[发明专利]一种便携式岩土取样装置及取样方法

权利要求书

1.一种便携式岩土取样装置，包括地钉(1)，其特征在于：所述地钉(1)的顶端固定连接有找平机构(2)，所述找平机构(2)的内侧滑动连接有取样动力机构(3)，所述取样动力机构(3)的底部旋转连接有钻探机构(4)。

2.根据权利要求1所述的一种便携式岩土取样装置，其特征在于：所述找平机构(2)包括撑杆(21)，所述撑杆(21)的底端固定连接在地钉(1)的顶端，所述撑杆(21)的顶端固定连接有滑套(22)，所述滑套(22)的外侧螺纹连接有限位栓(23)，所述滑套(22)的内侧滑动连接有套杆(24)，所述限位栓(23)的底端抵触在套杆(24)的外侧，所述套杆(24)的顶端旋转连接有固定盘(25)，所述固定盘(25)的外侧固定连接有水平尺(26)，所述固定盘(25)的内侧固定连接有限位滑轨(27)。

3.根据权利要求2所述的一种便携式岩土取样装置，其特征在于：所述撑杆(21)的顶端滑动连接在套杆(24)的底端内侧，所述撑杆(21)的数量为三个。

4.根据权利要求1所述的一种便携式岩土取样装置，其特征在于：所述取样动力机构(3)包括滑座(31)，所述滑座(31)的外侧滑动连接在限位滑轨(27)的内侧，所述滑座(31)的顶部卡接有限位块(32)，所述限位块(32)的中部螺纹连接有采样管(33)，所述采样管(33)的顶端穿套在滑座(31)的底端至顶端，所述采样管(33)的底端螺纹连接有钻管(34)，所述钻管(34)的外侧固定套接有套管(35)，所述套管(35)的顶端螺纹连接有顶盖(36)，所述顶盖(36)的顶端固定连接有保险绳(37)，所述保险绳(37)的外侧分别缠绕有冷却水管(38)和电源线(39)，所述电源线(39)的顶端电连接有蓄电池(310)，所述套管(35)的底端焊接有压切刀头(311)，所述套管(35)的外侧焊接有安装板(312)，所述安装板(312)的顶端左侧和右侧分别固定连接有电机(313)和平衡块(314)，所述电机(313)的输出端固定连接有平齿轮(315)，所述电机(313)的输入端电连接在电源线(39)上。

5.根据权利要求6所述的一种便携式岩土取样装置，其特征在于：所述滑座(31)的外侧固定连接有方形滑销，且方向滑销的外侧滑动连接在限位滑轨(27)的内侧，所述滑座(31)的顶端开设有六棱形卡槽。

6.根据权利要求6所述的一种便携式岩土取样装置，其特征在于：所述限位块(32)的外形为六边形，所述限位块(32)的中部开设有螺纹固定孔。

7.根据权利要求6所述的一种便携式岩土取样装置，其特征在于：所述顶盖(36)的外侧固定连接有密封垫圈，所述顶盖(36)为的外形为圆环形。

8.根据权利要求1所述的一种便携式岩土取样装置，其特征在于：所述钻探机构(4)包括环形限位卡(41)，所述环形限位卡(41)的顶端旋转连接在安装板(312)的底部内侧，所述环形限位卡(41)的底端固定连接有旋转套(42)，所述旋转套(42)的顶端旋转连接在顶盖(36)的外侧，所述旋转套(42)的内壁顶部固定连接有环形齿轨(43)，所述环形齿轨(43)的顶端啮合在平齿轮(315)的外侧，所述旋转套(42)的中部焊接有螺旋分土钻(44)，所述旋转套(42)的底部焊接有碎石钻(45)，所述碎石钻(45)的外侧焊接有限位环(46)。

9.根据权利要求10所述的一种便携式岩土取样装置，其特征在于：所述旋转套(42)的内侧旋转连接在套管(35)的外侧，所述旋转套(42)的内壁中部活动连接在安装板(312)的外侧。

10.根据权利要求1所述的一种便携式岩土取样装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、将地钉(1)插入底面，根据固定盘(25)外侧水平尺(26)判断此时固定盘(25)的位置是否保持水平，通过解除限位栓(23)与套杆(24)之间的抵触完成撑杆(21)在套杆(24)上的位置调整，调整过程中保持对水平尺(26)的观察，固定盘(25)处于水平位置时，通过恢复限位栓(23)和套杆(24)之间的抵触完成撑杆(21)和套杆(24)的位置锁定，减少户外地形环境对该装置的使用限制，完成该装置的快速部署。

S2、固定盘(25)处于水平位置时，限位滑轨(27)的底端垂直朝向地面，此时该装置的岩土采样方形确定，此采样管(33)防止再滑座(31)的中部，将采样管(33)的底端和顶端分别螺纹连接在钻管(34)的顶端外侧和限位块(32)的内侧，将限位块(32)的外侧卡接在滑座(31)的顶端，此时通过限位滑轨(27)、滑座(31)和限位块(32)的使用限定钻管(34)和采样管(33)的运动方向。

S3、此时通过蓄电池(310)和电源线(39)向电机(313)供电，启动电机(313)，冷却水管(38)向取样动力机构(3)和钻套机构的外侧喷水降温，避免设备高温导致螺旋分土钻(44)和碎石钻(45)钻探能力下降，通过平齿轮(315)和环形齿轨(43)的啮合，由于电机(313)固定连接在安装板(312)的顶端，安装板(312)焊接在钻管(34)的外侧，驱动旋转套(42)开始旋转，旋转套(42)旋转过程中带动螺旋分土钻(44)和碎石钻(45)开始旋转，此时取样动力机构(3)和钻探机构(4)开始整体向地下钻探，钻探过程中，旋转套(42)、螺旋分土钻(44)和碎石钻(45)绕钻管(34)为中心旋转，电机(313)和固定板在钻管(34)的外侧保持固定。

S4、钻探过程中，碎石钻(45)将地层中的岩石进行破碎，螺旋分土钻(44)将地层中的泥土打散，此时压切刀头(311)对地层中的土和岩石进行压裂分割，将压裂分割后的岩土集中存放在钻管(34)和采样管(33)的内侧。

S5、在螺旋分土钻(44)和碎石钻(45)向下旋转钻探时，采样管(33)完成采样后，需要增加新的采样管(33)，通过蓄电池(310)和电源线(39)对电机(313)进行断电，暂停螺旋分土钻(44)和碎石钻(45)的旋转，解除滑座(31)与限位块(32)之间的卡接，将滑座(31)在限位滑轨(27)的内侧向下滑动，解除限位块(32)与采样管(33)之间的螺纹连接，增加新的采样管(33)，恢复限位块(32)与采样管(33)之间的螺纹连接以及滑座(31)与限位块(32)之间的卡接，通过蓄电池(310)和电源线(39)继续向电机(313)供电继续岩土钻探取样工作，通过保险绳(37)和顶盖(36)，确保该装置在采样管(33)发生断裂的情况下，通过保险绳(37)将取样动力机构(3)和钻探机构(4)提升至地面，降低该装置在钻探事故中的经济损失。