CN115090389A - 一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，属于地质勘查技术领域。包括支护机构、与支护机构配合使用的去土机构和破碎机构，以及用于对支护机构、对去土机构和破碎机构进行操作的驱动机构；所述支护机构包括支护管，支护管的内壁呈环形等距设有多个限位槽；它还公开了破碎方法。本发明通过支护机构、去土机构以及破碎机构之间的相互配合使用，不仅能够达到隔离土壤、分割土壤、去除土壤、岩石破碎、土壤采样的功能效果，还使得整个装置更加简单化，便于运输，使用灵活易操作，并且驱动机构能够分别对支护机构、去土机构以及破碎机构进行驱动操作，操作更加简单，实用性更强，同时也能有效降低人力资源。
Description
技术领域
本发明属于地质勘查技术领域，涉及一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置及方法。
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。
地质的勘查手段最常用的就是对土层进行采样研究，采集浅层土壤可以通过人工利用铁铲等工具进行手动操作，采集深层土壤则利用机械驱动，使采集管进入一定深度的土壤，然后将管内的土柱提上，平放观察，按需要切割采样。土柱直径可以用不同直径的管体控制，如5厘米、10厘米或更粗。
目前在对深层土壤进行取样过程中经常会遇见岩石层，导致传统取样装置存在以下几点不足：
1、传统的取样装置并不具备对岩石破碎的能力，只具有简单的打孔取样功能，功能单一；2、在一些岩石层较多的地方就需要携带多种设备，以应对不同情况的采样操作，不仅增加了设备的运输量，还提高了采样的复杂性，导致整个采样工作效率低，需要大量工作人员；
3、取样过程无法对土壤的内壁进行支撑防护，不利于岩石层的破碎，同时容易使上层土壤对取样的土壤造成污染，影响检测结果；
4、传统管体取样缺少对底层土壤的切断功能，导致土柱不易拔出完全，留下最佳检测土壤在管洞中，若再次延伸管道进入孔洞中取样，容易附着上层内壁的土壤；
针对以上问题我们提出了一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置及方法，用于解决上述所提出的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决现有装置功能单一，不仅设备的运输量大，还提高了采样的复杂性，导致整个采样工作效率低，需要大量工作人员的问题，提供一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置及方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：包括支护机构、与支护机构配合使用的去土机构和破碎机构，以及用于对支护机构、对去土机构和破碎机构进行操作的驱动机构；
所述支护机构包括支护管，支护管的内壁呈环形等距设有多个限位槽，支护管的外壁顶部固定套设有顶环；
所述去土机构包括去土管，去土管的外壁呈环形等距设有多个与限位槽相适配的第一凸条，去土管的内壁呈环形等距固定连接有多个隔板，多个隔板相互靠近的一侧固定连接有同一个固定柱，固定柱的内部贯穿转动连接有用于分离土壤的分离组件；
所述破碎机构包括连接柱，连接柱的外壁呈环形等距设有多个与限位槽相适配的第二凸条，连接柱的顶部呈环形转动贯穿有多个辅助破碎杆，多个辅助破碎杆的顶端固定连接有同一个安装盘，安装盘的顶部贯穿转动连接有插地管，且插地管的底端转动贯穿连接柱的顶部并向下延伸，安装盘的顶部设有用于带动插地管转动的动力组件；
所述插地管的外壁固定套设有位于安装盘下方的大齿轮，多个辅助破碎杆的外壁均固定套设有与大齿轮相啮合的小齿轮；
所述插地管的内部贯穿有主破碎杆，插地管的顶端设有用于固定连接主破碎杆的固定组件；
所述驱动机构包括底板，底板的顶部一侧开设有与支护管配合使用的定位孔，底板的顶部对称固定连接有两个滑柱，两个滑柱的外壁滑动套设有同一个滑动座，滑动座的内部设有用于使支护机构、对去土机构和破碎机构进行上下移动的推动组件，两个滑柱的外壁均固定套设有位于滑动座下方的限位环；
所述底板的顶部设有用于驱动滑动座上下滑动的升降组件；
所述滑动座的顶部设有用于调节推动组件的调节组件。
进一步，所述支护管的底端设有圆台形尖端。
进一步，所述分离组件包括贯穿转动连接在去土管内部的转动杆，转动杆的底端固定连接有转动块，转动块的顶部与固定柱的底端转动连接，转动块的外壁呈环形固定连接有多个与隔板底部相贴合的三角插条，转动块的底部固定连接有锥形尖端，转动杆的顶端固定连接有旋转板。
进一步，所述动力组件包括固定连接在安装盘顶部一侧的驱动电机，驱动电机的输出轴上固定套设有主动齿轮，插地管的外壁固定套设有与主动齿轮相啮合的从动齿轮。
进一步，所述固定组件包括呈环形等距固定连接在插地管顶部的多个固定螺杆，主破碎杆的顶端固定连接有连接盘，连接盘的顶部呈环形等距开设有多个连接孔，多个固定螺杆均贯穿对应连接孔并螺纹连接有锁紧螺母。
进一步，多个所述辅助破碎杆的外壁均转动套设有上套管和下套管，上套管的底端与连接柱的顶端固定连接，下套管的顶端与连接柱的底端固定连接。
进一步，所述升降组件包括固定连接在底板顶部的伺服电机，伺服电机的输出轴上固定套设有输出齿轮，底板的顶部转动连接有螺纹贯穿滑动座的升降螺杆，升降螺杆的外壁固定套设有与输出齿轮相啮合的传动齿轮，升降螺杆的顶端转动连接有顶板，且两个滑柱的顶端均与顶板的底部固定连接。
进一步，所述推动组件包括开设有在滑动座内部的滑动腔，滑动腔的内部转动连接有丝杆，丝杆的外壁螺纹套设有螺母块，且螺母块与滑动腔滑动连接，螺母块的一侧固定连接有延伸至滑动座外侧的推块，推块位于滑动座外侧的一侧开设有槽口，且推块通过槽口分别与顶环、旋转板、安装盘配合使用，槽口的一侧内壁开设有与丝杆配合使用的让位孔。
进一步，所述调节组件包括固定连接在滑动座顶部的调节电机，调节电机的输出轴上固定套设有小同步轮，滑动座的顶部设有传动槽，丝杆的一端延伸至传动槽内并固定套设有大同步轮，大同步轮与小同步轮上传动套设有同一个同步带，滑动座的顶部固定连接有位于调节电机外侧的防护罩。
一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎方法，包括如下步骤：
S1、将驱动机构安装在移动装置上并移动至采样点，先将支护管插入在定位孔内，再将去土管插入在支护管内，使第一凸条与限位槽定位插接，启动伺服电机调节滑动座的高度，并启动调节电机带动推块移动至去土管与旋转板之间，然后再次启动伺服电机带动滑动座向下移动，从而带动支护管和去土管一起向下移动，并插入土壤中，插入至一定深度后关闭伺服电机停止下移；
S2、转动旋转板带动转动杆转动，同时带动转动块转动，从而带动多个三角插条进行旋转，对下方的土壤进行分割，然后再次启动伺服电机带动滑动座向上移动，此时推块能够通过抵住旋转板带动去土管向上移动，并将卡在去土管内的土壤一起带出，使支护管形成一个便于采用的洞口，也可以对带出的土壤进行采用操作；
S3、当在下移过程中遇到岩石层时，支护管和去土管无法继续下移，此时先转动旋转板并通过去土管将土壤取出，留下支护管形成一个破碎洞口，然后放入破碎机构，使连接柱通过第二凸条与限位槽的配合定位插接在支护管内，多个辅助破碎杆和主破碎杆的底端均位于支护管内并与岩石层相接触，然后启动调节电机使推块位于安装盘的顶部；
S4、同时启动驱动电机和伺服电机，驱动电机带动插地管转动，同时带动多个辅助破碎杆对岩石层进行多方位的破碎，而插地管同时带动主破碎杆进行转动破碎，使位于支护管内部岩石层的中间点进行高强度破碎，伺服电机带动滑动座向下移动，并通过推块带动安装盘向下移动，从而带动整个破碎机构向下移动，实现破碎下移的效果；
S5、当破碎完成后，可以使插地管下移至需要采样的深度，然后卸下锁紧螺母，解除对连接盘的固定，进而可以取出主破碎杆，这时通过插地管的插入形成一条取样的通道，可以通过插地管的孔道进行土壤取样操作。
本发明的有益效果在于：
1、本发明所公开的一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，通过支护管插入土壤里，能够对周边的土壤进行防护与隔断，防止上层的土壤对深层的土壤造成污染，影响采样检测的精确性，同时利用支护管还能对去土管和连接柱进行转动限位，便于对土壤的分割以及破碎的转动；
2、本发明所公开的一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，通过去土管的插入，并通过对旋转板的转动，能够利用三角插条将土壤进行分割，便于去土管将土壤带出，不仅能够去除土壤直接用于采样，还能在遇到岩石层时将上层的土壤去除后便于对岩石层的破碎，提高使用的灵活性和功能的多样化；
3、本发明所公开的一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，通过将连接柱插入支护管内可以提高整个破碎的稳定性，并通过多个辅助破碎杆与主破碎杆的破碎配合，能够提高破碎的效果，便于破碎机构整体的径向下移；
4、本发明所公开的一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，通过固定螺杆与锁紧螺母的配合，能够便于对主破碎杆的拆装，并且在取出主破碎杆后，能够通过插地管形成一个采样通道，便于采样操作；
5、本发明所公开的一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，通过对推块的调节以及通过滑动座带动推块进行上下移动，能够分别推动支护机构、去土机构和破碎机构进行上下移动，以此实现采样、破碎的效果，并且操作简单，能够同时驱动不同的操作，大大提高了实用性，增加了适用范围。
本发明通过支护机构、去土机构以及破碎机构之间的相互配合使用，不仅能够达到隔离土壤、分割土壤、去除土壤、岩石破碎、土壤采样的功能效果，还使得整个装置更加简单化，便于运输，使用灵活易操作，并且驱动机构能够分别对支护机构、去土机构以及破碎机构进行驱动操作，操作更加简单，实用性更强，同时也能有效降低人力资源。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置的支护机构整体结构立体图；
图2为本发明一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置的去土机构整体结构立体图；
图3为本发明一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置图2的翻转结构立体图；
图4为本发明一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置的支护机构与去土机构配合使用的整体结构主视剖视图；
图5为本发明一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置图2的局部结构示意图；
图6为本发明一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置图3的局部结构示意图；
图7为本发明一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置的破碎机构整体结构立体图；
图8为本发明一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置图8的局部结构爆炸示意图；
图9为本发明一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置的支护机构与破碎机构配合使用的整体结构主视剖视图；
图10为本发明一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置的驱动机构整体结构立体图；
图11为本发明一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置的支护机构与驱动机构配合使用的整体结构主视图；
图12为本发明一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置的滑动座连接结构剖视图。
附图标记：
10、支护机构；101、支护管；102、限位槽；103、圆台形尖端；104、顶环；
20、去土机构；201、去土管；202、隔板；203、固定柱；204、第一凸条；205、转动杆；206、转动块；207、三角插条；208、锥形尖端；209、旋转板；
30、破碎机构；301、连接柱；302、辅助破碎杆；303、安装盘；304、第二凸条；305、上套管；306、插地管；307、从动齿轮；308、驱动电机；309、主动齿轮；310、下套管；311、大齿轮；312、小齿轮；313、固定螺杆；314、连接盘；315、主破碎杆；316、连接孔；317、锁紧螺母；
40、驱动机构；401、底板；402、定位孔；403、滑柱；404、顶板；405、升降螺杆；406、滑动座；407、传动齿轮；408、伺服电机；409、输出齿轮；410、滑动腔；411、丝杆；412、螺母块；413、推块；414、槽口；415、传动槽；416、大同步轮；417、调节电机；418、小同步轮；419、同步带；420、让位孔；421、防护罩；422、限位环。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一
如图1所示，一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，包括支护机构10，支护机构10包括支护管101，支护管101的内壁呈环形等距设有多个限位槽102，支护管101的外壁顶部固定套设有顶环104。
本发明中，支护管101的底端设有圆台形尖端103，通过圆台形尖端103的设置能够使支护管101更加轻松地插入土壤里。
如图2-6所示，一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，还包括与支护机构10配合使用的去土机构20，去土机构20包括去土管201，去土管201的外壁呈环形等距设有多个与限位槽102相适配的第一凸条204，去土管201的内壁呈环形等距固定连接有多个隔板202，多个隔板202相互靠近的一侧固定连接有同一个固定柱203。
本发明中，固定柱203的内部贯穿转动连接有用于分离土壤的分离组件，分离组件包括贯穿转动连接在去土管201内部的转动杆205，转动杆205的底端固定连接有转动块206，转动块206的顶部与固定柱203的底端转动连接，转动块206的外壁呈环形固定连接有多个与隔板202底部相贴合的三角插条207，转动块206的底部固定连接有锥形尖端208，转动杆205的顶端固定连接有旋转板209，通过转动旋转板209带动转动杆205转动，能够通过转动块206带动多个三角插条207转动，利用三角插条207不仅能够配合锥形尖端208便于径向插入土壤里，还能轻松对土壤进行分割。
如图7-9所示，一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，还包括与支护机构10配合使用的破碎机构30，破碎机构30包括连接柱301，连接柱301的外壁呈环形等距设有多个与限位槽102相适配的第二凸条304，连接柱301的顶部呈环形转动贯穿有多个辅助破碎杆302，多个辅助破碎杆302的顶端固定连接有同一个安装盘303，安装盘303的顶部贯穿转动连接有与多个辅助破碎杆302传动连接的插地管306，且插地管306的底端转动贯穿连接柱301的顶部并向下延伸。
本发明中，多个辅助破碎杆302的外壁均转动套设有上套管305和下套管310，上套管305的底端与连接柱301的顶端固定连接，下套管310的顶端与连接柱301的底端固定连接，通过上套管305和下套管310能够提高辅助破碎杆302转动的稳定性。
本发明中，安装盘303的顶部设有用于带动插地管306转动的动力组件，动力组件包括固定连接在安装盘303顶部一侧的驱动电机308，驱动电机308的输出轴上固定套设有主动齿轮309，插地管306的外壁固定套设有与主动齿轮309相啮合的从动齿轮307，通过启动驱动电机308能够通过主动齿轮309与从动齿轮307的啮合运动带动插地管306进行转动。
本发明中，插地管306的外壁固定套设有位于安装盘303下方的大齿轮311，多个辅助破碎杆302的外壁均固定套设有与大齿轮311相啮合的小齿轮312，当插地管306转动时能够同时带动多个辅助破碎杆302进行转动，实现对岩石多方位的破碎，便于主破碎杆315的向下延伸破碎。
本发明中，插地管306的内部贯穿有主破碎杆315，插地管306的顶端设有用于固定连接主破碎杆315的固定组件，固定组件包括呈环形等距固定连接在插地管306顶部的多个固定螺杆313，主破碎杆315的顶端固定连接有连接盘314，连接盘314的顶部呈环形等距开设有多个连接孔316，多个固定螺杆313均贯穿对应连接孔316并螺纹连接有锁紧螺母317，通过固定螺杆313穿过连接孔316能够对连接盘314进行定位，同时通过锁紧螺母317与固定螺杆313的连接配合，能够对连接盘314进行固定，使插地管306转动时能够同时带动主破碎杆315进行转动，达到破碎的效果。
如图10-12所示，一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，还包括用于对支护机构10、对去土机构20和破碎机构30进行操作的驱动机构40，驱动机构40包括底板401，底板401的顶部一侧开设有与支护管101配合使用的定位孔402，底板401的顶部对称固定连接有两个滑柱403，两个滑柱403的外壁滑动套设有同一个滑动座406。
本发明中，两个滑柱403的外壁均固定套设有位于滑动座406下方的限位环422，通过限位环422能够对滑动座406起到移动限位的效果，进而对伺服电机408进行保护。
本发明中，滑动座406的内部设有用于使支护机构10、对去土机构20和破碎机构30进行上下移动的推动组件，推动组件包括开设有在滑动座406内部的滑动腔410，滑动腔410的内部转动连接有丝杆411，丝杆411的外壁螺纹套设有螺母块412，且螺母块412与滑动腔410滑动连接，螺母块412的一侧固定连接有延伸至滑动座406外侧的推块413，推块413位于滑动座406外侧的一侧开设有槽口414，且推块413通过槽口414分别与顶环104、旋转板209、安装盘303配合使用，槽口414的一侧内壁开设有与丝杆411配合使用的让位孔420，通过将推块413分别抵在顶环104的底部和顶部，能够推动支护管101上下移动插入土壤里，通过将推块413抵在去土管201和旋转板209之间，能够推动去土管201上下移动，通过将推块413分别抵在安装盘303的底部和顶部，能够推动破碎机构30整体上下移动，便于向下破碎延伸以及取出，通过让位孔420能够便于推块413的移动收回。
本发明中，底板401的顶部设有用于驱动滑动座406上下滑动的升降组件，升降组件包括固定连接在底板401顶部的伺服电机408，伺服电机408的输出轴上固定套设有输出齿轮409，底板401的顶部转动连接有螺纹贯穿滑动座406的升降螺杆405，升降螺杆405的外壁固定套设有与输出齿轮409相啮合的传动齿轮407，升降螺杆405的顶端转动连接有顶板404，且两个滑柱403的顶端均与顶板404的底部固定连接，启动伺服电机408，可以通过输出齿轮409与传动齿轮407的啮合运动带动升降螺杆405转动，进而能够带动滑动座406进行上下移动。
本发明中，滑动座406的顶部设有用于调节推动组件的调节组件，调节组件包括固定连接在滑动座406顶部的调节电机417，调节电机417的输出轴上固定套设有小同步轮418，滑动座406的顶部设有传动槽415，丝杆411的一端延伸至传动槽415内并固定套设有大同步轮416，大同步轮416与小同步轮418上传动套设有同一个同步带419，滑动座406的顶部固定连接有位于调节电机417外侧的防护罩421，通过启动调节电机417带动同步带419传动，能够带动丝杆411进行转动，进而便于调节推块413的移动伸缩。
一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎方法，包括如下步骤：
S1、将驱动机构40安装在移动装置上并移动至采样点，先将支护管101插入在定位孔402内，再将去土管201插入在支护管101内，使第一凸条204与限位槽102定位插接，启动伺服电机408调节滑动座406的高度，并启动调节电机417带动推块413移动至去土管201与旋转板209之间，然后再次启动伺服电机408带动滑动座406向下移动，从而带动支护管101和去土管201一起向下移动，并插入土壤中，插入至一定深度后关闭伺服电机408停止下移；
S2、转动旋转板209带动转动杆205转动，同时带动转动块206转动，从而带动多个三角插条207进行旋转，对下方的土壤进行分割，然后再次启动伺服电机408带动滑动座406向上移动，此时推块413能够通过抵住旋转板209带动去土管201向上移动，并将卡在去土管201内的土壤一起带出，使支护管101形成一个便于采用的洞口，也可以对带出的土壤进行采用操作；
S3、当在下移过程中遇到岩石层时，支护管101和去土管201无法继续下移，此时先转动旋转板209并通过去土管201将土壤取出，留下支护管101形成一个破碎洞口，然后放入破碎机构30，使连接柱301通过第二凸条304与限位槽102的配合定位插接在支护管101内，多个辅助破碎杆302和主破碎杆315的底端均位于支护管101内并与岩石层相接触，然后启动调节电机417使推块413位于安装盘303的顶部；
S4、同时启动驱动电机308和伺服电机418，驱动电机308带动插地管306转动，同时带动多个辅助破碎杆302对岩石层进行多方位的破碎，而插地管306同时带动主破碎杆315进行转动破碎，使位于支护管101内部岩石层的中间点进行高强度破碎，伺服电机418带动滑动座406向下移动，并通过推块413带动安装盘303向下移动，从而带动整个破碎机构30向下移动，实现破碎下移的效果；
S5、当破碎完成后，可以使插地管306下移至需要采样的深度，然后卸下锁紧螺母317，解除对连接盘314的固定，进而可以取出主破碎杆315，这时通过插地管306的插入形成一条取样的通道，可以通过插地管306的孔道进行土壤取样操作。
然而，如本领域技术人员所熟知的，驱动电机308、伺服电机408和调节电机417的工作原理和接线方法是司空见惯的，其均属于常规手段或者公知常识，在此就不再赘述，本领域技术人员可以根据其需要或者便利进行任意的选配。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，其特征在于，包括支护机构(10)、与支护机构(10)配合使用的去土机构(20)和破碎机构(30)，以及用于对支护机构(10)、对去土机构(20)和破碎机构(30)进行操作的驱动机构(40)；
所述支护机构(10)包括支护管(101)，支护管(101)的内壁呈环形等距设有多个限位槽(102)，支护管(101)的外壁顶部固定套设有顶环(104)；
所述去土机构(20)包括去土管(201)，去土管(201)的外壁呈环形等距设有多个与限位槽(102)相适配的第一凸条(204)，去土管(201)的内壁呈环形等距固定连接有多个隔板(202)，多个隔板(202)相互靠近的一侧固定连接有同一个固定柱(203)，固定柱(203)的内部贯穿转动连接有用于分离土壤的分离组件；
所述破碎机构(30)包括连接柱(301)，连接柱(301)的外壁呈环形等距设有多个与限位槽(102)相适配的第二凸条(304)，连接柱(301)的顶部呈环形转动贯穿有多个辅助破碎杆(302)，多个辅助破碎杆(302)的顶端固定连接有同一个安装盘(303)，安装盘(303)的顶部贯穿转动连接有插地管(306)，且插地管(306)的底端转动贯穿连接柱(301)的顶部并向下延伸，安装盘(303)的顶部设有用于带动插地管(306)转动的动力组件；
所述插地管(306)的外壁固定套设有位于安装盘(303)下方的大齿轮(311)，多个辅助破碎杆(302)的外壁均固定套设有与大齿轮(311)相啮合的小齿轮(312)；
所述插地管(306)的内部贯穿有主破碎杆(315)，插地管(306)的顶端设有用于固定连接主破碎杆(315)的固定组件；
所述驱动机构(40)包括底板(401)，底板(401)的顶部一侧开设有与支护管(101)配合使用的定位孔(402)，底板(401)的顶部对称固定连接有两个滑柱(403)，两个滑柱(403)的外壁滑动套设有同一个滑动座(406)，滑动座(406)的内部设有用于使支护机构(10)、对去土机构(20)和破碎机构(30)进行上下移动的推动组件，两个滑柱(403)的外壁均固定套设有位于滑动座(406)下方的限位环(422)；
所述底板(401)的顶部设有用于驱动滑动座(406)上下滑动的升降组件；
所述滑动座(406)的顶部设有用于调节推动组件的调节组件。
2.如权利要求1所述的一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，其特征在于，所述支护管(101)的底端设有圆台形尖端(103)。
3.如权利要求1所述的一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，其特征在于，所述分离组件包括贯穿转动连接在去土管(201)内部的转动杆(205)，转动杆(205)的底端固定连接有转动块(206)，转动块(206)的顶部与固定柱(203)的底端转动连接，转动块(206)的外壁呈环形固定连接有多个与隔板(202)底部相贴合的三角插条(207)，转动块(206)的底部固定连接有锥形尖端(208)，转动杆(205)的顶端固定连接有旋转板(209)。
4.如权利要求1所述的一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，其特征在于，所述动力组件包括固定连接在安装盘(303)顶部一侧的驱动电机(308)，驱动电机(308)的输出轴上固定套设有主动齿轮(309)，插地管(306)的外壁固定套设有与主动齿轮(309)相啮合的从动齿轮(307)。
5.如权利要求1所述的一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，其特征在于，所述固定组件包括呈环形等距固定连接在插地管(306)顶部的多个固定螺杆(313)，主破碎杆(315)的顶端固定连接有连接盘(314)，连接盘(314)的顶部呈环形等距开设有多个连接孔(316)，多个固定螺杆(313)均贯穿对应连接孔(316)并螺纹连接有锁紧螺母(317)。
6.如权利要求1所述的一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，其特征在于，多个所述辅助破碎杆(302)的外壁均转动套设有上套管(305)和下套管(310)，上套管(305)的底端与连接柱(301)的顶端固定连接，下套管(310)的顶端与连接柱(301)的底端固定连接。
7.如权利要求1所述的一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，其特征在于，所述升降组件包括固定连接在底板(401)顶部的伺服电机(408)，伺服电机(408)的输出轴上固定套设有输出齿轮(409)，底板(401)的顶部转动连接有螺纹贯穿滑动座(406)的升降螺杆(405)，升降螺杆(405)的外壁固定套设有与输出齿轮(409)相啮合的传动齿轮(407)，升降螺杆(405)的顶端转动连接有顶板(404)，且两个滑柱(403)的顶端均与顶板(404)的底部固定连接。
8.如权利要求1所述的一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，其特征在于，所述推动组件包括开设有在滑动座(406)内部的滑动腔(410)，滑动腔(410)的内部转动连接有丝杆(411)，丝杆(411)的外壁螺纹套设有螺母块(412)，且螺母块(412)与滑动腔(410)滑动连接，螺母块(412)的一侧固定连接有延伸至滑动座(406)外侧的推块(413)，推块(413)位于滑动座(406)外侧的一侧开设有槽口(414)，且推块(413)通过槽口(414)分别与顶环(104)、旋转板(209)、安装盘(303)配合使用，槽口(414)的一侧内壁开设有与丝杆(411)配合使用的让位孔(420)。
9.如权利要求1所述的一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎装置，其特征在于，所述调节组件包括固定连接在滑动座(406)顶部的调节电机(417)，调节电机(417)的输出轴上固定套设有小同步轮(418)，滑动座(406)的顶部设有传动槽(415)，丝杆(411)的一端延伸至传动槽(415)内并固定套设有大同步轮(416)，大同步轮(416)与小同步轮(418)上传动套设有同一个同步带(419)，滑动座(406)的顶部固定连接有位于调节电机(417)外侧的防护罩(421)。
10.按照权利要求1-9任意一项所述的一种地质勘查深度土壤取样用的岩石破碎方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将驱动机构(40)安装在移动装置上并移动至采样点，先将支护管(101)插入在定位孔(402)内，再将去土管(201)插入在支护管(101)内，使第一凸条(204)与限位槽(102)定位插接，启动伺服电机(408)调节滑动座(406)的高度，并启动调节电机(417)带动推块(413)移动至去土管(201)与旋转板(209)之间，然后再次启动伺服电机(408)带动滑动座(406)向下移动，从而带动支护管(101)和去土管(201)一起向下移动，并插入土壤中，插入至一定深度后关闭伺服电机(408)停止下移；
S2、转动旋转板(209)带动转动杆(205)转动，同时带动转动块(206)转动，从而带动多个三角插条(207)进行旋转，对下方的土壤进行分割，然后再次启动伺服电机(408)带动滑动座(406)向上移动，此时推块(413)能够通过抵住旋转板(209)带动去土管(201)向上移动，并将卡在去土管(201)内的土壤一起带出，使支护管(101)形成一个便于采用的洞口，也可以对带出的土壤进行采用操作；
S3、当在下移过程中遇到岩石层时，支护管(101)和去土管(201)无法继续下移，此时先转动旋转板(209)并通过去土管(201)将土壤取出，留下支护管(101)形成一个破碎洞口，然后放入破碎机构(30)，使连接柱(301)通过第二凸条(304)与限位槽(102)的配合定位插接在支护管(101)内，多个辅助破碎杆(302)和主破碎杆(315)的底端均位于支护管(101)内并与岩石层相接触，然后启动调节电机(417)使推块(413)位于安装盘(303)的顶部；
S4、同时启动驱动电机(308)和伺服电机(418)，驱动电机(308)带动插地管(306)转动，同时带动多个辅助破碎杆(302)对岩石层进行多方位的破碎，而插地管(306)同时带动主破碎杆(315)进行转动破碎，使位于支护管(101)内部岩石层的中间点进行高强度破碎，伺服电机(418)带动滑动座(406)向下移动，并通过推块(413)带动安装盘(303)向下移动，从而带动整个破碎机构(30)向下移动，实现破碎下移的效果；
S5、当破碎完成后，可以使插地管(306)下移至需要采样的深度，然后卸下锁紧螺母(317)，解除对连接盘(314)的固定，进而可以取出主破碎杆(315)，这时通过插地管(306)的插入形成一条取样的通道，可以通过插地管(306)的孔道进行土壤取样操作。
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2022
- 2022-06-17 CN CN202210687762.8A patent/CN115090389A/zh active Pending
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