一种自驱动连续测试的土层参数采集系统的制作方法

本发明属于土层参数采集领域，具体涉及了一种自驱动连续测试的土层参数采集系统。

背景技术：

1、传统的静力触探仪测试成本低，但受限于环境条件或测试深度等因素影响，地层适用性差，特别是在砂土互层或较为密实的地层中无法实现连续贯入。螺旋钻进方法在岩土工程勘察中广泛使用，螺旋钻进具有钻进效率快，地层适应性强的特点，但是存在人工操作繁琐、无法直接获取地层的力学数据，且通过螺旋钻进取出地层样品进行观察描述容易受到人为因素影响，难以保证地层数据获取的准确性和可靠性。

2、基于此，本发明提出了一种自驱动连续测试的土层参数采集系统。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题，即现有技术存在人工操作繁琐、无法直接获取地层的力学数据，通过螺旋钻进取出地层样品进行观察描述容易受到人为因素影响，难以保证地层数据获取的准确性和可靠性问题，本发明提供了一种自驱动连续测试的土层参数采集系统，包括钻杆、钻头、驱动装置、触探探杆和触探探头；

2、所述钻杆和所述钻头可拆卸固定，所述钻杆内固定有驱动装置，所述驱动装置与所述触探探杆驱动连接，所述触探探杆与所述触探探头可拆卸固定，所述触探探头能够穿过所述钻头深入土层，采集土层参数；

3、所述驱动装置包括直线运动装置，所述驱动装置用于为所述触探探头的直线运动提供动力。

4、在一些优选的实施方式中，所述驱动装置包括伺服电机、减速器、螺杆；

5、所述钻杆内同轴开设有孔道，在所述孔道的表面固定有伺服电机的外壳，所述伺服电机的输出端与所述减速器的输入端驱动连接，所述减速器的输出端与所述螺杆同轴固定，所述减速器的外壳固定在所述孔道的表面。

6、在一些优选的实施方式中，所述驱动装置与所述触探探杆驱动连接，其连接方式为：

7、所述螺杆与所述触探探杆螺纹连接，所述触探探杆沿所述孔道的内表面直线运动。

8、在一些优选的实施方式中，所述伺服电机与蓄电池电连接，所述蓄电池可拆卸固定在所述孔道的表面。

9、在一些优选的实施方式中，所述钻杆的远离所述钻头的一端与接头可拆卸固定，所述接头与外部驱动机构驱动连接，所述外部驱动机构用于驱动所述接头、所述钻杆和所述钻头转动。

10、在一些优选的实施方式中，所述外部驱动机构包括回转钻机。

11、在一些优选的实施方式中，所述钻头上开设有通孔，所述触探探头能够穿过所述钻头的通孔深入土层。

12、在一些优选的实施方式中，所述土层参数的采集包括锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力、贯入深度中的一种或多种组合。

13、在一些优选的实施方式中，所述土层参数通过无线传输模块传输至地面外部设备进行数据分析，地面外部设备通过无线传输模块向土层参数采集系统发出运转指令，控制土层参数采集系统的运转。

14、在一些优选的实施方式中，所述钻杆包括螺旋钻杆。

15、本发明的有益效果：

16、本发明充分利用了螺旋钻进工艺的优势，发挥了传感器数据采集连续、快速、准确的特点，解决了现有触探仪器在密实砂土层中无法适用的问题。其通过将触探装置嵌入到螺旋钻具内部，通过电动推杆实现触探探头自动伸缩。其优点在于可以实现对土层参数的连续参数采集，提高参数采集效率和准确性。通过无线传输模块将锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力、贯入深度等测试数据实时传输至外部设备进行分析处理，适用于工程勘察、地质科研等领域，具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种自驱动连续测试的土层参数采集系统，其特征在于，包括钻杆（1）、钻头（2）、驱动装置（3）、触探探杆（4）和触探探头（5）；

2.根据权利要求1所述的一种自驱动连续测试的土层参数采集系统，其特征在于，所述驱动装置（3）包括伺服电机（31）、减速器（32）、螺杆（33）；

3.根据权利要求2所述的一种自驱动连续测试的土层参数采集系统，其特征在于，所述驱动装置（3）与所述触探探杆（4）驱动连接，其连接方式为：

4.根据权利要求2所述的一种自驱动连续测试的土层参数采集系统，其特征在于，所述伺服电机（31）与蓄电池（6）电连接，所述蓄电池（6）可拆卸固定在所述孔道（11）的表面。

5.根据权利要求1所述的一种自驱动连续测试的土层参数采集系统，其特征在于，所述钻杆（1）的远离所述钻头（2）的一端与接头（7）可拆卸固定，所述接头（7）与外部驱动机构驱动连接，所述外部驱动机构用于驱动所述接头（7）、所述钻杆（1）和所述钻头（2）转动。

6.根据权利要求5所述的一种自驱动连续测试的土层参数采集系统，其特征在于，所述外部驱动机构包括回转钻机。

7.根据权利要求1所述的一种自驱动连续测试的土层参数采集系统，其特征在于，所述钻头（2）上开设有通孔，所述触探探头（5）能够穿过所述钻头（2）的通孔深入土层。

8.根据权利要求1所述的一种自驱动连续测试的土层参数采集系统，其特征在于，所述土层参数的采集包括锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力、贯入深度中的一种或多种组合。

9.根据权利要求1所述的一种自驱动连续测试的土层参数采集系统，其特征在于，所述土层参数通过无线传输模块传输至地面外部设备进行数据分析，地面外部设备通过无线传输模块向土层参数采集系统发出运转指令，控制土层参数采集系统的运转。

10.根据权利要求5所述的一种自驱动连续测试的土层参数采集系统，其特征在于，所述钻杆（1）包括螺旋钻杆。

技术总结本发明属于土层参数采集领域，具体涉及了一种自驱动连续测试的土层参数采集系统。旨在解决现有技术存在人工操作繁琐、地层力学数据获取不连续，通过螺旋钻进取出地层样品进行观察描述容易受到人为因素影响，难以保证地层数据获取的准确性和可靠性问题。本发明包括：钻杆和钻头可拆卸固定，钻杆内固定有驱动装置，驱动装置与触探探杆驱动连接，触探探杆与触探探头可拆卸固定，触探探头能够穿过钻头深入土层，采集土层参数；驱动装置包括直线运动装置。本发明充分利用了螺旋钻进工艺的优势，发挥了传感器数据采集连续、快速、准确的特点，解决了现有贯入仪器在密实砂土层中无法适用的问题。技术研发人员：王浩,任强,张丹,满君,张立昇受保护的技术使用者：中兵勘察设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20