CN115639016A - 一种岩土工程取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩土工程取样装置，具体涉及工程技术领域，包括底支撑板，所述底支撑板的顶部固定安装有支架，所述支架的拐角处底部固定安装有电动推杆，所述电动推杆远离支架的一端固定安装有下推板，所述下推板的内壁滑动连接有竖直导杆，所述下推板的顶部中心处固定安装有电机，所述电机的底部设置有受力组件，所述受力组件与电机之间设置有调整组件，所述受力组件的底部固定安装有螺旋钻。该岩土工程取样装置，在螺旋钻的转速过快时，离心弧块距离转轴过远，以至于弧形板向下移动使得齿轮顺时针旋转，即旋钮的档位变小，使得电机的转速变慢，减少功率损耗，避免做无用功，而在螺旋钻的转速过慢时，则与上述相反。

Description

一种岩土工程取样装置

技术领域

本发明涉及工程取样技术领域，特别涉及一种岩土工程取样装置。

背景技术

岩土工程取样是指为进行工程建设对底下岩土继续提取进行采样研究的过程，岩土工程取样常用螺旋钻、取土管或抽筒等钻进成孔工具，对土的力学性质测定不致产生显著影响的土样，岩土工程取样装置利用钻头钻入地下进行岩土提取。

现有技术中，岩土取样是提取地表以下固定深度的岩土，地下岩土的成分在未取样前，不知道地下岩土成分，成分不同，则岩土与螺旋钻的摩擦力不同，无法依据地下岩土的成分，调整旋转速度，取样岩土坚硬，而贯入速度固定，螺旋钻未能钻碎岩土，仍然匀速钻入，会将螺旋钻损坏，且岩土取样装置随着钻入地下的部分越来越多，其与岩土之间的摩擦力越大，螺旋钻的钻进速度会越来越慢，螺旋钻钻进速度慢会导致岩土取样效率降低，岩土取样为多个节点取样，而非单个点取样，积少成多，会大大影响取样效率，基于此，我们提出一种岩土工程取样装置。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种岩土工程取样装置，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种岩土工程取样装置，包括底支撑板，所述底支撑板的顶部固定安装有支架，所述支架的拐角处底部固定安装有电动推杆，所述电动推杆远离支架的一端固定安装有下推板，所述下推板的内壁滑动连接有竖直导杆，所述下推板的顶部中心处固定安装有电机，所述电机的底部设置有受力组件，所述受力组件与电机之间设置有调整组件，所述受力组件的底部固定安装有螺旋钻，所述螺旋钻进行岩土钻进，所述受力组件判断螺旋钻与受力组件之间的摩擦力，所述调整组件调节螺旋钻旋转速度。

优选的，所述底支撑板的中心处开设有圆口，所述圆口的直径比螺旋钻的直径大，所述受力组件的顶部与底支撑板固定连接，所述电动推杆设有两个，且关于螺旋钻轴对称，两个所述电动推杆使下推板受力平衡，所述支架上开设有条形槽，所述下推板的侧面与条形槽滑动连接。

优选的，所述受力组件包括转轴，所述转轴的底部固定安装有圆底板，所述圆底板的顶部且靠近边缘处固定安装有连接筒，所述转轴与连接筒之间连接有导向杆，所述导向杆的表面滑动连接有离心弧块，所述导向杆的表面套接有连接弹簧，所述离心弧块的顶部固定安装有连接块，所述转轴的侧面固定安装有限位板。

优选的，所述调整组件包括竖移块，所述竖移块的顶部固定安装有连接环板，所述连接环板的底部且位于竖移块的内侧滚动连接有滚球，所述连接环板的顶部固定安装有顶杆，所述顶杆的表面滑动连接有固定套，所述固定套的顶部固定安装有架板，所述顶杆的顶部固定安装有弧形板，所述架板的顶部固定安装有竖架，所述竖架的表面转动连接有齿轮，所述齿轮远离竖架的一侧轴心处固定安装有旋钮。

优选的，所述圆底板的底部与螺旋钻固定连接，所述电机、螺旋钻和转轴同轴心，所述转轴的顶部与电机固定连接，所述导向杆贯穿转轴，所述导向杆位于圆底板的直径上，所述离心弧块设有两个，且关于转轴轴对称，所述离心弧块的底部与圆底板滑动连接，所述离心弧块的底面和圆底板的顶面防止离心弧块在导向杆表面转动，所述导向杆对离心弧块的移动方向进行导向。

优选的，所述连接弹簧的一端与转轴固定连接，所述连接弹簧的另一端与连接筒固定连接，所述连接筒的表面与下推板转动连接，所述连接块为弧形，所述连接块的横截面为梯形，所述限位板的高度比导向杆高。

优选的，所述连接环板的底面积比竖移块的顶面积大，所述连接环板的轴心处开设有圆口，所述连接环板的边缘到竖移块的圆口处存在间隔，间隔的下方存在滚球，所述滚球的底部与限位板滑动连接，所述竖移块的斜面角度与连接块相同，所述连接块的斜面与竖移块抵接，所述连接环板的内圈与转轴滑动连接，所述转轴对其表面的连接环板进行导向。

优选的，所述架板的表面与下推板固定连接，所述滚球、顶杆和固定套避免连接环板跟随限位板旋转，所述弧形板的表面开设有齿条，齿条之间存在间隔，旋钮分为三个档位，间隔的距离，即档位转换的中间缓冲距离，所述弧形板的表面与弧形板的齿条啮合连接，所述架板的中心处开设有圆口，所述转轴穿过架板，所述旋钮与电机电连接，所述旋钮在下推板的表面漏出。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、该岩土工程取样装置，螺旋钻钻入地下，螺旋钻与地下岩土进行摩擦，摩擦阻力会影响螺旋钻的转速，受力组件利用螺旋判断地下岩土对螺旋钻的阻力，避免螺旋钻转速不足，对于岩土钻破效率差，向下移动的阻力大，而下推板继续使得螺旋钻推进，会导致螺旋钻受损影响使用寿命。

2、该岩土工程取样装置，在螺旋钻的转速过快时，离心弧块距离转轴过远，以至于弧形板向下移动使得齿轮顺时针旋转，即旋钮的档位变小，使得电机的转速变慢，减少功率损耗，避免做无用功，而在螺旋钻的转速过慢时，则与上述相反。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的下推板结构示意图；

图3为本发明的顶杆结构示意图；

图4为本发明的连接块结构示意图；

图5为本发明的弧形板结构示意图；

图6为本发明的竖移块结构剖视图；

图7为图6的A部分滚球结构放大图。

图中：1、底支撑板；2、支架；3、电动推杆；4、下推板；5、竖直导杆；6、电机；7、螺旋钻；8、受力组件；801、转轴；802、圆底板；803、连接筒；804、导向杆；805、离心弧块；806、连接弹簧；807、连接块；808、限位板；9、调整组件；901、竖移块；902、连接环板；903、滚球；904、顶杆；905、固定套；906、架板；907、弧形板；908、竖架；909、齿轮；910、旋钮。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例一

如图1-4所示，一种岩土工程取样装置，包括底支撑板1，底支撑板1的顶部固定安装有支架2，支架2的拐角处底部固定安装有电动推杆3，电动推杆3远离支架2的一端固定安装有下推板4，下推板4的内壁滑动连接有竖直导杆5，下推板4的顶部中心处固定安装有电机6，电机6的底部设置有受力组件8，受力组件8与电机6之间设置有调整组件9，受力组件8的底部固定安装有螺旋钻7，螺旋钻7进行岩土钻进，受力组件8判断螺旋钻7与受力组件8之间的摩擦力，调整组件9调节螺旋钻7旋转速度。

底支撑板1的中心处开设有圆口，圆口的直径比螺旋钻7的直径大，受力组件8的顶部与底支撑板1固定连接，电动推杆3设有两个，且关于螺旋钻7轴对称，两个电动推杆3使下推板4受力平衡，支架2上开设有条形槽，下推板4的侧面与条形槽滑动连接。

受力组件8包括转轴801，转轴801的底部固定安装有圆底板802，圆底板802的顶部且靠近边缘处固定安装有连接筒803，转轴801与连接筒803之间连接有导向杆804，导向杆804的表面滑动连接有离心弧块805，导向杆804的表面套接有连接弹簧806，离心弧块805的顶部固定安装有连接块807，转轴801的侧面固定安装有限位板808。

圆底板802的底部与螺旋钻7固定连接，电机6、螺旋钻7和转轴801同轴心，转轴801的顶部与电机6固定连接，导向杆804贯穿转轴801，导向杆804位于圆底板802的直径上，离心弧块805设有两个，且关于转轴801轴对称，离心弧块805的底部与圆底板802滑动连接，离心弧块805的底面和圆底板802的顶面防止离心弧块805在导向杆804表面转动，导向杆804对离心弧块805的移动方向进行导向。

连接弹簧806的一端与转轴801固定连接，连接弹簧806的另一端与连接筒803固定连接，连接筒803的表面与下推板4转动连接，连接块807为弧形，连接块807的横截面为梯形，限位板808的高度比导向杆804高。

本实施例中，岩土工程取样装置通电启动，电动推杆3向下伸出推移下推板4，此过程中电机6利用转轴801带动螺旋钻7旋转，而螺旋钻7在底支撑板1的上方，螺旋钻7与地面接触需要时间，该时间段，作为电机6带动螺旋钻7旋转达到设定转速的预留时间，随后螺旋钻7钻入地下进行岩土工程取样。

随着螺旋钻7钻入地下，螺旋钻7与地下岩土进行摩擦，摩擦阻力会影响螺旋钻7的转速，而电动推杆3向下推移下推板4的速度固定，即螺旋钻7向下贯入的速度固定，螺旋钻7转速不足，对于岩土钻破效率差，向下移动的阻力大，而下推板4继续使得螺旋钻7推进，会导致螺旋钻7受损影响使用寿命。

螺旋钻7受到岩土摩擦阻力影响，螺旋钻7的转速降低，以至于圆底板802的转速不足，圆底板802带动连接筒803旋转，以至于导向杆804跟随转动，导向杆804表面的离心弧块805在螺旋钻7正常旋转时，受到旋转离心力最大，离心弧块805距离转轴801的距离远，同时离心弧块805拉伸连接弹簧806，而此时，离心弧块805受到的离心力变小，连接弹簧806的拉力将离心弧块805向转轴801的位置拉动，从而使得连接弹簧806的拉力与离心弧块805受到的离心力相同，离心弧块805距离转轴801的距离相比于正常转速时的距离变短，螺旋钻7与岩土摩擦，螺旋钻7旋转离心力变化，从而产生位移，判断出地下岩土成分所产生的阻力，再利用调整组件9调整转速。

实施例二

如图2、3、5和7所示，调整组件9包括竖移块901，竖移块901的顶部固定安装有连接环板902，连接环板902的底部且位于竖移块901的内侧滚动连接有滚球903，连接环板902的顶部固定安装有顶杆904，顶杆904的表面滑动连接有固定套905，固定套905的顶部固定安装有架板906，顶杆904的顶部固定安装有弧形板907，架板906的顶部固定安装有竖架908，竖架908的表面转动连接有齿轮909，齿轮909远离竖架908的一侧轴心处固定安装有旋钮910。

连接环板902的底面积比竖移块901的顶面积大，连接环板902的轴心处开设有圆口，连接环板902的边缘到竖移块901的圆口处存在间隔，间隔的下方存在滚球903，滚球903的底部与限位板808滑动连接，竖移块901的斜面角度与连接块807相同，连接块807的斜面与竖移块901抵接，连接环板902的内圈与转轴801滑动连接，转轴801对其表面的连接环板902进行导向。

架板906的表面与下推板4固定连接，滚球903、顶杆904和固定套905避免连接环板902跟随限位板808旋转，弧形板907的表面开设有齿条，齿条之间存在间隔，旋钮910分为三个档位，间隔的距离，即档位转换的中间缓冲距离，弧形板907的表面与弧形板907的齿条啮合连接，架板906的中心处开设有圆口，转轴801穿过架板906，旋钮910与电机6电连接，旋钮910在下推板4的表面漏出。

本实施例中，螺旋钻7受阻力影响转速变慢，以至于离心弧块805向转轴801的位置移动，离心弧块805利用连接块807对竖移块901进行挤压，竖移块901开始向上移动，竖移块901带动连接环板902向上移动，限位板808限制连接环板902的最大高度，连接环板902利用滚球903、顶杆904和固定套905避免与连接块807同步旋转，连接环板902向上推移顶杆904，顶杆904带动弧形板907向上移动。

随后弧形板907表面的齿条带动齿轮909旋转，竖架908固定齿轮909的位置，齿轮909改变旋钮910的档位，弧形板907表面的齿条之间间隔，作为缓冲，螺旋钻7的转速无法精确调控到固定转速，利用间隔作为缓冲，避免螺旋钻7的转速变化持续改变旋钮910的档位，而导致电机6损坏。

在螺旋钻7的转速过快时，离心弧块805距离转轴801过远，以至于弧形板907向下移动使得齿轮909顺时针旋转，即旋钮910的档位变小，使得电机6的转速变慢，减少功率损耗，避免做无用功，而在螺旋钻7的转速过慢时，则与上述相反，避免无法向下钻进时，仍将螺旋钻7向下推移，导致螺旋钻7损坏。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种岩土工程取样装置，包括底支撑板(1)，所述底支撑板(1)的顶部固定安装有支架(2)，所述支架(2)的拐角处底部固定安装有电动推杆(3)，所述电动推杆(3)远离支架(2)的一端固定安装有下推板(4)，所述下推板(4)的内壁滑动连接有竖直导杆(5)，所述下推板(4)的顶部中心处固定安装有电机(6)，其特征在于：所述电机(6)的底部设置有受力组件(8)，所述受力组件(8)与电机(6)之间设置有调整组件(9)，所述受力组件(8)的底部固定安装有螺旋钻(7)。

2.根据权利要求1所述的一种岩土工程取样装置，其特征在于：所述底支撑板(1)的中心处开设有圆口，所述圆口的直径比螺旋钻(7)的直径大，所述受力组件(8)的顶部与底支撑板(1)固定连接，所述电动推杆(3)设有两个，且关于螺旋钻(7)轴对称，所述支架(2)上开设有条形槽，所述下推板(4)的侧面与条形槽滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种岩土工程取样装置，其特征在于：所述受力组件(8)包括转轴(801)，所述转轴(801)的底部固定安装有圆底板(802)，所述圆底板(802)的顶部且靠近边缘处固定安装有连接筒(803)，所述转轴(801)与连接筒(803)之间连接有导向杆(804)，所述导向杆(804)的表面滑动连接有离心弧块(805)，所述导向杆(804)的表面套接有连接弹簧(806)，所述离心弧块(805)的顶部固定安装有连接块(807)，所述转轴(801)的侧面固定安装有限位板(808)。

4.根据权利要求1所述的一种岩土工程取样装置，其特征在于：所述调整组件(9)包括竖移块(901)，所述竖移块(901)的顶部固定安装有连接环板(902)，所述连接环板(902)的底部且位于竖移块(901)的内侧滚动连接有滚球(903)，所述连接环板(902)的顶部固定安装有顶杆(904)，所述顶杆(904)的表面滑动连接有固定套(905)，所述固定套(905)的顶部固定安装有架板(906)，所述顶杆(904)的顶部固定安装有弧形板(907)，所述架板(906)的顶部固定安装有竖架(908)，所述竖架(908)的表面转动连接有齿轮(909)，所述齿轮(909)远离竖架(908)的一侧轴心处固定安装有旋钮(910)。

5.根据权利要求3所述的一种岩土工程取样装置，其特征在于：所述圆底板(802)的底部与螺旋钻(7)固定连接，所述电机(6)、螺旋钻(7)和转轴(801)同轴心，所述转轴(801)的顶部与电机(6)固定连接，所述导向杆(804)贯穿转轴(801)，所述导向杆(804)位于圆底板(802)的直径上，所述离心弧块(805)设有两个，且关于转轴(801)轴对称，所述离心弧块(805)的底部与圆底板(802)滑动连接。

6.根据权利要求3所述的一种岩土工程取样装置，其特征在于：所述连接弹簧(806)的一端与转轴(801)固定连接，所述连接弹簧(806)的另一端与连接筒(803)固定连接，所述连接筒(803)的表面与下推板(4)转动连接，所述连接块(807)为弧形，所述连接块(807)的横截面为梯形，所述限位板(808)的高度比导向杆(804)高。

7.根据权利要求4所述的一种岩土工程取样装置，其特征在于：所述连接环板(902)的底面积比竖移块(901)的顶面积大，所述连接环板(902)的轴心处开设有圆口，所述连接环板(902)的边缘到竖移块(901)的圆口处存在间隔，间隔的下方存在滚球(903)，所述滚球(903)的底部与限位板(808)滑动连接，所述竖移块(901)的斜面角度与连接块(807)相同，所述连接环板(902)的内圈与转轴(801)滑动连接。

8.根据权利要求4所述的一种岩土工程取样装置，其特征在于：所述架板(906)的表面与下推板(4)固定连接，所述弧形板(907)的表面开设有齿条，齿条之间存在间隔，所述弧形板(907)的表面与弧形板(907)的齿条啮合连接，所述架板(906)的中心处开设有圆口，所述转轴(801)穿过架板(906)，所述旋钮(910)与电机(6)电连接，所述旋钮(910)在下推板(4)的表面漏出。

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