一种智能取土装置的制作方法

本发明属于勘察工程技术领域，具体涉及一种智能取土装置。

背景技术：

取土器用来提起下层试验土壤原状土作为试样以了解其性质，为使更多的了解基层性质，以及在工程地质勘探和勘察工作中,为了求得地基土的物理力学性能指标，有时甚至要在较深处取原样土，而这种取土设备称之为取土器。

目前，常用的取土器分为手动取土器、电动取土器和油动力取土器。然而，手动取土器，质量较轻，以人力取土，非常不利于钻入土层，同时由于钻入过程中土壤被挤压，在取出土样的时候非常麻烦，耗时耗力；一般的电动和油动力取土器，价格昂贵，取土过程中，土样的采取效率低。

现有技术中公告号cn206636553u的发明专利公开了“一种智能取土器”。

但是，上述“一种智能取土器”在实际使用过程中仍存在以下不足：

需要操作人员手动扶持取土装置进行取土，并且取完土后无法对样品进行即时的自动存储，事后还需要对土壤进行手动分类存储，费时费力。

基于此，申请人考虑设计一种无需操作人员手动扶持，并且能偶对采集的样品进行即时自动存储的智能取土装置。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种无需操作人员手动扶持，并且能偶对采集的样品进行即时自动存储的智能取土装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种智能取土装置，包括：

机体；

钻采机构，用于安装在所述机体上，并对土壤进行样品采集；

换料机构，用于安装在所述机体内，并回收所述钻采机构采集到的样品；

存储机构，用于安装在所述机体内，并将所述换料机构回收的样品进行存储。

同现有技术相比，本发明一种智能取土装置具有的优点是：

通过设置的换料机构和存储机构，实现了对钻采机构采集的土壤样品进行即时的自动存储，事后无需再对土壤进行手动分类存储；同时机体对钻采机构、换料机构和存储机构进行结构支撑，无需再用人工手动扶持，省时省力。

上述一种智能取土装置具有结构较为简单，易于实施的优点，适合在现有的工程勘察队伍配备使用，且运行使用的成本较低，能够提高使升效益。

附图说明

图1为本发明外部结构示意图；

图2为本发明内部结构示意图；

图3为图2中aa的剖面结构示意图；

图4为图2中采样器被升降组件提升至机体内的结构示意图；

图5为图4中采样器被夹臂夹持住的结构示意图；

图6为图5中钻杆继续被升降组件提升，从而与采样器分离后的结构示意图；

图7为图6中采样器被换臂台从下往上切换位置后的结构示意图；

图8为图7中换料机械手被位移组件提升至储土台后，采样器与储土台上样品槽相结合的结构示意图；

图9为图8中换料机械手在位移组件控制下取得空置采样器的结构示意图。

图10为图9中换料机械手将空置采样器运送至钻杆下方，并使得空置采样器与钻杆磁性连接的结构示意图；

图11为采样器与钻杆的磁性连接结构示意图；

图12为图11中bb的剖面结构示意图；

图13为本发明中换料机械手结构放大图；

图14为本发明中换料机械手夹持采样器的结构放大图；

图15为本发明中换料机械手夹持采样器的横截面结构放大图；

图16为本发明中储土台结构放大图；

图17为图16中储土台的局部剖视图。

附图标记说明

1机体

21采样器

211限位槽

212第一磁体

213第二磁体

22钻杆

221第一电磁线圈

222限位凸起

23升降电机

24螺旋电机

31位移台

32换臂台

321换臂电机

33夹臂

34第一丝杠

341第一电机

35第二丝杠

351第二电机

41储土台

411第二电磁线圈

42换储电机

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1至图17所示，一种智能取土装置，包括：

机体1；

钻采机构，用于安装在所述机体1上，并对土壤进行样品采集；

换料机构，用于安装在所述机体1内，并回收所述钻采机构采集到的样品；

存储机构，用于安装在所述机体1内，并将所述换料机构回收的样品进行存储。

同现有技术相比，本发明一种智能取土装置具有的优点是：

通过设置的换料机构和存储机构能够对钻采机构采集的土壤样品进行即时的自动存储，事后无需再对土壤进行手动分类存储；同时机体1对钻采机构、换料机构和存储机构进行结构支撑，无需再用人工手动扶持，省时省力。

上述一种智能取土装置具有结构较为简单，易于实施的优点，适合在现有的工程勘察队伍配备使用，且运行使用的成本较低，能够提高使升效益。

其中，所述钻采机构包括：

采样器21，用于攻土，并采集土壤样品；

驱动组件，用于连接所述采样器21，并驱动采样器21攻土；

升降组件，用于承载并带动所述驱动组件和所述采样器21进行位移。

实施时，采样器21呈中空的柱形，采样器21底部设有攻土角。

实施时，机体1内设置有升降通道，升降通道贯穿机体1的顶部和底部，钻采机构设置在升降通道中。

升降组件包括：

与驱动组件螺纹连接的升降丝杠；

与升降丝杠传动连接的升降电机23；

以及限位杆。

升降丝杠和限位杆的底端均与机体1底部连接，升降丝杠和限位杆的顶端均延长伸出至机体1顶部外；

机体1顶部设置有延长架，升降丝杠和限位杆的顶端均与延长架顶部转动连接；

升降电机23安装在机体1底部，并与升降丝杠底端传动连接。

这样一来，升降丝杠的高度不再局限于机体1本身的高度，进一步提升了驱动组件和采样器21升降距离，实现了能够对更深的土层进行采集。

实施时，升降组件承载并带动驱动组件和采样器21共同进行升降位移；

驱动组件与升降组件之间弹性连接；

升降组件上设有滑杆，驱动组件侧壁上设有滑套，滑套套接在滑杆上，并可沿滑杆相对升降组件上下移动，滑杆上套接有弹簧，弹簧位于滑套与滑杆端壁之间。

这样一来，采样器21在受到驱动组件的驱动进行攻土操作时，还能够在升降组件的带动下进行上升和下降，以便深入或脱离土层，操作方便，结构较为简单，可靠性高。

同时，通过升降组件和驱动组件之间的弹性连接，还能减少攻土时对驱动组件的冲击力。

其中，所述采样器21与所述驱动组件磁性连接。

这样一来，能够在驱动组件上更方便的安装或拆卸采样器21，而避免了对螺纹连接的旋转拆卸方式。

其中，所述驱动组件包括钻杆22，所述钻杆22的磁吸端内设有第一电磁线圈221，且磁吸端外底部设有限位凸起222；

所述采样器21顶部设有限位槽211，所述限位槽211与所述限位凸起222形状配合；

所述限位槽211底部铺设有第一磁体212。

实施时，驱动组件还包括螺旋电机24，螺旋电机24的外壳与升降丝杠螺纹传动连接，螺旋电机24的转轴与钻杆22传动连接。

这样一来，螺旋电机24在带动钻杆22旋转攻土时，限位凸起222和限位槽211的配合不会使钻杆22与采样器21之间产生相对转动，并且在采样器21被提升时，第一电磁线圈221产生的磁力也能够通过磁吸第一磁体212而带动采样器21提升，结构较为简单，操作方便。

实施时，钻杆22内设有第一单片机，第一单片机与第一电磁线圈221电性连接，第一电磁线圈221接受第一单片机的通断电控制。

这样一来，就能够通过控制第一电磁线圈221产生磁力来控制钻杆22与采样器21之间的连断，控制方便，结构较为简单，成本低。

其中，所述换料机构包括：

换料机械手，用于夹持回收所述采样器21；

位移组件，用于承载并带动换料机械手进行位移。

这样一来，能够通过位移组件带动换料机械手对采样器21进行回收，不再需要人员手动操作，省时省力。

其中，所述换料机械手包括：

位移台31，所述位移台31与所述位移组件传动连接；

换臂台32，所述换臂台32旋转安装在所述位移台31上；

夹臂33，所述夹臂33固定安装在所述换臂台32上，用于夹持所述采样器21。

这样一来，在通过夹臂33夹持采样器21时，能够进一步通过换臂台32来改变被夹持的采样器21的位置，从而实现对采样器21的换位回收，空间利用性更好，结构较为简单。

实施时，位移台31顶部设有承臂台，承臂台的横截面呈等边直角三角形，承臂台的其中一直角边与位移台31底端固定连接，换臂台32与承臂台的斜边转动连接；

承臂台内设有换臂电机321，换臂电机321的转轴朝向承臂台的斜边，并与斜边相互垂直，换臂台32安装在承臂台的斜边上，并且换臂台32的中心与换臂电机321的转轴传动连接；

夹臂33有多个，分别间隔的固定安装在换臂台32的外缘端部，位于换臂台32外缘顶端和底端的夹臂33的朝向相互垂直。

位于换臂台32外缘底端的夹臂33水平朝向钻杆22，位于换臂台32外缘顶端的夹臂33竖直朝上。

这样一来，只通过换臂电机321的旋转操作就实现了对夹臂33和采样器21的换位，可靠性高，成本低。

其中，所述位移组件包括：

第一丝杠34，所述第一丝杠34安装在所述机体1内侧壁上；

第二丝杠35，所述第二丝杠35与所述第一丝杠34传动连接，用于沿所述第一丝杠34的长度方向移动；

所述位移台31与所述第二丝杠35传动连接，并沿所述第二丝杠35的长度方向移动。

实施时，第一丝杠34竖向设置，并与第一电机341传动连接，且第一丝杠34的传动路径上设有限位轨道；

第二丝杠35横向设置，第二丝杠35的连接端设有传动台，传动台与第一丝杠34传动连接，传动台上设有第二电机351，第二电机351与第二丝杠35传动连接；

位移台31的底部与第二丝杠35螺纹传动连接。

这样一来，能够通过第一丝杠34带动换料机构进行升降，还能够通过第二丝杠35带动换料机构进行横向移动，操作方便，结构较为简单。

其中，所述存储机构包括：

储土台41，用于存储所述换料机械手回收的采样器21；

换储电机42，所述换储电机42固定安装在所述机体1顶部，且换储电机42的转轴与所述储土台41传动连接。

实施时，机体1顶面设有取土口，储土台41呈圆柱形，储土台41横向的设置在取土口内，且储土台41的上半部凸出于取土口外；

储土台41的外周壁上开设有多个样品槽，用于存放采样器21；

每个样品槽内初始存放有一个空置采样器21。

这样一来，当储土台41下方的样品槽存储满采样器21后，可通过换储电机42将储土台41上另外空置的样品槽旋转朝向换料机构，以便接下来的回收存储；

同时，储土台41旋转后，人员也能够通过取土口将储土台41回收到的采样器21取出，操作方便，结构较为简单，省时省力。

实施时，位于换臂台32外缘底端的夹臂33水平朝向钻杆22，位于换臂台32外缘顶端的夹臂33竖直朝向储土台41。

其中，所述采样器21的外周壁上铺设有第二磁体213；

所述储土台41内设有磁性吸附单元，用于吸附所述第二磁体213。

这样一来，采样器21在位于储土台41下方时，也能够被磁性吸附单元吸住而不至于掉落，可靠性高，空间占用少，结构较为简单。

其中，所述磁性吸附单元包括第二电磁线圈411。

实施时，储土台41内还设有第二单片机，第二单片机与第二电磁线圈411电性连接，第二电磁线圈411接受第二单片机的通断电控制。

这样一来，能够更简单方便的控制第二电磁线圈411对采样器21产生磁力，可靠性高。

实施时，还包括设置在机体1内的第三单片机和蓄电池；

升降电机23、螺旋电机24、换臂电机321、第一电机341、第二电机351和换储电机42均与第三单片机电性连接，并且都接受第三单片机的控制，第三单片机只需按采集-回收-存储的步骤进行简单的定量时序控制即可。

同时，升降电机23、螺旋电机24、换臂电机321、第一电机341、第二电机351和换储电机42均与蓄电池电性连接，并接受蓄电池的供电。

以上仅是本发明优选的实施方式，需指出的是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，作出的若干变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。