一种在探井侧壁自动取样与井壁摄影的装置及其操作系统的制作方法 专利技术说明

土层或岩石的钻进;采矿的设备制造及其应用技术1.本技术涉及探井侧壁取样和摄像技术领域，尤其是涉及一种在探井侧壁自动取样与井壁摄影的装置及其操作系统。背景技术：2.开挖探井人工取样是最常见一种取样方式，首先使用机械洛阳铲或人工开挖探井，接着将取样人下吊至探井内不同位置在侧壁取土样。因开挖探井的设备简单，造价低廉，技术熟练的取样人能够较大程度上减少土样的扰动，尤其在软土、砂土、填土等不良土质地区相比机械取样在一定程度上可以保证土样的完整性，从而获得性状接近原状土的土样，对所取样地区的工程地质评价有着非常的有益效果。但是探井人工取样的这种方式不能够保证下井人的人身安全。3.当探井深度较大时，未提前对探井内部情况进行拍摄了解，探井上部土体及探井口周边出现的落土会存在击中正在作业的井下人的可能；此外在土质较软、不良的填土、处于地下水环境等的地质中开挖的探井存在塌孔、缩颈的可能性很高。一旦出现上述现象，轻则造成下井人身体伤害，重则会出现严重的人身安全事故。技术实现要素：4.为了改善上述提到的问题，本发明提供一种在探井侧壁自动取样与井壁摄影的装置和摄影及侧壁取样操作系统。5.本发明提供一种在探井侧壁自动取样与井壁摄影的装置，采用如下的技术方案：一种在探井侧壁自动取样与井壁摄影的装置，包括探井，所述探井的上端两侧安装有立柱，立柱的中间连接有取样杆，取样杆内部贯穿有电缆，取样杆的底端连接有摄像传感器，取样杆靠近摄像传感器的一端外侧安装有固定套，固定套的一侧安装有取样杆叶片，固定套的另一侧连接有取样器，取样杆内腔间隔安装有限位夹板；所述取样杆叶片的上端设置有顶进伸缩装置，顶进伸缩装置的一端设置有反力支座，顶进伸缩装置的另一端与取样器相连接。6.作为本发明所述一种在探井侧壁自动取样与井壁摄影的装置的一种优选方案，其中：所述立柱的上端中间安装有横梁，横梁的中间安装有定位套，取样杆活动贯穿定位套，立柱的底端两侧安装有地脚螺栓。7.基于上述技术特征：在探井的上方安装立柱，立柱通过地脚螺栓固定在地面上地脚螺栓也可以利用可制动的滚轮代替，具体根据现场需要安装，随后将横梁连接在立柱的中间，横梁为槽钢制成，具有较高的强度，而横梁的中心安装有定位套，方便取样杆通过定位套贯穿，使取样杆升降调节时，保持为竖直状态。8.作为本发明所述一种在探井侧壁自动取样与井壁摄影的装置的一种优选方案，其中：所述取样杆内部为中空结构，取样杆上端连接有收卷轮，取样杆底端内壁开设有内螺纹，取样杆的表面开设有外螺纹。9.基于上述技术特征：摄像传感器与取样杆底端内壁开设的内螺纹相连接，固定套与取样杆的表面开设的外螺纹相连接。10.作为本发明所述一种在探井侧壁自动取样与井壁摄影的装置的一种优选方案，其中：所述摄像传感器的上端连接有中空接头，中空接头与取样杆底端内壁的内螺纹螺纹连接。11.基于上述技术特征：摄像传感器的一端利用中空接头与取样杆底端内壁的内螺纹螺纹连接，同时电缆将通过中空接头与摄像传感器相连接。12.作为本发明所述一种在探井侧壁自动取样与井壁摄影的装置的一种优选方案，其中：所述固定套的一侧下端安装有取样箱，取样箱位于取样器下方，固定套的一侧上端安装有电动夹片，固定套的正面安装有单片机。13.基于上述技术特征：取样器将收集的样品落入取样箱内收集，而取样器原先是被电动夹片夹持固定的，防止取样器还未采样就发生倾斜或松脱的状况，而当需要取样时，工作人员可以在终端微机发生指令，打开电动夹片，再发送指令启动顶进伸缩装置推动取样器即可。14.作为本发明所述一种在探井侧壁自动取样与井壁摄影的装置的一种优选方案，其中：所述限位夹板的两侧对称安装有弹性件，弹性件固定在取样杆的内壁上，限位夹板的表面安装有橡胶垫。15.基于上述技术特征：限位夹板通过弹性件可自适应伸缩调节，方便夹持固定不同直径的电缆，此时电缆将稳定在取样杆的内部，避免电缆长时间晃动造成其连接端与摄像传感器之间产生松动。16.作为本发明所述一种在探井侧壁自动取样与井壁摄影的装置的一种优选方案，其中：所述限位夹板与橡胶垫呈半弧形对称状安装。17.基于上述技术特征：方便从电缆的两侧对电缆夹持限位。18.一种在探井侧壁自动取样与井壁摄影的操作系统：所述单片机电连接无线信号传输模块，所述无线信号传输模块无线信号连接软件管理系统，所述软件管理系统信号连接有终端微机，所述顶进伸缩装置、电动夹片均与单片机电连接，所述摄像传感器单片机电连接有数据采集系统，所述数据采集系统电连接摄像传感器。19.综上所述，本发明包括以下至少一种有益效果：使用时，摄像传感器通过上端的中空接头连接在取样杆的下端，紧接着可以将固定套套设在取样杆外端，再将取样杆叶片、顶进伸缩装置和取样器安装上，此时可以将取样杆向探井内部下放，取样杆下放的同时将通过摄像传感器对井壁摄影，直至摄像传感器到达探井底部，完成井壁摄影，从而可以对探井内部情况提前了解，尽量避免探井内出现塌孔、缩颈的状况。随后将开始取样，可以启动顶进伸缩装置带动取样器向前移动，此时顶进伸缩装置将采用静力把取样器压入井壁至规定深度后，再利用静力缓慢拔出取样器，这时可以打开取样器将收集的样品落入取样箱内收集，收集完成后关闭取样器，从而完成一次取样，无需人工进入探井内取样，避免发生安全隐患。附图说明20.图1是本发明的整体结构图；图2是本发明的立柱与取样杆连接结构图；图3是本发明的取样杆结构图；图4是本发明的取样杆与固定套内部剖视图；图5是本发明的取样杆与限位夹板仰视图；图6是本发明的单片机连接模块图。21.附图标记说明：1、探井；2、立柱；21、横梁；22、定位套；23、地脚螺栓；3、取样杆；31、收卷轮；32、内螺纹；33、外螺纹；4、电缆；5、摄像传感器；51、中空接头；52、数据采集系统；6、固定套；61、取样箱；62、电动夹片；63、单片机；631、无线信号传输模块；632、软件管理系统；633、终端微机；7、取样杆叶片；71、顶进伸缩装置；72、反力支座；8、取样器；9、限位夹板；91、弹性件；92、橡胶垫。具体实施方式22.以下结合附图1-6对本发明作进一步详细说明。23.请参阅图1-4，本发明提供的一种实施例：一种在探井侧壁自动取样与井壁摄影的装置。24.一种在探井侧壁自动取样与井壁摄影的装置，包括探井1，探井1的上端两侧安装有立柱2，立柱2的中间连接有取样杆3，取样杆3内部贯穿有电缆4，取样杆3的底端连接有摄像传感器5，取样杆3靠近摄像传感器5的一端外侧安装有固定套6，固定套6的一侧下端安装有取样箱61，固定套6的一侧安装有取样杆叶片7，固定套6的另一侧连接有取样器8，取样箱61位于取样器8下方，取样杆3内腔间隔安装有限位夹板9；取样杆叶片7的上端设置有顶进伸缩装置71，顶进伸缩装置71的一端设置有反力支座72，顶进伸缩装置71的另一端与取样器8相连接。25.立柱2的上端中间安装有横梁21，横梁21的中间安装有定位套22，取样杆3活动贯穿定位套22，立柱2的底端两侧安装有地脚螺栓23。26.取样杆3内部为中空结构，取样杆3上端连接有收卷轮31，取样杆3底端内壁开设有内螺纹32，取样杆3的表面开设有外螺纹33。27.摄像传感器5的上端连接有中空接头51，中空接头51与取样杆3底端内壁的内螺纹32螺纹连接。28.使用时，率先根据探井1孔的深度准备相对应长度的取样杆3和电缆4，接着电缆4穿过取样杆3的中心，使电缆4的一端与摄像传感器5连接，另一端则缠绕在收卷轮31上收卷，避免电缆4相互缠绕杂乱无章，随后可以将摄像传感器5通过上端的中空接头51连接在取样杆3的下端（摄像传感器5就是普通的摄像头，为现有公知技术，无需过多赘述），连接时中空接头51与内螺纹32螺纹连接，防止发生松脱的状况，紧接着可以将固定套6套设在取样杆3外端，且通过外螺纹33锁紧固定，再将取样杆叶片7、顶进伸缩装置71和取样器8安装上，反力支座72将在顶进伸缩装置71的后端限位，而顶进伸缩装置71的伸缩活动端与取样器8连接，方便顶进伸缩装置71带动取样器8伸缩调节。当取样杆3组装完成后，可以再在探井1的上方安装立柱2，立柱2通过地脚螺栓23固定在地面上地脚螺栓23也可以利用可制动的滚轮代替，具体根据现场需要安装，随后将横梁21连接在立柱2的中间，横梁21为槽钢制成，具有较高的强度，而横梁21的中心安装有定位套22，方便取样杆3通过定位套22贯穿，使取样杆3升降调节时，保持为竖直状态。此时可以将取样杆3向探井1内部下放，取样杆3下放的同时将通过摄像传感器5对井壁摄影，直至摄像传感器5到达探井1底部，完成井壁摄影。随后将开始取样，可以启动顶进伸缩装置71带动取样器8向前移动，此时顶进伸缩装置71将采用静力把取样器8压入井壁至规定深度后，再利用静力缓慢拔出取样器8，这时可以打开取样器8将收集的样品落入取样箱61内收集，收集完成后关闭取样器8，从而完成一次取样。随后根据提前设定的取样间距，向上提升取样杆3至规定位置，开始第二次取样，最终将根据需要依次顺序完成所有取样工作。当全部取样完成后，将取样杆3向上提出，再将取样箱61取下，对所有样品进行编号封装，完成该探井1的取样与摄影工作，完成后将设备移至下一个探井1内重复上述的取样与摄影工作，当所有探井1项目完成后，可以将各个组装的零件拆除，再将各个零件清点清洁后分类归置保存，方便下一次的使用。29.请参阅图4和图6，一种在探井侧壁自动取样与井壁摄影的操作系统：单片机63电连接无线信号传输模块631，无线信号传输模块631无线信号连接软件管理系统632，软件管理系统632信号连接有终端微机633，顶进伸缩装置71、电动夹片62均与单片机63电连接，摄像传感器5单片机63电连接有数据采集系统52，数据采集系统52电连接摄像传感器5，摄像传感器5的内部安装有数据采集系统52（为数据采集处理系统，通常由采集硬件和采集软件两部分共同组成，为现有公知技术）。30.固定套6的一侧上端安装有电动夹片62，固定套6的正面安装有单片机63（单片机63可采用stm32系列）。31.单片机63电连接无线信号传输模块631（无线信号传输模块631采用通信信号强且具有定位效果的4g模块），无线信号传输模块631无线信号连接软件管理系统632和终端微机633（终端微机633是指控制终端，而软件管理系统632是指用信息收集、录入以及储存的装置，均为现有公知技术）。32.摄像传感器5、电动夹片62均与单片机63电连接。33.当需要摄影时，工作人员可以在终端微机633通过软件管理系统632选择打开摄像传感器5，此时执行信号将通过无线信号传输模块631传输至单片机63内，单片机63将执行打开摄像传感器5，摄像传感器5拍摄的画面将通过数据采集系统52采集，再传输至单片机63内，最后再通过无线信号传输模块631传输至终端微机633。取样器8原先是被电动夹片62夹持固定的（电动夹片62就是人们俗称的夹持器，夹持器是握住物体进而操控物体的设备，它能够在执行某些动作的同时夹住和松开物体，为现有公知技术），防止取样器8还未采样就发生倾斜或松脱的状况，而当需要取样时，工作人员可以在终端微机633发送指令，打开电动夹片62，再发生指令启动顶进伸缩装置71推动取样器8即可。34.请参阅图4和图5，限位夹板9的两侧对称安装有弹性件91，弹性件91固定在取样杆3的内壁上，限位夹板9的表面安装有橡胶垫92。35.限位夹板9与橡胶垫92呈半弧形对称状安装。36.当电缆4穿过取样杆3的中心时，电缆4将同时穿过对称状的限位夹板9中间，限位夹板9通过弹性件91可自适应伸缩调节，方便夹持固定不同直径的电缆4，此时电缆4将稳定在取样杆3的内部，避免电缆长时间晃动造成其连接端与摄像传感器5之间产生松动，发生接触不良的问题，而设置的橡胶垫92也可以在限位夹板9和电缆4之间进行缓冲防护，避免限位夹板9对电缆4的表面造成磨损。37.工作原理：使用时，率先根据探井1孔的深度准备相对应长度的取样杆3和电缆4，接着电缆4穿过取样杆3的中心，使电缆4的一端与摄像传感器5连接，另一端则缠绕在收卷轮31上收卷，随后可以将摄像传感器5通过上端的中空接头51连接在取样杆3的下端，紧接着可以将固定套6套设在取样杆3外端，再将取样杆叶片7、顶进伸缩装置71和取样器8安装上，当取样杆3组装完成后，可以再在探井1的上方安装立柱2，随后将横梁21连接在立柱2的中间，而横梁21的中心安装有定位套22，方便取样杆3通过定位套22贯穿。此时可以将取样杆3向探井1内部下放，取样杆3下放的同时将通过摄像传感器5对井壁摄影，直至摄像传感器5到达探井1底部，完成井壁摄影。随后将开始取样，可以启动顶进伸缩装置71带动取样器8向前移动，此时顶进伸缩装置71将采用静力把取样器8压入井壁至规定深度后，再利用静力缓慢拔出取样器8，这时可以打开取样器8将收集的样品落入取样箱61内收集，收集完成后关闭取样器8，从而完成一次取样。随后根据提前设定的取样间距，向上提升取样杆3至规定位置，开始第二次取样，最终将根据需要依次顺序完成所有取样工作。38.以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。









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