车载式土壤取样钻机及取样方法

910 编辑：中冶有色技术网来源：徐州徐工环境技术有限公司

2024-01-12 16:30:27

权利要求书： 1.一种车载式土壤取样钻机，其特征在于：包括取力装置、液压油箱、液压卷盘、底盘电瓶、履带式取样钻机和液压尾板；

所述液压卷盘上缠绕有油管，该油管的进口端与所述取力装置相连，取力装置又与液压油箱相连，油管的出口端与履带式取样钻机相连，为履带式取样钻机的行驶及作业提供动力；

所述底盘电瓶通过电线与履带式取样钻机和液压尾板相连，为提供控制信号所用的电力，通过液压尾板的升降实现履带式取样钻机上下车动作；

所述取力装置包括全功率取力口、万向轴、气动离合器和取力泵；

所述全功率取力口与万向轴连接，所述万向轴再与气动离合器连接，所述气动离合器由气动阀控制取力装置的开启与关闭，气动离合器带动取力泵转动，所述取力泵与液压卷盘上缠绕的油管相连；

所述履带式取样钻机包括橡胶履带底盘、倾斜油缸、俯仰油缸、钟摆油缸、控制总成、冲击动力头装置、螺旋动力头装置、静压装置；

所述控制总成中设有手柄，分别控制倾斜油缸、俯仰油缸和钟摆油缸的伸缩，从而适用于不同的作业情况；

所述冲击动力头装置用来敲击取样钻杆，使钻杆逐步钻入土壤内取样；

所述螺旋动力头装置用于深度取样或者是静压取样时，为防止钻机翘头，通过螺旋动力头将地锚旋钻于地下，从而对钻机整体进行固定。

2.根据权利要求1所述的一种车载式土壤取样钻机，其特征在于：所述静压装置由连杆、静压油缸、底部支撑组成；

作业时，打开静压油缸，将钻杆或者探测设备放入底部支撑的限位孔里，另一端与连杆相连，通过两个静压油缸的压力将钻杆或者探测设备压入土壤内进行作业。

3.根据权利要求1所述的一种车载式土壤取样钻机，其特征在于：所述履带式取样钻机还包括快插接头；

所述油管的出口端带有快插接头，与钻机的快插接头对接。

4.根据权利要求1所述的一种车载式土壤取样钻机，其特征在于：在车厢侧面处设有操作面板，通过操作面板的按钮控制液压尾板开启与升降。

5.一种基于权利要求1至4任一项所述的车载式土壤取样钻机的取样方法，其特征在于：（1）打开气动离合器的开关；

（2）打开钻机控制总成的启动开关；

（3）通过操作面板打开液压尾板使其与车厢底部平齐；

（4）将钻机驾驶至液压尾板上；

（5）降落液压尾板至地面；

（6）将钻机开出尾板至作业点进行作业；

（7）作业完成后按以上操作再将钻机驾驶至车厢即可。

说明书：一种车载式土壤取样钻机及取样方法技术领域[0001] 本发明涉及土壤检测与修复领域，尤其涉及一种车载式土壤取样钻机。背景技术[0002] 随着工业化进程的不断提高和城乡区域的搬迁，遗留下了大量污染场地，环境修复与治理势在必行。这需要先进的钻进设备对污染场地的取样调查，为后期进行修复与治理提供必要数据。[0003] 钻机分自行走式、车载式等几种形式。现自行走钻机自带动力系统，体积较大，运输较为困难，使用成本高；而市场上现有的车载式钻机大多为钻机与车体结合固定，利用车体的结构形式配备钻机进行作业，此种车载式钻机结构简单但是作业局限性较大，钻机不能单独作业，工作完一个取样点则需要移动调整车辆到下一个点进行取样作业，操作繁琐，如遇到环境恶劣或者空间狭小的场地车辆难以进入则需要先对场地进行平整再进行作业，耗时长，工作效率低下；市场现有钻机虽大多集成了冲击钻进、螺旋钻进和声频钻进，三者结合，能满足普遍的取样需求，但并没有配备有能够满足静压取样和测量锥尖阻力、侧摩阻力、孔隙水压力功能的静压装置。[0004] 因此，为了最大限度到达偏远污染场地，提高钻机的移动灵活性和污染场地土壤取样效率，减小土样的污染和扰动，降低土壤调查、修复与治理的成本，本发明提出一种车载式土壤取样钻机。发明内容[0005] 针对上述应用需求，本发明提出了一种车载式土壤取样钻机，其基于多功能集成式污染场地处置专用车平台，钻机动力全部来自于底盘发动机，钻机可独立行走，可以最大限度到达偏远污染场地，提高钻机的移动灵活性和污染场地土壤取样效率，减小土样的污染和扰动，降低土壤调查、修复与治理的成本。[0006] 本发明按以下技术方案实现：[0007] 一种车载式土壤取样钻机，包括取力装置、液压油箱、液压卷盘、底盘电瓶、履带式取样钻机和液压尾板；所述液压卷盘上缠绕有油管，该油管的进口端与所述取力装置相连，取力装置又与液压油箱相连，油管的出口端与履带式取样钻机相连，为履带式取样钻机的行驶及作业提供动力；所述底盘电瓶通过电线与履带式取样钻机和液压尾板相连，为提供控制信号所用的电力，通过液压尾板的升降实现履带式取样钻机上下车动作。[0008] 进一步，所述取力装置包括全功率取力口、万向轴、气动离合器和取力泵；所述全功率取力口与万向轴连接，所述万向轴再与气动离合器连接，所述气动离合器由气动阀控制取力装置的开启与关闭，气动离合器带动取力泵转动，所述取力泵与液压卷盘上缠绕的油管相连。[0009] 进一步，所述履带式取样钻机包括橡胶履带底盘、倾斜油缸、俯仰油缸、钟摆油缸、控制总成、冲击动力头装置、螺旋动力头装置、静压装置；所述控制总成中设有手柄，分别控制倾斜油缸、俯仰油缸和钟摆油缸的伸缩，从而适用于不同的作业情况；所述冲击动力头装置用来敲击取样钻杆，使钻杆逐步钻入土壤内取样；所述螺旋动力头装置用于深度取样或者是静压取样时，为防止钻机翘头，通过螺旋动力头将地锚旋钻于地下，从而对钻机整体进行固定。[0010] 进一步，所述静压装置由连杆、静压油缸、底部支撑组成；作业时，打开静压油缸，将钻杆或者探测设备放入底部支撑的限位孔里，另一端与连杆相连，通过两个静压油缸的压力将钻杆或者探测设备压入土壤内进行作业。[0011] 进一步，所述履带式取样钻机还包括快插接头；所述油管的出口端带有快插接头，与钻机的快插接头对接。[0012] 进一步，在车厢侧面处设有操作面板，通过操作面板的按钮控制液压尾板开启与升降。[0013] 一种基于上述的车载式土壤取样钻机的取样方法：[0014] （1）打开气动离合器的开关；[0015] （2）打开钻机控制总成的启动开关；[0016] （3）通过操作面板打开液压尾板使其与车厢底部平齐；[0017] （4）将钻机驾驶至液压尾板上；[0018] （5）降落液压尾板至地面；[0019] （6）将钻机开出尾板至作业点进行作业；[0020] （7）作业完成后按以上操作再将钻机驾驶至车厢即可。[0021] 本发明有益效果：[0022] （1）所述车载式土壤取样钻机动力来自于汽车底盘的全功率取力，由取力口通过万向轴与气动离合器带动液压泵驱动钻机；[0023] （2）所述液压卷盘进口与液压泵相连，出口与钻机快插相连，可自动收管与放管，不需人工梳理油管，操作简单；为适应不同场地的作业需求可配备不同长度的管路；[0024] （3）所述钻机及尾板的控制电信号全部由底盘电瓶提供；[0025] （4）所述履带式取样钻机由橡胶履带底盘、倾斜油缸、俯仰油缸、钟摆油缸、控制总成、冲击动力头装置、螺旋动力头装置和静压装置等主要部件组成，全液压驱动，动力来源简单；分别由控制手柄控制钻机的各个作业动作，整体结构形式小巧；冲击动力头和螺旋动力头配合，能够满足各个复杂场地的样品采集作业。履带式取样钻机的移动灵活，能快速提高污染场地快速转场和污染场地土壤取样效率，同时减小土样的污染和扰动，降低土壤调查、修复与治理的成本。[0026] （5）所述静压装置，安装在钻机尾部，双油缸静压，对土壤污染扰动小，能够保证高精度的采样数据；静压作业全程无噪音，适用于居民区的样品采集作业。[0027] （6）所述液压尾板由控制面板按钮控制，可以在尾板作业过程中随时停止，为钻机上下车提供了可靠的平台。附图说明[0028] 附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。[0029] 在附图中：[0030] 图1：车载式土壤取样钻机整体布置图；[0031] 图2：电瓶及操作面板位置示意图；[0032] 图3：取力装置结构图；[0033] 图4：履带式取样钻机结构图；[0034] 图5：钻机上下车示意图。[0035] 需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。具体实施方式[0036] 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，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。[0037] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0038] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0039] 如图1、图2所示，本发明提出了一种车载式土壤取样钻机，其基于多功能集成式污染场地处置专用车平台，钻机动力全部来自于底盘发动机，钻机可独立行走，可以最大限度到达偏远污染场地，提高钻机的移动灵活性和污染场地土壤取样效率，减小土样的污染和扰动，降低土壤调查、修复与治理的成本。[0040] 具体的方案，车载式土壤取样钻机由汽车二类底盘1、取力装置2、液压油箱3、液压卷盘4、油管5、履带式取样钻机6、液压尾板7、底盘电瓶8、电线9、操作面板10组成。[0041] 汽车二类底盘1连接离合器及全功率取力器通过液压卷盘4为履带式取样钻机6提供动力，底盘电瓶8为钻机控制信号提供电力，使得钻机重量轻，效率高、油耗少，降低成本等。[0042] 履带式取样钻机6通过液压尾板7的升降完成快速上下车，达到钻机快速转场和快速取样的目的，降低土壤调查的成本和时间；钻机可在检测场地周围移动，移动灵活，取样效率高。[0043] 履带式取样钻机6是一种集冲击动力头、螺旋动力头和静压装置于一体的钻机，可进行冲击钻进、螺旋钻进、静压钻进，可根据不同的地层深度选择冲击钻进取样或静压钻进取样，螺旋钻进的目的是在冲击钻进或静压钻进放置钻机翘起，其方式通过螺旋钻进下地锚，地锚连接钻机的履带底盘，可防止钻机翘起。[0044] 如图3所示，汽车二类底盘1的全功率取力口201与取力装置2的万向轴202连接，万向轴202再与气动离合器203连接，气动离合器203由气动阀控制取力装置的开启与关闭，气动离合器203带动主取力泵204转动，驱动液压油为钻机提供动力。[0045] 取力泵204通过油管与液压卷盘4相连，液压卷盘4上缠绕有油管5，油管5的出口端带有快插接头，与钻机的快插接头602对接，为钻机的行驶及作业提供动力。[0046] 汽车二类底盘1的底盘电瓶8通过电线9与履带式取样钻机6和液压尾板7相连，为钻机及液压尾板提供控制信号所用的电力，通过控制盒10的按钮控制液压尾板开启与升降。[0047] 如图4所示，履带式取样钻机6由橡胶履带底盘601、快插接头602、倾斜油缸603、俯仰油缸604、钟摆油缸605、控制总成606、冲击动力头装置607、螺旋动力头装置608、静压装置609组成，控制总成606中设有手柄，分别控制倾斜油缸603、俯仰油缸604和钟摆油缸605的伸缩，从而适用于不同的作业情况。冲击动力头装置607用来敲击取样钻杆，使钻杆逐步钻入土壤内取样；螺旋动力头装置608用于深度取样或者是静压取样时，为防止钻机翘头，通过螺旋动力头，将地锚旋钻于地下，从而对钻机整体进行固定。[0048] 静压装置由连杆611、静压油缸610、底部支撑612组成，作业时，打开静压油缸610，将钻杆或者探测设备放入底部支撑612的限位孔里，，另一端与连杆611相连，通过两个静压油缸的压力将钻杆或者探测设备压入土壤内进行作业。所述静压装置对于土壤扰动小，探测实验数据精确，无噪音，适用于城市居民区的土壤采样作业。[0049] 如图5所示，履带式取样钻机6作业时分为以下几步：[0050] （1）打开气动离合器203的开关；（2）打开钻机控制总成606的启动开关；（3）通过操作面板打开液压尾板使其与车厢底部平齐；（4）将钻机驾驶至液压尾板上；（5）降落液压尾板至地面；（6）将钻机开出尾板至作业点进行作业；（7）作业完成后按以上操作再将钻机驾驶至车厢即可。[0051] 整体钻机作业简单方便，钻机可在液压卷盘管路长度范围内作业，在传统的采样点，只需移动一两次车辆即可完成整个场地的土壤采样作业，作业范围广，转场快捷方便。[0052] 综上，本发明提出了一种车载式土壤取样钻机，其具有以下几种发明效果：[0053] （1）所述车载式土壤取样钻机动力来自于汽车底盘的全功率取力，由取力口通过万向轴与气动离合器带动液压泵驱动钻机。[0054] （2）所述液压卷盘进口与液压泵相连，出口与钻机快插相连，可自动收管与放管，不需人工梳理油管，操作简单；为适应不同场地的作业需求可配备不同长度的管路。[0055] （3）所述钻机及尾板的控制电信号全部由底盘电瓶提供。[0056] （4）所述履带式取样钻机由橡胶履带底盘、倾斜油缸、俯仰油缸、钟摆油缸、控制总成、冲击动力头装置、螺旋动力头装置和静压装置等主要部件组成，全液压驱动，动力来源简单；分别由控制手柄控制钻机的各个作业动作，整体结构形式小巧；冲击动力头和螺旋动力头配合，能够满足各个复杂场地的样品采集作业。履带式取样钻机的移动灵活，能快速提高污染场地快速转场和污染场地土壤取样效率，同时减小土样的污染和扰动，降低土壤调查、修复与治理的成本。[0057] （5）所述静压装置，安装在钻机尾部，双油缸静压，对土壤污染扰动小，能够保证高精度的采样数据；静压作业全程无噪音，适用于居民区的样品采集作业。[0058] （6）所述液压尾板由控制面板按钮控制，可以在尾板作业过程中随时停止，为钻机上下车提供了可靠的平台。[0059] 在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。[0060] 此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本发明的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本申请所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。[0061] 以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。