CN105675337A - 一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，包括多根立柱、下压板、水平固定板、布设在下压板底部的取样刀具和土样切割及提取机构，水平固定板上装有带动下压板上下移动的提升机构；取样刀具包括由上至下垂直切入黄土土层内的取样环刀和随取样环刀同步进入黄土土层内的圆柱状护筒；土样切割及提取机构包括位于下压板下方的平移机构和安装在所述平移机构下方的旋转切割机构；旋转切割机构包括两个平移切割板、两个分别安装在平移切割板底部的弧形切割刀和多道连接于两个弧形切割刀底部之间的平直切割钢丝。本发明结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能简便、快速完成取样过程，并且取样效果好。

Description

一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置

技术领域

本发明涉及一种土样取样装置，尤其是涉及一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置。

背景技术

取土器是用来提起下层试验土壤原状土作为试样以了解其性质，对软土原状土样进行取样时，通常采用薄壁取土器取土，取土过程中，为使软土微弱的结构骨架得以较好地保存而少受破坏，取土过程需非常谨慎，尽量减少甚至避免来自取土工具、取土方法等因素对所取土样的扰动。取土器的直径不应小于Φ120mm，对于砂土则可采用直径较小的取土器，以免提取时脱落土样。实际取样过程中，为了解某一地层的地址状况，经常需要采用取土垂直向下取土，若所取土样直径较大且土样含水量较高，对取土器进行提取时，经常出现因土样脱落、取土器内所采集土样的底端与下方地层分离时带来的扰动等原因造成取样失败的情形。另外，现有的取土器还存在使用操作不便、使用效果较差等缺陷。

因而，现如今缺少一种结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好的具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，能简便、快速完成取样过程，并且取样效果好，刀具垂直进入地层后能对所采集土样底端进行切割，使得土样与原土层分离，而土样提取时能由下至上对土样进行承托，从而大幅度提高取样质量，减少甚至避免为使与原土层分离给土样带来的扰动，并且能有效减少土样脱落概率。

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，提供一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能简便、快速完成取样过程，并且取样效果好。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征在于：包括多根底部固定于黄土土层内的立柱、安装在多根所述立柱上且能在竖直方向上进行上下移动的下压板、固定安装在多根所述立柱顶端的水平固定板、布设在下压板底部的取样刀具和对所述取样刀具内所取土样底端进行切割及承托的土样切割及提取机构，多根所述立柱均呈竖直向布设，所述下压板呈水平布设，所述下压板上开有多个分别供多根所述立柱穿过的通孔；所述水平固定板上装有带动下压板上下移动的提升机构；

所述取样刀具包括由上至下垂直切入黄土土层内的取样环刀和在下压板的作用下随取样环刀同步进入黄土土层内的圆柱状护筒，所述圆柱状护筒的顶端安装在下压板底部且其与下压板呈垂直布设，所述取样环刀同轴安装在圆柱状护筒底端，所述取样环刀的内径与圆柱状护筒的内径相同；

所述土样切割及提取机构包括位于下压板下方的平移机构和安装在所述平移机构下方的旋转切割机构；所述平移机构包括两个安装在下压板底部的滑槽、一个能在两个所述滑槽上左右移动的水平平移板和对水平平移板进行推移的推移机构；两个所述滑槽均布设在同一水平面上且二者呈平行布设，所述水平平移板的两端分别支撑在两个所述滑槽上；所述水平平移板与两个所述滑槽呈垂直布设；所述旋转切割机构包括两个随下压板同步向下移动并进入黄土土层内且能在黄土土层内左右平移的平移切割板、两个分别安装在平移切割板底部的弧形切割刀和多道连接于两个所述弧形切割刀底部之间的平直切割钢丝，两个所述平移切割板均呈竖直向布设且二者呈平行布设；多道所述平直切割钢丝由左至右布设在同一水平面上且其均与平移切割板呈垂直布设，多道所述平直切割钢丝形成对所取土样底端进行切割和承托的水平网，所述土样为圆柱状黄土试样，多道所述平直切割钢丝的安装高度不高于取样环刀的底端高度；两个所述平移切割板的顶部之间通过横向连接架进行连接，所述横向连接架呈水平布设且其与平移切割板呈垂直布设；所述横向连接架上装有竖向旋转轴；所述水平平移板中开有供竖向旋转轴穿出的圆孔，所述下压板上开有供竖向旋转轴安装的安装孔，且竖向旋转轴与下压板和水平平移板之间均通过轴承进行连接；所述横向连接架位于水平平移板下方。

上述一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征是：所述立柱的数量为四根，四根所述立柱沿圆周方向均匀布设。

上述一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征是：所述下压板上安装有对其高度进行实时检测的高度检测单元，所述横向连接架上安装有对其旋转角度进行实时检测的旋转角度检测单元，所述水平平移板上安装有对其位移进行实时检测的位移检测单元，所述高度检测单元、旋转角度检测单元和位移检测单元均与主控器相接。

上述一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征是：所述提升机构包括多根呈竖直向布设的液压缸，多个所述液压缸均布设在水平固定板与下压板之间，多个所述液压缸的缸体均固定在水平固定板底部且其活塞杆均固定在下压板上；所述下压板上部设置有多个分别供多个所述液压缸的活塞杆固定的固定座；多个所述液压缸均通过液压管路与主供油管路连接，所述主供油管路上装有液压泵和三位四通电磁阀；所述液压泵和三位四通电磁阀均由主控器进行控制且二者均与主控器相接。

上述一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征是：所述竖向旋转轴由旋转驱动电机进行驱动且其与旋转驱动电机进行传动连接，所述旋转驱动电机由主控器进行控制且其与主控器相接。

上述一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征是：所述推移机构包括位于下压板下方的液压伸缩杆和安装在液压伸缩杆前端的推移板，所述下压板底部设置有供液压伸缩杆后端安装的后部推顶板；所述推移板固定在水平平移板上；所述液压伸缩杆由液压马达机械能驱动且其与液压马达进行传动连接，所述液压马达由主控器进行控制且其与主控器相接。

上述一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征是：所述平移切割板为矩形钢板，所述平移切割板的左右两侧均设置有侧部刀刃，且平移切割板为厚度为1mm～2mm的薄钢板。

上述一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征是：两个所述滑槽呈对称布设且其横截面为L形。

上述一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征是：所述水平平移板和横向连接架均为矩形直板。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、设计合理且加工制作及安装布设方便，投入成本低。

2、电路简单且接线方便。

2、使用操作简单，使用效果好且实用价值高，将多根立柱固定在黄土地层中，且取样之前，将土样切割及提取机构平移至圆柱状护筒一侧；实际进行取样时，通过液压缸对下压板进行下压，且下压板下压的同时，土样切割及提取机构垂直由上至下切入黄土土层，并且在下压板的作用下圆柱状护筒随取样环刀同步进入黄土土层内，待入土深度满足取样高度要求后，将土样切割及提取机构向土样一侧平移，待由多道平直切割钢丝组成的水平网为土样正下方时，停止移动，此时旋转该旋转切割机构，且旋转过程中，通过水平网对土样底端进行切割，使得土样与原土层分离；之后，对取土器进行提取，提取过程中，通过该水平网对土样进行承托，从而能大幅度提高取样质量，减少甚至避免为使与原土层分离给土样带来的扰动，同时能有效减少土样脱落概率，省时省力。

综上所述，本发明结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能简便、快速完成取样过程，并且取样效果好。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的使用状态参考图。

图2为本发明下压板底部的结构示意图。

图3为本发明平移机构的安装位置示意图。

图4为本发明旋转切割机构的结构示意图。

图5为本发明的电路原理框图。

附图标记说明:

1—下压板；2—平移切割板；3—弧形切割刀；

4—平直切割钢丝；5—黄土土层；6—横向连接架；

7—滑槽；8—水平平移板；9—竖向旋转轴；

10—圆孔；11—侧部刀刃；13—旋转驱动电机；

14—立柱；15—水平固定板；

17—取样环刀；18—圆柱状护筒；19—高度检测单元；

20—位移检测单元；21—主控器；22—液压缸；

23—固定座；24—液压泵；25—三位四通电磁阀；

26—液压伸缩杆；27—后部推顶板；28—推移板；

29—液压马达；30—旋转角度检测单元。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4及图5所示，本发明包括多根底部固定于黄土土层5内的立柱14、安装在多根所述立柱14上且能在竖直方向上进行上下移动的下压板1、固定安装在多根所述立柱14顶端的水平固定板15、布设在下压板1底部的取样刀具和对所述取样刀具内所取土样底端进行切割及承托的土样切割及提取机构，多根所述立柱14均呈竖直向布设，所述下压板1呈水平布设，所述下压板1上开有多个分别供多根所述立柱14穿过的通孔。所述水平固定板15上装有带动下压板1上下移动的提升机构。

所述取样刀具包括由上至下垂直切入黄土土层5内的取样环刀17和在下压板1的作用下随取样环刀17同步进入黄土土层5内的圆柱状护筒18，所述圆柱状护筒18的顶端安装在下压板1底部且其与下压板1呈垂直布设，所述取样环刀17同轴安装在圆柱状护筒18底端，所述取样环刀17的内径与圆柱状护筒18的内径相同。

所述土样切割及提取机构包括位于下压板1下方的平移机构和安装在所述平移机构下方的旋转切割机构。所述平移机构包括两个安装在下压板1底部的滑槽7、一个能在两个所述滑槽7上左右移动的水平平移板8和对水平平移板8进行推移的推移机构。两个所述滑槽7均布设在同一水平面上且二者呈平行布设，所述水平平移板8的两端分别支撑在两个所述滑槽7上。所述水平平移板8与两个所述滑槽7呈垂直布设；所述旋转切割机构包括两个随下压板1同步向下移动并进入黄土土层5内且能在黄土土层5内左右平移的平移切割板2、两个分别安装在平移切割板2底部的弧形切割刀3和多道连接于两个所述弧形切割刀3底部之间的平直切割钢丝4，两个所述平移切割板2均呈竖直向布设且二者呈平行布设。多道所述平直切割钢丝4由左至右布设在同一水平面上且其均与平移切割板2呈垂直布设，多道所述平直切割钢丝4形成对所取土样底端进行切割和承托的水平网，所述土样为圆柱状黄土试样，多道所述平直切割钢丝4的安装高度不高于取样环刀17的底端高度。两个所述平移切割板2的顶部之间通过横向连接架6进行连接，所述横向连接架6呈水平布设且其与平移切割板2呈垂直布设。所述横向连接架6上装有竖向旋转轴9；所述水平平移板8中开有供竖向旋转轴9穿出的圆孔10，所述下压板1上开有供竖向旋转轴9安装的安装孔，且竖向旋转轴9与下压板1和水平平移板8之间均通过轴承进行连接。所述横向连接架6位于水平平移板8下方。

本实施例中，所述立柱14的数量为四根，四根所述立柱14沿圆周方向均匀布设。

实际使用时，可根据具体需要，对立柱14的数量进行相应调整。

本实施例中，所述下压板1上安装有对其高度进行实时检测的高度检测单元19，所述横向连接架6上安装有对其旋转角度进行实时检测的旋转角度检测单元30，所述水平平移板8上安装有对其位移进行实时检测的位移检测单元20，所述高度检测单元19、旋转角度检测单元30和位移检测单元20均与主控器21相接。

本实施例中，所述提升机构包括多根呈竖直向布设的液压缸22，多个所述液压缸22均布设在水平固定板15与下压板1之间，多个所述液压缸22的缸体均固定在水平固定板15底部且其活塞杆均固定在下压板1上；所述下压板1上部设置有多个分别供多个所述液压缸22的活塞杆固定的固定座23；多个所述液压缸22均通过液压管路与主供油管路连接，所述主供油管路上装有液压泵24和三位四通电磁阀25；所述液压泵24和三位四通电磁阀25均由主控器21进行控制且二者均与主控器21相接。

本实施例中，所述竖向旋转轴9由旋转驱动电机13进行驱动且其与旋转驱动电机13进行传动连接，所述旋转驱动电机13由主控器21进行控制且其与主控器21相接。

本实施例中，所述推移机构包括位于下压板1下方的液压伸缩杆26和安装在液压伸缩杆26前端的推移板28，所述下压板1底部设置有供液压伸缩杆26后端安装的后部推顶板27。所述推移板28固定在水平平移板8上；所述液压伸缩杆26由液压马达29机械能驱动且其与液压马达29进行传动连接，所述液压马达29由主控器21进行控制且其与主控器21相接。

实际加工时，所述平移切割板2为矩形钢板，所述平移切割板2的左右两侧均设置有侧部刀刃11，且平移切割板2为厚度为1mm～2mm的薄钢板。

本实施例中，两个所述滑槽7呈对称布设且其横截面为L形。

本实施例中，所述水平平移板8和横向连接架6均为矩形直板。

本实施例中，所述下压板1为圆形平板。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征在于：包括多根底部固定于黄土土层(5)内的立柱(14)、安装在多根所述立柱(14)上且能在竖直方向上进行上下移动的下压板(1)、固定安装在多根所述立柱(14)顶端的水平固定板(15)、布设在下压板(1)底部的取样刀具和对所述取样刀具内所取土样底端进行切割及承托的土样切割及提取机构，多根所述立柱(14)均呈竖直向布设，所述下压板(1)呈水平布设，所述下压板(1)上开有多个分别供多根所述立柱(14)穿过的通孔；所述水平固定板(15)上装有带动下压板(1)上下移动的提升机构；

所述取样刀具包括由上至下垂直切入黄土土层(5)内的取样环刀(17)和在下压板(1)的作用下随取样环刀(17)同步进入黄土土层(5)内的圆柱状护筒(18)，所述圆柱状护筒(18)的顶端安装在下压板(1)底部且其与下压板(1)呈垂直布设，所述取样环刀(17)同轴安装在圆柱状护筒(18)底端，所述取样环刀(17)的内径与圆柱状护筒(18)的内径相同；

所述土样切割及提取机构包括位于下压板(1)下方的平移机构和安装在所述平移机构下方的旋转切割机构；所述平移机构包括两个安装在下压板(1)底部的滑槽(7)、一个能在两个所述滑槽(7)上左右移动的水平平移板(8)和对水平平移板(8)进行推移的推移机构；两个所述滑槽(7)均布设在同一水平面上且二者呈平行布设，所述水平平移板(8)的两端分别支撑在两个所述滑槽(7)上；所述水平平移板(8)与两个所述滑槽(7)呈垂直布设；所述旋转切割机构包括两个随下压板(1)同步向下移动并进入黄土土层(5)内且能在黄土土层(5)内左右平移的平移切割板(2)、两个分别安装在平移切割板(2)底部的弧形切割刀(3)和多道连接于两个所述弧形切割刀(3)底部之间的平直切割钢丝(4)，两个所述平移切割板(2)均呈竖直向布设且二者呈平行布设；多道所述平直切割钢丝(4)由左至右布设在同一水平面上且其均与平移切割板(2)呈垂直布设，多道所述平直切割钢丝(4)形成对所取土样底端进行切割和承托的水平网，所述土样为圆柱状黄土试样，多道所述平直切割钢丝(4)的安装高度不高于取样环刀(17)的底端高度；两个所述平移切割板(2)的顶部之间通过横向连接架(6)进行连接，所述横向连接架(6)呈水平布设且其与平移切割板(2)呈垂直布设；所述横向连接架(6)上装有竖向旋转轴(9)；所述水平平移板(8)中开有供竖向旋转轴(9)穿出的圆孔(10)，所述下压板(1)上开有供竖向旋转轴(9)安装的安装孔，且竖向旋转轴(9)与下压板(1)和水平平移板(8)之间均通过轴承进行连接；所述横向连接架(6)位于水平平移板(8)下方。

2.按照权利要求1所述的一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征在于：所述立柱(14)的数量为四根，四根所述立柱(14)沿圆周方向均匀布设。

3.按照权利要求1或2所述的一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征在于：所述下压板(1)上安装有对其高度进行实时检测的高度检测单元(19)，所述横向连接架(6)上安装有对其旋转角度进行实时检测的旋转角度检测单元(30)，所述水平平移板(8)上安装有对其位移进行实时检测的位移检测单元(20)，所述高度检测单元(19)、旋转角度检测单元(30)和位移检测单元(20)均与主控器(21)相接。

4.按照权利要求3所述的一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征在于：所述提升机构包括多根呈竖直向布设的液压缸(22)，多个所述液压缸(22)均布设在水平固定板(15)与下压板(1)之间，多个所述液压缸(22)的缸体均固定在水平固定板(15)底部且其活塞杆均固定在下压板(1)上；所述下压板(1)上部设置有多个分别供多个所述液压缸(22)的活塞杆固定的固定座(23)；多个所述液压缸(22)均通过液压管路与主供油管路连接，所述主供油管路上装有液压泵(24)和三位四通电磁阀(25)；所述液压泵(24)和三位四通电磁阀(25)均由主控器(21)进行控制且二者均与主控器(21)相接。

5.按照权利要求1或2所述的一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征在于：所述竖向旋转轴(9)由旋转驱动电机(13)进行驱动且其与旋转驱动电机(13)进行传动连接，所述旋转驱动电机(13)由主控器(21)进行控制且其与主控器(21)相接。

6.按照权利要求3所述的一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征在于：所述推移机构包括位于下压板(1)下方的液压伸缩杆(26)和安装在液压伸缩杆(26)前端的推移板(28)，所述下压板(1)底部设置有供液压伸缩杆(26)后端安装的后部推顶板(27)；所述推移板(28)固定在水平平移板(8)上；所述液压伸缩杆(26)由液压马达(29)机械能驱动且其与液压马达(29)进行传动连接，所述液压马达(29)由主控器(21)进行控制且其与主控器(21)相接。

7.按照权利要求1或2所述的一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征在于：所述平移切割板(2)为矩形钢板，所述平移切割板(2)的左右两侧均设置有侧部刀刃(11)，且平移切割板(2)为厚度为1mm～2mm的薄钢板。

8.按照权利要求1或2所述的一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征在于：两个所述滑槽(7)呈对称布设且其横截面为L形。

9.按照权利要求1或2所述的一种具有土样切割及提取功能的黄土试样取样装置，其特征在于：所述水平平移板(8)和横向连接架(6)均为矩形直板。