[发明专利]一种基于不扰动土探井取样机器人的探井取样方法

说明书

本发明公开了一种基于不扰动土探井取样机器人的探井取样方法，该方法包括步骤：一、确定土样位置；二、获取探井；三、下放取样机器人；四、固定取样机器人并调整取样机器人的高度和朝向；五、下放样本框；六、获取土样；七、土样放样；八、运送土样；九、取样机器人的移位。本发明利用支撑气囊膨胀实现取样机器人与探井之间的固定，利用机器人刻槽取样，采用取样机构平稳准确的获取土样，利用平衡气囊平衡放样过程中土样对样本框的扰动，能使工人在不进入井内的前提下，将不扰动土取出，以保证工人的人身安全，体积小、质量轻、智能化程度高，可广泛用于各类土体取样，为科研设计提供优质的研究样本。

技术领域

本发明属于不扰动土探井取样技术领域，具体涉及一种基于不扰动土探井取样机器人的探井取样方法。

背景技术

目前，在工程及科研工作中，由于机械采取土样会对土体产生扰动，所以，为了得到土体真实的物理力学指标，通常需要在野外进行探井取样。一般的探井取样，是用洛阳铲成井至设计深度后，再由经验丰富的工人进入井下，自上而下的在井壁上刻取出不同深度的不扰动土样(一般直径或边长为20厘米到30厘米的试块)，然后进行蜡封储存或直接进行现场物理指标的试验；探井取样对土的扰动性影响很小，其试验数据相对更准确，但该方法存在较大的安全隐患，特别是随着开挖深度的增大，隐患也随之增大。工程上因工人在井下作业而导致的伤亡事故也屡见不鲜，如井口碎石掉落砸伤，井内缺氧窒息死亡，甚至井壁坍塌掩埋等，这些隐患对工人的人身安全造成极大的危害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于不扰动土探井取样机器人的探井取样方法，其设计新颖合理，利用支撑气囊膨胀实现取样机器人与探井之间的固定，利用机器人刻槽取样，采用取样机构平稳准确的获取土样，利用平衡气囊平衡放样过程中土样对样本框的扰动，能使工人在不进入井内的前提下，将不扰动土取出，以保证工人的人身安全，同时还具有体积小、质量轻、智能化程度高、效率高、投入少的优点，可广泛用于各类土体取样，为科研设计提供优质的研究样本，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于不扰动土探井取样机器人的探井取样方法，所述不扰动土探井取样机器人包括安装在地面上的第一卷扬机和第二卷扬机，以及与第一卷扬机配合且伸入至探井内的取样机器人和与第二卷扬机配合且下放至所述取样机器人上的样本框，样本框为顶部和前部均敞口的样本框，所述取样机器人包括基座、安装在基座上的转盘和安装在转盘上且用于限定升降柱升降路径的中空结构的限位座，基座和转盘的横截面尺寸小于探井的横截面尺寸，基座的周向端面上设置有环形结构且用于固定基座位置的支撑气囊，支撑气囊位于基座和探井之间的空隙中，基座的底部安装有用于为支撑气囊供气的第一气泵，第一气泵为支撑气囊供气的管路上安装有第一电磁阀，升降柱的顶端固定安装有机身，机身的背部安装有平衡气囊，机身上开设有出气孔和用于与样本框配合的安装槽，所述安装槽为顶部和前部均为敞口的安装槽，机身的底板内开设有用于供取样机构水平滑动的取样机构滑轨，机身内设置有平衡气囊放气管、为取样机构提供推拉动力的取样动力机构和为平衡气囊供气的第二气泵，平衡气囊放气管的一端与平衡气囊连通，平衡气囊放气管的另一端与所述出气孔连通，平衡气囊放气管与平衡气囊连通的管路上安装有第二电磁阀，机身的两外侧面上分别设置有机械臂，机械臂远离机身的一端安装有切取土样的刮铲；样本框的外侧壁上安装有旋转伸缩杆，旋转伸缩杆远离机身的一端固定安装有推板；

取样机构包括承托板和设置在承托板上部且与机身为一体的限位板，限位板位于机身前侧的下边缘设置有限位块，承托板和限位板之间形成间隙，承托板上设置有与限位块配合的L形推送板，L形推送板的竖直面板与限位块抵接，L形推送板的水平面板上设置有取样板，L形推送板的水平面板和取样板之间设置有多个升降支墩，L形推送板的水平面板的厚度与取样板的厚度之和小于限位块的下表面与承托板的上表面之间的间距；

其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、确定土样位置：对现场的不扰动土体进行勘探，获取待取的土样的位置；