一种工程地质勘查样本取样装置及取样方法与流程

本发明涉及地质勘查取样装置领域，更具体地说，涉及一种工程地质勘查样本取样装置及取样方法。

背景技术：

1、水工环专业即水文与工程地质专业，水文地质学是从寻找和利用地下水源开始发展的，围绕实际应用，逐渐开展了理论研究，工程地质是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。水工环专业可在工程地质勘察与设计、水利水电勘察与设计、城乡建设规划、道路交通勘测设计、矿山企业、环境监测和国土资源管理等方面进行工作。

2、其中水工环中就包含有环境地质调查、监测与评价，地质工程领域是以自然科学和地球科学为理论基础，以地质调查、矿产资源的普查与勘探、重大工程的地质结构与地质背景涉及的工程问题为主要对象。

3、而在地质勘察中就包含有地质勘查取样，是指从地质环境中按一定规格要求采集一定的样品，经过加工后进行化验、测试或鉴定等整个工作的总称，其目的是研究地质的物理、化学性质。而在地质勘查取样材料获取后，需要对取样材料进行检测。

4、在现有技术中地质勘查取样装置，虽然能够实现对取样样品进行等量分离，但是无法根据不同深度的土壤层分层取样，因此，在取样过程中，需要反复进行操作，造成取样过程较为繁琐，耗时较长，鉴于此，我们提出一种工程地质勘查样本取样装置及取样方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种工程地质勘查样本取样装置及取样方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、一种工程地质勘查样本取样装置，包括旋转机构，所述旋转机构内壁活动安装有升降机构，所述旋转机构用于带动升降机构旋转，所述升降机构外壁活动安装有排料机构和钻探机构，所述升降机构用于带动排料机构和钻探机构升降移动，所述钻探机构内壁固定安装有取样机构，所述钻探机构向下移动时带动取样机构旋转，所述取样机构旋转时将样品倒入内部存储，所述排料机构与取样机构活动连接，所述排料机构运行时通过气压将取样机构内部的样品排出。

3、优选的，所述旋转机构包括有两个安装板，两个所述安装板顶部分别开设有活动槽，位于下方的所述安装板底部四角处均贯穿固设有支撑柱，多个所述支撑柱顶部与位于上方的安装板底部连接固定，位于上方的所述安装板两侧分别转动连接有旋转轴，两个所述旋转轴内端分别延伸至活动槽内部，位于上方的所述安装板顶部固设有电机一，所述电机一和其中一个旋转轴端部均固设有齿轮一，两个所述齿轮一相互啮合。

4、优选的，所述升降机构包括有升降架，所述升降架与两个旋转轴转动连接，所述升降架内壁转动连接有螺杆，所述螺杆外壁螺纹连接有升降座，所述升降座与升降架内壁滑动连接，所述升降架顶部固设有电机二，所述电机二底部输出端贯穿升降架并与螺杆连接固定。

5、优选的，所述排料机构包括有固定座一，所述固定座一与升降座外壁连接固定，所述固定座一顶部固设有电机三，所述电机三输出端固设有连接臂一，所述连接臂一端部转动连接有连接臂二，所述连接臂二端部通过转轴转动连接有连接轴。

6、优选的，所述钻探机构包括有固定座二，所述固定座二与升降座外壁连接固定，所述固定座二外壁固设有电机四，所述固定座二内壁转动连接有螺旋杆，所述电机四与螺旋杆端部均固设有齿轮二，两个所述齿轮二相互啮合。

7、优选的，所述取样机构包括有储料组件和取料组件，所述储料组件与螺旋杆内壁连接固定，所述取料组件位于螺旋杆下端连接固定；

8、所述储料组件包括有储料杆，所述储料杆贯穿螺旋杆并与其连接固定，所述储料杆内壁固设有密封管，所述密封管顶部固设有单向气阀，所述储料杆内壁滑动连接有活塞，所述活塞顶部固设有连接杆，所述连接杆顶部与连接轴转动连接，所述连接杆外壁固设有支撑块，所述支撑块位于储料杆内壁并与其滑动连接，所述储料杆外壁呈对称结构开设有两个矩形排气孔，所述排气孔延伸至活塞下方，所述排气孔位于螺旋杆上方，所述密封管位于螺旋杆中部位置；

9、所述取料组件包括有连接罩和钻头部件，所述连接罩顶部与螺旋杆底部连接固定，所述钻头部件顶部固设有安装套，所述安装套外壁呈对称结构开设有两个旋转槽，两个所述旋转槽内壁均滑动连接有滑块，两个所述滑块分别与连接罩连接固定，所述连接罩内壁固设有连接管，所述安装套顶部固设有两个旋转部件，两个所述旋转部件内壁均滑动连接有推动部件，两个所述推动部件均与连接罩内壁连接固定，两个所述旋转部件相对靠近的一侧均固设有切割刀，两个所述切割刀顶部分别与连接管底部滑动接触，两个所述切割刀相对靠近的一侧均开设有切割面，两个所述切割刀组合形成圆柱形结构。

10、优选的，所述钻头部件包括有锥形块，所述锥形块顶部分别与连接罩和安装套连接固定，所述锥形块外壁呈环形对称结构开设有多个料槽，所述锥形块外壁通过开设料槽形成有多个尖部，所述尖部底部为尖锥形结构，所述锥形块顶部开设有进料孔

11、优选的，所述旋转部件包括有固定轴，所述固定轴底部与安装套连接固定，所述固定轴圆周外壁转动连接有连接块，所述连接块与其中一个切割刀连接固定，所述连接块靠近另一个切割刀的棱边处开设有外弧面一，所述连接块侧面呈对称结构固设有两个夹持臂，两个所述夹持臂内壁棱边处开设有内弧面，两个所述夹持臂相对靠近的一侧均开设有外弧面二。

12、优选的，所述推动部件包括有固定部、连接部和卡接部，所述连接部两端分别与固定部和卡接部连接固定，所述固定部与连接罩内壁连接固定，所述卡接部与两个夹持臂内壁卡接，两个夹持臂相互靠近的一端分别与连接部滑动接触，所述卡接部两端分别开设有接触面，所述接触面为半圆弧结构。

13、一种工程地质勘查样本取样装置的取样方法，包括以下步骤：

14、s1、通过电机二带动螺杆转动，使得升降座沿着升降架内壁上下滑动，从而能够分别带动排料机构和钻探机构进行移动；

15、s2、钻探机构移动时，电机四带动螺旋杆转动，通过螺旋杆带动取样机构上的储料组件和取料组件转动，通过取料组件上的钻头部件转动，当钻头部件与土壤接触时，两个切割刀分别沿着两个固定轴为中心同步反向转动，使得两个切割刀呈打开状态，地质样品能够沿着连接管向上延伸，从而进入储料杆内部，当进入储料杆内部的地质样品较多时，此时储料杆内位于密封管下方空间中的空气被压缩，此时阻力增加，进入储料杆内部的地质样品在气压的反作用力下，逐渐被压缩圆柱块状，并存储在储料杆内；

16、s3、取样结束后，电机四带动螺旋杆反转，此时两个切割刀分别沿着两个固定轴为中心同步反向转动，此时两个切割刀闭合形成圆柱形结构，对安装套底部以及连接管底部的通孔进行密封，通过电机二带动螺杆反转，使得升降座将螺旋杆从土壤中取出；

17、s4、将取料组件从土壤中取出后，通过电机一带动旋转轴转动，从而使得升降机构转动，将取料组件转动至安装板前侧位置，从而便于进行取料；

18、s5、通过转动钻头部件，使得两个切割刀再次打开，此时储料杆内部的气压会推动内部的部分地质样品向下移动，并从钻头部件下方排出，由于储料杆内部的气压的损耗，当储料杆内部的气压趋于正常大气压强时，此时储料杆内部还残存一定量的地质样品；

19、s6、通过电机三带动连接臂一转动，通过连接臂一带动连接臂二往复摆动，使得连接臂二通过连接轴能够拉动连接杆上下往复移动，当活塞移动至排气孔下方时，经过压缩将空气通过单向气阀注入密封管下方的储料杆内，当活塞向上移动时，单向气阀关闭，活塞移动至排气孔上方时，储料杆位于密封管上方部分的气压趋于正常大气压强，依次往复，通过向密封管下方的储料杆内注入大量的空气，在气压作用下，将储料杆内部的残存在地质样品排出。

20、相比于现有技术，本发明的有益效果：

21、钻探机构移动时，电机四带动螺旋杆转动，通过螺旋杆带动取样机构上的储料组件和取料组件转动，通过取料组件上的钻头部件转动，当钻头部件与土壤接触时，受到阻力影响，此时连接罩带动滑块沿着旋转槽内壁滑动，使得两个切割刀呈打开状态，当钻头部件深入土壤内时，使得地质样品能够沿着连接管向上延伸，从而进入储料杆内部，此设计能够便于地质样品进行分层存储。

22、通过在钻头部件底部设置多个尖部，能够对下方的地质样品进行破碎，便于螺旋杆向下垂直延伸，同时松软的地质样品能够沿着连接管向上延伸，从而进入储料杆内部。

23、当进入储料杆内部的地质样品较多时，此时储料杆内位于密封管下方空间中的空气被压缩，此时阻力增加，进入储料杆内部的地质样品在气压的反作用力下，逐渐被压缩圆柱块状，并存储在储料杆内，能够避免在排料时，地质样品过于疏松，而出现混合的情况，导致操作人员难以分层拾取并保存。

24、电机四带动螺旋杆反转，钻头部件受土壤的到阻力影响，此时两个切割刀分别沿着两个固定轴为中心同步反向转动，此时两个切割刀闭合形成圆柱形结构，对安装套底部以及连接管底部的通孔进行密封，从而避免地质样品泄露，同时避免在储料杆内部气压作用下，使得储料杆内的地质样品过早排出至土壤内，导致无法取样，同时也能避免储料杆内的气压泄露。

25、将取料组件从土壤中取出后，通过电机一带动旋转轴转动，从而使得升降机构转动，将取料组件转动至安装板前侧位置，从而便于进行取料。

26、通过转动钻头部件，使得两个切割刀再次打开，此时储料杆内部的气压会推动内部的部分地质样品向下移动，并从钻头部件下方排出，此设计能够通过气压差将储料杆内部的部分地质样品排出。

27、电机三通过连接臂一、连接臂二和连接轴，使得连接杆能够带动活塞上下往复移动，通过向密封管下方的储料杆内注入大量的空气，在气压作用下，将储料杆内部的残存在地质样品排出。