一种新型土壤取样机器人的制作方法

1.本发明涉及土壤取样技术领域，具体涉及一种新型土壤取样机器人。


背景技术：

2.在现有技术中，深度土壤取样都是通过传统的洛阳铲进行，此取样方式存在以下问题：1、因为洛阳铲依靠卷扬机把铲头吊起一定高度再利用自重自由下落，凭冲击力扎到土里取样，深度浅、工作效率低、功能单一；2、因为洛阳铲头无监控设施，无法实时监控井下取土情况，取样不可控且需要较多人配合，需要人力多；3、因为洛阳铲依靠卷扬机提供运行动力，不适合复杂道路的进出场施工。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种能够适应多种复杂道路的进出场施工、不受外界电源制约、操作方便、可实时监控的新型土壤深度取样机器人，从而解决了上述背景技术中提出的问题。
4.本发明采用的技术方案如下：
5.一种新型土壤取样机器人，包括底座总成、滚筒总成和取样总成8，所述滚筒总成固定安装在底座总成上，所述取样总成8通过拉绳7与滚筒总成连接，所述滚筒总成包括排绳器5和设置在排绳器5前方的导入架6，所述取样总成8包括支撑臂81和柱状取芯机械手82。
6.所述底座总成包括机座1、履带底盘2、柴油机3和调平支撑架4，所述履带底盘2设置在机座1底部，柴油机3通过螺栓固定在机座1上，所述调平支撑架4包括液压缸，调平支撑架4固定在机座1前后两端的撑臂上。
7.所述排绳器5固定安装在机座1中部上，导入架6固定安装在机座1前端上，所述导入架6包括立柱和立柱顶端固定的向前延伸的弧形延伸架，在立柱与弧形延伸架之间设置有撑杆，从排绳器5导出的拉绳6位于弧形延伸架上。
8.所述取样总成8还包括焊接支座83、旋转电机a84、丝杆a85、齿轮86，所述焊接支座83包括上板、下板以及连接上板和下板的连杆，所述旋转电机a84倒置安装在焊接支座83的上板中部上，所述丝杆a85上端通过联轴器与旋转电机a84的输出轴连接，丝杆a85下端通过轴承连接在焊接支座83的下板上，所述支撑臂81有三个，三个支撑臂81均匀围绕安装在丝杆a85的周围，支撑臂81上端头上通过螺栓固定有齿轮86，且支撑臂81上端头通过固定架87铰接在焊接支座83的下板上，所述齿轮86与丝杆a85啮合，焊接支座83的下板上固定设有连接板88，所述柱状取芯机械手82安装在连接板88上。
9.所述柱状取芯机械手82包括90度旋转气缸821、运动支座822、电机b823、丝杆b824、运动块825、电机c826、旋转轴827、锯齿状取样筒828，所述90度旋转气缸821安装在连接板88上，运动支座822固定连接在90度旋转气缸821的旋转轴上，运动支座822呈“u”型，电机b823安装在运动支座822左端外侧上，丝杆b824与电机b823的输出轴通过联轴器连接，且
丝杆b824通过轴承安装在运动支座822内，所述运动块825上设有螺纹孔，其螺纹安装在丝杆b824上，所述电机c826安装在运动块825的左端上，所述旋转轴827左端活动穿过运动块825与电机c826的输出轴连接，旋转轴827右端与锯齿状取样筒828连接，锯齿状取样筒828的右端开口处设置有锯齿。
10.所述连接板88上通过螺栓安装有摄像头9。
11.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
12.本发明为土壤取样领域提供一种能够适应多种复杂道路的进出场施工、不受外界电源制约、操作方便、可实时监控的新型土壤深度取样机器人，消除现有技术中取样时工作效率低、功能单一、需要人力多、不适合复杂道路的进出场施工等多种问题。其中，本发明中设置的取样总成结构简单新颖，收起时结构紧凑，可轻松放入直径较小的洞中，取样时结构稳定，取样方便迅速，取样效率高；而本发明中设置的滚筒总成可将取样总成掉入较深的孔洞中进行取样，方便控制取样总成。
附图说明
13.图1为本发明的结构示意图；
14.图2为本发明的俯视图；
15.图3为本发明底座总成的结构示意图；
16.图4为本发明滚筒总成的结构示意图；
17.图5为本发明取样总成的结构示意图；
18.图6为本发明取样总成的仰视图；
19.图7为本发明取样总成的工作状态示意图；
20.图8为本发明的工作原理示意图；
21.图中所示：机座1；履带底盘2；柴油机3；调平支撑架4；排绳器5；导入架6；拉绳7；取样总成8；摄像头9；支撑臂81；柱状取芯机械手82；焊接支座83；旋转电机a84；丝杆a85；齿轮86；固定架87；连接板88；90度旋转气缸821；运动支座822；电机b823、丝杆b824；运动块825；电机c826；旋转轴827；锯齿状取样筒828。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例1
25.如图1-6，本实施例提供一种新型土壤取样机器人，包括底座总成、滚筒总成和取样总成8，所述滚筒总成固定安装在底座总成上，所述取样总成8通过拉绳7与滚筒总成连
接，所述滚筒总成包括排绳器5和设置在排绳器5前方的导入架6，所述取样总成8包括支撑臂81和柱状取芯机械手82。
26.所述底座总成包括机座1、履带底盘2、柴油机3和调平支撑架4，所述履带底盘2设置在机座1底部，柴油机3通过螺栓固定在机座1上，所述调平支撑架4包括液压缸，调平支撑架4固定在机座1前后两端的撑臂上。
27.所述排绳器5固定安装在机座1中部上，导入架6固定安装在机座1前端上，所述导入架6包括立柱和立柱顶端固定的向前延伸的弧形延伸架，在立柱与弧形延伸架之间设置有撑杆，从排绳器5导出的拉绳6位于弧形延伸架上。
28.所述取样总成8还包括焊接支座83、旋转电机a84、丝杆a85、齿轮86，所述焊接支座83包括上板、下板以及连接上板和下板的连杆，所述旋转电机a84倒置安装在焊接支座83的上板中部上，所述丝杆a85上端通过联轴器与旋转电机a84的输出轴连接，丝杆a85下端通过轴承连接在焊接支座83的下板上，所述支撑臂81有三个，三个支撑臂81均匀围绕安装在丝杆a85的周围，支撑臂81上端头上通过螺栓固定有齿轮86，且支撑臂81上端头通过固定架87铰接在焊接支座83的下板上，所述齿轮86与丝杆a85啮合，焊接支座83的下板上固定设有连接板88，所述柱状取芯机械手82安装在连接板88上。
29.所述固定架87呈倒“u”形设置，其底端焊接在焊接支座83的下板上，其上端水平段活动穿过齿轮86的中心，即丝杆a85转动将带动齿轮86围绕固定架87水平段转动，转动的齿轮86将带动与之固定连接的支撑臂以固定架87的水平段为旋转中心线转动。
30.所述焊接支座83的下板边缘均布有三个“u”形凹槽，三个支撑臂81活置于三个凹槽内。
31.所述柱状取芯机械手82包括90度旋转气缸821、运动支座822、电机b823、丝杆b824、运动块825、电机c826、旋转轴827、锯齿状取样筒828，所述90度旋转气缸821安装在连接板88上，运动支座822固定连接在90度旋转气缸821的旋转轴上，运动支座822呈“u”型，电机b823安装在运动支座822左端外侧上，丝杆b824与电机b823的输出轴通过联轴器连接，且丝杆b824通过轴承安装在运动支座822内，所述运动块825上设有螺纹孔，其螺纹安装在丝杆b824上，所述电机c826安装在运动块825的左端上，所述旋转轴827左端活动穿过运动块825与电机c826的输出轴连接，旋转轴827右端与锯齿状取样筒828连接，锯齿状取样筒828的右端开口处设置有锯齿。其中，90度旋转气缸821可以控制运动支座822转动，从而使锯齿状取样筒828从竖向位置运动至水平位置进行取样；电机b823可以控制锯齿状取样筒828在水平位置进行前进或后端；电机c826可以控制锯齿状取样筒828进行旋转，即可使锯齿状取样筒带有锯齿的端头轻松进入土中进行取样。
32.所述连接板88上通过螺栓安装有摄像头9。摄像头用于实时观察取样情况。
33.本发明的工作原理为，如图7-8，取土机器人行驶至已打好孔洞周边，履带底盘前后左右运动调整使取样总成8对准孔洞后调平支撑架4着地调平，取样总成8通过排绳器5的卷筒转动下放至预设深度，旋转电机a控制三个支撑臂81向上旋转伸出，支撑臂利用井壁周边固定牢靠，90度旋转气缸821控制柱状取芯机械手向上旋转至水平，电机b823控制伸出前端带锯齿的锯齿状取样筒，电机c826控制锯齿状取样筒旋转抓取样土，抓取样土后锯齿状取样筒缩回，支撑臂合起以松开井壁周边支撑，将取样总成升回地面，取下样土。
34.本发明为土壤取样领域提供一种能够适应多种复杂道路的进出场施工、不受外界
电源制约、操作方便、可实时监控的新型土壤深度取样机器人，消除现有技术中取样时工作效率低、功能单一、需要人力多、不适合复杂道路的进出场施工等多种问题。

技术特征：
1.一种新型土壤取样机器人，包括底座总成、滚筒总成和取样总成(8)，其特征在于，所述滚筒总成固定安装在底座总成上，所述取样总成(8)通过拉绳(7)与滚筒总成连接，所述滚筒总成包括排绳器(5)和设置在排绳器(5)前方的导入架(6)，所述取样总成(8)包括支撑臂(81)和柱状取芯机械手(82)。2.根据权利要求1所述的一种新型土壤取样机器人，其特征在于：所述底座总成包括机座(1)、履带底盘(2)、柴油机(3)和调平支撑架(4)，所述履带底盘(2)设置在机座(1)底部，柴油机(3)通过螺栓固定在机座(1)上，所述调平支撑架(4)包括液压缸，调平支撑架(4)固定在机座(1)前后两端的撑臂上。3.根据权利要求2所述的一种新型土壤取样机器人，其特征在于：所述排绳器(5)固定安装在机座(1)中部上，导入架(6)固定安装在机座(1)前端上，所述导入架(6)包括立柱和立柱顶端固定的向前延伸的弧形延伸架，在立柱与弧形延伸架之间设置有撑杆，从排绳器(5)导出的拉绳(6)位于弧形延伸架上。4.根据权利要求3所述的一种新型土壤取样机器人，其特征在于：所述取样总成(8)还包括焊接支座(83)、旋转电机a(84)、丝杆a(85)、齿轮(86)，所述焊接支座(83)包括上板、下板以及连接上板和下板的连杆，所述旋转电机a(84)倒置安装在焊接支座(83)的上板中部上，所述丝杆a(85)上端通过联轴器与旋转电机a(84)的输出轴连接，丝杆a(85)下端通过轴承连接在焊接支座(83)的下板上，所述支撑臂(81)有三个，三个支撑臂(81)均匀围绕安装在丝杆a(85)的周围，支撑臂(81)上端头上通过螺栓固定有齿轮(86)，且支撑臂(81)上端头通过固定架(87)铰接在焊接支座(83)的下板上，所述齿轮(86)与丝杆a(85)啮合，焊接支座(83)的下板上固定设有连接板(88)，所述柱状取芯机械手(82)安装在连接板(88)上。5.根据权利要求4所述的一种新型土壤取样机器人，其特征在于：所述柱状取芯机械手(82)包括90度旋转气缸(821)、运动支座(822)、电机b(823)、丝杆b(824)、运动块(825)、电机c(826)、旋转轴(827)、锯齿状取样筒(828)，所述90度旋转气缸(821)安装在连接板(88)上，运动支座(822)固定连接在90度旋转气缸(821)的旋转轴上，运动支座(822)呈“u”型，电机b(823)安装在运动支座(822)左端外侧上，丝杆b(824)与电机b(823)的输出轴通过联轴器连接，且丝杆b(824)通过轴承安装在运动支座(822)内，所述运动块(825)上设有螺纹孔，其螺纹安装在丝杆b(824)上，所述电机c(826)安装在运动块(825)的左端上，所述旋转轴(827)左端活动穿过运动块(825)与电机c(826)的输出轴连接，旋转轴(827)右端与锯齿状取样筒(828)连接，锯齿状取样筒(828)的右端开口处设置有锯齿。6.根据权利要求5所述的一种新型土壤取样机器人，其特征在于：所述连接板(88)上通过螺栓安装有摄像头(9)。

技术总结
本发明公开了一种新型土壤取样机器人，属于土壤取样技术领域。包括底座总成、滚筒总成和取样总成，所述滚筒总成固定安装在底座总成上，所述取样总成通过拉绳与滚筒总成连接，所述滚筒总成包括排绳器和设置在排绳器前方的导入架，所述取样总成包括支撑臂和柱状取芯机械手。本发明为土壤取样领域提供一种能够适应多种复杂道路的进出场施工、不受外界电源制约、操作方便、可实时监控的新型土壤深度取样机器人，消除现有技术中取样时工作效率低、功能单一、需要人力多、不适合复杂道路的进出场施工等多种问题。施工等多种问题。施工等多种问题。


技术研发人员：文昊璇 杨新超 王琦 李彦文 管东雄 马凯
受保护的技术使用者：甘肃宏腾油气装备制造有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/9/9