一种地质勘探用取样设备的制作方法

1.本发明涉及地质勘探技术领域，具体而言，涉及一种地质勘探用取样设备。


背景技术：

2.本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核。“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。是在对矿产普查中发现有工业意义的矿床，为查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料，对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作，在对于矿石或者土地较深层次的开采取样中，多采用钻孔后直接挖取的方式，这样不仅费时费力，而且在挖取的过程中周边很容易出现碎块滑落造成实际采样所在点位不准，而且钻孔和挖取为分别进行，反复切换效率低下，为此提出一种地质勘探用取样设备。


技术实现要素：

3.根据本发明的实施例旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。
4.根据本发明的实施例的第一方面在于提供一种地质勘探用取样设备。
5.本发明第一方面的实施例提供了一种地质勘探用取样设备，包括：钻头，所述钻头侧壁开设采样孔，所述采样孔内可移动地设置有采样头，所述钻头为中空设置，且内部设置有传动机构，所述钻头上表面转动安装吊装座，所述吊装座上分别固定有切换机构和电机，所述切换机构适于联动所述传动机构，以使所述传动机构在所述钻头和所述采样头之间切换对接；其中，所述采样孔和所述采样头沿所述钻头纵向方向设置两个以上，所述电机输出端与所述传动机构相连。
6.根据本发明提供的一种地质勘探用取样设备，通过在钻头上直接设置采样头，使得采钻头下探钻孔的一定区域后，可直接向外露出采样头，在不向外拔出钻头的前提下，通过向外深处的采样头即可进行直接采样，通过切换机构使得传动机构能够将电机的动力在钻头和采样头之间进行切换，以便保证动力的切换和输出，可在钻出的空洞内部进行直接的切换，无需反复上吊操作，操作简单，且由于采样头向外深处直接接触钻孔的内壁，此时钻头直接抵接钻孔的内壁抑制松动容易滑出的碎块，避免了在钻孔内部不同深度样本之间的接触，保证了采样部位的准确采集，且在钻头的纵向上设置了两个以上的采样头，可进行依次多层深度的采样。
7.另外，根据本发明的实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：
8.上述任一技术方案中，所述传动机构包括传动杆和两个十字连杆，所述传动杆上下两端分别开设十字滑槽，所述十字滑槽内壁滑动连接所述十字连杆，两个所述十字连杆分别与所述电机输出端和所述钻头内壁相连。
9.在该技术方案中，通过在传动杆上下两端分别开设十字滑槽，可对两个十字连杆进行分别的插接，以便进行动力输送，通过十字连杆的上下移动，可使得传动杆脱离下端的
十字连杆，以便电机的动力不会在通过十字连杆输出到钻头上，以便在钻孔完毕后，进行采样操作。
10.上述任一技术方案中，所述采样头之间通过推杆相连，以及所述传动杆上主动安装有与所述推杆底部抵接的台体。
11.在该技术方案中，通过推杆可将各个采样头之间连接在一起，并且通过台体的倾斜侧壁，将传动杆的纵向移动改变为对推杆的横向移动，以便带动多个采样头进行同时的向外伸出，接触钻孔内部。
12.上述任一技术方案中，所述切换机构包括分体设置的电磁铁和铁环，所述电磁铁纵向对应所述铁环，所述电磁铁固定在所述吊装座上，所述铁环通过连接板与所述传动杆相连。
13.在该技术方案中，电磁铁外接外部车载电源，通过对电磁铁进行充电，可对铁环进行吸引，带动传动杆向上移动，通过吊装座可外接外部车辆装载的吊装设备，以便进行本装置的纵向移动。
14.上述任一技术方案中，所述采样头包括装配板及固定在所述装配板侧壁的破碎头，所述破碎头沿所述装配板周向设置，且相邻的所述破碎头相互贴合，所述装配板设置在所述采样孔内。
15.在该技术方案中，通过将破碎头沿装配板周向设置，并且设置多个破碎头(本装置沿周向设置十二个)，可进行单独的切换和维修，使得在长期使用中能够进行针对性的维护，通过将装配板设置在采样孔内，可在钻头旋转时采样头收置在采样孔内，避免了采样头在钻头进行钻孔作业时，接触到外部坚硬的物体表面，一方面降低采样头的磨损，另一方面能够避免外部碎块大量进入到采样头内。
16.上述任一技术方案中，所述传动杆侧壁固定安装第一齿轮，所述装配板侧壁固定安装十字推杆，所述十字推杆侧壁套接滑管，所述滑管端壁固定安装第二齿轮，所述第二齿轮边缘与所述第一齿轮表面纵向对应，所述十字推杆侧壁靠近所述破碎头一端转动安装推板，所述推板侧壁固定连接所述推杆。
17.在该技术方案中，通过纵向对应的第一齿轮和第二齿轮，使得传动杆的纵向移动能够带动第一齿轮与第二齿轮相啮合，为此第一齿轮和第二齿轮采用锥齿轮设置，电机输出端的动力通过上端的十字连杆、传动杆、第一齿轮、第二齿轮滑管、十字推杆、装配板，最终带动周向设置的多个破碎头转动，对外部孔壁进行接触破碎，通过台体向上移动推动推杆横向移动，并借助推板带动十字推杆和装配板推动破碎头横向移动。
18.上述任一技术方案中，所述破碎头靠近所述装配板中心一端开设有第一圆弧，所述破碎头远离所述装配板中心一端开设有第二圆弧，所述第一圆弧的内径小于所述第二圆弧。
19.在该技术方案中，通过破碎头分别采用第一圆弧和第二圆弧设置，使得多个周向设置的破碎头组合后中部为中空状，且外部为圆弧形，可在持续的向外推动中和破碎头的转动中，借助周向设置的破碎头中部中空结构对孔壁钻取并挖掘样本；
20.第一圆弧的内径小于第二圆弧设置，使得破碎头端部为倒钩的形状，有利于样本的破碎和挖掘。
21.上述任一技术方案中，所述采样孔内壁固定安装容纳壳，所述采样头设置在所述
容纳壳内部，所述容纳壳外壁开设有通孔，所述推板设置在所述通孔内部。
22.在该技术方案中，通过容纳壳一方面可对破碎头进行容纳，另一方面能够对采样孔进行钻头内部的封堵，避免样本孔壁掉落的碎块进入到钻头内部，通过通孔能够对推板的移动进行导通，避免容纳壳对推板的移动造成干涉。
23.上述任一技术方案中，所述台体上表面开设有定位孔，所述定位孔内壁插接定位杆，所述定位杆底部固定连接所述钻头内壁，所述定位杆上固定安装定位环，所述定位环内壁转动连接所述滑管外壁。
24.在该技术方案中，通过定位孔和定位杆的插接设置，使得台体能够通过定位杆、定位环对滑管起到额外的定位作用，进一步增强了本装置的内部结构稳定和相互关联。
25.上述任一技术方案中，所述钻头底部设置有螺旋加强筋。
26.在该技术方案中，通过在钻头底部增设螺旋加强筋，可增强钻头底部斜锥部分的破土能力，加快钻头的掘进速度。
27.根据本发明的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本发明的实施例的实践了解到。
附图说明
28.图1为本发明的结构示意图；
29.图2为本发明的钻头半剖后及其连接结构示意图；
30.图3为本发明的传动杆半剖后及其连接结构示意图；
31.图4为本发明的滑管局部剖切后及其连接结构示意图。
32.其中，图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
33.1钻头、101采样孔、102螺旋加强筋、2传动机构、201传动杆、2011十字滑槽、202十字连杆、203台体、2031定位孔、3采样头、301装配板、302破碎头、3021第一圆弧、3022第二圆弧、303十字推杆、304滑管、305推板、4吊装座、5切换机构、501电磁铁、502铁环、503连接板、6电机、7推杆、8第一齿轮、9第二齿轮、10容纳壳、1001通孔、11定位杆、12定位环、13支撑杆、14导转环、15u型吊杆。
具体实施方式
34.为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
35.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
36.请参阅图1-4，本发明第一方面的实施例提供了一种地质勘探用取样设备，包括：钻头1，钻头1侧壁开设采样孔101，采样孔101内可移动地设置有采样头3，钻头1为中空设置，且内部设置有传动机构2，钻头1上表面转动安装吊装座4，吊装座4上分别固定有切换机构5和电机6，切换机构5适于联动传动机构2，以使传动机构2在钻头1和采样头3之间切换对接；其中，采样孔101和采样头3沿钻头1纵向方向设置两个以上，电机6输出端与传动机构2
相连。
37.根据本发明提供的一种地质勘探用取样设备，通过在钻头1上直接设置采样头3，使得采钻头1下探钻孔的一定区域后，可直接向外露出采样头3，在不向外拔出钻头1的前提下，通过向外深处的采样头3即可进行直接采样，通过切换机构5使得传动机构2能够将电机6的动力在钻头1和采样头3之间进行切换，以便保证动力的切换和输出，可在钻出的空洞内部进行直接的切换，无需反复上吊操作，操作简单，且由于采样头3向外深处直接接触钻孔的内壁，此时钻头1直接抵接钻孔的内壁抑制松动容易滑出的碎块，避免了在钻孔内部不同深度样本之间的接触，保证了采样部位的准确采集，且在钻头1的纵向上设置了两个以上的采样头3，可进行依次多层深度的采样。
38.上述任一实施例中，如图1-4所示，传动机构2包括传动杆201和两个十字连杆202，传动杆201上下两端分别开设十字滑槽2011，十字滑槽2011内壁滑动连接十字连杆202，两个十字连杆202分别与电机6输出端和钻头1内壁相连。
39.在该实施例中，通过在传动杆201上下两端分别开设十字滑槽2011，可对两个十字连杆202进行分别的插接，以便进行动力输送，通过十字连杆202的上下移动，可使得传动杆201脱离下端的十字连杆202，以便电机6的动力不会在通过十字连杆202输出到钻头1上，以便在钻孔完毕后，进行采样操作。
40.上述任一实施例中，如图1-4所示，采样头3之间通过推杆7相连，以及传动杆201上主动安装有与推杆7底部抵接的台体203。
41.在该实施例中，通过推杆7可将各个采样头3之间连接在一起，并且通过台体203的倾斜侧壁，将传动杆201的纵向移动改变为对推杆7的横向移动，以便带动多个采样头3进行同时的向外伸出，接触钻孔内部。
42.上述任一实施例中，如图1-4所示，切换机构5包括分体设置的电磁铁501和铁环502，电磁铁501纵向对应铁环502，电磁铁501固定在吊装座4上，铁环502通过连接板503与传动杆201相连。
43.在该实施例中，电磁铁501外接外部车载电源，通过对电磁铁501进行充电，可对铁环502进行吸引，带动传动杆201向上移动，通过吊装座4可外接外部车辆装载的吊装设备，以便进行本装置的纵向移动。
44.上述任一实施例中，如图1-4所示，采样头3包括装配板301及固定在装配板301侧壁的破碎头302，破碎头302沿装配板301周向设置，且相邻的破碎头302相互贴合，装配板301设置在采样孔101内。
45.在该实施例中，通过将破碎头302沿装配板301周向设置，并且设置多个破碎头302(本装置沿周向设置十二个)，可进行单独的切换和维修，使得在长期使用中能够进行针对性的维护，通过将装配板301设置在采样孔101内，可在钻头1旋转时采样头3收置在采样孔101内，避免了采样头3在钻头1进行钻孔作业时，接触到外部坚硬的物体表面，一方面降低采样头3的磨损，另一方面能够避免外部碎块大量进入到采样头3内。
46.上述任一实施例中，如图1-4所示，传动杆201侧壁固定安装第一齿轮8，装配板301侧壁固定安装十字推杆303，十字推杆303侧壁套接滑管304，滑管304端壁固定安装第二齿轮9，第二齿轮9边缘与第一齿轮8表面纵向对应，十字推杆303侧壁靠近破碎头302一端转动安装推板305，推板305侧壁固定连接推杆7。
47.在该实施例中，通过纵向对应的第一齿轮8和第二齿轮9，使得传动杆201的纵向移动能够带动第一齿轮8与第二齿轮9相啮合，为此第一齿轮8和第二齿轮9采用锥齿轮设置，电机6输出端的动力通过上端的十字连杆202、传动杆201、第一齿轮8、第二齿轮9滑管304、十字推杆303、装配板301，最终带动周向设置的多个破碎头302转动，对外部孔壁进行接触破碎，通过台体203向上移动推动推杆7横向移动，并借助推板305带动十字推杆303和装配板301推动破碎头302横向移动。
48.具体地，第一齿轮8和第二齿轮9的齿深等于破碎头302沿滑管304轴线方向一半长度，以便提供破碎头302转动中的伸出长度。
49.上述任一实施例中，如图1-4所示，破碎头302靠近装配板301中心一端开设有第一圆弧3021，破碎头302远离装配板301中心一端开设有第二圆弧3022，第一圆弧3021的内径小于第二圆弧3022。
50.在该实施例中，通过破碎头302分别采用第一圆弧3021和第二圆弧3022设置，使得多个周向设置的破碎头302组合后中部为中空状，且外部为圆弧形，可在持续的向外推动中和破碎头302的转动中，借助周向设置的破碎头302中部中空结构对孔壁钻取并挖掘样本；
51.第一圆弧3021的内径小于第二圆弧3022设置，使得破碎头302端部为倒钩的形状，有利于样本的破碎和挖掘。
52.上述任一实施例中，如图1-4所示，采样孔101内壁固定安装容纳壳10，采样头3设置在容纳壳10内部，容纳壳10外壁开设有通孔1001，推板305设置在通孔1001内部。
53.在该实施例中，通过容纳壳10一方面可对破碎头302进行容纳，另一方面能够对采样孔101进行钻头1内部的封堵，避免样本孔壁掉落的碎块进入到钻头1内部，通过通孔1001能够对推板305的移动进行导通，避免容纳壳10对推板305的移动造成干涉。
54.上述任一实施例中，如图1-4所示，台体203上表面开设有定位孔2031，定位孔2031内壁插接定位杆11，定位杆11底部固定连接钻头1内壁，定位杆11上固定安装定位环12，定位环12内壁转动连接滑管304外壁。
55.在该实施例中，通过定位孔2031和定位杆11的插接设置，使得台体203能够通过定位杆11、定位环12对滑管304起到额外的定位作用，进一步增强了本装置的内部结构稳定和相互关联。
56.上述任一实施例中，如图1-4所示，钻头1底部设置有螺旋加强筋102。
57.在该实施例中，通过在钻头1底部增设螺旋加强筋102，可增强钻头1底部斜锥部分的破土能力，加快钻头1的掘进速度。
58.进一步地，吊装座4上表面安装有u型吊杆15，以便外部吊装设备的起吊。
59.进一步地，钻头1内部固定安装有支撑杆13，支撑杆13端部设置有导转环14，导转环14内壁贴合传动杆201，以便对传动杆201底部进行辅助支撑。
60.具体地，顶部十字连杆202和传动杆201连接的十字滑槽2011设置纵向的预留空间，以便传动杆201的纵向移动。
61.工作原理：电机6通过上端的十字连杆202、传动杆201、下端的十字连杆202带动钻头1整体转动，并且由于砖头与吊装座4之间转动连接，吊装座4不会转动，在到达一定深度后，关闭电机6，启动电磁铁501，向上吸取铁环502，并依次带动连接板503、台体203、传动杆201和第一齿轮8向上移动(传动杆201与下端的十字连杆202脱离)，第一齿轮8与第二齿轮9
啮合(通过啮合的齿深刻进行破碎头伸出中转动的配合)，台体203通过斜面推动推杆7横向移动，并依次横向推动推板305、十字推杆303、装配板301和破碎头302，使得破碎头302向外伸处，开启电机6通过上端的十字连杆202、传动杆201、第一齿轮8、第二齿轮9、滑管304、十字推杆303、装配板301和破碎头302转动，即可进行钻孔壁的采样，被破出的样本通过周向设置的破碎头302之间的漏洞掉落进破碎头302之间，完成采样，然后电机6和电磁铁501断电，即可复位，然后向上通过吊装设备线向上拉起即可。
62.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。
63.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。