一种水利工程用河道护坡检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及水利工程领域，尤其涉及一种水利工程用河道护坡检测系统及检测方法。

背景技术

河道周围一般设置有河道护坡，河道护坡的作用是防护，提高河道周围的安全性，河道护坡的种类多样，主要有抛石护坡、植被种植护坡和生态石笼网护坡等，由于河道护坡长时间受到水流的冲击，会使得护坡变得松软，从而使得护坡容易坍塌，护坡坍塌会损坏植被，进而极大降低护坡的防护能力，所以需要对河道护坡进行充实度检测。

目前，检测护坡时需要人工使用钻头钻取护坡上的泥土样品，然后观察泥土样品上的孔洞情况，若泥土样品上的孔洞较多，说明护坡充实度低，若泥土样品上的孔洞较少，说明护坡充实度高，以此得知护坡的充实度，便于作出崩塌和滑坡预报，但护坡具有一定的倾斜程度，人工取样时钻头容易倾斜且不够稳定，导致取样位置出现偏移，造成检测误差较大。

发明内容

以解决现在检测护坡时，人工取样存在钻头倾斜且不稳定，造成误差较大的缺点，本发明提供一种能够保持竖直稳定取样进而提高检测准确度的水利工程用河道护坡检测系统及检测方法。

本发明的技术实施方案为：一种水利工程用河道护坡检测系统及检测方法，包括有放置底架、弧形导条、三角轴座、主转动轮、副转动轮、主体支架、下落机构和钻土机构，所述放置底架上部固接有两个弧形导条，两个所述弧形导条呈对称设置，所述弧形导条上都穿设有两个三角轴座，所述三角轴座上都转动式连接有主转动轮，所述主转动轮都与弧形导条滑动式连接，所述三角轴座上都转动式连接有副转动轮，所述副转动轮都与弧形导条滑动式连接，四个所述三角轴座之间固定连接有主体支架，所述下落机构设于主体支架上，所述钻土机构设于下落机构上。

更为优选的是，所述下落机构包括有固定螺杆、滑动导架、下落齿轮架、上下移动齿轮、输出电机和输出齿轮，所述固定螺杆固接在主体支架上，所述滑动导架滑动式连接在主体支架上，所述下落齿轮架转动式连接在滑动导架中部且与固定螺杆通过螺纹连接，所述上下移动齿轮固接在下落齿轮架上，所述输出电机固接在滑动导架上侧面，所述输出齿轮固接在输出电机的输出轴上，所述输出齿轮与上下移动齿轮啮合。

更为优选的是，所述钻土机构支撑底架、转动齿轮架、钻孔齿轮、钻筒、透明窗和钻头，所述支撑底架固接在滑动导架下侧面，所述输出电机的输出轴与支撑底架转动式连接，所述转动齿轮架转动式连接在支撑底架上，所述钻孔齿轮固接在转动齿轮架上，所述输出齿轮与钻孔齿轮啮合，所述输出齿轮位于上下移动齿轮与钻孔齿轮之间，所述钻筒固接在转动齿轮架上，所述钻筒顶部开有圆孔，所述钻筒上固接有三个透明窗，所述钻头固接在钻筒底端。

更为优选的是，还包括有泥土夹紧机构，所述泥土夹紧机构设于钻筒上，所述泥土夹紧机构包括有夹紧杆、复位弹簧、夹紧斜块、挤出弹簧和L型夹紧块，所述钻筒内滑动式连接有三个夹紧杆，所述夹紧杆都与钻筒之间连接有若干个复位弹簧，所述钻筒内滑动式连接有若干个夹紧斜块，所述夹紧斜块都与钻筒之间连接有两个挤出弹簧，所述钻筒内下部转动式连接有三个L型夹紧块，所述夹紧杆底端都与L型夹紧块顶部接触。

更为优选的是，还包括有挤压夹紧机构，所述挤压夹紧机构设于支撑底架上且与钻筒和主体支架连接，所述挤压夹紧机构包括有转动杆、扭力弹簧、下压环、回位弹簧和Z型限位杆，所述转动杆转动式连接在支撑底架顶部，所述转动杆与支撑底架之间连接有扭力弹簧，所述钻筒顶端固接有三个回位弹簧，三个所述回位弹簧上端之间固接有下压环，所述下压环内壁同时与三个夹紧杆顶端接触，所述Z型限位杆固接在主体支架上部，所述转动杆位于Z型限位杆上方。

更为优选的是，还包括有泥土回压机构，所述泥土回压机构设于钻筒上且与主体支架连接，所述泥土回压机构包括有固定挡板、圆盘、挤压弹簧、挤压杆和挤压塞，所述固定挡板固接在主体支架上部，所述挤压弹簧一端固接在钻筒顶端，所述挤压弹簧另一端固接有圆盘，所述圆盘与固定挡板接触，所述挤压杆固接在圆盘底部，所述挤压杆穿过钻筒顶部的圆孔，所述挤压塞固接在挤压杆底端，所述挤压塞与钻筒内壁接触。

更为优选的是，还包括有滚轮卡紧机构，所述滚轮卡紧机构设于三角轴座上，所述滚轮卡紧机构包括有固定滑动架、开槽环、拉杆和凸块轮，其中两个所述三角轴座底部固接有固定滑动架，所述固定滑动架上都滑动式连接有开槽环，所述开槽环上开有若干个卡槽，所述开槽环上都固接有拉杆，其中两个所述三角轴座上都转动式连接有凸块轮，所述凸块轮都与弧形导条滑动式连接。

更为优选的是，还包括有方形尖钉，所述放置底架底部固接有四个方形尖钉。

一种水利工程用河道护坡检测系统的使用方法，包括以下步骤：

S1:找平：工人将放置底架放在护坡上，主体支架会在地心引力的作用下保持竖直，使得钻筒保持竖直状态；

S2:取样：通过工人启动输出电机转动，使得钻筒和钻头向下运动并转动，从而使得钻头和钻筒对护坡的泥土进行取样；

S3:夹紧：通过若干个夹紧斜块夹紧钻筒内的泥土，同时三个L型夹紧块向上摆动，使得三个L型夹紧块堵住钻筒底部，从而挡住钻筒内的泥土样品；

S4:填土：通过挤压塞对钻筒内的泥土施加推力，从而及时将泥土推回至钻取泥土产生的孔洞内。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、通过工人先将放置底架放在护坡上，放置底架会倾斜，主体支架会在地心引力的作用下保持竖直，从而使得钻筒保持竖直状态，方便在护坡上取土检测，然后工人启动输出电机转动，从而带动下落齿轮架转动并沿着固定螺杆向下运动，进而带动钻筒和钻头向下运动并转动，让钻头钻到土里，从而使得钻头和钻筒对护坡的泥土进行取样，再然后输出电机反向转动会带动钻筒和钻头向上复位，工人通过透明窗可以观察钻筒中的泥土，从而判断泥土中是否有孔洞，进而判断护坡的充实度，这样可以竖直向下钻取护坡泥土，从而提高检测准确度。

2、通过转动杆推动下压环向下运动，下压环向下运动时会推动三个夹紧杆朝相互靠近的方向运动，三个夹紧杆会通过挤出弹簧带动若干个夹紧斜块运动，使得若干个夹紧斜块夹紧钻筒内的泥土，三个夹紧杆向下运动的同时会推动三个L型夹紧块向上摆动，使得三个L型夹紧块堵住钻筒底部，从而挡住钻筒内的泥土样品，从而有效避免泥土样品掉落，便于更好地对泥土进行取样，进而顺利检测护坡。

3、当钻筒向上复位时，固定挡板会挡住圆盘，使得圆盘挤压杆和挤压塞保持不动，钻筒会继续向上运动，使得挤压塞对钻筒内的泥土施加推力，从而及时将泥土推回至钻取泥土产生的孔洞内，使得边坡完整。

4、当钻筒摆动至竖直状态后，工人推动拉杆带动开槽环朝靠近凸块轮的方向运动，使得开槽环上的卡槽卡住凸块轮，凸块轮不再沿着弧形导条滑动，从而使得三角轴座不再移动，进而使得主体支架和钻筒保持竖直，便于更加稳定地对边坡上的泥土进行取样检测，进一步提高检测护坡的准确度。

附图说明

图1为本发明的第一种立体结构示意图。

图2为本发明的第二种立体结构示意图。

图3为本发明钻土机构的部分立体结构示意图。

图4为本发明下落机构和钻土机构的部分立体结构示意图。

图5为本发明下落机构的部分剖视立体结构示意图。

图6为本发明A的放大立体结构示意图。

图7为本发明B的放大立体结构示意图。

图8为本发明泥土回压机构的第一种部分剖视立体结构示意图。

图9为本发明泥土回压机构的第二种部分剖视立体结构示意图。

图10为本发明滚轮卡紧机构的部分立体结构示意图。

图11为本发明滚轮卡紧机构的立体结构示意图。

附图中各零部件的标记如下：1、放置底架，2、弧形导条，3、三角轴座，4、主转动轮，5、副转动轮，51、主体支架，61、固定螺杆，62、滑动导架，63、下落齿轮架，64、上下移动齿轮，65、输出电机，66、输出齿轮，71、支撑底架，72、转动齿轮架，73、钻孔齿轮，74、钻筒，75、透明窗，76、钻头，81、夹紧杆，82、复位弹簧，83、夹紧斜块，84、挤出弹簧，85、L型夹紧块，91、转动杆，92、扭力弹簧，93、下压环，94、回位弹簧，95、Z型限位杆，101、固定挡板，102、圆盘，103、挤压弹簧，104、挤压杆，105、挤压塞，11、滚轮卡紧机构，111、固定滑动架，112、开槽环，113、拉杆，114、凸块轮，12、方形尖钉。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

实施例1

一种水利工程用河道护坡检测系统及检测方法，如图1-图6所示，包括有放置底架1、弧形导条2、三角轴座3、主转动轮4、副转动轮5、主体支架51、下落机构和钻土机构，所述放置底架1上部焊接有两个弧形导条2，两个所述弧形导条2呈对称设置，所述弧形导条2上都穿设有两个三角轴座3，所述三角轴座3上都转动式连接有主转动轮4，所述主转动轮4都与弧形导条2滑动式连接，所述三角轴座3上都转动式连接有副转动轮5，所述副转动轮5都与弧形导条2滑动式连接，所述弧形导条2位于主转动轮4与副转动轮5之间，四个所述三角轴座3之间固定连接有主体支架51，所述下落机构设于主体支架51上，所述钻土机构设于下落机构上，所述钻土机构用于取土，便于对护坡进行检测。

所述下落机构包括有固定螺杆61、滑动导架62、下落齿轮架63、上下移动齿轮64、输出电机65和输出齿轮66，所述固定螺杆61固接在主体支架51上，所述固定螺杆61为竖直设置，所述滑动导架62滑动式连接在主体支架51上，所述下落齿轮架63转动式连接在滑动导架62中部且与固定螺杆61通过螺纹连接，所述上下移动齿轮64固接在下落齿轮架63上，所述输出电机65通过螺栓连接在滑动导架62上侧面，所述输出齿轮66固接在输出电机65的输出轴上，所述输出齿轮66与上下移动齿轮64啮合。

所述钻土机构支撑底架71、转动齿轮架72、钻孔齿轮73、钻筒74、透明窗75和钻头76，所述支撑底架71通过铆钉连接在滑动导架62下侧面，所述输出电机65的输出轴与支撑底架71转动式连接，所述转动齿轮架72转动式连接在支撑底架71上，所述钻孔齿轮73固接在转动齿轮架72上，所述输出齿轮66与钻孔齿轮73啮合，所述输出齿轮66位于上下移动齿轮64与钻孔齿轮73之间，所述钻筒74固接在转动齿轮架72上，所述钻筒74为竖直设置，所述钻筒74用于钻取护坡上的泥土样品，所述钻筒74顶部开有圆孔，所述钻筒74上固接有三个透明窗75，所述透明窗75便于工人观察钻筒74中的泥土样品，所述钻头76固接在钻筒74底端，所述钻头76用于在护坡上钻孔。

当需要对河道护坡进行检测时，工人将放置底架1放在护坡上，使得放置底架1倾斜，主体支架51会在地心引力的作用下保持竖直，主转动轮4和副转动轮5都会沿着两个弧形导条2滑动，从而使得钻筒74保持竖直状态，方便在护坡上取土检测，当放置底架1放好后，工人启动输出电机65，输出电机65会通过输出轴带动输出齿轮66转动，输出齿轮66转动会带动上下移动齿轮64及下落齿轮架63转动，下落齿轮架63转动会沿着固定螺杆61向下运动，下落齿轮架63向下运动会带动滑动导架62、支撑底架71、转动齿轮架72、钻筒74和钻头76等向下运动，输出齿轮66转动的同时会带动钻孔齿轮73、转动齿轮架72、钻筒74和钻头76转动，使得钻头76向下运动的同时转动，让钻头76钻到土里，从而使得钻头76和钻筒74对护坡的泥土进行取样，然后输出电机65会反向转动，输出电机65通过输出轴带动输出齿轮66反向转动，输出齿轮66转动会带动上下移动齿轮64及下落齿轮架63反向转动，下落齿轮架63反向转动的同时沿着固定螺杆61向上复位，下落齿轮架63向上复位带动滑动导架62、支撑底架71、转动齿轮架72、钻筒74和钻头76等向上复位，工人通过透明窗75可以观察钻筒74中的泥土，从而判断泥土中是否有孔洞，进而判断护坡的充实度，这样可以竖直向下钻取护坡泥土，从而提高检测准确度，检测完毕后，工人关闭输出电机65，并使用长杆从钻筒74顶部的圆孔捅入钻筒74中部，从而顶出钻筒74内的泥土。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图5-图9所示，还包括有泥土夹紧机构，所述泥土夹紧机构设于钻筒74上，所述泥土夹紧机构用于夹紧并挡住泥土样品，避免泥土样品掉落，所述泥土夹紧机构包括有夹紧杆81、复位弹簧82、夹紧斜块83、挤出弹簧84和L型夹紧块85，所述钻筒74内滑动式连接有三个夹紧杆81，所述夹紧杆81都为竖直设置，所述夹紧杆81都与钻筒74之间通过挂钩连接有若干个复位弹簧82，所述钻筒74内滑动式连接有若干个夹紧斜块83，若干个所述夹紧斜块83用于夹紧泥土，所述夹紧斜块83都与钻筒74之间连接有两个挤出弹簧84，所述钻筒74内下部转动式连接有三个L型夹紧块85，所述夹紧杆81底端都与L型夹紧块85顶部接触，三个所述L型夹紧块85用于挡住钻筒74内的泥土样品。

还包括有挤压夹紧机构，所述挤压夹紧机构设于支撑底架71上且与钻筒74和主体支架51连接，所述挤压夹紧机构用于驱动泥土夹紧机构夹紧泥土样品，所述挤压夹紧机构包括有转动杆91、扭力弹簧92、下压环93、回位弹簧94和Z型限位杆95，所述转动杆91转动式连接在支撑底架71顶部，所述转动杆91为水平设置，所述转动杆91与支撑底架71之间连接有扭力弹簧92，所述钻筒74顶端固接有三个回位弹簧94，三个所述回位弹簧94上端之间固接有下压环93，所述下压环93内壁同时与三个夹紧杆81顶端接触，所述夹紧杆81上端都位于下压环93内，所述Z型限位杆95焊接在主体支架51上部，所述转动杆91位于Z型限位杆95上方。

支撑底架71向下运动时会带动转动杆91向下运动，转动杆91向下运动时会与Z型限位杆95顶端接触，Z型限位杆95会挤压转动杆91顺转一定的角度，接着转动杆91会继续向下运动，转动杆91会与Z型限位杆95底端接触，Z型限位杆95会挤压转动杆91继续顺转一定的角度，然后转动杆91会继续向下运动至Z型限位杆95下方，转动杆91与Z型限位杆95分离，扭力弹簧92会复位带动转动杆91复位；支撑底架71向上运动会带动转动杆91向上运动，转动杆91向上运动会再次与Z型限位杆95底端接触，Z型限位杆95会挤压转动杆91逆转一定的角度，转动杆91逆转时会推动下压环93向下运动，下压环93向下运动时会推动三个夹紧杆81朝相互靠近的方向运动，三个夹紧杆81会通过挤出弹簧84带动若干个夹紧斜块83运动，使得若干个夹紧斜块83夹紧钻筒74内的泥土，三个夹紧杆81向下运动的同时会推动三个L型夹紧块85向上摆动，使得三个L型夹紧块85堵住钻筒74底部，从而挡住钻筒74内的泥土样品，从而有效避免泥土样品掉落，便于更好地对泥土进行取样，进而顺利检测护坡。然后支撑底架71带动转动杆91继续向上运动，转动杆91会运动至Z型限位杆95上方，Z型限位杆95不再挤压转动杆91，扭力弹簧92复位会带动转动杆91复位，回位弹簧94会复位并带动下压环93向上复位，复位弹簧82会复位带动三个夹紧杆81复位，夹紧杆81通过挤出弹簧84带动夹紧斜块83复位，夹紧杆81不再推动L型夹紧块85，三个L型夹紧块85会在重力的作用下向下摆动复位，使得三个L型夹紧块85不再挡住钻筒74内的泥土样品，便于取出钻筒74内的泥土样品。

实施例3

在实施例2的基础之上，如图8-图9所示，还包括有泥土回压机构，所述泥土回压机构设于钻筒74上且与主体支架51连接，所述泥土回压机构用于将泥土样品推回到取土产生的孔洞中，所述泥土回压机构包括有固定挡板101、圆盘102、挤压弹簧103、挤压杆104和挤压塞105，所述固定挡板101焊接在主体支架51上部，所述挤压弹簧103一端固接在钻筒74顶端，所述挤压弹簧103另一端固接有圆盘102，所述圆盘102与固定挡板101接触，所述固定挡板101位于圆盘102上方，所述固定挡板101用于挡住圆盘102，所述挤压杆104固接在圆盘102底部，所述挤压杆104为竖直设置，所述挤压杆104穿过钻筒74顶部的圆孔，所述挤压塞105固接在挤压杆104底端，所述挤压塞105与钻筒74内壁接触，所述挤压塞105用于推动钻筒74内的泥土样品。

起初，固定挡板101挡住圆盘102，挤压弹簧103被压缩，当钻筒74向下运动时，圆盘102、挤压杆104和挤压塞105保持不动，挤压弹簧103会复位，接着钻筒74继续向下运动会通过挤压弹簧103带动圆盘102、挤压杆104和挤压塞105向下运动，圆盘102会与固定挡板101分离，当钻筒74向上运动时，钻筒74会通过挤压弹簧103带动圆盘102、挤压杆104和挤压塞105向上运动，圆盘102会重新与固定挡板101接触，固定挡板101会挡住圆盘102，使得圆盘102挤压杆104和挤压塞105保持不动，钻筒74会继续向上运动，挤压弹簧103随之会被压缩，挤压塞105会对钻筒74内的泥土施加推力，从而及时将泥土推回至钻取泥土产生的孔洞内，使得边坡完整。

实施例4

在实施例3的基础之上，如图10-图11所示，还包括有滚轮卡紧机构11，所述滚轮卡紧机构11设于三角轴座3上，所述滚轮卡紧机构11使得钻筒74保持竖直，所述滚轮卡紧机构11包括有固定滑动架111、开槽环112、拉杆113和凸块轮114，其中两个所述三角轴座3底部焊接有固定滑动架111，所述固定滑动架111呈L形结构，所述固定滑动架111上都滑动式连接有开槽环112，所述开槽环112上开有若干个卡槽，所述开槽环112上都固接有拉杆113，其中两个所述三角轴座3上都转动式连接有凸块轮114，所述开槽环112用于卡住凸块轮114，所述凸块轮114都与弧形导条2滑动式连接。

当工人将放置底架1放置在护坡上时，凸块轮114会沿着弧形导条2滑动，然后钻筒74会在地心引力的作用下摆动至竖直状态，工人推动拉杆113带动开槽环112朝靠近凸块轮114的方向运动，使得开槽环112上的卡槽卡住凸块轮114，让凸块轮114不再沿着弧形导条2滑动，从而使得三角轴座3不再移动，进而使得主体支架51和钻筒74保持竖直，便于更加稳定地对边坡上的泥土进行取样检测，进一步提高检测护坡的准确度，当取样完成后，工人拉动拉杆113带动开槽环112与凸块轮114分离，开槽环112不再卡住凸块轮114。

实施例5

在实施例1的基础之上，如图1所示，还包括有方形尖钉12，所述放置底架1底部固接有四个方形尖钉12，所述方形尖钉12用于扎入护坡地面，使得检测时保持稳定。

在对护坡上的泥土进行取样前，工人将四个方形尖钉12同时扎入护坡地面上，使得四个方形尖钉12将放置底架1固定在护坡地面上，进一步提高取土检测时的稳定性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。