WO2022110952A1 - 一种岩土工程勘察用取样装置 - Google Patents

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WO2022110952A1
WO2022110952A1 PCT/CN2021/115843 CN2021115843W WO2022110952A1 WO 2022110952 A1 WO2022110952 A1 WO 2022110952A1 CN 2021115843 W CN2021115843 W CN 2021115843W WO 2022110952 A1 WO2022110952 A1 WO 2022110952A1
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sampling
cavity
plate
drill bit
soil
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PCT/CN2021/115843
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English (en)
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Inventor
张继芳
Original Assignee
中建华宸(海南)建设集团有限公司
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/04—Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting
    • G01N1/08—Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting involving an extracting tool, e.g. core bit

Definitions

  • the invention relates to the technical field of marine geotechnical engineering investigation, in particular to a sampling device for geotechnical engineering investigation.
  • Marine geotechnical engineering includes a variety of Typical structures, such as offshore platforms, sea pipes and artificial islands, etc., need to be surveyed in the construction area before construction.
  • Some sampling devices mostly use soil drills to collect soil.
  • the soil drill will collect the surface soil during the soil sampling process. Due to the high fluidity of the ocean, the surface soil cannot truly reflect the properties of the base layer, which will lead to the final investigation. The result is inconsistent with the reality, which affects the normal construction of geotechnical engineering.
  • the present invention proposes a sampling device for geotechnical engineering investigation. After the drill bit enters the soil to a certain depth, the soil can be collected and sampled to ensure that the collected soil samples can correctly reflect the properties of the base.
  • a sampling device for geotechnical engineering investigation comprising a box body, a sampling drill bit, a driving mechanism, a depth measuring mechanism and a pumping pump.
  • the suction pump is arranged in the working cavity, the depth measurement mechanism is located in the sampling cavity, the water inlet pipe of the suction pump extends into the sampling cavity from the partition plate, and the water outlet pipe extends out of the box body;
  • the cavity extends into the sampling cavity, and a accommodating cavity is arranged inside, the sampling drill bit is provided with a sampling port that communicates with the accommodating cavity, and the sampling port is provided with an electronically controlled sealing plate;
  • the driving mechanism includes a controller, a rotating motor and a first electric push rod, the output shaft of the first electric push rod is connected with the top of the sampling bit, and the output shaft of the rotary motor is connected with the top of the first electric push rod;
  • the depth measurement mechanism includes an annular plate, a launch tube and a receiver The inner wall of the annular plate is provided with a slider, the outer wall of the
  • it also includes a camera, a bearing plate is arranged in the working chamber, the bottom surface of the bearing plate is connected to the upper surface of the partition through a spring, an electric control door is arranged on the partition, and the camera is arranged at the bottom of the bearing plate , and is located above the electric control door, the part of the outer wall of the sampling drill located in the working chamber is provided with a push plate, and the push plate is extended above the bearing plate.
  • a camera a bearing plate is arranged in the working chamber, the bottom surface of the bearing plate is connected to the upper surface of the partition through a spring, an electric control door is arranged on the partition, and the camera is arranged at the bottom of the bearing plate , and is located above the electric control door, the part of the outer wall of the sampling drill located in the working chamber is provided with a push plate, and the push plate is extended above the bearing plate.
  • the electric control door is a normally open electric control door, a first metal contact and a second metal contact are arranged in the sampling cavity, a battery pack is arranged in the working cavity, and the first metal contact is arranged in the working cavity.
  • the contacts, the electric control door, the battery pack and the second metal contacts are electrically connected in sequence.
  • the height adjustment mechanism includes an electromagnet, a metal block and a voltage regulating module, the metal block is arranged at the bottom of the carrier plate, and the electromagnet is arranged on the partition plate On the surface and below the metal block, the voltage regulating modules are respectively electrically connected with the electromagnet and the controller.
  • the outer wall of the sampling drill bit where the sampling port is located is provided with a plurality of serrations.
  • the cleaning brush also includes a cleaning brush and a second electric push rod. Both ends of the cleaning brush are slidably connected to the bottom surface of the side wall of the sampling chamber.
  • the second electric push rod is arranged on the inner wall of the sampling chamber, and its output shaft is connected to the side wall of the cleaning brush. connected, the controller is electrically connected with the second electric push rod.
  • the fixing plate is arranged in the working cavity, the first electric push rod is arranged on the bottom surface of the fixing plate, and the output shaft of the rotating motor is connected with the upper surface of the fixing plate.
  • the sampling cavity is further provided with an underwater lighting lamp, and the controller is electrically connected with the underwater lighting lamp.
  • solenoid valves are provided on the water inlet pipe and the water outlet pipe, and the controller is electrically connected to the solenoid valves.
  • a liquid sensor is arranged in the sampling chamber, and the controller is electrically connected to the liquid sensor.
  • the invention provides a sampling device for geotechnical engineering survey, which is used for survey and sampling of marine geotechnical engineering. After placing the box as a whole in the area to be surveyed, the water in the sampling cavity is pumped away by a pump, and the sampling is controlled. The drill bit is inserted into the soil, and the depth measurement mechanism is set in advance, so that the sampling drill bit can penetrate to a fixed depth in the soil, so as to ensure that the soil sample data taken can better reflect the properties of the base layer and ensure the normal construction of geotechnical engineering.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a sampling device for geotechnical engineering survey of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of a sampling drill bit of a sampling device for geotechnical engineering survey of the present invention
  • 1 is a box body
  • 2 is a sampling drill
  • 3 is a pump
  • 4 is a partition
  • 5 is a working chamber
  • 6 is a sampling chamber
  • 7 is a water inlet pipe
  • 8 is a water outlet pipe
  • 9 is an accommodation chamber
  • 10 is a Sampling port
  • 11 is the electric control sealing plate
  • 12 is the controller
  • 13 is the rotating motor
  • 14 is the first electric push rod
  • 15 is the annular plate
  • 16 is the launching tube
  • 17 is the receiving tube
  • 18 is the slider
  • 19 is the Chute
  • 20 is the camera
  • 21 is the bearing plate
  • 22 is the spring
  • 23 is the electric control door
  • 24 is the push plate
  • 25 is the first metal contact
  • 26 is the second metal contact
  • 27 is the battery pack
  • 28 is the Electromagnet
  • 29 is a metal block
  • 30 is a pressure regulating module
  • 31 is a sawtooth part
  • 32 is a cleaning brush
  • 33 is a
  • a sampling device for geotechnical engineering survey includes a box body 1, a sampling drill bit 2, a driving mechanism, a depth measurement mechanism and a pumping pump 3.
  • the box body 1 passes through a partition inside. 4 is divided into a working chamber 5 and a sampling chamber 6 with an open bottom, the driving mechanism and the suction pump 3 are arranged in the working chamber 5, the depth measurement mechanism is located in the sampling chamber 6, and the water inlet pipe 7 of the suction pump 3
  • the plate 4 protrudes into the sampling cavity 6, and the water outlet pipe 8 protrudes out of the box 1; the sampling drill bit 2 protrudes from the working cavity 5 into the sampling cavity 6, and an accommodation cavity 9 is provided inside the sampling drill bit.
  • the driving mechanism includes a controller 12, a rotating motor 13 and a first electric push rod 14, the An output shaft of an electric push rod 14 is connected to the top of the sampling bit 2, and the output shaft of the rotary motor 13 is connected to the top of the first electric push rod 14;
  • the depth measurement mechanism includes an annular plate 15, a launch tube 16 and a receiver tube 17, so The inner wall of the annular plate 15 is provided with a sliding block 18, the outer wall of the sampling bit 2 is provided with a sliding groove 19, the sliding block 18 is located in the sliding groove 19, the launching tube 16 is set at the bottom of the sliding groove 19, and the receiving pipe 17 is arranged at the bottom of the slider 18;
  • the controller 12 is electrically connected to the water pump 3, the electric control sealing plate 11, the rotary motor 13, the first electric push rod 14, the launch tube 16 and the receiver tube 17, respectively.
  • a sampling device for geotechnical engineering survey of the present invention is used for soil survey of marine geotechnical engineering. After moving the entire box body 1 to the area to be surveyed, the sampling cavity 6 is covered above the soil, and the sampling cavity 6 is covered above the soil. After the suction pump 3 provided in the sampling chamber 6 is pumped out of the seawater, the driving mechanism controls the sampling drill bit 2 to drill into the soil for sampling, which prevents the sampling drill bit 2 from collecting the surface soil during the sampling process and avoids soil quality detection in the later stage. If there is an error, it is ensured that the collected soil sample can correctly reflect the properties of the base layer, and the purpose of pumping out the seawater can prevent the sampling drill 2 from receiving more resistance when it is inserted into the soil.
  • the present invention provides a soil drilling depth measurement mechanism, and an annular plate 15 is slidably arranged on the outer surface of the sampling drill bit 2.
  • an annular plate 15 is slidably arranged on the outer surface of the sampling drill bit 2.
  • a receiving pipe 17 is provided at the bottom of the slider 18 provided on the inner wall of the annular plate 15, and a receiving pipe 17 is arranged on the outer wall of the sampling drill bit 2.
  • a launch tube 16 is arranged at the bottom of the chute 19, and the controller 12 is electrically connected to the launch tube 16 and the receiver tube 17 respectively.
  • the distance between the annular plate 15 can be obtained by collecting the time when the launch tube 16 emits infrared light and the time when the receiver tube 17 receives the infrared light.
  • the distance from the soil surface, plus the distance from the bottom of the chute 19 to the bottom of the sampling bit 2, can obtain the depth at which the sampling bit 2 is inserted into the soil.
  • An electric push rod 14 pushes the sampling bit 2 and inserts the sampling bit 2 into the soil.
  • the controller 12 stops the driving of the first electric push rod 14.
  • the rotary motor 13 is controlled to drive the first electric push rod 14 and the sampling drill bit 2 to rotate, so as to collect soil samples at a required depth.
  • the sampling bit 2 When sampling, the sampling bit 2 will collect the soil to be sampled into its internal accommodating cavity 9. After the accommodating cavity 9 is fully collected, the sampling bit 2 can be taken out of the soil, and in order to prevent the sampling bit 2 from being inserted into the soil, In the process of soil collection, soil samples at the surface layer or at a non-predetermined depth are collected, and an electronically controlled sealing plate 11 is set on the sampling port 10 that communicates with the accommodating cavity 9. When the sampling drill bit 2 descends to a predetermined depth, the controller 12 can control the electric control. The control sealing plate 11 is opened, and then the rotary motor 13 is controlled to drive the sampling drill 2 to rotate, and the soil sample is collected into the accommodating cavity 9 .
  • the controller 12 first controls the electric control sealing plate 11 to seal the sampling port 10, and then controls the first electric push rod 14 to drive the sampling drill bit 2 to move upward.
  • the annular plate 15 is under gravity Under the action, it can return to the bottom of the chute 19, so as to facilitate the next soil sample collection.
  • the camera 20 also includes a camera 20, a carrying plate 21 is arranged in the working chamber 5, the bottom surface of the carrying plate 21 is connected with the upper surface of the partition plate 4 through the spring 22, and the partition plate 4 is provided with an electric control door 23,
  • the camera head 20 is arranged at the bottom of the carrier plate 21 and above the electric control door 23 , and a push plate 24 is provided on a part of the outer wall of the sampling drill 2 in the working chamber 5 , and the push plate 24 is extended above the carrier plate 21 .
  • the sampling process can be monitored by the camera 20 provided.
  • the camera 20 In order to prevent the camera 20 from being damaged by water ingress, the camera 20 is initially located in the working chamber 5.
  • the water in the sampling chamber 6 is pumped by the pump 3 , open the electric control door 23 on the clapboard 4, and control the first electric push rod 14 to drive the sampling bit 2 to move downward.
  • the push plate 24 provided on the side wall of the sampling bit 2 can push the carrying plate 21 to the move down, and make the camera 20 disposed at the bottom of the carrier plate 21 pass through the electric control door 23 into the sampling chamber 6, so that the sampling process in the sampling chamber 6 can be monitored, and when the sampling is completed, the controller 12
  • the first electric push rod 14 is controlled to drive the sampling drill 2 to rise, so that the push plate 24 leaves the carrier plate 21 .
  • the electric control door 23 is a normally open electric control door 23
  • the sampling chamber 6 is provided with a first metal contact 25 and a second metal contact 26
  • the working chamber 5 is provided with a battery pack 27.
  • the first metal contact 25, the electric control gate 23, the battery pack 27 and the second metal contact 26 are electrically connected in sequence.
  • the electric control door 23 of the present invention it is set to an automatic opening structure, and the first metal contact 25 and the second metal contact 26 are arranged at the bottom of the inner side wall of the sampling cavity 6.
  • the first metal contact 25 and the second metal contact 26 are electrically connected under the action of water, so that the normally open electric control door 23 is closed after being energized to prevent water from entering the working chamber 5.
  • the suction pump 3 turns the sampling chamber 6
  • the liquid level in the sampling chamber 6 continues to drop.
  • the first metal contact 25 and the second metal contact 26 is disconnected from the electrical connection.
  • the normally open electronically controlled door 23 is restored to the open state, so that the camera 20 can be lowered from the electronically controlled door 23 into the sampling chamber 6 .
  • the height adjustment mechanism includes an electromagnet 28 , a metal block 29 and a pressure regulating module 30 , the metal block 29 is arranged at the bottom of the carrier plate 21 , and the electromagnetic The iron 28 is disposed on the upper surface of the partition plate 4 and below the metal block 29 , and the voltage regulating module 30 is electrically connected to the electromagnet 28 and the controller 12 respectively.
  • the sampling drill 2 Since the present invention selects soil samples with different depths according to different typical structures, the sampling drill 2 will be inserted into the soil at different depths for different typical structures. In order to ensure the monitoring function of the camera 20, it is necessary to adjust the Therefore, before sampling, the height of the camera head 20 is appropriately adjusted according to the depth of the sampling drill 2 inserted into the soil.
  • the magnetic force of the electromagnet 28 is adjusted so that the magnetic force received by the metal block 29 changes. Under the combined action of the magnetic force and the elastic force of the spring 22 , the initial height of the carrier plate 21 can be adjusted.
  • the outer wall of the sampling drill bit 2 where the sampling port 10 is located is provided with a plurality of serrations 31 .
  • the provided sawtooth portion 31 can scrape off the soil during the rotation of the sampling drill bit 2 , so that the soil sample can be easily entered into the accommodating cavity 9 from the sampling port 10 .
  • the cleaning brush 32 also includes a cleaning brush 32 and a second electric push rod 33. Both ends of the cleaning brush 32 are slidably connected to the bottom surface of the side wall of the sampling cavity 6.
  • the second electric push rod 33 is arranged on the inner wall of the sampling cavity 6, and its output The shaft is connected to the side wall of the cleaning brush 32 , and the controller 12 is electrically connected to the second electric push rod 33 .
  • the provided cleaning brush 32 can clean the surface of the soil to be sampled, sweep away the sand and gravel on the soil surface, and prevent the sampling drill 2 from being hindered or worn during the descending process, and the cleaning brush 32 is driven by the second electric push rod. 33, the controller 12 controls the second electric push rod 33 to drive the cleaning brush 32 to move, so that the cleaning brush 32 can clean the soil surface.
  • the fixing plate 34 is arranged in the working chamber 5 , the first electric push rod 14 is arranged on the bottom surface of the fixing plate 34 , and the output shaft of the rotating motor 13 is connected to the upper surface of the fixing plate 34 .
  • the fixed plate 34 can provide support for the first electric push rod 14 , and the output shaft of the rotary motor 13 drives the fixed plate 34 to rotate to drive the first electric push rod 14 and the sampling drill 2 to rotate.
  • the sampling chamber 6 is further provided with an underwater lighting lamp 35 , and the controller 12 is electrically connected to the underwater lighting lamp 35 .
  • the set underwater lighting lamp 35 can realize the lighting during the sampling process, which facilitates the image acquisition of the camera 20 .
  • a solenoid valve 36 is provided on the water inlet pipe 7 and the water outlet pipe 8 , and the controller 12 is electrically connected to the solenoid valve 36 .
  • the opening and closing of the water inlet pipe 7 and the water outlet pipe 8 are realized by controlling the switch of the solenoid valve 36 .
  • a liquid sensor 37 is provided in the sampling chamber 6 , and the controller 12 is electrically connected to the liquid sensor 37 .
  • the provided liquid sensor 37 is used to detect whether there is still water in the sampling chamber 6 , and the controller 12 judges whether to turn on the suction pump 3 according to the data of the liquid sensor 37 .

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Abstract

一种岩土工程勘察用取样装置，包括箱体（1）、取样钻头（2）、驱动机构、深度测量机构以及抽水泵（3），箱体（1）分成工作腔（5）以及取样腔（6），深度测量机构包括环形板（15）、发射管（16）以及接收管（17），在进行取样前，针对所要施工的岩土工程结构来判断所要取样的土壤的深度，将装置主体移动到待取样区域后，通过抽水泵（3）将取样腔（6）内的水抽走，然后驱动机构驱动取样钻头（2）插入到土壤中，设置在取样钻头（2）外壁的环形板（15）会被阻拦在土壤表面，使得发射管（16）和接收管（17）的距离增大，根据发射管（16）发出红外光的时间以及接收管（17）接收红外光的时间可以得到环形板（15）距离土壤表面的高度，从而可以获取取样钻头（2）插入土中的深度，在取样钻头（2）达到预定的深度后可以进行取样，保证取样的土样可以正确的反应基层性质。

Description

一种岩土工程勘察用取样装置 技术领域
本发明涉及海洋岩土工程勘察技术领域，特别涉及一种岩土工程勘察用取样装置。
背景技术
海洋资源开发具有重大战略意义，随着海洋产业的发展，海洋不但会成为人类未来重要的资源、能源基地，也会成为世界各国争夺扩展和发展空间的主要战场，海洋岩土工程包括了多种典型结构，例如海洋平台、海管以及人工岛等，而在进行工程建设前，均需要对待建设区域进行勘察，常用的勘察方式主要是提取试验土壤作为试验，用于了解其基层性质，然而现有的取样装置大多使用土钻来取土，土钻在取土过程中会收集到表层的土壤，由于海洋流动性较大，表层的土壤并不能真实的反应基层性质，因此会导致最终的勘察结果与实际不符，影响到岩土工程的正常施工。
发明内容
鉴以此，本发明提出一种岩土工程勘察用取样装置，钻头在进入到土中一定深度后，可以对土壤进行收集采样，保证采集的土样可以正确的反应基层性质。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种岩土工程勘察用取样装置，包括箱体、取样钻头、驱动机构、深度测量机构以及抽水泵，所述箱体内部通过隔板分成工作腔以及底部开口的取样腔，所述驱动机构以及抽水泵设置在工作腔中，所述深度测量机构位于取样腔中，所述抽水泵的进水管从隔板伸入到取样腔中，出水管伸出到箱体外部；所述取样钻头从工作腔伸入到取样腔中，其内部设置有容纳腔，所述取样钻头上设置有连通容纳腔的取样口，所述取样口上设置有电控密封板；所述驱动机构包括 控制器、旋转电机以及第一电动推杆，所述第一电动推杆输出轴与取样钻头顶部连接，所述旋转电机输出轴与第一电动推杆顶部连接；所述深度测量机构包括环形板、发射管以及接收管，所述环形板内壁设置有滑块，所述取样钻头外壁设置有滑槽，所述滑块位于滑槽中，所述发射管设置在滑槽底部，所述接收管设置在滑块底部；所述控制器分别与抽水泵、电控密封板、旋转电机、第一电动推杆、发射管以及接收管电连接。
优选的，还包括摄像头，所述工作腔内设置有承载板，所述承载板底面通过弹簧与隔板上表面连接，所述隔板上设置有电控门，所述摄像头设置在承载板底部，并位于电控门上方，所述取样钻头位于工作腔内的部分外壁设置有推板，所述推板延伸设置在承载板上方。
优选的，所述电控门为常开型电控门，所述取样腔内设置有第一金属触头以及第二金属触头，所述工作腔内设置有电池组，所述第一金属触头、电控门、电池组以及第二金属触头依次电连接。
优选的，还包括设置在工作腔中的高度调节机构，所述高度调节机构包括电磁铁、金属块以及调压模块，所述金属块设置在承载板底部，所述电磁铁设置在隔板上表面，并位于金属块下方，所述调压模块分别与电磁铁以及控制器电连接。
优选的，所述取样口所处的取样钻头外壁设置有若干锯齿部。
优选的，还包括清扫刷以及第二电动推杆，所述清扫刷两端与取样腔侧壁底面滑动连接，所述第二电动推杆设置在取样腔内壁，其输出轴与清扫刷侧壁连接，所述控制器与第二电动推杆电连接。
优选的，还包括固定板，所述固定板设置在工作腔中，所述第一电动推杆设置在固定板底面，所述旋转电机输出轴与固定板上表面连接。
优选的，所述取样腔内还设置有水下照明灯，所述控制器与水下照明灯电连接。
优选的，所述进水管以及出水管上设置电磁阀，所述控制器与电磁阀电连接。
优选的，所述取样腔内设置有液体传感器，所述控制器与液体传感器电连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种岩土工程勘察用取样装置，用于海洋岩土工程的勘察取样，将箱体整体置于待勘察区域后，通过抽水泵将取样腔中的水抽走后，控制取样钻头插入到土壤中，预先对深度测量机构进行设置，使得取样钻头可以深入到土壤中固定的深度，保证所采取的土壤样本数据可以较好的反应基层性质，保证岩土工程的正常施工。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种岩土工程勘察用取样装置的结构示意图；
图2为本发明的一种岩土工程勘察用取样装置的取样钻头的结构示意图；
图中，1为箱体，2为取样钻头，3为抽水泵，4为隔板，5为工作腔，6为取样腔，7为进水管，8为出水管，9为容纳腔，10为取样口，11为电控密封板，12为控制器，13为旋转电机，14为第一电动推杆，15为环形板，16为发射管，17为接收管，18为滑块，19为滑槽，20为摄像头，21为承载板，22为弹簧，23为电控门，24为推板，25为第一金属触头，26为第二金属触头，27为电池组，28为电磁铁，29为金属块，30为调压模块，31为锯齿部，32为清扫刷，33为第二电动推杆，34为固定板，35为水下照明灯，36为电磁阀，37为液体传感器。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供一具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。
参见图1至图2，本发明提供的一种岩土工程勘察用取样装置，包括箱体1、取样钻头2、驱动机构、深度测量机构以及抽水泵3，所述箱体1内部通过隔板4分成工作腔5以及底部开口的取样腔6，所述驱动机构以及抽水泵3设置在工作腔5中，所述深度测量机构位于取样腔6中，所述抽水泵3的进水管7从隔板4伸入到取样腔6中，出水管8伸出到箱体1外部；所述取样钻头2从工作腔5伸入到取样腔6中，其内部设置有容纳腔9，所述取样钻头2上设置有连通容纳腔9的取样口10，所述取样口10上设置有电控密封板11；所述驱动机构包括控制器12、旋转电机13以及第一电动推杆14，所述第一电动推杆14输出轴与取样钻头2顶部连接，所述旋转电机13输出轴与第一电动推杆14顶部连接；所述深度测量机构包括环形板15、发射管16以及接收管17，所述环形板15内壁设置有滑块18，所述取样钻头2外壁设置有滑槽19，所述滑块18位于滑槽19中，所述发射管16设置在滑槽19底部，所述接收管17设置在滑块18底部；所述控制器12分别与抽水泵3、电控密封板11、旋转电机13、第一电动推杆14、发射管16以及接收管17电连接。
本发明的一种岩土工程勘察用取样装置，用于海洋岩土工程的土质勘察中，将整个箱体1移动到待勘察区域后，将取样腔6罩在土壤上方，通过在工作腔5内设置的抽水泵3将取样腔6内的海水抽出后，由驱动机构控制取样钻头2钻入到土壤中进行取样，避免了取样钻头2在取样过程中采集到表层的土壤，避免后期土质检测出现误差，保证所采集的土样可以正确的反应基层性质，而将海水抽走的目的可以防止取样钻头2在插入土中时受到较多的阻力。
对于海洋岩土工程来说，根据典型结构的不同，所要采集的土样的深度要求也不同，本发明设置了钻土深度的测量机构，在取样钻头2外表面滑动设置了环形板15，当取样钻头2插入到土中时，环形板15会被土壤表面阻挡，并沿着取样钻头2滑动，环形板15内壁设置的滑块18底部设置了接收管17，同时在取样钻头2外壁设置的滑槽19底部设置了发射管16，控制器12分别与发射管16以及接收管17电连接，通过采集发射管16发出红外光的时间以及接收管17接收红外光的时间可以获取环形板15距离土壤表层的距离，再加上滑槽19底部到取样钻头2底部的距离即可以获得取样钻头2插入到土壤中的深度，工作人员根据需求在控制器12中设定好深度要求后，通过第一电动推杆14推动取样钻头2，并使取样钻头2插入到土壤中，当环形板15远离发射管16的距离 达到预设的要求后，控制器12停止第一电动推杆14的驱动，然后再控制旋转电机13带动第一电动推杆14以及取样钻头2转动，实现对要求深度的土壤的土样采集。
取样钻头2在取样时，会将待取样的土壤收集到其内部的容纳腔9中，待容纳腔9收集满后，可以将取样钻头2从土壤中取出，而为了防止取样钻头2在插入到土壤的过程中收集到表层或者非预定深度的土样，在与容纳腔9连通的取样口10上设置了电控密封板11，当取样钻头2下降到预定深度时，控制器12可以控制电控密封板11开启，然后控制旋转电机13带动取样钻头2转动，将土样收集到容纳腔9中。
在土样收集完毕后，控制器12先控制电控密封板11对取样口10进行密封后，控制第一电动推杆14带动取样钻头2向上移动，在移动的过程中，环形板15在重力作用下可以重新回到滑槽19底部，从而可以方便下一次的土样采集。
优选的，还包括摄像头20，所述工作腔5内设置有承载板21，所述承载板21底面通过弹簧22与隔板4上表面连接，所述隔板4上设置有电控门23，所述摄像头20设置在承载板21底部，并位于电控门23上方，所述取样钻头2位于工作腔5内的部分外壁设置有推板24，所述推板24延伸设置在承载板21上方。
在进行取样时，可以通过设置的摄像头20对取样的过程进行监控，而为了防止摄像头20进水损坏，摄像头20初始位于工作腔5内，当抽水泵3将取样腔6内的水抽完后，开启隔板4上的电控门23，并控制第一电动推杆14带动取样钻头2向下移动，在移动的过程中，取样钻头2侧壁设置的推板24可以推动承载板21向下移动，并使得设置在承载板21底部的摄像头20从电控门23穿出到取样腔6中，从而可以对取样腔6内进行的取样过程进行监控，而当取样完成后，控制器12控制第一电动推杆14带动取样钻头2上升，使得推板24离开承载板21，在弹簧22的作用下，承载板21缓慢向上移动，并使得摄像头20重新回到工作腔5中。
优选的，所述电控门23为常开型电控门23，所述取样腔6内设置有第一金属触头25以及第二金属触头26，所述工作腔5内设置有电池组27，所述第一金属触头25、电控门23、电池组27以及第二金属触头26依次电连接。
对于本发明的电控门23而言，其设置为自动开启结构，第一金属触头25和第二金属触头26设置在取样腔6内侧壁的底部，在本发明的装置进入到水中时，第一金属触头25和第二金属触头26在水的作用下电连接，使常开型电控门23通电后关闭，防止水进入到工作腔5，当抽水泵3将取样腔6内的水抽走时，取样腔6内的液位不断下降，当液位降低到第一金属触头25和第二金属触头26下方时，使第一金属触头25和第二金属触头26断开电连接，此时常开型电控门23恢复成开启状态，从而可以将摄像头20从电控门23处下降到取样腔6中。
优选的，还包括设置在工作腔5中的高度调节机构，所述高度调节机构包括电磁铁28、金属块29以及调压模块30，所述金属块29设置在承载板21底部，所述电磁铁28设置在隔板4上表面，并位于金属块29下方，所述调压模块30分别与电磁铁28以及控制器12电连接。
而由于本发明会根据不同典型结构来选取不同深度的土壤土样，因此取样钻头2对于不同的典型结构会插入到土壤中的不同深度，为保证摄像头20的监控功能，需要同时调节摄像头20的初始高度，因此在进行取样前，针对取样钻头2插入到土中的深度，对摄像头20的高度进行适当的调节，调节的方式是通过调压模块30调节输出到电磁铁28的电压，从而可以调节电磁铁28的磁力大小，使得金属块29受到的磁力发生变化，在磁力和弹簧22弹力的共同作用下，可以调节承载板21的初始高度。
优选的，所述取样口10所处的取样钻头2外壁设置有若干锯齿部31。
通过所设置的锯齿部31，可以在取样钻头2转动的过程中刮离土壤，从而可以方便土样从取样口10进入到容纳腔9中。
优选的，还包括清扫刷32以及第二电动推杆33，所述清扫刷32两端与取样腔6侧壁底面滑动连接，所述第二电动推杆33设置在取样腔6内壁，其输出轴与清扫刷32侧壁连接，所述控制器12与第二电动推杆33电连接。
通过所设置的清扫刷32可以对待取样土壤的表面进行清扫，将土壤表面的砂石扫开，防止取样钻头2下降的过程中受到阻碍或发生磨损，而清扫刷32是由第二电动推杆33来控制的，控制器12控制第二电动推杆33带动清扫刷32移动，使得清扫刷32可以对土壤表面进行清扫。
优选的，还包括固定板34，所述固定板34设置在工作腔5中，所述第一电动推杆14设置在固定板34底面，所述旋转电机13输出轴与固定板34上表面连接。
通过所设置的固定板34可以为第一电动推杆14提供支撑，旋转电机13的输出轴通过带动固定板34转动以实现带动第一电动推杆14以及取样钻头2的转动。
优选的，所述取样腔6内还设置有水下照明灯35，所述控制器12与水下照明灯35电连接。
通过所设置的水下照明灯35可以实现在取样过程中的照明，方便摄像头20的图像采集。
优选的，所述进水管7以及出水管8上设置电磁阀36，所述控制器12与电磁阀36电连接。
通过控制电磁阀36的开关来实现进水管7和出水管8的开启和关闭。
优选的，所述取样腔6内设置有液体传感器37，所述控制器12与液体传感器37电连接。
所设置的液体传感器37用于对取样腔6内是否还有水进行检测，控制器12通过液体传感器37的数据来判断是否开启抽水泵3。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

  1. 一种岩土工程勘察用取样装置，其特征在于，包括箱体、取样钻头、驱动机构、深度测量机构以及抽水泵，所述箱体内部通过隔板分成工作腔以及底部开口的取样腔，所述驱动机构以及抽水泵设置在工作腔中，所述深度测量机构位于取样腔中，所述抽水泵的进水管从隔板伸入到取样腔中，出水管伸出到箱体外部；所述取样钻头从工作腔伸入到取样腔中，其内部设置有容纳腔，所述取样钻头上设置有连通容纳腔的取样口，所述取样口上设置有电控密封板；所述驱动机构包括控制器、旋转电机以及第一电动推杆，所述第一电动推杆输出轴与取样钻头顶部连接，所述旋转电机输出轴与第一电动推杆顶部连接；所述深度测量机构包括环形板、发射管以及接收管，所述环形板内壁设置有滑块，所述取样钻头外壁设置有滑槽，所述滑块位于滑槽中，所述发射管设置在滑槽底部，所述接收管设置在滑块底部；所述控制器分别与抽水泵、电控密封板、旋转电机、第一电动推杆、发射管以及接收管电连接。
  2. 根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察用取样装置，其特征在于，还包括摄像头，所述工作腔内设置有承载板，所述承载板底面通过弹簧与隔板上表面连接，所述隔板上设置有电控门，所述摄像头设置在承载板底部，并位于电控门上方，所述取样钻头位于工作腔内的部分外壁设置有推板，所述推板延伸设置在承载板上方。
  3. 根据权利要求2所述的一种岩土工程勘察用取样装置，其特征在于，所述电控门为常开型电控门，所述取样腔内设置有第一金属触头以及第二金属触头，所述工作腔内设置有电池组，所述第一金属触头、电控门、电池组以及第二金属触头依次电连接。
  4. 根据权利要求2所述的一种岩土工程勘察用取样装置，其特征在于，还包括设置在工作腔中的高度调节机构，所述高度调节机构包括电磁铁、金属块以及调压模块，所述金属块设置在承载板底部，所述电磁铁设置在隔板上表面，并位于金属块下方，所述调压模块分别与电磁铁以及控制器电连接。
  5. 根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察用取样装置，其特征在于，所述取样口所处的取样钻头外壁设置有若干锯齿部。
  6. 根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察用取样装置，其特征在于，还包括清扫刷以及第二电动推杆，所述清扫刷两端与取样腔侧壁底面滑动连接， 所述第二电动推杆设置在取样腔内壁，其输出轴与清扫刷侧壁连接，所述控制器与第二电动推杆电连接。
  7. 根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察用取样装置，其特征在于，还包括固定板，所述固定板设置在工作腔中，所述第一电动推杆设置在固定板底面，所述旋转电机输出轴与固定板上表面连接。
  8. 根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察用取样装置，其特征在于，所述取样腔内还设置有水下照明灯，所述控制器与水下照明灯电连接。
  9. 根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察用取样装置，其特征在于，所述进水管以及出水管上设置电磁阀，所述控制器与电磁阀电连接。
  10. 根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察用取样装置，其特征在于，所述取样腔内设置有液体传感器，所述控制器与液体传感器电连接。
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