CN114964876B - 一种岩石孔隙结构表征的取样设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种岩石孔隙结构表征的取样设备，包括用于放置取样设备的支撑机构，支撑机构包括支撑壳，支撑壳的中心处开设有通槽，支撑壳的底部还开设有等距离环绕设置的若干个容置槽，支撑壳的内部安装有支撑组件，支撑组件包括固定连接在支撑壳内壁顶部的两个电缸，两个电缸的底部通过支撑盘固定连接。本发明，在取样时，通过减小取样设备与岩石之间的接触面，从而增加了取样设备与岩石之间的压强，进而保证了取样设备放置的稳定性，也因此避免了取样时取样设备出现的偏斜，既保证了取样的稳定运行，又避免对钻头造成的损坏，而且方便对钻头进行更换，从而极大限度的提升了本发明取样设备的实用性。

Description

一种岩石孔隙结构表征的取样设备
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域，具体来说，涉及一种岩石孔隙结构表征的取样设备。
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，在进行地质勘探时，需要对岩石进行取样，需要用到岩石取样设备，但是现有技术中的取样设备存在放置不稳定的现象，因为取样设备需要放置在岩石上对岩石进行钻取，而由于岩石的表面一般较为光滑，并且一般岩石表面不是水平面，岩石孔隙结构复杂，常规的平面底座直接放置于岩石表面时很难保证取样设备的水平，所以极容易造成取样设备的偏斜，从而导致钻头受到扭力，不仅影响对岩石的钻取，而且容易造成钻头的损坏，且常见的取样设备，在钻头损坏时不便于更换，从而降低了实用性。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种岩石孔隙结构表征的取样设备，在取样时，通过减小取样设备与岩石之间的接触面，从而增加了取样设备与岩石之间的压强，进而保证了取样设备放置的稳定性；另外，通过伸缩结构使得设备契合岩石表面，保证设备整体保持水平，也因此避免了取样时取样设备出现的偏斜，既保证了取样的稳定运行，又避免对钻头造成的损坏，而且方便对钻头进行更换，从而极大限度的提升了本发明取样设备的实用性，来解决上述问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种岩石孔隙结构表征的取样设备，包括：
用于放置取样设备的支撑机构，所述支撑机构包括支撑壳，所述支撑壳的中心处开设有通槽，所述支撑壳的底部还开设有等距离环绕设置的若干个容置槽，所述支撑壳的内部安装有支撑组件，所述支撑组件包括固定连接在所述支撑壳内壁顶部的两个电缸，两个所述电缸的底部通过支撑盘固定连接，所述支撑盘的底部且对应若干个所述容置槽的位置环绕设置有若干个锥形杆，所述支撑盘的边缘处还固定连接有等距离排列的四个卡耳，所述支撑壳内部的两侧且对应其中两个所述卡耳的位置均安装有卡接组件，所述卡接组件包括固定连接在所述支撑壳内壁上的安装壳，所述安装壳的内壁上固定连接有两个连接弹簧，两个所述连接弹簧的另一端通过连接杆固定连接，所述连接杆远离所述连接弹簧的一侧固定连接有永磁铁，所述安装壳的内壁上且对应所述永磁铁的位置固定连接有电磁铁，所述连接杆靠近所述连接弹簧一侧的中心处固定连接有滑杆，所述滑杆的另一端固定连接有卡座，所述卡座的另一侧固定连接有卡块，所述卡耳的侧面开设有与所述卡块相匹配的卡槽；
用于岩石取样的取样机构，所述取样机构包括安装于龙门架上的升降组件以及安装于升降组件上的取样组件，所述龙门架固定安装在所述支撑壳上，所述升降组件包括固定连接在所述龙门架顶部的升降电机以及两个螺纹轴，两个所述螺纹轴的顶部均通过安装轴承转动安装在所述龙门架上，所述升降电机的输出轴上固定连接有主动轮，两个所述螺纹轴上均固定连接有从动轮，所述主动轮与两个从动轮之间通过传动带传动连接，两个所述螺纹轴上均螺纹连接有螺纹套，两个所述螺纹套之间通过安装板固定连接，所述取样组件包括固定连接在所述安装板顶部中心处的取样电机，所述取样电机的输出轴上固定连接有取样轴，所述取样轴的底部通过安装组件安装有取样钻杆，所述安装组件包括固定连接在所述取样轴底部的安装座，所述安装座的两侧均滑动连接有卡杆，所述取样钻杆两侧的顶部均开设有与所述卡杆相匹配的卡孔，两个所述卡杆相互远离的一侧均固定连接有操作块，两个所述卡杆上还均套设有套簧。
作为优选，所述支撑盘底部的四周均匀固定连接有若干压力传感器，所述压力传感器数量不小于2。
作为优选,每一个所述锥形杆均由一独立电缸控制自由伸收；所述支撑机构内置一MCU，所述MCU与所述锥形杆对应的电缸连接，可实时获取各所述锥形杆当前的高度，并且可控制所述锥形杆自由伸收；所述MCU与所述压力传感器连接，可实时获取当前各传感器的压力值。
作为优选,通过所述MCU控制所述锥形杆获取各锥形杆的高度数据及各压力传感器的压力数据，((P1,P2…Pi),(h1,h2…hk))其中Pi表示第i个压力传感器的计数，hk表示第k个锥形杆的高度；每个对于每一组h1,h2…hi中的每一个元素均做如下计算hi＝hi-hmin其中hmin为一组h1,h2…hi中最小的元素；通过FastICA算法求取每一锥形杆增加高度对每一压力传感器的影响结果，结果用如下影响公式表示：
Figure BDA0003656972940000031
其中aik表示第k个锥形杆对第i个压力传感器的影响程度系数，当所述压力传感器(10221)的读数不相等时，做如下调整：获取压力读数最大的压力传感器；通过上述影响公式获取各锥形杆对该压力传感器的影响系数ai1,ai2…aik，将所述影响系数数值最大的锥形杆升高一格；重新读取各压力传感器的压力数据，如果压力数据相等，表示设备已平衡，则停止调整，如果压力数据不相等，则重复上述调整过程直至各压力传感器读数相等。作为优选，所述卡耳上滑动连接有定位杆，且所述定位杆的顶部与所述支撑壳内壁的顶部固定连接，所述定位杆的底部与所述支撑壳内壁的底部固定连接。
作为优选，所述卡座的侧面且对应所述卡块的位置设置有环形缓冲垫。
作为优选，所述卡块远离所述卡座的一侧设置有与所述卡槽相匹配的弧形。
作为优选，所述连接杆的两侧均固定连接有限位滑块，所述安装壳内壁的两侧且对应两个所述限位滑块的位置均开设有与所述限位滑块相适配的限位滑槽。
作为优选，所述龙门架内壁的两侧均固定连接有限位座，且所述螺纹轴的底部通过限位轴承转动安装在所述限位座的顶部。
作为优选，所述取样轴的表面转动连接有限位轴承套，所述限位轴承套的两端均固定连接有L型杆，且所述限位轴承套的两端均通过所述L型杆固定连接在所述安装板的底部。
作为优选，所述操作块的顶部固定连接有导向套，所述导向套上滑动连接有导向杆，且所述导向杆靠近所述安装座的一侧与所述安装座的侧面固定连接。
作为优选，所述取样钻杆的顶部固定连接有对称设置的限位柱，所述安装座内壁的顶部开设有与两个所述限位柱相适配的两个限位槽。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明，设置的支撑组件由电缸、支撑盘、锥形杆以及卡耳构成，在取样时，通过电缸带动支撑盘底部的锥形杆伸出容置槽，并与岩石接触，因此可以增加与岩石之间的压强，而且通过环绕设置的锥形杆，能够保证取样设备放置的稳定性，从而避免了取样时取样设备出现的偏斜，进而既保证了取样的稳定运行，又避免对钻头造成的损坏；
2、本发明，设置的卡接组件由安装壳、连接弹簧、连接杆、永磁铁、电磁铁、滑杆、卡座、卡块以及卡槽构成，在锥形杆伸出容置槽时，电磁铁通电，并产生与永磁铁相反的磁极，从而可以带动卡块卡入卡耳侧面的卡槽，因此提高了支撑组件与岩石接触支撑的稳定性；
3、本发明，设置的升降组件由升降电机、螺纹轴、主动轮、从动轮、传动带、螺纹套以及安装板构成，通过升降电机带动螺纹轴转动，并在传动带的传动作用下，带动两个螺纹轴转动，从而在两个螺纹套的螺纹作用下，通过安装板带动取样组件进行移动，进而保证了取样组件取样的稳定性；
4、本发明通过在支撑板上设置压力传感在，可以通过判断压力传感器的压力数值是否相等来判断设备是否水平；进一步地，通过在锥形杆上设置电缸使用锥形杆可以自由伸收，并且通过控制算法控制锥形杆的伸收程度，使得在复杂表面的岩石上本设备依然能够保持水平；
5、本发明，设置的安装组件由安装座、卡杆、卡孔、操作块以及套簧构成，通过操作块拉动卡杆，从而带动卡杆脱离卡孔，因此方便对取样钻杆进行拆卸，进而方便对取样钻杆进行更换，从而极大限度的提升了本发明的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的岩石孔隙结构表征的取样设备的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的岩石孔隙结构表征的取样设备的另一视角的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的岩石孔隙结构表征的取样设备中支撑机构的剖面结构示意图；
图4是根据本发明实施例的岩石孔隙结构表征的取样设备中支撑壳的结构示意图；
图5是根据本发明实施例的岩石孔隙结构表征的取样设备中支撑组件的结构示意图；
图6是根据本发明实施例的岩石孔隙结构表征的取样设备中支撑组件的另一视角的结构示意图；
图7是根据本发明实施例的岩石孔隙结构表征的取样设备中卡接组件的剖面结构示意图；
图8是根据本发明实施例的岩石孔隙结构表征的取样设备中取样机构的结构示意图；
图9是根据本发明实施例的岩石孔隙结构表征的取样设备中取样机构的另一视角的结构示意图；
图10是根据本发明实施例的岩石孔隙结构表征的取样设备中升降组件的结构示意图；
图11是根据本发明实施例的岩石孔隙结构表征的取样设备中取样组件的结构示意图；
图12是根据本发明实施例的岩石孔隙结构表征的取样设备中安装组件的结构示意图；
图13是根据本发明实施例的岩石孔隙结构表征的取样设备中安装组件的内部结构示意图；
图14是根据本发明实施例的岩石孔隙结构表征的取样设备中取样钻杆的结构示意图。
图中：
1、支撑机构；2、龙门架；3、取样机构；
101、支撑壳；102、支撑组件；103、卡接组件；
1011、通槽；1012、容置槽；
1021、电缸；1022、支撑盘；1023、锥形杆；1024、卡耳；
1031、安装壳；1032、连接弹簧；1033、连接杆；1034、永磁铁；1035、电磁铁；1036、滑杆；1037、卡座；1038、卡块；10381、卡槽；
301、升降组件；302、取样组件；
3011、升降电机；3012、螺纹轴；3013、主动轮；3014、从动轮；3015、传动带；3016、螺纹套；3017、安装板；
3021、取样电机；3022、取样轴；3023、安装组件；3024、取样钻杆；
30231、安装座；30232、卡杆；302321、卡孔；30233、操作块；30234、套簧；
10221、压力传感器；10241、定位杆；10331、限位滑块；10332、限位滑槽；
30121、限位座；30221、限位轴承套；30222、L型杆；302331、导向套；302332、导向杆；
30241、限位柱；30242、限位槽。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1-14所示，根据本发明实施例的一种岩石孔隙结构表征的取样设备，包括用于放置取样设备的支撑机构1，支撑机构1包括支撑壳101，支撑壳101的中心处开设有通槽1011，支撑壳101的底部还开设有等距离环绕设置的若干个容置槽1012，支撑壳101的内部安装有支撑组件102，支撑组件102包括固定连接在支撑壳101内壁顶部的两个电缸1021，两个电缸1021的底部通过支撑盘1022固定连接，支撑盘1022的底部且对应若干个容置槽1012的位置环绕设置有若干个锥形杆1023，支撑盘1022的边缘处还固定连接有等距离排列的四个卡耳1024，支撑壳101内部的两侧且对应其中两个卡耳1024的位置均安装有卡接组件103，卡接组件103包括固定连接在支撑壳101内壁上的安装壳1031，安装壳1031的内壁上固定连接有两个连接弹簧1032，两个连接弹簧1032的另一端通过连接杆1033固定连接，连接杆1033远离连接弹簧1032的一侧固定连接有永磁铁1034，安装壳1031的内壁上且对应永磁铁1034的位置固定连接有电磁铁1035，连接杆1033靠近连接弹簧1032一侧的中心处固定连接有滑杆1036，滑杆1036的另一端固定连接有卡座1037，卡座1037的另一侧固定连接有卡块1038，卡耳1024的侧面开设有与卡块1038相匹配的卡槽10381；
用于岩石取样的取样机构3，取样机构3包括安装于龙门架2上的升降组件301以及安装于升降组件301上的取样组件302，龙门架2固定安装在支撑壳101上，升降组件301包括固定连接在龙门架2顶部的升降电机3011以及两个螺纹轴3012，两个螺纹轴3012的顶部均通过安装轴承转动安装在龙门架2上，升降电机3011的输出轴上固定连接有主动轮3013，两个螺纹轴3012上均固定连接有从动轮3014，主动轮3013与两个从动轮3014之间通过传动带3015传动连接，两个螺纹轴3012上均螺纹连接有螺纹套3016，两个螺纹套3016之间通过安装板3017固定连接，取样组件302包括固定连接在安装板3017顶部中心处的取样电机3021，取样电机3021的输出轴上固定连接有取样轴3022，取样轴3022的底部通过安装组件3023安装有取样钻杆3024，安装组件3023包括固定连接在取样轴3022底部的安装座30231，安装座30231的两侧均滑动连接有卡杆30232，取样钻杆3024两侧的顶部均开设有与卡杆30232相匹配的卡孔302321，两个卡杆30232相互远离的一侧均固定连接有操作块30233，两个卡杆30232上还均套设有套簧30234。
通过采用上述技术方案，在取样时，通过减小取样设备与岩石之间的接触面，从而增加了取样设备与岩石之间的压强，进而保证了取样设备放置的稳定性，也因此避免了取样时取样设备出现的偏斜，既保证了取样的稳定运行，又避免对钻头造成的损坏，而且方便对钻头进行更换，从而极大限度的提升了本发明取样设备的实用性；
其中，支撑组件102由电缸1021、支撑盘1022、锥形杆1023以及卡耳1024构成，在取样时，通过电缸1021带动支撑盘1022底部的锥形杆1023伸出容置槽1012，并与岩石接触，因此可以增加与岩石之间的压强，而且通过环绕设置的锥形杆1023，能够保证取样设备放置的稳定性，从而避免了取样时取样设备出现的偏斜，进而既保证了取样的稳定运行，又避免对钻头造成的损坏；
其中，卡接组件103由安装壳1031、连接弹簧1032、连接杆1033、永磁铁1034、电磁铁1035、滑杆1036、卡座1037、卡块1038以及卡槽10381构成，在锥形杆1023伸出容置槽1012时，电磁铁1035通电，并产生与永磁铁1034相反的磁极，从而可以带动卡块1038卡入卡耳1024侧面的卡槽10381，因此提高了支撑组件102与岩石接触支撑的稳定性；
其中，升降组件301由升降电机3011、螺纹轴3012、主动轮3013、从动轮3014、传动带3015、螺纹套3016以及安装板3017构成，通过升降电机3011带动螺纹轴3012转动，并在传动带3015的传动作用下，带动两个螺纹轴3012转动，从而在两个螺纹套3016的螺纹作用下，通过安装板3017带动取样组件302进行移动，进而保证了取样组件302取样的稳定性；
其中，安装组件3023由安装座30231、卡杆30232、卡孔302321、操作块30233以及套簧30234构成，通过操作块30233拉动卡杆30232，从而带动卡杆30232脱离卡孔302321，因此方便对取样钻杆3024进行拆卸，进而方便对取样钻杆3024进行更换，从而极大限度的提升了本发明的实用性。
实施例2
如图1-14所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，支撑盘1022底部的四周均匀固定连接有若干压力传感器10221，所述压力传感器10221数量不小于2。
通过采用上述技术方案，在支撑盘1022向下移动时，会对压力传感器10221进行挤压，从而可以在外接控制器的作用下，控制电磁铁1035通电，进而方便对支撑盘1022进行卡接固定，当所有所述压力传感器10221的压力值相等时，表示所述支撑盘1022水平，同时所述取样设备也水平。
实施例3
本实施例与实施例2的不同之处在于，每一个所述锥形杆1023均由一独立电缸控制，所述锥形杆1023在与其对应的电缸控制下可自由伸收；所述支撑机构1内置一MCU(图中未求出)，所述MCU与所述锥形杆1023对应的电缸连接，可实时获取各所述锥形杆1023当前的高度，并且可控制所述锥形杆1023自由伸收；所述MCU与所述压力传感器10221连接，可实时获取当前各传感器10221的压力值。
在所述取样设备出厂时做如下操作：
通过所述MCU控制每一个所述锥形杆1023伸收，得到若干组各压力传感器10221的读数及所述锥形杆1023的高度数据，表示如下：
((P1,P2…Pi),(h1,h2…hk))
其中Pi表示第i个压力传感器的计数，hk表示第k个锥形杆的高度；
为了获取更加精确的结果，应该尽量获取较多的数据组，如锥形杆的高度最高为H，将H平均分成N分，每个锥形杆依次升高H/N，对于K个锥形杆则一共有KN+1组数据，当然，为了减小数据量，可减小N和K的数值。
在获取足够的实验数据后，进行如下处理
为了获取锥形杆的高度增量对压力值的影响，每个对于每一组h1,h2…hi中的每一个元素均做如下计算
hi＝hi-hmin
其中hmin为一组h1,h2…hi中最小的元素
合并所有数值相同的h1,h2…hi，如果对应的P1,P2…Pi不相等则将压力值取平均数；
由于任意一个锥形杆进行伸收操作后可能会影响每一个压力传感器的读数，但对每一个压力传感器的读数影响力不同，如更靠近该锥形杆的压力传感器的读数可能受到更大的影响；为了获取每一压力传感器对每一锥形杆的敏感度，通过FastICA算法求取每一锥形杆增加高度对每一压力传感器的影响结果，结果用如下影响公式表示：
Figure BDA0003656972940000121
其中aik表示第k个锥形杆对第i个压力传感器的影响程度系数。
例如，第3压力传感器的影响公式如下：
P3＝0.3h1+0.4h2+1.5h3+0.1h4+0.2h6+0.5h7+0.2h8
在使用取样设备时，通过电缸1021使得所述锥形杆伸出，当所述压力传感器的读数不相等时，做如下调整：获取压力读数最大的压力传感器(表示取样设备向该压力传感器的方向倾斜)；通过上述影响公式获取各锥形杆对该压力传感器的影响系数ai1,ai2…aik，将所述影响系数数值最大的锥形杆升高一格，假如第3压力传感器的读数最大，从第3压力传感器的影响公可以看出h3的影响力最大，为1.5，则将第3个锥形杆伸出一格；重新读取各压力传感器的压力数据，如果压力数据相等，表示设备已平衡，则停止调整，如果压力数据不相等，则重复上述调整过程直至各压力传感器读数相等。需要说明的是，工程上的相等并不表示数值安全相等，而是数值均在允许的误差范围内。
通过上述方法取样设备的MCU可自动调整各锥形杆1023的高度，使得锥形杆1023的伸收程度与各岩石表示的孙隙结构对应，将设备调整成水平的状态。
实施例4
如图1-14所示，本实施例与实施例3的不同之处在于，卡耳1024上滑动连接有定位杆10241，且定位杆10241的顶部与支撑壳101内壁的顶部固定连接，定位杆10241的底部与支撑壳101内壁的底部固定连接。
通过采用上述技术方案，对卡耳1024起到限位作用，从而增加了支撑盘1022上下移动的稳定性。
实施例5
如图1-14所示，本实施例与实施例4的不同之处在于，卡座1037的侧面且对应卡块1038的位置设置有环形缓冲垫，卡块1038远离卡座1037的一侧设置有与卡槽10381相匹配的弧形。
通过采用上述技术方案，既方便将卡块1038卡入卡槽10381，从而提高了对支撑盘1022卡接固定的便捷性，而且能够对卡块1038卡入卡槽10381内部时起到一定的缓冲作用，从而有效的避免了卡块1038与卡槽10381硬性碰撞而造成的损坏。
实施例6
如图1-14所示，本实施例与实施例5的不同之处在于，连接杆1033的两侧均固定连接有限位滑块10331，安装壳1031内壁的两侧且对应两个限位滑块10331的位置均开设有与限位滑块10331相适配的限位滑槽10332。
通过采用上述技术方案，对连接杆1033起到限位作用，从而增加了连接杆1033移动的稳定性。
实施例7
如图1-14所示，本实施例与实施例6的不同之处在于，龙门架2内壁的两侧均固定连接有限位座30121，且螺纹轴3012的底部通过限位轴承转动安装在限位座30121的顶部，取样轴3022的表面转动连接有限位轴承套30221，限位轴承套30221的两端均固定连接有L型杆30222，且限位轴承套30221的两端均通过L型杆30222固定连接在安装板3017的底部。
通过采用上述技术方案，对螺纹轴3012以及取样轴3022均起到限位作用，从而增加了螺纹轴3012以及取样轴3022转动的稳定性，进而提高了对岩石钻取的稳定性。
实施例8
如图1-14所示，本实施例与实施例7的不同之处在于，操作块30233的顶部固定连接有导向套302331，导向套302331上滑动连接有导向杆302332，且导向杆302332靠近安装座30231的一侧与安装座30231的侧面固定连接。
通过采用上述技术方案，对操作块30233起到限位作用，从而增加了卡杆30232卡入卡孔302321内部的稳定性，进而提高了取样钻杆3024安装的稳定性。
实施例9
如图1-14所示，本实施例与实施例7的不同之处在于，取样钻杆3024的顶部固定连接有对称设置的限位柱30241，安装座30231内壁的顶部开设有与两个限位柱30241相适配的两个限位槽30242。
通过采用上述技术方案，对取样钻杆3024起到限位作用，从而增加了取样钻杆3024运转时的稳定性。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
在实际应用时，通过电缸1021带动支撑盘1022底部的锥形杆1023伸出容置槽1012，并与岩石接触，在锥形杆1023伸出容置槽1012时，电磁铁1035通电，并产生与永磁铁1034相反的磁极，从而可以带动卡块1038卡入卡耳1024侧面的卡槽10381，因此可以增加与岩石之间的压强，而且通过环绕设置的锥形杆1023，能够保证取样设备放置的稳定性，从而避免了取样时取样设备出现的偏斜，进而既保证了取样的稳定运行，又避免对钻头造成的损坏；取样设备放置完成后，通过升降电机3011带动螺纹轴3012转动，并在传动带3015的传动作用下，带动两个螺纹轴3012转动，从而在两个螺纹套3016的螺纹作用下，通过安装板3017带动取样组件302进行移动，因此可以通过取样钻杆3024穿过通槽1011，并对岩石进行钻取取样；当取样钻杆3024损坏需要更换时，只需要通过操作块30233拉动卡杆30232，并使得卡杆30232脱离卡孔302321，进而可以实现取样钻杆3024的便捷拆卸。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

Claims (9)

1.一种岩石孔隙结构表征的取样设备，其特征在于，包括：
支撑机构(1)，所述支撑机构(1)包括支撑壳(101)，所述支撑壳(101)的中心处开设有通槽(1011)，所述支撑壳(101)的底部还开设有等距离环绕设置的若干个容置槽(1012)，所述支撑壳(101)的内部安装有支撑组件(102)；
所述支撑组件(102)包括固定连接在所述支撑壳(101)内壁顶部的两个电缸(1021)，两个所述电缸(1021)的底部通过支撑盘(1022)固定连接，所述支撑盘(1022)的底部且对应若干个所述容置槽(1012)的位置环绕设置有若干个锥形杆(1023)，所述支撑盘(1022)的边缘处还固定连接有等距离排列的四个卡耳(1024)，所述支撑壳(101)内部的两侧且对应其中两个所述卡耳(1024)的位置均安装有卡接组件(103)；
所述卡接组件(103)包括固定连接在所述支撑壳(101)内壁上的安装壳(1031)，所述安装壳(1031)的内壁上固定连接有两个连接弹簧(1032)，两个所述连接弹簧(1032)的另一端通过连接杆(1033)固定连接，所述连接杆(1033)远离所述连接弹簧(1032)的一侧固定连接有永磁铁(1034)，所述安装壳(1031)的内壁上且对应所述永磁铁(1034)的位置固定连接有电磁铁(1035)，所述连接杆(1033)靠近所述连接弹簧(1032)一侧的中心处固定连接有滑杆(1036)，所述滑杆(1036)的另一端固定连接有卡座(1037)，所述卡座(1037)的另一侧固定连接有卡块(1038)，所述卡耳(1024)的侧面开设有与所述卡块(1038)相匹配的卡槽(10381)。
2.根据权利要求1所述的一种岩石孔隙结构表征的取样设备，其特征在于,还包括：
用于岩石取样的取样机构(3)，所述取样机构(3)包括安装于龙门架(2)上的升降组件(301)以及安装于升降组件(301)上的取样组件(302)，所述龙门架(2)固定安装在所述支撑壳(101)上，所述升降组件(301)包括固定连接在所述龙门架(2)顶部的升降电机(3011)以及两个螺纹轴(3012)，两个所述螺纹轴(3012)的顶部均通过安装轴承转动安装在所述龙门架(2)上，所述升降电机(3011)的输出轴上固定连接有主动轮(3013)，两个所述螺纹轴(3012)上均固定连接有从动轮(3014)，所述主动轮(3013)与两个从动轮(3014)之间通过传动带(3015)传动连接，两个所述螺纹轴(3012)上均螺纹连接有螺纹套(3016)，两个所述螺纹套(3016)之间通过安装板(3017)固定连接，所述取样组件(302)包括固定连接在所述安装板(3017)顶部中心处的取样电机(3021)，所述取样电机(3021)的输出轴上固定连接有取样轴(3022)，所述取样轴(3022)的底部通过安装组件(3023)安装有取样钻杆(3024)，所述安装组件(3023)包括固定连接在所述取样轴(3022)底部的安装座(30231)，所述安装座(30231)的两侧均滑动连接有卡杆(30232)，所述取样钻杆(3024)两侧的顶部均开设有与所述卡杆(30232)相匹配的卡孔(302321)，两个所述卡杆(30232)相互远离的一侧均固定连接有操作块(30233)，两个所述卡杆(30232)上还均套设有套簧(30234)；所述支撑盘(1022)底部的四周均匀固定连接有若干压力传感器(10221)，所述压力传感器(10221)数量不小于2。
3.根据权利要求2所述的一种岩石孔隙结构表征的取样设备，其特征在于,每一个所述锥形杆(1023)均由一独立电缸控制自由伸收；所述支撑机构(1)内置一MCU，所述MCU与所述锥形杆(1023)对应的电缸连接，可实时获取各所述锥形杆(1023)当前的高度，并且可控制所述锥形杆(1023)自由伸收；所述MCU与所述压力传感器(10221)连接，可实时获取当前各传感器(10221)的压力值；
通过所述MCU控制所述锥形杆(1023)获取各锥形杆(1023)的高度数据及各压力传感器(10221)的压力数据，((P1,P2…Pi),(h1,h2…hk))
其中Pi表示第i个压力传感器的计数，hk表示第k个锥形杆的高度；
对于每一组h1,h2…hk中的每一个元素均做如下计算
hj＝hj-hmin
其中hmin为所述每一组h1,h2…hk中最小的元素；hj为第j个锥形杆的高度；
通过FastICA算法求取每一锥形杆增加高度对每一压力传感器的影响结果，结果用如下影响公式表示：
Figure FDA0004022096820000021
其中aik表示第k个锥形杆对第i个压力传感器的影响程度系数，当所述压力传感器(10221)的读数不相等时，做如下调整：获取压力读数最大的压力传感器；通过上述影响公式获取各锥形杆对该压力传感器的影响系数ai1,ai2…aik，将所述影响系数数值最大的锥形杆升高一格；重新读取各压力传感器的压力数据，如果压力数据相等，表示设备已平衡，则停止调整，如果压力数据不相等，则重复上述调整过程直至各压力传感器读数相等。
4.根据权利要求3所述的一种岩石孔隙结构表征的取样设备，其特征在于，所述卡耳(1024)上滑动连接有定位杆(10241)，且所述定位杆(10241)的顶部与所述支撑壳(101)内壁的顶部固定连接，所述定位杆(10241)的底部与所述支撑壳(101)内壁的底部固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种岩石孔隙结构表征的取样设备，其特征在于，所述卡座(1037)的侧面且对应所述卡块(1038)的位置设置有环形缓冲垫；所述卡块(1038)远离所述卡座(1037)的一侧设置有与所述卡槽(10381)相匹配的弧形。
6.根据权利要求5所述的一种岩石孔隙结构表征的取样设备，其特征在于，所述连接杆(1033)的两侧均固定连接有限位滑块(10331)，所述安装壳(1031)内壁的两侧且对应两个所述限位滑块(10331)的位置均开设有与所述限位滑块(10331)相适配的限位滑槽(10332)；所述龙门架(2)内壁的两侧均固定连接有限位座(30121)，且所述螺纹轴(3012)的底部通过限位轴承转动安装在所述限位座(30121)的顶部。
7.根据权利要求6所述的一种岩石孔隙结构表征的取样设备，其特征在于，所述取样轴(3022)的表面转动连接有限位轴承套(30221)，所述限位轴承套(30221)的两端均固定连接有L型杆(30222)，且所述限位轴承套(30221)的两端均通过所述L型杆(30222)固定连接在所述安装板(3017)的底部。
8.根据权利要求7所述的一种岩石孔隙结构表征的取样设备，其特征在于，所述操作块(30233)的顶部固定连接有导向套(302331)，所述导向套(302331)上滑动连接有导向杆(302332)，且所述导向杆(302332)靠近所述安装座(30231)的一侧与所述安装座(30231)的侧面固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种岩石孔隙结构表征的取样设备，其特征在于，所述取样钻杆(3024)的顶部固定连接有对称设置的限位柱(30241)，所述安装座(30231)内壁的顶部开设有与两个所述限位柱(30241)相适配的两个限位槽(30242)。
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