一种三维地质建模前期的勘测装置

1.本发明涉及地质勘测装置技术领域，尤其涉及一种三维地质建模前期的勘测装置。


背景技术：

2.地质勘测是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作，所需勘测的地质因素包括地质结构、地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质，在地质勘测中需要进行土壤的取样，取样主要是为了给土壤进行鉴定以及室内试验提供样品。三维地质建模就是将地质、测井、地球物理资料和各种解释结果或者概念模型综合在一起生成三维定量随机模型。
3.经检索，中国专利号为cn114878208a的发明专利，公开了一种地质勘测用检测装置，涉及地质勘测设备技术领域，以解决设备在对开挖后的地面洞体中勘测地质各参数时，测量元器容易粘附异物，尤其是在伸入或拽离洞体多个检测点位过程中，与开挖洞体内壁接触后，引起土壤的脱落，使得开挖的洞体深度变浅，致使实际检测点位与预先设定点位存在误差，各项检测数据得不到有效保证，影响检测结果的准备性与完整性的问题，包括开设有钻孔的底板、贯穿连接于底板上的取料组件以及检测组件，所述检测组件具有连接于底板上端的升降调节单元以及位于底板下部的抵接头，所述抵接头固接于升降调节单元的底部，所述抵接头与升降调节单元之间设置有多个与外部电子系统电性连接的检测元器件。本发明中的抵接头在升降调节单元控制下，将检测元器件一同随其垂直移动，可伸入或拽离由螺旋钻料件预先开挖的地面洞体，再通过控制多个稳固片与洞体的内壁之间的距离，使稳固片紧贴洞体的内壁，避免检测元器件与内壁土壤的直接接触，防止检测元器件在多点位测量过程中将土壤触碰掉落，地质勘数据的质量得到较好保障。
4.然而上述装置在实际使用过程中将装置推移至待检测的地方，驱动设置在连接顶板底部一侧的钻取电机进行挖洞，当开挖后洞体后，需要再移动该装置，将抵接头中心与洞体对齐，此过程使用勘测设备地势不平地段进行勘测时，导致螺旋钻料件挖洞角度出现偏差，测量结果不准确，并且再移动该装置需要重新调整装置水平度，影响勘测效率，因此，提出的一种三维地质建模前期的勘测装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中，使用勘测设备地势不平地段进行勘测时，导致螺旋钻料件挖洞角度出现偏差，测量结果不准确，并且再移动该装置需要重新调整装置水平度，影响勘测效率的问题，而提出的一种三维地质建模前期的勘测装置。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种三维地质建模前期的勘测装置，包括基座，所述基座外部螺纹连接有调节螺杆，所述基座外部固定连接有第二伺服步进电机，所述第二伺服步进电机输出端设置有齿轮机构，所述齿轮机构包括设置在第二伺服步进电机外部的第一齿轮，所述第一齿轮外部
通过数个齿轮啮合连接有第五齿轮，所述第五齿轮外部固定连接有控制圆盘；
8.所述控制圆盘外部设置有钻洞取料机构，所述钻洞取料机构包括设置在控制圆盘外部的钻料收集筒，所述钻料收集筒内部设置有螺旋钻料件，所述控制圆盘外部设置有用于稳定土壤的固定机构，所述固定机构包括设置在控制圆盘外部的稳固控制筒，所述稳固控制筒外部滑动连接有控制杆，所述控制杆外部固定连接有稳固头，所述基座外部开设有第一滑槽，所述钻料收集筒与第一滑槽滑动连接，所述稳固控制筒与第一滑槽滑动连接。
9.其中，所述稳固头设置有检测元器件，所述第一滑槽设置为一百八十度或更大使得其不会限制钻料收集筒与稳固控制筒的滑动。
10.上述技术方案进一步包括：
11.所述基座外部固定连接有车轮，所述基座远离车轮的一侧固定连接有用于观察水平状况的水平仪。
12.所述齿轮机构包括设置在第一齿轮外部的第二齿轮，所述第一齿轮外部啮合连接有第四齿轮，所述第四齿轮外部固定连接有第三齿轮，所述第五齿轮与第二齿轮之间啮合连接，所述第五齿轮与第三齿轮之间啮合连接。
13.所述钻洞取料机构包括设置在控制圆盘外部的液压缸，所述液压缸的输出端设置有控制板，所述控制板外部固定连接有第一伺服步进电机，所述螺旋钻料件设置在第一伺服步进电机的输出端。
14.所述固定机构包括设置在稳固头外部的控制电机，所述控制电机输出端设置有控制块，所述控制块外部滑动连接有固定片，所述稳固头与固定片之间滑动连接。
15.所述稳固控制筒外部转动连接有第六齿轮与蜗杆，所述第六齿轮与蜗杆之间啮合连接，所述第六齿轮与控制杆之间螺纹连接，所述蜗杆外部设置有用于控制蜗杆转动的把手。
16.所述基座与第五齿轮之间转动连接，所述基座与第四齿轮之间转动连接。
17.所述控制块外部开设有第三滑槽，所述稳固头外部开设有第二滑槽，所述固定片与第三滑槽之间滑动连接，所述固定片与第二滑槽之间滑动连接。
18.其中，所述第三齿轮与第二齿轮在与第五齿轮啮合转动过程中不会同时控制第五齿轮转动，第二齿轮控制第五齿轮转动九十度后不再与之啮合，由第三齿轮与之啮合并带动其反向转动九十度，之后不与第五齿轮啮合，由第二齿轮啮合控制，周而复始。
19.相比现有技术，本发明的有益效果为：
20.1、本发明中，使用时，转动调节螺杆使得调节螺杆进行垂直于基座的移动，调节螺杆靠近地面的一侧为半圆进而使得调节螺杆支撑过程更稳固，通过基座外部的水平仪观察基座的水平情况，调节调节螺杆使得基座水平进而确保螺旋钻料件挖洞角度不会出现偏差，通过测量结果准确性。
21.2、本发明中，使用时，当开挖后洞体后，关闭第一伺服步进电机启动控制板，控制螺旋钻料件复位，启动第二伺服步进电机，第二伺服步进电机控制第一齿轮与第二齿轮进行转动，第一齿轮转动控制第五齿轮转动九十度，第五齿轮转动带动控制控制圆盘转动九十度，此时钻料收集筒与稳固控制筒沿第一滑槽滑动九十度，稳固控制筒来到钻料收集筒对应位置，进而稳固头中心与洞体对齐，确保不移动整体装置，下移过程不会与周围土壤发生碰撞，确保了勘测效率。
22.3、本发明中，使用时，启动控制电机，控制电机控制控制块进行转动，固定片会由第三滑槽远离稳固头的一端向靠近稳固头的一端进行滑动，从而固定片向外滑动靠近洞体内壁一侧，控制控制电机反向转动，则固定片会由第三滑槽靠近稳固头的一端向远离稳固头的一端进行滑动，从而固定片向内滑动，达到控制多个固定片与洞体内壁的径向距离，也实现调节固定片与洞体的接触力度，在洞体较深的位置湿度较大，容易使弹簧生锈导致弹力变弱甚至弹簧损坏，该方式无弹簧，可以保证使用过程不需要进行保养，地质勘数据的质量得到较好保障，并通过勘测效率。
附图说明
23.图1为本发明提出的一种三维地质建模前期的勘测装置的结构示意图；
24.图2为本发明的下盘结构示意图；
25.图3为本发明的第一部分结构示意图；
26.图4为本发明的第二部分结构示意图；
27.图5为本发明的第三部分结构示意图；
28.图6为本发明中稳固头与固定片的结构示意图；
29.图7为本发明中固定片结构示意图；
30.图8为图3中a处放大示意图。
31.图中：1、基座；2、调节螺杆；3、车轮；4、水平仪；5、控制圆盘；6、第一伺服步进电机；7、液压缸；8、控制板；9、第一滑槽；10、第二伺服步进电机；11、第一齿轮；12、第二齿轮；13、第三齿轮；14、第四齿轮；15、第五齿轮；16、第六齿轮；17、控制杆；18、蜗杆；19、把手；20、控制电机；21、稳固头；22、固定片；23、第二滑槽；24、第三滑槽；25、控制块；26、螺旋钻料件；27、钻料收集筒；28、稳固控制筒。
具体实施方式
32.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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
33.实施例一
34.如图1-8所示，本发明提出的一种三维地质建模前期的勘测装置，包括基座1，其特征在于，基座1外部螺纹连接有调节螺杆2，基座1外部固定连接有第二伺服步进电机10，第二伺服步进电机10输出端设置有齿轮机构，齿轮机构包括设置在第二伺服步进电机10外部的第一齿轮11，第一齿轮11外部通过数个齿轮啮合连接有第五齿轮15，第五齿轮15外部固定连接有控制圆盘5；
35.控制圆盘5外部设置有钻洞取料机构，钻洞取料机构包括设置在控制圆盘5外部的钻料收集筒27，钻料收集筒27内部设置有螺旋钻料件26，控制圆盘5外部设置有用于稳定土壤的固定机构，固定机构包括设置在控制圆盘5外部的稳固控制筒28，稳固控制筒28外部滑动连接有控制杆17，控制杆17外部固定连接有稳固头21，基座1外部开设有第一滑槽9，钻料收集筒27与第一滑槽9滑动连接，稳固控制筒28与第一滑槽9滑动连接；
36.基座1外部固定连接有车轮3，基座1远离车轮3的一侧固定连接有用于观察水平状况的水平仪4，齿轮机构包括设置在第一齿轮11外部的第二齿轮12，第一齿轮11外部啮合连接有第四齿轮14，第四齿轮14外部固定连接有第三齿轮13，第五齿轮15与第二齿轮12之间啮合连接，第五齿轮15与第三齿轮13之间啮合连接，基座1与第五齿轮15之间转动连接，基座1与第四齿轮14之间转动连接；
37.钻洞取料机构包括设置在控制圆盘5外部的液压缸7，液压缸7的输出端设置有控制板8，控制板8外部固定连接有第一伺服步进电机6，螺旋钻料件26设置在第一伺服步进电机6的输出端。
38.本发明提出的一种三维地质建模前期的勘测装置工作原理是，清理勘测场地表面的杂物，对勘测场地进行平整，利用车轮3控制装置移动至勘测场地，转动调节螺杆2使得调节螺杆2进行垂直于基座1的移动，调节螺杆2靠近地面的一侧为半圆进而使得调节螺杆2支撑过程更稳固，通过基座1外部的水平仪4观察基座1的水平情况，调节调节螺杆2使得基座1水平进而确保螺旋钻料件26挖洞角度不会出现偏差，通过测量结果准确性；
39.启动第一伺服步进电机6，第一伺服步进电机6控制螺旋钻料件26进行转动，通过液压缸7控制控制板8进行移动，控制板8产生垂直方向移动，控制板8带动第一伺服步进电机6移动，第一伺服步进电机6带动螺旋钻料件26进行移动，使得螺旋钻料件26缓慢上下移动，将地面下的土壤带离出地下，并将其收集起来，便于后续转移至实验室中进一步作数据分析；
40.当开挖后洞体后，关闭第一伺服步进电机6启动控制板8，控制螺旋钻料件26复位，启动第二伺服步进电机10，第二伺服步进电机10控制第一齿轮11与第二齿轮12进行转动，第一齿轮11转动时，由于第一齿轮11上设置有两个四分之一齿，第一齿轮11与第五齿轮15之间啮合连接，第一齿轮11转动控制第五齿轮15转动九十度，第五齿轮15转动带动控制控制圆盘5转动九十度，此时钻料收集筒27与稳固控制筒28沿第一滑槽9滑动九十度，稳固控制筒28来到钻料收集筒27对应位置，进而稳固头21中心与洞体对齐，确保不移动整体装置，下移过程不会与周围土壤发生碰撞，确保了勘测效率。
41.实施例二
42.如图1-8所示，固定机构包括设置在稳固头21外部的控制电机20，控制电机20输出端设置有控制块25，控制块25外部滑动连接有固定片22，稳固头21与固定片22之间滑动连接；
43.稳固控制筒28外部转动连接有第六齿轮16与蜗杆18，第六齿轮16与蜗杆18之间啮合连接，第六齿轮16与控制杆17之间螺纹连接，蜗杆18外部设置有用于控制蜗杆18转动的把手19；
44.控制块25外部开设有第三滑槽24，稳固头21外部开设有第二滑槽23，固定片22与第三滑槽24之间滑动连接，固定片22与第二滑槽23之间滑动连接。
45.本发明提出的一种三维地质建模前期的勘测装置工作原理是，手工转动转动把手19，把手19转动带动蜗杆18转动，由于蜗杆18与第六齿轮16之间啮合连接，蜗杆18与稳固控制筒28之间转动连接，第六齿轮16与稳固控制筒28之间转动连接，蜗杆18转动控制第六齿轮16转动，由于第六齿轮16与控制杆17之间螺纹连接，控制杆17与稳固控制筒28之间滑动连接，第六齿轮16转动控制控制杆17进行上下移动，进而控制杆17移动控制稳固头21移动，
控制把手19的转动保证控制杆17带动稳固头21到达洞体中不同特定测量点位；
46.启动控制电机20，控制电机20控制控制块25进行转动，由于控制块25外部开设有第三滑槽24，稳固头21外部开设有第二滑槽23，固定片22与第三滑槽24之间滑动连接，固定片22与第二滑槽23之间滑动连接，控制块25转动，稳固头21固定不动，则固定片22会由第三滑槽24远离稳固头21的一端向靠近稳固头21的一端进行滑动，从而固定片22向外滑动靠近洞体内壁一侧，控制控制电机20反向转动，则固定片22会由第三滑槽24靠近稳固头21的一端向远离稳固头21的一端进行滑动，从而固定片22向内滑动，达到控制多个固定片22与洞体内壁的径向距离，也实现调节固定片22与洞体的接触力度，在洞体较深的位置湿度较大，容易使弹簧生锈导致弹力变弱甚至弹簧损坏，该方式无弹簧，可以保证使用过程不需要进行保养，地质勘数据的质量得到较好保障，并通过勘测效率。
47.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定内。

技术特征：
1.一种三维地质建模前期的勘测装置，包括基座(1)，其特征在于，所述基座(1)外部螺纹连接有调节螺杆(2)，所述基座(1)外部固定连接有第二伺服步进电机(10)，所述第二伺服步进电机(10)输出端设置有齿轮机构，所述齿轮机构包括设置在第二伺服步进电机(10)外部的第一齿轮(11)，所述第一齿轮(11)外部通过数个齿轮啮合连接有第五齿轮(15)，所述第五齿轮(15)外部固定连接有控制圆盘(5)；所述控制圆盘(5)外部设置有钻洞取料机构，所述钻洞取料机构包括设置在控制圆盘(5)外部的钻料收集筒(27)，所述钻料收集筒(27)内部设置有螺旋钻料件(26)，所述控制圆盘(5)外部设置有用于稳定土壤的固定机构，所述固定机构包括设置在控制圆盘(5)外部的稳固控制筒(28)，所述稳固控制筒(28)外部滑动连接有控制杆(17)，所述控制杆(17)外部固定连接有稳固头(21)，所述基座(1)外部开设有第一滑槽(9)，所述钻料收集筒(27)与第一滑槽(9)滑动连接，所述稳固控制筒(28)与第一滑槽(9)滑动连接。2.根据权利要求1所述的一种三维地质建模前期的勘测装置，其特征在于，所述基座(1)外部固定连接有车轮(3)，所述基座(1)远离车轮(3)的一侧固定连接有用于观察水平状况的水平仪(4)。3.根据权利要求1所述的一种三维地质建模前期的勘测装置，其特征在于，所述齿轮机构包括设置在第一齿轮(11)外部的第二齿轮(12)，所述第一齿轮(11)外部啮合连接有第四齿轮(14)，所述第四齿轮(14)外部固定连接有第三齿轮(13)，所述第五齿轮(15)与第二齿轮(12)之间啮合连接，所述第五齿轮(15)与第三齿轮(13)之间啮合连接。4.根据权利要求1所述的一种三维地质建模前期的勘测装置，其特征在于，所述钻洞取料机构包括设置在控制圆盘(5)外部的液压缸(7)，所述液压缸(7)的输出端设置有控制板(8)，所述控制板(8)外部固定连接有第一伺服步进电机(6)，所述螺旋钻料件(26)设置在第一伺服步进电机(6)的输出端。5.根据权利要求1所述的一种三维地质建模前期的勘测装置，其特征在于，所述固定机构包括设置在稳固头(21)外部的控制电机(20)，所述控制电机(20)输出端设置有控制块(25)，所述控制块(25)外部滑动连接有固定片(22)，所述稳固头(21)与固定片(22)之间滑动连接。6.根据权利要求1所述的一种三维地质建模前期的勘测装置，其特征在于，所述稳固控制筒(28)外部转动连接有第六齿轮(16)与蜗杆(18)，所述第六齿轮(16)与蜗杆(18)之间啮合连接，所述第六齿轮(16)与控制杆(17)之间螺纹连接，所述蜗杆(18)外部设置有用于控制蜗杆(18)转动的把手(19)。7.根据权利要求3所述的一种三维地质建模前期的勘测装置，其特征在于，所述基座(1)与第五齿轮(15)之间转动连接，所述基座(1)与第四齿轮(14)之间转动连接。8.根据权利要求5所述的一种三维地质建模前期的勘测装置，其特征在于，所述控制块(25)外部开设有第三滑槽(24)，所述稳固头(21)外部开设有第二滑槽(23)，所述固定片(22)与第三滑槽(24)之间滑动连接，所述固定片(22)与第二滑槽(23)之间滑动连接。

技术总结
本发明涉及地质勘测装置技术领域，其涉及一种三维地质建模前期的勘测装置，包括基座，基座外部螺纹连接有调节螺杆，基座外部固定连接有第二伺服步进电机，第二伺服步进电机输出端设置有齿轮机构，齿轮机构包括设置在第二伺服步进电机外部的第一齿轮，第一齿轮外部通过数个齿轮啮合连接有第五齿轮，第五齿轮外部固定连接有控制圆盘，本发明中，使用时，当开挖后洞体后，启动第二伺服步进电机，控制控制圆盘转动九十度，此时钻料收集筒与稳固控制筒沿第一滑槽滑动九十度，稳固控制筒来到钻料收集筒对应位置，进而稳固头中心与洞体对齐，确保不移动整体装置，下移过程不会与周围土壤发生碰撞，确保了勘测效率。确保了勘测效率。确保了勘测效率。


技术研发人员：吴志春 楼法生 李华亮 郭福生 高金栋 吴金师 李斌 马粉玲 国振
受保护的技术使用者：东华理工大学
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/8/6