CN111691882B - 一种基于地铁施工的地质采样器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于地铁施工的地质采样器，具体涉及地铁施工技术领域，包括支撑架、第一电机、转轴、第一螺旋杆、中空钻杆和两个底板，两个所述底板分别固定设在支撑架底端两侧，所述第一电机设在支撑架内部，所述转轴固定设在第一电机的输出轴上，所述第一螺旋杆固定设在转轴一端，所述中空钻杆设在第一螺旋杆外侧，所述第一螺旋杆一端与中空钻杆内部底端固定连接，所述支撑架内壁上固定设有螺纹筒，所述螺纹筒内壁上设有螺纹环，所述螺纹环与螺纹筒通过螺纹连接，所述中空钻杆外侧设有钻取机构。本发明通过在遇到岩石无法继续下移时可对横向的土壤采集，不需要转移位置即可继续取样，保证了采样效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及地铁施工技术领域，具体涉及一种基于地铁施工的地质采样器。
背景技术
地铁是在城市中修建的快速、大运量、用电力牵引的轨道交通。列车在全封闭的线路上运行，位于中心城区的线路基本设在地下隧道内，中心城区以外的线路一般设在高架桥或地面上，地铁是涵盖了城市地区各种地下与地上的路权专有、高密度、高运量的城市轨道交通***。地铁施工需要在在地下挖隧道。地铁施工前需要对施工位置进行地质采样，即通过地质采样器将岩土样带出地面进行取样分析。
现有技术存在以下不足：地质采样器通常进行竖直方向上的钻孔取样，但是当遇到岩石采样器无法再下移时需要将采样器从地面取出，然后转移位置进行再次钻孔取样，效率大大降低。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种基于地铁施工的地质采样器，通过在遇到岩石无法继续下移时可对横向的土壤采集，不需要转移位置即可继续取样，保证了采样效率，以解决现有技术中由于当遇到岩石采样器无法再下移时需要将采样器从地面取出，然后转移位置进行再次钻孔取样，效率大大降低的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种基于地铁施工的地质采样器，包括支撑架、第一电机、转轴、第一螺旋杆、中空钻杆和两个底板，两个所述底板分别固定设在支撑架底端两侧，所述第一电机设在支撑架内部，所述转轴固定设在第一电机的输出轴上，所述第一螺旋杆固定设在转轴一端，所述中空钻杆设在第一螺旋杆外侧，所述第一螺旋杆一端与中空钻杆内部底端固定连接，所述支撑架内壁上固定设有螺纹筒，所述螺纹筒内壁上设有螺纹环，所述螺纹环与螺纹筒通过螺纹连接，所述螺纹环设在转轴外侧并与转轴通过两个连杆固定连接，所述中空钻杆外侧设有钻取机构，所述钻取机构设在螺纹筒内部并延伸出螺纹筒底端，所述中空钻杆底端开设有多个通孔；
所述钻取机构包括环形外壳，所述环形外壳底端固定设有圆板，所述圆板底端固定设有中空圆锥形杆，所述环形外壳以及圆板均固定设在中空钻杆外端，所述圆板外侧开设有四个空腔，所述空腔内部设有第二电机，所述第二电机的输出轴固定设有第二螺旋杆，所述第二螺旋杆一端固定设有钻头，所述第二螺旋杆以及钻头均设在空腔内部，所述钻头外端与空腔内壁相接触，所述圆板顶端开设有四个第一滑槽，所述第一滑槽设在环形外壳内侧并设在空腔顶端，所述第一滑槽内部设有竖杆，所述竖杆一端与第二电机顶端固定连接，所述竖杆另一端设在环形外壳内部，所述中空钻杆外端设有活动杆，所述活动杆设在四个竖杆顶端，所述活动杆外端加工成倾斜环形面，所述活动杆顶端围绕中空钻杆固定设有两个电动推杆，所述电动推杆固定设在环形外壳内部顶端，所述环形外壳内壁上固定设有四个弹簧，所述弹簧固定设在竖杆外端。
进一步地，所述圆板底端开设有四个开口，所述开口设在空腔底部，所述空腔通过开口与中空圆锥形杆内部相通。
进一步地，所述中空钻杆外侧固定设有圆盒体，所述圆盒体固定设在环形外壳顶端，所述圆盒体设在螺纹筒内侧并设在螺纹环底部，所述圆盒体内部围绕中空钻杆设有两个收集盒，所述收集盒与圆盒体以及中空钻杆相接触，所述收集盒顶端低于中空钻杆顶端，所述收集盒顶端固定设有手柄。
进一步地，所述第一电机顶端固定设有支撑杆，所述支撑杆两侧均固定设有滑块，所述支撑架内部两侧壁均开设有第二滑槽，所述滑块滑动连接在第二滑槽内部，其中一个所述滑块一侧设有透明刻度尺，所述透明刻度尺镶嵌在支撑架一侧，所述透明刻度尺与滑块相接触。
进一步地，所述支撑架内壁上固定设有两个限位环，两个所述限位环分别固定设在螺纹筒顶端以及底端，顶端所述限位环设在第二滑槽底部，底端所述限位环设在环形外壳外侧。
进一步地，两个所述底板底端均固定设有两个刹车轮，两个所述底板上均设有两个固定机构，所述固定机构设在刹车轮外侧，所述固定机构包括螺纹杆，所述螺纹杆顶端以及底端分别固定设有把手以及插杆，所述底板上开设有两个螺纹孔，所述螺纹杆设在螺纹孔内部并延伸出螺纹孔顶端，所述螺纹杆与螺纹孔螺纹连接，所述插杆设在螺纹孔内部并延伸出螺纹孔底端。
进一步地，所述空腔内部设有挡板，所述挡板外端与空腔内部相接触，所述挡板设在开口内侧，所述挡板设在第二电机输出轴外端并与第二电机输出轴通过轴承活动连接。
进一步地，所述中空圆锥形杆底端设有封盖，所述封盖套设在中空钻杆外端，所述封盖外端粘接有橡胶圈，所述橡胶圈与中空圆锥形杆内壁相接触，所述封盖底端固定设有两个挂环。
进一步地，所述环形外壳内部顶端位于电动推杆一侧固定设有第一蓄电池，所述电动推杆以及第二电机与第一蓄电池电性连接，所述支撑架一侧固定设有第二蓄电池，所述第一电机与第二蓄电池电性连接。
进一步地，所述活动杆内壁以及竖杆另一端均固定设有多个滚珠，多个所述滚珠分别与中空钻杆外端以及活动杆外端的倾斜环形面相接触。
本发明实施例具有如下优点：
1、本发明通过第一电机使得中空钻杆钻入地面内部，土壤通过中空钻杆上的通孔进入中空钻杆内部，然后被输送进入收集盒中，当中空钻杆遇到坚硬的岩石无法再继续向下伸入时，通过电动推杆推动活动杆向下运动使得竖杆向外运动，从而使得第二电机、第二螺旋杆以及钻头向环形外壳外侧的土壤内运动，同时第二电机带动第二螺旋杆以及钻头转动，使得钻头以及第二螺旋杆钻入土壤中，同时旋转的第二螺旋杆将土壤输送入空腔中，然后再进入中空圆锥形杆中，与现有技术相比，在遇到岩石无法继续下移时可对横向的土壤采集，不需要转移位置即可继续取样，保证了采样效率；
2、本发明通过用脚踩住底板，然后转动固定机构的螺纹杆使得螺纹杆向下运动，从而带动插杆向下运动钻入地面中，实现对本发明的固定，防止中空钻杆钻入土壤中时本发明位置发生偏移。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明提供的整体结构示意图；
图2为本发明提供的环形外壳结构示意图；
图3为本发明提供的图2中A部放大图；
图4为本发明提供的图2中B部放大图；
图5为本发明提供的螺纹筒和限位环立体结构示意图；
图6为本发明提供的圆盒体俯视结构示意图；
图7为本发明提供的活动杆俯视结构示意图；
图8为本发明提供的圆板俯视剖视图；
图9为本发明提供的圆板俯视结构示意图；
图10为本发明提供的中空圆锥形杆仰视结构示意图；
图中：1支撑架、2底板、3第一电机、4转轴、5第一螺旋杆、6中空钻杆、7螺纹环、8螺纹筒、9圆盒体、10钻取机构、11环形外壳、12活动杆、13电动推杆、14圆板、15中空圆锥形杆、16空腔、17第二电机、18第二螺旋杆、19第一滑槽、20竖杆、21弹簧、22钻头、23开口、24收集盒、25支撑杆、26第二滑槽、27滑块、28透明刻度尺、29限位环、30刹车轮、31固定机构、32螺纹杆、33插杆、34把手、35挡板、36封盖。
实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照说明书附图1-10，该实施例的一种基于地铁施工的地质采样器，包括支撑架1、第一电机3、转轴4、第一螺旋杆5、中空钻杆6和两个底板2，两个所述底板2分别固定设在支撑架1底端两侧，所述第一电机3设在支撑架1内部，所述转轴4固定设在第一电机3的输出轴上，所述第一螺旋杆5固定设在转轴4一端，所述中空钻杆6设在第一螺旋杆5外侧，所述第一螺旋杆5一端与中空钻杆6内部底端固定连接，所述支撑架1内壁上固定设有螺纹筒8，所述螺纹筒8内壁上设有螺纹环7，所述螺纹环7与螺纹筒8通过螺纹连接，所述螺纹环7设在转轴4外侧并与转轴4通过两个连杆固定连接，所述中空钻杆6外侧设有钻取机构10，所述钻取机构10设在螺纹筒8内部并延伸出螺纹筒8底端，所述中空钻杆6底端开设有多个通孔；
所述钻取机构10包括环形外壳11，所述环形外壳11底端固定设有圆板14，所述圆板14底端固定设有中空圆锥形杆15，所述环形外壳11以及圆板14均固定设在中空钻杆6外端，所述圆板14外侧开设有四个空腔16，所述空腔16内部设有第二电机17，所述第二电机17的输出轴固定设有第二螺旋杆18，所述第二螺旋杆18一端固定设有钻头22，所述第二螺旋杆18以及钻头22均设在空腔16内部，所述钻头22外端与空腔16内壁相接触，所述圆板14顶端开设有四个第一滑槽19，所述第一滑槽19设在环形外壳11内侧并设在空腔16顶端，所述第一滑槽19内部设有竖杆20，所述竖杆20一端与第二电机17顶端固定连接，所述竖杆20另一端设在环形外壳11内部，所述中空钻杆6外端设有活动杆12，所述活动杆12设在四个竖杆20顶端，所述活动杆12外端加工成倾斜环形面，所述活动杆12顶端围绕中空钻杆6固定设有两个电动推杆13，所述电动推杆13固定设在环形外壳11内部顶端，所述环形外壳11内壁上固定设有四个弹簧21，所述弹簧21固定设在竖杆20外端。
进一步地，所述圆板14底端开设有四个开口23，所述开口23设在空腔16底部，所述空腔16通过开口23与中空圆锥形杆15内部相通，便于进入空腔16中的土壤进入中空圆锥形杆15内部。
进一步地，所述中空钻杆6外侧固定设有圆盒体9，所述圆盒体9固定设在环形外壳11顶端，所述圆盒体9设在螺纹筒8内侧并设在螺纹环7底部，所述圆盒体9内部围绕中空钻杆6设有两个收集盒24，所述收集盒24与圆盒体9以及中空钻杆6相接触，所述收集盒24顶端低于中空钻杆6顶端，所述收集盒24顶端固定设有手柄，便于对第一螺旋杆5采样的土壤进行收集。
进一步地，所述第一电机3顶端固定设有支撑杆25，所述支撑杆25两侧均固定设有滑块27，所述支撑架1内部两侧壁均开设有第二滑槽26，所述滑块27滑动连接在第二滑槽26内部，所述第一电机3运动时带动滑块27沿着第二滑槽26运动，保证第一电机3运动的稳定性，其中一个所述滑块27一侧设有透明刻度尺28，所述透明刻度尺28镶嵌在支撑架1一侧，所述透明刻度尺28与滑块27相接触，便于获知第一电机3运动的距离，进而便于得知中空钻杆6采样深度。
进一步地，所述支撑架1内壁上固定设有两个限位环29，两个所述限位环29分别固定设在螺纹筒8顶端以及底端，顶端所述限位环29设在第二滑槽26底部，底端所述限位环29设在环形外壳11外侧，实现对螺纹环7的上下运动进行限位。
进一步地，所述空腔16内部设有挡板35，所述挡板35外端与空腔16内部相接触，所述挡板35设在开口23内侧，所述挡板35设在第二电机17输出轴外端并与第二电机17输出轴通过轴承活动连接，所述挡板35可防止采样的土壤进入第二电机17上影响第二电机17工作。
进一步地，所述中空圆锥形杆15底端设有封盖36，所述封盖36套设在中空钻杆6外端，所述封盖36外端粘接有橡胶圈，所述橡胶圈与中空圆锥形杆15内壁相接触，实现对中空圆锥形杆15底端封堵，所述封盖36底端固定设有两个挂环，便于利用外部工具钩挂在挂环上从而拔出封盖36。
进一步地，所述环形外壳11内部顶端位于电动推杆13一侧固定设有第一蓄电池，所述电动推杆13以及第二电机17与第一蓄电池电性连接，实现为电动推杆13以及第二电机17供电，所述支撑架1一侧固定设有第二蓄电池，所述第一电机3与第二蓄电池电性连接，实现为第二蓄电池供电，且电动推杆13、第二电机17和第一电机3可利用外部的遥控开关进行控制。
进一步地，所述活动杆12内壁以及竖杆20另一端均固定设有多个滚珠，多个所述滚珠分别与中空钻杆6外端以及活动杆12外端的倾斜环形面相接触，便于活动杆12与中空钻杆6以及活动杆12与竖杆20发生相对运动。
实施场景具体为：将本发明移动至需求位置，然后利用外接的遥控开关启动第一电机3，第一电机3工作带动转轴4以及螺纹环7转动，由于螺纹环7与螺纹筒8螺纹连接，故螺纹环7转动同时向下运动，从而同时带动转轴4、第一电机3、第一螺旋杆5、中空钻杆6和钻取机构10向下运动，同时转轴4转动同时被带到第一螺旋杆5以及中空钻杆6转动，使得中空钻杆6钻入地面内部，土壤通过中空钻杆6上的通孔进入中空钻杆6内部，然后通过旋转的第一螺旋杆5的向上运动输送进入圆盒体9的收集盒24中收集，当中空钻杆6遇到坚硬的岩石无法再继续向下伸入时，人员关闭第一电机3，然后通过遥控开关启动电动推杆13和第二电机17，电动推杆13工作推动活动杆12沿着中空钻杆6向下运动，由于活动杆12外端加工成倾斜环形面，故活动杆12向下运动推动四个竖杆20沿着第一滑槽19向外运动，竖杆20对弹簧21压缩，同时竖杆20带动第二电机17、第二螺旋杆18以及钻头22向环形外壳11外侧的土壤内运动，同时第二电机17工作带动第二螺旋杆18以及钻头22转动，使得钻头22以及第二螺旋杆18钻入土壤中，同时旋转的第二螺旋杆18将土壤输送入空腔16中，然后再穿过开口23进入中空圆锥形杆15中，取样结束后电动推杆13收缩带动活动杆12向上运动，竖杆20在弹簧21的弹力下返回原位，从而带动第二电机17、第二螺旋杆18以及钻头22返回原位，然后启动第一电机3反转，使得环形外壳11以及中空钻杆6从地面中取出，将收集盒24利用手柄从圆盒体9中取出收集采样土壤，将外界的钩子等工具挂在封盖36的挂环上拔出封盖36，中空圆锥形杆15中的土壤落下，从而对采样土壤收集，本发明在遇到岩石无法继续下移时可对横向的土壤采集，不需要转移位置即可继续取样，保证了采样效率，该实施方式具体解决了现有技术中由于当遇到岩石采样器无法再下移时需要将采样器从地面取出，然后转移位置进行再次钻孔取样，效率大大降低的问题。
参照说明书附图1，两个所述底板2底端均固定设有两个刹车轮30，两个所述底板2上均设有两个固定机构31，所述固定机构31设在刹车轮30外侧，所述固定机构31包括螺纹杆32，所述螺纹杆32顶端以及底端分别固定设有把手34以及插杆33，所述底板2上开设有两个螺纹孔，所述螺纹杆32设在螺纹孔内部并延伸出螺纹孔顶端，所述螺纹杆32与螺纹孔螺纹连接，所述插杆33设在螺纹孔内部并延伸出螺纹孔底端。
实施场景具体为：本发明利用刹车轮30移动至需求位置后，用脚踩住底板2，然后转动把手34带动螺纹杆32转动，使得与底板2上螺纹孔螺纹连接的螺纹杆32向下运动，从而带动插杆33向下运动钻入地面中，实现对本发明固定，防止中空钻杆6钻入土壤中时本发明位置发生偏移。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种基于地铁施工的地质采样器，包括支撑架（1）、第一电机（3）、转轴（4）、第一螺旋杆（5）、中空钻杆（6）和两个底板（2），两个所述底板（2）分别固定设在支撑架（1）底端两侧，所述第一电机（3）设在支撑架（1）内部，所述转轴（4）固定设在第一电机（3）的输出轴上，所述第一螺旋杆（5）固定设在转轴（4）一端，所述中空钻杆（6）设在第一螺旋杆（5）外侧，所述第一螺旋杆（5）一端与中空钻杆（6）内部底端固定连接，其特征在于：所述支撑架（1）内壁上固定设有螺纹筒（8），所述螺纹筒（8）内壁上设有螺纹环（7），所述螺纹环（7）与螺纹筒（8）通过螺纹连接，所述螺纹环（7）设在转轴（4）外侧并与转轴（4）通过两个连杆固定连接，所述中空钻杆（6）外侧设有钻取机构（10），所述钻取机构（10）设在螺纹筒（8）内部并延伸出螺纹筒（8）底端，所述中空钻杆（6）底端开设有多个通孔；
所述钻取机构（10）包括环形外壳（11），所述环形外壳（11）底端固定设有圆板（14），所述圆板（14）底端固定设有中空圆锥形杆（15），所述环形外壳（11）以及圆板（14）均固定设在中空钻杆（6）外端，所述圆板（14）外侧开设有四个空腔（16），所述空腔（16）内部设有第二电机（17），所述第二电机（17）的输出轴固定设有第二螺旋杆（18），所述第二螺旋杆（18）一端固定设有钻头（22），所述第二螺旋杆（18）以及钻头（22）均设在空腔（16）内部，所述钻头（22）外端与空腔（16）内壁相接触，所述圆板（14）顶端开设有四个第一滑槽（19），所述第一滑槽（19）设在环形外壳（11）内侧并设在空腔（16）顶端，所述第一滑槽（19）内部设有竖杆（20），所述竖杆（20）一端与第二电机（17）顶端固定连接，所述竖杆（20）另一端设在环形外壳（11）内部，所述中空钻杆（6）外端设有活动杆（12），所述活动杆（12）设在四个竖杆（20）顶端，所述活动杆（12）外端加工成倾斜环形面，所述活动杆（12）顶端围绕中空钻杆（6）固定设有两个电动推杆（13），所述电动推杆（13）固定设在环形外壳（11）内部顶端，所述环形外壳（11）内壁上固定设有四个弹簧（21），所述弹簧（21）固定设在竖杆（20）外端。
2.根据权利要求1所述的一种基于地铁施工的地质采样器，其特征在于：所述圆板（14）底端开设有四个开口（23），所述开口（23）设在空腔（16）底部，所述空腔（16）通过开口（23）与中空圆锥形杆（15）内部相通。
3.根据权利要求1所述的一种基于地铁施工的地质采样器，其特征在于：所述中空钻杆（6）外侧固定设有圆盒体（9），所述圆盒体（9）固定设在环形外壳（11）顶端，所述圆盒体（9）设在螺纹筒（8）内侧并设在螺纹环（7）底部，所述圆盒体（9）内部围绕中空钻杆（6）设有两个收集盒（24），所述收集盒（24）与圆盒体（9）以及中空钻杆（6）相接触，所述收集盒（24）顶端低于中空钻杆（6）顶端，所述收集盒（24）顶端固定设有手柄。
4.根据权利要求1所述的一种基于地铁施工的地质采样器，其特征在于：所述第一电机（3）顶端固定设有支撑杆（25），所述支撑杆（25）两侧均固定设有滑块（27），所述支撑架（1）内部两侧壁均开设有第二滑槽（26），所述滑块（27）滑动连接在第二滑槽（26）内部，其中一个所述滑块（27）一侧设有透明刻度尺（28），所述透明刻度尺（28）镶嵌在支撑架（1）一侧，所述透明刻度尺（28）与滑块（27）相接触。
5.根据权利要求4所述的一种基于地铁施工的地质采样器，其特征在于：所述支撑架（1）内壁上固定设有两个限位环（29），两个所述限位环（29）分别固定设在螺纹筒（8）顶端以及底端，顶端所述限位环（29）设在第二滑槽（26）底部，底端所述限位环（29）设在环形外壳（11）外侧。
6.根据权利要求1所述的一种基于地铁施工的地质采样器，其特征在于：两个所述底板（2）底端均固定设有两个刹车轮（30），两个所述底板（2）上均设有两个固定机构（31），所述固定机构（31）设在刹车轮（30）外侧，所述固定机构（31）包括螺纹杆（32），所述螺纹杆（32）顶端以及底端分别固定设有把手（34）以及插杆（33），所述底板（2）上开设有两个螺纹孔，所述螺纹杆（32）设在螺纹孔内部并延伸出螺纹孔顶端，所述螺纹杆（32）与螺纹孔螺纹连接，所述插杆（33）设在螺纹孔内部并延伸出螺纹孔底端。
7.根据权利要求1所述的一种基于地铁施工的地质采样器，其特征在于：所述空腔（16）内部设有挡板（35），所述挡板（35）外端与空腔（16）内部相接触，所述挡板（35）设在开口（23）内侧，所述挡板（35）设在第二电机（17）输出轴外端并与第二电机（17）输出轴通过轴承活动连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于地铁施工的地质采样器，其特征在于：所述中空圆锥形杆（15）底端设有封盖（36），所述封盖（36）套设在中空钻杆（6）外端，所述封盖（36）外端粘接有橡胶圈，所述橡胶圈与中空圆锥形杆（15）内壁相接触，所述封盖（36）底端固定设有两个挂环。
9.根据权利要求1所述的一种基于地铁施工的地质采样器，其特征在于：所述环形外壳（11）内部顶端位于电动推杆（13）一侧固定设有第一蓄电池，所述电动推杆（13）以及第二电机（17）与第一蓄电池电性连接，所述支撑架（1）一侧固定设有第二蓄电池，所述第一电机（3）与第二蓄电池电性连接。
10.根据权利要求1所述的一种基于地铁施工的地质采样器，其特征在于：所述活动杆（12）内壁以及竖杆（20）另一端均固定设有多个滚珠，多个所述滚珠分别与中空钻杆（6）外端以及活动杆（12）外端的倾斜环形面相接触。
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