一种金矿野外勘查取样装置及取样方法

文献发布时间：2023-06-19 18:49:33

技术领域

本发明属于地质取样技术领域，特别涉及一种金矿野外勘查取样装置及取样方法。

背景技术

黄金矿产地质的找矿技术也在不断发展、不断创新，地质勘查是在一定地区内的岩石、地层构造、矿产、地下水、地貌等地质情况进行的调查研究工作，但在研究调查的时候需要对当前地区地质内的土壤进行取样检测。目前铜金矿成矿条件、围岩蚀变、成矿机理等问题存在，为了满足增加紧缺矿产资源的储备，需要一种金矿野外勘查取样装置。

大宗紧缺矿产资源的安全保障已成为制约我国经济社会发展的主要瓶颈之一。金主要赋存在岩石地层中，大部分为不可见金。在野外地质勘查时，首先要对矿区内土壤进行取样检测。因此我们提出了一种金矿野外勘查取样装置及取样方法。

经检索，现有技术中，中国专利申请号：CN202121813851.X，申请日：2021-08-05，公开了一种黄金矿产地质勘察用岩层取样装置，包括前侧为开口设置的U形底座，所述U形底座的底部四角均转动安装有行走轮，所述U形底座的顶部固定连接有U形杆，U形杆的顶部固定连接有第一电机和第一蓄电池，第一电机的输出轴延伸至U形杆内并固定连接有转动安装在U形底座顶部的第一螺杆，第一螺杆上螺纹套设有升降座，升降座滑动套设在U形杆上，升降座的顶部固定安装有驱动电机。本案例设计合理，便于定深取样，便于在取样后快速对取样套的底部遮挡封堵，能够避免采样后向上移出时发生土壤向下掉落的现象，提高取样稳定性，且便于通过推料的方式快速移出粘性较高的土壤样品，满足使用需求。

但该装置仍存在以下缺陷：虽然能够快速移出粘性较高的土壤样品，满足使用需求，但针对硬度较高的金矿层往往取样效率不够理想，而且取样后的金矿不能够精细提取，在野外勘查的环境下便捷性往往较差，容易给野外勘查人员带来取样的负担。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种金矿野外勘查取样装置，包括钻筒、顶料组件、取样组件和收纳组件；

所述钻筒的外壁对称开设有两组取样槽，且两组所述取样槽的一端均位于靠近钻筒的端口处，所述顶料组件套接在钻筒的一端，且所述钻筒与顶料组件转动连接，所述钻筒上还套接有联动环，且所述联动环位于远离顶料组件的一端，所述取样组件固定连接在顶料组件与联动环的一侧外壁，所述取样组件与一组所述取样槽相互连通且配合使用，所述取样组件的外壁且远离钻筒的一侧滑动连接有把柄，所述收纳组件固定连接在顶料组件与联动环的另一侧外壁，所述收纳组件与另一组所述取样槽相互连通且配合使用。

进一步的，所述顶料组件包括限位座和下压机构；所述限位座为圆柱状结构，所述限位座的顶端与底端开设有相互连通的安装腔，且所述安装腔的中轴线与限位座的中轴线重合，所述安装腔的内壁且远离钻筒的一端转动连接有内螺纹座，所述安装腔的内壁且远离内螺纹座的一端与钻筒转动连接，所述内螺纹座与钻筒相邻一侧壁之间固定连接有两组联动杆，所述下压机构固定连接在内螺纹座与钻筒相邻一侧壁之间，所述下压机构的一端贯穿钻筒，且延伸至钻筒的内部。

进一步的，所述下压机构包括压筒和第一电机；所述压筒为开口结构，所述压筒的一侧壁开设有第一缺口，且所述压筒的另一侧壁开设有第二缺口，所述第一缺口与第二缺口以压筒的中轴线为中心对称设置，所述压筒的一侧壁且远离开口的一端螺纹连接有第一丝杆，所述第一电机的输出端与第一丝杆的一端传动连接，且所述第一电机远离输出端的一侧与内螺纹座的底端固定连接，所述压筒远离第一电机的一端贯穿钻筒，且延伸至钻筒内。

进一步的，所述取样组件包括截料机构、第一壳体和第二壳体；所述截料机构的顶端与第一壳体贯穿滑动连接，且所述第一壳体的顶端与底端开设有与截料机构滑动连接的第一滑槽，所述截料机构的底端与第二壳体贯穿滑动连接，且所述第二壳体的顶端与底端开设有与截料机构滑动连接的第二滑槽，所述第一壳体的一侧壁与限位座固定连接，所述第二壳体的一侧壁与联动环固定连接。

进一步的，所述截料机构包括第一联动壳体和打磨部；所述第一联动壳体为圆柱状结构，且所述第一联动壳体靠近钻筒的一侧壁开设有打磨腔，所述打磨腔与一组取样槽相互连通且配合使用，所述第一联动壳体的内壁顶端与底端转动连接有第二丝杆，且所述第二丝杆上螺纹连接有打磨部，所述第一联动壳体的顶端固定连接有第一联动块，所述第一联动块滑动连接在第一滑槽内，所述第一联动壳体的底端固定连接有第二联动块，且所述第二联动块滑动连接在第二滑槽内，所述第二联动块的外壁与把柄的一端固定连接，且所述把柄贯穿滑动连接在第二壳体的外壁，所述第二联动块的顶端嵌入安装有第一电机，且所述第一电机的输出端与第二丝杆的一端传动连接，所述第二联动块的内壁顶端嵌入安装有第二电机，且所述第二电机的输出端与第二丝杆的一端传动连接。

进一步的，所述打磨部包括打磨座；所述打磨座的表面开设有与第二丝杆螺接的内螺纹孔，所述打磨座的一端开设有调节槽，所述调节槽的内壁转动连接有第一齿轮，所述打磨座上嵌入安装有第三电机，且所述第三电机的输出端与第一齿轮传动连接，所述打磨座的外壁且靠近调节槽的一侧对称固定连接有两组联动板，且两组所述联动板相邻一侧壁之间转动连接有第四电机，所述第四电机靠近调节槽的一侧壁固定连接有第二齿轮，且所述第二齿轮与第一齿轮啮合连接，所述第四电机的输出端传动连接有钻头。

进一步的，所述收纳组件包括第三壳体和集料盒；所述第三壳体上贯穿滑动连接有第二联动壳体，所述第二联动壳体的顶端设置有手轮，所述集料盒固定连接在第二联动壳体的底端，且所述第二联动壳体与集料盒相互连通，所述第三壳体的一侧壁与限位座固定连接，所述集料盒的一侧壁与联动环固定连接。

进一步的，所述第二联动壳体的一侧壁开设有对接腔，且所述对接腔与钻筒的外壁滑动贴合，所述第二联动壳体的内壁设置有拨料筒，且所述拨料筒的外壁不与第二联动壳体的内壁贴合，所述拨料筒的外壁开设有若干组与对接腔配合使用的载料槽，且若干组所述载料槽以拨料筒的中轴线为中心呈环形阵列设置，所述拨料筒上嵌入安装有主动杆，且所述主动杆的一端与手轮转动连接。

进一步的，所述集料盒的底端活动卡接有密封板，所述密封板的顶端固定连接有隔离框，所述密封板的顶端转动连接有隔板，且所述隔板呈十字形拼接而成，所述隔板与隔离框的内壁之间设置有与载料槽相互连通的粉末腔，所述隔板的顶端中心处与主动杆的底端磁性吸合连接。

一种金矿野外勘查取样装置的取样方法，包括以下步骤，

通过顶料组件与手持钻孔机的输出端传动连接，使钻筒旋转的同时对金矿层进行初步取样；

通过转动钻筒使取样组件水平位于收纳组件的上侧；

通过推动把柄使取样组件的输出端贯穿取样槽，对钻筒内的金矿层进行精细取样；

通过收纳组件对掉落的精细金矿粉末进行收纳；

通过复位钻筒，使取样组件和收纳组件位于钻筒的两侧；

通过顶料组件推动钻筒内的金矿层，使金矿层由钻筒内脱落。

本发明的有益效果是：

1、通过取样组件向钻筒的一侧靠近使其输出端贯穿一组取样槽，再通过旋转调节收纳组件，使收纳组件的开口处与另一组取样槽连通，在取样组件启动后将取样槽处的金矿层进行粉碎，使粉碎后的金矿层掉落在收纳组件中，用于金矿取样后的提取，便于取样后的携带，节省了钻筒内柱状石矿的空间，减轻了钻筒的质量，适合批量取样。

2、通过第二电机的转动使打磨部螺纹在第二丝杆上，用于打磨部滑动连接在第一联动壳体的内壁，使打磨部的输出端的钻头在打磨腔内滑动调节，用于对钻筒内的金矿层的不同位置进行截料打磨，提高了金矿层精细取样的效率。

3、通过第二联动壳体通过对接腔与钻筒的外壁滑动贴合，利用对接腔与一组取样槽相互连通，使截料打磨过程中钻筒内的金矿粉末由取样槽掉落在载料槽内，并将第二联动壳体与集料盒呈垂直放置时，一组载料槽内的金矿粉末掉落在隔板的一侧，用于对取样后金矿层精细取样，提高了金矿粉末的取样便捷性。

4、通过手轮的转动同步带动拨料筒，使每组载料槽依次与对接腔相互连通，用于批量取样精细的金矿层，在粉末腔中的精细金矿存满后，使密封板与集料盒内分离，用于对隔离框内的金矿粉末取样后的分析，使批量取样的储存空间得到快速的切换。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例取样装置的结构示意图；

图2示出了本发明实施例顶料组件的结构示意图；

图3示出了本发明实施例下压机构的结构示意图；

图4示出了本发明实施例取样组件的结构示意图；

图5示出了本发明实施例截料机构的结构示意图；

图6示出了本发明实施例打磨部的结构示意图；

图7示出了本发明实施例收纳组件的结构示意图；

图8示出了本发明实施例第二联动壳体的结构剖视图；

图9示出了本发明实施例集料盒的结构爆炸图。

图中：1、钻筒；2、取样槽；3、顶料组件；31、限位座；32、安装腔；33、内螺纹座；34、联动杆；35、下压机构；351、压筒；352、第一缺口；353、第二缺口；354、第一丝杆；355、第一电机；4、联动环；5、取样组件；51、截料机构；511、第一联动壳体；512、打磨腔；513、第二丝杆；514、打磨部；5141、打磨座；5142、调节槽；5143、第一齿轮；5144、第三电机；5145、联动板；5146、第四电机；5417、第二齿轮；5418、钻头；515、第一联动块；516、第二联动块；517、第二电机；52、第一壳体；53、第一滑槽；54、第二壳体；55、第二滑槽；6、把柄；7、收纳组件；71、第三壳体；72、第二联动壳体；73、手轮；74、集料盒；75、对接腔；76、拨料筒；77、载料槽；78、主动杆；79、密封板；710、隔离框；711、隔板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，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。

本发明实施例提出了一种金矿野外勘查取样装置，包括钻筒1、顶料组件3、取样组件5和收纳组件7；示例性的，如图1所示。

所述钻筒1的外壁对称开设有两组取样槽2，且两组所述取样槽2的一端均位于靠近钻筒1的端口处，所述顶料组件3套接在钻筒1的一端，且所述钻筒1与顶料组件3转动连接，所述钻筒1上还套接有联动环4，且所述联动环4位于远离顶料组件3的一端，所述取样组件5固定连接在顶料组件3与联动环4的一侧外壁，所述取样组件5与一组所述取样槽2相互连通且配合使用，所述取样组件5的外壁且远离钻筒1的一侧滑动连接有把柄6，所述收纳组件7固定连接在顶料组件3与联动环4的另一侧外壁，所述收纳组件7与另一组所述取样槽2相互连通且配合使用。

进一步的，所述钻筒1的外壁且靠近联动环4的一侧开设有若干组缺口，若干组所述缺口以钻筒1的中轴线为中心呈环形阵列设置。

具体的，所述顶料组件3的顶端用于螺接在手持钻孔机的输出端，手持钻孔机启动时带动钻筒1同步转动，使钻筒1的端部旋转至金矿层中，在钻筒1旋转进入金矿层的过程中，勘查人员分别握住手持钻孔机的启动开关和把柄6，提高了钻筒1在进入金矿层中的稳固性；

所述钻筒1旋转进入金矿层的过程中，联动环4的内壁与钻筒1的外壁滑动连接，并带动取样组件5和收纳组件7同步移动，使钻筒1的端部持续延伸至金矿层，使取样的持续性得到提升；

所述取样组件5向钻筒1的一侧靠近使其输出端贯穿一组取样槽2，再通过旋转调节收纳组件7，使收纳组件7的开口处与另一组取样槽2连通，在取样组件5启动后将取样槽2处的金矿层进行粉碎，使粉碎后的金矿层掉落在收纳组件7中，用于金矿取样后的提取，便于取样后的携带；

所述顶料组件3的启动使钻筒1内的金矿层向外移动，用于钻筒1内金矿的快速出料，便于对下一处金矿层进行取样操作。

所述顶料组件3包括限位座31和下压机构35；示例性的，如图2所示。

所述限位座31为圆柱状结构，所述限位座31的顶端与底端开设有相互连通的安装腔32，且所述安装腔32的中轴线与限位座31的中轴线重合，所述安装腔32的内壁且远离钻筒1的一端转动连接有内螺纹座33，所述安装腔32的内壁且远离内螺纹座33的一端与钻筒1转动连接，所述内螺纹座33与钻筒1相邻一侧壁之间固定连接有两组联动杆34，所述下压机构35固定连接在内螺纹座33与钻筒1相邻一侧壁之间，所述下压机构35的一端贯穿钻筒1，且延伸至钻筒1的内部。

所述下压机构35包括压筒351和第一电机355；示例性的，如图3所示。

所述压筒351为开口结构，所述压筒351的一侧壁开设有第一缺口352，且所述压筒351的另一侧壁开设有第二缺口353，所述第一缺口352与第二缺口353以压筒351的中轴线为中心对称设置，所述压筒351的一侧壁且远离开口的一端螺纹连接有第一丝杆354，所述第一电机355的输出端与第一丝杆354的一端传动连接，且所述第一电机355远离输出端的一侧与内螺纹座33的底端固定连接，所述压筒351远离第一电机355的一端贯穿钻筒1，且延伸至钻筒1内。

具体的，所述内螺纹座33与手持钻孔机的输出端传动连接，在手持钻孔机带动内螺纹座33持续转动的同时，利用联动杆34使钻筒1同步转动，用于钻筒1对金矿层的取样；

所述钻筒1将取样后的金矿层收集其内壁，并通过第一电机355的转动，使螺接在第一丝杆354上的压筒351向下移动，所述压筒351的底端持续延伸至钻筒1的内壁，将钻筒1的内壁收集的金矿层顶出。

所述取样组件5包括截料机构51、第一壳体52和第二壳体54；示例性的，如图4所示。

所述截料机构51的顶端与第一壳体52贯穿滑动连接，且所述第一壳体52的顶端与底端开设有与截料机构51滑动连接的第一滑槽53，所述截料机构51的底端与第二壳体54贯穿滑动连接，且所述第二壳体54的顶端与底端开设有与截料机构51滑动连接的第二滑槽55，所述第一壳体52的一侧壁与限位座31固定连接，所述第二壳体54的一侧壁与联动环4固定连接。

进一步的，所述第一壳体52与第二壳体54的内壁且靠近钻筒1的一侧固定连接有弹簧，且所述弹簧靠近截料机构51的一端转动连接有滚轮，所述滚轮与截料机构51的两端滚轮贴合。

具体的，所述截料机构51的顶端滑动连接在第一滑槽53的内壁，用于截料机构51跟随联动环4同步移动；

所述第一壳体52与第二壳体54的内壁的弹簧配合滚轮使用，用于时刻滚动抵触截料机构51，使截料机构51跟随联动环4同步移动的过程中，不会使截料机构51的输出端靠近钻筒1，当需要截料机构51工作时，只需推动截料机构51对钻筒1内的金矿层进行切割，若发生紧急意外，只需勘查人员停止对截料机构51的推动，利用第一壳体52与第二壳体54的内壁的弹簧配合滚轮的作用，将截料机构51进行复位操作，使截料的安全性得到提升。

所述截料机构51包括第一联动壳体511和打磨部514；示例性的，如图5所示。

所述第一联动壳体511为圆柱状结构，且所述第一联动壳体511靠近钻筒1的一侧壁开设有打磨腔512，所述打磨腔512与一组取样槽2相互连通且配合使用，所述第一联动壳体511的内壁顶端与底端转动连接有第二丝杆513，且所述第二丝杆513上螺纹连接有打磨部514，所述第一联动壳体511的顶端固定连接有第一联动块515，所述第一联动块515滑动连接在第一滑槽53内，所述第一联动壳体511的底端固定连接有第二联动块516，且所述第二联动块516滑动连接在第二滑槽55内，所述第二联动块516的外壁与把柄6的一端固定连接，且所述把柄6贯穿滑动连接在第二壳体54的外壁，所述第二联动块516的顶端嵌入安装有第一电机355，且所述第一电机355的输出端与第二丝杆513的一端传动连接，所述第二联动块516的内壁顶端嵌入安装有第二电机517，且所述第二电机517的输出端与第二丝杆513的一端传动连接。

进一步的，所述第一联动块515的截面形状为T字形，所述第二联动块516的截面形状为工字形。

具体的，所述第二电机517的转动使打磨部514螺纹在第二丝杆513上，用于打磨部514滑动连接在第一联动壳体511的内壁，使打磨部514的输出端在打磨腔512内滑动调节，用于对钻筒1内的金矿层的不同位置进行截料打磨。

所述打磨部514包括打磨座5141；示例性的，如图6所示。

所述打磨座5141的表面开设有与第二丝杆513螺接的内螺纹孔，所述打磨座5141的一端开设有调节槽5142，所述调节槽5142的内壁转动连接有第一齿轮5143，所述打磨座5141上嵌入安装有第三电机5144，且所述第三电机5144的输出端与第一齿轮5143传动连接，所述打磨座5141的外壁且靠近调节槽5142的一侧对称固定连接有两组联动板5145，且两组所述联动板5145相邻一侧壁之间转动连接有第四电机5146，所述第四电机5146靠近调节槽5142的一侧壁固定连接有第二齿轮5417，且所述第二齿轮5417与第一齿轮5143啮合连接，所述第四电机5146的输出端传动连接有钻头5418。

具体的，所述第三电机5144的转动用于驱动第一齿轮5143和第二齿轮5417同步转动，使钻头5418延伸至调节槽5142的外部，用于截料打磨，所述第三电机5144的翻转，使钻头5418收纳至打磨腔512内靠近第二丝杆513的一侧，用于保护钻头5418。

所述收纳组件7包括第三壳体71和集料盒74；示例性的，如图7、图8和图9所示。

所述第三壳体71上贯穿滑动连接有第二联动壳体72，所述第二联动壳体72的顶端设置有手轮73，所述集料盒74固定连接在第二联动壳体72的底端，且所述第二联动壳体72与集料盒74相互连通，所述第三壳体71的一侧壁与限位座31固定连接，所述集料盒74的一侧壁与联动环4固定连接。

所述第二联动壳体72的一侧壁开设有对接腔75，且所述对接腔75与钻筒1的外壁滑动贴合，所述第二联动壳体72的内壁设置有拨料筒76，且所述拨料筒76的外壁不与第二联动壳体72的内壁贴合，所述拨料筒76的外壁开设有若干组与对接腔75配合使用的载料槽77，且若干组所述载料槽77以拨料筒76的中轴线为中心呈环形阵列设置，所述拨料筒76上嵌入安装有主动杆78，且所述主动杆78的一端与手轮73转动连接；

所述集料盒74的底端活动卡接有密封板79，所述密封板79的顶端固定连接有隔离框710，所述密封板79的顶端转动连接有隔板711，且所述隔板711呈十字形拼接而成，所述隔板711与隔离框710的内壁之间设置有与载料槽77相互连通的粉末腔，所述隔板711的顶端中心处与主动杆78的底端磁性吸合连接。

具体的，所述第二联动壳体72通过对接腔75与钻筒1的外壁滑动贴合，利用对接腔75与一组取样槽2相互连通，使截料打磨过程中钻筒1内的金矿粉末由取样槽2掉落在载料槽77内，并将第二联动壳体72与集料盒74呈垂直放置时，一组载料槽77内的金矿粉末掉落在隔板711的一侧，用于对取样后金矿层精细取样；

所述手轮73的转动用于同步带动拨料筒76，使每组载料槽77依次与对接腔75相互连通，用于批量取样精细的金矿层，在粉末腔中的精细金矿存满后，使密封板79与集料盒74内分离，用于对隔离框710内的金矿粉末取样后的分析。

利用本发明实施例提出的一种金矿野外勘查取样装置，其工作原理如下：

首先通过内螺纹座33与手持钻孔机的输出端传动连接，在手持钻孔机带动内螺纹座33持续转动的同时，利用联动杆34使钻筒1同步转动，用于钻筒1对金矿层的取样；

通过旋转钻筒1，使第一联动壳体511的水平高度位于第二联动壳体72的上侧；

通过第三电机5144的转动用于驱动第一齿轮5143和第二齿轮5417同步转动，使钻头5418延伸至调节槽5142的外部，用于截料打磨；

通过第二电机517的转动使打磨部514螺纹在第二丝杆513上，用于打磨部514滑动连接在第一联动壳体511的内壁，使打磨部514的输出端的钻头5418在打磨腔512内滑动调节，用于对钻筒1内的金矿层的不同位置进行截料打磨；

通过第二联动壳体72通过对接腔75与钻筒1的外壁滑动贴合，利用对接腔75与一组取样槽2相互连通，使截料打磨过程中钻筒1内的金矿粉末由取样槽2掉落在载料槽77内，并将第二联动壳体72与集料盒74呈垂直放置时，一组载料槽77内的金矿粉末掉落在隔板711的一侧，用于对取样后金矿层精细取样；

再通过旋转复位钻筒1，使第一联动壳体511与第二联动壳体72位于钻筒1的两侧；

通过手轮73的转动用于同步带动拨料筒76，使每组载料槽77依次与对接腔75相互连通，用于批量取样精细的金矿层，在粉末腔中的精细金矿存满后，使密封板79与集料盒74内分离，用于对隔离框710内的金矿粉末取样后的分析；

通过钻筒1将取样后的金矿层收集其内壁，并通过第一电机355的转动，使螺接在第一丝杆354上的压筒351向下移动，所述压筒351的底端持续延伸至钻筒1的内壁，将钻筒1的内壁收集的金矿层顶出。

在上述一种金矿野外勘查取样装置的基础上，本发明实施例还提供一种金矿野外勘查取样装置的取样方法，包括以下步骤，