CN117571379B - 一种工程地质勘察用横向取样装置及取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程地质勘察用横向取样装置及取样方法。取样装置包括：底座（100）；驱动组件（200）；竖向钻进组件（300），与驱动组件（200）传动连接，并且竖向钻进组件（300）上开设有一个或多个取样孔（302）；封口组件（400），初始状态下封闭取样孔（302），向下移动至预定位置时露出取样孔（302）；横向推进组件（500），在封口组件（400）向下移动至预定位置时被封口组件（400）驱动横向移动；旋转取样组件（600），在横向推进组件（500）横向移动时被由取样孔（302）推进至竖向钻进组件（300）外，并同步旋转完成钻进取样。本发明的工程地质勘察用横向取样装置及取样方法，采用横向采样可以满足同一深度的岩土取样，操作简单，自动化程度高。

Description

一种工程地质勘察用横向取样装置及取样方法

技术领域

本发明涉及岩土勘探技术领域，特别是一种工程地质勘察用横向取样装置及取样方法。

背景技术

岩土取样监测分析是各种工程勘察设计、施工前必不可少的步骤，主要是通过岩土取样装置提取试验土壤作为试样测试地层相关参数，了解其基层性质。在进行岩土地质勘探的过程中，经常需要使用到采样装置对岩土进行采样处理，以便于对岩土的成分进行分析，岩土取样质量显得尤为重要。

而目前现有技术中的岩土取样装置一般为筒状结构，取样时将其旋转插入地面进行取样，导致在需要对深处样品进行取样时，筒体也会将表面的岩土取下，使得在钻探、取土过程中，岩土的结构非常容易被扰动，导致不同层次的岩土扰动混合，影响后续的检测结果。

另外，现有的取样设备有时过于笨重，需要机械设备来承载、移动和操作，不够便携，取样过程操作繁琐，通常需要多个环节的操作才能完成一次取样作业，自动化程度低，使得取样过程十分不便。

因此，根据工程实际需求研究一种新的工程地质勘察用横向取样装置来解决上述问题具有重要意义。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种工程地质勘察用横向取样装置及取样方法，以满足现场工程取样的需求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提供一种工程地质勘察用横向取样装置，包括，

底座，具有支撑组件；

驱动组件，安装在所述支撑组件上；

竖向钻进组件，安装在所述支撑组件上并与所述驱动组件传动连接，能够由所述驱动组件驱动旋转，以竖向钻入地层预定深度处，并且所述竖向钻进组件上开设有一个或多个取样孔；

封口组件，安装在所述竖向钻进组件内并能够上下移动，初始状态下封闭所述取样孔，向下移动至预定位置时露出所述取样孔；

横向推进组件，具有一组或多组，安装在所述竖向钻进组件内，在所述封口组件向下移动至预定位置时被所述封口组件驱动横向移动；

旋转取样组件，安装在所述竖向钻进组件内并与所述横向推进组件传动连接，在所述横向推进组件横向移动时被由所述取样孔推进至所述竖向钻进组件外，并同步旋转完成钻进取样。

在一个较佳实施例中，所述支撑组件包括：

立柱，固定连接在所述底座的中部；

套板，套设在所述立柱上，所述套板的一端固定连接有手柄，套板的另一端安装所述驱动组件和竖向钻进组件。

在一个较佳实施例中，所述驱动组件包括：

电机，安装在所述套板的另一端；

第一齿轮，连接在所述电机的输出轴上，并且所述竖向钻进组件的顶部安装有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合。

在一个较佳实施例中，所述竖向钻进组件包括钻筒，所述钻筒通过轴承转动安装在所述套板的另一端，并且钻筒的顶部安装有所述第二齿轮。

在一个较佳实施例中，所述封口组件包括：

推杆，一端伸出至所述竖向钻进组件顶部外；

弧形封口板，设置在所述竖向钻进组件内并连接所述推杆的另一端，所述弧形封口板贴合所述竖向钻进组件内壁，且弧形封口板上预设有一个或多个与一个或多个所述取样孔错开的孔位。

在一个较佳实施例中，所述横向推进组件包括：

第一齿板，具有一个或多个，安装在所述封口组件的内壁；

第三齿轮，两侧通过轴销转动安装在所述竖向钻进组件上，并能够在所述封口组件向下移动至预定位置时与所述第一齿板啮合；

两根折形引导臂，对称布置于所述横向推进组件左右两侧，一端与所述轴销固定连接，另一端活动连接于所述横向推进组件上。

在一个较佳实施例中，所述旋转取样组件包括：

取样锥筒，在所述竖向钻进组件内与所述取样孔对应，并且其前端形成有钻齿；

两个支撑导向条，对称固定设置在所述竖向钻进组件的内壁上；

带孔活动板，两侧卡接于两个所述支撑导向条上并能够前后滑动，并且所述取样锥筒的后端通过轴承转动安装在带孔活动板的圆孔中。

在一个较佳实施例中，所述带孔活动板的两侧突出有两个连接销轴，两个连接销轴与所述横向推进组件传动连接。

在一个较佳实施例中，所述旋转取样组件还包括：

两个倾斜导槽，对称固定设置在所述竖向钻进组件的内壁上，并且自所述取样锥筒的后端向前端由高到低倾斜设置；

第二齿板，其上部通过两个支撑杆分别滑动支撑在两个倾斜导槽中，下部与所述取样锥筒的后端滑动连接；

第四齿轮，其通过连接轴固定连接在所述取样锥筒的后端，并且与所述第二齿板啮合。

在一个较佳实施例中，所述旋转取样组件还包括导轨，固定连接在所述带孔活动板上，并且其上带有燕尾槽；所述第二齿板的一侧设置有燕尾条，所述燕尾条滑动卡接在燕尾槽中。

本发明还提供一种根据上述工程地质勘察用横向取样装置的取样方法，包括以下步骤：

S1，进行取样作业时，将取样装置放置于取样点，下压手柄带动套板向下运动，使竖向钻进组件向下接触地层；

S2，启动电机带动第一齿轮与第二齿轮啮合传动，使第二齿轮带动竖向钻进组件旋转，再继续进行下压作业，使竖向钻进组件向下钻入地层中预定深度处；

S3，转动转把，转把带动推杆在螺纹筒中向下旋进，使推杆带动弧形封口板向下运动；

S4，弧形封口板向下运动至其孔位接近取样孔时，第一齿板与第三齿轮啮合传动，第三齿轮通过轴销带动折形引导臂运动，使折形引导臂滑动到边缘并通过连接销轴带动带孔活动板平移运动，带孔活动板带动取样锥筒进行平移；

S5，同时，带孔活动板带动导轨和第二齿板运动，使支撑杆沿着倾斜导槽斜向下运动，同步带动第二齿板向下运动；

S6，第二齿板与第四齿轮啮合传动，使第四齿轮带动连接轴旋转，连接轴带动取样锥筒旋转，取样锥筒平移并保持旋转运动，穿出取样孔并通过钻齿钻入地层中取样。

本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明提供一种工程地质勘察用横向取样装置及取样方法。具体而言，至少可得到以下有益效果：

（1）该工程地质勘察用横向取样装置及取样方法，通过驱动组件带动竖向钻进组件旋转，并持续下压竖向钻进组件，使竖向钻进组件钻入岩土中的合适深度，并且控制推杆向下旋进，推杆带动弧形封口板向下使得孔位与取样孔对应，并且第一齿板与第三齿轮啮合传动，使折形引导臂通过连接销轴带动取样锥筒横向运动，同时支撑杆受到倾斜导槽斜面挤压带动第二齿板与第四齿轮啮合传动，使取样锥筒可以轻易旋转进入岩土中实现取样作业。显然，本发明的取样装置及其操作方法简单，各个部件相互驱动，下压推杆即可完成整个取样操作，操作便捷，自动化程度高。

（2）该工程地质勘察用横向取样装置及取样方法，采用横向采样可以满足同一深度的岩土取样，避免传统垂向插入导致岩土之间扰动混合影响检测精准的问题。

（3）该工程地质勘察用横向取样装置及取样方法，竖向钻进组件内可设置一组取样锥筒，当然设置两组或更多组取样锥筒将更为有利，两组或更多组取样锥筒可以分别进入深层和浅层的岩土中完成取样作业。

（4）该工程地质勘察用横向取样装置及取样方法，通过设置弧形封口板的孔位与取样孔在自然状态下相互错位，即封闭取样孔，确保整个竖向钻进组件能够在封闭无土体干扰的情况下顺利钻进地层合适深度处，并能够在打开以露出取样孔的情况下同步驱动横向推进组件带动旋转取样组件运动，设计巧妙。

应当理解，本发明任一实施方式的实现并不意味要同时具备或达到上述有益效果的多个或全部。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1示例性示出本发明一种取样装置的整体立体结构示意图。

图2示例性示出本发明一种取样装置中底座及支撑组件的结构示意图。

图3示例性示出本发明一种取样装置中竖向钻进组件的结构示意图。

图4示例性示出本发明一种取样装置中竖向钻进组件的剖面结构示意图。

图5示例性示出本发明一种取样装置中封口组件的结构示意图。

图6示例性示出本发明一种取样装置内部局部结构示意图。

图7示例性示出本发明一种取样装置内部另一视角的局部结构示意图。

图8示例性示出本发明一种取样装置中横向推进组件和旋转取样组件连接的结构示意图。

图9示例性示出本发明一种取样装置中横向推进组件立体结构示意图。

图10示例性示出本发明一种取样装置中锥筒背部的结构示意图。

图11示例性示出本发明一种取样装置中锥筒背部的另一视角结构示意图。

图12示例性示出本发明一种取样装置中第二齿板的结构示意图。

图中：

100、底座；101、底板；102、移动轮；103、调节组件；103a、固定块；103b、锁紧板；103c、横撑；103d、固定栓；103e、螺纹套；104、支撑组件；104a、立柱；104b、套板；104c、手柄；104d、拉簧；

200、驱动组件；201、电机；202、第一齿轮；

300、竖向钻进组件；301、钻筒；302、取样孔；303、第二齿轮；

400、封口组件；401、推杆；402、弧形封口板；403、螺纹筒；404、转把；405、孔位；406、伸缩杆；

500、横向推进组件；501、第一齿板；502、第三齿轮；503、轴销；504、折形引导臂；

600、旋转取样组件；601、取样锥筒；602、钻齿；603、带孔活动板；604、连接销轴；605、支撑导向条；606、倾斜导槽；607、第二齿板；608、支撑杆；609、第四齿轮；610、连接轴；611、导轨；612、燕尾条。

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明的描述中，术语“包括/包含”、“由……组成”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。

需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中心”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量，或者对先后顺序的限制。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1-12所示，本发明实施例提供的一种工程地质勘察用横向取样装置，主要包括：底座100，具有支撑组件104；驱动组件200，安装在支撑组件104上；竖向钻进组件300，安装在支撑组件104上并与驱动组件200传动连接，能够由驱动组件200驱动旋转，以竖向钻入待勘察地层预定深度处，并且竖向钻进组件300上开设有一个或多个取样孔302；封口组件400，安装在竖向钻进组件300内并能够上下移动，初始状态下封闭取样孔302，向下移动至预定位置时露出取样孔302；横向推进组件500，具有一组或多组，安装在竖向钻进组件300内，在封口组件400向下移动至预定位置时被封口组件400驱动横向移动；旋转取样组件600，安装在竖向钻进组件300内并与横向推进组件500传动连接，在横向推进组件500横向移动时被由取样孔302推进至竖向钻进组件300外，并同步旋转完成钻进取样。借助驱动组件200对竖向钻进组件300的驱动，同时封口组件400在初始状态下封闭取样孔302，使得竖向钻进组件300能够顺利钻入待勘察地层预定深度处，在钻入预定深度处时操作封口组件400向下移动露出取样孔302，此时又恰好能够驱动横向推进组件500横向移动，而横向推进组件500横向移动的同时带动旋转取样组件600由取样孔302推进至竖向钻进组件300外，并同步旋转完成钻进取样。如此，在地层同一深度处完成横向取样，避免不同深度处土体扰动混合，同时各部件之间相互驱动，一次操作即可完成，自动化程度高，取样操作便捷，极大提高了取样效率。

参见图2，在一些较佳实施例中，支撑组件104包括立柱104a和套板104b，立柱104a固定连接在底座100的中部；套板104b套设在立柱104a上，套板104b的一端固定连接有手柄104c，套板104b的另一端用于安装驱动组件200和竖向钻进组件300。通过设计套板104b套设在立柱104a上，套板104b可在立柱104a上进行上下滑动，便于平稳低向下按压，使得在需要取样时能够将竖向钻进组件300轻松地按下接触地层。套板104b上还可设有水平仪，方便观测竖向钻进组件300的竖直度。

较佳的，套板104b与立柱104a的顶部之间套设有拉簧104d，拉簧104d的拉力可以对套板104b辅助进行位置保持，并且拉簧104d的拉力可以辅助套板104b向上复位。当然，也可在立柱104a表面设置辅助定位结构以固定套板104b。

继续参见图2，在一些较佳实施例中，底座100包括底板101及固定在底板101上的调节组件103，支撑组件104连接在调节组件103上。结合附图2，底板101设置有左右两组，调节组件103包括横撑103c，两组底板101上均固定连接有固定块103a，横撑103c通过两个轴承转动连接在两个固定块103a上，横撑103c通过轴承可以相对于固定块103a顺利转动，使得支撑组件104能够转动一定角度，便于搬运和移动。另外，横撑103c两端设置有锁紧板103b，固定块103a上嵌装有螺纹套103e，螺纹套103e的内部螺纹连接有固定栓103d，固定栓103d旋转可以与螺纹套103e螺纹配合，使固定栓103d旋紧在锁紧板103b上，从而可以对横撑103c锁紧固定，保持在固定的角度和位置。进一步的，底板101的一端固定连接有两个移动轮102，将底板101倾斜翻转，使移动轮102支撑该装置，则可通过移动轮102转移该装置。

参见图2、图3，在一些较佳实施例中，驱动组件200包括电机201和第一齿轮202，电机201安装在套板104b的另一端，即与手柄104c相对的一端，套板104b在该端设计为带有壳体的空心结构，电机201具体内嵌在套板104b中，在电机201的输出轴上连接第一齿轮202，并且竖向钻进组件300通过轴承转动连接在套板104b上，竖向钻进组件300的顶部安装有第二齿轮303，第一齿轮202与第二齿轮303啮合实现传动。通过电机提供驱动力以及齿轮间的啮合传动，从而可以带动竖向钻进组件300顺利进行旋转运动，确保对竖向钻进组件300的稳定驱动。

本发明中，竖向钻进组件300包括钻筒301，钻筒301通过轴承转动安装在套板104b的另一端，并且钻筒301的顶部安装有第二齿轮303。容易理解，钻筒301为圆柱体，圆柱体具有外壳，外壳内部形成容纳空间，以用于安装封口组件400、横向推进组件500、旋转取样组件600，圆柱体底部带有锥形结构和螺旋。

参见图1、图4、图5，在一些较佳实施例中，封口组件400主要包括推杆401和弧形封口板402，推杆401一端伸出至竖向钻进组件300顶部外，弧形封口板402设置在竖向钻进组件300内并连接推杆401的另一端，弧形封口板402贴合竖向钻进组件300内壁，且弧形封口板402上预设有一个或多个与一个或多个取样孔302错开的孔位405。推杆401连接弧形封口板402，能够推动弧形封口板402沿竖向钻进组件300内壁上下移动，移动至预定位置时其上的孔位405与竖向钻进组件300的取样孔302针对，从而露出钻进取样通道。取样孔302可设计一个或多个，相应的孔位405对应设计一个或多个，从而在竖向钻进组件300内设计一组或多组横向推进组件500和旋转取样组件600（图中示出两组），从而可以一次钻进就能够钻取不同深度位置处的多组土样。另外，弧形封口板402的底部与钻筒301底壁之间固定连接有伸缩杆406，借助伸缩杆406可以对弧形封口板402进行导向，保持弧形封口板402上下平稳运动。

较佳的，封口组件400还包括一螺纹筒403，竖向钻进组件300的顶部预留通孔，螺纹筒403安装固定在通孔中，推杆401为螺纹杆，螺纹连接在螺纹筒403内，并且推杆401的顶端固定连接有转把404，底端转动连接在弧形封口板402上。当需要向下移动弧形封口板402时，只需转动转把404，转把404带动推杆401在螺纹筒403内转动，由于螺纹筒403固定在竖向钻进组件300顶部的通孔中，使得推杆401在转动时向下移动，从而推动弧形封口板402运动。借助螺纹型的推杆401推动弧形封口板402，较为省力，能够较为容易地实现。

参见图6-9，在一些较佳实施例中，横向推进组件500主要包括第一齿板501、第三齿轮502以及两根折形引导臂504。第一齿板501具有一个或多个，具体数量与取样孔302一致，安装在封口组件400的内壁，具体由封口组件400的内壁径向向内突出；第三齿轮502两侧通过轴销503转动安装在竖向钻进组件300上，并能够在封口组件400向下移动至预定位置时与第一齿板501啮合，从而能够由第一齿板501被带动；两根折形引导臂504对称布置于横向推进组件500左右两侧，一端与轴销503固定连接，另一端活动连接于横向推进组件500上。通过这样的设计，封口组件400向下按压时，第一齿板501与第三齿轮502啮合带动其转动，第三齿轮502转动带动两根折形引导臂504移动，两根折形引导臂504移动至行程结束时带动横向推进组件500横向移动，从而封口组件400向下移动的同时自动实现横向推进组件500横向移动，穿过孔位405并移动至取样孔302外进行取样。

继续参见图7、图10-11，在一些较佳实施例中，旋转取样组件600主要包括取样锥筒601、两个支撑导向条605以及带孔活动板603，取样锥筒601在竖向钻进组件300内与取样孔302对应，并且其前端形成有钻齿602，用于完成钻进取样；两个支撑导向条605对称固定设置在竖向钻进组件300的内壁上，用于支撑取样锥筒601并对其横向移动进行导向，确保横向平滑移动；带孔活动板603中心具有圆孔，两侧设置有卡槽，通过卡槽卡接于两个支撑导向条605上并能够前后滑动，并且取样锥筒601的后端通过轴承转动安装在带孔活动板603的圆孔中，使得带孔活动板603能够带动取样锥筒601平滑地横向移动，横向移动的同时确保取样锥筒601能够顺利自转。

较佳的，带孔活动板603的两侧突出有两个连接销轴604，两个连接销轴604与横向推进组件500传动连接，具体是卡接在两根折形引导臂504内，两根折形引导臂504带有条形的折形槽，使得折形槽移动至边缘时与连接销轴604发生相互作用。

继续参见图7、图10-12，在一些较佳实施例中，旋转取样组件600还包括两个倾斜导槽606、第二齿板607以及第四齿轮609，两个倾斜导槽606对称固定设置在竖向钻进组件300的内壁上，并且自取样锥筒601的后端向前端由高到低倾斜设置；第二齿板607竖向设置，其上部通过两个支撑杆608分别滑动支撑在两个倾斜导槽606中，下部与取样锥筒601的后端滑动连接；第四齿轮609通过连接轴610固定连接在取样锥筒601的后端，并且与第二齿板607啮合。如此设计，在带孔活动板603带动取样锥筒601一并向前横向移动时，带孔活动板603同时带动第二齿板607向前移动，由于第二齿板607上部通过两个支撑杆608滑动支撑在两个倾斜导槽606中，横向移动过程中两个倾斜导槽606给两个支撑杆608向下移动的趋势，从而使得第二齿板607同步向下移动，继而带动第四齿轮609转动，第四齿轮609通过连接轴610带动取样锥筒601转动，实现取样锥筒601向前横向移动的同时同步做旋转运动，从而由其前端的钻齿602顺利钻入地层完成取样。

进一步的，旋转取样组件600还包括导轨611，固定连接在带孔活动板603上，并且导轨611上带有燕尾槽；第二齿板607与导轨611对应的一侧设置有燕尾条612，燕尾条612滑动卡接在燕尾槽中，从而实现带孔活动板603带动第二齿板607同步向前移动，同时也确保第二齿板607能够在导轨611中上下平稳移动。

本发明所提供的工程地质勘察用横向取样装置的取样方法如下：

S1，进行取样作业时，将取样装置放置于取样点，下压手柄104c带动套板104b向下运动，使竖向钻进组件300向下接触地层；

整个取样装置由底板101支撑在地层上，并调整立柱104a的角度，使立柱104a带动横撑103c进行活动，并通过水平仪观测钻筒301的垂直性，调整后，再转动固定栓103d，固定栓103d旋紧抵接在锁紧板103b上，使横撑103c和立柱104a角度固定，然后下压手柄104c带动套板104b向下运动，套板104b带动拉簧104d形变，使钻筒301向下接触岩土表面。

S2，启动电机201带动第一齿轮202与第二齿轮303啮合传动，使第二齿轮303带动竖向钻进组件300旋转，再继续进行下压作业，使竖向钻进组件300向下钻入地层中预定深度处。

S3，当钻筒301向下钻入合适深度时，转动转把404，转把404带动推杆401在螺纹筒403中向下旋进，使推杆401带动弧形封口板402向下运动。

S4，弧形封口板402向下运动至其孔位405接近取样孔302时，第一齿板501与第三齿轮502啮合传动，第三齿轮502通过轴销503带动折形引导臂504运动，使折形引导臂504滑动到边缘并通过连接销轴604带动带孔活动板603平移运动，带孔活动板603带动取样锥筒601进行平移。

S5，同时，带孔活动板603带动导轨611和第二齿板607运动，使支撑杆608沿着倾斜导槽606斜向下运动，由于倾斜导槽606的存在，支撑杆608受到倾斜导槽606斜面挤压作用，同步带动第二齿板607向下运动。

S6，第二齿板607向下运动时与第四齿轮609啮合传动，使第四齿轮609带动连接轴610旋转，连接轴610带动取样锥筒601旋转，取样锥筒601平移并保持旋转运动，穿出取样孔302并通过钻齿602钻入地层中取样。

取样完成后，再反向操作推杆401，使弧形封口板402向上运动，并且第一齿板501与第三齿轮502反向啮合，使折形引导臂504带动连接销轴604复位，带孔活动板603带动取样锥筒601回缩进入钻筒301中，当取样锥筒601完全回缩进入钻筒301后，使弧形封口板402的孔位405向上完全与取样孔302错开，使取样孔302保持封闭。

在取出岩土样品时，通过拉簧104d辅助将套板104b向上拨动，使钻筒301取出，再反向转动固定栓103d，固定栓103d脱离锁紧板103b，此时即翻转立柱104a，使套板104b带动钻筒301翻转，钻筒301保持横向水平，使取样孔302朝下，并将样品容器置于取样孔302位置，此时再操作推杆401进行旋转，使推杆401再次带动弧形封口板402向取样孔302运动，并且第一齿板501与第三齿轮502啮合传动带动带孔活动板603和取样锥筒601平移，并且第二齿板607与第四齿轮609传动带动取样锥筒601旋转，使取样锥筒601再次伸出至取样孔302外，此时即可将取样锥筒601内部的样品取出存放，完成取样作业。必要时，可在取样锥筒601侧壁预留小窗，以辅助将内部的样品取出。

通过以上描述已经可知，本发明的工程地质勘察用横向取样装置及取样方法，操作简单，下压推杆即可完成整个取样操作，自动化程度高。竖向钻进组件内可设置一组、两组或更多组取样锥筒，两组或更多组取样锥筒可以分别进入深层和浅层的岩土中完成取样作业，而且采用横向采样可以满足同一深度的岩土取样，避免传统垂向插入导致岩土之间扰动混合影响检测精准的问题。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

Claims (8)

1.一种工程地质勘察用横向取样装置，其特征在于，包括：

底座（100），具有支撑组件（104）；

驱动组件（200），安装在所述支撑组件（104）上；

竖向钻进组件（300），安装在所述支撑组件（104）上并与所述驱动组件（200）传动连接，能够由所述驱动组件（200）驱动旋转，以竖向钻入地层预定深度处，并且所述竖向钻进组件（300）上开设有一个或多个取样孔（302）；

封口组件（400），安装在所述竖向钻进组件（300）内并能够上下移动，初始状态下封闭所述取样孔（302），向下移动至预定位置时露出所述取样孔（302）；

横向推进组件（500），具有一组或多组，安装在所述竖向钻进组件（300）内，在所述封口组件（400）向下移动至预定位置时被所述封口组件（400）驱动横向移动；

旋转取样组件（600），安装在所述竖向钻进组件（300）内并与所述横向推进组件（500）传动连接，在所述横向推进组件（500）横向移动时被由所述取样孔（302）推进至所述竖向钻进组件（300）外，并同步旋转完成钻进取样；所述旋转取样组件（600）包括：

取样锥筒（601），在所述竖向钻进组件（300）内与所述取样孔（302）对应，并且其前端形成有钻齿（602）；

两个支撑导向条（605），对称固定设置在所述竖向钻进组件（300）的内壁上；

带孔活动板（603），两侧卡接于两个所述支撑导向条（605）上并能够前后滑动，并且所述取样锥筒（601）的后端通过轴承转动安装在带孔活动板（603）的圆孔中；并且所述带孔活动板（603）的两侧突出有两个连接销轴（604），两个连接销轴（604）与所述横向推进组件（500）传动连接；以及

两个倾斜导槽（606），对称固定设置在所述竖向钻进组件（300）的内壁上，并且自所述取样锥筒（601）的后端向前端由高到低倾斜设置；

第二齿板（607），其上部通过两个支撑杆（608）分别滑动支撑在两个倾斜导槽（606）中，下部与所述取样锥筒（601）的后端滑动连接；

第四齿轮（609），其通过连接轴（610）固定连接在所述取样锥筒（601）的后端，并且与所述第二齿板（607）啮合。

2.根据权利要求1所述的工程地质勘察用横向取样装置，其特征在于，所述支撑组件（104）包括：

立柱（104a），固定连接在所述底座（100）的中部；

套板（104b），套设在所述立柱（104a）上，所述套板（104b）的一端固定连接有手柄（104c），套板（104b）的另一端安装所述驱动组件（200）和竖向钻进组件（300）。

3.根据权利要求2所述的工程地质勘察用横向取样装置，其特征在于，所述驱动组件（200）包括：

电机（201），安装在所述套板（104b）的另一端；

第一齿轮（202），连接在所述电机（201）的输出轴上，并且所述竖向钻进组件（300）的顶部安装有第二齿轮（303），所述第一齿轮（202）与第二齿轮（303）啮合。

4.根据权利要求3所述的工程地质勘察用横向取样装置，其特征在于，所述竖向钻进组件（300）包括钻筒（301），所述钻筒（301）通过轴承转动安装在所述套板（104b）的另一端，并且钻筒（301）的顶部安装有所述第二齿轮（303）。

5.根据权利要求1所述的工程地质勘察用横向取样装置，其特征在于，所述封口组件（400）包括：

推杆（401），一端伸出至所述竖向钻进组件（300）顶部外；

弧形封口板（402），设置在所述竖向钻进组件（300）内并连接所述推杆（401）的另一端，所述弧形封口板（402）贴合所述竖向钻进组件（300）内壁，且弧形封口板（402）上预设有一个或多个与一个或多个所述取样孔（302）错开的孔位（405）。

6.根据权利要求1所述的工程地质勘察用横向取样装置，其特征在于，所述横向推进组件（500）包括：

第一齿板（501），具有一个或多个，安装在所述封口组件（400）的内壁；

第三齿轮（502），两侧通过轴销（503）转动安装在所述竖向钻进组件（300）上，并能够在所述封口组件（400）向下移动至预定位置时与所述第一齿板（501）啮合；

两根折形引导臂（504），对称布置于所述横向推进组件（500）左右两侧，一端与所述轴销（503）固定连接，另一端活动连接于所述横向推进组件（500）上。

7.根据权利要求1所述的工程地质勘察用横向取样装置，其特征在于，所述旋转取样组件（600）还包括导轨（611），固定连接在所述带孔活动板（603）上，并且其上带有燕尾槽；所述第二齿板（607）的一侧设置有燕尾条（612），所述燕尾条（612）滑动卡接在燕尾槽中。

8.根据权利要求1-7任一项所述工程地质勘察用横向取样装置的取样方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，进行取样作业时，将取样装置放置于取样点，下压手柄（104c）带动套板（104b）向下运动，使竖向钻进组件（300）向下接触地层；

S2，启动电机（201）带动第一齿轮（202）与第二齿轮（303）啮合传动，使第二齿轮（303）带动竖向钻进组件（300）旋转，再继续进行下压作业，使竖向钻进组件（300）向下钻入地层中预定深度处；

S3，转动转把（404），转把（404）带动推杆（401）在螺纹筒（403）中向下旋进，使推杆（401）带动弧形封口板（402）向下运动；

S4，弧形封口板（402）向下运动至其孔位（405）接近取样孔（302）时，第一齿板（501）与第三齿轮（502）啮合传动，第三齿轮（502）通过轴销（503）带动折形引导臂（504）运动，使折形引导臂（504）滑动到边缘并通过连接销轴（604）带动带孔活动板（603）平移运动，带孔活动板（603）带动取样锥筒（601）进行平移；

S5，同时，带孔活动板（603）带动导轨（611）和第二齿板（607）运动，使支撑杆（608）沿着倾斜导槽（606）斜向下运动，同步带动第二齿板（607）向下运动；

S6，第二齿板（607）与第四齿轮（609）啮合传动，使第四齿轮（609）带动连接轴（610）旋转，连接轴（610）带动取样锥筒（601）旋转，取样锥筒（601）平移并保持旋转运动，穿出取样孔（302）并通过钻齿（602）钻入地层中取样。