一种水文地质钻式探测装置及探测方法与流程

1.本发明涉及一种文水地质探测领域，具体是一种水文地质钻式探测装置及探测方法。


背景技术：

2.水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象，它主要是研究地下水的分布和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等，传统的水文地质在钻探时，需要先钻孔，在进行取样，且无法自由调节钻孔的深度，因此提出一种水文地质钻式探测装置及探测方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种水文地质钻式探测装置及探测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种水文地质钻式探测装置，所述水文地质钻式探测装置及探测方法包括：
6.底座以及转动安装在所述底座底部且呈对称设置的车轮，所述底座上固定安装有呈对称设置的固定板，两个所述固定板之间固定有挡板；
7.所述底座上设置有钻头，所述底座上还设置有与所述钻头固定连接的转动组件，所述转动组件通过二号皮带与设置在所述固定板上的升降机构连接，所述升降机构通过所述转动组件驱动所述钻头转动的同时在竖直方向上往复运动，所述固定板上还设置有与所述转动组件连接的承接机构，所述挡板和所述底座上设置有支撑组件，所述支撑组件上滑动安装有滑动板，所述滑动板上开设有与所述支撑组件连接的导向槽，所述滑动板上还固定有与所述承接机构间歇抵接的滑轮，所述底座上设置有用于调节所述支撑组件高度的调节机构。
8.作为本发明进一步的方案：所述转动组件包括转动安装在所述升降机构上且开设有一号限位槽的转动套筒、转动安装在所述升降机构上且与所述钻头固定连接的螺纹杆、固定安装在所述螺纹杆上且与所述一号限位槽卡合的一号限位杆，所述转动套筒通过所述二号皮带与所述升降机构连接。
9.作为本发明再进一步的方案：所述升降机构包括固定安装在所述固定板上的电机、转动安装在所述底座上且与所述电机输出轴连接的丝杆、套设在所述丝杆上的一号皮带，所述底座上还设置有与所述一号皮带连接的导向组件，所述导向组件与所述二号皮带连接，所述导向组件还与所述转动套筒和所述螺纹杆转动连接。
10.作为本发明再进一步的方案：所述导向组件包括转动安装在所述底座上且固定有二号限位杆的传动杆、活动安装在所述传动杆上且与所述二号皮带连接的活动套筒、活动安装在所述丝杆上且与所述丝杆螺纹配合的螺纹套筒，所述活动套筒上活动安装有与所述螺纹套筒固定连接的活动板，所述传动杆与所述一号皮带连接，所述活动板与所述转动套
筒和所述螺纹杆转动连接，所述活动套筒上开设有与所述二号限位杆卡合的二号限位槽。
11.作为本发明再进一步的方案：所述承接机构包括转动安装在所述底座上的转动板、固定安装在所述转动板上且呈对称设置的取样盒、活动安装在所述螺纹杆上的取样管，所述取样管内开设有与所述螺纹杆螺纹配合的螺纹槽，所述取样管上设置有与所述滑轮间歇抵接的限位组件。
12.作为本发明再进一步的方案：所述限位组件包括固定安装在所述取样管上且呈对称设置的固定环、开设在所述取样管上且位于两个所述固定环之间的凹槽、活动安装在所述取样管上且与所述固定环和所述滑轮间歇地接的限位盘。
13.作为本发明再进一步的方案：所述支撑组件包括分别固定安装在所述挡板和所述调节机构上的两个导向板、固定安装在所述导向板内且呈对称设置的弹簧、铰接在所述导向板上的连杆，所述连杆上固定有与所述导向槽卡合的凸起，所述导向板与所述滑动板滑动连接。
14.作为本发明再进一步的方案：所述调节机构包括固定安装在所述底座上的气缸，所述气缸输出端上固定有支撑板，所述底座上设置有与所述支撑板固定连接的从动组件，所述从动组件与其中一个所述导向板固定连接。
15.作为本发明再进一步的方案：所述从动组件包括固定安装在所述底座上的固定套筒，所述固定套筒内活动安装有活动杆，所述固定套筒上还开设有通槽，所述支撑板和其中一个所述导向板贯穿所述通槽且与所述活动杆固定连接。
16.一种水文地质钻式探测方法，包括以下步骤：
17.步骤一：将装置运送至所需位置，并通过调节机构调节钻探所需的深度；
18.步骤二：升降机构工作，并通过二号皮带驱动转动组件运动，从而带动钻头在转动的同时朝向底座方向运动，使承接机构运动；
19.步骤三：当承接机构运动至与滑轮抵接位置时，在支撑组件的作用下，使承接机构发生运动，并进行取样，此时升降机构朝向初始位置运动，当承接机构再次与滑轮抵接时，使承接机构复位。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：在使用时，将装置运送至所需位置，此时根据所需取样的深度，通过调节机构驱动支撑组件运动至所需位置，此时升降机构工作，并驱动转动组件运动，从而带动钻头朝向底座方向运动的同时发生转动，同时，转动组件还会带动承接机构运动，当承接机构运动至与滑轮抵接位置时，承接机构将会进行取样，此时在升降机构的作用下，驱动钻头朝向远离底座方向运动，在支撑组件的作用下，使承接机构回到初始位置，从而实现自动取样效果。
附图说明
21.图1为本发明的结构示意图。
22.图2为图1中a处的结构放大示意图。
23.图3为本发明第一角度的结构示意图。
24.图4为本发明第二角度的结构示意图。
25.图5为本发明的半剖结构示意图。
26.图6为本发明中调节机构、支撑组件的连接关系示意图。
27.图7为本发明的部分爆炸结构示意图。
28.图8为本发明中部分承接机构、螺纹杆的爆炸结构示意图。
29.图中：1、底座；2、固定板；3、车轮；4、电机；5、丝杆；6、一号皮带；7、传动杆；8、螺纹套筒；9、活动板；10、活动套筒；11、二号皮带；12、转动套筒；13、螺纹杆；14、钻头；15、取样管；16、固定环；17、限位盘；18、凹槽；19、导向板；20、滑动板；21、导向槽；22、弹簧；23、连杆；24、凸起；25、滑轮；26、气缸；27、支撑板；28、固定套筒；29、活动杆；30、转动板；31、取样盒；32、挡板。
具体实施方式
30.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。
31.请参阅图1-8，本发明实施例中，一种水文地质钻式探测装置，所述水文地质钻式探测装置包括：
32.底座1以及转动安装在所述底座1底部且呈对称设置的车轮3，所述底座1上固定安装有呈对称设置的固定板2，两个所述固定板2之间固定有挡板32；
33.所述底座1上设置有钻头14，所述底座1上还设置有与所述钻头14固定连接的转动组件，所述转动组件包括转动安装在所述升降机构上且开设有一号限位槽的转动套筒12、转动安装在所述升降机构上且与所述钻头14固定连接的螺纹杆13、固定安装在所述螺纹杆13上且与所述一号限位槽卡合的一号限位杆，所述转动套筒12通过所述二号皮带11与所述升降机构连接。
34.请参阅图1、图3、图8，需要说明的是，底座1上开设有位于钻头14正下方的通孔，初始状态下，钻头14位于底座1上方，当需要取样时，此时升降机构工作，并通过二号皮带11驱动转动套筒12转动，由于一号限位槽与一号限位杆卡合，使螺纹杆13转动，并驱动钻头14转动，升降机构还会驱动钻头14朝向底座1方向运动，其中，转动套筒12还有限位的作用，以确保钻头14在运动时不会发生晃动。
35.所述转动组件通过二号皮带11与设置在所述固定板2上的升降机构连接，所述升降机构通过所述转动组件驱动所述钻头14转动的同时在竖直方向上往复运动，所述升降机构包括固定安装在所述固定板2上的电机4、转动安装在所述底座1上且与所述电机4输出轴连接的丝杆5、套设在所述丝杆5上的一号皮带6，所述底座1上还设置有与所述一号皮带6连接的导向组件，所述导向组件与所述二号皮带11连接，所述导向组件还与所述转动套筒12和所述螺纹杆13转动连接，其中，所述导向组件包括转动安装在所述底座1上且固定有二号限位杆的传动杆7、活动安装在所述传动杆7上且与所述二号皮带11连接的活动套筒10、活动安装在所述丝杆5上且与所述丝杆5螺纹配合的螺纹套筒8，所述活动套筒10上活动安装有与所述螺纹套筒8固定连接的活动板9，所述传动杆7与所述一号皮带6连接，所述活动板9与所述转动套筒12和所述螺纹杆13转动连接，所述活动套筒10上开设有与所述二号限位杆卡合的二号限位槽。
36.请参阅图1、图3-5，进一步来说，当需要取样时，此时电机4工作，并驱动丝杆5转动，从而带动与之螺纹配合的螺纹套筒8运动，螺纹套筒8还会带动活动板9运动，并驱动活动套筒10沿着传动杆7的长度方向运动，活动套筒10有着导向的作用，从而驱动螺纹套筒8
沿着丝杆5的长度方向运动，同时，丝杆5还会通过一号皮带6驱动传动杆7转动，由于二号限位杆与二号限位槽卡合，从而驱动活动套筒10转动，并通过二号皮带11驱动转动套筒12转动，使钻头14朝向底座1方向运动的同时发生转动，其中，丝杆5有着自锁的作用，以确保电机4停止工作后钻头14不会发生运动，同时，丝杆5有着传动精度高的优点，以确保钻头14可运动至所需位置。
37.所述固定板2上还设置有与所述转动组件连接的承接机构，所述承接机构包括转动安装在所述底座1上的转动板30、固定安装在所述转动板30上且呈对称设置的取样盒31、活动安装在所述螺纹杆13上的取样管15，所述取样管15内开设有与所述螺纹杆13螺纹配合的螺纹槽，所述取样管15上设置有与所述滑轮25间歇抵接的限位组件，其中，所述限位组件包括固定安装在所述取样管15上且呈对称设置的固定环16、开设在所述取样管15上且位于两个所述固定环16之间的凹槽18、活动安装在所述取样管15上且与所述固定环16和所述滑轮25间歇地接的限位盘17。
38.请参阅图1-3、图8，再进一步来说，限位盘17为陀螺状设置，初始状态下，取样管15位于钻头14的上方，由于取样管15内开设有螺纹槽，在取样管15没有限制时，取样管15将会跟随螺纹杆13转动，取样盒31与钻头14处于偏移位置，初始状态下，限位盘17与靠近钻头14方向的固定环16抵接，当活动板9朝向底座1方向运动时，带动取样管15和螺纹杆13运动，并带动限位盘17运动，当限位盘17运动至与滑轮25抵接位置时，在滑轮25的作用下，使限位盘17不再朝向底座1方向运动，当限位盘17运动至与另一固定环16抵接位置时，在固定环16的作用下，驱动滑轮25运动，使滑轮25与限位盘17分离，限位盘17在重力的作用下，回到初始位置，当限位盘17运动至与另一滑轮25抵接位置时，使限位盘17不再朝向底座1方向运动，此时滑轮25运动至凹槽18内，在滑轮25的作用下，使取样管15不再转动，且取样管15将会朝向远离活动板9的方向运动，当滑轮25与凹槽18分离时，此时取样管15位于钻头14下方，并进行取样，此时电机4反转，并驱动钻头14朝向远离底座1方向运动，当钻头14运动至取样盒31上方时，转动板30转动，并驱动取样盒31运动至钻头14正下方位置，位于远离底座1方向的滑轮25与凹槽18抵接时，再次限位取样管15转动，使取样管15朝向活动板9方向运动，在钻头14的作用下，使取样管15内的土样脱离取样管15，并落入取样盒31内，当滑轮25与凹槽18分离时，钻头14回到初始位置，重复上述步骤，从而实现自动取样，其中，转动板30可通过马达进行驱动，以使取样盒31运动至所需位置。
39.所述挡板32和所述底座1上设置有支撑组件，所述支撑组件上滑动安装有滑动板20，所述滑动板20上开设有与所述支撑组件连接的导向槽21，所述滑动板20上还固定有与所述承接机构间歇抵接的滑轮25，所述支撑组件包括分别固定安装在所述挡板32和所述调节机构上的两个导向板19、固定安装在所述导向板19内且呈对称设置的弹簧22、铰接在所述导向板19上的连杆23，所述连杆23上固定有与所述导向槽21卡合的凸起24，所述导向板19与所述滑动板20滑动连接。
40.请参阅图6-7，再进一步来说，导向槽21呈钻石形状设置，初始状态下，位于远离底座1方向的滑动板20处于靠近挡板32的方向，此时凸起24位于导向槽21内远离挡板32的行程末端，滑轮25与取样管15处于分离状态，弹簧22位于压缩状态，位于靠近底座1方向的滑动板20处于远离调节机构的方向，且与之对应的凸起24位于导向槽21内靠近调节机构的形成末端，此滑轮25与取样管15处于抵接状态，弹簧22处于压缩状态，当取样管15朝向底座1
方向运动时，带动限位盘17运动，当限位盘17运动至与位于远离底座1方向的滑轮25抵接位置时，使限位盘17不再朝向底座1方向运动，此时滑轮25不会与凹槽18卡合，当固定环16运动至限位盘17抵接位置时，驱动滑轮25朝向挡板32方向运动，并带动滑动板20运动，使凸起24在导向槽21内滑动，当滑轮25与限位盘17分离时，在弹簧22的作用下，使凸起24运动至导向槽21内朝向挡板32的行程末端，此时滑轮25运动至与取样管15处于抵接位置，取样管15继续运动，当限位盘17再次运动至与另一滑轮25抵接位置时，驱动限位盘17不再朝向底座1方向运动，当凹槽18运动至滑轮25位置时，在弹簧22的作用下，使滑轮25进入凹槽18内，滑轮25将会限制取样管15转动，此时取样管15将会朝向远离活动板9的方向运动，当滑轮25与凹槽18分离时，取样管15将会继续转动，当限位盘17与固定环16抵接时，使凸起24运动至导向槽21内的另一端，当取样管15取样完成后，取样管15将会朝向底座1方向运动，位于朝向底座1方向的滑轮25不会与凹槽18卡合，并在运动至限位盘17的作用下，使滑轮25复位，取样管15继续运动，当凹槽18运动至与另一滑轮25抵接位置时，驱动取样管15朝向远离活动板9方向运动，当凹槽18与滑轮25分离时，在限位盘17的作用下，使滑轮25复位，重复上述步骤，从而实现自动取样的效果，其中，由于凹槽18与滑轮25分离时，取样管15将会跟随螺纹杆13转动，当滑轮25运动至与凹槽18抵接位置时，取样管15不再发生转动，并相对于螺纹杆13发生运动。
41.所述底座1上设置有用于调节所述支撑组件高度的调节机构，所述调节机构包括固定安装在所述底座1上的气缸26，所述气缸26输出端上固定有支撑板27，所述底座1上设置有与所述支撑板27固定连接的从动组件，所述从动组件与其中一个所述导向板19固定连接，其中，所述从动组件包括固定安装在所述底座1上的固定套筒28，所述固定套筒28内活动安装有活动杆29，所述固定套筒28上还开设有通槽，所述支撑板27和其中一个所述导向板19贯穿所述通槽且与所述活动杆29固定连接。
42.请参阅图1、图3、图5-7，最后来说，当需要调节取样的深度时，需要调节朝向底座1方向的滑轮25的高度，此时气缸26工作，并驱动支撑板27运动，从而带动活动杆29在固定套筒28内运动，并驱动导向板19运动至所需位置，其中，滑轮25用于控制取样管15转动或停转，由于滑轮25与凹槽18卡合时，使取样管15运动至钻头14下方，并进行取样。
43.一种水文地质钻式探测方法，包括以下步骤：
44.步骤一：将装置运送至所需位置，并通过调节机构调节钻探所需的深度；
45.步骤二：升降机构工作，并通过二号皮带驱动转动组件运动，从而带动钻头在转动的同时朝向底座方向运动，使承接机构运动；
46.步骤三：当承接机构运动至与滑轮抵接位置时，在支撑组件的作用下，使承接机构发生运动，并进行取样，此时升降机构朝向初始位置运动，当承接机构再次与滑轮抵接时，使承接机构复位。
47.以本技术记载的所有特征结合的实施例为例在使用时，当需要取样时，取样管15位于钻头14的上方，由于取样管15内开设有螺纹槽，在取样管15没有限制时，取样管15将会跟随螺纹杆13转动，取样盒31与钻头14处于偏移位置，此时电机4工作，并驱动丝杆5转动，从而带动与之螺纹配合的螺纹套筒8运动，螺纹套筒8还会带动活动板9运动，并驱动活动套筒10沿着传动杆7的长度方向运动，活动套筒10有着导向的作用，从而驱动螺纹套筒8沿着丝杆5的长度方向运动，同时，丝杆5还会通过一号皮带6驱动传动杆7转动，由于二号限位杆
与二号限位槽卡合，从而驱动活动套筒10转动，并通过二号皮带11驱动转动套筒12转动，由于一号限位槽与一号限位杆卡合，使螺纹杆13转动，并驱动钻头14转动，使钻头14朝向底座1方向运动的同时发生转动，螺纹杆13还会带动取样管15运动，并带动限位盘17运动，当限位盘17运动至与滑轮25抵接位置时，在滑轮25的作用下，使限位盘17不再朝向底座1方向运动，当限位盘17运动至与另一固定环16抵接位置时，在固定环16的作用下，驱动滑轮25运动，并带动滑动板20运动，使凸起24在导向槽21内滑动，当滑轮25与限位盘17分离时，在弹簧22的作用下，使凸起24运动至导向槽21内朝向挡板32的行程末端，此时滑轮25运动至与取样管15处于抵接位置，取样管15继续运动，当限位盘17再次运动至与另一滑轮25抵接位置时，驱动限位盘17不再朝向底座1方向运动，当凹槽18运动至滑轮25位置时，在弹簧22的作用下，使滑轮25进入凹槽18内，滑轮25将会限制取样管15转动，此时取样管15将会朝向远离活动板9的方向运动，当滑轮25与凹槽18分离时，取样管15将会继续转动，当限位盘17与固定环16抵接时，使凸起24运动至导向槽21内的另一端，当取样管15取样完成后，取样管15将会朝向底座1方向运动，位于朝向底座1方向的滑轮25不会与凹槽18卡合，并在运动至限位盘17的作用下，使滑轮25复位，取样管15继续运动，当凹槽18运动至与另一滑轮25抵接位置时，驱动取样管15朝向远离活动板9方向运动，当凹槽18与滑轮25分离时，在限位盘17的作用下，使滑轮25复位，重复上述步骤，从而实现自动取样的效果，当需要调节取样的深度时，需要调节朝向底座1方向的滑轮25的高度，此时气缸26工作，并驱动支撑板27运动，从而带动活动杆29在固定套筒28内运动，并驱动导向板19运动至所需位置。