一种地质矿产勘查取样设备

技术领域

本发明涉及取样设备技术领域，具体涉及一种地质矿产勘查取样设备。

背景技术

众所周知，地质矿产勘查取样设备是一种在地质勘察取样过程中，实现地质样本辅助取样的装置。

经检索，中国专利申请号为CN202320787914.1的专利公开了一种矿产地质勘查设备，其大致描述为，包括机架和钻探组件，在机架的底面四角均安装有移动轮，还包括两组稳定组件相对称固定在机架的顶面，钻探组件安装在机架的顶面且处在两组稳定组件之间，稳定组件包括固定立板、活动平板、锥体、一号丝杠和一号驱动电机，固定立板固定在机架的顶面，在活动平板的端面固定有导向滑块，且在固定立板内开设有供导向滑块贯穿的导向滑孔，在导向滑块远离活动平板的一端固定有一号活动板，在固定立板的外侧面顶端固定有固定板，一号丝杠利用轴承支撑沿竖直方向安装在机架的顶面与固定板之间，且一号丝杠贯穿一号活动板并通过螺纹旋合方式与一号活动板相连接，一号驱动电机安装在固定板的顶面用于驱动一号丝杠旋转，锥体安装在活动平板的底面，其在使用时，启动二号驱动电机、一号旋转电机和二号旋转电机，二号驱动电机驱动二号丝杠转动，在螺纹旋合作用下，使二号活动板带动取样筒下移，同时由二号旋转电机驱动取样筒转动，取样筒插入土壤基础内后即可实现取样，一号旋转电机驱动螺旋叶片转动，在取样时由螺旋叶片带动土壤样品上移，保证土壤样品可靠进入取样筒内，启动二号驱动电机，利用二号驱动电机驱动二号丝杠反向转动以使二号活动板上移，当取样筒远离地面后，启动一号旋转电机驱动螺旋叶片反向转动，由螺旋叶片推动土壤样品下移，取出取样筒内的土壤样品。

上述的现有技术方案虽然可以实现样本土壤的取样作业，但是由于地质勘查地点多在户外，因此前述的技术方案对于恶略地形的适用性较差，实用性有待进一步提高，而且取样环节的操作较为繁琐。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种地质矿产勘查取样设备，其采用滚动和飞行合并的方式，可以更好的适应多地形的进入和取样，并且取样环节较为简单，实用性较好，方便多点取样作业。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种地质矿产勘查取样设备，包括机架和钻探组件，还包括飞行结构，所述机架包括对称阶梯筒架，所述对称阶梯筒架内安装有陀螺仪，所述陀螺仪用于对称阶梯筒架运行姿态的调控，对称阶梯筒架的左右两端均设置有安装架，所述飞行结构包括两个开合架，两个所述开合架均与所述安装架转动连接，两个开合架均安装有电动开启组件，两个开合架内均安装有变频电机，两个所述变频电机均安装有飞行翼，对称阶梯筒架上转动连接有两个行进架，且对称阶梯筒架内安装有两个第一伺服电机，两个所述第一伺服电机分别用于两个行进架的转动驱动，两个行进架内均设置有储藏安装箱，两个行进架上均开设有多个进入口，多个所述进入口分别与多个储藏安装箱匹配，多个进入口内滑动连接有第一开闭门和第二开闭门，且两个行进架上均开设有多个第一电机安装腔和多个第二电机安装腔，多个所述第一电机安装腔内均安装有用于第一开闭门开启和闭合驱动的第二伺服电机，多个所述第二电机安装腔内均安装有用于第二开闭门开启和闭合驱动的第三伺服电机，所述钻探组件包括多个安装座，多个所述安装座内转动连接有转动套，多个所述转动套内均滑动连接有取样钻筒，多个安装座内均滑动连接有推动架，多个所述取样钻筒分别与多个所述推动架转动连接，多个储藏安装箱内均安装有丝杠和第四伺服电机，多个所述第四伺服电机分别用于多个丝杠的转动驱动，多个所述丝杠上均螺纹连接有连接件，多个所述连接件均铰接有传动杆，多个所述传动杆分别与多个推动架铰接，安装座上安装有用于转动套转动驱动的第五伺服电机，多个所述取样钻筒内均安装有折叠切断组件。

进一步的，两个所述电动开启组件均包括电动伸缩杆，两个所述电动伸缩杆分别与两个所述开合架铰接，两个电动伸缩杆均与所述对称阶梯筒架铰接，两个所述开合架上均开设有多个透气缝，两个所述开合架内均转动连接有转动架，两个所述转动架内均开设有多个通气缝，多个所述透气缝分别与多个所述通气缝匹配，两个转动架均固定连接有牵引绳，两个所述牵引绳均与所述对称阶梯筒架连接，两个转动架内均连接有复位簧，两个所述复位簧分别与两个开合架连接。

再进一步的，两个所述开合架内均开设有弧形引导孔，两个所述弧形引导孔分别用于两个牵引绳的引导，所述对称阶梯筒架上开设有两个穿绳孔，两个所述牵引绳分别通过两个所述穿绳孔引入对称阶梯筒架内，且对称阶梯筒架内固定连接有两个张紧簧，两个所述张紧簧分别与两个牵引绳连接。

进一步的，两个所述开合架内均转动连接有摆动架，两个所述变频电机分别安装在两个所述摆动架内，两个开合架内均转动连接有杆套，两个所述杆套内均安装有电动调整杆，两个所述电动调整杆的伸缩杆上均连接有铰接耳，摆动架连接有铰接座，所述铰接耳铰接在所述铰接座内。

再进一步的，所述折叠切断组件包括两个切断刀和两个驱动杆，两个所述切断刀均转动连接在所述取样钻筒内，两个所述驱动杆分别与两个切断刀转动连接，且取样钻筒内安装有用于两个驱动杆推动的驱动系统。

进一步的，所述驱动系统包括内衬架，所述内衬架固定连接在所述取样钻筒内，内衬架上安装有电动驱动杆，所述电动驱动杆的伸缩杆上安装有驱动架，所述驱动架滑动连接在所述取样钻筒内，两个所述驱动杆均与驱动架转动连接。

再进一步的，两个所述驱动架上均固定连接有连接轴，两个所述连接轴分别与两个所述驱动杆转动连接，所述取样钻筒内开设有两个引导槽，两个所述连接轴分别滑动连接在两个所述引导槽内。

进一步的，所述对称阶梯筒架上开设有两个筒缺口，所述第一伺服电机的输出轴上均安装有驱动齿轮，两个所述行进架内均设置有分别与两个所述驱动齿轮匹配的从动齿槽。

再进一步的，多个所述第一电机安装腔和多个第二电机安装腔内均可拆卸安装有定位安装架，多个所述定位安装架分别与多个第二伺服电机和第三伺服电机匹配。

进一步的，两个所述行进架上均开设有阶梯孔，多个所述阶梯孔内均设置有连接螺栓，多个所述定位安装架上均开设有螺纹槽，多个所述连接螺栓分别与多个螺纹槽可拆卸螺纹连接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种地质矿产勘查取样设备，具备以下有益效果：

1.本发明中，通过机架的设计，形成该地质矿产勘查取样设备的主体结构，该主体结构具备地上行进功能的同时可以形成多个储藏取样空间，方便钻探组件的安装的同时可以较好的满足多个取样操作和储藏的形成，方便多点取样作业。

2.本发明中，通过飞行结构的设计，使该地质矿产勘查取样设备具备飞行功能，采用滚动和飞行合并的方式，可以更好的适应多地形的进入和取样。

3.本发明中，通过钻探组件的设计，方便相对于取样地点进行钻探取样，通过折叠切断组件的设计，钻探组件进行取样钻探后进行所进入钻探组件内的物样的切断，实用性较好。

附图说明

图1为本发明整体的两个开合架均转动收起的立体结构示意图；

图2为本发明安装座、取样钻筒和丝杠等配合的立体结构示意图；

图3为本发明储藏安装箱、取样钻筒和丝杠等配合的局部剖视的立体结构示意图；

图4为本发明安装座和转动套配合的分解的立体结构示意图；

图5为本发明取样钻筒、推动架和驱动架等配合的局部剖视的立体结构示意图；

图6为本发明取样钻筒和连接轴配合的剖视的立体结构示意图；

图7为本发明行进架、第一开闭门、第二开闭门和第三伺服电机配合的局部剖视的分解的立体结构示意图；

图8为本发明对称阶梯筒架、张紧簧和驱动齿轮等配合的局部剖视的立体结构示意图；

图9为本发明整体的两个开合架均转动开启的立体结构示意图；

图10为本发明图9中A处的局部放大结构示意图；

图11为本发明整体的两个开合架均转动收起的另一角度的立体结构示意图；

图12为本发明整体的两个开合架均转动开启的另一角度的立体结构示意图

图13为本发明开合架、摆动架和杆套等配合的局部剖视的立体结构示意图；

图14为本发明图13中B处的局部放大结构示意图；

图15为本发明开合架、摆动架和杆套等配合的局部剖视的另一角度的立体结构示意图；

图16为本发明定位安装架和连接螺栓配合的立体结构示意图。

图中：1、对称阶梯筒架；2、安装架；3、开合架；4、飞行翼；5、行进架；6、储藏安装箱；7、第一开闭门；8、第二开闭门；9、第二电机安装腔；10、第一电机安装腔；11、安装座；12、转动套；13、取样钻筒；14、推动架；15、丝杠；16、连接件；17、传动杆；18、透气缝；19、转动架；20、通气缝；21、牵引绳；22、复位簧；23、弧形引导孔；24、张紧簧；25、摆动架；26、杆套；27、铰接耳；28、铰接座；29、切断刀；30、驱动杆；31、内衬架；32、驱动架；33、连接轴；34、引导槽；35、筒缺口；36、驱动齿轮；37、定位安装架；38、阶梯孔；39、连接螺栓。

具体实施方式

实施例

请参阅附图1-附图16，一种地质矿产勘查取样设备，包括机架和钻探组件，包括飞行结构，机架包括对称阶梯筒架1，对称阶梯筒架1内安装有陀螺仪，陀螺仪用于对称阶梯筒架1运行姿态的调控，对称阶梯筒架1的左右两端均设置有安装架2，飞行结构包括两个开合架3，两个开合架3均与安装架2转动连接，两个开合架3均安装有电动开启组件，两个电动开启组件均包括电动伸缩杆，两个电动伸缩杆分别与两个开合架3铰接，两个电动伸缩杆均与对称阶梯筒架1铰接，两个开合架3上均开设有多个透气缝18，两个开合架3内均转动连接有转动架19，两个转动架19内均开设有多个通气缝20，多个透气缝18分别与多个通气缝20匹配，两个转动架19均固定连接有牵引绳21，两个牵引绳21均与对称阶梯筒架1连接，两个转动架19内均连接有复位簧22，两个复位簧22分别与两个开合架3连接，两个开合架3内均开设有弧形引导孔23，两个弧形引导孔23分别用于两个牵引绳21的引导，对称阶梯筒架1上开设有两个穿绳孔，两个牵引绳21分别通过两个穿绳孔引入对称阶梯筒架1内，且对称阶梯筒架1内固定连接有两个张紧簧24，两个张紧簧24分别与两个牵引绳21连接，方便开合架3相对于对称阶梯筒架1开闭驱动，同时开合架3相对于对称阶梯筒架1合并后开合架3和转动架19能够相对于对称阶梯筒架1形成封闭空间，方便飞行翼4的存储，当开合架3相对于对称阶梯筒架1开启后开合架3上的透气缝18和转动架19上的通气缝20能够形成重叠，方便飞行翼4转动运行过程中气流的通过，实现该质矿产勘查取样设备的飞行升起，两个开合架3内均安装有变频电机，两个变频电机均安装有飞行翼4，通过飞行结构的设计，使该地质矿产勘查取样设备具备飞行功能，采用滚动和飞行合并的方式，可以更好的适应多地形的进入和取样，两个开合架3内均转动连接有摆动架25，两个变频电机分别安装在两个摆动架25内，两个开合架3内均转动连接有杆套26，两个杆套26内均安装有电动调整杆，两个电动调整杆的伸缩杆上均连接有铰接耳27，摆动架25连接有铰接座28，铰接耳27铰接在铰接座28内，方便飞行翼4的方向相对于水平位置的改变，从而达到该地质矿产勘查取样设备灵活飞行的目的。

还需进一步说明的是，对称阶梯筒架1上转动连接有两个行进架5，且对称阶梯筒架1内安装有两个第一伺服电机，对称阶梯筒架1上开设有两个筒缺口35，第一伺服电机的输出轴上均安装有驱动齿轮36，两个行进架5内均设置有分别与两个驱动齿轮36匹配的从动齿槽，两个第一伺服电机分别用于两个行进架5的转动驱动，两个行进架5内均设置有储藏安装箱6，两个行进架5上均开设有多个进入口，多个进入口分别与多个储藏安装箱6匹配，多个进入口内滑动连接有第一开闭门7和第二开闭门8，且两个行进架5上均开设有多个第一电机安装腔10和多个第二电机安装腔9，多个第一电机安装腔10内均安装有用于第一开闭门7开启和闭合驱动的第二伺服电机，多个第二电机安装腔9内均安装有用于第二开闭门8开启和闭合驱动的第三伺服电机，通过机架的设计，形成该地质矿产勘查取样设备的主体结构，该主体结构具备地上行进功能的同时可以形成多个储藏取样空间，方便钻探组件的安装的同时可以较好的满足多个取样操作和储藏的形成，方便多点取样作业，多个第一电机安装腔10和多个第二电机安装腔9内均可拆卸安装有定位安装架37，多个定位安装架37分别与多个第二伺服电机和第三伺服电机匹配，两个行进架5上均开设有阶梯孔38，多个阶梯孔38内均设置有连接螺栓39，多个定位安装架37上均开设有螺纹槽，多个连接螺栓39分别与多个螺纹槽可拆卸螺纹连接，方便第二伺服电机和第三伺服电机的安装和防护。

还需进一步说明的是，钻探组件包括多个安装座11，多个安装座11内转动连接有转动套12，多个转动套12内均滑动连接有取样钻筒13，多个安装座11内均滑动连接有推动架14，多个取样钻筒13分别与多个推动架14转动连接，多个储藏安装箱6内均安装有丝杠15和第四伺服电机，多个第四伺服电机分别用于多个丝杠15的转动驱动，多个丝杠15上均螺纹连接有连接件16，多个连接件16均铰接有传动杆17，多个传动杆17分别与多个推动架14铰接，安装座11上安装有用于转动套12转动驱动的第五伺服电机，通过钻探组件的设计，方便相对于取样地点进行钻探取样，多个取样钻筒13内均安装有折叠切断组件，折叠切断组件包括两个切断刀29和两个驱动杆30，两个切断刀29均转动连接在取样钻筒13内，两个驱动杆30分别与两个切断刀29转动连接，且取样钻筒13内安装有用于两个驱动杆30推动的驱动系统，驱动系统包括内衬架31，内衬架31固定连接在取样钻筒13内，内衬架31上安装有电动驱动杆，电动驱动杆的伸缩杆上安装有驱动架32，驱动架32滑动连接在取样钻筒13内，两个驱动杆30均与驱动架32转动连接，通过折叠切断组件的设计，钻探组件进行取样钻探后进行所进入钻探组件内的物样的切断，实用性较好，两个驱动架32上均固定连接有连接轴33，两个连接轴33分别与两个驱动杆30转动连接，取样钻筒13内开设有两个引导槽34，两个连接轴33分别滑动连接在两个引导槽34内，提高驱动架32在取样钻筒13内运动方向的引导。

该实施例中的变频电机、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、第五伺服电机、电动伸缩杆和电动调整杆均为市面上购买的本领域技术人员公知的常规设备，本专利中我们只是对其进行使用，并未对其结构和功能进行改进，其设定方式、安装方式和电性连接方式，对于本领域的技术人员来说，只要按照其使用说明书的要求进行调试操作即可，在此不再对其进行赘述。

综上所述，该地质矿产勘查取样设备的工作过程为，在使用时，首先检查对称阶梯筒架1内配套的蓄电池的电量，当蓄电池的电量不足时，需为蓄电池进行充电，安装架2上设置有为蓄电池进行充电的蓄电口，蓄电池配套有工控机，工控机配套有远程无线控制终端，陀螺仪、变频电机、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、第五伺服电机、电动伸缩杆和电动调整杆均与工控机形成配套连接，通过远程无线控制终端箱工控机输送命令，可以实现对应的陀螺仪、变频电机、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、第五伺服电机、电动伸缩杆和电动调整杆的工作响应，取样时，第一伺服电机可以控制两个行进架5均相对于对称阶梯筒架1形成转动，从而达到该地质矿产勘查取样设备的行进的目的，通过两个行进架5的差速即可实现该地质矿产勘查取样设备的转向，有飞行需求时通过电动伸缩杆控制两个开合架3分别相对于两个安装架2转动开启形成如附图9和附图12所示的状态，该状态下由于牵引绳21和张紧簧24的作用下，转动架19相对于开合架3克服复位簧22的弹力形成相对运动，使透气缝18和通气缝20形成相对交叠，该状态下变频电机带动飞行翼4转动飞行时方便气流的正常通过，同时通过电动调整杆工作可以控制飞行翼4与水平方向的夹角，继而方便该地质矿产勘查取样设备飞行状态的行进和转向，当移动至采样地点后，对应的第二伺服电机和第三伺服电机配套工作，实现位于正下方的进入口内的第一开闭门7和第二开闭门8配套开启，使对应的取样钻筒13露出，接着第四伺服电机和第五伺服电机协同工作，实现取样钻筒13相对安装座11的转动和推出，以相对于地面形成钻探作业，钻探过程中，可以通过行进架5与地面的基础摩擦力甚至是飞行翼4转动形成的风阻力实现钻探过程中该地质矿产勘查取样设备放置的稳定，钻探完成后，电动驱动杆、第四伺服电机和第五伺服电机协同工作，实现钻探过程中进入取样钻筒13内的土样相对于大地的切断，电动驱动杆工作，实现驱动架32的推动，驱动架32通过驱动杆30实现切断刀29在取样钻筒13内的转动开启，并且伴随着切断刀29的转动开启取样钻筒13保持持续转动，同时第五伺服电机配套工作实现伴随切断刀29对土壤的切断后形成取样钻筒13收入安装座11内，以完成单次取样作业，取样完成后对应的第一开闭门7和第二开闭门8配套关闭，实现土样的暂存，按照前述步骤继续完成其他地点的土样的提取即可，同时该地质矿产勘查取样设备在取样过程中和移动过程中陀螺仪均协同工作实现该地质矿产勘查取样设备整体姿态的调整。