CN115096644A - 一种地质勘探数据采集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地质勘探数据采集装置，包括置于无人机机体上的外壳，所述外壳上表面的圆心处被贯穿并定轴转动连接有由动力机构带动转动的套筒，所述套筒的顶部固定连接有连接部，所述连接部的弧形轮廓上固定连接有轴一，所述轴一上远离连接部的一端固定连接有叶片，所述轴一的弧形轮廓上固定连接有传动装置，所述套筒的内壁活动连接有与传动装置固定连接的传动盘，所述传动盘下表面的圆心处定轴转动连接有轴二。本发明，通过上述结构之间的配合使用，解决了在实际使用过程中，由于现有的无人机用土壤样本采集装置工作效率较低，难以快速的对目标区域的土壤进行高效取样，给使用带来不便的问题。

Description

一种地质勘探数据采集装置
技术领域
本发明涉及采集装置技术领域，具体为一种地质勘探数据采集装置。
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。
在极限、危险的地质勘探处，常利用无人机飞至目标位置并对目标位置的土壤进行取样，而后用专业的设备对所采集的土壤进行成分、数据分析；
现有的无人机用土壤样本采集装置工作效率较低，难以快速的对目标区域的土壤进行高效取样，给使用带来不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地质勘探数据采集装置，具备快速取样、稳定支撑、取样前对目标区域的表层障碍物进行清理以及取样前对目标区域内的土壤进行预先软化的优点，解决了背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种地质勘探数据采集装置，包括置于无人机机体上的外壳，所述外壳上表面的圆心处被贯穿并定轴转动连接有由动力机构带动转动的套筒，所述套筒的顶部固定连接有连接部，所述连接部的弧形轮廓上固定连接有轴一，所述轴一上远离连接部的一端固定连接有叶片，所述轴一的弧形轮廓上固定连接有传动装置，所述套筒的内壁活动连接有与传动装置固定连接的传动盘，所述传动盘下表面的圆心处定轴转动连接有轴二，所述轴二的底部固定连接有在外壳内轴向限位滑动的传动柱，所述传动柱的底部固定连接有对目标区域土壤进行挖掘的锥形钻头，所述锥形钻头的锥尖朝下。
优选的，所述传动装置包括在轴一弧形轮廓上轴向限位滑动的滑套一，所述滑套一的底部固定连接有转动座一，所述转动座一的内壁定轴转动连接有转动臂，所述转动臂的底部通过销轴转动连接有转动座二，所述转动座二上远离转动臂的一侧固定连接有在套筒弧形轮廓上轴向滑动的滑套二，轴一以及套筒的外轮廓上分别套有拉簧一和拉簧二，所述拉簧一的两端与滑套一和连接部的相对面固定连接，所述拉簧二的两端与连接部和滑套二的相对面固定连接，所述滑套二的底部固定连接有U形架，所述套筒的弧形轮廓上开设有供U形架上下滑动的滑动通槽，所述U形架的底部与传动盘的上表面固定连接。
优选的，所述传动柱的顶部固定连接有两个对称的限位轴，两个所述限位轴的表面均贯穿外壳的上表面并与外壳轴向限位滑动连接。
优选的，所述外壳的下方设有对待采集区域标出土壤上的灰尘杂质进行清理的清洁装置，所述清洁装置包括处于外壳下方的两个加固杆，两个所述矩形传动杆的相背侧均固定连接有用于提高装置整体静置时稳定性的弧形刮板，两个所述弧形刮板的相对面均固定连接有贯穿外壳弧形轮廓并在外壳上径向滑动的矩形传动杆。
优选的，所述清洁装置还包括固定在传动柱弧形轮廓上的两个齿板一，两个所述齿板一上的齿牙均传动啮合有齿轮一，所述齿轮一的内壁均固定连接有贯穿外壳并在外壳上定轴转动的连接管，所述连接管的弧形轮廓上固定套有齿轮二，所述齿轮二底部上的齿牙传动啮合有固定在矩形传动杆端部上的齿板二。
优选的，所述外壳上设有对目标区域土壤进行预先润湿的方便后续挖掘的辅助装置，所述辅助装置包括连接管上靠近端部内壁开设的密封槽，所述密封槽的内壁活动连接有密封块，所述密封块上远离连接管端口的一侧固定连接有轴三，所述连接管的内壁固定连接有被轴三贯穿并轴向滑动的定位板，所述密封块和定位板之间固定连接有套在轴三弧形轮廓周围的拉簧三，所述连接管上靠近定位板的弧形轮廓上开设有通气孔,两个所述连接管上靠近通气孔的外轮廓上套有通气壳，所述通气壳的下表面贯通连接有导气管，所述导气管的底部贯通连接有固定在外壳内壁上的环形储液壳，所述环形储液壳的下表面开设有导液孔。
优选的，所述连接管上通气孔的数量不少于十个，且在连接管的弧形轮廓上均匀分布。
优选的，所述密封块为圆台形密封块且密封槽为与其相适配的圆台形凹槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
一、本发明通过套筒由动力机构带动转动之后，套筒会在外壳上进行定轴转动，该动力机构为接通电源后的电机，并由无人机上内置电源进行供电；
经由连接部的传动，使得轴一、叶片随之转动，继而使机体获得更大的升力；
经由传动装置的配合，使得传动盘能够在不同转速套筒的条件下，获得不同程度的下移，经由轴二和传动柱的传动，使得锥形钻头能够在套筒转速降低后，进下移，继而能够实现在无人机机体在下落并最终停转的过程中，锥形钻头的不断下移，实现对目标区域土壤的挖掘，进而实现对土壤的采集。
二、本发明通过当连接部、轴一、叶片的转速增加时，在惯性作用下，会使滑套一在轴一上相对连接部做离心运动；
而滑套二只能在套筒上进行上下限位滑动，由此，当滑套一在克服拉簧一的弹力进行离心运动时，在转动臂的转动配合下，使得滑套二在克服拉簧二的弹力后在套筒上进行上移；与滑套二底部固定连接的U形架会同步进行上移，传动盘、轴二、传动柱和锥形钻头随之上移。
即无人机机体升空后，锥形钻头被收纳。
反之，当无人机机体在到达目标区域上方后，关于套筒、连接部、轴一和叶片的转速会逐渐的降低，反之，当转速降低之后，在拉簧一和拉簧二的弹力作用下，会使滑套二、U形架、传动盘、轴二、传动柱和锥形钻头进行下移；
即便无人机机体接触到地面之后，只要升力小于机体自身重力，连接部的转速仍可处于不断降速的状态之中，此时锥形钻头会继续下探挖掘并深入土壤中。
三、本发明通过清洁装置的设置，能够将目标区域上的植被、浮土进行清理；通过辅助装置的设置，能够预先对目标区域的土壤进行湿润、软化，方便后续挖掘取样操作的进行；
四、通过上述结构之间的配合使用，解决了在实际使用过程中，由于现有的无人机用土壤样本采集装置工作效率较低，难以快速的对目标区域的土壤进行高效取样，给使用带来不便的问题。
附图说明
图1为本发明外壳轴侧方向的剖视图；
图2为本发明外壳的剖视图；
图3为本发明齿轮二的立体图；
图4为本发明通气孔的剖视图；
图5为本发明弧形刮板的立体图；
图6为本发明拉簧二的立体图。
图中：1、外壳；2、套筒；3、连接部；4、轴一；5、叶片；6、滑套一；7、转动座一；8、转动臂；9、转动座二；10、滑套二；11、滑动通槽；12、U形架；13、传动盘；14、轴二；15、传动柱；16、锥形钻头；17、限位轴；18、齿板一；19、齿轮一；20、连接管；21、齿轮二；22、齿板二；23、矩形传动杆；24、弧形刮板；25、加固杆；26、密封槽；27、密封块；28、轴三；29、定位板；30、拉簧三；31、通气孔；32、通气壳；33、导气管；34、环形储液壳；35、拉簧一；36、拉簧二。
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。
实施例一
本发明提供一种技术方案：一种地质勘探数据采集装置，包括置于无人机机体上的外壳1，外壳1上表面的圆心处被贯穿并定轴转动连接有由动力机构带动转动的套筒2，套筒2的顶部固定连接有连接部3，连接部3的弧形轮廓上固定连接有轴一4，轴一4上远离连接部3的一端固定连接有叶片5，轴一4的弧形轮廓上固定连接有传动装置，套筒2的内壁活动连接有与传动装置固定连接的传动盘13，传动盘13下表面的圆心处定轴转动连接有轴二14，轴二14的底部固定连接有在外壳1内轴向限位滑动的传动柱15，传动柱15的底部固定连接有对目标区域土壤进行挖掘的锥形钻头16，锥形钻头16的锥尖朝下。
参考图1、当套筒2由动力机构带动转动之后，套筒2会在外壳1上进行定轴转动，该动力机构为接通电源后的电机，并由无人机上内置电源进行供电；
经由连接部3的传动，使得轴一4、叶片5随之转动，继而使机体获得更大的升力；
经由传动装置的配合，使得传动盘13能够在不同转速套筒2的条件下，获得不同程度的下移，经由轴二14和传动柱15的传动，使得锥形钻头16能够在套筒2转速降低后，进下移，继而能够实现在无人机机体在下落并最终停转的过程中，锥形钻头16的不断下移，实现对目标区域土壤的挖掘，进而实现对土壤的采集；
实施例二
在实施例一的基础上，更进一步的是：
传动装置包括在轴一4弧形轮廓上轴向限位滑动的滑套一6，滑套一6的底部固定连接有转动座一7，转动座一7的内壁定轴转动连接有转动臂8，转动臂8的底部通过销轴转动连接有转动座二9，转动座二9上远离转动臂8的一侧固定连接有在套筒2弧形轮廓上轴向滑动的滑套二10，轴一4以及套筒2的外轮廓上分别套有拉簧一35和拉簧二36，拉簧一35的两端与滑套一6和连接部3的相对面固定连接，拉簧二36的两端与连接部3和滑套二10的相对面固定连接，滑套二10的底部固定连接有U形架12，套筒2的弧形轮廓上开设有供U形架12上下滑动的滑动通槽11，U形架12的底部与传动盘13的上表面固定连接。
参考图1，通过当连接部3、轴一4、叶片5的转速增加时，在惯性作用下，会使滑套一6在轴一4上相对连接部3做离心运动；
而滑套二10只能在套筒2上进行上下限位滑动，由此，当滑套一6在克服拉簧一35的弹力进行离心运动时，在转动臂8的转动配合下，使得滑套二10在克服拉簧二36的弹力后在套筒2上进行上移；与滑套二10底部固定连接的U形架12会同步进行上移，传动盘13、轴二14、传动柱15和锥形钻头16随之上移。
即无人机机体升空后，锥形钻头16被收纳。
反之，当无人机机体在到达目标区域上方后，关于套筒2、连接部3、轴一4和叶片5的转速会逐渐的降低，反之，当转速降低之后，在拉簧一35和拉簧二36的弹力作用下，会使滑套二10、U形架12、传动盘13、轴二14、传动柱15和锥形钻头16进行下移；
即便无人机机体接触到地面之后，只要升力小于机体自身重力，连接部3的转速仍可处于不断降速的状态之中，此时锥形钻头16会继续下探挖掘并深入土壤中。
进一步的，传动柱15的顶部固定连接有两个对称的限位轴17，两个限位轴17的表面均贯穿外壳1的上表面并与外壳1轴向限位滑动连接。
参考图1和图3，通过传动柱15顶部两个限位轴17的设置，以及限位轴17贯穿外壳1上表面的设置，使得传动柱15的运动轨迹进一步的得到限制，只能在外壳1内进行轴向升降。
实施例三
在实施例二的基础上，更进一步的是：外壳1的下方设有对待采集区域标出土壤上的灰尘杂质进行清理的清洁装置，清洁装置包括处于外壳1下方的两个加固杆25，两个矩形传动杆23的相背侧均固定连接有用于提高装置整体静置时稳定性的弧形刮板24，两个弧形刮板24的相对面均固定连接有贯穿外壳1弧形轮廓并在外壳1上径向滑动的矩形传动杆23。
参考图2、图1和图3。
伴随着两个弧形刮板24的相背离运动，其上的加固杆25会同步进行移动，通过加固杆25的移动，能进一步的将植被、表面浮土进行清理，为后续的挖掘采样进行准备。
实施例四
在实施例三的基础上，更进一步的是：清洁装置还包括固定在传动柱15弧形轮廓上的两个齿板一18，两个齿板一18上的齿牙均传动啮合有齿轮一19，齿轮一19的内壁均固定连接有贯穿外壳1并在外壳1上定轴转动的连接管20，连接管20的弧形轮廓上固定套有齿轮二21，齿轮二21底部上的齿牙传动啮合有固定在矩形传动杆23端部上的齿板二22。
参考图1、图2和图3。
伴随着机体的下降，传动柱15、锥形钻头16下移，随着传动柱15下移的过程中，其上的齿板一18会同步下移，齿板一18的下移带动连接管20上齿轮一19的转动，齿轮二21随之转动，并带动齿板二22和矩形传动杆23的同步移动；
与齿板一18数量相对应的，矩形传动杆23的数量也为两个，通过两个矩形传动杆23的相背离移动，使得弧形刮板24同步进行相背离运动，在机体下降的过程中，两个弧形刮板24的相背离运动，能够将目标区域上的植被往两边拨开，方便后续的土壤挖掘。
实施例五
在实施例四的基础上，更进一步的是：外壳1上设有对目标区域土壤进行预先润湿的方便后续挖掘的辅助装置，辅助装置包括连接管20上靠近端部内壁开设的密封槽26，密封槽26的内壁活动连接有密封块27，密封块27上远离连接管20端口的一侧固定连接有轴三28，连接管20的内壁固定连接有被轴三28贯穿并轴向滑动的定位板29，密封块27和定位板29之间固定连接有套在轴三28弧形轮廓周围的拉簧三30，连接管20上靠近定位板29的弧形轮廓上开设有通气孔31,两个连接管20上靠近通气孔31的外轮廓上套有通气壳32，通气壳32的下表面贯通连接有导气管33，导气管33的底部贯通连接有固定在外壳1内壁上的环形储液壳34，环形储液壳34的下表面开设有导液孔。
参考图1、图2、图3和图4。
首先叶片5的快速转动，会加速外壳1外轮廓周边气流的流速；
由伯努利效应可知，流速越大，气压越小，由此连接管20内部的气压会将密封块27朝向连接管20的端部进行轴向推送，在克服拉簧三30弹力的基础上，由于连接管20内部被密封，虽然环形储液壳34下表面开设有导液孔，而环形储液壳34内的软化药剂也无法顺利流出，而一旦叶片5的转速降低，外壳1外轮廓周围的气流流速会同步逐渐降低，致使连接管20内部气压难以克服拉簧三30的弹力，致使密封块27对于密封槽26内壁的封堵难以维持，使得连接管20与外界空气连通，而环形储液壳34通过通气孔31和导气管33也与外界空气连通，此时环形储液壳34内气压能够达至平衡，进而使环形储液壳34内预先存储的液体水或其他用于软化土壤的药剂得以先于锥形钻头16接触土壤前对土壤进行软化操作，使得后续操作过程中，锥形钻头16能够快速进入到土壤中，顺利的实现取样操作。
进一步的，连接管20上通气孔31的数量不少于十个，且在连接管20的弧形轮廓上均匀分布。
参考图4，首先通气孔31的设置，能够实现连接管20与环形储液壳34之间的气压平衡，当连接管20与外接相通时，环形储液壳34也随即与外接相通，环形储液壳34内的液体随即顺利流下。
而通气孔31的数量不少于十个的设置，能够加速、精准的实现环形储液壳34与外界空气相同的效果。
进一步的，密封块27为圆台形密封块且密封槽26为与其相适配的圆台形凹槽。环形储液壳34上靠近底部的内壁固定连接有与锥形钻头16相适配的密封环，用于实现对土壤样品的最终采集。
参考图4，通过密封块27为圆形形密封块而密封槽26为圆台形凹槽的设置，通过密封块27能够与密封槽26实现更大面积的贴合，进而实现更好的密封效果，利用形状上的特点，能够通过密封块27在连接管20内的轴向移动，即可快速的实现密封与解除密封；
具体的，参考图4，当密封块27在连接管20内进行左移时，即可使密封槽26与密封块27之间产生缝隙，致使通过该缝隙，即可实现空气的相通。反之，当密封槽26与密封块27的外轮廓紧贴时，即可再次实现密封。
工作原理：该一种地质勘探数据采集装置使用时，通过套筒2由动力机构带动转动之后，套筒2会在外壳1上进行定轴转动，该动力机构为接通电源后的电机，并由无人机上内置电源进行供电；
经由连接部3的传动，使得轴一4、叶片5随之转动，继而使机体获得更大的升力；
经由传动装置的配合，使得传动盘13能够在不同转速套筒2的条件下，获得不同程度的下移，经由轴二14和传动柱15的传动，使得锥形钻头16能够在套筒2转速降低后，进下移，继而能够实现在无人机机体在下落并最终停转的过程中，锥形钻头16的不断下移，实现对目标区域土壤的挖掘，进而实现对土壤的采集。
本发明通过当连接部3、轴一4、叶片5的转速增加时，在惯性作用下，会使滑套一6在轴一4上相对连接部3做离心运动；
而滑套二10只能在套筒2上进行上下限位滑动，由此，当滑套一6在克服拉簧一35的弹力进行离心运动时，在转动臂8的转动配合下，使得滑套二10在克服拉簧二36的弹力后在套筒2上进行上移；与滑套二10底部固定连接的U形架12会同步进行上移，传动盘13、轴二14、传动柱15和锥形钻头16随之上移。
即无人机机体升空后，锥形钻头16被收纳。
反之，当无人机机体在到达目标区域上方后，关于套筒2、连接部3、轴一4和叶片5的转速会逐渐的降低，反之，当转速降低之后，在拉簧一35和拉簧二36的弹力作用下，会使滑套二10、U形架12、传动盘13、轴二14、传动柱15和锥形钻头16进行下移；
即便无人机机体接触到地面之后，只要升力小于机体自身重力，连接部3的转速仍可处于不断降速的状态之中，此时锥形钻头16会继续下探挖掘并深入土壤中。
本发明通过清洁装置的设置，能够将目标区域上的植被、浮土进行清理；通过辅助装置的设置，能够预先对目标区域的土壤进行湿润、软化，方便后续挖掘取样操作的进行；
通过上述结构之间的配合使用，解决了在实际使用过程中，由于现有的无人机用土壤样本采集装置工作效率较低，难以快速的对目标区域的土壤进行高效取样，给使用带来不便的问题；
实际使用过程中，无人机上用于提供升力的扇叶可不仅限于本方案中的扇叶片5。
本实施例中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书和附图的记载的非标准结构部件，也可以直根据现有的技术常识毫无疑义的加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械、零件及设备均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。
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 (8)

1.一种地质勘探数据采集装置，其特征在于：包括置于无人机机体上的外壳(1)，所述外壳(1)上表面的圆心处被贯穿并定轴转动连接有由动力机构带动转动的套筒(2)，所述套筒(2)的顶部固定连接有连接部(3)，所述连接部(3)的弧形轮廓上固定连接有轴一(4)，所述轴一(4)上远离连接部(3)的一端固定连接有叶片(5)，所述轴一(4)的弧形轮廓上固定连接有传动装置，所述套筒(2)的内壁活动连接有与传动装置固定连接的传动盘(13)，所述传动盘(13)下表面的圆心处定轴转动连接有轴二(14)，所述轴二(14)的底部固定连接有在外壳(1)内轴向限位滑动的传动柱(15)，所述传动柱(15)的底部固定连接有对目标区域土壤进行挖掘的锥形钻头(16)，所述锥形钻头(16)的锥尖朝下。
2.根据权利要求1所述的一种地质勘探数据采集装置，其特征在于：所述传动装置包括在轴一(4)弧形轮廓上轴向限位滑动的滑套一(6)，所述滑套一(6)的底部固定连接有转动座一(7)，所述转动座一(7)的内壁定轴转动连接有转动臂(8)，所述转动臂(8)的底部通过销轴转动连接有转动座二(9)，所述转动座二(9)上远离转动臂(8)的一侧固定连接有在套筒(2)弧形轮廓上轴向滑动的滑套二(10)，轴一(4)以及套筒(2)的外轮廓上分别套有拉簧一(35)和拉簧二(36)，所述拉簧一(35)的两端与滑套一(6)和连接部(3)的相对面固定连接，所述拉簧二(36)的两端与连接部(3)和滑套二(10)的相对面固定连接，所述滑套二(10)的底部固定连接有U形架(12)，所述套筒(2)的弧形轮廓上开设有供U形架(12)上下滑动的滑动通槽(11)，所述U形架(12)的底部与传动盘(13)的上表面固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种地质勘探数据采集装置，其特征在于：所述传动柱(15)的顶部固定连接有两个对称的限位轴(17)，两个所述限位轴(17)的表面均贯穿外壳(1)的上表面并与外壳(1)轴向限位滑动连接。
4.根据权利要求3所述的一种地质勘探数据采集装置，其特征在于：所述外壳(1)的下方设有对待采集区域标出土壤上的灰尘杂质进行清理的清洁装置，所述清洁装置包括处于外壳(1)下方的两个加固杆(25)，两个所述矩形传动杆(23)的相背侧均固定连接有用于提高装置整体静置时稳定性的弧形刮板(24)，两个所述弧形刮板(24)的相对面均固定连接有贯穿外壳(1)弧形轮廓并在外壳(1)上径向滑动的矩形传动杆(23)，所述清洁装置还包括固定在传动柱(15)弧形轮廓上的两个齿板一(18)，两个所述齿板一(18)上的齿牙均传动啮合有齿轮一(19)，所述齿轮一(19)的内壁均固定连接有贯穿外壳(1)并在外壳(1)上定轴转动的连接管(20)，所述连接管(20)的弧形轮廓上固定套有齿轮二(21)，所述齿轮二(21)底部上的齿牙传动啮合有固定在矩形传动杆(23)端部上的齿板二(22)。
5.根据权利要求4所述的一种地质勘探数据采集装置，其特征在于：所述外壳(1)上设有对目标区域土壤进行预先润湿的方便后续挖掘的辅助装置。
6.根据权利要求5所述的一种地质勘探数据采集装置，其特征在于：所述辅助装置包括连接管(20)上靠近端部内壁开设的密封槽(26)，所述密封槽(26)的内壁活动连接有密封块(27)，所述密封块(27)上远离连接管(20)端口的一侧固定连接有轴三(28)，所述连接管(20)的内壁固定连接有被轴三(28)贯穿并轴向滑动的定位板(29)，所述密封块(27)和定位板(29)之间固定连接有套在轴三(28)弧形轮廓周围的拉簧三(30)，所述连接管(20)上靠近定位板(29)的弧形轮廓上开设有通气孔(31),两个所述连接管(20)上靠近通气孔(31)的外轮廓上套有通气壳(32)，所述通气壳(32)的下表面贯通连接有导气管(33)，所述导气管(33)的底部贯通连接有固定在外壳(1)内壁上的环形储液壳(34)，所述环形储液壳(34)的下表面开设有导液孔。
7.根据权利要求6所述的一种地质勘探数据采集装置，其特征在于：所述连接管(20)上通气孔(31)的数量不少于十个，且在连接管(20)的弧形轮廓上均匀分布。
8.根据权利要求6所述的一种地质勘探数据采集装置，其特征在于：所述密封块(27)为圆台形密封块且密封槽(26)为与其相适配的圆台形凹槽。
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