CN116856847A - 一种岩层打孔设备及岩层采样方法 - Google Patents

一种岩层打孔设备及岩层采样方法 Download PDF

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CN116856847A CN202310830036.1A CN202310830036A CN116856847A CN 116856847 A CN116856847 A CN 116856847A CN 202310830036 A CN202310830036 A CN 202310830036A CN 116856847 A CN116856847 A CN 116856847A
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Abstract

本发明公开了一种岩层打孔设备及岩层采样方法，涉及取样设备技术领域；而本发明包括箱体，箱体的内部设有升降组件，箱体的外侧固定设有呈矩形阵列分布的支撑腿，支撑腿的底端固定设有稳定板，升降组件的底端设置有换向组件；通过升降组件可以方便调节取样组件和破碎组件的高度，通过取样组件分步操作可以方便浅层土壤和岩层分开取样，通过破碎组件可以对岩层进行破碎避免单一钻头磨损过大，这样就可以方便对山上浅层土壤和岩层进行取样，从而方便采样的目的；通过齿板带动齿轮转动，齿轮带动换向轴转动，换向轴带动换向板转动，使得换向板带动破碎组件转动并钻孔对齐，这样就可以方便对取样组件和破碎组件进行切换。

Description

一种岩层打孔设备及岩层采样方法
技术领域
本发明涉及取样设备技术领域，具体为一种岩层打孔设备及岩层采样方法。
背景技术
取土钻是采集土体样本的主要工具，广泛应用于岩土、地质、水利、农业土木工程等领域。为了保证实验的准确性，需要尽可能准确地取得目标深度土壤的土样，减少人为因素的干扰，以确定各项参数，为建立数值分析提供依据；
现有的打孔设备一般具有较长的打孔杆适用于对地下深层岩层取样，但对于土层较浅地方使用该设备进行取样较为浪费，特别是山体上的岩层进行取样时，该设备体积较大难以用常规手段运送到山上，且土层和岩层取样使用同一钻头会加快钻头的磨损，这就需要一种可以方便对土层较浅的岩层进行取样且体积较小的设备，针对上述问题，发明人提出一种岩层打孔设备及岩层采样方法用于解决上述问题。
发明内容
为了解决山体上土层较浅地方不便使用和使用同一钻头加快钻头磨损的问题；本发明的目的在于提供一种岩层打孔设备及岩层采样方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种岩层打孔设备，包括箱体，所述箱体的内部设有升降组件，所述箱体的外侧固定设有呈矩形阵列分布的支撑腿，所述支撑腿的底端固定设有稳定板，所述稳定板远离支撑腿的一侧固定设有呈矩形阵列分布的防脱钉，所述升降组件的底端设置有换向组件，所述换向组件上设置有对称分布的取样组件和破碎组件。
所述升降组件包括升降板，所述升降板位于所述箱体的内部，所述升降板的顶端固定设有对称分布的螺纹杆，所述螺纹杆的顶端活动贯穿箱体，所述螺纹杆的外侧螺纹套设有调节管，所述调节管的一端转动安装在箱体的顶端，所述调节管的外侧固定套设有皮带轮，所述皮带轮的外侧传动套设有第一皮带，所述箱体的顶端转动安装有传动轴，所述传动轴的外侧开设有环形槽，所述第一皮带传动套设在环形槽的内部，所述螺纹杆的顶端固定设有限位盘，通过传动轴转动，传动轴通过第一皮带带动皮带轮转动，皮带轮带动调节管转动，使得调节管带动螺纹杆向下移动，螺纹杆带动升降板移动，升降板带动换向组件移动，这样就可以方便调节取样组件和破碎组件的高度，从而方便进行采样工作，所述箱体的顶端固定设有安装板，所述安装板的顶端固定设有第一电机，所述第一电机输出轴的端部活动贯穿安装板并与所述传动轴的一端固定连接，安装板可以方便安装第一电机，第一电机可以为传动轴转动提供动力。
所述换向组件包括换向板，所述换向板的顶端固定设有换向轴，所述换向轴的顶端转动安装在升降板的底端，所述换向轴的外侧固定套设有齿轮，所述齿轮的外侧啮合有齿板，所述齿板的两端分别活动贯穿箱体，所述齿板的两端均固定设有限位板，所述限位板远离齿板的一侧固定设有把手，通过把手移动限位板，限位板带动齿板移动，使得齿板带动齿轮转动，齿轮带动换向轴转动，换向轴带动换向板转动，使得换向板带动破碎组件转动并钻孔对齐，这样就可以方便对取样组件和破碎组件进行切换。
所述取样组件包括取样钻头，所述取样钻头的顶端可拆卸安装有电动轴，所述换向板的顶端固定设有电动推杆，所述电动推杆的伸缩端活动贯穿换向板并与电动轴的顶端连接，所述取样钻头的顶端固定设有储存管，通过电动轴带动取样钻头转动，再通过电动推杆带动取样钻头向下移动，使得取样钻头对土壤层进行钻孔，并通过取样钻头的弧线槽将土壤输送到储存管内，通过分步操作可以方便土壤和岩层样品分开移出钻孔，从而达到方便取样。
所述破碎组件包括固定板和破碎柱，所述固定板固定安装在换向板上，所述固定板的外侧转动安装有第一转轴，所述第一转轴的外侧固定套设有转盘，所述转盘远离固定板的一侧转动安装有连接轴，所述连接轴的一端固定设有套设有连接杆，所述连接杆远离连接轴的一端固定贯穿有第二转轴，所述破碎柱的顶端开设有凹槽，所述第二转轴转动安装在凹槽的内部，所述破碎柱的底端固定设有多个破碎锥，通过第一转轴带动转盘转动，转盘带动连接轴转动，连接轴通过连接杆沿着第二转轴转动带动破碎柱上下往复移动，使得破碎锥对岩层进行破碎，这样就可以方便对岩层进行破碎处理，所述固定板远离转盘的一侧固定设有第二电机，所述第二电机的输出轴的端部活动贯穿固定板并与所述第一转轴的一端固定连接，第二电机可以为第一转轴转动提供动力，所述换向板的外侧固定贯穿有导向管，所述破碎柱的一端活动贯穿导向管，通过导向管可以可以破碎柱沿固定方向移动稳定。
所述箱体的外侧对称分布的T形滑槽，所述T形滑槽的内部滑动卡设有T形滑块，所述T形滑块的一端固定设有L形挡板，T形滑块在T形滑槽内移动可以方便L形挡板移动，L形挡板可以通过重力作用向下移动并与限位板贴合进行限位。
一种岩层采样方法，包括以下步骤：
S1：先将设备移动到采样处，再工具敲击稳定板，使得稳定板带动防脱钉插入土层内；
S2：再通过升降组件带动取样组件向下移动，再通过取样组件对土壤层进行钻孔，当钻到岩层后取样组件复位，并将钻孔内带出；
S3：随后，通过换向组件带动破碎组件转动，并使破碎柱与钻孔对齐，接着升降组件带动破碎柱插入钻孔内，再通过破碎组件对岩层进行破碎，岩层破碎完成后，升降组件带动破碎组件复位；
S4：然后，换向组件带动取样组件与钻孔对齐，使取样组件将岩层样品从钻孔内取出，并将岩层样品用专用容器进行储存；
S5：最后，将防脱钉从土壤中移出，并将设备移回原处。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、通过升降组件可以方便调节取样组件和破碎组件的高度，通过取样组件分步操作可以方便浅层土壤和岩层分开取样，通过破碎组件可以对岩层进行破碎避免单一钻头磨损过大，这样就可以方便对山上浅层土壤和岩层进行取样，从而方便采样的目的；
2、通过把手移动限位板，限位板带动齿板移动，使得齿板带动齿轮转动，齿轮带动换向轴转动，换向轴带动换向板转动，使得换向板带动破碎组件转动并钻孔对齐，这样就可以方便对取样组件和破碎组件进行切换，从而达到方便操作的目的。
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为本发明结构示意图。
图2为图1中A的结构放大图。
图3为本发明结构剖面示意图。
图4为本发明换向板及其连接结构示意图。
图5为本发明升降组件结构示意图。
图6为本发明破碎组件结构示意图。
图7为图6中B的结构放大图。
图8为本发明取土组件及其连接结构截断图。
图9为本发明箱体及其连接结构截断图。
图中：1、箱体；2、升降组件；21、升降板；22、螺纹杆；23、调节管；24、皮带轮；25、第一皮带；26、传动轴；27、环形槽；28、安装板；29、第一电机；210、限位盘；3、支撑腿；4、稳定板；5、换向组件；51、换向板；52、换向轴；53、齿轮；54、齿板；55、限位板；56、把手；57、T形滑槽；58、T形滑块；59、L形挡板；6、取样组件；61、取样钻头；62、电动轴；63、储存管；64、电动推杆；7、破碎组件；71、固定板；72、破碎柱；73、第一转轴；74、转盘；75、连接轴；76、导向管；77、凹槽；78、第二转轴；79、连接杆；710、破碎锥；711、第二电机；8、防脱钉。
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。
实施例：如图1-9所示，本发明提供了一种技术方案：一种岩层打孔设备，包括箱体1，箱体1的内部设有升降组件2，箱体1的外侧固定设有呈矩形阵列分布的支撑腿3，支撑腿3的底端固定设有稳定板4，稳定板4远离支撑腿3的一侧固定设有呈矩形阵列分布的防脱钉8，升降组件2的底端设置有换向组件5，换向组件5上设置有对称分布的取样组件6和破碎组件7。
升降组件2包括升降板21，升降板21位于箱体1的内部，升降板21的顶端固定设有对称分布的螺纹杆22，螺纹杆22的顶端活动贯穿箱体1，螺纹杆22的外侧螺纹套设有调节管23，调节管23的一端转动安装在箱体1的顶端，调节管23的外侧固定套设有皮带轮24，皮带轮24的外侧传动套设有第一皮带25，箱体1的顶端转动安装有传动轴26，传动轴26的外侧开设有环形槽27，第一皮带25传动套设在环形槽27的内部，螺纹杆22的顶端固定设有限位盘210。
通过采用上述技术方案，通过传动轴26转动，传动轴26通过第一皮带25带动皮带轮24转动，皮带轮24带动调节管23转动，使得调节管23带动螺纹杆22向下移动，螺纹杆22带动升降板21移动，升降板21带动换向组件5移动，这样就可以方便调节取样组件6和破碎组件7的高度，从而方便进行采样工作。
换向组件5包括换向板51，换向板51的顶端固定设有换向轴52，换向轴52的顶端转动安装在升降板21的底端，换向轴52的外侧固定套设有齿轮53，齿轮53的外侧啮合有齿板54，齿板54的两端分别活动贯穿箱体1，齿板54的两端均固定设有限位板55，限位板55远离齿板54的一侧固定设有把手56。
通过采用上述技术方案，通过把手56移动限位板55，限位板55带动齿板54移动，使得齿板54带动齿轮53转动，齿轮53带动换向轴52转动，换向轴52带动换向板51转动，使得换向板51带动破碎组件7转动并钻孔对齐，这样就可以方便对取样组件6和破碎组件7进行切换。
取样组件6包括取样钻头61，取样钻头61的顶端可拆卸安装有电动轴62，换向板51的顶端固定设有电动推杆64，电动推杆64的伸缩端活动贯穿换向板51并与电动轴62的顶端连接，取样钻头61的顶端固定设有储存管63。
通过采用上述技术方案，通过电动轴62带动取样钻头61转动，再通过电动推杆64带动取样钻头61向下移动，使得取样钻头61对土壤层进行钻孔，并通过取样钻头61的弧线槽将土壤输送到储存管63内，通过分步操作可以方便土壤和岩层可以方便分开取样，从而达到方便取样。
破碎组件7包括固定板71和破碎柱72，固定板71固定安装在换向板51上，固定板71的外侧转动安装有第一转轴73，第一转轴73的外侧固定套设有转盘74，转盘74远离固定板71的一侧转动安装有连接轴75，连接轴75的一端固定设有套设有连接杆79，连接杆79远离连接轴75的一端固定贯穿有第二转轴78，破碎柱72的顶端开设有凹槽77，第二转轴78转动安装在凹槽77的内部，破碎柱72的底端固定设有多个破碎锥710。
通过采用上述技术方案，通过第一转轴73带动转盘74转动，转盘74带动连接轴75转动，连接轴75通过连接杆79沿着第二转轴78转动带动破碎柱72上下往复移动，使得破碎锥710对岩层进行破碎，这样就可以方便对岩层进行破碎处理避免单一钻头磨损过大。
箱体1的顶端固定设有安装板28，安装板28的顶端固定设有第一电机29，第一电机29输出轴的端部活动贯穿安装板28并与传动轴26的一端固定连接。
通过采用上述技术方案，安装板28可以方便安装第一电机29，第一电机29可以为传动轴26转动提供动力。
箱体1的外侧对称分布的T形滑槽57，T形滑槽57的内部滑动卡设有T形滑块58，T形滑块58的一端固定设有L形挡板59。
通过采用上述技术方案，T形滑块58在T形滑槽57内移动可以方便L形挡板59移动，L形挡板59可以通过重力作用向下移动并与限位板55贴合进行限位。
固定板71远离转盘74的一侧固定设有第二电机711，第二电机711的输出轴的端部活动贯穿固定板71并与第一转轴73的一端固定连接。
通过采用上述技术方案，第二电机711可以为第一转轴73转动提供动力。
换向板51的的外侧固定贯穿有导向管76，破碎柱72的一端活动贯穿导向管76。
通过采用上述技术方案，通过导向管76可以可以破碎柱72沿固定方向移动稳定。
一种岩层采样方法，包括以下步骤：
S1：先将设备移动到采样处，再工具敲击稳定板4，使得稳定板4带动防脱钉8插入土层内；
S2：再通过升降组件2带动取样组件6向下移动，再通过取样组件6对土壤层进行钻孔，当钻到岩层后取样组件6复位，并将钻孔内带出；
S3：随后，通过换向组件5带动破碎组件7转动，并使破碎柱72与钻孔对齐，接着升降组件2带动破碎柱72插入钻孔内，再通过破碎组件7对岩层进行破碎，岩层破碎完成后，升降组件2带动破碎组件7复位；
S4：然后，换向组件5带动取样组件6与钻孔对齐，使取样组件6将岩层样品从钻孔内取出，并将岩层样品用专用容器进行储存；
S5：最后，将防脱钉8从土壤中移出，并将设备移回原处。
工作原理：首先，将设备移动到采样处，再工具敲击稳定板4，使得稳定板4带动防脱钉8插入土层内，这样可以使设备更稳定，再启动第一电机29，使得第一电机29开始工作，第一电机29输出轴的端部带动传动轴26转动，传动轴26通过第一皮带25带动皮带轮24转动，皮带轮24带动调节管23转动，使得调节管23带动螺纹杆22向下移动，螺纹杆22带动升降板21移动，升降板21带动换向组件5移动，这样就可以方便调节取样组件6和破碎组件7的高度，从而方便进行采样工作，随后，启动电动轴62，使得电动轴62高速转动，电动轴62带动取样钻头61转动，再启动电动推杆64，使得电动推杆64带动取样钻头61向下移动，使得取样钻头61对土壤层进行钻孔，并通过取样钻头61的弧线槽将土壤输送到储存管63内，当钻到岩层后，电动推杆64带动取样钻头61复位，并通过储存管63将土壤从钻孔内移出，避免多余土壤影响对岩层的采样，接着升降组件2带动换向组件5复位，再向上移动其中一个L形挡板59，使得L形挡板59从限位板55上移出，然后通过把手56移动限位板55，限位板55带动齿板54移动，使得齿板54带动齿轮53转动，齿轮53带动换向轴52转动，换向轴52带动换向板51转动，使得换向板51带动破碎组件7转动并钻孔对齐，这样就可以方便对取样组件6和破碎组件7进行切换，同时限位板55与箱体1贴合时L形挡板59通过重力作用向下移动并与限位板55贴合进行限位，这样就可以避免齿板54出现移动的情况，之后通过升降组件2带动破碎柱72移入钻孔内，再启动第二电机711，使得第二电机711开始工作，第二电机711输出轴的端部带动第一转轴73转动，第一转轴73带动转盘74转动，转盘74带动连接轴75转动，连接轴75通过连接杆79沿着第二转轴78转动带动破碎柱72上下往复移动，使得破碎锥710对岩层进行破碎，这样就可以方便对岩层进行破碎处理，然后升降组件2带动破碎组件7复位，换向组件5带动取样组件6与钻孔对齐，取样钻头61将岩层样品输送到储存管63内，取样钻头61复位将岩层样品取出，并将岩层样品用专用容器进行储存。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种岩层打孔设备，包括箱体(1)，其特征在于：所述箱体(1)的内部设有升降组件(2)，所述箱体(1)的外侧固定设有呈矩形阵列分布的支撑腿(3)，所述支撑腿(3)的底端固定设有稳定板(4)，所述稳定板(4)远离支撑腿(3)的一侧固定设有呈矩形阵列分布的防脱钉(8)，所述升降组件(2)的底端设置有换向组件(5)，所述换向组件(5)上设置有对称分布的取样组件(6)和破碎组件(7)。
2.如权利要求1所述的一种岩层打孔设备，其特征在于，所述升降组件(2)包括升降板(21)，所述升降板(21)位于所述箱体(1)的内部，所述升降板(21)的顶端固定设有对称分布的螺纹杆(22)，所述螺纹杆(22)的顶端活动贯穿箱体(1)，所述螺纹杆(22)的外侧螺纹套设有调节管(23)，所述调节管(23)的一端转动安装在箱体(1)的顶端，所述调节管(23)的外侧固定套设有皮带轮(24)，所述皮带轮(24)的外侧传动套设有第一皮带(25)，所述箱体(1)的顶端转动安装有传动轴(26)，所述传动轴(26)的外侧开设有环形槽(27)，所述第一皮带(25)传动套设在环形槽(27)的内部，所述螺纹杆(22)的顶端固定设有限位盘(210)。
3.如权利要求2所述的一种岩层打孔设备，其特征在于，所述换向组件(5)包括换向板(51)，所述换向板(51)的顶端固定设有换向轴(52)，所述换向轴(52)的顶端转动安装在升降板(21)的底端，所述换向轴(52)的外侧固定套设有齿轮(53)，所述齿轮(53)的外侧啮合有齿板(54)，所述齿板(54)的两端分别活动贯穿箱体(1)，所述齿板(54)的两端均固定设有限位板(55)，所述限位板(55)远离齿板(54)的一侧固定设有把手(56)。
4.如权利要求3所述的一种岩层打孔设备，其特征在于，所述取样组件(6)包括取样钻头(61)，所述取样钻头(61)的顶端可拆卸安装有电动轴(62)，所述换向板(51)的顶端固定设有电动推杆(64)，所述电动推杆(64)的伸缩端活动贯穿换向板(51)并与电动轴(62)的顶端连接，所述取样钻头(61)的顶端固定设有储存管(63)。
5.如权利要求3所述的一种岩层打孔设备，其特征在于，所述破碎组件(7)包括固定板(71)和破碎柱(72)，所述固定板(71)固定安装在换向板(51)上，所述固定板(71)的外侧转动安装有第一转轴(73)，所述第一转轴(73)的外侧固定套设有转盘(74)，所述转盘(74)远离固定板(71)的一侧转动安装有连接轴(75)，所述连接轴(75)的一端固定设有套设有连接杆(79)，所述连接杆(79)远离连接轴(75)的一端固定贯穿有第二转轴(78)，所述破碎柱(72)的顶端开设有凹槽(77)，所述第二转轴(78)转动安装在凹槽(77)的内部，所述破碎柱(72)的底端固定设有多个破碎锥(710)。
6.如权利要求2所述的一种岩层打孔设备，其特征在于，所述箱体(1)的顶端固定设有安装板(28)，所述安装板(28)的顶端固定设有第一电机(29)，所述第一电机(29)输出轴的端部活动贯穿安装板(28)并与所述传动轴(26)的一端固定连接。
7.如权利要求3所述的一种岩层打孔设备，其特征在于，所述箱体(1)的外侧对称分布的T形滑槽(57)，所述T形滑槽(57)的内部滑动卡设有T形滑块(58)，所述T形滑块(58)的一端固定设有L形挡板(59)。
8.如权利要求5所述的一种岩层打孔设备，其特征在于，所述固定板(71)远离转盘(74)的一侧固定设有第二电机(711)，所述第二电机(711)的输出轴的端部活动贯穿固定板(71)并与所述第一转轴(73)的一端固定连接。
9.如权利要求5所述的一种岩层打孔设备，其特征在于，所述换向板(51)的外侧固定贯穿有导向管(76)，所述破碎柱(72)的一端活动贯穿导向管(76)。
10.一种岩层采样方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：先将设备移动到采样处，再工具敲击稳定板(4)，使得稳定板(4)带动防脱钉(8)插入土层内；
S2：再通过升降组件(2)带动取样组件(6)向下移动，再通过取样组件(6)对土壤层进行钻孔，当钻到岩层后取样组件(6)复位，并将钻孔内带出；
S3：随后，通过换向组件(5)带动破碎组件(7)转动，并使破碎柱(72)与钻孔对齐，接着升降组件(2)带动破碎柱(72)插入钻孔内，再通过破碎组件(7)对岩层进行破碎，岩层破碎完成后，升降组件(2)带动破碎组件(7)复位；
S4：然后，换向组件(5)带动取样组件(6)与钻孔对齐，使取样组件(6)将岩层样品从钻孔内取出，并将岩层样品用专用容器进行储存；
S5：最后，将防脱钉(8)从土壤中移出，并将设备移回原处。
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