CN117723340B - 一种煤矿注浆充填区域的取样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及矿区环境治理技术领域，具体是涉及一种煤矿注浆充填区域的取样装置，包括安装筒和套设于安装筒底部的钻头，安装筒为空心结构设置，安装筒的中央设置有主杆，安装筒内设置有驱动机构、转换架、取样组件和定位组件；钻头的底部设置有出料口，出料口上设置有挡料机构，挡料机构与驱动架传动连接，本发明通过转动的转换架的设置，能对于多个取样管进行存储，配合取样组件使得设备能在地下就能完成对于取样管的切换，使得设备能多次对土壤进行取样，提高设备适配性，且在设备不上移的情况下能对于不同深度的土壤中的土壤进行取样作业，提高对于土壤的取样效率，便于后续对于煤矿注浆充填区域的监测。
Description
技术领域
本发明涉及矿区环境治理技术领域，具体是涉及一种煤矿注浆充填区域的取样装置。
背景技术
随着城市化进程推进，前期通过矿山发展起来的能源和资源型城市的城市规划、空间布局受到采空塌陷的制约，目前各地区不仅对采空区充填、回填加固技术进行探索实践，还对治理前和治理后采空区塌陷地的岩层监测提出了要求，但目前缺乏一体化的采空区塌陷地岩层检测设备，中国专利CN114152469B一种采空区塌陷地岩层检测设备，包括移动固定部分、钻地取样部分；移动固定部分可以移动到指定位置固定住，也可以辅助钻地取样部分钻到土里，也可以将钻地取样部分从土里拉出来并将样本保存好；通过伺服电机E驱动带着圆形支架转动，圆形支架带着挡板滑动，来使挡板打开或者关闭，防止了土进入到钻地取样部分内部从而造成设备故障，影响工作进度；此发明提供了一种采空区塌陷地岩层检测设备，可以对采空区地岩层取样进行检测以方便对治理前、后的岩层的稳定性，但是此发明在每次取样后均需要将设备移出地面将样本取出，在土壤深度较浅的取样时效率还能有所保障，有时在取样时需要对于土壤下方不同深度不同点位的土壤进行取样，每次将样本取出会造成时间上的浪费，影响对于煤矿注浆充填区域的监测效率和效果。
发明内容
针对上述问题，提供一种煤矿注浆充填区域的取样装置，本发明通过转动的转换架的设置，能对于多个取样管进行存储，配合取样组件使得设备能在地下就能完成对于取样管的切换，使得设备能多次对土壤进行取样，提高设备适配性，且在设备不上移的情况下能对于不同深度的土壤中的土壤进行取样作业，提高对于土壤的取样效率，便于后续对于煤矿注浆充填区域的监测。
为解决现有技术问题，本发明提供一种煤矿注浆充填区域的取样装置，包括安装筒和套设于安装筒底部的钻头，安装筒为空心结构设置，安装筒的中央设置有主杆，安装筒内设置有驱动机构、转换架、取样组件和定位组件；驱动机构设置于主杆的内部，驱动机构上设置有能沿主杆的轴线方向滑动的驱动架；转换架能转动的套设于主杆上，转换架上设置有多个等距环绕于其轴线的放置架，每个放置架上均设置有与其卡接配合的取样管；取样组件设置于转换架的旁侧，取样组件用于将放置架上的取样管放置于驱动架的下方；定位组件能转动的设置于驱动架上，且定位组件上设置有与驱动机构传动连接的传动组件，传动组件用于带动定位组件转动；钻头的底部设置有出料口，出料口上设置有挡料机构，挡料机构与驱动架传动连接。
优选的，驱动机构还包括丝杆和第一旋转驱动电机，丝杆呈竖直状态能转动的设置于主杆的内部，第一旋转驱动电机设置于丝杆的顶部，丝杆与第一旋转驱动电机的输出轴传动连接，驱动架包括驱动环、抵接环和多个连接柱，驱动环套设于丝杆上且与其螺纹配合，多个连接柱等距环绕于驱动环的轴线设置，抵接环固定连接于多个连接柱的底部，且多个连接柱贯穿通过主杆的底部并与其滑动配合。
优选的，传动组件包括安装环和六棱柱，安装环能转动的设置于抵接环上，六棱柱呈竖直状态固定连接于安装环的顶部，丝杆为空心的结构设置，丝杆上设置有与六棱柱相互匹配的安装孔，六棱柱贯穿通过主杆的底部与套设于丝杆的内部，定位组件固定连接于安装环的底部。
优选的，安装筒的底部还设置有隔板，隔板上位于取样组件的下方设置有缺口，隔板的中央设置有往主杆的方向延伸的凹槽，定位组件包括定位环、第一电磁铁、多个第一磁吸块和多个第一弹性件，定位环固定连接于安装环的下方，定位环的底部还设置有环形的限位板，第一电磁铁为环形结构，第一电磁铁固定连接于凹槽内，多个第一磁吸块能沿定位环的径向滑动的设置于定位环上，且多个第一磁吸块等距环绕于定位环的轴线设置，多个第一弹性件分别套设于多个第一磁吸块上，第一弹性件的两端分别与定位环的外壁和第一磁吸块上远离定位环的外壁的一侧固定连接，取样管的顶部设置有与多个第一磁吸块相互匹配的连接孔，当第一电磁铁通电时，多个第一磁吸块均与第一电磁铁磁性连接。
优选的，挡料机构包括传动架、连接环、两个弹性的伸缩杆、两个挡板、两个第二弹性件和两个导向柱，两个挡板呈镜像对称状态设置于出料口的两侧，且两个挡板能相对滑动的设置于出料口上，两个第二弹性件分别位于两个挡板上相互远离的一侧，第二弹性件的两端分别与钻头的内壁和挡板固定连接，两个导向柱均呈竖直状态固定连接于隔板的下方，传动架套设于两个导向柱上，传动架的中央设置有与限位板相互匹配的传动环，连接环能转动的套设于传动环上，两个伸缩杆呈镜像对称状态分别设置于连接环的两侧，伸缩杆的两端分别与挡板和连接环铰接。
优选的，转换架上设置有与其固定连接的齿圈，安装筒的内部位于转换架的上方设置有沿安装筒的径向延伸的安装板，安装板上设置有能转动的旋转轴和用于带动旋转轴的第二旋转驱动电机，旋转轴上设置有与齿圈啮合连接的齿轮，多个放置架均为两个半圆环形的弹性夹片组成。
优选的，取样组件包括拾取杆、夹持组件、两个支撑轴、两个第一摆动杆，主杆上设置有两个安装架，两个支撑轴均呈水平状态分别能转动的设置于两个安装架上，两个第一摆动杆分别套设于两个支撑轴上，且两个第一摆动杆相互平行，拾取杆铰接于两个第一摆动杆上远离支撑轴的一端，且拾取杆与主杆的轴线相互平行，夹持组件固定连接于拾取杆的底部。
优选的，取样组件还包括蜗轮、蜗杆和第三旋转驱动电机，蜗轮套设于其中一个支撑轴上，蜗杆能转动的设置于蜗轮的上方，且蜗杆与蜗轮啮合连接，第三旋转驱动电机设置于蜗杆的旁侧，且蜗杆与第三旋转驱动电机的输出轴传动连接。
优选的，夹持组件包括夹持架、滑块、夹持板和两个夹持杆，夹持架固定连接于拾取杆的底部，且夹持架往靠近主杆的一侧延伸，夹持板固定连接于夹持架上远离主杆的一侧，夹持板上设置有第二电磁铁，滑块能滑动的设置于夹持架的底部，且滑块的底部设置有滑轮，滑块上设置有第二磁吸块，当第二电磁铁通电时，第二磁吸块均与第二电磁铁磁性连接，第二磁吸块与第二电磁铁之间设置有第三弹性件，两个夹持杆分别能相对转动的设置于夹持架的两端上，两个夹持杆上均设置有沿其长度方向延伸的滑轨，滑轨套设于滑块的滑轮上。
优选的，安装筒的外侧套设有转动筒，转动筒与钻头传动连接，转动筒和钻头上设置有螺旋状的叶片。
本发明相比较于现有技术的有益效果是：
1.本发明通过转动的转换架的设置，能对于多个取样管进行存储，配合取样组件使得设备能在地下就能完成对于取样管的切换，使得设备能多次对土壤进行取样，提高设备适配性，且在设备不上移的情况下能对于不同深度的土壤中的土壤进行取样作业，提高对于土壤的取样效率，便于后续对于煤矿注浆充填区域的监测；
2.本发明通过驱动架、驱动机构和传动组件的设置，使得取样管在移动的同时能产生自转，降低其对于土壤的取样难度，延长取样管的使用寿命，通过挡料机构与驱动架传动连接的设置，使得挡料机构无需配备独立的驱动源，降低设备的成本。
附图说明
图1是一种煤矿注浆充填区域的取样装置的立体结构示意图一。
图2是一种煤矿注浆充填区域的取样装置的立体结构示意图二。
图3是一种煤矿注浆充填区域的取样装置的剖面结构示意图一。
图4是一种煤矿注浆充填区域的取样装置的剖面结构示意图二。
图5是一种煤矿注浆充填区域的取样装置中安装筒内部的立体结构示意图一。
图6是一种煤矿注浆充填区域的取样装置中转换架和挡料机构的正视图。
图7是一种煤矿注浆充填区域的取样装置中驱动架和定位组件的立体结构示意图。
图8是一种煤矿注浆充填区域的取样装置中驱动机构的爆炸图。
图9是一种煤矿注浆充填区域的取样装置夹持组件的立体结构示意图一。
图10是一种煤矿注浆充填区域的取样装置中夹持组件的立体结构示意图二。
图11是一种煤矿注浆充填区域的取样装置中转换架和驱动架的立体结构示意图。
图12是一种煤矿注浆充填区域的取样装置中隔板的立体结构示意图。
图13是一种煤矿注浆充填区域的取样装置中转换架和驱动机构的局部的立体结构示意图。
图14是一种煤矿注浆充填区域的取样装置中安装筒内部的立体结构示意图二。
图15是一种煤矿注浆充填区域的取样装置中取样管的立体结构示意图。
图中标号为：
1-安装筒；11-主杆；111-安装架；12-驱动机构；121-驱动架；1211-驱动环；1212-抵接环；1213-连接柱；122-丝杆；1221-安装孔；123-第一旋转驱动电机；13-转换架；131-放置架；132-取样管；1321-连接孔；133-齿圈；14-安装板；141-齿轮；142-旋转轴；143-第二旋转驱动电机；15-取样组件；151-传动组件；1511-安装环；1512-六棱柱；152-拾取杆；153-夹持组件；1531-夹持架；15311-夹持板；15312-第二电磁铁；1532-滑块；15321-滑轮；15322-第三弹性件；15323-第二磁吸块；1533-夹持杆；15331-滑轨；154-支撑轴；1541-第一摆动杆；1542-蜗轮；1543-蜗杆；1544-第三旋转驱动电机；16-定位组件；161-定位环；1611-限位板；162-第一磁吸块；1621-第一弹性件；163-第一电磁铁；17-隔板；171-凹槽；172-缺口；18-转动筒；181-叶片；2-钻头；21-出料口；22-挡料机构；221-传动架；2211-导向柱；2212-传动环；222-连接环；2221-伸缩杆；223-挡板；2231-第二弹性杆。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1至图6和图11至图14所示：一种煤矿注浆充填区域的取样装置，包括安装筒1和套设于安装筒1底部的钻头2，安装筒1为空心结构设置，安装筒1的中央设置有主杆11，安装筒1内设置有驱动机构12、转换架13、取样组件15和定位组件16；驱动机构12设置于主杆11的内部，驱动机构12上设置有能沿主杆11的轴线方向滑动的驱动架121；转换架13能转动的套设于主杆11上，转换架13上设置有多个等距环绕于其轴线的放置架131，每个放置架131上均设置有与其卡接配合的取样管132；取样组件15设置于转换架13的旁侧，取样组件15用于将放置架131上的取样管132放置于驱动架121的下方；定位组件16能转动的设置于驱动架121上，且定位组件16上设置有与驱动机构12传动连接的传动组件151，传动组件151用于带动定位组件16转动；钻头2的底部设置有出料口21，出料口21上设置有挡料机构22，挡料机构22与驱动架121传动连接。
首先将取样管132放置于安装筒1内的转换架13上，通过转换架13上的多个放置架131对于取样管132进行存储，通过卡接配合使得取样管132能稳定的设置于转换架13上，通过钻头2的转动带动安装筒1能移动至不同深度的地下进行取样，在需要取样时，首先钻头2停止转动，通过转换架13带动取样管132转动至取样组件15处，通过取样组件15将放置架131上的取样管132取出放置于驱动架121的下方，此时通过驱动机构12启动带动驱动架121沿主杆11的轴线方向进行滑动，通过驱动架121带动定位组件16套设于取样管132上，通过定位组件16对于取样管132进行固定，此时取样组件15松开对于取样管132的夹持，取样管132会随驱动架121继续移动，由于定位组件16的作用，使得取样管132能沿主杆11的轴线方向进行滑动，于此同时驱动架121的移动带动挡料机构22的移动，使得挡料机构22能打开出料口21，使得取样管132在驱动架121的推动下能沿出料口21进入土壤中，从而使得土壤被挤入取样管132内，从而完成取样，考虑到地下土壤部分会存在较硬的土块，取样管132在插入土壤时可能需要极大的驱动力，为了降低取样管132对于土壤的取样难度，同时为了防止取样管132的损坏，通过与驱动机构12传动连接的传动组件151，使得定位组件16能被驱动机构12带动产生转动，通过定位组件16的转动带动了取样管132的转动，使得取样管132在被驱动架121带动时还能产生自转，从而使其能更好的插入土壤，使得土壤能更容易的被收集，在土壤被挤入取样管132后，通过驱动架121的复位带动取样管132回到钻头2的内部，此时挡料机构22随着驱动架121的复位而对出料口21进行关闭，从而方便后续钻头2对于土壤的掘进，取样组件15再次回到取样管132的旁侧，在定位组件16松开对于取样管132的定位后，取样组件15对于取样管132进行夹持并带动其回到转换架13的放置架131上，通过转换架13的转动使得装有土壤的取样管132移走，而未装有的土壤的取样管132移动至取样组件15的旁侧，方便取样组件15的再次作业，在钻头2带动转动筒18移动至其他的区域再次取样时，重复上述步骤，通过转换架13的设置，能对于多个取样管132进行存储，使得设备能在地下就能完成对于取样管132的切换，使得设备能多次对土壤进行取样，提高设备适配性，且在设备不上移的情况下能对于不同深度的土壤中的土壤进行取样作业，提高对于土壤的取样效率，便于后续对于煤矿注浆充填区域的监测，通过驱动架121、驱动机构12和传动组件151的设置，使得取样管132在移动的同时能产生自转，降低其对于土壤的取样难度，延长取样管132的使用寿命，通过挡料机构22与驱动架121传动连接的设置，使得挡料机构22无需配备独立的驱动源，降低设备的成本。
如图2至图8、图11、图13和图14所示：驱动机构12还包括丝杆122和第一旋转驱动电机123，丝杆122呈竖直状态能转动的设置于主杆11的内部，第一旋转驱动电机123设置于丝杆122的顶部，丝杆122与第一旋转驱动电机123的输出轴传动连接，驱动架121包括驱动环1211、抵接环1212和多个连接柱1213，驱动环1211套设于丝杆122上且与其螺纹配合，多个连接柱1213等距环绕于驱动环1211的轴线设置，抵接环1212固定连接于多个连接柱1213的底部，且多个连接柱1213贯穿通过主杆11的底部并与其滑动配合。
通过启动第一旋转驱动电机123，第一旋转驱动电机123的输出轴带动了与其传动连接的丝杆122的转动，通过丝杆122的转动带动了与其螺纹配合的驱动环1211的移动，由于驱动环1211的下方固定连接有多个连接柱1213，其连接柱1213贯穿通过主杆11的底部并与其滑动配合，使得驱动环1211能沿主杆11的轴线方向进行滑动，从而通过连接柱1213带动抵接环1212的移动，通过抵接环1212带动取样管132移动，使得取样管132插入土壤的内部。
如图2至图8、图11、图13和图14所示：传动组件151包括安装环1511和六棱柱1512，安装环1511能转动的设置于抵接环1212上，六棱柱1512呈竖直状态固定连接于安装环1511的顶部，丝杆122为空心的结构设置，丝杆122上设置有与六棱柱1512相互匹配的安装孔1221，六棱柱1512贯穿通过主杆11的底部与套设于丝杆122的内部，定位组件16固定连接于安装环1511的底部。
通过第一旋转驱动电机123的输出轴带动丝杆122的转动，丝杆122通过其安装孔1221带动了六棱柱1512的转动，通过六棱柱1512的转动带动了安装环1511的转动，通过安装环1511的转动带动了定位组件16的转动，由此能通过定位组件16带动取样管132进行转动，通过六棱柱1512的设置，使得传动组件151在随抵接环1212移动时，六棱柱1512能在丝杆122的安装孔1221内滑动且不会影响两者之间的传动，由此使得定位组件16在对取样管132进行定位后，使得取样管132在移动的同时能产生自转，便于其对于土壤进行取样，延长取样管132的使用寿命，提高对于土壤的取样效率，从而方便后续对于煤矿注浆充填区域的监测。
如图3至图8、图12和图15安装筒1的底部还设置有隔板17，隔板17上位于取样组件15的下方设置有缺口172，隔板17的中央设置有往主杆11的方向延伸的凹槽171，定位组件16包括定位环161、第一电磁铁163、多个第一磁吸块162和多个第一弹性件1621，定位环161固定连接于安装环1511的下方，定位环161的底部还设置有环形的限位板1611，第一电磁铁163为环形结构，第一电磁铁163固定连接于凹槽171内，多个第一磁吸块162能沿定位环161的径向滑动的设置于定位环161上，且多个第一磁吸块162等距环绕于定位环161的轴线设置，多个第一弹性件1621分别套设于多个第一磁吸块162上，第一弹性件1621的两端分别与定位环161的外壁和第一磁吸块162上远离定位环161的外壁的一侧固定连接，取样管132的顶部设置有与多个第一磁吸块162相互匹配的连接孔1321，当第一电磁铁163通电时，多个第一磁吸块162均与第一电磁铁163磁性连接。
限位板1611用于对定位组件16的移动进行限位，防止驱动架121在带动传动组件151和定位组件16时过度移动，在取样组件15将取样管132放置于驱动架121的下方后，驱动架121会带动传动组件151和定位组件16往取样管132靠近，直至取样管132的顶部插入定位环161内，此时多个第一磁吸块162会顺着取样管132的外壁沿定位环161的径向往远离定位环161的中心侧滑动，直至取样管132的顶部与定位环161的内部顶壁贴合，此时驱动架121会带动传动组件151和定位组件16移动，传动组件151的转动带动了定位组件16，使得定位组件16上的多个第一磁吸块162绕取样管132进行转动，由于取样管132的顶部设置有连接孔1321，使得第一磁吸块162在移动至连接孔1321时，第一磁吸块162会在第一弹性件1621的作用下插入连接孔1321内，从而使得取样管132与定位组件16连接，此时取样管132会随定位组件16的转动而转动，从而便于其对于土壤进行取样，延长取样管132的使用寿命，提高对于土壤的取样效率，从而方便后续对于煤矿注浆充填区域的监测，在取样管132回到钻头2的内部后，随着定位环161插入凹槽171内，定位环161在限位板1611的作用下停止移动，此时多个第一磁吸块162对准了凹槽171内的第一电磁铁163，此时对于第一电磁铁163进行通电产出磁性对于第一磁吸块162进行吸附，由此使得第一磁吸块162沿定位环161的径向往远离定位环161的中心侧滑动，从而带动第一弹性件1621拉伸，第一磁吸块162远离连接孔1321后，取样管132失去定位，被取样组件15抓取放回转换架13的放置架131上，从而完成对于取样管132的取放，方便连续的对于土壤进行取样，提高设备的适配性，使得设备能对于不同深度的土壤进行多次连续的取样，无需返回地面进行调整，提高取样的效率，便于后续的监测作业，隔板17的设置，还有助于放回至转换架13上的取样管132内的土壤不易掉出，提高取样管132内对于土壤进行收集的稳定性，缺口172的设置，使得取样组件15能自由的在隔板17的上方和下方移动，方便对于取样管132进行取放。
如图2至图6所示：挡料机构22包括传动架221、连接环222、两个弹性的伸缩杆2221、两个挡板223、两个第二弹性件和两个导向柱2211，两个挡板223呈镜像对称状态设置于出料口21的两侧，且两个挡板223能相对滑动的设置于出料口21上，两个第二弹性件分别位于两个挡板223上相互远离的一侧，第二弹性件的两端分别与钻头2的内壁和挡板223固定连接，两个导向柱2211均呈竖直状态固定连接于隔板17的下方，传动架221套设于两个导向柱2211上，传动架221的中央设置有与限位板1611相互匹配的传动环2212，连接环222能转动的套设于传动环2212上，两个伸缩杆2221呈镜像对称状态分别设置于连接环222的两侧，伸缩杆2221的两端分别与挡板223和连接环222铰接。
通过两个挡板223和两个第二弹性件的设置，使得两个挡板223在第二弹性件的作用下抵接在出料口21上，使得出料口21为常闭状态，在定位环161被驱动架121带动后，定位环161上的限位板1611会带动与其相互匹配的传动环2212，通过传动环2212带动传动架221的移动，使得传动架221沿两个导向柱2211的轴线方向进行滑动，通过传动架221的移动带动连接环222的移动，通过连接环222的移动带动两个弹性的伸缩杆2221，通过伸缩杆2221的弹性带动两个挡板223相对的在出料口21上滑动从而打开出料口21，使得取样管132能从出料口21上移出，使得无需为挡料机构22设置单独的驱动源，在驱动架121带动取样管132时就能对于挡板223进行开启，通过连接环222能转动的设置于传动环2212上的设置，使得钻头2在转动的过程中不会影响后续传动架221带动两个挡板223的打开，使得钻头2转动至任意位置，通过传动架221的移动均能打开两个挡板223，需要说明的是，钻头2在停止时两个伸缩杆2221会避开取样组件15的位置，便于取样组件15的工作，避免造成干涉。
如图2至图5、图11、图13和图14所示：转换架13上设置有与其固定连接的齿圈133，安装筒1的内部位于转换架13的上方设置有沿安装筒1的径向延伸的安装板14，安装板14上设置有能转动的旋转轴142和用于带动旋转轴142的第二旋转驱动电机143，旋转轴142上设置有与齿圈133啮合连接的齿轮141，多个放置架131均为两个半圆环形的弹性夹片组成。
通过启动第二旋转驱动电机143，第二旋转驱动电机143带动旋转轴142的转动，通过旋转轴142的转动带动齿轮141的转动，通过齿轮141的转动带动了与其啮合连接的齿圈133的转动，通过齿圈133的转动带动了转换架13的转动，从而带动位于转换架13上的取样管132与取样组件15对接，方便连续的对于土壤进行取样，提高设备的适配性，使得设备能对于不同深度的土壤进行多次连续的取样，无需返回地面进行调整，提高取样的效率，便于后续的监测作业，通过弹性的夹片的设置，使得放置架131对于取样管132进行卡接，便于取样组件15对于取样管132的取放。
如图2至图5、图9和图10和图14所示：取样组件15包括拾取杆152、夹持组件153、两个支撑轴154、两个第一摆动杆1541，主杆11上设置有两个安装架111，两个支撑轴154均呈水平状态分别能转动的设置于两个安装架111上，两个第一摆动杆1541分别套设于两个支撑轴154上，且两个第一摆动杆1541相互平行，拾取杆152铰接于两个第一摆动杆1541上远离支撑轴154的一端，且拾取杆152与主杆11的轴线相互平行，夹持组件153固定连接于拾取杆152的底部。
通过转动支撑轴154带动第一摆动杆1541的转动，通过第一摆动杆1541带动拾取杆152的移动，由于两个第一摆动杆1541相互平行，且拾取杆152与主杆11的轴线相互平行，使得第一摆动杆1541在移动的过程中，拾取杆152能始终保持与主杆11的轴线平行的状态在转换架13旁侧移动，从而方便其底部的夹持组件153对于取样管132进行取放，便于取样管132被驱动机构12带动。
如图2至图5、图9和图10和图14所示：取样组件15还包括蜗轮1542、蜗杆1543和第三旋转驱动电机1544，蜗轮1542套设于其中一个支撑轴154上，蜗杆1543能转动的设置于蜗轮1542的上方，且蜗杆1543与蜗轮1542啮合连接，第三旋转驱动电机1544设置于蜗杆1543的旁侧，且蜗杆1543与第三旋转驱动电机1544的输出轴传动连接。
通过启动第三旋转驱动电机1544，第三旋转驱动电机1544带动蜗杆1543的转动，通过蜗杆1543的转动带动与其啮合连接的蜗轮1542的转动，通过蜗轮1542的转动带动支撑轴154的转动，由于蜗轮1542蜗杆1543传动具有自锁的特性，使得其对于拾取杆152的控制会更加的稳定，提高设备的稳定性。
如图2至图5、图9和图10和图14所示：夹持组件153包括夹持架1531、滑块1532、夹持板15311和两个夹持杆1533，夹持架1531固定连接于拾取杆152的底部，且夹持架1531往靠近主杆11的一侧延伸，夹持板15311固定连接于夹持架1531上远离主杆11的一侧，夹持板15311上设置有第二电磁铁15312，滑块1532能滑动的设置于夹持架1531的底部，且滑块1532的底部设置有滑轮15321，滑块1532上设置有第二磁吸块15323，当第二电磁铁15312通电时，第二磁吸块15323均与第二电磁铁15312磁性连接，第二磁吸块15323与第二电磁铁15312之间设置有第三弹性件15322，两个夹持杆1533分别能相对转动的设置于夹持架1531的两端上，两个夹持杆1533上均设置有沿其长度方向延伸的滑轨15331，滑轨15331套设于滑块1532的滑轮15321上。
在初始状态下，滑块1532在第三弹性件15322的作用下会带动滑块1532远离夹持板15311，由此使得两个夹持杆1533相互远离，此时夹持组件153为松持状态，无法对于取样管132进行夹持，当需要夹持时，通过对于第二电磁铁15312进行通电，其产生磁力对于第二磁吸块15323进行吸附，通过第二磁吸块15323带动滑块1532往第二电磁铁15312移动，此时第三弹性件15322被压缩，滑块1532的移动带动了滑轮15321的移动，滑轮15321带动两个夹持杆1533上的两个滑轨15331，从而带动两个夹持杆1533相互靠近，从而对于取样管132进行夹持，在第二电磁铁15312断电后，夹持杆1533会在第三弹性件15322的复位的作用下恢复至初始位置。
如图1至图4所示：安装筒1的外侧套设有转动筒18，转动筒18与钻头2传动连接，转动筒18和钻头2上设置有螺旋状的叶片181。
通过钻头2的转动带动转动筒18的转动，通过转动筒18和钻头2的转动带动螺旋状的叶片181的转动，通过叶片181能带动土壤被输送至地面上，从而方便对于土壤进行掘进，提高设备的取样效率，由此便于后续对于煤矿注浆充填区域的监测。
以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种煤矿注浆充填区域的取样装置，包括安装筒(1)和套设于安装筒(1)底部的钻头(2)，其特征在于，安装筒(1)为空心结构设置，安装筒(1)的中央设置有主杆(11)，安装筒(1)内设置有驱动机构(12)、转换架(13)、取样组件(15)和定位组件(16)；
驱动机构(12)设置于主杆(11)的内部，驱动机构(12)上设置有能沿主杆(11)的轴线方向滑动的驱动架(121)；
转换架(13)能转动的套设于主杆(11)上，转换架(13)上设置有多个等距环绕于其轴线的放置架(131)，每个放置架(131)上均设置有与其卡接配合的取样管(132)；
取样组件(15)设置于转换架(13)的旁侧，取样组件(15)用于将放置架(131)上的取样管(132)放置于驱动架(121)的下方；
定位组件(16)能转动的设置于驱动架(121)上，且定位组件(16)上设置有与驱动机构(12)传动连接的传动组件(151)，传动组件(151)用于带动定位组件(16)转动；
钻头(2)的底部设置有出料口(21)，出料口(21)上设置有挡料机构(22)，挡料机构(22)与驱动架(121)传动连接；
通过驱动架(121)带动定位组件(16)套设于取样管(132)上，通过定位组件(16)对取样管(132)进行固定，此时取样组件(15)松开对于取样管(132)的夹持，取样管(132)会随驱动架(121)继续移动，由于定位组件(16)的作用，使得取样管(132)能沿主杆(11)的轴线方向进行滑动，于此同时驱动架(121)的移动带动挡料机构(22)的移动，使得挡料机构(22)能打开出料口(21)，使得取样管(132)在驱动架(121)的推动下能沿出料口(21)进入土壤中，从而使得土壤被挤入取样管(132)内，从而完成取样；
在土壤被挤入取样管(132)后，通过驱动架(121)的复位带动取样管(132)回到钻头(2)的内部，此时挡料机构(22)随着驱动架(121)的复位而对出料口(21)进行关闭，从而方便后续钻头(2)对于土壤的掘进，取样组件(15)再次回到取样管(132)的旁侧，在定位组件(16)松开对于取样管(132)的定位后，取样组件(15)对于取样管(132)进行夹持并带动其回到转换架(13)的放置架(131)上，通过转换架(13)的转动使得装有土壤的取样管(132)移走，而未装有土壤的取样管(132)移动至取样组件(15)的旁侧，方便取样组件(15)的再次作业，在钻头(2)带动转动筒(18)移动至其他的区域再次取样时，重复上述步骤，通过转换架(13)的设置，能对于多个取样管(132)进行存储，使得设备能在地下就能完成对于取样管(132)的切换，使得设备能多次对土壤进行取样。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿注浆充填区域的取样装置，其特征在于，驱动机构(12)还包括丝杆(122)和第一旋转驱动电机(123)，丝杆(122)呈竖直状态能转动的设置于主杆(11)的内部，第一旋转驱动电机(123)设置于丝杆(122)的顶部，丝杆(122)与第一旋转驱动电机(123)的输出轴传动连接，驱动架(121)包括驱动环(1211)、抵接环(1212)和多个连接柱(1213)，驱动环(1211)套设于丝杆(122)上且与其螺纹配合，多个连接柱(1213)等距环绕于驱动环(1211)的轴线设置，抵接环(1212)固定连接于多个连接柱(1213)的底部，且多个连接柱(1213)贯穿通过主杆(11)的底部并与其滑动配合。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿注浆充填区域的取样装置，其特征在于，传动组件(151)包括安装环(1511)和六棱柱(1512)，安装环(1511)能转动的设置于抵接环(1212)上，六棱柱(1512)呈竖直状态固定连接于安装环(1511)的顶部，丝杆(122)为空心的结构设置，丝杆(122)上设置有与六棱柱(1512)相互匹配的安装孔(1221)，六棱柱(1512)贯穿通过主杆(11)的底部与套设于丝杆(122)的内部，定位组件(16)固定连接于安装环(1511)的底部。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿注浆充填区域的取样装置，其特征在于，安装筒(1)的底部还设置有隔板(17)，隔板(17)上位于取样组件(15)的下方设置有缺口(172)，隔板(17)的中央设置有往主杆(11)的方向延伸的凹槽(171)，定位组件(16)包括定位环(161)、第一电磁铁(163)、多个第一磁吸块(162)和多个第一弹性件(1621)，定位环(161)固定连接于安装环(1511)的下方，定位环(161)的底部还设置有环形的限位板(1611)，第一电磁铁(163)为环形结构，第一电磁铁(163)固定连接于凹槽(171)内，多个第一磁吸块(162)能沿定位环(161)的径向滑动的设置于定位环(161)上，且多个第一磁吸块(162)等距环绕于定位环(161)的轴线设置，多个第一弹性件(1621)分别套设于多个第一磁吸块(162)上，第一弹性件(1621)的两端分别与定位环(161)的外壁和第一磁吸块(162)上远离定位环(161)的外壁的一侧固定连接，取样管(132)的顶部设置有与多个第一磁吸块(162)相互匹配的连接孔(1321)，当第一电磁铁(163)通电时，多个第一磁吸块(162)均与第一电磁铁(163)磁性连接。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿注浆充填区域的取样装置，其特征在于，挡料机构(22)包括传动架(221)、连接环(222)、两个弹性的伸缩杆(2221)、两个挡板(223)、两个第二弹性件和两个导向柱(2211)，两个挡板(223)呈镜像对称状态设置于出料口(21)的两侧，且两个挡板(223)能相对滑动的设置于出料口(21)上，两个第二弹性件分别位于两个挡板(223)上相互远离的一侧，第二弹性件的两端分别与钻头(2)的内壁和挡板(223)固定连接，两个导向柱(2211)均呈竖直状态固定连接于隔板(17)的下方，传动架(221)套设于两个导向柱(2211)上，传动架(221)的中央设置有与限位板(1611)相互匹配的传动环(2212)，连接环(222)能转动的套设于传动环(2212)上，两个伸缩杆(2221)呈镜像对称状态分别设置于连接环(222)的两侧，伸缩杆(2221)的两端分别与挡板(223)和连接环(222)铰接。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿注浆充填区域的取样装置，其特征在于，转换架(13)上设置有与其固定连接的齿圈(133)，安装筒(1)的内部位于转换架(13)的上方设置有沿安装筒(1)的径向延伸的安装板(14)，安装板(14)上设置有能转动的旋转轴(142)和用于带动旋转轴(142)的第二旋转驱动电机(143)，旋转轴(142)上设置有与齿圈(133)啮合连接的齿轮(141)，多个放置架(131)均为两个半圆环形的弹性夹片组成。
7.根据权利要求1所述的一种煤矿注浆充填区域的取样装置，其特征在于，取样组件(15)包括拾取杆(152)、夹持组件(153)、两个支撑轴(154)、两个第一摆动杆(1541)，主杆(11)上设置有两个安装架(111)，两个支撑轴(154)均呈水平状态分别能转动的设置于两个安装架(111)上，两个第一摆动杆(1541)分别套设于两个支撑轴(154)上，且两个第一摆动杆(1541)相互平行，拾取杆(152)铰接于两个第一摆动杆(1541)上远离支撑轴(154)的一端，且拾取杆(152)与主杆(11)的轴线相互平行，夹持组件(153)固定连接于拾取杆(152)的底部。
8.根据权利要求7所述的一种煤矿注浆充填区域的取样装置，其特征在于，取样组件(15)还包括蜗轮(1542)、蜗杆(1543)和第三旋转驱动电机(1544)，蜗轮(1542)套设于其中一个支撑轴(154)上，蜗杆(1543)能转动的设置于蜗轮(1542)的上方，且蜗杆(1543)与蜗轮(1542)啮合连接，第三旋转驱动电机(1544)设置于蜗杆(1543)的旁侧，且蜗杆(1543)与第三旋转驱动电机(1544)的输出轴传动连接。
9.根据权利要求7所述的一种煤矿注浆充填区域的取样装置，其特征在于，夹持组件(153)包括夹持架(1531)、滑块(1532)、夹持板(15311)和两个夹持杆(1533)，夹持架(1531)固定连接于拾取杆(152)的底部，且夹持架(1531)往靠近主杆(11)的一侧延伸，夹持板(15311)固定连接于夹持架(1531)上远离主杆(11)的一侧，夹持板(15311)上设置有第二电磁铁(15312)，滑块(1532)能滑动的设置于夹持架(1531)的底部，且滑块(1532)的底部设置有滑轮(15321)，滑块(1532)上设置有第二磁吸块(15323)，当第二电磁铁(15312)通电时，第二磁吸块(15323)均与第二电磁铁(15312)磁性连接，第二磁吸块(15323)与第二电磁铁(15312)之间设置有第三弹性件(15322)，两个夹持杆(1533)分别能相对转动的设置于夹持架(1531)的两端上，两个夹持杆(1533)上均设置有沿其长度方向延伸的滑轨(15331)，滑轨(15331)套设于滑块(1532)的滑轮(15321)上。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种煤矿注浆充填区域的取样装置，其特征在于，安装筒(1)的外侧套设有转动筒(18)，转动筒(18)与钻头(2)传动连接，转动筒(18)和钻头(2)上设置有螺旋状的叶片(181)。
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