CN117007370B - 一种地质勘探用土壤取样装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于取样技术领域，特别涉及一种地质勘探用土壤取样装置及使用方法，包括框架、取样组件以及调节组件，所述调节组件包括螺纹杆、手柄、固定杆以及安装在固定杆中心线两侧的滑动杆，所述框架的两侧壁上开有滑槽，滑动杆与滑槽滑动配合，所述螺纹杆的一端转动安装在固定杆上，螺纹杆的另一端贯穿框架并与框架螺纹配合，所述手柄固定安装在螺纹杆的一端位于固定杆的上方，所述取样组件安装在框架的内部，在框架的底部上还安装有固定组件。本发明通过手柄以及螺纹杆的相互配合能够实现调节的目的，保证该装置能够对不同深度的土壤进行采样，大大提高了采样的效率以及采样的质量。

Description

一种地质勘探用土壤取样装置及使用方法

技术领域

本发明属于取样技术领域，特别涉及一种地质勘探用土壤取样装置及使用方法。

背景技术

地质勘探即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，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，在对某个区域进行地质勘探时，需要对其所在地的土壤进行取样分析，土壤取样器，是指用于获取土壤样品的工具，常用的有土钻、铁锹和铁铲，土钻由硬质材料(钢或硬塑料)制成的钻头和手柄组成钻头常为螺旋形或者筒形；但是，现有的土壤样品取样装置大多只能对相同深度的土壤进行采样，无法根据需要进行调节，影响土壤取样的效率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种地质勘探用土壤取样装置及使用方法，该装置通过手柄以及螺纹杆的相互配合能够实现调节的目的，保证该装置能够对不同深度的土壤进行采样，大大提高了采样的效率以及采样的质量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种地质勘探用土壤取样装置，包括框架、取样组件以及调节组件，所述调节组件包括螺纹杆、手柄、固定杆以及安装在固定杆中心线两侧的滑动杆，所述框架的两侧壁上开有滑槽，滑动杆与滑槽滑动配合，所述螺纹杆的一端转动安装在固定杆上，螺纹杆的另一端贯穿框架并与框架螺纹配合，所述手柄固定安装在螺纹杆的一端位于固定杆的上方，所述取样组件安装在框架的内部，在框架的底部上还安装有固定组件。

优选的，在固定杆的两端还开有通孔，在通孔内设有用于将固定杆固定在地面上的固定件，固定件的设置能够将该装置固定在地面上，防止在对土壤取样时框架发生晃动影响取样效率以及取样质量。

优选的，所述框架包括竖板以及横板，两根竖板和两根横板首尾相连组成框架，所述滑槽开在竖板侧外侧，在竖板的内侧开有导向槽，在框架的中部固定安装有挡板，所述挡板固定安装在竖板以及横板上，框架的设置能够保证该装置的安全，且能够起到支撑调节组件的目的，保证调节组件的正常工作。

优选的，所述取样组件包括气缸、齿条、齿轮、取样斗以及转动轴，所述转动轴的两端转动安装在竖板上，所述取样斗的一端固定安装在转动轴上，在取样斗的两侧均设有齿轮，所述齿轮固定安装在转动轴上，所述齿条设在齿轮的一侧，齿条与齿轮相啮合，所述气缸固定在其中一个横板上，气缸活塞杆固定安装在齿条上，取样组件用于对土壤进行取样，取样斗的设置能够在齿轮以及齿条相互配合下发生转动，且在转动的过程中将土壤收集起来，实现对土壤取样的目的。

优选的，所述取样斗包括安装块以及收集腔，所述收集腔固定安装在安装块的一侧，收集腔的前端设有倾斜面，在齿条上还安装有导向杆，所述导向杆与导向槽滑动配合，安装块的设置便于将收集腔固定在转动轴上，且收集腔的设置能够实现对土壤收集的目的，保证土壤取样的质量以及效率。

优选的，所述固定组件固定安装在挡板上，固定组件包括第一电机、主动轮、从动轮、固定架以及滑动安装在固定架上的支撑杆，所述第一电机固定安装在挡板上，主动轮安装在第一电机的输出轴上，所述从动轮通过转轴安装在挡板上，从动轮与主动轮相啮合，在从动轮上对称开有弧形孔，固定架固定安装在挡板上，所述支撑杆滑动安装在固定架上，且在支撑杆上固定安装有固定柱，所述固定柱设在弧形孔中，固定组件的设置能够对框架的底部固定防止在对土壤取样过程中框架的下端发生晃动影响正常的取样质量，保证在土壤取样过程中框架的稳定，保证了取样的效率以及质量。

优选的，在竖板上还开有过孔，所述过孔与支撑杆相配合，支撑杆的端部设有倾斜面，所述固定架包括固定板，在固定板上开有固定孔，在固定孔的侧壁上开有条形孔，固定孔与条形孔相连通，固定孔与支撑杆滑动配合，条形孔与固定柱滑动配合，支撑杆用于***空洞的内壁上，保证框架底部的稳定，防止框架发生晃动，固定孔的设置能够对支撑杆起到导向的目的，保证支撑杆正常的伸出和收缩，实现将框架底部固定的目的。

优选的，在挡板上还安装有调节件，所述调节件包括丝杠、固定块、第二电机、支撑板、滑动块以及转动臂，所述固定块对称安装在挡板中心线两侧，所述第二电机固定安装在其中一个固定块上，所述丝杠的两端转动安装在固定块上，且丝杠的其中一端与第二电机的输出轴相连接，丝杠中心线两侧的螺纹旋向相反，所述转动臂对称安装在支撑板的中心线两侧，所述滑动块对称设置在丝杠的中心线两侧，且滑动块与丝杠螺纹配合，转动臂的一端转动安装在支撑板上，转动臂的另一端转动安装有滑动块，调节件的设置能够保证框架的一侧与孔洞的侧壁接触，防止在取样的过程中该装置发生晃动，大大提高了取样效率以及质量。

优选的，所述调节件还安装有导向板、导向柱，导向板对称安装在挡板中心线两侧，所述导向板中心线两侧开有腰型孔，所述导向柱转动安装在转动臂的另一端，滑动块固定安装在导向柱上，所述导向柱的两端均设在腰型孔中，导向板设置用于对转动臂进行导向，导向柱与腰型孔相配合能够保证转动臂正常的转动，防止转动臂在转动过程中发生晃动，保证了该装置在取样过程中的稳定，大大提高了取样效率以及质量。

一种地质勘探用土壤取样装置的使用方法，包括如下步骤：

1）、将该装置放入提前钻好的取样洞中；

2）、根据需要转动手柄带动螺纹杆转动，螺纹杆转动带动固定杆以及滑动杆沿着竖板滑动，调节框架的下探深度；

3）、待框架下探到预定深度，打开第一电机带动主动轮转动，主动轮转动带动从动轮转动，从动轮转动带动固定柱在弧形孔中移动，从而带动支撑杆在固定孔中滑动，并将支撑杆从过孔中滑出直至支撑杆的端部***孔洞的侧壁上，实现对框架固定的目的；

4）、打开第二电机带动丝杠转动，丝杠转动带动转动臂向中部运动，在转动臂的作用下将支撑板向外撑开，使得支撑板与孔洞侧壁接触；

5）、打开气缸，气缸伸长带动齿条向下运动，齿条向下运动带动齿轮转动，齿轮转动带动取样斗转动，取样斗与孔洞的侧壁接触，从而将土壤铲到取样斗内，继续转动齿条直至取样斗转动180°，实现将土壤收集在取样斗内的目的；

6）、取样完成的后，将调节件、固定组件以及调节组件复位，并将固定件从底面上拔出，最后将框架从孔洞出取出，将取样斗内的土壤样本取出，并将取样组件复位，便于再次进行取样。

本发明的有益效果是：

1）该装置通过手柄以及螺纹杆的相互配合能够实现调节的目的，保证该装置能够对不同深度的土壤进行采样，大大提高了采样的效率以及采样的质量。

2）本装置固定件的设置能够将该装置固定在地面上，防止在对土壤取样时框架发生晃动影响取样效率以及取样质量。

3）本装置框架的设置能够保证该装置的安全，且能够起到支撑调节组件的目的，保证调节组件的正常工作。

4）本装置取样组件用于对土壤进行取样，取样斗的设置能够在齿轮以及齿条相互配合下发生转动，且在转动的过程中将土壤收集起来，实现对土壤取样的目的。

5）本装置安装块的设置便于将收集腔固定在转动轴上，且收集腔的设置能够实现对土壤收集的目的，保证土壤取样的质量以及效率。

6）本装置固定组件的设置能够对框架的底部固定防止在对土壤取样过程中框架的下端发生晃动影响正常的取样质量，保证在土壤取样过程中框架的稳定，保证了取样的效率以及质量。

7）本装置支撑杆用于***空洞的内壁上，保证框架底部的稳定，防止框架发生晃动，固定孔的设置能够对支撑杆起到导向的目的，保证支撑杆正常的伸出和收缩，实现将框架底部固定的目的。

8）本装置调节件的设置能够保证框架的一侧与孔洞的侧壁接触，防止在取样的过程中该装置发生晃动，大大提高了取样效率以及质量。

9）本装置导向板设置用于对转动臂进行导向，导向柱与腰型孔相配合能够保证转动臂正常的转动，防止转动臂在转动过程中发生晃动，保证了该装置在取样过程中的稳定，大大提高了取样效率以及质量。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明中固定组件的安装结构示意图。

附图3是本发明中挡板的安装结构示意图。

附图4是本发明中框架的结构示意图。

附图5是本发明中取样组件的结构示意图。

附图6是本发明中调节组件的结构示意图。

附图7是本发明中调节件的结构示意图。

附图8是本发明中固定组件的结构示意图一。

附图9是本发明中固定组件的结构示意图二。

附图10是本发明图5中A处放大图。

附图11是本发明图4中B处放大图。

附图12是本发明图7中C处放大图。

图中：1、框架；101、横板；102、竖板；103、导向槽；104、滑槽；105、过孔；2、取样组件；201、气缸；202、齿条；203、转动轴；204、齿轮；205、取样斗；206、安装块；207、收集腔；208、导向杆；3、固定件；4、调节组件；401、滑动杆；402、螺纹杆；403、固定杆；404、手柄；5、调节件；501、支撑板；502、第二电机；503、丝杠；504、固定块；505、导向板；506、腰型孔；507、转动臂；508、导向柱；509、滑动块；6、固定组件；601、第一电机；602、主动轮；603、从动轮；604、支撑杆；605、固定架；606、弧形孔；607、固定板；608、条形孔；609、固定柱；7、挡板。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1、图2、图3所示，一种地质勘探用土壤取样装置，包括框架1、取样组件2以及调节组件4，如图6所示，所述调节组件4包括螺纹杆402、手柄404、固定杆403以及安装在固定杆403中心线两侧的滑动杆401，所述框架1的两侧壁上开有滑槽104，滑动杆401与滑槽104滑动配合，所述螺纹杆402的一端转动安装在固定杆403上，螺纹杆402的另一端贯穿框架1并与框架1螺纹配合，所述手柄404固定安装在螺纹杆402的一端位于固定杆403的上方，所述取样组件2安装在框架1的内部，在框架1的底部上还安装有固定组件6。

作为本发明一种地质勘探用土壤取样装置的进一步优化方案，为了保证在取样过程中框架1顶部的稳定，如图6所示，在固定杆403的两端还开有通孔，在通孔内设有用于将固定杆403固定在地面上的固定件3，固定件3可以为地锚钉或者其他能够将固定杆403固定在地面上的装置。

固定件3的设置能够将该装置固定在地面上，防止在对土壤取样时框架1发生晃动影响取样效率以及取样质量。

作为本发明一种地质勘探用土壤取样装置的进一步优化方案，如图4所示，所述框架1包括竖板102以及横板101，两根竖板102和两根横板101首尾相连组成框架1，所述滑槽104开在竖板102侧外侧，在竖板102的内侧开有导向槽103，导向槽103与取样组件2相配合，在框架1的中部固定安装有挡板7，所述挡板7固定安装在竖板102以及横板101上，挡板7的设置能够将取样组件2与调节件5、固定组件6分割开来，防止在工作过程中发生干涉。

框架1的设置能够保证该装置的安全，且能够起到支撑调节组件4的目的，保证调节组件4的正常工作。

作为本发明一种地质勘探用土壤取样装置的进一步优化方案，如图5、图10所示，所述取样组件2包括气缸201、齿条202、齿轮204、取样斗205以及转动轴203，所述转动轴203的两端转动安装在竖板102上，所述取样斗205的一端固定安装在转动轴203上，在取样斗205的两侧均设有齿轮204，所述齿轮204固定安装在转动轴203上，所述齿条202设在齿轮204的一侧，齿条202与齿轮204相啮合，所述气缸201固定在其中一个横板101上，气缸201活塞杆固定安装在齿条202上。

取样组件2用于对土壤进行取样，取样斗205的设置能够在齿轮204以及齿条202相互配合下发生转动，且在转动的过程中将土壤收集起来，实现对土壤取样的目的。

作为本发明一种地质勘探用土壤取样装置的进一步优化方案，如图10所示，所述取样斗205包括安装块206以及收集腔207，所述收集腔207固定安装在安装块206的一侧，收集腔207的前端设有倾斜面，在齿条202上还安装有导向杆208，所述导向杆208与导向槽103滑动配合。

安装块206的设置便于将收集腔207固定在转动轴203上，且收集腔207的设置能够实现对土壤收集的目的，保证土壤取样的质量以及效率。

作为本发明一种地质勘探用土壤取样装置的进一步优化方案，如图2、图8、图9所示，所述固定组件6固定安装在挡板7上，固定组件6包括第一电机601、主动轮602、从动轮603、固定架605以及滑动安装在固定架605上的支撑杆604，所述第一电机601固定安装在挡板7上，主动轮602安装在第一电机601的输出轴上，所述从动轮603通过转轴安装在挡板7上，从动轮603与主动轮602相啮合，在从动轮603上对称开有弧形孔606，固定架605固定安装在挡板7上，所述支撑杆604滑动安装在固定架605上，且在支撑杆604上固定安装有固定柱609，所述固定柱609设在弧形孔606中。

固定组件6的设置能够对框架1的底部固定防止在对土壤取样过程中框架1的下端发生晃动影响正常的取样质量，保证在土壤取样过程中框架1的稳定，保证了取样的效率以及质量。

作为本发明一种地质勘探用土壤取样装置的进一步优化方案，如图4、图9、图11所示，在竖板102上还开有过孔105，所述过孔105与支撑杆604相配合，支撑杆604的端部设有倾斜面，倾斜面的设置便于将支撑杆604***附近的泥土内，所述固定架605包括固定板607，在固定板607上开有固定孔，在固定孔的侧壁上开有条形孔608，固定孔与条形孔608相连通，固定孔与支撑杆604滑动配合，条形孔608与固定柱609滑动配合。

支撑杆604用于***空洞的内壁上，保证框架1底部的稳定，防止框架1发生晃动，固定孔的设置能够对支撑杆604起到导向的目的，保证支撑杆604正常的伸出和收缩，实现将框架1底部固定的目的。

作为本发明一种地质勘探用土壤取样装置的进一步优化方案，为了防止孔洞较大，框架1的后端无法与孔洞内壁接触，在取样时发生晃动影响取样结果的现象发生，如图5、图7所示，在挡板7上还安装有调节件5，所述调节件5包括丝杠503、固定块504、第二电机502、支撑板501、滑动块509以及转动臂507，所述固定块504对称安装在挡板7中心线两侧，所述第二电机502固定安装在其中一个固定块504上，所述丝杠503的两端转动安装在固定块504上，且丝杠503的其中一端与第二电机502的输出轴相连接，丝杠503中心线两侧的螺纹旋向相反，所述转动臂507对称安装在支撑板501的中心线两侧，所述滑动块509对称设置在丝杠503的中心线两侧，且滑动块509与丝杠503螺纹配合，转动臂507的一端转动安装在支撑板501上，转动臂507的另一端转动安装有滑动块509。

调节件5的设置能够保证框架1的一侧与孔洞的侧壁接触，防止在取样的过程中该装置发生晃动，大大提高了取样效率以及质量。

作为本发明一种地质勘探用土壤取样装置的进一步优化方案，如图12所示，所述调节件5还安装有导向板505、导向柱508，导向板505对称安装在挡板7中心线两侧，所述导向板505中心线两侧开有腰型孔506，导向柱508对称设置在滑动块509的两侧，转动臂507的一端转动安装在导向柱508上，所述导向柱508的端部设在腰型孔506中，且导向柱508与腰型孔506滑动配合。

导向板505设置用于对转动臂507进行导向，导向柱508与腰型孔506相配合能够保证转动臂507正常的转动，防止转动臂507在转动过程中发生晃动，保证了该装置在取样过程中的稳定，大大提高了取样效率以及质量。

一种地质勘探用土壤取样装置的使用方法，包括如下步骤：

1）、将该装置放入提前钻好的取样洞中；

2）、根据需要转动手柄404带动螺纹杆402转动，螺纹杆402转动带动固定杆403以及滑动杆401沿着竖板102滑动，调节框架1的下探深度；

3）、待框架1下探到预定深度，打开第一电机601带动主动轮602转动，主动轮602转动带动从动轮603转动，从动轮603转动带动固定柱609在弧形孔606中移动，从而带动支撑杆604在固定孔中滑动，并将支撑杆604从过孔105中滑出直至支撑杆604的端部***孔洞的侧壁上，实现对框架1固定的目的；

4）、打开第二电机502带动丝杠503转动，丝杠503转动带动转动臂507向中部运动，在转动臂507的作用下将支撑板501向外撑开，使得支撑板501与孔洞侧壁接触；

5）、打开气缸201，气缸201伸长带动齿条202向下运动，齿条202向下运动带动齿轮204转动，齿轮204转动带动取样斗205转动，取样斗205与孔洞的侧壁接触，从而将土壤铲到取样斗205内，继续转动齿条202直至取样斗205转动180°，实现将土壤收集在取样斗205内的目的；

6）、取样完成的后，将调节件5、固定组件6以及调节组件4复位，并将固定件3从底面上拔出，最后将框架1从孔洞出取出，将取样斗内的土壤样本取出，并将取样组件2复位，便于再次进行取样。

该装置采用无线遥控技术启动气缸201、第一电机601以及第二电机502，该技术为现有技术，在此不做过多赘述。

以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种地质勘探用土壤取样装置，包括框架、取样组件以及调节组件，其特征在于，所述调节组件包括螺纹杆、手柄、固定杆以及安装在固定杆中心线两侧的滑动杆，所述框架的两侧壁上开有滑槽，滑动杆与滑槽滑动配合，所述螺纹杆的一端转动安装在固定杆上，螺纹杆的另一端贯穿框架并与框架螺纹配合，所述手柄固定安装在螺纹杆的一端位于固定杆的上方，所述取样组件安装在框架的内部，在框架的底部上还安装有固定组件；

所述框架包括竖板以及横板，两根竖板和两根横板首尾相连组成框架，所述滑槽开在竖板侧外侧，在竖板的内侧开有导向槽，在框架的中部固定安装有挡板，所述挡板固定安装在竖板以及横板上；

所述固定组件固定安装在挡板上，固定组件包括第一电机、主动轮、从动轮、固定架以及滑动安装在固定架上的支撑杆，所述第一电机固定安装在挡板上，主动轮安装在第一电机的输出轴上，所述从动轮通过转轴安装在挡板上，从动轮与主动轮相啮合，在从动轮上对称开有弧形孔，固定架固定安装在挡板上，所述支撑杆滑动安装在固定架上，且在支撑杆上固定安装有固定柱，所述固定柱设在弧形孔中；

在竖板上还开有过孔，所述过孔与支撑杆相配合，支撑杆的端部设有倾斜面，所述固定架包括固定板，在固定板上开有固定孔，固定孔与条形孔相连通，在固定孔的侧壁上开有条形孔，固定孔与支撑杆滑动配合，条形孔与固定柱滑动配合；

在挡板上还安装有调节件，所述调节件包括丝杠、固定块、第二电机、支撑板、滑动块以及转动臂，所述固定块对称安装在挡板中心线两侧，所述第二电机固定安装在其中一个固定块上，所述丝杠的两端转动安装在固定块上，且丝杠的其中一端与第二电机的输出轴相连接，丝杠中心线两侧的螺纹旋向相反，所述转动臂对称安装在支撑板的中心线两侧，所述滑动块对称设置在丝杠的中心线两侧，且滑动块与丝杠螺纹配合，转动臂的一端转动安装在支撑板上，转动臂的另一端转动安装有滑动块；

所述调节件还安装有导向板、导向柱，导向板对称安装在挡板中心线两侧，所述导向板中心线两侧开有腰型孔，导向柱对称安装在滑动块的两侧，转动臂的一端转动安装在导向柱上，所述导向柱的端部均设在腰型孔中，导向柱与腰型孔滑动配合。

2.根据权利要求1所述的一种地质勘探用土壤取样装置，其特征在于，在固定杆的两端还开有通孔，在通孔内设有用于将固定杆固定在地面上的固定件。

3.根据权利要求1所述的一种地质勘探用土壤取样装置，其特征在于，所述取样组件包括气缸、齿条、齿轮、取样斗以及转动轴，所述转动轴的两端转动安装在竖板上，所述取样斗的一端固定安装在转动轴上，在取样斗的两侧均设有齿轮，所述齿轮固定安装在转动轴上，所述齿条设在齿轮的一侧，齿条与齿轮相啮合，所述气缸固定在其中一个横板上，气缸活塞杆固定安装在齿条上。

4.根据权利要求3所述的一种地质勘探用土壤取样装置，其特征在于，所述取样斗包括安装块以及收集腔，所述收集腔固定安装在安装块的一侧，收集腔的前端设有倾斜面，在齿条上还安装有导向杆，所述导向杆与导向槽滑动配合。

5.一种地质勘探用土壤取样装置的使用方法，应用于权利要求1-4任意一项所述的一种地质勘探用土壤取样装置，包括如下步骤：

1）、将该装置放入提前钻好的取样洞中；

2）、根据需要转动手柄带动螺纹杆转动，螺纹杆转动带动固定杆以及滑动杆沿着竖板滑动，调节框架的下探深度；

3）、待框架下探到预定深度，打开第一电机带动主动轮转动，主动轮转动带动从动轮转动，从动轮转动带动固定柱在弧形孔中移动，从而带动支撑杆在固定孔中滑动，并将支撑杆从过孔中滑出直至支撑杆的端部***孔洞的侧壁上，实现对框架固定的目的；

4）、打开第二电机带动丝杠转动，丝杠转动带动转动臂向中部运动，在转动臂的作用下将支撑板向外撑开，使得支撑板与孔洞侧壁接触；

5）、打开气缸，气缸伸长带动齿条向下运动，齿条向下运动带动齿轮转动，齿轮转动带动取样斗转动，取样斗与孔洞的侧壁接触，从而将土壤铲到取样斗内，继续转动齿条直至取样斗转动180°，实现将土壤收集在取样斗内的目的；

6）、取样完成的后，将调节件、固定组件以及调节组件复位，并将固定件从底面上拔出，最后将框架从孔洞出取出，将取样斗内的土壤样本取出，并将取样组件复位，便于再次进行取样。