一种用于土壤取样的钻孔设备的制作方法

本发明属于土壤样品采集，具体涉及一种用于土壤取样的钻孔设备。

背景技术：

1、在土壤环境监测和农业种植生产的实践过程中，时常需要对特定深度的土壤进行取样检测分析，以了解土壤的污染程度或成分参数等土质状况，这时通常需利用钻孔装置对土壤进行钻孔，以置入土壤传感器或是进行特定深度的土壤取样。

2、目前应用在土壤样品采集中的钻孔设备，大多需要寻找地势平坦的区域或在取样前对取样位置进行人工处理，使得钻孔设备处于一个平坦的应用环境内，无法适应凹凸不平的复杂地形。如公开号为cn111157278a的中国专利，具体公开了一种土壤检测用钻孔取样装置，在使用时，将车板通过车轮移动至采样地点，使得钻头对准采样位置，使用重物放置在车板上，并将锚杆插入地下，对车板进行加固，然后启动钻头旋转，通过第二开关启动第一电机带动齿轮旋转，齿轮带动齿轮环旋转，齿轮环带动第一缸筒旋转，第一缸筒分别带动第二缸筒和第三缸筒旋转，第三缸筒带动钻头旋转。

3、上述装置在取样时，通过板车底部的锚杆对装置整体进行了固定，以便于取样时的稳定性，但是对于上述装置一般应用在地势平坦的取样环境中，而对于具凹凸不平的地势环境取样时，当板车固定在取样点时，往往会因为地面的复杂结构造成装置整体呈现倾斜状态，即导致钻杆的钻孔方向也处于倾斜状态，与实际的地平面存在一定的角度误差，钻出的取样孔也出现倾斜的现象，导致取样深度存在一定的误差，从而影响地质土层分析的精准性。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种用于土壤取样的钻孔设备，能够适应土壤采集环境地势复杂性，使得钻孔方向符合竖直度的要求，有效的降低了取样深度上的误差。

2、本发明的技术方案是：

3、一种用于土壤取样的钻孔设备，包括钻孔组件，具有钻杆，还包括用于根据地势环境对所述钻杆进行角度调节的调节机构，所述调节机构包括：

4、承载架，为u形设置，所述承载架具有两个相互平行的支撑板，两个支撑板均固连在底座上，且所述支撑板与所述底座垂直；

5、活动板，一端与其中一个所述支撑板铰接，另一端通过导向组件与另一个支撑板连接，所述钻孔组件设置在所述活动板上，且所述钻杆与所述活动板垂直；

6、转动组件，设置在与所述活动板铰接的支撑板上，所述转动组件的输出端与所述活动板固连，所述转动组件用于根据所述承载架的偏移量将所述活动板调节至水平状态。

7、优选的，所述转动组件包括驱动器，所述驱动器固连在所述支撑板上，所述驱动器的输出轴上套装固定有主动齿轮，所述主动齿轮啮合有从动齿轮，所述从动齿轮套装在所述支撑板与所述活动板之间的铰接轴上，且所述从动齿轮与所述铰接轴转动连接，所述从动齿轮面向所述活动板的一侧固连有拨杆，所述拨杆插设在所述活动板上预留的通孔内。

8、优选的，所述转动组件还包括有监测系统，所述监测系统具有第一检测组件、第二检测组件、处理模块和控制模块，所述第一检测组件设置在其中一个支撑板上，用于检测底座的倾斜方向并为所述转动组件的转动方向提供参考，所述第二检测组件设置在两个支撑板之间，用于实时监测所述活动板的水平度，所述处理模块用于收集第一检测组件和第二检测组件采集到的信息并进行处理，所述控制模块与所述驱动器电连接，所述控制模块用于根据处理模块的信息处理结果实现对所述驱动器的启闭控制。

9、优选的，所述第一检测组件包括固连在所述支撑板上第一连接柱，所述第一连接柱上套装有摆杆且两者转动连接，所述摆杆在重力作用下始终处于竖直状态，所述第一连接柱的下侧设置有固定座，所述固定座与所述支撑板固连，所述固定座相对的两侧分别安装有一个摄像头，两个所述摄像头用于抓拍对所述摆杆抓拍，所述摄像头与所述处理模块电连接。

10、优选的，所述第二检测组件包括第二连接柱和第三连接柱，所述第二连接柱固连在所述转动组件所在的支撑板上，所述第二连接柱上套装有第一转盘且两者转动连接，所述第一转动盘上固连有红外发射器，所述红外发射器的光线水平射出，所述第三连接柱通过凸块与所述活动板远离转动组件的一端固连，所述第三连接柱上套装有第二转盘且两者转动连接，所述第二转盘上设置有与所述红外发射器相适配的红外接收器，所述红外发射器与所述红外接收器与所述处理模块电连接。

11、优选的，所述第一转盘下侧还设置有定位座，所述定位座与所述支撑板固连，所述定位座上插设有螺销且两者螺接，所述螺销用于对所述第一转盘实现定位。

12、优选的，所述第二检测组件为电子水平仪，所述电子水平仪安装在所述活动板上，所述电子水平仪与所述处理器电连接。

13、优选的，所述导向组件包括开设在所述活动板上第一导向槽，所述支撑板插设在所述第一导向槽内。

14、优选的，所述所述第一导向槽内固连有螺杆，所述支撑板上开设有与所述螺杆相适配的第二导向槽，所述螺杆贯穿插设在所述第二导向槽内，所述第二导向槽的两侧分别设置有一个定位螺母，所述定位螺母与所述螺杆螺接。

15、优选的，所述钻孔组件包括螺柱，所述螺柱贯穿插设在所述活动板上的预留孔内，所述螺柱与所述活动板垂直，所述螺柱沿轴线方向开设有限位槽，所述限位槽内滑动连接有限位块，所述限位块固连在所述活动板上，所述螺柱面向所述底座的一端固连有电机，所述电机的输出端与所述钻杆固连，所述钻杆与所述螺柱同轴，所述螺柱上套装有螺套，所述螺套通过支架与所述活动板转动连接，所述螺套上套装固定有从动锥齿轮，所述从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合，所述主动锥齿轮套装固定在电机的输出轴上，所述电机与所述活动板固连。

16、与现有技术相比，本发明的一种用于土壤取样的钻孔设备，具有以下有益效果：

17、本装置在使用时可直接放置到采样的位置，先利用底座下侧的锚杆将装置与地面固定好，固定好之后，然后检测装置整体的倾斜方向，利用检测结果启动转动组件带动活动板转动，通过活动板的转动实现对钻杆的角度调节，直至活动板达到水平状态后关闭转动组件，此时可保证钻杆处于竖直状态，从而在钻孔时，能够保证取样孔与地平线的垂直度，有效的缩小取样深度上的误差，保证地质土壤分析数据的精准性。

技术特征：

1.一种用于土壤取样的钻孔设备，包括钻孔组件(15)，具有钻杆(151)，其特征在于，还包括用于根据地势环境对所述钻杆(151)进行角度调节的调节机构，所述调节机构包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于土壤取样的钻孔设备，其特征在于，所述转动组件(4)包括驱动器(41)，所述驱动器(41)固连在所述支撑板(1)上，所述驱动器(41)的输出轴上套装固定有主动齿轮(42)，所述主动齿轮(42)啮合有从动齿轮(43)，所述从动齿轮(43)套装在所述支撑板(1)与所述活动板(3)之间的铰接轴(8)上，且所述从动齿轮(43)与所述铰接轴(8)转动连接，所述从动齿轮(43)面向所述活动板(3)的一侧固连有拨杆(44)，所述拨杆(44)插设在所述活动板(3)上预留的通孔(5)内。

3.根据权利要求2所述的一种用于土壤取样的钻孔设备，其特征在于，所述转动组件(4)还包括有监测系统，所述监测系统具有第一检测组件(6)、第二检测组件(7)、处理模块和控制模块，所述第一检测组件(6)设置在其中一个支撑板(1)上，用于检测底座(2)的倾斜方向并为所述转动组件(4)的转动方向提供参考，所述第二检测组件(7)设置在两个支撑板(1)之间，用于实时监测所述活动板(3)的水平度，所述处理模块用于收集第一检测组件(6)和第二检测组件(7)采集到的信息并进行处理，所述控制模块与所述驱动器(4)电连接，所述控制模块用于根据处理模块的信息处理结果实现对所述驱动器(4)的启闭控制。

4.根据权利要求3所述的一种用于土壤取样的钻孔设备，其特征在于，所述第一检测组件(6)包括固连在所述支撑板(1)上第一连接柱(61)，所述第一连接柱(61)上套装有摆杆(62)且两者转动连接，所述摆杆(62)在重力作用下始终处于竖直状态，所述第一连接柱(61)的下侧设置有固定座(63)，所述固定座(63)与所述支撑板(1)固连，所述固定座(63)相对的两侧分别安装有一个摄像头(64)，两个所述摄像头(64)用于抓拍对所述摆杆(62)抓拍，所述摄像头(64)与所述处理模块电连接。

5.根据权利要求3所述的一种用于土壤取样的钻孔设备，其特征在于，所述第二检测组件(7)包括第二连接柱(71)和第三连接柱(72)，所述第二连接柱(71)固连在所述转动组件(4)所在的支撑板(1)上，所述第二连接柱(71)上套装有第一转盘(73)且两者转动连接，所述第一转动盘上固连有红外发射器(74)，所述红外发射器(74)的光线水平射出，所述第三连接柱(72)通过凸块与所述活动板(3)远离转动组件(4)的一端固连，所述第三连接柱(72)上套装有第二转盘(75)且两者转动连接，所述第二转盘(75)上设置有与所述红外发射器(74)相适配的红外接收器(76)，所述红外发射器(74)与所述红外接收器(76)与所述处理模块电连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于土壤取样的钻孔设备，其特征在于，所述第一转盘(73)下侧还设置有定位座(10)，所述定位座(10)与所述支撑板(1)固连，所述定位座(10)上插设有螺销(11)且两者螺接，所述螺销(11)用于对所述第一转盘(73)实现定位。

7.根据权利要求3所述的一种用于土壤取样的钻孔设备，其特征在于，所述第二检测组件(7)为电子水平仪(77)，所述电子水平仪(77)安装在所述活动板(3)上，所述电子水平仪(77)与所述处理器电连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于土壤取样的钻孔设备，其特征在于，所述导向组件包括开设在所述活动板(3)上第一导向槽(9)，所述支撑板(1)插设在所述第一导向槽(9)内。

9.根据权利要求8所述的一种用于土壤取样的钻孔设备，其特征在于，所述所述第一导向槽(9)内固连有螺杆(12)，所述支撑板(1)上开设有与所述螺杆(12)相适配的第二导向槽(13)，所述螺杆(12)贯穿插设在所述第二导向槽(13)内，所述第二导向槽(13)的两侧分别设置有一个定位螺母(14)，所述定位螺母(14)与所述螺杆(12)螺接。

10.根据权利要求1所述的一种用于土壤取样的钻孔设备，其特征在于，所述钻孔组件(15)包括螺柱(152)，所述螺柱(152)贯穿插设在所述活动板(3)上的预留孔内，所述螺柱(152)与所述活动板(3)垂直，所述螺柱(152)沿轴线方向开设有限位槽，所述限位槽内滑动连接有限位块，所述限位块固连在所述活动板(3)上，所述螺柱(152)面向所述底座(2)的一端固连有电机，所述电机的输出端与所述钻杆(151)固连，所述钻杆(151)与所述螺柱(152)同轴，所述螺柱(152)上套装有螺套(153)，所述螺套(153)通过支架与所述活动板(3)转动连接，所述螺套(153)上套装固定有从动锥齿轮(154)，所述从动锥齿轮(154)与主动锥齿轮(155)啮合，所述主动锥齿轮(155)套装固定在电机(156)的输出轴上，所述电机(156)与所述活动板(3)固连。

技术总结本发明属于土壤样品采集技术领域，具体涉及一种用于土壤取样的钻孔设备，包括钻孔组件和用于根据地势环境对钻孔组件的钻杆进行角度调节的调节机构。调节机构包括承载架，承载架为U形设置，承载架具有两个相互平行的支撑板，两个支撑板均固连在底座上，且支撑板与底座垂直；在两个支撑板之间设置有活动板，活动板的一端与其中一个支撑板铰接，另一端通过导向组件与另一个支撑板连接，钻孔组件设置在活动板上，且钻杆与活动板垂直；进而在与活动板铰接的支撑板上设置有转动组件，转动组件的输出端与活动板固连，转动组件用于根据承载架的偏移量将活动板调节至水平状态。本装置能够适应土壤采集环境地势复杂性，使得钻孔方向符合竖直度的要求，有效的降低了取样深度上的误差。技术研发人员：吕祥熙,韩科胤,郑一阳,张洪文,宋海伟,孙茂鑫,邵吉亮,田磊,李鑫受保护的技术使用者：中国地质调查局牡丹江自然资源综合调查中心技术研发日：技术公布日：2024/6/26