CN116296556B - 一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿类勘探技术领域，提出了一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置，包括底座，所述底座的上端连接有四个导向轴，四个所述导向轴的顶端连接有顶板，所述顶板的中部套接有丝杆，所述底座的内部安装有伺服电机，所述丝杆的底部与伺服电机的输出端固定连接，所述导向轴和丝杆的中部套接有连接机构，所述连接机构的一侧套接有固定筒。通过在防护管的底部转动连接转动架，通过转动架铰接安装有钻头，使钻头与连接插头对接时能够连接固定筒且独立的转动，便于钻头进行钻动取土，且防护管的顶端安装有压板和电动推杆，使压板下压时推动样本袋和土壤，也便于对固定筒内部的土壤样本进行取出，且保证样本的完整性。

Description

一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置

技术领域

本发明涉及矿类勘探技术领域，尤其涉及一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置。

背景技术

地质勘探是通过各种手段和方法对地质进行勘查和探测，目前，在地质勘探中，经常需要对地质进行采样，以便于对该地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作。

进行地质勘探一般需要进行现场采样，采样后将样本运回实验室进行试验研究，现场采样需要用到采样装置，且现有的采样装置体积交大，无法进行快捷方便的搬运和使用，且相关技术中，采样装置包括机架，机架上固定连接有驱动件，驱动件的输出端连接有用于采样的采样筒，驱动件带动采样筒不停旋转并深入地下以进行采样工作，采样结束后需要将采样筒内的样本取出，但无法将土壤以土柱的形态从地面采出，破坏了土样的结构完整性。

因此我们对此做出改进，提出一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置。

发明内容

(一)本发明要解决的技术问题是：现场采样装置体积交大，无法进行快捷方便的搬运和使用，采样结束后需要将采样筒内的样本取出，但无法将土壤以土柱的形态从地面采出，破坏了土样的结构完整性。

(二)技术方案

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置，包括底座，所述底座的上端连接有四个导向轴，四个所述导向轴的顶端连接有顶板，所述顶板的中部套接有丝杆，所述底座的内部安装有伺服电机，所述丝杆的底部与伺服电机的输出端固定连接，所述导向轴和丝杆的中部套接有连接机构，所述连接机构的一侧套接有固定筒，所述固定筒内部套接有样本袋，所述固定筒的底部铰接有钻头，所述固定筒的中部设有转轴，所述转轴的顶端连接有螺栓，所述螺栓贯穿固定筒与连接机构螺纹连接，所述转轴的底端连接有连接插头，所述连接插头与钻头卡扣安装。

其中，所述连接机构包括连接台，所述连接台的四角处均开设有与导向轴套接的圆孔，所述连接台的一侧开设有圆形槽，圆形槽的直径值与固定筒的直径值一致，圆形槽的上端转动连接有皮带轮，所述皮带轮的上端设置有螺母，所述螺母与螺栓配套安装所述皮带轮圆周面上套接有传送皮带，所述传送皮带的另一端连接有转动电机，所述转动电机固定在连接台的中部，所述皮带轮与固定筒转动连接，所述皮带轮的底部连接有电动推杆，所述电动推杆的底部连接有压板，所述压板和电动推杆深入固定筒的内部，所述连接台的另一侧转动连接有螺纹套，所述螺纹套与丝杆螺纹连接。

其中，所述固定筒包括防护管，所述防护管的筒身中部开设有夹层，所述夹层的底部开设有与防护管内部连通的开口，且开口处设置有清土刷，所述防护管的底部转动连接有转动架，所述转动架的一端与钻头铰接，所述转动架的另一端外表面设有第一卡块。

其中，所述钻头包括采样管，所述采样管的底部一周均连接有钻齿，所述采样管的上端连接有连接插座，所述采样管的内部设有螺旋，所述采样管的上端外表面设有与转动架相同的第二卡块，所述第二卡块的外侧套接有连接套。

其中，所述样本袋包括布袋，所述布袋的上端安装在夹层的内部，且所述布袋的顶端与夹层连接有弹簧，所述布袋的底端沿着夹层底部开口向内翻折，所述布袋的底端为球形底面，所述布袋的底面上开设有透气孔。

其中，所述连接套为四分之三圆筒状，所述连接套的上端面等间距的连接有若干个按扣，所述按扣的顶端与防护管底面卡扣连接。

其中，所述连接插座的中部设有正八边形槽，所述连接插头为与正八边形槽配套的正八边形棱柱，且所述连接插头的底面设有倒角。

其中，所述底座的中部开设有圆形通孔，圆形通孔的直径值大于钻头的直径值。

其中，所述连接套的内壁开设有卡槽，卡槽套接在第二卡块上，所述连接套的高度值与第二卡块的高度值一致，且所述第二卡块的高度值大于转动架高度值，所述连接套的上端边缘设有外扩的凸边。

(三)有益效果

本发明所提供的一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置，其有益效果是：

1、通过在防护管的底部转动连接转动架，通过转动架铰接安装有钻头，使钻头与连接插头对接时能够连接固定筒且独立的转动，便于钻头进行钻动取土，且防护管的顶端安装有压板和电动推杆，使压板下压时推动样本袋和土壤，也便于对固定筒内部的土壤样本进行取出，且保证样本的完整性。

2、通过在固定筒的内部设置一个倒扣的样本袋，布袋的开口端弯折收入夹层的内部，并通过透气孔与固定筒的连接，使布袋保持着自动缩回的状态，土壤进入样本袋的内部后，随着土壤的增加推动布袋向固定筒的深处移动，将土壤与固定筒的内壁进行分隔，保证样本的无污染，且土柱取出后夹层底部的清土刷对缩回的样本袋内侧面进行土壤的清理，避免土壤残留，便于进行下一次的使用。

3、通过将装置整体通过底座进行支撑架设，便于利用底座底部的滚轮进行装置整体的使用和搬运，保证装置在采样过程中的便利，且装置整体通过转动电机和丝杆完成驱动，节省人力，操作便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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为本申请提供的一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置的结构示意图；

图2为本申请提供的一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置的仰视图；

图3为本申请提供的一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置的底座示意图；

图4为本申请提供的一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置的连接机构示意图；

图5为本申请提供的一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置的固定筒、钻头安装剖视图；

图6为本申请提供的一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置的固定筒、钻头爆炸示意图；

图7为本申请提供的一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置的样本袋示意图；

图8为本申请提供的一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置的连接套示意图；

图9为图2的A处放大示意图。

图中：1、底座；2、导向轴；3、顶板；4、丝杆；5、连接机构；51、连接台；52、螺纹套；53、皮带轮；54、传送皮带；55、螺母；56、压板；57、电动推杆；6、转动电机；7、固定筒；71、防护管；72、夹层；73、转动架；74、清土刷；75、第一卡块；8、钻头；81、采样管；82、连接插座；83、螺旋；84、钻齿；85、第二卡块；86、连接套；87、按扣；9、样本袋；91、布袋；92、弹簧；93、透气孔；10、转轴；11、连接插头；12、螺栓。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

如图1-图9所示，本实施方式提出一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置，包括底座1，底座1的上端连接有四个导向轴2，四个导向轴2的顶端连接有顶板3，顶板3的中部套接有丝杆4，底座1的内部安装有伺服电机，丝杆4的底部与伺服电机的输出端固定连接，导向轴2和丝杆4的中部套接有连接机构5，连接机构5的一侧套接有固定筒7，固定筒7内部套接有样本袋9，固定筒7的底部铰接有钻头8，固定筒7的中部设有转轴10，转轴10的顶端连接有螺栓12，螺栓12贯穿固定筒7与连接机构5螺纹连接，转轴10的底端连接有连接插头11，连接插头11与钻头8卡扣安装。

连接机构5包括连接台51，连接台51的四角处均开设有与导向轴2套接的圆孔，连接台51的一侧开设有圆形槽，圆形槽的直径值与固定筒7的直径值一致，圆形槽的上端转动连接有皮带轮53，皮带轮53的上端设置有螺母55，螺母55与螺栓12配套安装皮带轮53圆周面上套接有传送皮带54，传送皮带54的另一端连接有转动电机6，转动电机6固定在连接台51的中部，皮带轮53与固定筒7转动连接，皮带轮53的底部连接有电动推杆57，电动推杆57的底部连接有压板56，压板56和电动推杆57深入固定筒7的内部，连接台51的另一侧转动连接有螺纹套52，螺纹套52与丝杆4螺纹连接，通过连接台51对固定筒7进行固定，且使皮带轮53转动连接在固定筒7的顶端，并将贯穿在固定筒7内部的转轴10与皮带轮53进行连接，使皮带轮53与转动电机6的连接对转轴10进行驱动，便于转轴10带动钻头8进行转动取土，同时螺纹套52与丝杆4的安装，使丝杆4转动调动连接机构5及固定筒7、钻头8整体进行上下移动，调整取土的深度。

固定筒7包括防护管71，防护管71的筒身中部开设有夹层72，夹层72的底部开设有与防护管71内部连通的开口，且开口处设置有清土刷74，防护管71的底部转动连接有转动架73，转动架73的一端与钻头8铰接，转动架73的另一端外表面设有第一卡块75，防护管71的中部开设有夹层72，通过夹层72对样本袋9进行收纳，且夹层72的底部安装有清土刷74，利用清土刷74对样本袋9的表面进行擦拭清理，保证样本袋9的清洁，同时在防护管71的底部转动套接转动架73，转动架73与采样管81之间的铰接，便于将钻头8在转动架73底部翻盖开关，使固定筒7底部进行样本的取出。

钻头8包括采样管81，采样管81的底部一周均连接有钻齿84，采样管81的上端连接有连接插座82，采样管81的内部设有螺旋83，采样管81的上端外表面设有与转动架73相同的第二卡块85，第二卡块85的外侧套接有连接套86，采样管81连接在转动架73上，并通过连接插座82与连接插头11进行连接，使转轴10带动钻头8进行转动，且采样管81转动的过程中通过钻齿84破土，并将石块进行破碎，破碎后的泥土和石块进入螺旋83的内部，随着螺旋83的转动进入固定筒7的内部，便于进行样本土壤的收集。

样本袋9包括布袋91，布袋91的上端安装在夹层72的内部，且布袋91的顶端与夹层72连接有弹簧92，布袋91的底端沿着夹层72底部开口向内翻折，布袋91的底端为球形底面，布袋91的底面上开设有透气孔93，布袋91的设置使土壤进入固定筒7内部使就进行装袋，利用布袋91进行边缘的分隔，和对土壤进行挤压成型，保证样本的土柱成型效果，且布袋91的底端开设有透气孔93，将取土过程中的水分和气体挤出，保证土壤样本的成型。

连接套86为四分之三圆筒状，连接套86的上端面等间距的连接有若干个按扣87，按扣87的顶端与防护管71底面卡扣连接连接套86连接在第二卡块85外侧，在第二卡块85与转动架73拼接时向土壤内部深入过程中向第一卡块75的一侧推动，将转动架73和采样管81的连接缝处进行遮挡，保证钻头8和固定筒7的连接，避免钻头8在钻探过程中出现折断。

连接插座82的中部设有正八边形槽，连接插头11为与正八边形槽配套的正八边形棱柱，且连接插头11的底面设有倒角，连接插座82与连接插头11的连接，将转轴10与钻头8整体进行连接固定，使转动电机6驱动皮带轮53转动时，钻头8在固定筒7的底部进行同步的转动，进行土壤的钻探。

底座1的中部开设有圆形通孔，圆形通孔的直径值大于钻头8的直径值，底座1设置的开口对钻头8进行导向，便于钻头8和固定筒7沿着通孔的方向进行直上直下的移动，保证装置的稳定。

连接套86的内壁开设有卡槽，卡槽套接在第二卡块85上，连接套86的高度值与第二卡块85的高度值一致，且第二卡块85的高度值大于转动架73高度值，连接套86的上端边缘设有外扩的凸边，连接套86的扩边增加连接套86整体与土壤之间的摩擦，便于利用土壤的推力将连接套86固定在转动架73外侧，使固定筒7和钻头8进行稳定的连接。

具体的，本露天矿山生态地质环境勘探采样装置在使用时：将装置进行搬运至指定位置，转动架73与采样管81一侧铰接，采样管81的内部通过连接插座82与转轴10进行固定，转轴10的上端与皮带轮53固定，皮带轮53与转动电机6连接，使转动电机6驱动皮带轮53和转轴10进行转动，使采样管81与转动架73在防护管71的底部高速转动，利用采样管81底部的钻齿84对土壤进行钻动，同时连接台51另一侧通过螺纹套52与丝杆4连接，丝杆4在伺服电机的驱动下进行正向转动，转动过程中带动连接机构5、固定筒7和钻头8整体下移，向地面底层移动，采样管81转动取土，将土壤通过螺旋83送入固定筒7的内部，固定筒7内部的有一个倒扣的样本袋9，土壤进入样本袋9的内部后，随着土壤的增加推动样本袋9向固定筒7的深处移动，直至将样本袋9填满，完成采样，随后转动电机6停止驱动，丝杆4反向转动，将固定筒7和钻头8拉出，并移动至底座1的上方，将采样管81与转动架73翻开，此时连接插头11与连接插座82分离，样本袋9的底端开口露出，防护管71的顶端的电动推杆57推动压板56向下移动，将样本袋9连同土壤推出，推出完整的采样土柱，样本袋9推出土壤的同时向夹层72的内部缩回收紧，且夹层72底部的清土刷74对缩回的样本袋9内侧面进行土壤的清理，避免土壤残留。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照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，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的上端连接有四个导向轴（2），四个所述导向轴（2）的顶端连接有顶板（3），所述顶板（3）的中部套接有丝杆（4），所述底座（1）的内部安装有伺服电机，所述丝杆（4）的底部与伺服电机的输出端固定连接，所述导向轴（2）和丝杆（4）的中部套接有连接机构（5），所述连接机构（5）的一侧套接有固定筒（7），所述固定筒（7）内部套接有样本袋（9），所述固定筒（7）的底部铰接有钻头（8），所述固定筒（7）的中部设有转轴（10），所述转轴（10）的顶端连接有螺栓（12），所述螺栓（12）贯穿固定筒（7）与连接机构（5）螺纹连接，所述转轴（10）的底端连接有连接插头（11），所述连接插头（11）与钻头（8）卡扣安装；

所述连接机构（5）包括连接台（51），所述连接台（51）的四角处均开设有与导向轴（2）套接的圆孔，所述连接台（51）的一侧开设有圆形槽，圆形槽的直径值与固定筒（7）的直径值一致，圆形槽的上端转动连接有皮带轮（53），所述皮带轮（53）的上端设置有螺母（55），所述螺母（55）与螺栓（12）配套安装，所述皮带轮（53）圆周面上套接有传送皮带（54），所述传送皮带（54）的另一端连接有转动电机（6），所述转动电机（6）固定在连接台（51）的中部，所述皮带轮（53）与固定筒（7）转动连接，所述皮带轮（53）的底部连接有电动推杆（57），所述电动推杆（57）的底部连接有压板（56），所述压板（56）和电动推杆（57）深入固定筒（7）的内部，所述连接台（51）的另一侧转动连接有螺纹套（52），所述螺纹套（52）与丝杆（4）螺纹连接；

所述固定筒（7）包括防护管（71），所述防护管（71）的筒身中部开设有夹层（72），所述夹层（72）的底部开设有与防护管（71）内部连通的开口，且开口处设置有清土刷（74），所述防护管（71）的底部转动连接有转动架（73），所述转动架（73）的一端与钻头（8）铰接，所述转动架（73）的另一端外表面设有第一卡块（75）；

所述钻头（8）包括采样管（81），所述采样管（81）的底部一周均连接有钻齿（84），所述采样管（81）的上端连接有连接插座（82），所述采样管（81）的内部设有螺旋（83），所述采样管（81）的上端外表面设有与转动架（73）拼接的第二卡块（85），所述第二卡块（85）的外侧套接有连接套（86）；

所述样本袋（9）包括布袋（91），所述布袋（91）的上端安装在夹层（72）的内部，且所述布袋（91）的顶端与夹层（72）连接有弹簧（92），所述布袋（91）的底端沿着夹层（72）底部开口向内翻折，所述布袋（91）的底端为球形底面，所述布袋（91）的底面上开设有透气孔（93）；

所述连接套（86）为四分之三圆筒状，所述连接套（86）的上端面等间距的连接有若干个按扣（87），所述按扣（87）的顶端与防护管（71）底面卡扣连接；

所述连接套（86）的内壁开设有卡槽，卡槽套接在第二卡块（85）上，所述连接套（86）的高度值与第二卡块（85）的高度值一致，且所述第二卡块（85）的高度值大于转动架（73）高度值，所述连接套（86）的上端边缘设有外扩的凸边。

2.根据权利要求1所述的一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置，其特征在于：所述连接插座（82）的中部设有正八边形槽，所述连接插头（11）为与正八边形槽配套的正八边形棱柱，且所述连接插头（11）的底面设有倒角。

3.根据权利要求1所述的一种露天矿山生态地质环境勘探采样装置，其特征在于：所述底座（1）的中部开设有圆形通孔，圆形通孔的直径值大于钻头（8）的直径值。