一种岩土工程岩土取样装置的制作方法

本发明涉及工程取样，更具体地说，它涉及一种岩土工程岩土取样装置。

背景技术：

1、岩土工程岩土取样装置是用于在地下工程或者地质勘探中获取土壤和岩石样本的设备,这些样本通常被用于进行实验室测试以评估其工程性质，比如密度、强度、渗透性等等，岩土取样提供了关于地下条件和地质特征的重要信息，帮助工程师和设计师做出正确的决策；随着工程技术的发展和对地下情况要求的增加，岩土取样装置也在不断演化和改进，传统的岩土取样过程通常依赖于人工操作，包括使用手动钻探设备进行取样。随着机械化技术的发展，岩土取样装置逐渐采用了各种机械化设备，如岩土钻机、钻探车等，这些机械化设备能够更高效地进行取样，并提高了工作效率和安全性；随着自动化技术的进步，现代岩土取样装置越来越倾向于实现自动化操作。自动化岩土取样装置通常配备有自动控制系统和传感器，能够实现自动钻进、取样和回收等功能，大大减轻了操作人员的工作负担，并提高了取样的精度和一致性。

2、为了解决上述问题，中国专利（专利公开号：cn115639016a）公布了一种岩土工程取样装置，包括底支撑板，所述底支撑板的顶部固定安装有支架，所述支架的拐角处底部固定安装有电动推杆，所述电动推杆远离支架的一端固定安装有下推板，所述下推板的内壁滑动连接有竖直导杆，所述下推板的顶部中心处固定安装有电机，所述电机的底部设置有受力组件，所述受力组件与电机之间设置有调整组件，所述受力组件的底部固定安装有螺旋钻。

3、上述方案实现了在螺旋钻的转速过快时，离心弧块距离转轴过远，以至于弧形板向下移动使得齿轮顺时针旋转，即旋钮的档位变小，使得电机的转速变慢，减少功率损耗，避免做无用功，而在螺旋钻的转速过慢时，则与上述相反；但该 岩土工程取样装置仍存在一些缺陷：一是在崎岖不平或狭窄空间中，底支撑板可能无法有效展开或支撑，从而限制了取样装置的使用范围，导致取样装置的稳定性下降，进而影响取样的准确性和安全性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种岩土工程岩土取样装置，以解决现有技术中在崎岖不平或狭窄空间中取样装置的稳定性下降以及取样装置使用范围受限等问题。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种岩土工程岩土取样装置，包括躯干，所述躯干包括躯干上箱体和躯干下箱体，所述躯干上箱体的顶面固定设置有电机，所述电机的输出轴贯穿所述躯干上箱体设置有钻杆，所述钻杆远离所述电机的端部固定设置有钻头，所述躯干下箱体的侧面转动连接有若干个机械腿，若干个所述机械腿环绕所述躯干下箱体周向设置，所述躯干下箱体的内部还设置有用于收纳所述钻杆的放置槽，所述钻杆的内部还设置有转动器。

3、通过采用上述技术方案，本发明采用电机驱动的钻杆确保了高效的取样过程，电机的稳定输出提供了持续而可靠的旋转动力，使钻头能够快速而准确地钻入岩土层，从而大大提高了取样效率，本发明的机械腿使装置能够在各种地形和工作环境中稳定运行，这不仅增强了装置在不平整地形上的适应性，而且允许其在狭窄空间中工作，由于机械腿可以灵活调节，装置能够根据地形的变化调整支撑点的位置，保持整体稳定；

4、本发明躯干下箱体内部的放置槽提供了钻杆的便捷收纳方案，这样使得钻杆在不使用时可以轻松地收纳在箱体内，减少了因外部环境造成的损坏，钻杆内部的转动器设计使得钻杆的维护更加方便，在取样过程中，转动器还可提供精确的控制，确保钻杆的平稳转动；本发明不仅用于土壤和岩石的采样，还适用于地质勘探等多种场景，这样使得本发明在岩土工程中的应用范围更广，可以满足不同工程项目的需求，这使得工程团队在各种地质条件下都可以使用同一设备，减少了设备切换的麻烦，提高了工程的效率。

5、本发明进一步设置为：所述电机的输出端与所述钻杆远离所述钻头的端部之间设置有联轴器。

6、通过采用上述技术方案，本发明的联轴器作为连接电机和钻杆的中间件，能够有效传递电机输出端的动力至钻杆，保证了动力传递的效率和稳定性，由于联轴器具有良好的传动特性，可以减小动力传递中的能量损失，确保了钻杆的稳定旋转；并且联轴器在传递动力的同时，还能够起到保护装置的作用，一旦发生异常情况，例如钻头卡住或者钻杆受到外力冲击，联轴器可以吸收部分冲击力，减轻对电机和其他部件的损坏，从而延长了装置的使用寿命。

7、本发明进一步设置为：所述钻杆的内部设置有杆芯，所述杆芯的内部螺旋设置有若干叶片。

8、通过采用上述技术方案，本发明钻杆内部的杆芯使得钻杆在旋转过程中更加稳定，杆芯可以提供额外的支撑和刚性，减少了钻杆在取样过程中的摆动和偏移，从而提高了取样的准确性和可靠性，杆芯内部的螺旋叶片能够有效地将岩土层的碎屑带出，减少了钻头与岩土间的摩擦阻力，提高了钻进效率，叶片的螺旋设计使得碎屑能够顺畅地排出，保持了钻孔的通畅，避免了因碎屑堵塞而造成的取样困难，并且有助于更均匀地采集岩土样品。

9、本发明进一步设置为：所述机械腿包括用于连接所述箱体的连接件，所述连接件的输出端依次设置有第一舵机和第二舵机，所述连接件与第一舵机之间以及所述第一舵机与第二舵机之间活动设置有安装件，所述第一舵机沿所述机械腿的轴线方向设置，所述第二舵机沿垂直于所述机械腿的轴线方向设置，所述第二舵机的输出端设置有用于保持所述箱体稳定的支撑腿。

10、通过采用上述技术方案，本发明的机械腿采用多关节结构，可以根据地形变化自由调节支撑点的位置，增强了装置在不同地形中的稳定性，第一舵机和第二舵机使得机械腿能够灵活地调整姿态，保持箱体水平，提高了取样过程的稳定性和准确性，本发明第一舵机进一步沿机械腿的轴线方向设置，第二舵机进一步沿垂直于机械腿的轴线方向设置，使得机械腿具有更好的适应性，不论是在平地还是在斜坡上，机械腿都能够有效支撑箱体，保证取样过程的正常进行，机械腿的安装件活动设置在连接件与第一舵机之间以及第一舵机与第二舵机之间，使得机械腿的调节更加灵活方便，操作人员可以根据实际需要随时调整机械腿的姿态，提高了操作的便捷性和效率，第二舵机的输出端设置的支撑腿，可以稳定箱体，使得取样过程更加稳定高效，减少了箱体晃动的可能性。

11、本发明进一步设置为：所述支撑腿包括液压器、两个划片、连接杆、两组撑开机构和锥形头；所述液压器滑动套结于连接杆上；所述连接杆的两个相对侧壁上均开设有竖直滑槽；两组撑开机构的两端分别转动安装于两个竖直滑槽内，两个所述划片的两端分别滑动安装于两个竖直滑槽内，且两个所述划片的顶部与液压器的底部固定连接；所述连接杆的底部与锥形头的顶部固定连接，所述支撑腿的底部设置有开口；

12、本发明进一步设置为：所述撑开机构包括两个端部相互铰接的转动杆和支撑板；所述支撑板的侧壁与转动杆的铰接处固定连接。

13、通过采用上述技术方案，本发明通过通过设置两个端部相互铰接的转动杆，在撑开机构顶部安装划片，同时在连接杆的底部固定安装锥形头，这样当锥形头与岩土内部触接后，在液压块的作用下可以将两个支撑板向外撑开，从而挤压岩土裂缝的内侧壁，达到对本发明支撑固定的作用，转动杆和划片使得支撑固定装置具有较好的适应性，可以根据岩土的不同情况调整支撑板的角度和位置，确保了在不同地质条件下的稳固支撑效果，液压块的作用下，支撑板向外撑开，有效地挤压岩土裂缝的内侧壁，增加了支撑的稳定性和可靠性，确保了岩土取样过程的安全和顺利进行。

14、本发明进一步设置为：所述转动器包括滑动件、转动臂一和转动臂二，所述滑动件的内部设置有贯穿所述滑动件的滑槽一和滑槽二，所述滑槽一和所述滑槽二为同心圆弧槽，所述钻杆一侧内部设置有弧形槽一，所述弧形槽一的内部延伸至所述钻杆外部的转动臂一，所述钻杆的另一侧内部设置有弧形槽二，所述弧形槽二内部延伸至所述钻杆外部的转动臂二，所述转动臂一和转动臂二分别滑动连接于所述滑槽一和滑槽二的顶面。

15、通过采用上述技术方案，本发明通过滑动件、转动臂一和转动臂二相互配合，使得钻杆具备了折叠和展开的功能，当需要折叠钻杆时，即本发明在不使用时，钻杆可以轻松地收纳在躯干下箱体内的放置槽，即可以调节滑动件将转动臂一和转动臂二向内滑动，使其旋转并折叠在一起，从而占用更小的空间，而当需要展开钻杆时，滑动件向外滑动，使得钻杆的两端展开，恢复到正常使用状态；

16、本发明的转动器采用滑动件和转动臂的组合，使得转动过程更加灵活平稳，同心圆弧槽的设置使得转动器在旋转时能够保持稳定，确保了操作的准确性和可靠性，工作人员可以通过控制滑动件来实现对转动器的旋转，操作简便，这样使得转动器在实际使用中易于掌握和控制，提高了操作的便捷性和效率，转动器使得本发明具有较好的适应性。无论是在狭窄的空间还是在复杂的地形中，转动器都能够灵活地完成旋转操作，满足不同场景下的使用需求。

17、本发明进一步设置为：所述箱体的内部还设置有激光测距探头，所述躯干上箱体的顶面设置有控制器，所述激光测距探头与所述控制器电性连接；

18、本发明进一步设置为：所述激光测距探头包括探头和激光组件，所述激光组件的顶部设置有激光控制单元，所述激光组件以及激光控制单元的表面设置有扣件，所述探头设置于所述扣件的外表面，所述探头与所述扣件之间设置有调节齿盘，所述调节齿盘通过所述扣件侧面设置的调节器对所述激光组件的进光量进行调节。

19、通过采用上述技术方案，本发明的激光测距探头能够实现对目标距离的高精度测量，这意味着在进行岩土取样时，能够准确地确定取样点的位置和深度，这样可以避免取样位置偏差或深度不足等问题，提高了取样的准确性和可靠性；激光测距探头通过调节齿盘和调节器，可以灵活调节激光组件的进光量，适应不同的测距环境和要求，在复杂多变的岩土工程现场中，这种灵活性可以保证测距的准确性和稳定性，提高了取样装置在不同场景下的适应性和实用性；激光测距探头与控制器电性连接，实现了与控制器的集成控制。通过控制器对激光测距探头的参数进行调节和监控，可以实现对测距过程的实时控制和反馈，这样可以提高操作人员对取样装置的控制能力，进而提高取样操作的效率和成功率。

20、综上所述，本发明具有以下有益效果：

21、本发明的机械腿能够在各种地形和工作环境中稳定运行，增强了装置在不平整地形上的适应性，允许其在狭窄空间中工作，机械腿的灵活调节能够根据地形的变化调整支撑点的位置，保持整体稳定；本发明躯干下箱体内部的放置槽提供了钻杆的便捷收纳方案，这使得钻杆在不使用时可以轻松地收纳在箱体内，减少了因外部环境造成的损坏，提高了钻杆的使用寿命；

22、2.本发明不仅适用于土壤和岩石的采样，还适用于地质勘探等多种场景。这使得本发明在岩土工程中的应用范围更广，可以满足不同工程项目的需求。工程团队在各种地质条件下都可以使用同一设备，减少了设备切换的麻烦，提高了工程的效率。