部固定有固定齿轮96，连接筒93的上端固定有若干固定轴95，固定轴95的外部转动套接有一端和固定齿轮96啮合的传动齿轮94，传动齿轮94的另一端与齿环92啮合，连接筒93的底端设置有用于粉碎、推送物料的粉料机构10，。

粉料机构10包括第一锥齿轮101、传动锥齿轮102、第二锥齿轮103、粉料架104和拨料轴105，传动轴91的底端固定有连接轴，连接轴的底端穿过连接筒93并和取料螺杆7的顶端固定连接，连接筒93的内部设置有传动锥齿轮102，传动锥齿轮102固定套接在连接轴的外部，传动锥齿轮102的一端啮合有第一锥齿轮101，第一锥齿轮101的一端穿过连接筒93并固定有粉料架104，传动锥齿轮102的另一端啮合有第二锥齿轮103，第二锥齿轮103的一端穿过连接筒93并固定有拨料轴105，取料螺杆7在转动推动土壤时，取样电机2能够同时带动连接筒93上端的行星齿轮组转动，从而使得连接筒93随固定轴95进行转动，使得两端的粉料架104和拨料轴105随之转动，由于锥齿轮的传动效果，粉料架104和拨料轴105在随连接筒93转动的同时也能够随取样电机2进行自转，自转的粉料架104用于粉碎土壤，使得取样的样品更方便携带，而拨料轴105则是为了能够将粉碎后的土壤物料从取样筒3内部经过出料口12推出，方便出料，通过以上的配合方式，使得取料螺杆7推送土壤样品的效率更高。

为了防止传动齿轮94上下滑动，齿环92和传动齿轮94啮合部分的位置位于取样筒3的上端面，齿环92的底端环面和取样筒3的上端环面内外径长度相同，齿环92和取样筒3通过焊接的方式固定连接，齿环92和传动齿轮94的啮合部分位于取样筒3的上端面，这样取样筒3能够对传动齿轮94起到一定的支撑效果，防止传动齿轮94会在齿环92内部向下滑动脱落到不与齿环92啮合的位置。

为了保证连接筒93和传动齿轮94的连接，连接筒93的上端外壁能够和齿环92的底端内壁完全贴合，固定轴95的上端直径大于传动齿轮94内部中心孔的开口直径，这样固定轴95的上端部分能够对传动齿轮94起到限制的作用，使得传动齿轮94只能够转动，不能在固定轴95外部上下滑动，这样是为了有效限制连接筒93的位置，使得连接筒93能够在取样筒3内部转动，但不能在取样筒3内部滑动避免脱落。

为了方便出料，连接筒93转动设置在取样筒3上端内部时，粉料架104、拨料轴105和出料口12处于同一水平面，这样粉料架104在粉碎物料后，经过拨料轴105将物料拨动后能够很方便地直接从出料口12甩出，方便收集处理。

为了更好的收集物料，滑动架4的外壁均为光滑壁，滑动架4外侧固定有斜伸的外扩框，滑动架4的出料端固定有过滤杆，光滑的滑动架4不容易粘连土壤，外扩框能够增大滑动架4的表面积，起到聚拢物料的作用，能够有效解决物料从滑动架4四周撒出的问题。

震动筛分机构11包括滑筒111、铲板112、固定筒113、限位轴114、套环115、强力弹簧116、偏心轮117和顶杆118，取料螺杆7的上端外部固定有固定筒113，固定筒113的外部滑动套接有滑筒111，滑筒111的两侧倾斜固定有铲板112，固定筒113的一侧开设有连接槽，连接槽的内部固定有用于连接滑筒111的限位轴114，滑筒111的内壁上固定有套环115，套环115滑动套接在限位轴114的外部，限位轴114的外部套接有强力弹簧116，强力弹簧116的一端和连接槽的顶端内壁固定连接，强力弹簧116的底端和套环115的上端外壁固定连接，取料螺杆7的上端一侧固定有顶杆118，顶杆118的另一端转动设置有偏心轮117，偏心轮117的外部固定有摩擦力大的摩擦套，摩擦套的上端和连接筒93的底端贴合，摩擦套的底端和滑筒111的顶端贴合。

为了能够封盖处理，齿环92的上端固定有密封盖，取样电机2固定在密封盖的上端，传动轴91的上端穿过密封盖和取样电机2的输出端固定连接，通过密封盖将齿轮组遮盖起到避免灰尘堆积，同时也能够将取样电机2有效固定在齿轮组的上端。

为了减少摩擦力，连接筒93的两端开设有通孔，通孔的内部套接有防滑套，第一锥齿轮101、第二锥齿轮103分别转动套接在两个防滑套的内部，这样告诉转动的第一锥齿轮101、第二锥齿轮103和连接筒93内壁之间的摩擦力减小，造成的磨损也更小，使得第一锥齿轮101、第二锥齿轮103的使用寿命提高，使用效果更好。

工作原理：在工作时，将固定架1通过移动设备移动到需要地质探测取样的地方，启动取样电机2，取样电机2带动取料螺杆7转动钻取土壤，钻取的土壤顺着取料螺杆7螺旋进入取样筒3的内部且慢慢上移，同时取样电机2带动传动轴91和外部套接的固定齿轮96转动，由于齿环92的限制，使得固定齿轮96带动啮合的传动齿轮94自转的同时围绕固定齿轮96公转，且传动齿轮94带动连接筒93一同转动，取料螺杆7同时带动固定筒113转动，由于固定筒113是随取料螺杆7以相同的转速转动，而连接筒93是通过传动齿轮94的传动带动转动，连接筒93的转速与固定筒113的转速之间存在差异，使得固定筒113和连接筒93之间存在相对转动，通过相对转动带动偏心轮117转动，使得偏心轮117能够顶动滑筒111拉伸强力弹簧116下滑，偏心轮117转动一百八十度后由于强力弹簧116的弹力将滑筒111向上拉伸，使得滑筒111两侧的铲板112转动的同时上下滑动对取样筒3内部的土壤进行松动，传动轴91通过底部的传动锥齿轮102带动第一锥齿轮101、第二锥齿轮103转动，转动的连接筒93又会带动第一锥齿轮101、第二锥齿轮103绕传动锥齿轮102转动啮合，使得粉料架104、拨料轴105在随第一锥齿轮101、第二锥齿轮103自转的同时又会随连接筒93公转，通过粉料架104对土壤的粉碎，以及拨料轴105对土壤的拨动，将粉碎后的土壤从取样筒3一侧的出料口12推出，落在倾斜的滑动架4上端在重力的作用下滑动到收集筒6的内部，启动驱动电机8带动送料螺杆5转动将收集筒6内部的土壤样品推送到另一端收集处理，即可完成对土壤的采集和收集。

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 (5)

1.一种地质勘探用土层取样系统，包括取样机构和收集机构，其特征在于：包括固定架（1）和滑动架（4），所述固定架（1）的一端设置有用于取样土壤的取样机构，所述取样机构的一端设置有用于收集取样后土壤的收集机构；

所述收集机构包括送料螺杆（5）、收集筒（6）和驱动电机（8），所述滑动架（4）下方的固定架（1）一端固定有收集筒（6），所述收集筒（6）的一端固定有驱动电机（8），所述收集筒（6）的内部设置有送料螺杆（5），所述驱动电机（8）的输出端穿过收集筒（6）和送料螺杆（5）固定连接；

所述取样机构包括取样电机（2）、取样筒（3）、滑动架（4）、取料螺杆（7）和出料口（12），所述固定架（1）的一端固定有倾斜的滑动架（4），所述滑动架（4）的内部固定有取样筒（3）；

所述取样筒（3）的上端固定有取样电机（2），所述取样筒（3）的内部设置有取料螺杆（7），所述取样电机（2）的输出端和取料螺杆（7）的顶端固定连接，所述滑动架（4）上方的取样筒（3）一侧开设有出料口（12），所述取样筒（3）的上端设置有用于方便出料口（12）出料的摆动推料机构（9），所述摆动推料机构（9）下侧设置有用于松动土层的震动筛分机构（11）；

所述摆动推料机构（9）包括传动轴（91）、齿环（92）、连接筒（93）、传动齿轮（94）、固定轴（95）和固定齿轮（96），所述取样筒（3）的上端固定有齿环（92），所述齿环（92）的底端内部转动设置有连接筒（93），所述连接筒（93）转动设置在取样筒（3）的上端内部，所述连接筒（93）的内部设置有传动轴（91），所述传动轴（91）的上端和取样电机（2）的输出端固定连接，所述传动轴（91）的外部固定有固定齿轮（96）；

所述连接筒（93）的上端固定有若干固定轴（95），所述固定轴（95）的外部转动套接有一端和固定齿轮（96）啮合的传动齿轮（94），所述传动齿轮（94）的另一端与齿环（92）啮合，所述连接筒（93）的底端设置有用于粉碎、推送物料的粉料机构（10）；

所述粉料机构（10）包括第一锥齿轮（101）、传动锥齿轮（102）、第二锥齿轮（103）、粉料架（104）和拨料轴（105），所述传动轴（91）的底端固定有连接轴，所述连接轴的底端穿过连接筒（93）并和取料螺杆（7）的顶端固定连接，所述连接筒（93）的内部设置有传动锥齿轮（102），所述传动锥齿轮（102）固定套接在连接轴的外部，所述传动锥齿轮（102）的一端啮合有第一锥齿轮（101），所述第一锥齿轮（101）的一端穿过连接筒（93）并固定有粉料架（104），所述传动锥齿轮（102）的另一端啮合有第二锥齿轮（103），所述第二锥齿轮（103）的一端穿过连接筒（93）并固定有拨料轴（105）。

2.根据权利要求1所述的一种地质勘探用土层取样系统，其特征在于：所述齿环（92）和传动齿轮（94）啮合部分的位置位于取样筒（3）的上端面，所述齿环（92）的底端环面和取样筒（3）的上端环面内外径长度相同，所述齿环（92）和取样筒（3）通过焊接的方式固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种地质勘探用土层取样系统，其特征在于：所述连接筒（93）的上端外壁能够和齿环（92）的底端内壁完全贴合，所述固定轴（95）的上端直径大于传动齿轮（94）内部中心孔的开口直径。

4.根据权利要求1或2所述的一种地质勘探用土层取样系统，其特征在于：所述连接筒（93）转动设置在取样筒（3）上端内部时，所述粉料架（104）、拨料轴（105）和出料口（12）处于同一水平面。

5.根据权利要求1所述的一种地质勘探用土层取样系统，其特征在于：所述滑动架（4）的外壁均为光滑壁，所述滑动架（4）外侧固定有斜伸的外扩框，所述滑动架（4）的出料端固定有过滤杆。

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