可避免土壤脱落的地质勘察取样装置

技术领域

本发明涉及地质勘察技术领域，具体涉及可避免土壤脱落的地质勘察取样装置。

背景技术

地质工程领域是以自然科学和地球科学为理论基础，以地质调查、矿产资源的普查与勘探、重大工程的地质结构与地质背景涉及的工程问题为主要对象，以地质学、地球物理和地球化学技术、数学地质方法、遥感技术、测试技术、计算机技术等为手段，为国民经济建设服务的先导性工程领域。

地质工程领域涵盖地质勘察，地质勘察的过程中需要对地下的土层进行取样，传统的取样装置在遇到土壤疏松和黏性大的情况下，土壤会从取样管的底部脱落，导致需要重复取样，为此，提出一种可避免土壤脱落的地质勘察取样装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了可避免土壤脱落的地质勘察取样装置，解决了现有技术中土壤在取样时存在脱落以及重复取样的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明公开了可避免土壤脱落的地质勘察取样装置，包括取样管，所述取样管的轴心处贯穿设置有取样腔，靠近所述取样管插入端的所述取样腔内设置有隔断腔，所述隔断腔内设置有对进入到取样腔的样品进行阻隔的隔断组件，所述取样管上沿其长度方向设置有驱动所述隔断组件启闭的下压组件。

优选的，所述下压组件包括设置在取样管顶端的连接环，所述连接环的底部设置有数个插入到取样管侧壁并延伸至隔断腔内的连接杆，所述连接杆伸进隔断腔内的一端设置有压块，所述取样管顶端设置有安装板，所述安装板上设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端与连接板的顶面连接。

优选的，所述隔断组件包括转动设置在隔断腔内的数个扇形板，所述扇形板围绕取样腔设置，每个所述扇形板与隔断腔侧壁之间通过复位弹簧连接，所述隔断腔的侧壁上设置有对扇形板进行挤压的挤压件，所述压块位于挤压件上方，用于驱动挤压件对扇形板进行挤压。

优选的，所述隔断腔的内壁上设置有数个安装板，相邻所述安装板之间设置有转轴，所述扇形板通过转轴转动连接。

优选的，所述挤压件包括设置在所述隔断腔侧壁上的导向杆和与导向杆滑动连接的活动块，所述活动块朝向扇形板的一端转动连接有挤压轮，所述活动块的顶面转动连接有压轮，所述压块与压轮接触。

优选的，所述压块的截面呈梯形，其斜面朝向扇形板设置并与压轮接触，所述连接杆与压块的长边所在的底面连接。

优选的，所述连接杆、扇形板和挤压件的数量相同。

优选的，所述取样管贯穿设置在导板上，所述导板滑动设置在固定板上的通槽内，所述导板上设置有驱动取样管升降的驱动件。

优选的，所述通槽长度方向的两侧分别设置有电动导轨，所述导板的两侧分别与电动导轨上的滑块连接，所述固定板的底部、位于所述通槽的下方设置有接料槽。

相应的，一种使用地质勘察取样装置的取样方法，通过启动所述驱动件，将取样管插入到土壤内，使土壤进入到取样腔内，并进入到所述扇形板所围成的区域内；

所述电动伸缩杆启动，驱动所述连接环以及连接杆带着压块向地面移动，使压块逐渐下压压轮，带着活动块和挤压轮朝向扇形板运动，直至扇形板相互闭合；

所述驱动件启动，将所述取样管向上移动，所述电动导轨启动，驱动导板朝向接料槽上方移动；随后，启动电动伸缩杆，使压块向上运动，解除对扇形板的限制，所述扇形板在复位弹簧的作用下，扇形板打开，使取样腔内的土壤落入到接料槽内。

本发明具备以下有益效果：

本发明通过丝杆驱动取样管进入土壤中取样，在取样管内土壤达到取样要求后，控制压块下压压轮，使得压轮带动活动块在导向杆上滑动，进而通过挤压轮挤压扇形板，使得四个扇形板翻转，直到四个扇形板的底端闭合，再驱动取样管向上移动，即可将取样管移动至通槽上，且向上移动时土壤通过扇形板支撑，从而在遇到土壤疏松和黏性大的情况下，可以避免土壤会从取样管的底部脱落，导致需要重复取样的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为下压组件和隔断组件的结构示意图；

图4为图2中A局部放大图；

图中：固定板1、支脚2、通槽3、电动导轨4、导板5、接料槽6、抽拉盘7、取样管8、丝杆9、电机10、支架11、隔断腔12、下压组件13、安装板131、电动伸缩杆132、连接环133、连接杆134、压块135、隔断组件14、安装板141、扇形板142、复位弹簧143、挤压轮144、活动块145、导向杆146、压轮147、转轴148、取样腔15、套筒16。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。若未特别指明，实施举例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

参考图1-图4，本发明公开了可避免土壤脱落的地质勘察取样装置，包括取样管8，取样管8的轴心处贯穿设置有取样腔15，靠近取样管8插入端的取样腔内设置有隔断腔12，隔断腔12内设置有对进入到取样腔的样品进行阻隔的隔断组件14，取样管8上沿其长度方向设置有驱动隔断组件14启闭的下压组件13。需要说明的是：隔断腔12由开设在取样腔15内壁上的环形凹槽形成，取样管8的底端为锥形，使取样管更为容易的插入到土壤中。下压组件主要是为了驱动隔断组件启闭，从而使隔断组件对进入到取样腔内的土壤进行阻隔。

具体的：下压组件13包括设置在取样管8顶端的连接环133，连接环133的底部设置有数个插入到取样管8侧壁并延伸至隔断腔12内的连接杆134，连接杆134伸进隔断腔12内的一端设置有压块135，取样管8顶端设置有安装板131，安装板131上设置有电动伸缩杆132，电动伸缩杆132的输出端与连接环133的顶面连接。需要说明的是：在取样管的侧壁内设置有供连接杆134插入的孔，且连接杆能够在该孔内上下移动，从而控制隔断组件启闭。安装板131呈“┓”形，电动伸缩杆132设置在安装板131上横板的底面；当然也可不设置安装板，直接将电动伸缩杆132设置在取样管8的顶面，其输出端固定在连接环133的底面。电动伸缩杆132只是其中一种设置方式，也可以是其他部件，如气缸、液压推杆等。通过电动伸缩杆驱动连接环133以及连接杆134做升降运动。

进一步的，隔断组件14包括转动设置在隔断腔12内的数个扇形板142，扇形板142围绕取样腔15设置，每个扇形板142与隔断腔12侧壁之间通过复位弹簧143连接，隔断腔12的侧壁上设置有对扇形板142进行挤压的挤压件，压块135位于挤压件上方，用于驱动挤压件对扇形板142进行挤压，从而使扇形板合并在一起。需要说明的是：扇形板142设置在隔断腔12内，且沿着隔断腔12顶部的取样腔15开口处设置，即扇形板142所围成区域的中心与取样腔15同轴设置。数个扇形板142合并后，呈内部中空、底部开口的圆锥形，同时，底部开口与取样腔15对应且相通，如图4所示，扇形板的尖端朝下设置。本实施例中，连接杆134、扇形板142和挤压件的数量相同，即连接杆134优选为设置4个，扇形板142设置4个，挤压件设置4个，且一个连接杆对应一个挤压件，一个挤压件对应一个扇形板。复位弹簧143设置在挤压件的下方，便于使扇形板进行复位，即数个扇形板处于打开的状态。

进一步的，扇形板在隔断腔内的连接方式为：隔断腔12的内壁上横向设置有数个安装板141，相邻安装板141之间设置有转轴148，扇形板142通过转轴转动连接。需要说明的是：扇形板142、转轴148和安装板141之间的设置方式有两种，一种是扇形板142的顶部边缘与转轴148固定连接，而转轴148的两端通过轴承与安装板141转动连接，从而实现扇形板142在转轴的作用下转动。另外一种是转轴148与扇形板142的顶部边缘转动连接，即转轴穿过扇形板142的顶部边缘，而转轴的两端与安装板141固定连接，从而实现扇形板绕着转轴转动。无论哪种方式均能实现扇形板的翻转或转动。

进一步的，挤压件包括设置在隔断腔12侧壁上的导向杆146和与导向杆146滑动连接的活动块145，活动块145朝向扇形板142的一端转动连接有挤压轮144，活动块145的顶面转动连接有压轮147，压块135与压轮147接触。需要说明的是：导向杆146横向设置，且与扇形板对应，活动块145上设置有供导向杆146一端伸进的凹槽，使活动块能够沿着导向杆146横向滑动，进而使挤压轮144对扇形板进行挤压或者解除挤压状态。压轮147通过门字形支架固定在活动块145的顶面，并与压块135的侧面接触。

进一步的，压块135的截面呈梯形，其斜面朝向扇形板142设置并与压轮147接触，连接杆134与压块135的长边所在的底面连接。需要说明的是：压块135呈梯形块，连接杆134固定在压块长边的底面上，短边底面和长边底面之间的斜面与压轮接触。当压块135在连接杆134的作用下竖直升降运动时，在压块斜面的作用下，会推动压轮147带着活动块145以及挤压轮144朝向扇形板142方向运动，直至挤压轮与扇形板接触并使扇形板转动，从而使数个扇形板合并，达到隔断取样腔内土壤的目的。当压块135向上运动时，挤压轮解除对扇形板的限制，使扇形板在复位弹簧的作用下复位，即数个扇形板呈打开的状态。

进一步的，为了便于使取样管插入到土壤中，取样管8贯穿设置在导板5上，与导板5之间相离设置，导板5滑动设置在固定板1上的通槽3内，即固定板上设置有贯穿其板面的通槽。导板5上设置有驱动取样管8升降的驱动件。需要说明的是：驱动件主要是为了将取样管插入到土壤中，设置的方式有多种。本实施例中，驱动件包括与取样管8侧壁螺接的丝杆9，即在取样管的侧壁上设置有带内螺纹的套筒16，套筒16与丝杆9适配，从而通过丝杆9转动带着取样管8升降，套筒16筒的长度根据实际情况进行设置即可。丝杆9的顶端连接电机10的输出端，电机10上设置有减速机，电机10设置在支架11上，支架11的另一端固定在导板5上，通过驱动电机10使取样管8沿着丝杆9上下运动，进而达到将取样管插入到土壤中以及从土壤中取出的目的。

进一步的，固定板1的底面四角处设置有支脚2，支脚2为可调高度的支脚，便于放置在不平的底面上取样。通槽3长度方向的两侧分别设置有电动导轨4，导板5的两侧分别与电动导轨4上的滑块连接，固定板1的底部、位于通槽3的下方设置有接料槽6，电动导轨能够驱动导板移动至接料槽的上方。需要说明的是：在通槽3长度方向上的侧壁上对应设置有安装槽，电动导轨4设置在安装槽内，两个电动导轨4同时启动，启动导板5带着取样管8沿着通槽3的长度方向往复运动，从而实现取样和放样。接料槽6的一侧开口，接料槽6上设置有抽拉盘7，抽拉盘7可以从接料槽6的开口处取出，类似与抽屉形式。抽拉盘7的侧壁上设置有把手，把手朝向接料槽开口处设置，便于将抽拉盘取出。当电动导轨4驱动导板5带着取样管8移动至接料槽6的上方时，电动伸缩杆132启动，使由扇形板阻隔的土壤落入到抽拉盘中进行收集。接料槽6的数量根据实际需要进行设置，本实施例中接料槽设置有两个，分别设置在通槽3的两端，取样管从两个接料槽6之间进行取样。

进一步的，本发明公开了一种使用上述的可避免土壤脱落的地质勘察取样装置的取样方法，通过支脚2将固定板1放置在待取样的地面上，通过启动驱动件，即电机10，使取样管朝向土壤方向运动，直至将取样管8插入到土壤内，取样管插入的深度根据电机10的转速和时间进行确定。当取样管插入到土壤中时，在取样腔的作用下使土壤进入到取样腔内，并进入到扇形板142所围成的区域内，即进入到隔断腔内甚至进入到隔断腔上方的取样腔内；在此过程中，扇形板142的底端处于打开的状态，才能使土壤顺利进入到扇形板所围成的区域内。

在取样管8内土壤达到取样要求后，电动伸缩杆132启动，驱动连接环133以及连接杆134带着压块135向地面移动，使压块135逐渐下压压轮147，进而带着活动块145和挤压轮144朝向扇形板142运动，直至扇形板142转动后其底端闭合，此时取样管8内的土壤通过扇形板142支撑；

驱动件启动，即电机反转，使取样管8向上移动，直至取样管8的底端位于导板5内或位于导板5的上方；然后电动导轨4启动，驱动导板5朝向接料槽6或抽拉盘7上方移动；随后，启动电动伸缩杆132，使压块135向上运动，解除对扇形板142的限制，扇形板142在复位弹簧143的作用下，扇形板142底端打开，使取样腔内的土壤排至抽拉盘7内收集，从而便于对下一地点进行取样。

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。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。