CN118110512A - 一种矿山环境治理用土壤钻探装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤钻探技术领域，具体涉及一种矿山环境治理用土壤钻探装置，包括外管、取样管和若干钻探单元，若干钻探单元包括凸板、滑板、转动块、偏心轴和变形部件，变形部件包括转动板和翻转齿，外管的下表面固定安装有若干均匀分布的压杆，压杆上开设有弧形槽，斜杆与弧形槽一一对应，斜杆贯穿对应的弧形槽，钻探装置通过驱动机构驱动。本发明通过驱动带动取样管和外管转动，在翻转齿的作用下将土壤刨开，便于取样管和外管钻入土壤中取样，通过外管下移带动变形部件整体围绕转动块转动，进而带动翻转齿翻转使其齿抵触取样管的下表面，对取样管底部密封，解决了现有取样装置在拔出的过程中容易使土壤样漏出的问题。

Description

一种矿山环境治理用土壤钻探装置

技术领域

本发明涉及土壤钻探技术领域，尤其涉及一种矿山环境治理用土壤钻探装置。

背景技术

钻探是一种地质勘探技术，在矿山环境治理当中，土壤环境是一项极为重要的指标，对于土壤环境的检测，需要用到钻探技术来对土壤进行取样，便于在实验室进行分析。

在现有技术中，进行小型的实验用土壤取样时，需要通过土壤取样器实现，常见的土壤取样器分为两种，一种是平口取样管，一种是锯齿状取样钻口，前者通过锤击或者液压将其压入地面，后者通过电机钻入地面，当土壤粘性较低时，而两种取样器在拔出取样管的过程中，由于取样管末端无法密封，因此，在定量取样时，容易导致土壤样品从取样管中漏出，导致取样的量无法控制，取样效果不好。

发明内容

本发明的目的解决背景技术中的问题，而提出的一种矿山环境治理用土壤钻探装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种矿山环境治理用土壤钻探装置，包括外管、取样管和若干钻探单元，所述外管设置在取样管的外侧，若干钻探单元沿取样管的外壁均匀设置；

若干所述钻探单元包括凸板、滑板、转动块、偏心轴和变形部件，凸板设置在取样管的外壁上，凸板与取样管呈一体式结构，凸板的上表面开设有滑槽，滑板插设在滑槽内，滑板远离滑槽的一端延伸出滑槽，转动块转动连接在滑板上，凸板远离取样管一侧的表面开设有通槽，通槽位于滑槽的外侧，通槽与滑槽相连通，通槽上设置有偏心段，偏心轴固定安装在转动块上，偏心轴设置在转动块左上方处，偏心轴贯穿通槽，变形部件包括半圆形结构的转动板和三角形结构的翻转齿，转动板固定安装在偏心轴上，翻转齿铰接在转动板的平面上，翻转齿与取样管的外壁抵触，翻转齿的外侧设置有斜杆，斜杆与翻转齿呈一体式结构，外管的下表面固定安装有若干均匀分布的压杆，压杆上开设有弧形槽，斜杆与弧形槽一一对应，斜杆贯穿对应的弧形槽，钻探装置通过驱动机构驱动。

在上述的一种矿山环境治理用土壤钻探装置中，所述外管的外侧设置有支撑架，支撑架上滑动设置有推板，驱动机构包括驱动电机和中空结构的驱动轴，驱动电机设置在推板的上表面，驱动轴焊接在驱动电机的输出轴上，驱动轴插入取样管内并焊接有环圈，环圈的上表面固定安装有若干均匀分布的驱动杆，取样管远离钻探结构的一端半径小于取样管底部的半径，取样管的上表面开设有若干均匀分布的通孔一，驱动杆与通孔一一一对应，驱动杆贯穿对应的通孔一。

在上述的一种矿山环境治理用土壤钻探装置中，所述外管的上表面固定安装有连接件，连接件套设在驱动杆上，推板的下表面固定安装有电推杆，电推杆的伸缩端固定安装有C字形结构的活动块，活动块与连接件接触。

在上述的一种矿山环境治理用土壤钻探装置中，所述驱动轴上设置有若干组沿其周向等角分布的下料机构，若干下料机构由L形结构的安装槽和L形结构的转动推杆组成，任一下料机构内的安装槽设置有若干，任一下料机构内的若干安装槽沿驱动轴的轴向等距分布，安装槽的一端贯通取样管的内侧壁，转动推杆铰接在安装槽的内壁上，转动推杆的一端延伸至取样管内，下料机构通过传动机构驱动。

在上述的一种矿山环境治理用土壤钻探装置中，所述传动机构包括线管、拉绳一和拉绳二，线管焊接在取样管的内壁上，线管的上表面与取样管固定连接，取样管的上表面开设有若干通孔二，驱动轴的外壁上开设有若干通孔三，拉绳一的一端固定安装在翻转齿的内侧壁上，拉绳一与线管一一对应，拉绳一与通孔二一一对应，拉绳一与通孔三一一对应，拉绳一远离翻转齿的一端贯穿线管、通孔二和通孔三并固定安装在靠近驱动电机一侧的下料机构内的转动推杆上，同一下料机构内的转动推杆之间通过拉绳二固定连接。

在上述的一种矿山环境治理用土壤钻探装置中，所述驱动杆的内壁上固定安装有垂杆，垂杆上套设有移动环，垂杆的外侧套设有复位拉簧，复位拉簧与移动环固定连接，移动环的上表面固定安装有若干拉绳三，拉绳三与下料机构一一对应，拉绳三与下料机构中最底部的转动推杆固定连接。

在上述的一种矿山环境治理用土壤钻探装置中，所述驱动轴的下表面呈锥形结构。

在上述的一种矿山环境治理用土壤钻探装置中，所述外管的下表面开设有让位槽，让位槽内插设有密封件，密封件的下表面与转动板转动连接。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

本发明设计了取样管、外管和变形部件，通过驱动带动取样管和外管转动，在翻转齿的作用下将土壤刨开，便于取样管和外管钻入土壤中取样，通过外管下移带动变形部件整体围绕转动块转动，进而带动翻转齿翻转使其齿抵触取样管的下表面，进而对取样管底部密封，解决了现有取样装置在拔出的过程中容易使土壤样漏出的问题。

本发明设计了驱动轴、驱动杆和连接件，通过驱动轴带动驱动杆转动，在连接件的作用下使外管可以相对于取样管上下移动，便于电推杆单独驱动外管上下移动，进而控制变形部件的位置以及状态。

本发明设计了拉绳一和转动推杆，通过电推杆带动变形部件上移，进而带动拉绳一拉动转动推杆，通过转动推杆向外侧转动使其将土壤从取样管中拨出，便于收集土壤。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的图1中A处的局部放大结构示意图。

图3是本发明的局部立体结构示意图。

图4是本发明的图3中B处的局部放大结构示意图。

图5是本发明的外管、取样管和驱动轴的立体剖视结构示意图。

图6是本发明的外管和取样管的立体剖视结构示意图。

图7是本发明的图6中C处的局部放大结构示意图。

图8是本发明的驱动轴和转动推杆的立体剖视结构示意图。

图9是本发明的图8中D处的局部放大结构示意图。

图10是本发明的变形部件的平面结构示意图。

图11是本发明的通槽和偏心段的平面结构示意图。

图12是本发明的转动块和偏心轴的平面结构示意图。

图中：1、外管；2、取样管；21、凸板；22、滑板；23、转动块；24、偏心轴；211、滑槽；212、通槽；213、偏心段；3、转动板；4、翻转齿；41、斜杆；11、压杆；12、弧形槽；5、支撑架；51、推板；6、驱动电机；7、驱动轴；71、环圈；72、驱动杆；25、通孔一；13、连接件；52、电推杆；53、活动块；73、安装槽；74、转动推杆；26、线管；8、拉绳一；9、拉绳二；27、通孔二；75、通孔三；76、垂杆；77、移动环；78、复位拉簧；79、拉绳三；14、让位槽；15、密封件。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的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或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-图12，一种矿山环境治理用土壤钻探装置，包括外管1、取样管2和若干钻探单元，外管1设置在取样管2的外侧，若干钻探单元沿取样管2的外壁均匀设置，若干钻探单元包括凸板21、滑板22、转动块23、偏心轴24和变形部件，凸板21设置在取样管2的外壁上，凸板21与取样管2呈一体式结构，凸板21的上表面开设有滑槽211，滑板22插设在滑槽211内，滑板22远离滑槽211的一端延伸出滑槽211，转动块23转动连接在滑板22上，凸板21远离取样管2一侧的表面开设有通槽212，通槽212位于在滑槽211的外侧，通槽212与滑槽211相连通，通槽212上设置有偏心段213，偏心轴24固定安装在转动块23上，偏心轴24设置在转动块23左上方处，偏心轴24贯穿通槽212，变形部件包括半圆形结构的转动板3和三角形结构的翻转齿4，转动板3固定安装在偏心轴24上，翻转齿4铰接在转动板3的平面上，翻转齿4与取样管2的外壁抵触，翻转齿4的外侧设置有斜杆41，斜杆41与翻转齿4呈一体式结构，外管1的下表面固定安装有若干均匀分布的压杆11，压杆11上开设有弧形槽12，斜杆41与弧形槽12一一对应，斜杆41贯穿对应的弧形槽12，钻探装置通过驱动机构驱动，翻转齿4的角度为三十度，翻转齿4设置有十二个，偏心轴24的轴线高度和转动块23的轴线高度不处于同一水平高度，通过驱动机构带动取样管2和外管1转动，进而带动翻转齿4转动，通过翻转齿4转动，便于取样管2和外管1钻入土壤中，当钻入指定深度时，取样管2中采集到土壤样品，如图11所示，此时偏心轴24位于通槽212的偏心段213，通过电推杆52推动外管1带动压杆11下压，通过压杆11移动使得弧形槽12抵触斜杆41，进而推动变形部件整体下移，当变形部件下移时，通过变形部件中的转动板3带动与之固定连接的偏心轴24下移，当偏心轴24移动至通槽212底部时，偏心轴24脱离偏心段213，由于偏心轴24与转动块23固定连接，而转动块23与滑板22转动连接，在偏心轴24脱离偏心段213时，偏心轴24通过通槽212内壁挤压向右偏转，需要热别说明的是，偏心轴24偏转时，转动块23在滑板22中转动指定角度，当偏心轴24移动至通槽212的底部时，偏心轴24位于转动块23的正上方位置，即偏心轴24的轴心与转动块23的轴心处于同一垂直线上，通槽212的偏心段213的偏离角度与变形部件的倾斜角度相同，由于偏心轴24与变形部件中的转动板3固定连接，即带动变形部件转动使其处于垂直状态，此时，变形部件中的翻转齿4与取样管2的外壁不接触，通过压杆11持续下压，即可带动翻转齿4翻转直至抵触取样管2的下表面，避免土壤样品在取出的过程中漏出，解决了现有技术中对土壤取样容易漏出大量样品的问题。

外管1的外侧设置有支撑架5，支撑架5上滑动设置有推板51，驱动机构包括驱动电机6和中空结构的驱动轴7，驱动电机6设置在推板51的上表面，驱动轴7焊接在驱动电机6的输出轴上，驱动轴7插入取样管2内并焊接有环圈71，环圈71的上表面固定安装有若干均匀分布的驱动杆72，取样管2远离钻探结构的一端半径小于取样管2底部的半径，取样管2的上表面开设有若干均匀分布的通孔一25，驱动杆72与通孔一25一一对应，驱动杆72贯穿对应的通孔一25，推板51便于人员施加向下的压力，便于钻探装置钻入土壤中，驱动杆72用于驱动取样管2和外管1。

外管1的上表面固定安装有连接件13，连接件13套设在驱动杆72上，推板51的下表面固定安装有电推杆52，电推杆52的伸缩端固定安装有C字形结构的活动块53，活动块53与连接件13接触，由于连接件13滑动设置在驱动杆72上，便于电推杆52推动外管1，进而带动翻转齿4翻转对取样管2进行密封。

驱动轴7上设置有若干组沿其周向等角分布的下料机构，若干下料机构由L形结构的安装槽73和L形结构的转动推杆74组成，任一下料机构内的安装槽73设置有若干，任一下料机构内的若干安装槽73沿驱动轴7的轴向等距分布，安装槽73的一端贯通取样管2的内侧壁，转动推杆74铰接在安装槽73的内壁上，转动推杆74的一端延伸至取样管2内，下料机构通过传动机构驱动，通过传动机构带动下料机构内的转动推杆74转动，便于将土壤样品从取样管2中取出。

传动机构包括线管26、拉绳一8和拉绳二9，线管26焊接在取样管2的内壁上，线管26的上表面与取样管2固定连接，取样管2的上表面开设有若干通孔二27，驱动轴7的外壁上开设有若干通孔三75，拉绳一8的一端固定安装在翻转齿4的内侧壁上，拉绳一8与线管26一一对应，拉绳一8与通孔二27一一对应，拉绳一8与通孔三75一一对应，拉绳一8远离翻转齿4的一端贯穿线管26、通孔二27和通孔三75并固定安装在靠近驱动电机6一侧的下料机构内的转动推杆74上，同一下料机构内的转动推杆74之间通过拉绳二9固定连接，当钻探装置拔出后，通过电推杆52带动外管1上移，优先带动变形部件复位，将取样管2通道打开，当电推杆52持续上移时，通过拉绳一8和拉绳二9拉动转动推杆74，使转动推杆74向外翻转，通过转动推杆74翻转将土壤向下拨出，便于收集土壤。

驱动轴7的内壁上固定安装有垂杆76，垂杆76上套设有移动环77，垂杆76的外侧套设有复位拉簧78，复位拉簧78与移动环77固定连接，移动环77的上表面固定安装有若干拉绳三79，拉绳三79与下料机构一一对应，拉绳三79与下料机构中最底部的转动推杆74固定连接，复位拉簧78用于复位转动推杆74。

驱动轴7的下表面呈锥形结构，减小驱动轴7插入土壤中的阻力。

外管1的下表面开设有让位槽14，让位槽14内插设有密封件15，密封件15的下表面与转动板3转动连接，密封件15用于密封滑槽211和通槽212，避免土壤进入其中引起钻探单元卡顿。

下面对本发明具体的工作原理和使用方法作出详细的解释：使用时，驱动电机6和电推杆52均通过PLC控制程序控制，两个电推杆52通过同步控制器控制，通过驱动电机6带动取样管2和外管1转动，进而带动翻转齿4转动，通过翻转齿4转动，配合按压推板51，便于取样管2和外管1钻入土壤中，当钻入指定深度时，取样管2中采集到土壤样品，此时，通过推板51带动外管1和取样管2上移指定距离，使翻转齿4脱离土壤底部，通过电推杆52推动外管1下压，通过外管1带动压杆11下压，在图1-图2、图5、图8、图10-图12中，翻转齿4抵触取样管2的外壁，此时，在图12中，在弧形槽12的作用下带动斜杆41下压，进而使翻转齿4竖直下移，偏心轴24脱离偏心段213，此时，通过转动块23带动偏心轴24转动，进而使变形部件转动至垂直状态，当偏心轴24移动至通槽212的底端时，翻转齿4的上表面所在水平高度低于取样管2下表面所在水平高度，此时，当压杆11持续下压，带动斜杆41翻转，进而使翻转齿4翻转指定角度使其齿抵触取样管2的下表面，在若干翻转齿4的作用下将取样管2密封，避免土壤样品在取出的过程中漏出。

当钻探装置拔出后，通过电推杆52带动外管1上移，优先带动变形部件复位，将取样管2通道打开，当电推杆52持续上移时，通过拉绳一8和拉绳二9拉动转动推杆74，使转动推杆74向外翻转，通过转动推杆74翻转将土壤向下拨出，通过电推杆52重复上移和下移的过程，配合复位拉簧78和拉绳三79拉动转动推杆74，进而带动转动推杆74往复摆动，便于将土壤从取样管2中取出。

进一步说明，上述固定连接，除非另有明确的规定和限定，否则应做广义理解，例如，可以是焊接，也可以是胶合，或者一体成型设置等本领域技术人员熟知的惯用手段。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种矿山环境治理用土壤钻探装置，包括外管（1）、取样管（2）和若干钻探单元，其特征在于：所述外管（1）设置在取样管（2）的外侧，若干钻探单元沿取样管（2）的外壁均匀设置；

若干所述钻探单元包括凸板（21）、滑板（22）、转动块（23）、偏心轴（24）和变形部件，凸板（21）设置在取样管（2）的外壁上，凸板（21）与取样管（2）呈一体式结构，凸板（21）的上表面开设有滑槽（211），滑板（22）插设在滑槽（211）内，转动块（23）转动连接在滑板（22）上，凸板（21）远离取样管（2）一侧的表面开设有通槽（212），通槽（212）位于滑槽（211）的外侧，通槽（212）与滑槽（211）相连通，通槽（212）上设置有偏心段（213），偏心轴（24）固定安装在转动块（23）上，偏心轴（24）设置在转动块（23）左上方处，偏心轴（24）贯穿通槽（212），变形部件包括半圆形结构的转动板（3）和三角形结构的翻转齿（4），转动板（3）固定安装在偏心轴（24）上，翻转齿（4）铰接在转动板（3）的平面上，翻转齿（4）与取样管（2）的外壁抵触，翻转齿（4）的外侧设置有斜杆（41），斜杆（41）与翻转齿（4）呈一体式结构，外管（1）的下表面固定安装有若干均匀分布的压杆（11），压杆（11）上开设有弧形槽（12），斜杆（41）与弧形槽（12）一一对应，斜杆（41）贯穿对应的弧形槽（12），钻探装置通过驱动机构驱动。

2.根据权利要求1所述的一种矿山环境治理用土壤钻探装置，其特征在于：所述外管（1）的外侧设置有支撑架（5），支撑架（5）上滑动设置有推板（51），驱动机构包括驱动电机（6）和中空结构的驱动轴（7），驱动电机（6）设置在推板（51）的上表面，驱动轴（7）焊接在驱动电机（6）的输出轴上，驱动轴（7）插入取样管（2）内并焊接有环圈（71），环圈（71）的上表面固定安装有若干均匀分布的驱动杆（72），取样管（2）远离钻探结构的一端半径小于取样管（2）底部的半径，取样管（2）的上表面开设有若干均匀分布的通孔一（25），驱动杆（72）与通孔一（25）一一对应，驱动杆（72）贯穿对应的通孔一（25）。

3.根据权利要求2所述的一种矿山环境治理用土壤钻探装置，其特征在于：所述外管（1）的上表面固定安装有连接件（13），连接件（13）套设在驱动杆（72）上，推板（51）的下表面固定安装有电推杆（52），电推杆（52）的伸缩端固定安装有C字形结构的活动块（53），活动块（53）与连接件（13）接触。

4.根据权利要求2所述的一种矿山环境治理用土壤钻探装置，其特征在于：所述驱动轴（7）上设置有若干组沿其周向等角分布的下料机构，若干下料机构由L形结构的安装槽（73）和L形结构的转动推杆（74）组成，任一下料机构内的安装槽（73）设置有若干，任一下料机构内的若干安装槽（73）沿驱动轴（7）的轴向等距分布，安装槽（73）的一端贯通取样管（2）的内侧壁，转动推杆（74）铰接在安装槽（73）的内壁上，转动推杆（74）的一端延伸至取样管（2）内，下料机构通过传动机构驱动。

5.根据权利要求4所述的一种矿山环境治理用土壤钻探装置，其特征在于：所述传动机构包括线管（26）、拉绳一（8）和拉绳二（9），线管（26）焊接在取样管（2）的内壁上，线管（26）的上表面与取样管（2）固定连接，取样管（2）的上表面开设有若干通孔二（27），驱动轴（7）的外壁上开设有若干通孔三（75），拉绳一（8）的一端固定安装在翻转齿（4）的内侧壁上，拉绳一（8）与线管（26）一一对应，拉绳一（8）与通孔二（27）一一对应，拉绳一（8）与通孔三（75）一一对应，拉绳一（8）远离翻转齿（4）的一端贯穿线管（26）、通孔二（27）和通孔三（75）并固定安装在靠近驱动电机（6）一侧的下料机构内的转动推杆（74）上，同一下料机构内的转动推杆（74）之间通过拉绳二（9）固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种矿山环境治理用土壤钻探装置，其特征在于：所述驱动轴（7）的内壁上固定安装有垂杆（76），垂杆（76）上套设有移动环（77），垂杆（76）的外侧套设有复位拉簧（78），复位拉簧（78）与移动环（77）固定连接，移动环（77）的上表面固定安装有若干拉绳三（79），拉绳三（79）与下料机构一一对应，拉绳三（79）与下料机构中最底部的转动推杆（74）固定连接。

7.根据权利要求2所述的一种矿山环境治理用土壤钻探装置，其特征在于：所述驱动轴（7）的下表面呈锥形结构。

8.根据权利要求1所述的一种矿山环境治理用土壤钻探装置，其特征在于：所述外管（1）的下表面开设有让位槽（14），让位槽（14）内插设有密封件（15），密封件（15）的下表面与转动板（3）转动连接。