CN213209544U - 一种地质勘察用探测系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种地质勘察用探测系统，包括与钻探机的转动杆固定连接的旋挖斗以及安装在钻探机的控制室内的警示灯L1，旋挖斗的一端开口，旋挖斗设有旋挖组件，旋挖组件位于开口处，旋挖组件包括主旋挖板、副旋挖板以及若干截齿，若干截齿分别固定在主旋挖板和副旋挖板上，主旋挖板和副旋挖板均与旋挖斗固定连接，警示灯L1耦接有控制警示灯L1亮灭的压力检测电路，压力检测电路包括：压力传感器、压力比较单元以及开关单元。本申请具有警示灯L1得电并发出红色预警信号以提醒工作人员旋挖斗已经装满土壤以进行下一步的放料操作，提高土壤采集的工作效率的效果。

Description

一种地质勘察用探测系统

技术领域

本申请涉及地质勘察工程的技术领域，尤其是涉及一种地质勘察用探测系统。

背景技术

地质勘察是指通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，通过确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动，地质勘察的探测方式有钻探、地球物理勘探以及坑、槽探等。

钻探是利用钻探机和钻具在待探测地面钻凿出钻孔并取出钻孔内的土壤样品，探明土层的结构和分布规律的一种勘探工程。

现有的钻探工程一般采用钻筒进行土壤采样，通过将钻筒旋入土层使得土壤进入钻筒内，钻筒内壁与钻筒内的土壤产生摩擦力使得土壤停留在钻筒内，再将装有土壤的钻筒从钻孔内取出，从而达到土壤采样的目的。

而工作人员在使用钻筒对较深层的土壤进行采样前，先使用旋挖斗在地表开挖取样孔，通过取样孔以对预设深度的土壤进行取样旋挖斗设置有截齿，通过钻探机的转动杆带动旋挖斗转动，旋挖斗的截齿将较浅钻孔内的土壤粉碎并收集在旋挖斗内，然后将旋挖斗移出钻孔便可以完成取样孔的开挖。再通过将钻筒伸入较浅钻孔的底部并旋入土层，实现对预设深度的土壤的进行采样。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有旋挖斗在钻孔内进行土壤粉碎和收集的过程中，工作人员不易观察到旋挖斗内土壤的收集情况，无法确定旋挖斗内的土壤何时装满以进行下一步操作，以使得出现工作效率较低的情况。

实用新型内容

为了提高土壤的采集的工作效率，本申请提供了一种地质勘察用探测系统。

本申请提供的一种地质勘察用探测系统采用如下的技术方案：

一种地质勘察用探测系统，包括与钻探机的转动杆固定连接的旋挖斗以及安装在钻探机的控制室内的警示灯L1，所述旋挖斗的一端开口，所述旋挖斗设有旋挖组件，所述旋挖组件位于开口处，所述旋挖组件包括主旋挖板、副旋挖板以及若干截齿，若干所述截齿分别固定在主旋挖板和副旋挖板上，所述主旋挖板和副旋挖板均与旋挖斗固定连接，所述警示灯L1耦接有控制警示灯L1亮灭的压力检测电路，所述压力检测电路包括：

压力传感器，压力传感器安装在旋挖斗的内壁上以用于检测土壤对压力传感器施加的压力并输出压力检测信号；

压力比较单元，耦接于压力传感器并预设有压力阈值信号Vref1以在压力检测信号大于压力阈值信号Vref1时输出压力比较信号；

开关单元，耦接于压力比较单元并串联于警示灯L1的供电回路中以在接收到压力比较信号时输出开关信号控制警示灯L1发出红色预警信号。

通过采用上述技术方案，当工作人员使用旋挖斗对地层进行钻探时，转动杆带动旋挖斗旋入地面，此时截齿与地层接触且对地面产生压力，由于截齿随旋挖斗转动，使得截齿将地层的土壤粉碎并送入旋挖斗内，旋挖斗持续旋入地层，土壤持续进入到旋挖斗内，土壤持续进入到旋挖斗的过程中压力传感器对自身受到土壤的压力进行实时检测并输出压力检测信号，当土壤接触到压力传感器并对压力传感器产生压力时，压力传感器输出压力检测信号，压力比较单元接收到的压力检测信号并与阈值信号Vref1进行比较，当压力检测信号大于阈值信号Vref1时，压力比较单元输出压力比较信号，此时压力比较单元向开关单元输出比较信号，当开关单元接收到比较信号时，开关单元输出开关信号导通警示灯L1的供电回路，警示灯L1得电并发出红色预警信号以提醒工作人员此时旋挖斗内的土壤已经到达旋挖斗靠近转动杆的一端，旋挖斗已经装满土壤，方便提醒工作人员及时控制旋挖斗进行下一步的放料操作，工作人员较好地控制旋挖斗的工作，提高土壤采集的效率。当压力比较单元接收到的压力检测信号小于阈值信号Vref1时，压力比较单元输出低电频信号，开关单元未发出开关信号，警示灯L1未得电，以便提醒工作人员此时旋挖斗还未装满土壤。

可选的，所述压力比较单元包括比较器N1，所述比较器N1的第一信号输入端与压力传感器耦接，所述比较器N1的第二信号输入端接入有阈值信号Vref1，所述比较器N1的信号输出端与开关单元耦接。

通过采用上述技术方案，比较器N1通过对第一输入端的压力检测信号与第二输入端的压力阈值信号Vref1进行比较并输出比较信号，以便实时检测压力传感器所受到的压力；由于比较器N1的灵敏度高，在压力的检测信号大于阈值信号Vref1时，可第一时间输出压力比较信号至开关单元，以便开关单元及时发出开关信号以控制警示灯L1发出红色预警信号。

可选的，所述开关单元包括三极管Q1，所述三极管Q1的基极与比较器N1的信号输出端耦接，所述三极管Q1的集电极与电源电压VCC耦接，所述三极管Q1的发射极接地。

通过采用上述技术方案，三极管Q1的设置，使得三极管Q1的基极在接收到压力比较单元输出的压力比较信号时，三极管Q1由低电频转换为高电频进而输出开关信号使得警示灯L1的供电回路接通，警示灯L1得电并发出红色预警信号；而当比较器N1的信号输出端未输出压力比较信号时，三极管Q1处于低电频状态，警示灯L1未得电，以便提醒工作人员此时旋挖斗还未装满土壤。

可选的，所述开关单元还包括继电器KM1，所述继电器KM1的线圈与三极管Q1的集电极耦接后与电源电压VCC连接，所述继电器KM1包括常开触点开关KM1-1，常开触点开关KM1-1串联在警示灯L1的供电回路中。

通过采用上述技术方案，三极管Q1接收到压力比较信号并由低电频转换为高电频时对继电器KM1输出开关信号，继电器KM1接收到开关信号使得常开触点KM1-1闭合以接通警示灯L1的供电回路，进而警示灯L1发出红色预警信号以提醒钻机控制室内的工作人员此时地层里旋挖斗已装满。土壤，方便工作人员对旋挖斗的工作状态机械能控制，提高旋挖斗的工作效率。

可选的，所述旋挖斗远离收集口的一端安装有调节组件，所述调节组件包括挡板，所述压力传感器与挡板固定连接，所述挡板安装在旋挖斗的内壁且挡板与旋挖斗的内壁抵触，所述挡板位于旋挖斗远离收集口的一端，所述压力传感器位于挡板靠近收集口的一端。

通过采用上述技术方案，旋挖斗旋入地层工作时，截齿不断将破碎的土壤送入旋挖斗内，旋挖斗内的堆积的土壤不断升高，当土壤上升至与挡板上的压力传感器抵接并对压力传感器施加压力时，压力传感器发出压力检测信号，当压力检测信号大于阈值信号Vref1时，警示灯L1发出红色警示信号以提醒工作人员此时旋挖斗内的土壤已经装满。挡板与旋挖斗内壁抵触的设置，使得进入旋挖斗的土壤不易穿过挡板并堆积在旋挖斗内。

可选的，所述旋挖斗远离收集口的一端开设有通孔，所述调节组件包括若干气缸，所述气缸的缸身安装在旋挖斗的顶部,所述气缸的活塞杆穿过通孔并与挡板固定连接。

通过采用上述技术方案，当旋挖斗挖设的深度小于自身的长度时，可通过调整气缸的活塞杆伸入旋挖斗的长度，从而带动挡板下移，使得压力传感器跟随挡板下移，当土壤对压力传感器施加压力时，警示灯L1发出红色警示信号以提醒工作人员此时旋挖斗已旋入设定的地层深度且旋挖斗内的土壤已装满，方便工作人员对旋挖斗旋入深度的控制。

可选的，所述旋挖斗的顶部固定有底座，所述气缸的缸身套接有安装板，所述安装板与底座固定连接，所述气缸的活塞杆穿过底座以及通孔并与挡板固定连接。

通过采用上述技术方案，安装板与底座固定连接的设置，使得气缸的活塞杆在旋挖斗内上下运动的过程中，缸身不易产生水平位置上偏移，气缸的固定较为稳固。气缸的活塞杆穿过底座的设置，对气缸的活塞杆进行限位，使得气缸的活塞杆在旋挖斗内上下伸缩的过程中不易产生位置偏移。气缸工作时较为稳定。

可选的，若干所述气缸相互对称设置。

通过采用上述技术方案，气缸的活塞杆推动挡板在旋挖斗内上下运动时，挡板的受力较为均匀，使得挡板受气缸的活塞杆的推动在旋挖斗内上下运动时不易发生倾斜，从而使得调节组件的感应效果较好。

可选的，所述气缸的活塞杆沿其长度方向标记有长度刻度，所述底座的侧壁开设有观察槽，气缸的活塞杆位于观察槽内。

通过采用上述技术方案，工作人员在进行较浅地层的旋挖工作时，旋挖斗部分旋入地层，此时需调节气缸的活塞杆伸入旋挖斗内的压力以调节挡板的位置，工作人员在对气缸进行调试时，通过在观察槽内观察气缸伸出的长度，再用缸身的长度减去活塞杆伸出的长度得出气缸将要旋入地层的长度，从而使得气缸在旋入所设定的深度时，警示灯L1发出红色提醒信号，方便工作人员确定旋挖斗旋入地层的深度。

可选的，所述压力检测电路还包括声音警示单元，所述声音警示单元包括蜂鸣器H1,所述蜂鸣器H1与三极管Q1的集电极串联以接收到开关信号时发出声音警示信号。

通过采用上述技术方案，声音警示单元的设置，当勘察现场的光线较强时，位于控制室内的工作人员不易观察到警示灯L1的亮灭，可通过蜂鸣器H1发出的声音警示信号以提醒工作人员此时旋挖斗所装土壤已经达到要求的位置，方便工作人员及时对旋挖斗进行下一步的操控，提高土壤采集的工作效率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.警示灯L1得电并发出红色预警信号以提醒工作人员此时旋挖斗内的土壤已经到达旋挖斗靠近转动杆的一端，旋挖斗已经装满土壤，方便提醒工作人员及时控制旋挖斗进行下一步的放料操作，工作人员较好地控制旋挖斗的工作，提高土壤采集的效率；

2.当旋挖斗挖设的深度小于自身长度时，可通过调整气缸的活塞杆伸入旋挖斗的长度，从而带动挡板下移，使得压力传感器跟随挡板下移，警示灯L1发出红色警示信号以提醒工作人员此时旋挖斗以旋入设定的地层深度且旋挖斗内的土壤已装满；

3.气缸的活塞杆推动挡板在旋挖斗内上下运动时，挡板的受力较为均匀，使得挡板受气缸的活塞杆的推动在旋挖斗内上下运动时不易发生倾斜，从而使得调节组件的感应效果较好。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图；

图2是本实施例中旋挖斗的内部结构示意图；

图3是本实施例中压力检测电路的电路图。

附图标记说明：1、旋挖斗；11、收集口；12、顶板；121、通孔；13、主弧形板；14、副弧形板；2、旋挖组件；21、主旋挖板；22、副旋挖板；23、截齿；3、调节组件；31、挡板；32、气缸；321、安装板；4、底座；41、观察槽；5、压力传感器；6、压力比较单元；7、开关单元；8、声音警示单元。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-3及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

钻探机包括工作人员操作的控制室（图中未示出）、转动杆（图中未示出）以及旋挖斗1，转动杆位于旋挖斗1的上方且转动杆与旋挖斗1固定连接，钻探机工作时，工作人员通过在控制室内操控转动杆转动并带动旋挖斗1旋入地层进行较浅土壤的粉碎与收集。

本申请实施例公开一种地质勘察用探测系统。参照图1，一种地质勘察用探测系统包括警示灯L1以及旋挖斗1，警示灯L1安装在钻探机的控制室内；旋挖斗1呈圆筒状，旋挖斗1包括顶板12、主弧形板13以及副弧形板14，主弧形板13与副弧形板14均与顶板的外周面铰接，主弧形板13与副弧形板14之间设置有锁紧件（图中未示出），锁紧件用于锁紧主弧形板13与副弧形板14，本实施例中，锁紧件为电磁锁，当锁紧件锁紧时，主弧形板13与副弧形板14相互贴合，当锁紧件解锁时，主弧形板13绕主弧形板13与顶板12的铰接轴朝远离或靠近副弧形板14的方向转动，旋挖斗1远离顶板12的一端开口。

旋挖组件2包括主旋挖板21以及副旋挖板22，主旋挖板21与副旋挖板22均绕旋挖斗1轴线设置，主旋挖板21与副旋挖板22均为扇形的板，主旋挖板21的弧形边与主弧形板13固定连接，副旋挖板22的弧形边与副弧形板14固定连接，当锁紧件锁紧时，主旋挖板21远离主弧形板13的一端与副旋挖板22远离副弧形板14的一端抵接，主旋挖板21与副旋挖板22的侧边形成收集口11，

主旋挖板21和副旋挖板22均固定有若干截齿23，主旋挖板21上的截齿23沿主旋挖板21其中一条侧边的长度方向均匀发分布，副旋挖板22上的截齿23沿副旋挖板22的其中一条侧边均匀分布。

参照图1和图2，顶板12固定有两个底座4，两个底座4相互对称，顶板安装有调节组件3，调节组件3包括挡板31以及两个竖直设置的气缸32，气缸32的缸身固定有安装板321，安装板321与底座4固定连接，气缸32的活塞杆标有长度刻度，底座4的侧壁开设有观察槽41，气缸32的活塞杆位于观察槽41内。

顶板12开设有两个通孔121，气缸32的活塞杆依次穿过底座4和通孔121并与挡板31固定连接，挡板31位于旋挖斗1内；挡板31与旋挖斗1的内壁抵触。

参照图2和图3，警示灯L1耦接有控制警示灯L1亮灭的压力检测电路，压力检测电路包括压力传感器5、压力比较单元6、开关单元7以及声音警示单元8。

压力传感器5包括若干压力传感器，压力传感器与挡板31朝向旋挖组件2的一端端面固定连接（图中未示出），压力传感器5用于检测自身所受土壤的压力并输出压力检测信号。

压力比较单元6耦接于压力传感器5并预设有压力阈值信号Vref1以在压力检测信号小于压力阈值信号Vref1时输出压力比较信号，压力比较单元6包括比较器N1，比较器N1的第一信号输入端与压力传感器5耦接，比较器N1的第二信号输入端接入有阈值信号Vref1，比较器N1的信号输出端与开关单元7耦接。

开关单元7耦接于压力比较单元6并串联于警示灯L1的供电回路中以在接收到压力比较信号时输出开关信号以控制警示灯L1发出红色预警信号。

开关单元7包括三极管Q1，三极管Q1的基极与比较器N1的信号输出端耦接，三极管Q1的集电极与电源电压VCC耦接，三极管Q1的发射极接地；开关单元7还包括继电器KM1，继电器KM1的线圈与三极管Q1的集电极耦接后与电源电压VCC连接，继电器KM1包括常开触点开关KM1-1，常开触点开关KM1-1串联在警示灯L1的供电回路中。

声音警示单元8包括蜂鸣器H1，蜂鸣器H1安装在钻探机的控制室内，蜂鸣器H1与三极管Q1的发射极串联以接收到开关信号时发出声音警示信号。

本申请实施例一种地质勘察用探测系统的实施原理为：

使用钻探机进行地质勘察的土壤取样时，工作人员先在控制室内操作钻机使得旋挖组件2竖直朝向地面，启动钻探机使得转动杆带动旋挖斗1转动且朝地面方向移动，旋挖斗1下移至与地面接触时，截齿23旋粉碎收集口11朝向地面的投影内的土壤，此时旋挖斗1持续旋入土层，被粉碎的土壤由于压力的作用进入到旋挖斗1内。

土壤持续进入到旋挖斗1的过程中压力传感器5对自身所受土壤的压力进行实时检测并输出压力检测信号，当土壤接触到压力传感器5并对压力传感器5产生压力时，比较器N1接收到的压力检测信号并与阈值信号Vref1进行比较，当压力检测信号大于阈值信号Vref1时，比较器N1输出压力比较信号至开关单元7，开关单元7接收到比较信号并发出开关信号导通警示灯L1的供电回路，警示灯L1得电并发出红色预警信号、蜂鸣器H1发出声音警示信号以提醒工作人员此时旋挖斗1内的土壤已经到达旋挖斗1靠近转动杆的一端，旋挖斗1已经装满土壤以提醒工作人员及时控制旋挖斗1进行下一步操作。

当工作人员对较浅的地层进行土壤采样时，工作人员先同时调整两个气缸32的活塞杆伸入旋挖斗1内的长度，此时气缸32的活塞杆带动挡板31朝向收料口的方向移动，根据要求调整好活塞杆伸入旋挖斗1的长度后再将旋挖斗1旋入地层内，当进入旋挖斗1的土壤到达挡板31处并对挡板31产生压力时，警示灯L1和蜂鸣器H1发出提醒信号以提示工作人员旋挖斗1内的土壤已装满。

挡板31与旋挖斗1内壁滑动连接的设置，使得进入旋挖斗1的土壤不易穿过挡板31堆积在旋挖斗1顶部与挡板31形成的空间内。

安装板321与底座4固定连接的设置，使得气缸32的活塞杆在伸缩的过程中，气缸32的缸身不易产生水平位置的偏移，气缸32的安装较为稳固。

观察槽41的设置，方便工作人员观察气缸32的活塞杆伸入旋挖斗1内的长度。从而方便旋挖斗1对较浅地层的土壤进行采样。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (10)

1.一种地质勘察用探测系统，其特征在于：包括与钻探机的转动杆固定连接的旋挖斗(1)以及安装在钻探机的控制室内的警示灯L1，所述旋挖斗(1)的一端开口，所述旋挖斗(1)设有旋挖组件，所述旋挖组件(2)位于开口处，所述旋挖组件(2)包括主旋挖板(21)、副旋挖板(22)以及若干截齿(23)，若干所述截齿(23)分别固定在主旋挖板(21)和副旋挖板(22)上，所述主旋挖板(21)和副旋挖板(22)均与旋挖斗(1)固定连接，所述警示灯L1耦接有控制警示灯L1亮灭的压力检测电路，所述压力检测电路包括：

压力传感器(5)，压力传感器(5)安装在旋挖斗(1)的内壁上以用于检测土壤对压力传感器(5)施加的压力并输出压力检测信号；

压力比较单元(6)，耦接于压力传感器(5)并预设有压力阈值信号Vref1以在压力检测信号大于压力阈值信号Vref1时输出压力比较信号；

开关单元(7)，耦接于压力比较单元(6)并串联于警示灯L1的供电回路中以在接收到压力比较信号时输出开关信号控制警示灯L1发出红色预警信号。

2.根据权利要求1所述的一种地质勘察用探测系统，其特征在于：所述压力比较单元(6)包括比较器N1，所述比较器N1的第一信号输入端与压力传感器(5)耦接，所述比较器N1的第二信号输入端接入有阈值信号Vref1，所述比较器N1的信号输出端与开关单元(7)耦接。

3.根据权利要求2所述的一种地质勘察用探测系统，其特征在于：所述开关单元(7)包括三极管Q1，所述三极管Q1的基极与比较器N1的信号输出端耦接，所述三极管Q1的集电极与电源电压VCC耦接，所述三极管Q1的发射极接地。

4.根据权利要求3所述的一种地质勘察用探测系统，其特征在于：所述开关单元(7)还包括继电器KM1，所述继电器KM1的线圈与三极管Q1的集电极耦接后与电源电压VCC连接，所述继电器KM1包括常开触点开关KM1-1，常开触点开关KM1-1串联在警示灯L1的供电回路中。

5.根据权利要求1所述的一种地质勘察用探测系统，其特征在于：所述旋挖斗(1)远离收集口(11)的一端安装有调节组件(3)，所述调节组件(3)包括挡板(31)，所述压力传感器(5)与挡板(31)固定连接，所述挡板(31)安装在旋挖斗(1)的内壁且挡板(31)与旋挖斗(1)的内壁抵触，所述挡板(31)位于旋挖斗(1)远离收集口(11)的一端，所述压力传感器(5)位于挡板(31)靠近收集口(11)的一端。

6.根据权利要求5所述的一种地质勘察用探测系统，其特征在于：所述旋挖斗(1)远离收集口(11)的一端开设有通孔(121)，所述调节组件(3)包括若干气缸(32)，所述气缸(32)的缸身安装在旋挖斗(1)的顶部,所述气缸(32)的活塞杆穿过通孔(121)并与挡板(31)固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种地质勘察用探测系统，其特征在于：所述旋挖斗(1)的顶部固定有底座(4)，所述气缸(32)的缸身套接有安装板(321)，所述安装板(321)与底座(4)固定连接，所述气缸(32)的活塞杆穿过底座(4)以及通孔(121)并与挡板(31)固定连接。

8.根据权利要求6所述的一种地质勘察用探测系统，其特征在于：若干所述气缸(32)相互对称设置。

9.根据权利要求7所述的一种地质勘察用探测系统，其特征在于：所述气缸(32)的活塞杆沿其长度方向标记有长度刻度，所述底座(4)的侧壁开设有观察槽(41)，气缸(32)的活塞杆位于观察槽(41)内。

10.根据权利要求3所述的一种地质勘察用探测系统，其特征在于：所述压力检测电路还包括声音警示单元(8)，所述声音警示单元(8)包括蜂鸣器H1,所述蜂鸣器H1与三极管Q1的集电极串联以接收到开关信号时发出声音警示信号。

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