CN115468802B - 一种勘察用钻孔取样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种勘察用钻孔取样器，属于钻孔取样技术领域，包括底座，底座上设有一支撑柱，支撑柱的侧壁上安装有一驱动控制器，支撑柱的顶部安装有用于调节取样机构竖直方向移动的调节机构，取样机构安装在调节机构的底部，底座上位于取样机构的正下方开设有取样孔，调节机构与底座之间还活动连接有用于放置样品的存放机构，底座的底部对称设有四个用于固定整个装置的固定机构；本发明通过钻孔机构、调节机构以及存放机构的相互配合，可直接对不同层次的土壤进行钻孔取样，能在不同的地质环境下使用，且可对采取的不同层次的土壤进行有序放置，避免不同层次的土壤之间相互混杂，便于后续的实验测试。

Description

一种勘察用钻孔取样器

技术领域

本发明涉及钻孔取样技术领域，具体涉及一种勘察用钻孔取样器。

背景技术

地质勘察即是通过各种手段、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。

目前在地质勘察中，一般都会对地质的土层成分进行分析，一般先采取当地不同层次的土壤，然后对土壤的成分进行分析，来判断当地的地质。但是现有在对不同层次的土壤进行取样时，一般是先进行钻孔作业，然后取样铲采取该层次的土壤，然后继续钻孔作用，采取该层次的土壤，其都是分开采取的，导致取样操作很麻烦；中国申请号为201510430563.9公开了一种快速土壤采集装置，其通过将取土杆插入土壤内，将取土杆旋转360后，将土壤存入插槽内，获取实验土壤，然后取出取土杆，即可采集到试验土壤。该方法只能适用于土质较软的地质，当土质较硬，该装置无法很好的插入地下，操作起来很不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种勘察用钻孔取样器，用于解决上述背景技术中所面临的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种勘察用钻孔取样器，包括底座，所述底座上设有一支撑柱，所述支撑柱的侧壁上安装有一驱动控制器，所述支撑柱的顶部安装有用于调节取样机构竖直方向移动的调节机构，所述取样机构安装在调节机构的底部，所述底座上位于取样机构的正下方开设有取样孔，所述调节机构与底座之间还活动连接有用于放置样品的存放机构，所述底座的底部对称设有四个用于固定整个装置的固定机构。

通过上技术方案，整个钻孔取样器置于地面上，通过固定机构固定位置后，调节机构带动取样机构向下移动，穿过取样孔后对地面进行钻孔取样，取样机构向下移动时，存放机构向外侧移动，取样机构取样完成时，向上移动时，存放机构又会向内侧移动，从而将取样机构内的样品依次自动放入取样机构内，可对不同层次的土壤进行自动分类放置，便于工人以及后续实验操作。

作为本发明的一种优选方案，所述调节机构包括固定在支撑柱上的立柱，所述立柱上滑动连接有壳体，所述壳体上转动设有一第一转动把手，所述第一转动把手的一端外壁上设有一圈第一齿条，所述第一齿条位于壳体内，所述立柱的一侧边上设有第二齿条，且第二齿条与第一齿条啮合，所述壳体远离第二齿条的一端设有安装台，所述安装台上安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端连接有第一转轴，所述第一转轴与安装台转动连接，所述取样机构可拆卸连接在第一转轴的末端。

通过上述方案，第一齿条与第二齿条间的啮合，可便于通过第一转动把手来调节第一驱动电机以及取样机构的高度，也可间接来调节存放机构的位置，便于工人根据需要使用需要来调节。

作为本发明的一种优选方案，所述第一转轴上还同轴设有第一齿轮，所述安装台的底部上转动设有两个第二转轴，所述第二转轴对称设置在第一转轴的两侧，所述第二转轴上同轴设有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述第二转轴的底端上可拆卸安装有吹风扇。

通过上述方案，第一驱动电机带动取样机构转动作业，同时通过第一齿轮与第二齿轮的啮合，也会带动位于取样机构两边的第二转轴转动，从而带动吹风扇转动，而吹风扇不仅可以对取样机构进行散热降温，还可以将钻出的泥土吹开，便于钻孔作业。

作为本发明的一种优选方案，所述存放机构包括存放架，所述存放架内设有存放盒，所述存放架的一侧上转动设有第一连杆，所述第一连杆的末端转动设有第二连杆，所述第二连杆的末端与底座上的第一连接台转动连接，所述存放架的另一侧上转动设有第三连杆，所述第三连杆的末端转动设有第四连杆，所述第四连杆的末端与调节机构上的第二连接台转动连接，所述存放架的两侧上还对称开设有通槽，两个所述通槽之间滑动设有滑柱，所述滑柱的一端与第二连杆连接，所述滑柱的另一端与第四连杆连接。

通过上述方案，在第一连杆、第二连杆、第三连杆以及第四连杆的配合下，当调节机构下移时，会带动整个存放架向外侧移动并下降，不会影响取样机构钻孔作业，当移动机构上移时，又会带动存放架向内侧移动并上升，从而将取样机构内的样品有次序的放入，而通槽与滑柱的设置，可对存放架进行一定程度上的限位，增加存放架在上下移动时的稳定性。

作为本发明的一种优选方案，所述存放盒上设有若干个存放隔间，所述存放隔间的一侧设有空腔，所述空腔与存放隔间之间设有挡板，所述挡板的下方设有若干镂空区，所述镂空区与存放隔间连通，所述空腔内设有开槽，所述开槽内设有螺纹柱，所述螺纹柱上配合有滑块，所述滑块与开槽滑动连接，所述螺纹柱的顶端上连接有第二转动把手，所述滑块上连接有滑板，所述滑板的内侧等距设有若干底板，所述底板与存放隔间滑动连接。

通过上述方案，存放隔间用于存放样品，而底板穿过镂空区置于存放隔间内，刚好可充当存放隔间的底板，通过螺纹柱的转动，可带动滑块在开槽内上下移动，从而带动滑板上的底板一起上下移动，来调节整个存放隔间的深度，便于工人取样品时使用。

作为本发明的一种优选方案，所述镂空区的高度与滑板的高度相同，所述镂空区的宽度与底板的宽度相同。

通过上述方案，底板的宽度与镂空区宽度相同，使底板可刚好穿过镂空区到达存放隔间内，而当滑板置于最底端处，由于其高度与镂空区高度相同，可刚好挡住镂空区，在与挡板的配合下，使存放隔间内的样品不会从镂空区侧漏到空腔内。

作为本发明的一种优选方案，所述固定机构包括与底座连接的固定桩，所述固定桩的底部设有第一钻头，所述固定桩的中间位置开设有横向设置的通孔，所述通孔内设有双向电控气缸，所述双向电控气缸的输出端设有定位桩，所述定位桩的外壁上阵列有弧形固定板，所述弧形固定板的末端连接有斜板，所述定位桩的最外端上连接有第二钻头。

通过上述方案，固定桩在第一钻头的作用下对整个装置进行竖向固定，为了防止装置在作业中抖动而发生倾斜，在双向电控气缸的作用下，两个定位桩伸出对整个装置进行横向固定，而定位桩的外壁上设置的弧形固定板与斜板，可提高定位桩的抓地性能，这样能有效提高整个装置的牢固性，减少装置在作业时剧烈抖动的发生。

作为本发明的一种优选方案，所述取样机构包括与调节机构连接的取样筒，所述取样筒的外壁上盘旋设有钻片，所述取样筒的底部设有环形刀片，所述取样筒的内部自上而下等距设有若干个电控阀门。

通过上述方案，钻片随着取样筒旋转而旋转，从而可将取样筒伸入地下，对地下的土层进行取样，而环形刀片可便于取样筒进入地下土层，土层会存留在取样筒内，并通过电控阀门的控制可分成若干个层级，便于后续安序存放土层样品。

本发明的有益效果：

本发明通过钻孔机构、调节机构以及存放机构的相互配合，可直接对不同层次的土壤进行钻孔取样，能在不同的地质环境下使用，且可对采取的不同层次的土壤进行有序放置，避免不同层次的土壤之间相互混杂，便于后续的实验测试。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中调节机构的结构示意图；

图3为本发明中第一转动把手的结构示意图；

图4为本发明中安装台上的部分结构示意图；

图5为本发明中存放机构的结构示意图；

图6为本发明中存放架的结构示意图；

图7为本发明中存放盒的部分结构示意图；

图8为本发明中滑板的结构示意图；

图9为本发明中固定机构的结构示意图；

图10为本发明中取样机构的结构示意图；

图11为本发明中取样机构的剖视图。

图中附图标记：

1、底座；2、支撑柱；3、取样机构；4、调节机构；5、存放机构；6、取样孔；7、驱动控制器；8、固定机构；401、立柱；402、壳体；403、第一转动把手；404、第一齿条；405、第二齿条；406、安装台；407、第一驱动电机；408、第一转轴；409、第一齿轮；410、第二转轴；411、第二齿轮；412、吹风扇；413、第二连接台；501、存放架；502、存放盒；503、第一连杆；504、第二连杆；101、第一连接台；505、第三连杆；506、第四连杆；507、通槽；508、滑柱；509、存放隔间；510、空腔；511、开槽；512、螺纹柱；513、滑块；514、第二转动把手；515、滑板；516、底板；517、挡板；518、镂空区；519、封门；801、固定桩；802、通孔；803、双向电控气缸；804、定位桩；805、弧形固定板；806、斜板；807、第一钻头；808、第二钻头；301、取样筒；302、钻片；303、环形刀片；304、电控阀门；305、磁铁。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种勘察用钻孔取样器，包括底座1，底座1上设有一支撑柱2，支撑柱2的侧壁上安装有一驱动控制器7，支撑柱2的顶部安装有用于调节取样机构3竖直方向移动的调节机构4，取样机构3安装在调节机构4的底部，底座1上位于取样机构3的正下方开设有取样孔6，调节机构4与底座1之间还活动连接有用于放置样品的存放机构5，底座1的底部对称设有四个用于固定整个装置的固定机构8。驱动控制器7用于驱动该装置上的所有电性零件，固定机构8对整个钻孔取样器进行固定后，调节机构4通过手动调节上下移动，从而带动取样机构3移动，而驱动控制器7会带动调节机构4上的驱动电机转动，从而带动取样机构3进行钻孔取样作业，在调节机构4上下移动时，存放机构5向外侧移动，不会影响取样机构3的取样作业，取样机构3取样完成时，向上移动时，存放机构5又会向内侧移动，移动到取样机构3下方，将取样机构3内的样品依次自动放入取样机构3内，可对不同层次的土壤进行自动分类放置，便于操作使用。

如图2-4所示，调节机构4包括固定在支撑柱2上的立柱401，立柱401上滑动连接有壳体402，壳体402上转动设有一第一转动把手403，第一转动把手403的一端外壁上设有一圈第一齿条404，第一齿条404位于壳体402内，立柱401的一侧边上设有第二齿条405，且第二齿条405与第一齿条404啮合，壳体402远离第二齿条405的一端设有安装台406，安装台406上安装有第一驱动电机407，第一驱动电机407的输出端连接有第一转轴408，第一转轴408与安装台406转动连接，取样机构3可拆卸连接在第一转轴408的末端，第一转轴408上还同轴设有第一齿轮409，安装台406的底部上转动设有两个第二转轴410，第二转轴410对称设置在第一转轴408的两侧，第二转轴410上同轴设有第二齿轮411，第二齿轮411与第一齿轮409啮合，第二转轴410的底端上可拆卸安装有吹风扇412。调节机构4通过第一齿条404与第二齿条405的啮合，可通过第一转动把手403的调节在立柱401上上下移动，来调节取样机构3的高度，而取样机构3可拆卸连接在第一转轴408的末端，便于更换不同长度的取样机构3，而通过第一齿轮409与第二齿轮411的啮合，在取样机构3转动时又可带动位于两侧的第二转轴410转动，从而带动吹风扇412转动，吹风扇412不仅可对取样机构3进行降温，来延长使用寿命，还可将钻出的泥土吹开，便于钻孔取样工作。

如图1、图2以及图5-8所示，存放机构5包括存放架501，存放架501内设有存放盒502，存放架501上设有一个封门519，用于存放盒502的放入或者拿取，存放架501的一侧上转动设有第一连杆503，第一连杆503的末端转动设有第二连杆504，第二连杆504的末端与底座1上的第一连接台101转动连接，存放架501的另一侧上转动设有第三连杆505，第三连杆505的末端转动设有第四连杆506，第四连杆506的末端与调节机构4上的第二连接台413转动连接，存放架501的两侧上还对称开设有通槽507，两个通槽507之间滑动设有滑柱508，滑柱508的一端与第二连杆504连接，滑柱508的另一端与第四连杆506连接。在调节机构4下移时，通过第一连杆503、第二连杆504、第三连杆505以及第四连杆506的配合，使存放架501朝着外侧向下移动从而远离取样机构3，不会去影响其钻孔作业，当钻孔完成时，取样机构3上移时，在各个连杆的配合下存放架501又会朝着内侧向上移动，从而移动到取样机构3的下方，即可将取样机构3内的样品放入存放架501内，而通槽507与滑柱508的设置，可对存放架501进行一定程度上的限位，增加存放架501在上下移动时的稳定性。存放盒502上设有若干个存放隔间509，存放隔间509的一侧设有空腔510，空腔510与存放隔间509之间设有挡板517，挡板517的下方设有若干镂空区518，镂空区518与存放隔间509连通，空腔510内设有开槽511，开槽511内设有螺纹柱512，螺纹柱512上配合有滑块513，滑块513与开槽511滑动连接，螺纹柱512的顶端上连接有第二转动把手514，滑块513上连接有滑板515，滑板515的内侧等距设有若干底板516，底板516与存放隔间509滑动连接。存放盒502内的存放隔间509可用来放置不同层次的土壤样品，而底板516穿过镂空区518与存放隔间509的两侧滑动连接，刚好可充当存放隔间509的底部，从而来调节存放隔间509的深度，便于后期拿取样品。而镂空区518的高度与滑板515的高度相同，镂空区518的宽度与底板516的宽度相同；底板516的宽度与镂空区518的宽度相同，使底板516可刚好穿过镂空区518到达存放隔间509内，而当滑板515置于最底端处，由于其高度与镂空区518的高度相同，可刚好挡住镂空区518，在与挡板517的配合下，使存放隔间509内的土壤样品不会从镂空区518侧漏到空腔510内，保证了样品的完整性。

如图9所示，固定机构8包括与底座1连接的固定桩801，固定桩801的底部设有第一钻头807，固定桩801的中间位置开设有横向设置的通孔802，通孔802内设有双向电控气缸803，双向电控气缸803的输出端设有定位桩804，定位桩804的外壁上阵列有弧形固定板805，弧形固定板805的末端连接有斜板806，定位桩804的最外端上连接有第二钻头808。固定桩801在第一钻头807的作用下对整个装置进行竖向固定，为了防止装置在作业中抖动而发生倾斜，通过驱动控制器7控制双向电控气缸803在通孔802内伸缩，可将两个定位桩804伸出对整个装置进行横向固定，而定位桩804的外壁上设置的弧形固定板805与斜板806的配合，可使定位桩804牢牢锁在土内，可提高定位桩804的抓地性能，这样能有效提高整个装置的牢固性，减少了装置在作业时剧烈抖动的发生。

如图10、图11所示，取样机构3包括与调节机构4连接的取样筒301，取样筒301的外壁上盘旋设有钻片302，取样筒301的底部设有环形刀片303，取样筒301的内部自上而下等距设有若干个电控阀门304，电控阀门304由两个阀盘组成，且两个阀盘之间设有相互吸合的磁铁305。钻片302随着取样筒301旋转而旋转，从而可将取样筒301伸入地下进行取样，而环形刀片303可便于取样筒301进入地下土层，取样筒301伸入地下时，土层会存留在取样筒301内，此时通过驱动控制器7来操控电控阀门304闭合，从而将筒内的土壤分成若干个层级，便于后续安序存放土层样品，而磁铁305呈刀片状，便于分割土壤，且磁铁305的相互吸合可增加阀门闭合时的稳固性。

使用时，将整台钻孔取样器置于取样地，然后通过固定机构8上固定桩801将整个装置固定在地面，待固定桩801插入地下后，驱动控制器7控制双向电控气缸803伸出，将两个定位桩804横向插入土内，对装置进行进一步的固定，来增加稳定性；固定完成后，手动转动第一转动把手403，在第一齿条404与第二齿条405的啮合下，带动取样机构3向下移动，在向下移动时，在第一连杆503、第二连杆504、第三连杆505以及第四连杆506的配合下，存放架501会朝着远离支撑柱2的一侧（外侧）向下移动，从而移出取样机构3的下方，当取样机构3上的环形刀片303穿过取样孔6接触地面时，此时驱动控制器7控制第一驱动电机407启动，带动取样机构3转动以及吹风扇412转动，进行钻孔取样；取样筒301通过钻片302的转动以及人为的向下调节调节机构4的高度，会使取样筒301不断向下移动，从而可将不同层次的土壤留在取样筒301内；当取样完成后，此时停止第一驱动电机407，驱动控制器7控制取样筒301内的电控阀门304闭合，从而将筒内的土壤分成不同层次；然后第一转动把手403反向转动，将取样机构3向上拿起，在向上移动时，在各个连杆的配合下，位于最外侧的存放架501会朝着靠近支撑柱2的一侧（内侧）向上移动，从而重新回到取样机构3的下方；然后打开取样筒301内位于最底部的电控阀门304，将该层土壤存放到第一个隔间内，然后继续反向转动第一转动把手403，将取样机构3上移，此时存放架501继续往内侧移动，当取样机构3位于第二个隔间下方时，此时打开取样筒301内次底部的电控阀门304，将该层土壤存放在第二个隔间内，后续存放与上述操作相同，直至土壤全部存放完毕，即可轻松的将不同层的土壤样品按序放置；然后打开封门519，将装有土壤样品的存放盒502取出，在需要对样本进行实验时，即可转动第二转动把手514，来调节底板516的高度，从而将土壤样品取出实验。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种勘察用钻孔取样器，包括底座（1），其特征在于，所述底座（1）上设有一支撑柱（2），所述支撑柱（2）的侧壁上安装有一驱动控制器（7），所述支撑柱（2）的顶部安装有用于调节取样机构（3）竖直方向移动的调节机构（4），所述取样机构（3）安装在调节机构（4）的底部，所述底座（1）上位于取样机构（3）的正下方开设有取样孔（6），所述调节机构（4）与底座（1）之间还活动连接有用于放置样品的存放机构（5），所述底座（1）的底部对称设有四个用于固定整个装置的固定机构（8）；

所述存放机构（5）包括存放架（501），所述存放架（501）内设有存放盒（502），所述存放架（501）的一侧上转动设有第一连杆（503），所述第一连杆（503）的末端转动设有第二连杆（504），所述第二连杆（504）的末端与底座（1）上的第一连接台（101）转动连接，所述存放架（501）的另一侧上转动设有第三连杆（505），所述第三连杆（505）的末端转动设有第四连杆（506），所述第四连杆（506）的末端与调节机构（4）上的第二连接台（413）转动连接，所述存放架（501）的两侧上还对称开设有通槽（507），两个所述通槽（507）之间滑动设有滑柱（508），所述滑柱（508）的一端与第二连杆（504）连接，所述滑柱（508）的另一端与第四连杆（506）连接；

所述存放盒（502）上设有若干个存放隔间（509），所述存放隔间（509）的一侧设有空腔（510），所述空腔（510）与存放隔间（509）之间设有挡板（517），所述挡板（517）的下方设有若干镂空区（518），所述镂空区（518）与存放隔间（509）连通，所述空腔（510）内设有开槽（511），所述开槽（511）内设有螺纹柱（512），所述螺纹柱（512）上配合有滑块（513），所述滑块（513）与开槽（511）滑动连接，所述螺纹柱（512）的顶端上连接有第二转动把手（514），所述滑块（513）上连接有滑板（515），所述滑板（515）的内侧等距设有若干底板（516），所述底板（516）与存放隔间（509）滑动连接；

所述镂空区（518）的高度与滑板（515）的高度相同，所述镂空区（518）的宽度与底板（516）的宽度相同。

2.根据权利要求1所述的一种勘察用钻孔取样器，其特征在于，所述调节机构（4）包括固定在支撑柱（2）上的立柱（401），所述立柱（401）上滑动连接有壳体（402），所述壳体（402）上转动设有一第一转动把手（403），所述第一转动把手（403）的一端外壁上设有一圈第一齿条（404），所述第一齿条（404）位于壳体（402）内，所述立柱（401）的一侧边上设有第二齿条（405），且第二齿条（405）与第一齿条（404）啮合，所述壳体（402）远离第二齿条（405）的一端设有安装台（406），所述安装台（406）上安装有第一驱动电机（407），所述第一驱动电机（407）的输出端连接有第一转轴（408），所述第一转轴（408）与安装台（406）转动连接，所述取样机构（3）可拆卸连接在第一转轴（408）的末端。

3.根据权利要求2所述的一种勘察用钻孔取样器，其特征在于，所述第一转轴（408）上还同轴设有第一齿轮（409），所述安装台（406）的底部上转动设有两个第二转轴（410），所述第二转轴（410）对称设置在第一转轴（408）的两侧，所述第二转轴（410）上同轴设有第二齿轮（411），所述第二齿轮（411）与第一齿轮（409）啮合，所述第二转轴（410）的底端上可拆卸安装有吹风扇（412）。

4.根据权利要求1所述的一种勘察用钻孔取样器，其特征在于，所述固定机构（8）包括与底座（1）连接的固定桩（801），所述固定桩（801）的底部设有第一钻头（807），所述固定桩（801）的中间位置开设有横向设置的通孔（802），所述通孔（802）内设有双向电控气缸（803），所述双向电控气缸（803）的输出端设有定位桩（804），所述定位桩（804）的外壁上阵列有弧形固定板（805），所述弧形固定板（805）的末端连接有斜板（806），所述定位桩（804）的最外端上连接有第二钻头（808）。

5.根据权利要求1所述的一种勘察用钻孔取样器，其特征在于，所述取样机构（3）包括与调节机构（4）连接的取样筒（301），所述取样筒（301）的外壁上盘旋设有钻片（302），所述取样筒（301）的底部设有环形刀片（303），所述取样筒（301）的内部自上而下等距设有若干个电控阀门（304）。

Images