地質灘涂環境檢測取樣裝置的製作方法

2023-04-30 05:20:46 2

本發明涉及地質環境裝置領域，具體是地質灘涂環境檢測取樣裝置。

背景技術：

灘涂是我國重要的地質環境資源，具有面積大、分布集中、區位條件好、農牧漁業綜合開發潛力大的特點。灘涂不僅是一種重要的土地資源和空間資源，而且本身也蘊藏著各種礦產、生物及其他海洋資源。保護好我國的灘涂資源是地質環境工作的重中之重。

近年來，隨著科學水平的不斷提高，人們的生產經營活動對地質環境的影響越來越大。對於灘涂資源來說，由於圍墾造田、油氣生產等多種人類經營項目的開發，給其帶來了自淨能力下降、汙染嚴重等嚴重影響，甚至已經產生了永久性的破壞。故及時的檢測灘涂泥/沙，了解其開發及汙染的情況對灘涂的發展及治理非常關鍵。

在灘涂破壞中，各種重金屬、無機鹽等離子的沉積對其造成的破壞最為嚴重。對於所檢測泥漿、砂漿的採樣也需要根據不同的情況，在不同深度下進行採集。往往需要根據灘涂情況，逐級深入的挖取不同深度的多組樣品，才能獲得自表層到深層的沉積數據。且在具體採樣中，相對應深度的泥樣樣本的純度是保證檢測數據準確的前提，對離子沉積的深度、速度的觀察和判定起決定性影響。然而現有的取樣裝置，不但鑽孔後無法根據需要挖取多組任意深度的樣本，給採樣工作帶來困難。而且其自上而下鑽孔取樣操作中將表層、淺層的離子夾帶到底層，使樣本的成分不能真實反應當前深度的土壤沉積情況。故現有的取樣裝置不能滿足灘涂泥沙樣本沉積檢驗的取樣需求，取樣操作困難，且樣本純度較差。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供地質灘涂環境檢測取樣裝置，它能輔助勘察人員簡單、高效的取得所對應多個深度的樣本，且大幅提高了所取樣本的純度，使檢測結果與真實情況相對應，有利於獲得準確的沉積數據。

本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現：

地質灘涂環境檢測取樣裝置，包括筒體、窗板、鑽頭、取樣盤，所述筒體為圓柱形的中空殼體結構，所述筒體的側壁上沿長度方向設有窗口，所述窗板為與窗口相適應的弧形窗板，所述窗板設置於筒體內，且所述窗板沿筒體的內壁滑動連接，所述窗板的側邊上沿長度方向設有刮泥板，所述筒體的頂部分別設有第一機盒和第二機盒，所述第一機盒內安裝有第一電機，所述第一機盒的頂部設有與其轉動連接的第一動力軸，所述第一電機的輸出軸與第一動力軸固定連接，所述第一動力軸上設有第一主動齒輪，所述第二機盒內安裝有第二電機，所述第二電機的頂部設有與其轉動連接的第二動力軸，所述第二電機的輸出軸與第二動力軸固定連接，所述第二動力軸上設有第二主動齒輪，所述鑽頭設置於筒體的下方，所述筒體的底部設有空腔，所述空腔內設有鑽軸，所述鑽軸的底端與鑽頭固定連接，所述鑽軸上設有第三從動齒輪，所述筒體內轉動連接有第一轉軸，所述第一轉軸豎直設置且穿入空腔，所述第一轉軸的底端設有傳動齒輪，所述傳動齒輪與第三從動齒輪相嚙合，所述第一轉軸的頂端設有第一從動齒輪，所述第一從動齒輪與第一主動齒輪相嚙合，所述筒體內沿長度方向設有與其轉動連接的導軌套管，所述導軌套管為截面為非圓形的中空直管並相鄰窗口設置，且所述導軌套管的頂部設有第二從動齒輪，所述第二從動齒輪與第二主動齒輪相嚙合，所述導軌套管內豎直的設有絲槓，所述導軌套管的頂端設有第三電機，所述第三電機的輸出軸與絲槓的頂端連接，所述導軌套管內設有升降塊，所述升降塊的截面與導軌套管的截面相適應，所述絲槓貫穿升降塊且與升降塊螺紋連接，所述導軌套管上套接有與其滑動連接的升降套，所述升降塊的側壁上設有連接塊，所述導軌套管的側壁上沿長度方向設有豎直的條形孔，所述連接塊的外端自條形孔穿出並固定在升降套的內壁上，所述升降套與取樣盤的邊沿可拆卸連接，所述取樣盤的周側設有弧形的擋板。

所述升降套的底部設有連接臺，所述連接臺為扇環形底座，且所述連接臺上環形陣列有多個插柱，所述取樣盤的邊沿處設有c型的連接座，所述連接座的內圈與升降套相適應，所述連接座上設有與插柱活動插接的插槽。

所述導軌套管的截面為頂點為拱形且側邊內凹的三角型空心管。

所述導軌套管的底端固定連接有底座，所述底座與筒體的內部底面之間安裝有推力軸承。

所述筒體的頂部沿其周側設有弧形孔，所述窗板的頂部設有滑塊，所述滑塊貫穿弧形孔且在弧形孔內滑動，所述滑塊的外端設有把柄。

所述第一機盒和/或第二機盒內設有蓄電池。

所述筒體內壁的頂部設有第一支架和第二支架，所述第一支架的內端設有第一環形架，所述第一環形架內安裝有軸承，且所述第一環形架通過軸承轉動連接有第一固定套，所述第一固定套套接並固定在第一轉軸上，所述第二支架的內端設有第二環形架，所述第二環形架內安裝有軸承，所述第二環形架通過軸承轉動連接有第二固定套，所述第二固定套上設有與導軌套管相對應的通孔，且所述第二固定套套接並固定在導軌套管上。

對比現有技術，本發明的有益效果在於：

1、使用本裝置在灘涂上對沉積泥沙進行取樣，操作非常方便，其主要為：

1)開啟鑽頭使筒體向下豎直的鑽入灘涂泥沙(此時窗板將窗口封擋閉合)；

2)將取樣盤安裝在升降套上，開啟第三電機驅動絲槓轉動使升降塊下降至需要取樣的深度後停止，打開窗板，使窗口暴露出來，開啟第二電機使導軌套管軸向轉動，從而帶動取樣盤自窗口旋出，挖土取樣；

3)控制第三電機使取樣盤上升，拆下已經挖有樣本泥沙的取樣盤，將新的取樣盤安裝在升降套上，下降至更深的預設深度後，重複2)的取樣操作。

通過本裝置進行取樣，鑽孔一次，即可對不同深度的沉積泥沙進行取樣，操作簡單方便，深度易於控制，能夠幫助勘察人員高效的取得準確深度的樣本。

此外，本裝置的筒體鑽入泥沙後，再將用於取樣的取樣盤下降到適當深度，取樣盤的升降過程在筒體內完成，不與除對應深度以外的泥沙接觸，保證了所取的泥沙樣本不受所取樣深度以上泥沙成分的影響。

由於筒體下鑽中，筒體及鑽頭上自上而下的帶入上層泥沙的雜質，在取樣過程中，通過打開窗板，窗板一側豎直設置的刮泥板將與筒體相鄰的一層泥沙——也就是可能被上層泥沙汙染或混雜了的部分泥沙——刮開，取樣盤所挖取的泥沙樣本距離筒體一定距離，保證了所取得的泥沙樣本全部與預定深度的泥沙成分相對應，不包含有被上層泥沙成分摻雜及汙染的可能。大幅提高了所取樣本的純度，使檢測結果與真實情況相對應，有利於獲得準確的沉積數據。

附圖說明

附圖1是本發明的縱剖結構示意圖。

附圖2是本發明附圖1的a-a剖面放大圖。

附圖3是本發明附圖1的b-b剖面放大圖。

附圖4是本發明附圖1的c-c剖面放大圖。

附圖5是本發明導軌套管、升降塊及升降套的橫剖結構示意圖。

附圖6是本發明筒體部分的結構示意圖。

附圖7是本發明窗板的示意圖。

附圖8是本發明升降塊及升降套示意圖。

附圖9是本發明取樣盤的示意圖。

附圖10是本發明附圖1的頂部放大圖。

附圖11是本發明附圖1的中部放大圖。

附圖12是本發明附圖1的底部放大圖。

附圖中所示標號：

1、筒體；2、窗板；3、鑽頭；4、取樣盤；5、刮泥板；6、窗口；7、第一機盒；8、第二機盒；9、第一電機；10、第一動力軸；11、第一主動齒輪；12、第二電機；13、第二動力軸；14、第二主動齒輪；15、空腔；16、鑽軸；17、第三從動齒輪；18、第一轉軸；19、傳動齒輪；20、第一從動齒輪；21、導軌套管；22、第二從動齒輪；23、絲槓；24、第三電機；25、升降塊；26、升降套；27、連接塊；28、條形孔；29、擋板；30、連接臺；31、插柱；32、連接座；33、插槽；34、底座；35、弧形孔；36、滑塊；37、把柄；38、第一支架；39、第二支架；40、第一環形架；41、第一固定套；42、第二環形架；43、第二固定套。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所限定的範圍。

本發明所述是地質灘涂環境檢測取樣裝置，主體結構包括筒體1、窗板2、鑽頭3、取樣盤4，所述筒體1為圓柱形的中空殼體結構，所述筒體1可以根據需要製成不同的長度，如2m、3m、5m等適應不同地質取樣。為取樣盤4的上下升降提供一個封閉的通道，防止取樣盤4在升降中接觸其他泥沙，保證樣本的純度。所述筒體1的側壁上沿長度方向設有窗口6，所述窗板2為與窗口6相適應的弧形窗板2，所述窗板2設置於筒體1內，且所述窗板2沿筒體1的內壁滑動連接，窗板2沿著筒體1的內壁，做圓周的滑動，能夠控制窗口6的打開和閉合。除了進行挖土取樣操作時，其他時間窗板2都擋在窗口6處，使筒體1整體為閉合的圓筒。本裝置的筒體1鑽入泥沙後，再將用於取樣的取樣盤4下降到適當深度，取樣盤4的升降過程在筒體1內完成，不與除對應深度以外的泥沙接觸，保證了所取的泥沙樣本不受所取樣深度以上泥沙成分的影響。由於筒體1下鑽中，筒體1及鑽頭3上自上而下的帶入上層泥沙的雜質，使筒體1表面的泥沙很容易混入上層泥沙的成分，導致樣本的成分與所取深度不對應，檢測結果不準。所述窗板2的側邊上沿長度方向設有刮泥板5，在取樣過程中，通過打開窗板2，窗板2一側豎直設置的刮泥板5將與筒體1相鄰的一層泥沙——也就是可能被上層泥沙汙染或混雜了的部分泥沙——刮開，取樣盤4所挖取的泥沙樣本距離筒體1一定距離，保證了所取得的泥沙樣本全部與預定深度的泥沙成分相對應，不包含有被上層泥沙成分摻雜及汙染的可能。大幅提高了所取樣本的純度，使檢測結果與真實情況相對應，有利於獲得準確的沉積數據。所述筒體1的頂部分別設有第一機盒7和第二機盒8，將電機等器件包裹在內，所述第一機盒7內安裝有第一電機9，所述第一機盒7的頂部設有與其轉動連接的第一動力軸10，所述第一電機9的輸出軸與第一動力軸10固定連接，所述第一動力軸10上設有第一主動齒輪11，所述第二機盒8內安裝有第二電機12，所述第二電機12的頂部設有與其轉動連接的第二動力軸13，所述第二電機12的輸出軸與第二動力軸13固定連接，所述第二動力軸13上設有第二主動齒輪14，所述鑽頭3設置於筒體1的下方，所述筒體1的底部設有空腔15，所述空腔15內設有鑽軸16，所述鑽軸16的底端與鑽頭3固定連接，所述鑽軸16上設有第三從動齒輪17，所述第三從動齒輪17位於空腔15內，所述筒體1內轉動連接有第一轉軸18，所述第一轉軸18豎直設置且穿入空腔15，所述第一轉軸18的底端設有傳動齒輪19，所述傳動齒輪19與第三從動齒輪17相嚙合，使第三從動齒輪17能夠被傳動齒輪19驅動，所述第一轉軸18的頂端設有第一從動齒輪20，所述第一從動齒輪20與第一主動齒輪11相嚙合，從而當第一電機9開啟時，能夠依次驅動第一動力軸10-第一主動齒輪11-第一從動齒輪20-第一轉軸18-傳動齒輪19-第三從動齒輪17-鑽軸16-鑽頭3的轉動，從而使本裝置能夠向下鑽入泥沙。所述筒體1內沿長度方向設有與其轉動連接的導軌套管21，所述導軌套管21為截面為非圓形的中空直管並相鄰窗口6設置，且所述導軌套管21的頂部設有第二從動齒輪22，所述第二從動齒輪22與第二主動齒輪14相嚙合，所述導軌套管21內豎直的設有絲槓23，所述導軌套管21的頂端設有第三電機24，所述第三電機24的輸出軸與絲槓23的頂端連接，所述導軌套管21內設有升降塊25，所述升降塊25的截面與導軌套管21的截面相適應，所述絲槓23貫穿升降塊25且與升降塊25螺紋連接，故第三電機24能夠控制絲槓23轉動，進而控制升降塊25的升降。所述導軌套管21上套接有與其滑動連接的升降套26，所述升降塊25的側壁上設有連接塊27，所述導軌套管21的側壁上沿長度方向設有豎直的條形孔28，所述連接塊27的外端自條形孔28穿出並固定在升降套26的內壁上，升降塊25通過連接塊27與升降套26連接，從而升降套26跟隨升降塊25運動，所述升降套26與取樣盤4的邊沿可拆卸連接，將取樣盤4安裝在升降套26上，即可下降到預定深度，通過導軌套管21的轉動，帶動取樣盤4旋出窗口6，實現挖泥沙取樣，取樣完成後上升至筒體1頂部，取下取樣盤4，即可進行標記和留存，再將乾淨的取樣盤4安裝在升降套26上，即可重複前述取樣操作，繼續升降取樣。如此一來，可以通過攜帶多個乾淨的取樣盤4，鑽孔一次，在筒體1內反覆升降取得多個深度的樣本，深度的設定靈活方便，取樣盤4取樣後即留存，不交叉使用，不同深度的樣本互相之間無摻雜，進一步保證取樣及留樣環節樣本的純度，提高檢測結果的準確性。所述取樣盤4的周側設有弧形的擋板29。方便水平旋轉挖土。

為了快速方便的拆裝取樣盤4，所述升降套26的底部設有連接臺30，所述連接臺30為扇環形底座34，且所述連接臺30上環形陣列有多個插柱31，所述取樣盤4的邊沿處設有c型的連接座32，所述連接座32的內圈與升降套26相適應，所述連接座32上設有與插柱31活動插接的插槽33。將升降套26上的插柱31插入連接座32底面的插槽33內，拆裝非常快速方便，且承重均勻，便於連接套轉動時對取樣盤4的帶動。

為了提高導軌套管21轉動時對升降塊25及升降套26的軸向傳動扭力，所述導軌套管21的截面為頂點為拱形且側邊內凹的三角型空心管。如附圖所示，當轉動時能有效帶動升降塊25及升降套26轉動，防止滑脫。且整體的圓角設計，受力均勻減少部件磨損情況。

為了提高導軌套管21的穩定性，所述導軌套管21的底端固定連接有底座34，所述底座34與筒體1的內部底面之間安裝有推力軸承。將導軌套管21的底端可轉動的固定在筒體1內部的底面上。使導軌套管21的轉動更加穩定。

為了方便控制窗口6的開合，所述筒體1的頂部沿其周側設有弧形孔35，所述窗板2的頂部設有滑塊36，所述滑塊36貫穿弧形孔35且在弧形孔35內滑動，所述滑塊36的外端設有把柄37。左右拉動把柄37即可控制窗板2在筒體1內壁的滑動，控制窗口6的打開和閉合。

所述第一機盒7和/或第二機盒8內設有蓄電池。為第一電機9、第二電機12和第三電機24的運行提供電能。

為了更好的固定導軌套管21和第一轉軸18，所述筒體1內壁的頂部設有第一支架38和第二支架39，所述第一支架38的內端設有第一環形架40，所述第一環形架40內安裝有軸承，且所述第一環形架40通過軸承轉動連接有第一固定套41，所述第一固定套41套接並固定在第一轉軸18上，從而在第一轉軸18的頂部將第一轉軸18可轉動的固定在筒體1上，所述第二支架39的內端設有第二環形架42，所述第二環形架42內安裝有軸承，所述第二環形架42通過軸承轉動連接有第二固定套43，所述第二固定套43上設有與導軌套管21相對應的通孔，且所述第二固定套43套接並固定在導軌套管21上。從而在導軌套管21的頂部將導軌套管21可轉動的固定在筒體1上，

實施例：本發明所述是地質灘涂環境檢測取樣裝置，主體結構包括筒體1、窗板2、鑽頭3、取樣盤4，所述筒體1為圓柱形的中空殼體結構，所述筒體1的內部高度為1.5m，所述筒體1的側壁上沿長度方向設有窗口6，所述窗口6的高度為1.2m，所述窗口6使筒體1的側壁形成一個弧度約為165度的缺口，所述窗板2為與窗口6相適應的弧形窗板2，所述窗板2設置於筒體1內，且所述窗板2沿筒體1的內壁做逆時針滑動，所述筒體1內部的底面上設有一圈環形的滑槽，所述窗板2的底端設有與滑槽滑動連接的滑動塊。所述筒體1的頂部沿其周側設有弧形孔35，所述弧形孔35位於筒體1上與窗口6相對的一側，所述弧形孔35位於窗口6的上方，所述窗板2的頂部的一側設有滑塊36，所述滑塊36貫穿弧形孔35且在弧形孔35內滑動，所述滑塊36的外端設有把柄37。所述窗板2上遠離滑塊36的側邊上設有刮泥板5，所述刮泥板5的頂側向逆時針方向彎曲，方便刮泥。所述筒體1的頂部分別設有第一機盒7和第二機盒8，所述第一機盒7內安裝有第一電機9，所述第一機盒7的頂部設有與其轉動連接的第一動力軸10，所述第一電機9的輸出軸與第一動力軸10固定連接，所述第一動力軸10上設有第一主動齒輪11，所述第二機盒8內安裝有第二電機12，所述第二電機12的頂部設有與其轉動連接的第二動力軸13，所述第二電機12的輸出軸與第二動力軸13固定連接，所述第二動力軸13上設有第二主動齒輪14，所述鑽頭3設置於筒體1的下方，所述鑽頭3上設有麻花槽，所述筒體1的底部設有空腔15，所述空腔15內設有鑽軸16，所述鑽軸16的底端自空腔15向下穿出且與鑽頭3固定連接，所述鑽軸16上設有第三從動齒輪17，所述第三從動齒輪17位於空腔15內，所述筒體1內轉動連接有第一轉軸18，所述第一轉軸18豎直設置且穿入空腔15，所述第一轉軸18的底端設有傳動齒輪19，所述傳動齒輪19與第三從動齒輪17相嚙合，所述第一轉軸18的頂端設有第一從動齒輪20，所述第一從動齒輪20與第一主動齒輪11相嚙合，所述筒體1內沿長度方向設有與其轉動連接的導軌套管21，所述導軌套管21的截面為頂點為拱形且側邊內凹的三角型空心管。所述導軌套管21相鄰窗口6處居中設置，所述導軌套管21的底端固定連接有底座34，所述底座34與筒體1的內部底面之間安裝有推力軸承。且所述導軌套管21的頂部設有第二從動齒輪22，所述第二從動齒輪22與第二主動齒輪14相嚙合，所述導軌套管21內豎直的設有絲槓23，所述導軌套管21的頂端設有第三電機24，所述第三電機24的輸出軸與絲槓23的頂端連接，所述導軌套管21內設有升降塊25，所述升降塊25的截面與導軌套管21的截面相適應，所述絲槓23貫穿升降塊25且與升降塊25螺紋連接，所述導軌套管21上套接有與其滑動連接的升降套26，所述升降塊25的側壁上設有連接塊27，所述導軌套管21的側壁上沿長度方向設有豎直的條形孔28，所述連接塊27的外端自條形孔28穿出並固定在升降套26的內壁上，所述升降套26與取樣盤4的邊沿可拆卸連接，所述升降套26的底部設有連接臺30，所述連接臺30為扇環形底座34，且所述連接臺30上環形陣列有多個插柱31，所述取樣盤4的邊沿處設有c型的連接座32，所述連接座32的內圈與升降套26相適應，所述連接座32上設有與插柱31活動插接的插槽33。所述取樣盤4的周側設有弧形的擋板29。所述筒體1內壁的頂部設有第一支架38和第二支架39，所述第一支架38的內端設有第一環形架40，所述第一環形架40內安裝有軸承，且所述第一環形架40通過軸承轉動連接有第一固定套41，所述第一固定套41套接並固定在第一轉軸18上，所述第二支架39的內端設有第二環形架42，所述第二環形架42內安裝有軸承，所述第二環形架42通過軸承轉動連接有第二固定套43，所述第二固定套43上設有與導軌套管21相對應的通孔，且所述第二固定套43套接並固定在導軌套管21上。