CN210571491U - 一种地质勘查用取土装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种地质勘查用取土装置，包括取土套筒，取土套筒的一端开口，取土套筒的开口端内安装有钻头、驱动电机，取土套筒的开口端内设有若干挡土板，与若干挡土板同轴心设置有叶轮，取土套筒上安装有驱动件，还包括安装在取土套筒上的位移传感器、比较电路、开关电路。通过在下放取土套筒的过程中，组成叶轮的叶片遮挡在相邻两块挡板之间的间隙处，此时土壤不易进入到取土套筒内，以使得取土套筒内不易收集到其他深度的土壤。

Description

一种地质勘查用取土装置

技术领域

本实用新型涉及地质勘察的技术领域，尤其是涉及一种地质勘查用取土装置。

背景技术

地质勘察是根据经济建设、国防建设和科学技术发展的需要，对一定地区内的岩石、地层构造、矿产、地下水、地貌等地质情况进行重点有所不同的调查研究工作。

现有的部分的取土装置包括钻头以及套设在钻头上的取土套筒，在取土时，钻头钻开土壤，然后将取土套筒插入到钻开的土壤处，然后再将取土套筒取出，便可收集到样品土壤。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在进行不同深度的土壤层取样时，将取土套筒插入钻机钻出的钻孔中，取土套筒在插入的过程中会将不同深度的土壤一起收集在取土套筒内，与待取深度的土壤样品造成交叉混合，影响土壤检测的精度，需要对此进行改进。

实用新型内容

针对现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种地质勘查用取土装置，具有提高土壤检测精度的优点。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种地质勘查用取土装置，包括取土套筒，取土套筒的一端开口，取土套筒的开口端内安装有钻头，所述取土套筒上安装有驱动钻头转动的驱动电机，取土套筒的开口端内设有呈圆周分布的若干挡土板，若干挡土板的一端同轴心固定，另一端均与取土套筒的内壁固定连接，相邻的两块挡土板之间留有间隙，与若干挡土板同轴心转动连接有叶轮，叶轮的宽度大于相连两块挡土板之间的间隙，取土套筒上安装有驱动叶轮转动的驱动件，还包括：

位移传感器：安装在取土套筒上用于检测钻头下降的高度并输出高度信号；

比较电路：耦接于所述位移传感器并预设高度阈值信号且在高度信号大于高度阈值信号时输出比较信号；

开关电路：耦接于所述比较电路并在接收到比较信号时控制所述驱动件驱动叶轮转动以使得相邻的挡板间的间隙露出。

通过采用上述技术方案，将钻头放置在待钻土的区域，启动启动电机，钻头钻入土壤中，钻头在转动的过程中将土壤排开，以便取土套筒的进入，位移传感器对钻头钻入的深度进行不断的检测，并不断地向比较电路传输高度信号，比较电路将高度信号与高度阈值信号Verf进行比较并在高度信号大于高度阈值信号Verf时，开关电路在接收到比较信号时，控制驱动件驱动叶轮转动，进而使得在叶轮转动的过程中，相邻两块挡板之间的间隙露出，部分的泥土在叶轮转动的过程中被带起，泥泥土被送进入到取土套筒内，且，钻头在转动的过程中，将泥土钻松，更加有利于泥土被送进取土套筒内，在一段时间之后，驱动件停止驱动叶轮，同时将驱动电机断电，此时便可将取土套筒取出，取样工作完成。通过叶轮一开始封堵在相邻挡土板之间的间隙处，以使得在取土套筒在未到达指定深度时，叶轮和挡板对取土套筒具有封堵的效果，以使得在取土套筒在下放的过程中不易进入到取土套筒内，有利于减少土壤的交叉混合，有利于提高土壤检测的精度。通过在取土套筒上安装位移传感器，以使得在钻头在钻深到达阈值时叶轮启动，有利于提高钻头下放深度。

本实用新型进一步设置为：所述取土套筒上滑动连接有保护套，所述保护套套接在所述钻头的外周。

通过采用上述技术方案，通过在钻头的外周套接保护套，以使得在在钻头在未使用的状态下，将钻头保护在保护套内，以使得钻头不易被损坏，同时因钻头与取土套筒滑动连接，以使得在钻头工作时，滑动保护套以使得钻头露出，以进行钻土工作。

本实用新型进一步设置为：所述取土套筒的外周凹陷有首尾相连的环形槽，所述保护套上一体成形有圆环，所述圆环套接在所述环形槽上并与所述环形槽滑动连接，所述圆环与所述环形槽远离取土套筒开口端的侧壁之间固定连接有伸缩弹簧。

通过采用上述技术方案，通过利用圆环在取土套筒的轴向上对保护套进行限位，以使得保护套不易脱离取土套筒；通过伸缩弹簧的伸缩作用，使得钻头在钻土的过程中，保护套始终围绕在套筒的外周，保护套将钻头钻起的土壤聚拢在保护套内，有利于在叶轮转动的过程将将土壤送入到取土套筒内。

本实用新型进一步设置为：所述驱动件包括开启电机和以及与开启电机转轴固定连接的转杆，所述开启电机安装在所述取土套筒未开口的一端，所述转杆的一端穿进取土套筒并与叶轮同轴固定连接。

通过采用上述技术方案，通过在高度信号大于高度阈值信号Verf时，开启电机得电，开启电机转动以带动转杆转动，进一步驱动叶轮转动，进而使得土壤进入到取土套筒内。

本实用新型进一步设置为：所述叶轮由若干的叶片组成，每片所述叶片上均设置有弧形的导土板。

通过采用上述技术方案，通过在叶轮上设置导土板，导土板在叶轮转动时，土壤被导土板带入到取土套筒内，有利于加快取土套筒取土的效率。

本实用新型进一步设置为：所述比较电路包括比较器N1，所述比较器N1的正相输入端与所述位移传感器电连接，所述比较器N1的反相输入端与所述高度阈值信号Verf电连接，所述比较器N1的信号输出端与所述开关电路电连接。

通过采用上述技术方案，通过比较器N1对钻头下降的高度信号与高度阈值信号Verf进行比较，有利于及时得出开启电机开启的时间。

本实用新型进一步设置为：所述开关电路包括NPN型的三极管Q1、继电器的线圈KM1，三极管Q1的基极与比较器N1的信号输出端电连接，所述三极管Q1的集电极与线圈KM1、电源电压电连接，三极管Q1的发射极接地，继电器的常开触点开关KM1-1串联在开启电机的供电回路，所述套筒的内壁上滑动连接有滑板，所述取土套筒与开口正对的一端安装有常闭型的行程开关，所述行程开关与所述行程开关的机械触点正对，所述行程开关串联在所述开启电机的供电回路。

通过采用上述技术方案，在钻头到达指定的深度之后，比较器N1的信号输出端输出高电平信号，三极管Q1为NPN型的高电平导通元器件，三极管Q1在接收到高点平时导通，线圈KM1得电，以使得常开触点开关KM1-1闭合，开启电机得电工作，土壤开始从相邻两块挡板之间的间隙处进入到取土套筒内，同时，取土套筒内的土壤的高度不断的积累同时垒起得土壤将滑块往行程开关的方向推动，在滑板挤压到行程开关的接械触点时，行程开关断开，以使得开启电机的所在的供电回路断开，通过行程开关断开开启电机的供电回路，进而控制适量的土壤进入到取土套筒内。

本实用新型进一步设置为：所述取土套筒上与开启电机同侧设置有弧形的把手。

通过采用上述技术方案，通过在操作取土套筒时，可以通过握持握把来控制取土套筒，以使得工作人员对取土套筒的搬运。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

通过在下放取土套筒的过程中，组成叶轮的叶片遮挡在相邻两块挡板之间的间隙处，此时土壤不易进入到取土套筒内，以使得取土套筒内不易收集到其他深度的土壤。通过在取土套筒的外侧设置位移传感器，以使得在钻头钻入到指定的深度时，开关电路控制启动电机得电开启，进而使得叶轮转动，以使得在相邻两块挡板之间的间距露出，叶轮在转动的过程中将土壤带起，土壤在叶轮的转动的过程中进入到躯取土套筒内，设置在取土套筒内的滑板因土壤在取土套筒内不断的积累，滑板在土壤的挤压下不断的往靠近行程开关的方向滑动，在滑板触碰到行程开关时，行程开关断开，开启电机的供电回路断开，开启电机停止转动，关闭驱动电机的电源，此时便可将取土套筒从钻孔内取出，完成取土的操作。此时取土套筒内收集的均为指定深度的土壤，有利于提高土壤检测精度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是取土套筒的内部示意图；

图3是本实用新型的电路图。

图中，1、取土套筒；2、钻头；3、位移传感器；4、挡土板；5、叶轮；6、驱动电机；7、固定杆；8、驱动件；81、开启电机；82、转杆；9、导土板；10、保护套；11、伸缩弹簧；12、环形槽；13、收纳槽；14、滑板；15、滑槽；16、行程开关；17、把手；18、比较电路；19、开关电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种地质勘查用取土装置，包括取土套筒1，取土套筒1的一端开口，取土套筒1的开口端内安装有钻头2，取土套筒1内安装有驱动钻头2转动的驱动电机6，取土套筒1的开口端内设有呈圆周分布的若干挡土板4，若干挡土板4的一端同轴心固定连接，另一端均与取土套筒1的内壁固定连接，相邻两块挡土板4之间留有间隙，与若干挡土板4同轴心设置有叶轮5，组成叶轮5的每片叶片的宽度大于相邻两块挡板4之间的间隙，取土套筒1上安装有驱动叶轮5转动的驱动件8，还包括安装在取土套筒1上用于检测钻头2下降的高度并输出高度信号的位移传感器3、耦接于位移传感器3并预设高度阈值信号Verf且在高度信号大于高度阈值信号Verf时输出比较信号的比较电路18、耦接于比较电路18并在接收到比较信号时控制驱动件8驱动叶轮5转动以使得相邻的挡板4间的间隙露出的开关电路19。

在将取土套筒1放入地下的过程中，因叶轮5上的叶片遮挡在相邻的两块挡板4之间的间隙处，以使得土壤不易进入到取土套筒1内，保证了所取土壤的纯净度。位移传感器3对钻头2的钻入深度进行检测，在钻头2的钻入深度到达设定值时，开关电路19控制驱动件8驱动叶轮5转动以使得相邻的挡板4之间的间隙露出，然后在叶轮5转动的过程中，将钻头2钻起的泥土送入到取土套筒1内。

取土套筒1的开口端固定有一根固定杆7，驱动电机6固定在固定在固定杆7上，固定杆7与取土套筒1的直径等长。

取土套筒1未开口的一端固定有两根弧形的把手17。

取土套筒1的外周套接有横截面为圆形的保护套10，保护套10与取土套筒1滑动连接。通过保护套10套在钻头2的外周上，以使得在钻头2未使用时，钻头2不易磕碰到而造成损坏。

取土套筒1开口的一端的外壁凹陷有首尾闭合的环形槽12，保护套10的一端一体成形有圆环（未示出），圆环套接在环形槽12上并与环形槽12滑动连接。圆环和环形槽12的设置，可以使得保护套10在滑动的过程中不易脱离取土套筒1。

圆环与环形槽12远离取土套筒1开口的槽壁之间固定连接有伸缩弹簧11。伸缩弹簧11对保护套10施加推力以使得保护套10始终抵接在钻头2的外周，以实现对钻头2的保护作用。

伸缩弹簧11绕取土套筒1的周向均匀间隔设置有四根。通过增加伸缩弹簧11的数量来增加伸缩弹簧11对保护套10的推力，以使得在静置时，保护套10始终位于钻头2的外周，同时多根伸缩弹簧11也增加了保护套10和取土套筒1之间连接的稳定性。

环形槽12的槽壁上凹陷有容纳槽，所述伸缩弹簧11的一端伸进容纳槽内并与容纳槽固定连接。

通过设置容纳槽，伸缩弹簧11可以收缩在容纳槽内，可以减少伸缩弹簧11占用环形槽12的空间，保护套10向取土套筒1未开口的一端滑动，以使得钻头2露出，有利于圆环可以更加贴近环形槽12的槽壁，以使得钻头2在工作时更多地露出在保护套10外。

驱动件8由开启电机81和固定在开启电机81转轴上的转杆82组成，开启电机81安装在取土套筒1未开口的一端，开启电机81位于两根把手17之间，转杆82的一端穿进取土套筒1未开口的一端并与叶轮5同轴固定。通过开启电机81在得电的情况下工作，带动转杆82转动以使得叶轮5转动，进而使得土壤在叶轮5的带动下进入到取土套筒1内。

挡板4有三块，每块挡板4均为扇形，相邻两块挡板4之间的间距相等。

叶轮5由三片叶片组成，每片叶片均为扇形，叶片的直径小于取土套筒1的半径，叶片的大小与挡板4的大小一致，叶片的宽度等于相邻两块挡板4之间的间距，在开启电机81未转动时，叶片位于相邻两块挡板4之间的间隙处。

转杆82穿过三块挡板4的连接处后与叶轮5的中心点固定连接。叶轮5背向挡土板4的一面固定连接有导土板9。通过在叶片上设置导土板9，以使得在叶轮5转动的过程中，钻头2钻起的土壤可以被带到取土套筒1内，有利于实现对土壤的收集。

导土板9的横截面为弧形，导土板9的一端靠近叶片的圆心，另一端靠近叶片的弧形边，三块导土板9的弧形朝向一致。

位移传感器3安装在取土套筒1的中部，取土套筒1未开口的一端的内壁凹陷有滑板14，滑板14与滑槽15滑动连接的一端呈燕尾形，取土套筒1与开口正对的一端固定连接有行程开关16，行程开关16位于滑板14与取土套筒1的底壁之间，程开关的机械触点开关与滑板14正对。进入到取土套筒1内的土壤不断在取土套筒1内累积，取土套筒1内的土壤累积到与滑板14接触时，持续对取土套筒1施加向下的推力，以使得更加多的土壤进入到取土套筒1内，同时，滑板14在土壤的推动下往取土套筒1的底壁处运动，直到滑板14压在行程开关16的接械触点处，以使得行程开关16断开，开启电机81断电，此时便可将取土套筒1从地下取出。在其他的实施例中，也可以直接断开开启电机81的供电开关，以使得开启电机81停下。通过利用取土套筒1内的土壤量来实现对开机电机的自动断电，有利于工作人员及时获知取土套筒1满料的情况，及时将取土套筒1从地下取出。

比较电路18包括比较器N1，比较器N1的正相输入端与位移传感器3电连接，比较器N1的反相输入端与高度阈值信号Verf电连接，比较器N1的信号输出端与开关电路19电连接。

通过比较器N1将位移传感器3检测到的高度信号与高度阈值信号Verf进行比较，然后在高度信号大于高度阈值信号Verf时，输出高电平信号到开关电路19处。

开关电路19包括NPN型的三极管Q1、继电器的线圈KM1，三极管Q1的基极与比较器N1的信号输出端电连接，三极管Q1的集电极与线圈KM1、电源电压电连接，三极管Q1的发射极接地，继电器的常开触点开关KM1-1串联在开启电机81的供电回路，行程开关16串联在开启电机81的供电回路。

三极管Q1为NPN型的高电平导通三极管，三极管Q1在接收到比较器N1输出的高电平信号时导通，线圈KM1得电，进而的使得继电器的常开触点开关KM1-1闭合，开启电机81得电启动，进而实现开启电机81在到达指定深度之后自启动，无需人为判断，有利于提高取土的精度。

本实施例的工况及原理为：

开启驱动电机6，钻头2钻开土壤，同时将取土套筒1往钻头2钻开的地方推动，比较器N对高度信号和高度阈值信号Verf进行比较，在高度信号大于高度阈值信号Verf时，比较器N输出高电平的比较信号，三极管Q1在接收到比较信号时导通，进而使得继电器的线圈KM1得电，继电器的常开触点开关KM1-1闭合，开启电机81所在的供电回路得电，开启电机81转动并带动叶轮5转动，叶片在转动的过程中，间断离开两片挡板4之间的间隙处，以使得在叶轮5在转动的过程中，土壤可以从挡板4之间的间隙处进入到取土套筒1内，以达到收集土壤的目的。通过自动启动开启电机81的方式来设置取土套筒1开始收集土壤的土壤深度，在取土套筒1进入地下的过程中，土壤不易进入到取土套筒1内，提高了取土套筒1内收集到的土壤的纯净度。

取土套筒1内的土壤不断的将滑板14往取土套筒1底壁的方向推动，在滑板14压住行程开关16的触点开关时，行程开关16打开，断开了开启电机81的供电回路，开启电机81停止工作。通过行程开关16断开开启电机81的供电回路，有利于取土套筒1内收集适量的土壤，以及在工作人员及时获知已完成取土的工作（因为电机工作时会产生震动，电机不震动时，代表此时电机已经停下）。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种地质勘查用取土装置，包括取土套筒(1)，取土套筒(1)的一端开口，取土套筒(1)的开口端内安装有钻头(2)，所述取土套筒(1)上安装有驱动钻头(2)转动的驱动电机(6)，其特征在于：取土套筒(1)的开口端内设有呈圆周分布的若干挡土板(4)，若干挡土板(4)的一端同轴心固定，另一端均与取土套筒(1)的内壁固定连接，相邻的两块挡土板(4)之间留有间隙，与若干挡土板(4)同轴心转动连接有叶轮(5)，叶轮(5)的宽度大于相连两块挡土板(4)之间的间隙，取土套筒(1)上安装有驱动叶轮(5)转动的驱动件(8)，还包括：

位移传感器(3)：安装在取土套筒(1)上用于检测钻头(2)下降的高度并输出高度信号；

比较电路(18)：耦接于所述位移传感器(3)并预设高度阈值信号Verf且在高度信号大于高度阈值信号Verf时输出比较信号；

开关电路(19)：耦接于所述比较电路(18)并在接收到比较信号时控制所述驱动件(8)驱动叶轮(5)转动以使得相邻的挡板间的间隙露出。

2.根据权利要求1所述的一种地质勘查用取土装置，其特征在于：所述取土套筒(1)上滑动连接有保护套(10)，所述保护套(10)套接在所述钻头(2)的外周。

3.根据权利要求2所述的一种地质勘查用取土装置，其特征在于：所述取土套筒(1)的外周凹陷有首尾相连的环形槽(12)，所述保护套(10)上一体成形有圆环，所述圆环套接在所述环形槽(12)上并与所述环形槽(12)滑动连接，所述圆环与所述环形槽(12)远离取土套筒(1)开口端的侧壁之间固定连接有伸缩弹簧(11)。

4.根据权利要求1所述的一种地质勘查用取土装置，其特征在于：所述驱动件(8)包括开启电机(81)和以及与开启电机(81)转轴固定连接的转杆(82)，所述开启电机(81)安装在所述取土套筒(1)未开口的一端，所述转杆(82)的一端穿进取土套筒(1)并与叶轮(5)同轴固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种地质勘查用取土装置，其特征在于：所述叶轮(5)由若干的叶片组成，每片所述叶片上均设置有弧形的导土板(9)。

6.根据权利要求5所述的一种地质勘查用取土装置，其特征在于：所述比较电路(18)包括比较器N1，所述比较器N1的正相输入端与所述位移传感器(3)电连接，所述比较器N1的反相输入端与所述高度阈值信号Verf电连接，所述比较器N1的信号输出端与所述开关电路(19)电连接。

7.根据权利要求5所述的一种地质勘查用取土装置，其特征在于：所述开关电路(19)包括NPN型的三极管Q1、继电器的线圈KM1，三极管Q1的基极与比较器N1的信号输出端电连接，所述三极管Q1的集电极与线圈KM1、电源电压电连接，三极管Q1的发射极接地，第一继电器的常开触点开关KM1-1串联在开启电机(81)的供电回路，所述套筒的内壁上滑动连接有滑板(14)，所述取土套筒(1)与开口正对的一端安装有常闭型的行程开关(16)，所述滑板(14)与所述行程开关(16)的机械触点正对，所述行程开关(16)串联在所述开启电机(81)的供电回路。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种地质勘查用取土装置，其特征在于：所述取土套筒(1)上与开启电机(81)同侧设置有弧形的把手(17)。

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