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专利号: 2023103925041
申请人: 福建省水文地质工程地质勘察研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种工程地质勘查样本取样装置,包括旋转机构(1),其特征在于:所述旋转机构(1)内壁活动安装有升降机构(2),所述旋转机构(1)用于带动升降机构(2)旋转,所述升降机构(2)外壁活动安装有排料机构(3)和钻探机构(4),所述升降机构(2)用于带动排料机构(3)和钻探机构(4)升降移动,所述钻探机构(4)内壁固定安装有取样机构(5),所述钻探机构(4)向下移动时带动取样机构(5)旋转,所述取样机构(5)旋转时将样品倒入内部存储,所述排料机构(3)与取样机构(5)活动连接,所述排料机构(3)运行时通过气压将取样机构(5)内部的样品排出;

所述取样机构(5)包括有储料组件(51)和取料组件(52),所述储料组件(51)与螺旋杆(403)内壁连接固定,所述取料组件(52)位于螺旋杆(403)下端连接固定;

所述储料组件(51)包括有储料杆(511),所述储料杆(511)贯穿螺旋杆(403)并与其连接固定,所述储料杆(511)内壁固设有密封管(512),所述密封管(512)顶部固设有单向气阀(513),所述储料杆(511)内壁滑动连接有活塞(514),所述活塞(514)顶部固设有连接杆(517),所述连接杆(517)顶部与连接轴(305)转动连接,所述连接杆(517)外壁固设有支撑块(516),所述支撑块(516)位于储料杆(511)内壁并与其滑动连接,所述储料杆(511)外壁呈对称结构开设有两个矩形排气孔(515),所述排气孔(515)延伸至活塞(514)下方,所述排气孔(515)位于螺旋杆(403)上方,所述密封管(512)位于螺旋杆(403)中部位置;

所述取料组件(52)包括有连接罩(521)和钻头部件(522),所述连接罩(521)顶部与螺旋杆(403)底部连接固定,所述钻头部件(522)顶部固设有安装套(523),所述安装套(523)外壁呈对称结构开设有两个旋转槽(524),两个所述旋转槽(524)内壁均滑动连接有滑块(525),两个所述滑块(525)分别与连接罩(521)连接固定,所述连接罩(521)内壁固设有连接管(526),所述安装套(523)顶部固设有两个旋转部件(527),两个所述旋转部件(527)内壁均滑动连接有推动部件(528),两个所述推动部件(528)均与连接罩(521)内壁连接固定,两个所述旋转部件(527)相对靠近的一侧均固设有切割刀(529),两个所述切割刀(529)顶部分别与连接管(526)底部滑动接触,两个所述切割刀(529)相对靠近的一侧均开设有切割面(530),两个所述切割刀(529)组合形成圆柱形结构;

所述钻头部件(522)包括有锥形块(5221),所述锥形块(5221)顶部分别与连接罩(521)和安装套(523)连接固定,所述锥形块(5221)外壁呈环形对称结构开设有多个料槽(5222),所述锥形块(5221)外壁通过开设料槽(5222)形成有多个尖部(5223),所述尖部(5223)底部为尖锥形结构,所述锥形块(5221)顶部开设有进料孔(5224);

所述旋转部件(527)包括有固定轴(5271),所述固定轴(5271)底部与安装套(523)连接固定,所述固定轴(5271)圆周外壁转动连接有连接块(5272),所述连接块(5272)与其中一个切割刀(529)连接固定,所述连接块(5272)靠近另一个切割刀(529)的棱边处开设有外弧面一(5273),所述连接块(5272)侧面呈对称结构固设有两个夹持臂(5274),两个所述夹持臂(5274)内壁棱边处开设有内弧面(5275),两个所述夹持臂(5274)相对靠近的一侧均开设有外弧面二(5276);

所述推动部件(528)包括有固定部(5281)、连接部(5282)和卡接部(5283),所述连接部(5282)两端分别与固定部(5281)和卡接部(5283)连接固定,所述固定部(5281)与连接罩(521)内壁连接固定,所述卡接部(5283)与两个夹持臂(5274)内壁卡接,两个夹持臂(5274)相互靠近的一端分别与连接部(5282)滑动接触,所述卡接部(5283)两端分别开设有接触面(5284),所述接触面(5284)为半圆弧结构。

2.根据权利要求1所述的工程地质勘查样本取样装置,其特征在于:所述旋转机构(1)包括有两个安装板(101),两个所述安装板(101)顶部分别开设有活动槽(102),位于下方的所述安装板(101)底部四角处均贯穿固设有支撑柱(103),多个所述支撑柱(103)顶部与位于上方的安装板(101)底部连接固定,位于上方的所述安装板(101)两侧分别转动连接有旋转轴(105),两个所述旋转轴(105)内端分别延伸至活动槽(102)内部,位于上方的所述安装板(101)顶部固设有电机一(104),所述电机一(104)和其中一个旋转轴(105)端部均固设有齿轮一(106),两个所述齿轮一(106)相互啮合。

3.根据权利要求2所述的工程地质勘查样本取样装置,其特征在于:所述升降机构(2)包括有升降架(201),所述升降架(201)与两个旋转轴(105)转动连接,所述升降架(201)内壁转动连接有螺杆(202),所述螺杆(202)外壁螺纹连接有升降座(203),所述升降座(203)与升降架(201)内壁滑动连接,所述升降架(201)顶部固设有电机二(204),所述电机二(204)底部输出端贯穿升降架(201)并与螺杆(202)连接固定。

4.根据权利要求3所述的工程地质勘查样本取样装置,其特征在于:所述排料机构(3)包括有固定座一(301),所述固定座一(301)与升降座(203)外壁连接固定,所述固定座一(301)顶部固设有电机三(302),所述电机三(302)输出端固设有连接臂一(303),所述连接臂一(303)端部转动连接有连接臂二(304),所述连接臂二(304)端部通过转轴转动连接有连接轴(305)。

5.根据权利要求4所述的工程地质勘查样本取样装置,其特征在于:所述钻探机构(4)包括有固定座二(401),所述固定座二(401)与升降座(203)外壁连接固定,所述固定座二(401)外壁固设有电机四(402),所述固定座二(401)内壁转动连接有螺旋杆(403),所述电机四(402)与螺旋杆(403)端部均固设有齿轮二(404),两个所述齿轮二(404)相互啮合。

6.根据权利要求1‑5任意一项所述的工程地质勘查样本取样装置的取样方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、通过电机二(204)带动螺杆(202)转动,使得升降座(203)沿着升降架(201)内壁上下滑动,从而能够分别带动排料机构(3)和钻探机构(4)进行移动;

S2、钻探机构(4)移动时,电机四(402)带动螺旋杆(403)转动,通过螺旋杆(403)带动取样机构(5)上的储料组件(51)和取料组件(52)转动,通过取料组件(52)上的钻头部件(522)转动,当钻头部件(522)与土壤接触时,两个切割刀(529)分别沿着两个固定轴(5271)为中心同步反向转动,使得两个切割刀(529)呈打开状态,地质样品能够沿着连接管(526)向上延伸,从而进入储料杆(511)内部,当进入储料杆(511)内部的地质样品较多时,此时储料杆(511)内位于密封管(512)下方空间中的空气被压缩,此时阻力增加,进入储料杆(511)内部的地质样品在气压的反作用力下,逐渐被压缩圆柱块状,并存储在储料杆(511)内;

S3、取样结束后,电机四(402)带动螺旋杆(403)反转,此时两个切割刀(529)分别沿着两个固定轴(5271)为中心同步反向转动,此时两个切割刀(529)闭合形成圆柱形结构,对安装套(523)底部以及连接管(526)底部的通孔进行密封,通过电机二(204)带动螺杆(202)反转,使得升降座(203)将螺旋杆(403)从土壤中取出;

S4、将取料组件(52)从土壤中取出后,通过电机一(104)带动旋转轴(105)转动,从而使得升降机构(2)转动,将取料组件(52)转动至安装板(101)前侧位置,从而便于进行取料;

S5、通过转动钻头部件(522),使得两个切割刀(529)再次打开,此时储料杆(511)内部的气压会推动内部的部分地质样品向下移动,并从钻头部件(522)下方排出,由于储料杆(511)内部的气压的损耗,当储料杆(511)内部的气压趋于正常大气压强时,此时储料杆(511)内部还残存一定量的地质样品;

S6、通过电机三(302)带动连接臂一(303)转动,通过连接臂一(303)带动连接臂二(304)往复摆动,使得连接臂二(304)通过连接轴(305)能够拉动连接杆(517)上下往复移动,当活塞(514)移动至排气孔(515)下方时,经过压缩将空气通过单向气阀(513)注入密封管(512)下方的储料杆(511)内,当活塞(514)向上移动时,单向气阀(513)关闭,活塞(514)移动至排气孔(515)上方时,储料杆(511)位于密封管(512)上方部分的气压趋于正常大气压强,依次往复,通过向密封管(512)下方的储料杆(511)内注入大量的空气,在气压作用下,将储料杆(511)内部的残存在地质样品排出。