CN116539356B - 一种地质构造的勘察装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地质构造的勘察装置，属于地质勘察技术领域，包括钻筒，所述钻筒的顶端设置有连接筒，且连接筒与钻筒之间通过连接环相连接，所述连接筒内部底端位置处开设有安装槽，所述安装槽的内侧安装有环形板，所述环形板与安装槽之间形成容纳腔室；通过取样组件与挤压组件的配合，取样过程中，通过挤压组件带动导向板向外转动并使得导向板的一端插入至土壤中，之后随着环形板的转动，利用导向板能够将柱状土壤的外层部分通过开口铲入至容纳腔室内部进行储存，进而完成取样的作业，整个取样过程并不需要将钻孔内的土壤完全导出，因此，简化了取样的步骤，操作更加高效。

Description

一种地质构造的勘察装置

技术领域

本发明涉及地质勘察技术领域，特别涉及一种地质构造的勘察装置。

背景技术

地质工程以地质调查、矿产资源的普查与勘探、重大工程的地质结构与地质背景涉及的工程问题为主要对象，而在地质工程中，对其地质的勘察需要利用到勘察装置进行土壤取样。

中国发明专利CN112302643A公开了一种多功能地质勘察钻探装置，包括钻头，所述钻头的顶部通过螺栓固定有安装板，所述安装板的顶部焊接有钻杆，所述钻头的内部设置有空腔，所述空腔的内表面设置有挡板，所述空腔的内部放置有采样管，所述采样管的外表面焊有垫块。本方案通过设置有电机，通过电机带动钻杆进行转动，位于钻杆顶端的钻头会顺利的向下移动，此时，安装在钻头内部的采样管能够跟随钻头的深入而将相关的泥土样本进行采集工作，采样管的另一端延伸至钻杆的顶端，钻杆的顶端设置有出气孔，避免采样管中的气压影响取样工作，让工作人员能够在进行钻孔的同时对泥土进行取样，节省了工作人员勘探地质的步骤，提高工作效率。

上述装置中的取样管随着钻杆钻入至地面以下，并且向下移动的过程中土壤会被挤压至取样管内部，从而完成对土壤的取样，但是当需要对某一深度的土壤进行取样时，通过上述装置仍需要将钻孔内的全部土壤导出，之后再截取一段所需要的样本，而其余的土壤则要重新回填至钻孔中，从而导致整个操作较为复杂，因此，上述装置仍然存在改进之处。

因此，有必要提供一种地质构造的勘察装置解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地质构造的勘察装置，以解决上述背景技术中提出的现有装置在取出某一深度的土壤样本时，需要将钻孔内的土壤全部导出，从而导致操作复杂的问题。

基于上述思路，本发明提供如下技术方案：一种地质构造的勘察装置，包括钻筒，所述钻筒的顶端设置有连接筒，且连接筒与钻筒之间通过连接环相连接，所述连接筒内部底端位置处开设有安装槽，所述安装槽的内侧安装有环形板，所述环形板与安装槽之间形成容纳腔室；

所述环形板上开设有槽口，且槽口处铰接有取样组件，所述安装槽内壁上滑动设置有与取样组件相配合的挤压组件，当挤压组件在安装槽内部滑动并对取样组件形成压力时，所述取样组件相对于环形板向外转动从而打开所述槽口。

作为本发明进一步的方案：所述钻筒的顶端端面固定连接有定位环，且定位环上开设有缺口，所述连接环的底端端面开设有与定位环滑动配合的定位槽，所述定位环与定位槽的横截面均设置为T型，所述定位槽内部固定连接有固定块，且固定块设置于缺口内。

作为本发明进一步的方案：所述取样组件包括与环形板相铰接的导向板，所述导向板设置为弧形且铰接于槽口处，所述环形板靠近容纳腔室的一侧面上固定连接有套筒，所述套筒远离环形板的一端弹性连接有滑杆，滑杆远离套筒的一端固定连接有横板，所述横板的外侧设置有L型的限位板，所述限位板远离横板的一端与导向板固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述挤压组件包括滑动设置于安装槽内壁上的移动块，所述移动块靠近环形板的一侧固定连接有多个顶块，顶块的顶部以及底部均设置为斜面，所述导向板靠近移动块的一侧面上固定连接有与顶块相配合的顶杆，所述连接筒的外侧壁上开设有滑槽，且滑槽内滑动设置有滑块，所述滑块与移动块之间固定连接有支杆，所述滑块的底端卡接有卡块，所述卡块与定位环之间固定设置有拉绳，所述安装槽的内部顶壁与移动块之间固定连接有弹性部件。

作为本发明进一步的方案：所述安装槽的内壁上固定连接有挡板。

作为本发明进一步的方案：所述连接环上开设有绳槽，所述拉绳的顶端穿过连接环并延伸至绳槽内部，所述滑块上开设有与卡块相配合的卡槽。

作为本发明进一步的方案：所述连接筒上位于滑槽处开设有贯穿的通槽，所述支杆穿过通槽并与连接筒滑动配合。

作为本发明进一步的方案：所述连接环的顶面上一体成型有凸环部，所述凸环部的内壁与连接环的内壁相平齐，所述凸环部与安装槽螺纹连接。

作为本发明进一步的方案：所述连接筒外侧设置有支撑板，所述连接筒穿过支撑板并与支撑板转动配合，且连接筒的外侧顶端固定套设有齿圈，所述齿圈的外侧啮合有齿轮。

作为本发明进一步的方案：所述移动块的前后两侧均设置有挡条，所述挡条固定连接于安装槽的内壁上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：当导向板相对于槽口向外转动时，所述导向板的一端会插入至土壤中，当连接筒带动环形板反向转动时，导向板会围绕着柱状的土壤转动，转动的过程中导向板能够将土壤通过开口铲入至容纳腔室内部进行储存，从而完成对土壤的取样工作，此装置通过取样组件与挤压组件的配合，取样过程中，通过挤压组件带动导向板向外转动并使得导向板的一端插入至土壤中，之后随着环形板的转动，利用导向板能够将柱状土壤的外层部分通过开口铲入至容纳腔室内部进行储存，进而完成取样的作业，整个取样过程并不需要将钻孔内的土壤完全导出，因此，简化了取样的步骤，操作更加高效。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的滑块与卡块结构示意图；

图3是本发明的定位环与固定块结构示意图；

图4是本发明的安装槽结构示意图；

图5是本发明的环形板结构示意图；

图6是本发明图5的A处放大结构示意图；

图7是本发明的挡板结构示意图；

图8是本发明的导向板、限位板与横板结构示意图；

图9是本发明的移动块与顶块结构示意图；

图10是本发明的连接筒、连接环与钻筒剖视图；

图11是本发明图10的B处放大结构示意图；

图12是本发明的滑杆与套筒结构示意图；

图13是本发明的压板结构示意图；

图14是本发明的电磁铁结构示意图。

图中：1、连接筒；2、齿圈；3、支撑板；4、连接环；5、钻筒；6、滑块；7、卡块；8、拉绳；9、绳槽；10、安装槽；11、凸环部；12、定位槽；13、固定块；14、定位环；15、缺口；16、容纳腔室；17、环形板；18、导向板；19、槽口；20、挡条；21、移动块；22、挡板；23、顶块；24、限位板；25、弹性部件；26、横板；27、滑杆；28、斜面；29、第一弹簧；30、套筒；31、顶杆；32、压板；33、电磁铁；34、支杆。

具体实施方式

如图1-4所示，一种地质构造的勘察装置，包括钻筒5，所述钻筒5的顶端设置有连接筒1，且连接筒1与钻筒5之间通过连接环4相连接，具体地，连接环4与连接筒1螺纹连接，而钻筒5与连接环4之间相互卡接，如图3所示，在钻筒5的顶端端面固定连接有定位环14，且定位环14上开设有一缺口15，所述连接环4的底端端面开设有与定位环14滑动配合的定位槽12，所述定位环14与定位槽12的横截面均设置为T型，所述定位槽12内部固定连接有固定块13，且固定块13设置于缺口15内，使得钻筒5在缺口15的范围内能够相对于连接环4转动，而当固定块13与缺口15的一侧相贴合时，通过连接环4能够带动钻筒5同步转动，当然，上述钻筒5的底端设置有锥状的凸齿，以便于进行打孔作业。

所述连接环4的顶面上一体成型有凸环部11，所述凸环部11的内壁与连接环4的内壁相平齐，所述连接筒1内部底端位置处开设有安装槽10，而上述凸环部11则与安装槽10螺纹连接，从而将连接环4与连接筒1进行对接。

进一步地，如图1所示，在连接筒1外侧设置有支撑板3，具体地，连接筒1穿过支撑板3并与支撑板3转动配合，且连接筒1的外侧顶端固定套设有齿圈2，所述齿圈2的外侧啮合有齿轮，使用过程中，为了带动齿轮转动，可以在支撑板3底部固定安装一电机，电机的输出轴传动连接有转轴，转轴穿过支撑板3并与齿轮固定连接，且转轴与支撑板3转动配合，所述支撑板3的两侧均固定连接有握把；实际使用时，通过电机带动齿轮转动，利用齿轮与齿圈2的啮合带动连接筒1转动，从而通过连接环4带动钻筒5转动，在此过程中，工作人员通过握把向下按压连接筒1，使得旋转的钻筒5逐渐钻入至地面以下，以便于后续的取样工作，当然，此处为了进一步确保凸环部11与连接筒1连接的稳定性，还可以在凸环部11以及连接筒1上均设置螺孔，进而螺钉将凸环部11与连接筒1进一步加固。

如图2-6、8-11所示，在安装槽10的内侧安装有环形板17，所述环形板17与安装槽10之间形成容纳腔室16，所述环形板17上铰接有取样组件，所述安装槽10内壁上滑动设置有与取样组件相配合的挤压组件，当连接环4相对于定位环14转动时，通过挤压组件对取样组件的压力使得取样组件相对于环形板17向外转动，之后当取样组件随着连接筒1同步转动时能够将土壤收集于容纳腔室16内部，从而完成对土壤的取样工作，且在取样的过程中不会将钻孔内的土壤带出，有利于简化取样的步骤。

具体地，上述取样组件包括与环形板17相铰接的导向板18，所述导向板18设置为弧形，具体地，在环形板17上开设有贯穿的槽口19，所述导向板18铰接于槽口19处，实际使用时，导向板18与环形板17之间可以通过合页或者铰链相连接，当导向板18转动至槽口19内时，导向板18的内壁与环形板17的内壁相对齐。

进一步地，在环形板17靠近容纳腔室16的一侧面上固定连接有套筒30，所述套筒30远离环形板17的一端弹性连接有滑杆27，滑杆27远离套筒30的一端固定连接有横板26，而横板26的外侧设置有限位板24，所述限位板24设置为L型，其具有水平段与竖直段，所述限位板24的水平段与导向板18固定连接，所述限位板24的竖直段设置于横板26的外侧，当导向板18向外转动时可以同步带动限位板24转动，进而通过限位板24对横板26进行挤压，通过此结构有利于后续导向板18的复位。

上述挤压组件包括滑动设置于安装槽10内壁上的移动块21，所述移动块21的前后两侧均设置有挡条20，所述挡条20固定连接于安装槽10的内壁上，所述移动块21靠近环形板17的一侧固定连接有多个顶块23，顶块23的顶部以及底部均设置为斜面28，而导向板18靠近移动块21的一侧面上固定连接有顶杆31，当导向板18置于槽口19处的状态时，所述顶杆31与顶块23相错开。

所述连接筒1的外侧壁上开设有滑槽，且滑槽内滑动设置有滑块6，所述滑块6与移动块21之间固定连接有支杆34，所述滑块6的底端卡接有卡块7，而卡块7与定位环14之间设置有拉绳8，具体地，拉绳8一端与定位环14顶顶面固定连接，所述拉绳8的另一端穿过连接环4后与卡块7固定连接，钻孔的状态下，导向板18处于槽口19位置处，且此时固定块13与缺口15的一端相贴合，使得拉绳8在此状态下处于竖直状态。

而为了后续移动块21的复位，在安装槽10的内部顶壁与移动块21之间固定连接有弹性部件25，弹性部件25可以为弹力绳或者弹簧，以便于带动移动块21复位。

实际使用过程中，通过电机带动连接筒1转动，由于此时固定块13与缺口15的一端相接触，且导向板18处于槽口19的位置处，使得连接筒1能够带动连接环4以及钻筒5同步转动，进而在地面上完成钻孔，此时土壤则会被挤压至连接筒1内部并且整体呈柱状，当移动至需要取样的深度时，此时可以停止钻孔作业，通过电机反向转动带动连接筒1转动，而连接筒1可以同步带动连接环4反向转动，在此过程中，与连接环4固定连接的固定块13会在缺口15内移动，即：连接环4能够相对于钻筒5转动，一方面由于惯性的原因，使得连接环4在开始反向转动时，钻筒5处于相对静置的状态，另一方面钻筒5底部的凸齿由于与土壤相连接，使得钻筒5相对于连接筒1在转动的过程中会受到更大的阻力，基于上述两点原因，使得连接筒1以及连接环4在同步反向转动的前期，所述钻筒5能够保持相对静置的状态，进而使得连接环4相对于钻筒5以及其顶部的定位环14转动；

当连接环4相对于定位环14转动时，拉绳8底端与定位环14相连接的位置与卡块7逐渐远离，从而通过拉绳8能够带动卡块7以及其顶部的滑块6沿着滑槽向下滑动，而滑块6通过支杆34可以带动移动块21向下移动，当移动块21向下移动时，所述顶块23上的斜面28会与导向板18一侧的顶杆31相接触并挤压，从而带动导向板18向着槽口19的外侧转动，具体如图7-8所示，此时将导向板18与环形板17之间的空隙记为开口，当导向板18相对于槽口19向外转动时，所述导向板18的一端会插入至土壤中，因此，当连接筒1带动环形板17反向转动时，导向板18会围绕着柱状的土壤转动，转动的过程中导向板18能够将土壤通过开口铲入至容纳腔室16内部进行储存，从而完成对土壤的取样工作；

当需要将连接筒1移出钻孔时，可以通过电机再次带动连接筒1正向转动，此时连接筒1、连接环4会相对钻筒5转动，从而使得拉绳8组件恢复至初始的竖直状态，在此过程中，通过弹性部件25可以带动移动块21复位，进而使得顶块23与顶杆31错开，此时通过滑杆27与横板26的配合可以带动限位板24复位，进而带动导向板18向着槽口19的方向转动而复位，此时工作人员可以将设备整体向上提拉，从而带动连接筒1以及钻筒5移出钻孔，在此过程中，由于钻孔内柱状的土壤并没有断裂，从而避免了将钻孔内的土壤带出，因此，通过上述装置可以在不导出钻孔内土壤的前提下进行取样工作，避免了后期需要将土壤再次回填至钻孔内部的问题，简化了取样的步骤，使得取样的效率更加高效，同时，通过上述装置也可以针对不同深度的土壤进行取样，而避免了将整个钻孔内的土壤完全导出才能够得到所需要样本的问题。

综上所述，此装置通过取样组件与挤压组件的配合，取样过程中，通过挤压组件带动导向板18向外转动并使得导向板18的一端插入至土壤中，之后随着环形板17的转动，利用导向板18能够将柱状土壤的外层部分通过开口铲入至容纳腔室16内部进行储存，进而完成取样的作业，整个取样过程并不需要将钻孔内的土壤完全导出，因此，简化了取样的步骤，操作更加高效。

如图7所示，在安装槽10的内壁上固定连接有挡板22，所述挡板22位于开口处且与环形板17相接触；取样过程中，连接筒1以及钻筒5处于旋转的状态，且向着开口的方向转动，此时容纳腔室16内部的土壤在惯性作用力下会向着挡板22的方向移动并堆积在挡板22处，因此，通过设置的挡板22有利于对容纳腔室16内的土壤进行限位。

如图2、10-11所示，在连接环4上开设有绳槽9，所述滑块6上开设有与卡块7相配合的卡槽，所述拉绳8的顶端穿过连接环4并延伸至绳槽9内部，所述拉绳8与连接环4滑动配合；实际安装过程中，将环形板17置于安装槽10内，此时旋转连接环4使其与连接筒1螺纹连接，随着连接环4逐渐旋入至安装槽10内，其会对环形板17形成挤压并将其固定在安装槽10内，并且当连接环4安装完成后，连接环4上的绳槽9与连接筒1上的滑槽相对应，此时将拉绳8一端的卡块7插入至卡槽内，以实现卡块7与滑块6之间的连接，使得后期通过拉绳8可以带动滑块6向下移动；

当需要取出样本时，可以将卡块7从卡槽内拔出，此时旋转钻筒5以及连接环4将其从连接筒1的底端拆卸，之后再移出环形板17即可将土壤样本取出。

如图11所示，所述连接筒1上位于滑槽处开设有贯穿的通槽，而上述支杆34则穿过通槽并与连接筒1滑动配合，使得滑块6能够带动支杆34上下移动。

如图12所示，所述滑杆27延伸至套筒30内部的一端固定连接有挡盘，而套筒30端口部向内延伸形成与挡盘相配合的挡环，以此来避免滑杆27与套筒30脱离，所述套筒30内部设置有第一弹簧29，所述第一弹簧29设置于挡盘与套筒30内部端面之间，以此来实现滑杆27与套筒30之间的弹性连接。

如图13所示，实际应用时，装置整体还可以配合外部的压板32使用，压板32为圆盘状，且压板32的外径小于连接筒1的内径，在取出连接筒1的过程中，可以将压板32伸入至连接筒1内部对压在柱状土壤的顶部，从而进一步避免钻孔内的土壤被带出。

如图14所示，实际使用时，还可以在移动块21的内侧安装一电磁铁33，电磁铁33上电性连接有电线，电线沿着安装槽10向上延伸并穿过连接筒1，以便与外侧的电源相连接，此处，导向板18为铁制成，当取样完成后，电磁铁33带电，通过电磁铁33对导向板18的吸力可以进一步带动导向板18转动至槽口19内。

Claims (7)

1.一种地质构造的勘察装置，包括钻筒，其特征在于：所述钻筒的顶端设置有连接筒，且连接筒与钻筒之间通过连接环相连接，所述连接筒内部底端开设有安装槽，所述安装槽的内侧安装有环形板，所述环形板与安装槽之间形成容纳腔室；

所述环形板上开设有槽口，且槽口处铰接有取样组件，所述安装槽内壁上滑动设置有与取样组件相配合的挤压组件，当挤压组件在安装槽内部滑动并对取样组件形成压力时，所述取样组件相对于环形板向外转动从而打开所述槽口；

所述钻筒的顶端端面固定连接有定位环，且定位环上开设有缺口，所述连接环的底端端面开设有与定位环滑动配合的定位槽，所述定位环与定位槽的横截面均设置为T型，所述定位槽内部固定连接有固定块，且固定块设置于缺口内；

所述取样组件包括与环形板相铰接的导向板，所述导向板设置为弧形且铰接于槽口处，所述环形板靠近容纳腔室的一侧面上固定连接有套筒，所述套筒远离环形板的一端弹性连接有滑杆，滑杆远离套筒的一端固定连接有横板，所述横板的外侧设置有L型的限位板，所述限位板远离横板的一端与导向板固定连接；

所述挤压组件包括滑动设置于安装槽内壁上的移动块，所述移动块靠近环形板的一侧固定连接有多个顶块，顶块的顶部以及底部均设置为斜面，所述导向板靠近移动块的一侧面上固定连接有与顶块相配合的顶杆，所述连接筒的外侧壁上开设有滑槽，且滑槽内滑动设置有滑块，所述滑块与移动块之间固定连接有支杆，所述滑块的底端卡接有卡块，所述卡块与定位环之间固定设置有拉绳，所述安装槽的内部顶壁与移动块之间固定连接有弹性部件。

2.根据权利要求1所述的一种地质构造的勘察装置，其特征在于：所述安装槽的内壁上固定连接有挡板。

3.根据权利要求1所述的一种地质构造的勘察装置，其特征在于：所述连接环上开设有绳槽，所述拉绳的顶端穿过连接环并延伸至绳槽内部，所述滑块上开设有与卡块相配合的卡槽。

4.根据权利要求1所述的一种地质构造的勘察装置，其特征在于：所述连接筒上位于滑槽处开设有贯穿的通槽，所述支杆穿过通槽并与连接筒滑动配合。

5.根据权利要求1所述的一种地质构造的勘察装置，其特征在于：所述连接环的顶面上一体成型有凸环部，所述凸环部的内壁与连接环的内壁相平齐，所述凸环部与安装槽螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种地质构造的勘察装置，其特征在于：所述连接筒外侧设置有支撑板，所述连接筒穿过支撑板并与支撑板转动配合，且连接筒的外侧顶端固定套设有齿圈，所述齿圈的外侧啮合有齿轮。

7.根据权利要求1所述的一种地质构造的勘察装置，其特征在于：所述移动块的前后两侧均设置有挡条，所述挡条固定连接于安装槽的内壁上。