CN120100314A 一种勘探用冰钻取芯设备及其工作方法 （中铁四局集团第一工程有限公司）

(19)国家知识产权局(10)申请公布号CN120100314A(21)申请号202510586375.9(22)申请日2025.05.08(71)申请人中铁四局集团第一工程有限公司路434号申请人中铁四局集团有限公司郝瑞峰皮诗君(74)专利代理机构北京正企知航知识产权代理有限公司16333专利代理师王君昌7/02(2006.01)(54)发明名称一种勘探用冰钻取芯设备及其工作方法(57)摘要本发明公开了一种勘探用冰钻取芯设备及其工作方法，包括履带小车，履带小车上安装有升降机，升降机上安装有取芯机构，取芯机构包括固定套筒，固定套筒的外侧套设有取芯筒，取芯筒的内侧壁上嵌设有限位杆，限位杆的内侧开设有第一安装槽，第一安装槽内安装有限位顶块，限位顶块通过支撑转轴与第一安装槽内壁铰接，支撑转轴靠近限位顶块的下端，限位杆靠近取芯筒轴心的一侧表面开设有限位滑槽，限位滑槽内滑动嵌设有限位滑板，限位滑板上开设有限位穿孔，通过限位穿孔和第一安装槽的内腔结构对限位顶块进行限位，使得限位顶块的端部与芯2安装有升降机(102),升降机(102)上安装有取芯机构(103),取芯机构(103)包括固定套筒(201),固定套筒(201)的外侧套设有取芯筒(209),取芯筒(209)的内侧壁上嵌设有限位杆(210),限位杆(210)的内侧开设有第一安装槽(211),第一安装槽(211)内安装有限位顶块近限位顶块(212)的下端，限位杆(210)靠近取芯筒(209)轴心的一侧表面开设有限位滑槽(214),限位滑槽(214)内滑动嵌设有限位滑板(215),限位滑板(215)上开设有限位穿孔2.根据权利要求1所述的一种勘探用冰钻取芯设备，其特征在于，所述限位杆(210)设位穿孔(216)与第一安装槽(211)一一对应，所述固定套筒(201)的顶部埋设有第一电机(202),第一电机(202)的转动轴竖直向下，第一电机(202)的转动轴下端安装有升降螺杆(203),升降螺杆(203)上螺纹套设有升降滑块(205),所述固定套筒(201)的侧壁上开设有升降滑槽(204),所述固定套筒(201)的外周活动套设有支撑板(206)和第二电机(207),第二电机(207)在支撑板(206)的下方且与其固定连接，升降滑块(205)的侧壁设有凸起且凸起穿过升降滑槽(204)并与支撑板(206)固定连接，第二电机(207)的外周安装有传动转筒3.根据权利要求2所述的一种勘探用冰钻取芯设备，其特征在于，所述第二电机(207)的下方且位于固定套筒(201)的外侧周围设有若干个限位推杆(219),限位推杆(219)的伸缩端共同安装有传动环板(217),传动环板(217)的下部安装有第一轴承(218),第一轴承4.根据权利要求2所述的一种勘探用冰钻取芯设备，其特征在于，所述固定套筒(201)的下端安装有连接块(301),连接块(301)的外周固定连接有若干个楔形块(302),楔形块5.根据权利要求4所述的一种勘探用冰钻取芯设备，其特征在于，所述楔形块(306.根据权利要求4所述的一种勘探用冰钻取芯设备，其特征在于，所述楔形块(30上部安装有三角导向块(304),三角导向块(304)与固定套筒(201)固定连接，所述取芯筒(209)的侧壁下部开设有第二安装槽(305),第二安装槽(305)内安装有分切刀(306),分切7.根据权利要求1所述的一种勘探用冰钻取芯设备，其特征在于，所述取芯筒(209)的8.根据权利要求1所述的一种勘探用冰钻取芯设备，其特征在于，所述升降机(10移动端安装有下压板(402),下压板(402)和取芯机构(103)之间设有若干个首尾相连的传动压杆(405),升降机(102)的下部且位于下压板(402)的正下方设有限位板(401),传动压杆(405)贯穿限位板(401),且传动压杆(39.根据权利要求8所述的一种勘探用冰钻取芯设备，其特征在于，所述下压板(402)的下部安装有第三电机(403),第三电机(403)的转动轴下端和各个传动压杆(405)的下端均安装有传动套筒(404),各个传动压杆(405)的顶端和固定套筒(201)的顶端均安装有连接10.一种勘探用冰钻取芯设备的工作方法，应用在如权利要求3-9任一所述的一种勘探步骤一：通过履带小车(101)在冰面上移动升降机(102)和取芯机构(103),随后升降机步骤二：通过第二电机(207)转动传动转筒(208),从而控制取芯限位穿孔(216)随后与芯体侧面抵接，对芯体形成卡接结构，在地面时，上移限位滑板步骤四：通过第一电机(202)转动升降螺杆(203),下压取芯筒(209),进一步地保持最佳的破冰速率，同时通过升降螺杆(203)的灵活调节，使得所获取的芯体高度能够灵活调4一种勘探用冰钻取芯设备及其工作方法技术领域[0001]本发明涉及地质勘察技术领域，具体是一种勘探用冰钻取芯设备及其工作方法。背景技术[0002]随着土建的种类不断增多，通常需要对基础地质层进行勘探和测量，因此需要在不同位置打孔取芯，而在建造汽车冬季试验场时，常常需要在不同地质地貌的位置上建造不同类型的冰雪道路，因此需要一种设备，既能够在不同的地质层进行取芯，更能在冰层上进行冰钻取芯。[0003]公开号为CN106052653A的申请文件公开了一种自动化打冰测流平台，包括小车，小车上设置有放置测量装置的保温装置和可升降钻冰装置，在小车的底面上设置有调平装问题一：地质层下常常有空腔或者水体，当所钻取的芯体材料位于地层的最下部时，容易发生类似芯体材料侧面与地质层分离时取芯筒来不及限位夹持，导致钻取的芯体掉落或者不完整，难以获取至地面上进行研究；问题二：由于地质层内材料不一定十分均匀，导致取芯过程取芯筒常常出现不可避免的振动或者晃动等干扰现象，导致获取的芯体结构不完整，干扰后续研究；问题三：在获取冰芯时，常常处于冰层凝结十分紧密的场景，而钻芯过程的钻孔尺寸受限、难以同步钻芯和分切，导致所钻取的冰芯无法从冰层上分离并取下，导致无法获取发明内容[0005]本发明的目的在于针对上述存在的问题和不足，提供一种勘探用冰钻取芯设备，提升了整体的工作效率。[0006]本发明至少解决下列一项技术问题：(1)取芯筒来不及限位夹持，钻取的芯体掉落或者不完整；(2)取芯过程常常出现晃动等干扰现象，导致获取的芯体结构不完整；(3)冰层凝结十分紧密，钻孔尺寸受限、难以同步钻芯和分切，导致所钻取的冰芯无法从冰层上分离并取下。[0007]本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种勘探用冰钻取芯设备，包括履带小车，履带小车上安装有升降机，升降机上安装有取芯机构，取芯机构包括固定套筒，固定套筒的外侧套设有取芯筒，取芯筒的内侧壁上嵌设有限位杆，限位杆的内侧开设有第一安装槽，第一安装槽内安装有限位顶块，限位顶块通过支撑转轴与第一安装槽内壁铰接，支撑转轴靠近限位顶块的下端，限位杆靠近取芯筒轴心的一侧表面开设有限位滑槽，限位滑槽内滑动嵌设有限位滑板，限位滑板上开设有限位穿孔。[0008]作为发明进一步的方案，限位杆设有若干个且等角度均匀分布，第一安装槽设有5若干个且呈等距均匀分布，限位穿孔与第一安装槽一一对应，固定套筒的顶部埋设有第一电机，第一电机的转动轴竖直向下，第一电机的转动轴下端安装有升降螺杆，升降螺杆上螺纹套设有升降滑块，固定套筒的侧壁上开设有升降滑槽，固定套筒的外周活动套设有支撑板和第二电机，第二电机在支撑板的下方且与其固定连接，升降滑块的侧壁设有凸起且凸起穿过升降滑槽并与支撑板固定连接，第二电机的外周安装有传动转筒，取芯筒与传动转筒固定连接。[0009]作为发明进一步的方案，第二电机的下方且位于固定套筒的外侧周围设有若干个限位推杆，限位推杆的伸缩端共同安装有传动环板，传动环板的下部安装有第一轴承，第一轴承的外圈与各个限位滑板相连，传动转筒的顶部与支撑板通过第二轴承转动连接。[0010]作为发明进一步的方案，固定套筒的下端安装有连接块，连接块的外周固定连接有若干个楔形块，楔形块内埋设有电热丝，且电热丝的供电线路埋设在固定套筒的侧壁内。[0011]作为发明进一步的方案，楔形块的截面呈三角形结构，楔形块的下表面与连接块的下表面位于同一平面且保持水平，楔形块的下表面开设有若干个并排设置的连接凹槽。[0012]作为发明进一步的方案，楔形块的上部安装有三角导向块，三角导向块与固定套筒固定连接，取芯筒的侧壁下部开设有第二安装槽，第二安装槽内安装有分切刀，分切刀的一端通过弹性转轴与第二安装槽弹性铰接，第二安装槽外侧且靠近分切刀的另一端安装有遮挡片。[0013]作为发明进一步的方案，取芯筒的外周绕设有螺旋刀条。[0014]作为发明进一步的方案，升降机的移动端安装有下压板，下压板和取芯机构之间设有若干个首尾相连的传动压杆，升降机的下部且位于下压板的正下方设有限位板，传动压杆贯穿限位板，且传动压杆的外周与限位板滑动抵接。[0015]作为发明进一步的方案，下压板的下部安装有第三电机，第三电机的转动轴下端和各个传动压杆的下端均安装有传动套筒，各个传动压杆的顶端和固定套筒的顶端均安装有连接传动块，连接传动块与传动套筒对应卡接。步骤一：通过履带小车在冰面上移动升降机和取芯机构，随后升降机下移取芯机步骤二：通过第二电机转动传动转筒，从而控制取芯筒的转速，通过旋转取芯筒从而获得芯体；步骤三：在芯体与冰层分离后，下移限位滑板，将限位穿孔移至限位顶块的一侧，在限位穿孔的移动前，限位顶块通过第一安装槽的形状以及支撑转轴的位置保持向取芯筒轴心方向转动的趋势，随着限位穿孔的下移，限位顶块的前端转动并穿过限位穿孔随后与芯体侧面抵接，随后限位滑板继续下移，通过限位穿孔和第一安装槽的内腔结构对限位顶块进行限位，使得限位顶块的端部与芯体保持稳定抵接，当升降机上移取芯机构时，限位顶块对芯体形成卡接结构，在地面时，上移限位滑板，通过限位滑板的内壁封堵第一安装槽的开口，并使限位顶块逆向转动收回至第一安装槽内，从而保持取芯筒内壁的无阻碍状态；步骤四：通过第一电机转动升降螺杆，推动升降滑块上下移动，从而通过支撑板下压取芯筒，通过固定套筒保持取芯筒在取芯过程中沿着固定套筒的轴向移动，进一步地保持最佳的破冰速率，同时通过升降螺杆的灵活调节，使得所获取的芯体高度能够灵活调节。6(1)取芯过程中，在芯体与冰层分离后，下移限位滑板，将限位穿孔移至限位顶块的一侧，在限位穿孔的移动前，限位顶块通过第一安装槽的形状以及支撑转轴的位置保持向取芯筒轴心方向转动的趋势，随着限位穿孔的下移，限位顶块的前端转动并穿过限位穿孔随后与芯体侧面抵接，随后限位滑板继续下移，通过限位穿孔和第一安装槽的内腔结构对限位顶块进行限位，使得限位顶块的端部与芯体保持稳定抵接，当升降机上移取芯机构时，限位顶块对芯体形成卡接结构，从而确保将尽可能多的芯体取出至地面；(2)工作时，通过楔形块和电热丝配合取芯筒，利用电热丝的热量先融化等待取芯的冰层顶部表面，使得楔形块和连接块的下表面嵌入冰层，随后停止电热，从而通过楔形块形成限位的构件，确保固定套筒的稳定状态，提升取芯筒旋转过程的稳定性，在取芯筒停止旋转时，融化的冰水随着冰层本身的冷量重新上冻，并与楔形块冰冻固连，从而进一步地使得芯体的获取更加牢固，以便于提升并获取芯体，取放过程简单高效，通过连接凹槽增加与冰层表面的连接复杂程度，从而进一步地使固定套筒通过楔形块紧密地与芯体相连；(3)工作时，通过第一轴承避免干涉限位滑板随着取芯筒同步转动，并通过第一轴承的上下移动，同时对各个限位滑板进行上下移动调节，以便于控制限位顶块转出和收回，通过限位推杆同步运行，使得限位滑板能够被灵活调节，确保限位顶块稳定地抵接在芯体侧面，并利用芯体在被上移时的惯性进一步地使限位顶块与芯体抵接，从而确保芯体充分地被取出，并通过限位顶块共同的抵接限位，防止取芯时芯体下方悬空导致芯体脱落，从而确保芯体的完整获取，避免芯体落入空洞、地下湖等难以收取的环境中；(4)移动时，分切刀首先通过三角导向块进行导向，避免分切刀受到连接块的干涉，当取芯工作结束时，反向转动取芯筒但并不下移，分切刀的尖端在弹性转轴的作用下保持对芯体侧面的压力并产生分切力，直至分切刀完成芯体与材料层的分切分离，提高芯体获取的速度，并提高芯体外形的完整和美观程度，以便于后续研究；(5)通过螺旋刀条随着取芯筒的同步旋转，促进取芯筒的下移取芯，同时辅助将产生的碎渣随着转动不断排出至地面或者支撑板上，通过不断增加传动压杆的数量，从而获得深度更深的芯体，通过传动套筒和连接传动块的对应卡接从而使深层取芯的耗时缩短，便于快速组装，且当连接块和楔形块与芯体上端抵接时，第三电机转动传动压杆，带动固定套筒、连接块和楔形块进行转动，利用楔形块的楔形结构推动芯体顶部的碎渣上移，使得连接块与芯体的主体顶部抵接，从而消除碎渣对芯体的获取阻碍，促进对芯体的连接紧密度，提高芯体的获取完整度。附图说明[0018]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明做进一步的说明。[0019]图1为本发明的整体结构侧视图；图2为本发明取芯机构的内部结构侧视图；图3为本发明取芯机构的内部结构局部侧视图；图4为本发明第一安装槽的整体结构侧视图；图5为图2中A区域的放大示意图；图6为本发明楔形块的整体结构侧视图；7图7为本发明楔形块的整体结构立体视图；图8为本发明第二电机、传动转筒和第二轴承连接结构的立体视图；图9为本发明分切刀受三角导向块导向时的立体视图；具体实施方式[0020]为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合[0021]请参阅图1-7所示：一种勘探用冰钻取芯设备，包括履带小车101,履带小车101上安装有升降机102,升降机102上安装有取芯机构103,取芯机构103包括固定套筒201,固定套筒201的外侧套设有取芯筒209,取芯筒209的内侧壁上嵌设有限位杆210,限位杆210的内侧开设有第一安装槽211,第一安装槽211内安装有限位顶块212,限位顶块212通过支撑转轴213与第一安装槽211内壁铰接，支撑转轴213靠近限位顶块212的下端，限位杆210靠近取芯筒209轴心的一侧表面开设有限位滑槽214,限位滑槽214内滑动嵌设有限位滑板215,限位滑板215上开设有限位穿孔216;本实施例工作时，通过取芯机构103在待建设的冰雪道路的路基中进行取芯采样，了解路基信息，并为各种勘探考察的研究工作提供被研究的芯体，例如在汽车冬季性能试验场的建设中常常需要在湖面冰层上建造多种冰雪道路，同时还有一些对应地科学考察研究，因此需要对冰层进行取芯研究，主要通过履带小车101在冰面上移动升降机102和取芯机构103,随后升降机102下移取芯机构103,对冰层进行旋转钻取芯位滑板215,将限位穿孔216移至限位顶块212的一侧，在限位穿孔216的移动前，限位顶块212通过第一安装槽211的形状以及支撑转轴213的位置保持向取芯筒209轴心方向转动的趋势，随着限位穿孔216的下移，限位顶块212的前端转动并穿过限位穿孔216随后与芯体侧面抵接，随后限位滑板215继续下移，通过限位穿孔216和第一安装槽211的内腔结构对限位顶块212进行限位，使得限位顶块212的端部与芯体保持稳定抵接，当升降机102上移取芯机构103时，限位顶块212对芯体形成卡接结构，从而确保将尽可能多的芯体取出至地面，以供研究，在地面时，上移限位滑板215,通过限位滑板215的内壁封堵第一安装槽211的开口，并使限位顶块212逆向转动收回至第一安装槽211内，从而保持取芯筒209内壁的无阻碍状态，以便于再次取芯，同时，通过限位顶块212共同的抵接限位，防止取芯时芯体下方悬空导致芯体脱落，从而确保芯体的完整获取，避免芯体落入空洞、地下湖等难以收取的环境中。[0022]限位杆210设有若干个且等角度均匀分布，第一安装槽211设有若干个且呈等距均匀分布，限位穿孔216与第一安装槽211—一对应，固定套筒201的顶部埋设有第一电机202,第一电机202的转动轴竖直向下，第一电机202的转动轴下端安装有升降螺杆203,升降螺杆8203上螺纹套设有升降滑块205,固定套筒201的侧壁上开设有升降滑槽204,固定套筒201的外周活动套设有支撑板206和第二电机207,第二电机207在支撑板206的下方且与其固定连接，升降滑块205的侧壁设有凸起且凸起穿过升降滑槽204并与支撑板206固定连接，第二电机207的外周安装有传动转筒208,取芯筒209与传动转筒208固定连接；本实施例工作时，通过固定套筒201保持取芯筒209在取芯过程中沿着固定套筒201的轴向移动，确保所取的芯体尽量呈标准圆柱体状结构，确保取芯过程省时省力，避免出现由于晃动和偏离造成取芯过程费时费力，同时避免所取芯体的结构出现不规则变化，通过第二电机207转动传动转筒208,从而控制取芯筒209的转速，确保持续保持最佳的破冰速率，通过第一电机202转动升降螺杆203,推动升降滑块205上下移动，从而通过支撑板206下压取芯筒209,进一步地保持最佳的破冰速率，同时通过升降螺杆203的灵活调节，使得所获取的芯体高度能够灵活调节。[0023]第二电机207的下方且位于固定套筒201的外侧周围设有若干个限位推杆219,限位推杆219的伸缩端共同安装有传动环板217,传动环板217的下部安装有第一轴承218,第一轴承218的外圈与各个限位滑板215相连，传动转筒208的顶部与支撑板206通过第二轴承220转动连接；本实施例工作时，通过第一轴承218避免干涉限位滑板215随着取芯筒209同步转动，并通过第一轴承218的上下移动，同时对各个限位滑板215进行上下移动调节，以便于控制限位顶块212转出和收回，通过限位推杆219同步运行，使得限位滑板215能够被灵活调节，确保限位顶块212稳定地抵接在芯体侧面，并利用芯体在被上移时的惯性进一步地使限位顶块212与芯体抵接，从而确保芯体充分地被取出。[0024]固定套筒201的下端安装有连接块301,连接块301的外周固定连接有若干个楔形块302,楔形块302内埋设有电热丝，且电热丝的供电线路埋设在固定套筒201的侧壁内；本实施例工作时，通过楔形块302和电热丝配合取芯筒209,利用电热丝的热量先融化等待取芯的冰层顶部表面，使得楔形块302和连接块301的下表面嵌入冰层，随后停止电热，从而通过楔形块302形成限位的构件，确保固定套筒201的稳定状态，提升取芯筒209旋转过程的稳定性，在取芯筒209停止旋转时，融化的冰水随着冰层本身的冷量重新上冻，并与楔形块302冰冻固连，从而进一步地使得芯体的获取更加牢固，以便于提升并获取芯[0025]楔形块302的截面呈三角形结构，楔形块302的下表面与连接块301的下表面位于同一平面且保持水平，楔形块302的下表面开设有若干个并排设置的连接凹槽303;本实施例工作时，通过连接凹槽303增加与冰层表面的连接复杂程度，从而进一步地使固定套筒201通过楔形块302紧密地与芯体相连，且主要应对温度位于零下且含水量较多的芯体材料。[0026]楔形块302的上部安装有三角导向块304,三角导向块304与固定套筒201固定连接，取芯筒209的侧壁下部开设有第二安装槽305,第二安装槽305内安装有分切刀306,分切刀306的一端通过弹性转轴307与第二安装槽305弹性铰接，第二安装槽305外侧且靠近分切刀306的另一端安装有遮挡片308;本实施例工作时，通过弹性转轴307使得分切刀306的尖端始终呈靠近固定套筒9201的趋势，随后首先通过楔形块302和连接块301与芯体上端连接，随后取芯筒209一边旋转一边下移，进行取芯工作，移动时，分切刀306首先通过三角导向块304进行导向，避免分切刀306受到连接块301的干涉，当取芯工作结束时，反向转动取芯筒209但并不下移，分切刀306的尖端在弹性转轴307的作用下保持对芯体侧面的压力并产生分切力，直至分切刀306完成芯体与材料层的分切分离，提高芯体获取的速度，并提高芯体外形的完整和美观程[0027]取芯筒209的外周绕设有螺旋刀条309;本实施例工作时，通过螺旋刀条309随着取芯筒209的同步旋转，促进取芯筒209的下移取芯，同时辅助将产生的碎渣随着转动不断排出至地面或者支撑板206上，避免碎渣干[0028]升降机102的移动端安装有下压板402,下压板402和取芯机构103之间设有若干个首尾相连的传动压杆405,升降机102的下部且位于下压板402的正下方设有限位板401,传动压杆405贯穿限位板401,且传动压杆405的外周与限位板401滑动抵接；本实施例工作时，通过不断增加传动压杆405的数量，从而获得深度更深的芯体，获取时，下压板402往复地上下移动，在前一个传动压杆405下移后增加新的传动压杆405,从而获得更深层的芯体获取能力。[0029]下压板402的下部安装有第三电机403,第三电机403的转动轴下端和各个传动压杆405的下端均安装有传动套筒404,各个传动压杆405的顶端和固定套筒201的顶端均安装有连接传动块406,连接传动块406与传动套筒404对应卡接；本实施例工作时，通过传动套筒404和连接传动块406的对应卡接从而使深层取芯的耗时缩短，便于快速组装，且当连接块301和楔形块302与芯体上端抵接时，第三电机403转动传动压杆405,带动固定套筒201、连接块301和楔形块302进行转动，利用楔形块302的楔形结构推动芯体顶部的碎渣上移，使得连接块301与芯体的主体顶部抵接，从而消除碎渣对芯体的获取阻碍，提高芯体的获取完整度。[0030]一种勘探用冰钻取芯设备的工作方法，包括以下步骤一：通过履带小车101在冰面上移动升降机102和取芯机构103,随后升降机102下移取芯机构103,对冰层进行旋转钻取芯体；步骤二：当连接块301和楔形块302与芯体上端抵接时，第三电机403转动传动压杆405,带动固定套筒201、连接块301和楔形块302进行转动，利用楔形块302的楔形结构推动芯体顶部的碎渣上移，使得连接块301与芯体的主体顶部抵接，通过楔形块302和电热丝配合取芯筒209,利用电热丝的热量先融化等待取芯的冰层顶部表面，使得楔形块302和连接块301的下表面嵌入冰层，随后停止电热，从而通过楔形块302形成限位的构件，确保固定套筒201的稳定状态，在取芯筒209停止旋转时，融化的冰水随着冰层本身的冷量重新上冻，并与楔形块302冰冻固连，通过连接凹槽303增加与冰层表面的连接复杂程度，通过第二电机207转动传动转筒208,从而控制取芯筒209的转速，通过旋转取芯筒209从而获得芯体；步骤三：在芯体与冰层分离后，通过第一轴承218避免干涉限位滑板215随着取芯筒209同步转动，并通过第一轴承218的上下移动，同时对各个限位滑板215进行上下移动调节，将限位穿孔216移至限位顶块212的一侧，在限位穿孔216的移动前，限位顶块212通过第一安装槽211的形状以及支撑转轴213的位置保持向取芯筒209轴心方向转动的趋势，随着限位穿孔216的下移，限位顶块212的前端转动并穿过限位穿孔216随后与芯体侧面抵接，随后限位滑板215继续下移，通过限位穿孔216和第一安装槽211的内腔结构对限位顶块212进行限位，使得限位顶块212的端部与芯体保持稳定抵接，当升降机102上移取芯机构103时，限位顶块212对芯体形成卡接结构，在地面时，上移限位滑板215,通过限位滑板215的内壁封堵第一安装槽211的开口，并使限位顶块212逆向转动收回至第一安装槽211内，从而保持取芯筒209内壁的无阻碍状态；步骤四：通过第一电机202转动升降螺杆203,推动升降滑块205上下移动，从而通过支撑板206下压取芯筒209,通过固定套筒201保持取芯筒209在取芯过程中沿着固定套筒201的轴向移动，进一步地保持最佳的破冰速率，同时通过升降螺杆203的灵活调节，使得所获取的芯体高度能够灵活调节；结束获取时，通过弹性转轴307使得分切刀306的尖端始终呈靠近固定套筒201的趋势，随后首先通过楔形块302和连接块301与芯体上端连接，随后取芯筒209一边旋转一边下移，进行取芯工作，移动时，分切刀306首先通过三角导向块304进行导向，避免分切刀306受到连接块301的干涉，当取芯工作结束时，反向转动取芯筒209但并不下移，分切刀306的尖端在弹性转轴307的作用下保持对芯体侧面的压力并产生分切力，直至分切刀306完成芯体与材料层的分切分离。[0031]本发明在使用时，工作人员在芯体与冰层分离后，下移限位滑板215,将限位穿孔216移至限位顶块212的一侧，在限位穿孔216的移动前，限位顶块212通过第一安装槽211的形状以及支撑转轴213的位置保持向取芯筒209轴心方向转动的趋势，随着限位穿孔216的下移，限位顶块212的前端转动并穿过限位穿孔216随后与芯体侧面抵接，随后限位滑板215继续下移，通过限位穿孔216和第一安装槽211的内腔结构对限位顶块212进行限位，使得限位顶块212的端部与芯体保持稳定抵接，当升降机102上移取芯机构103时，限位顶块212对芯体形成卡接结构，从而确保将尽可能多的芯体取出至地面；工作时，通过楔形块302和电热丝配合取芯筒209,利用电热丝的热量先融化等待取芯的冰层顶部表面，使得楔形块302和连接块301的下表面嵌入冰层，随后停止电热，从而通过楔形块302形成限位的构件，确保固定套筒201的稳定状态，提升取芯筒209旋转过程的稳定性，在取芯筒209停止旋转时，融化的冰水随着冰层本身的冷量重新上冻，并与楔形块302冰冻固连，从而进一步地使得芯体的获取更加牢固，以便于提升并获取芯体，取放过程简单高效，通过连接凹槽303增加与冰层表面的连接复杂程度，从而进一步地使固定套筒201通过楔形块302紧密地与芯体相连；工作时，通过第一轴承218避免干涉限位滑板215随着取芯筒209同步转动，并通过第一轴承218的上下移动，同时对各个限位滑板215进行上下移动调节，