(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210584668.X (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 华北水利水电大 学 地址 450045 河南省郑州市金 水区北环路 36号 (72)发明人 魏冲　李志萍　王志国　赵娟　 司晓霞　李长明　 (74)专利代理 机构 湖南企企卫知识产权代理有 限公司 43257 专利代理师 苏丹 (51)Int.Cl. G01F 23/00(2022.01) G01N 1/08(2006.01) G01N 1/28(2006.01) G01N 33/24(2006.01)B08B 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种用于水文地质勘探的地下水位观测装 置 (57)摘要 本发明涉及地下水位观测领域， 具体涉及一 种用于水文地质勘探的地下水位观测装置； 包括 主体， 主体包括上部的圆柱体和下部的圆锥体， 主体上顶面固定安装与之同轴的锥形的动力控 制模块， 动力控制模块上端固定连接吊绳的下 端， 主体左右两侧开设有可调节的取样装置， 主 体内开设有竖向的与之同轴的试样通道， 取样装 置与试样通道相连， 试样通道内中部设有对试样 进行筛分处理的试样处理装置， 试样通道内底部 设有对试样进行检测的湿度检测装置； 本发明机 构紧凑， 构思巧妙， 通过竖轴的转动带动转轴转 动， 使得椭球形钻头通过外周的取样槽对钻孔孔 壁钻取地质试样， 利用地质试样的重力以及进料 孔的结构特性， 使得地质试样进行移动， 无需额 外的试样传输动力。 权利要求书2页 说明书7页 附图7页 CN 114964411 A 2022.08.30 CN 114964411 A 1.一种用于水文地质勘探的地下水位观测装置， 其特征在于： 包括主体， 主体包括上方 圆锥形的动力控制模块、 中部的圆柱部和位于下部的圆锥部， 动力控制模块、 圆柱部、 圆锥 部均同轴， 圆锥部上端与圆柱部下端外侧齐平且为一体结构， 圆锥部下端嵌装水位监测装 置， 动力控制模块下端外侧与圆柱体上端外侧齐平， 动力控制模块上端固定连接吊绳的下 端， 吊绳上端通过绳索收卷装置进行调节， 主体外侧设有可调节的支撑行走机构， 同时主体 还设有对钻孔孔壁取样并对试样进行 处理以及湿度检测的取样加工检测装置， 支撑行走机 构能够在进行水位监测装置进 行水位监测以及取样加工检测装置工作时， 支撑行走机构自 适应钻孔 孔径并使得主体保持稳定， 还能带动主体沿钻孔 孔壁竖向移动。 2.根据权利要求1所述的一种用于水文地质勘探的地下水位观测装置， 其特征在于： 所 述的取样加工检测装置包括在主体中部左右两侧开设有可调节的取样装置， 圆柱部和圆锥 部内共同开设有竖向的与之 同轴的试样通道， 取样装置与试样通道相连， 试样通道内中部 设有对试样进 行筛分处理的试样处理装置， 试样通道内底部设有对试样进 行检测的湿度检 测装置以及将检测完的试样进行清理的清理装置， 在使用时， 取样装置对钻孔孔壁进行取 样， 所得地质试样在重力作用下进入试样通道， 并在重力作用下沿试样通道向下落， 先经过 试样处理装置进行碾碎筛分， 筛分后的试样掉落至湿度检测装置进行湿度检测， 再经过清 理装置将湿度检测装置的地质试样清理干净并向外 部排出。 3.根据权利要求2所述的一种用于水文地质勘探的地下水位观测装置， 其特征在于： 所 述的试样通道包括开设与圆柱部内上部与之同轴的第一通道， 第一通道上方开设与动力控 制模块相通的竖向的第一通孔， 第一通道内设有与之 同轴的竖轴， 竖轴 上端贯穿第一通孔 伸入动力控制模块内， 且动力控制模块内设有驱动竖轴转动的第一动力装置， 第一通道下 端开设与之同轴的椭球形通孔， 椭球形通孔的长直径大于第一通道内径， 椭球形通孔底面 开设与之 同轴的竖向的第二通道， 第二通道与第一通道内径相等， 第一通道内中部开设两 个呈左右对称分布的斜向上 的进料孔； 取样装置包括进料孔内中部设有的转轴， 竖轴外周 套设有罩体， 竖轴下端贯穿罩体且与之密封转动连接， 竖轴外周固定安装第二齿轮， 第二齿 轮位于罩体内， 罩体两侧分别设有与转轴一一对应的连接轴， 连接轴内端均贯穿罩体对应 侧且与之密封转动连接， 连接轴内端均固定安装第一齿轮， 第一齿轮同时与第二齿轮啮合 配合， 连接轴外端分别通过万向联轴器连接对应侧的转轴内端， 转轴外端贯穿对应的进料 孔， 转轴外周套设有与之同轴的套筒， 套筒位于对应的进料孔外侧， 套筒内设有与之同轴的 圆环， 圆环通过数根呈环形均布的连杆固定安装于套筒内， 转轴外端贯穿对应的圆环且与 之转动连接， 套管与对应的进料孔之间固定安装软质的连接管， 套管外端均铰接安装数个 呈环形均布的支撑杆， 支撑杆的铰接轴均安装扭簧， 同一套管外端的所有支撑杆内侧均同 时固定安装环形 的弹性布， 转轴外端固定安装长直径与之同轴的椭球型钻头， 椭球型钻头 的外周开设螺旋线的钻取槽， 弹性布始终位于椭球型钻头外侧， 圆柱部上部外侧铰接安装 倒L形的第一支架， 第一支架的竖向端固定连接对应侧的套 管下部， 圆柱部与第一支架对应 侧之间铰接安装活动端斜向下的第一电动伸缩杆。 4.根据权利要求3所述的一种用于水文地质勘探的地下水位观测装置， 其特征在于： 所 述的试样处理装置包括设置于椭球形通孔内的碾碎装置和设置在第二通道中部的过滤筛 分装置， 所述的碾碎装置包括位于椭球形通孔内与之 同轴的椭球形 的碾碎球， 碾碎球顶部 开设与之 同轴的第二通孔， 竖轴 下端贯穿第二通孔伸入第二通道内下部， 第二通孔内固定权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114964411 A 2安装两个呈上下对称分布的限位环， 竖轴外周套设有两个呈上下分布的套环， 套环位于两 个限位环之间， 竖轴外周固定套装偏心轮， 套环分别位于偏心轮上下两侧， 套环与偏心轮对 应侧之间固定安装第一 弹簧， 第一 弹簧套设在竖轴外周， 碾碎球不能在椭球形通孔内转动， 碾碎球能在偏心轮作用下沿外侧偏转。 5.根据权利要求4所述的一种用于水文地质勘探的地下水位观测装置， 其特征在于： 所 述的过滤筛 分装置包括套设在竖轴外周的上下两端开口的套筒， 套筒 上下两端均固定安装 密封圈， 密封圈上端均与竖轴外周接触配合， 第二通道中部开设两个呈左右对称分布的斜 向下的第一出料孔， 套筒与第二通道之间固定安装环形 的过滤网， 过滤网与套筒连接端高 于过滤网与第二通道的连接端， 过滤网与第二通道的连接处与第一出料孔内端底部齐平， 套筒内侧固定安装数个呈环形均 布的半球形的凸起， 竖轴外周固定安装数个呈环形均布的 弧形的突 块， 凸起能与突 块接触配合。 6.根据权利要求2或3或4或5所述的一种用于水文地质勘探的地下水位观测装置， 其特 征在于： 所述的湿度检测装置包括固定安装于第二通道底部的第二支撑架， 第二支撑架上 端固定安装湿度传感器， 湿度传感器外侧套设有与之 同轴的固定管， 固定管外周固定安装 两个呈左右对称分布的固定块， 固定块下端与第二通道底面之 间固定安装活动端朝上的第 二电动伸缩杆， 第二通道内下部固定安装橡胶材质的盛样布， 固定管固定安装于盛样布底 面中部且与之同轴， 湿度传感器上端固定安装进行检测的尖刺部朝上 的探测针， 探测针上 端能够刺过盛样布位于其上方， 第二通道下部外侧开设数个呈环形均布的斜向下的第二出 料孔， 盛样布边缘处与第二出料孔内端底部齐平， 清理装置包括固定安装于竖轴底部的数 个呈环形均布的凹面朝下 的弧形的刮板， 刮板下部采用橡胶材质， 刮板外端与第二通道间 隙配合， 第二电动伸缩杆收缩时， 刮板及竖轴位于盛样布上方， 且盛样布为凹面朝上的弧 形， 探测针刺过盛样布位于其上部， 此时盛样布承接自上方掉落的地质试样， 并对盛样布上 方的地质试样进行检测， 当第二电动伸缩杆伸长时， 盛样布呈凸面朝上的弧形， 探测针与之 分离且位于其下部， 刮板下端与盛样布顶面接触配合， 竖轴转动带动刮板将盛样布顶面进 行清理， 同时检测过的试样经 过第二出 料孔排出至主体外侧。 7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种用于水文地质勘探的地下水位观测装 置， 其特征在于： 所述的支撑行走机构包括两根铰接安装于圆柱部下部的下行走杆， 下行走 杆的外端斜向上， 动力控制模块上部铰接安装两根外端斜向上的上行走杆， 上行走杆与下 行走杆的外端均安装动力滚轮， 圆柱部下部与对应的下行走杆之 间铰接安装活动端向下的 第三电动伸缩杆， 第三电动伸缩杆位于下行走杆上方， 动力控制模块上部与对应侧的上行 走杆之间铰接安装活动端朝下的第四电动伸缩杆， 第四电动伸缩杆位于对应的上行走杆上 方。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114964411 A 3