CN115753206A - 一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置 - Google Patents

一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置,属于地基岩土自动检测取样技术领域,包括三角支撑架和电力控制部件,电力控制部件设置在三角支撑架的顶面上,三角支撑架的底部安装有升降组件以及取样部件。本发明利用锁定盘可以让支腿转动任意角度后,支腿底部的尖脚可以插入软岩土中,具有较高的稳定性,并且能够适合不同的地形。采集时,双轴电机和取样筒沿着导向杆向下移动,取样筒慢慢插入岩土中,螺旋叶片旋转将岩土慢慢提升,通过检测头对岩土进行检测;形成检测数据由显示屏上显示,检测结束后,双轴电机控制上轴和下轴反转,通过螺旋叶片旋转可以将取样筒的内壁清理,则实现简单的初步清理。

Description

一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置
技术领域
本发明涉及地基岩土自动检测取样技术领域,特别涉及一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置。
背景技术
CN202010168260.5涉及一种岩土体检测器及检测方法,属于土体检测技术领域,包括机架和取样筒,机架上沿竖直方向滑动设置有安装座,安装座上设置有用于驱动取样筒转动的驱动源;取样筒的侧壁开设有取样孔,机架上沿竖直方向滑动设置有滑动环,滑动环套设于取样筒外;滑动环上沿垂直于取样筒的轴向滑动设置有取样管,滑动环上设置有用于驱使取样管插入取样孔内的驱动组件;取样管内滑动设置有活塞,滑动环上设置有用于驱动活塞沿取样管滑动的驱动件。使用时,通过驱动组件驱动取样管插入取样孔内,使得取样筒内的土壤进入取样管内,然后抽出取样管;通过驱动件驱动活塞运动,活塞将取样管内的土壤推出;有效的提高取样效率。
存在以下缺陷:
1、取样筒下降用于采集土壤后,在通过取样管插入取样筒内从而获取取样筒内的土壤,再通过活塞将取样管中土壤推出,用于清理取样管,而上述发明并没有针对取样筒内的土壤如何清理没有说明,则取样筒内土壤无法清理干净,则后续取样筒内的土壤采集则无法保持数据的准确性;
2、上述升降取样采用一个电机,清理控制一个电机,则导致两个机构之间相互之间没有联动,并造成动力的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置,包括三角支撑架和电力控制部件,电力控制部件设置在三角支撑架的顶面上,三角支撑架的底部安装有升降组件以及取样部件,取样部件侧面连接的检测组件与电力控制部件电连接。
进一步地,三角支撑架包括支撑圆盘、支腿、弹簧、锁定盘和转轴,支撑圆盘的边沿上设置有等间距分布的缺口,转轴插入缺口两侧的轴承内,转轴上固定支腿一端,锁定盘和弹簧被转轴贯穿,弹簧的一端抵在缺口一内壁上,弹簧的另一端抵在锁定盘上,锁定盘与支腿的侧壁接触。
进一步地,电力控制部件包括支撑套筒、锂电池、盖板、显示屏和电池壳,支撑套筒的端口与支撑圆盘的顶面固定,支撑套筒内插入电池壳,电池壳内插入锂电池,盖板封住电池壳的顶端开口,显示屏设置在盖板上,并通过导线与锂电池连接供电。
进一步地,升降组件包括导向杆、加强环、加强杆和升降筒,导向杆的顶端等间距分布在支撑圆盘的底面上,导向杆的底端通过加强环固定,加强杆的两端分别与导向杆和升降筒固定,升降筒的顶端还与支撑圆盘的底面圆心固定。
进一步地,取样部件包括双轴电机、上轴、下轴、丝杠、取样筒、连杆、螺旋叶片和套环,双轴电机上、下端通过联轴器分别与上轴和下轴的端口相接;
所述上轴的另一端与丝杠的一端连接,丝杠插入升降筒内啮合,下轴的另一端插入取样筒内与螺旋叶片相接,下轴和取样筒顶端的封板通过轴承连接;
所述双轴电机和取样筒径向方向连接的连杆与套环固定,套环被导向杆贯穿;
所述螺旋叶片与取样筒的内壁接触。
进一步地,检测组件包括检测电路板、隔板和检测头,隔板设置在电池壳内,并且电池壳内部空间分隔为上、下两个独立的空腔,其中检测电路板置于上空腔中,锂电池位于下空腔中,检测电路板连接的导线分四路,分别与锂电池、显示屏、双轴电机和检测头电连接,检测头的端口与取样筒的侧壁连接。
进一步地,升降筒的内壁为中部设有内螺纹,上、下两侧为光滑内壁,并在下方的光滑内壁上设置有支撑环。
进一步地,丝杠包括扩口部和连接部,连接部穿过支撑环与扩口部固定,扩口部的外壁上设置有与内螺纹啮合的外螺纹;
所述扩口部底壁上设置有下复位弹簧,扩口部的顶壁上固定有上复位弹簧,下复位弹簧套在连接部的外部,下复位弹簧和上复位弹簧用于扩口部回弹提供动力。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明提出的一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置,利用锁定盘可以让支腿转动任意角度后,支腿底部的尖脚可以插入软岩土中,具有较高的稳定性,并且能够适合不同的地形。
2、本发明提出的一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置,采集时,双轴电机和取样筒沿着导向杆向下移动,取样筒慢慢插入岩土中,螺旋叶片旋转将岩土慢慢提升,通过检测头对岩土进行检测;形成检测数据由显示屏上显示,检测结束后,双轴电机控制上轴和下轴反转,通过螺旋叶片旋转可以将取样筒的内壁清理,则实现简单的初步清理。
附图说明
图1为本发明的整体轴测图;
图2为本发明的局部轴测图;
图3为本发明的图1的A处放大图;
图4为本发明的升降筒内结构图;
图5为本发明的未取样检测状态图;
图6为本发明的取样检测状态图。
图中:1、三角支撑架;11、支撑圆盘;111、缺口;12、支腿;13、弹簧;14、锁定盘;15、转轴;2、电力控制部件;21、支撑套筒;22、锂电池;23、盖板;24、显示屏;25、电池壳;3、升降组件;31、导向杆;32、加强环;33、加强杆;34、升降筒;341、支撑环;4、取样部件;41、双轴电机;42、上轴;43、下轴;44、丝杠;441、扩口部;442、连接部;45、取样筒;46、连杆;47、螺旋叶片;48、套环;5、检测组件;51、检测电路板;52、隔板;53、检测头。
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。
为了解决现有技术中,取样筒下降用于采集土壤后,在通过取样管插入取样筒内从而获取取样筒内的土壤,再通过活塞将取样管中土壤推出,用于清理取样管,而上述发明并没有针对取样筒内的土壤如何清理没有说明,则取样筒内土壤无法清理干净,则后续取样筒内的土壤采集则无法保持数据的准确性,给出以下技术方案,请参阅图1-6;
一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置,包括三角支撑架1和电力控制部件2,电力控制部件2设置在三角支撑架1的顶面上,三角支撑架1的底部安装有升降组件3以及取样部件4,取样部件4侧面连接的检测组件5与电力控制部件2电连接。
三角支撑架1包括支撑圆盘11、支腿12、弹簧13、锁定盘14和转轴15,支撑圆盘11的边沿上设置有等间距分布的缺口111,转轴15插入缺口111两侧的轴承内,转轴15上固定支腿12一端,锁定盘14和弹簧13被转轴15贯穿,弹簧13的一端抵在缺口111一内壁上,弹簧13的另一端抵在锁定盘14上,锁定盘14与支腿12的侧壁接触。
具体的,弹簧13产生的弹力用于增加锁定盘14与支腿12之间的摩擦力,支腿12在旋转的过程中有一定的阻力,让支腿12在旋转至任意的角度时,利用锁定盘14可以让支腿12转动任意角度后,没有外力的干扰下可以保持,并且支腿12底部的尖脚可以插入软岩土中,具有较高的稳定性,并且能够适合不同的地形。
为了解决现有技术中,上述升降取样采用一个电机,清理控制一个电机,则导致两个机构之间相互之间没有联动,并造成动力的浪费,给出以下技术方案;
升降组件3包括导向杆31、加强环32、加强杆33和升降筒34,导向杆31的顶端等间距分布在支撑圆盘11的底面上,导向杆31的底端通过加强环32固定,加强杆33的两端分别与导向杆31和升降筒34固定,升降筒34的顶端还与支撑圆盘11的底面圆心固定。
取样部件4包括双轴电机41、上轴42、下轴43、丝杠44、取样筒45、连杆46、螺旋叶片47和套环48,双轴电机41上、下端通过联轴器分别与上轴42和下轴43的端口相接;
上轴42的另一端与丝杠44的一端连接,丝杠44插入升降筒34内啮合,下轴43的另一端插入取样筒45内与螺旋叶片47相接,下轴43和取样筒45顶端的封板通过轴承连接;
双轴电机41和取样筒45径向方向连接的连杆46与套环48固定,套环48被导向杆31贯穿;螺旋叶片47与取样筒45的内壁接触。
升降筒34的内壁为中部设有内螺纹,上、下两侧为光滑内壁,并在下方的光滑内壁上设置有支撑环341。
丝杠44包括扩口部441和连接部442,连接部442穿过支撑环341与扩口部441固定,扩口部441的外壁上设置有与内螺纹啮合的外螺纹;
扩口部441底壁上设置有下复位弹簧,扩口部441的顶壁上固定有上复位弹簧,下复位弹簧套在连接部442的外部,下复位弹簧和上复位弹簧用于扩口部441回弹提供动力。
具体的,双轴电机41在启动时,上轴42和下轴43同时超一个方向旋转,上轴42通过连接部442驱动扩口部441旋转,下轴43带动螺旋叶片47在取样筒45内旋转;
用于采集时,扩口部441旋转的过程中,由于升降筒34的位置被固定,双轴电机41和取样筒45的外壁通过连杆46、套环48与导向杆31连接,则双轴电机41和取样筒45无法旋转,只能沿着导向杆31方向移动;
上轴42旋转带动取样筒45和扩口部441向下移动,扩口部441在下移的过程中下复位弹簧慢慢与支撑环341接触,并且下复位弹簧慢慢压缩,取样筒45也慢慢插入岩土中,螺旋叶片47旋转将岩土慢慢提升,在取样筒45慢慢插入岩土的过程中,扩口部441的螺纹与升降筒34的螺纹脱离,下复位弹簧压缩至最大位置,此种状态下,取样筒45停止下移,而螺旋叶片47始终保持旋转,将岩土提升,通过检测头53对岩土进行检测;;
检测结束后,双轴电机41控制上轴42和下轴43反转,扩口部441的螺纹与升降筒34螺纹反向,则双轴电机41带动取样筒45慢慢上升,并将取样筒45内残留的岩土慢慢排出,通过螺旋叶片47旋转可以将取样筒45的内壁清理,则实现简单的初步清理。
电力控制部件2包括支撑套筒21、锂电池22、盖板23、,和电池壳25,支撑套筒21的端口与支撑圆盘11的顶面固定,支撑套筒21内插入电池壳25,电池壳25内插入锂电池22,盖板23封住电池壳25的顶端开口,显示屏24设置在盖板23上,并通过导线与锂电池22连接供电。
检测组件5包括检测电路板51、隔板52和检测头53,隔板52设置在电池壳25内,并且电池壳25内部空间分隔为上、下两个独立的空腔,其中检测电路板51置于上空腔中,锂电池22位于下空腔中,检测电路板51连接的导线分四路,分别与锂电池22、显示屏24、双轴电机41和检测头53电连接,检测头53的端口与取样筒45的侧壁连接。
具体的,锂电池22为检测电路板51供电,通过检测电路板51控制显示屏24、双轴电机41和检测头53,其中,检测电路板51上的按键用于控制双轴电机41正转以及反转,双轴电机41旋转过程总,驱动岩土上升并经过检测头53后,被检测头53检测后,检测的数据通过电信号的方式发送至检测电路板51上,由单片机将电信号经过信号处理、模数转换后形成检测数据由显示屏24上显示,从而在本设备顶部,可以直接对岩土的各项数据有清楚的了解。
工作原理:将三组支腿12绕转轴15旋转,支腿12的尖脚端插入岩土后稳定,启动双轴电机41下降,取样筒45也同步下降,取样筒45与岩土接触后,螺旋叶片47也选择将岩土慢慢提升,在慢慢下降时,扩口部441的螺纹与升降筒34的螺纹脱离,扩口部441的旋转方向与升降筒34同向,则取样筒45无法继续下降,取样筒45中螺旋叶片47持续上升,将接触的岩土持续上升并经过检测头53检测后,数据上传至检测电路板51,并由显示屏24显示,检测结束后,则双轴电机41的轴反向旋转,扩口部441的旋转方向与升降筒34反向,则扩口部441上升,从而取样筒45和螺旋叶片47脱离岩土,并且螺旋叶片47反转将岩土排出,实现自动取样检测的目的。
综上所述;本发明的水利工程用地基岩土自动检测取样装置,利用锁定盘14可以让支腿12转动任意角度后,支腿12底部的尖脚可以插入软岩土中,具有较高的稳定性,并且能够适合不同的地形。
采集时,双轴电机41和取样筒45无法旋转,只能沿着导向杆31方向移动;上轴42旋转带动取样筒45和扩口部441向下移动,扩口部441在下移的过程中下复位弹簧慢慢与支撑环341接触,并且下复位弹簧慢慢压缩,取样筒45也慢慢插入岩土中,螺旋叶片47旋转将岩土慢慢提升,通过检测头53对岩土进行检测;被检测头53检测后,检测的数据通过电信号的方式发送至检测电路板51上,由单片机将电信号经过信号处理、模数转换后形成检测数据由显示屏24上显示,从而在本设备顶部,可以直接对岩土的各项数据有清楚的了解。检测结束后,双轴电机41控制上轴42和下轴43反转,扩口部441的螺纹与升降筒34螺纹反向,则双轴电机41带动取样筒45慢慢上升,并将取样筒45内残留的岩土慢慢排出,通过螺旋叶片47旋转可以将取样筒45的内壁清理,则实现简单的初步清理。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置,其特征在于,包括三角支撑架(1)和电力控制部件(2),电力控制部件(2)设置在三角支撑架(1)的顶面上,三角支撑架(1)的底部安装有升降组件(3)以及取样部件(4),取样部件(4)侧面连接的检测组件(5)与电力控制部件(2)电连接。
2.如权利要求1所述的一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置,其特征在于,三角支撑架(1)包括支撑圆盘(11)、支腿(12)、弹簧(13)、锁定盘(14)和转轴(15),支撑圆盘(11)的边沿上设置有等间距分布的缺口(111),转轴(15)插入缺口(111)两侧的轴承内,转轴(15)上固定支腿(12)一端,锁定盘(14)和弹簧(13)被转轴(15)贯穿,弹簧(13)的一端抵在缺口(111)一内壁上,弹簧(13)的另一端抵在锁定盘(14)上,锁定盘(14)与支腿(12)的侧壁接触。
3.如权利要求1所述的一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置,其特征在于,电力控制部件(2)包括支撑套筒(21)、锂电池(22)、盖板(23)、显示屏(24)和电池壳(25),支撑套筒(21)的端口与支撑圆盘(11)的顶面固定,支撑套筒(21)内插入电池壳(25),电池壳(25)内插入锂电池(22),盖板(23)封住电池壳(25)的顶端开口,显示屏(24)设置在盖板(23)上,并通过导线与锂电池(22)连接供电。
4.如权利要求1所述的一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置,其特征在于,升降组件(3)包括导向杆(31)、加强环(32)、加强杆(33)和升降筒(34),导向杆(31)的顶端等间距分布在支撑圆盘(11)的底面上,导向杆(31)的底端通过加强环(32)固定,加强杆(33)的两端分别与导向杆(31)和升降筒(34)固定,升降筒(34)的顶端还与支撑圆盘(11)的底面圆心固定。
5.如权利要求4所述的一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置,其特征在于,取样部件(4)包括双轴电机(41)、上轴(42)、下轴(43)、丝杠(44)、取样筒(45)、连杆(46)、螺旋叶片(47)和套环(48),双轴电机(41)上、下端通过联轴器分别与上轴(42)和下轴(43)的端口相接;
所述上轴(42)的另一端与丝杠(44)的一端连接,丝杠(44)插入升降筒(34)内啮合,下轴(43)的另一端插入取样筒(45)内与螺旋叶片(47)相接,下轴(43)和取样筒(45)顶端的封板通过轴承连接;
所述双轴电机(41)和取样筒(45)径向方向连接的连杆(46)与套环(48)固定,套环(48)被导向杆(31)贯穿;
所述螺旋叶片(47)与取样筒(45)的内壁接触。
6.如权利要求4所述的一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置,其特征在于,检测组件(5)包括检测电路板(51)、隔板(52)和检测头(53),隔板(52)设置在电池壳(25)内,并且电池壳(25)内部空间分隔为上、下两个独立的空腔,其中检测电路板(51)置于上空腔中,锂电池(22)位于下空腔中,检测电路板(51)连接的导线分四路,分别与锂电池(22)、显示屏(24)、双轴电机(41)和检测头(53)电连接,检测头(53)的端口与取样筒(45)的侧壁连接。
7.如权利要求4所述的一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置,其特征在于,其特征在于,升降筒(34)的内壁为中部设有内螺纹,上、下两侧为光滑内壁,并在下方的光滑内壁上设置有支撑环(341)。
8.如权利要求5所述的一种水利工程用地基岩土自动检测取样装置,其特征在于,其特征在于,所述丝杠(44)包括扩口部(441)和连接部(442),连接部(442)穿过支撑环(341)与扩口部(441)固定,扩口部(441)的外壁上设置有与内螺纹啮合的外螺纹;
所述扩口部(441)底壁上设置有下复位弹簧,扩口部(441)的顶壁上固定有上复位弹簧,下复位弹簧套在连接部(442)的外部,下复位弹簧和上复位弹簧用于扩口部(441)回弹提供动力。
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