CN108375492A - 一种全自动旋转切土器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于岩土工程三轴试验土样制备装置领域，涉及一种全自动旋转切土器及其使用方法，包括，安装架包括相对设置的上安装板与下安装板；驱动齿轮柱，驱动齿轮柱设于上安装板与下安装板之间，并能在外部驱动机构的带动下转动；螺纹杆，螺纹杆的一端安装于上安装板上，另一端在中心位置设有通孔；第一从动齿轮传盘传动连接于驱动齿轮柱；切土刀安装于第一从动齿轮盘的下盘面上；上固定盘安装轴安装于上安装板上，另一端安装上固定盘；下固定盘安装轴的一端安装于下安装板上，另一端安装有下固定盘。能在制备土样中避免对土体的扰动和破坏。

Description

一种全自动旋转切土器及其使用方法

技术领域

本发明属于岩土工程三轴试验土样制备装置领域，涉及一种全自动旋转切土器及其使用方法，适用于黏土、草炭图和壤质沙土。

背景技术

目前，很多岩土工程对此装置的运用日益成熟，此时人们更多的关注其精度的要求保证和对土原有结构和状态的保持。现有技术对土样的切割结构较为简单，工作效率低，精度误差大，效果不理想，对土样要求的局限性较大。如中国专利CN206710168U公开的一种环刀切土器，包括手柄和固定在手柄下端的切土器壳体，切土器壳体下端的内侧壁上设置有一个环状内缘凸起，切土器壳体的底端向外延伸出一个外缘罩体，所述外缘罩体的直径为100-120mm，外缘罩体的高度大于环刀的高度。且现有切土器沿着靠板切制土样时，预定试样上欲切除的土体容易带落最终土样上的土体，尤其是土样的底部易发生土体崩落，如果土样的底部崩落或者被严重扰动，土样就无法使用或严重影响实验结果。如中国专利204286840U公开了一种基于旋转切割机构的土样切割及提取装置，包括下压板、位于下压板下方的平移机构和装在平移机构下方的旋转切割机构；平移机构包括两个滑槽、一个水平平移板和对水平平移板进行推移的推移机构；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，多道平直切割钢丝形成对土样底端进行切割和承托的水平网；两个平移切割板顶部之间通过横向连接架连接，横向连接架位于水平平移板下方。

发明内容

本发明提供一种全自动旋转切土器及其使用方法，其能在制备土样中避免对土体的扰动和破坏。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为，一种全自动旋转切土器，包括，

安装架，安装架包括相对设置的上安装板与下安装板；

驱动齿轮柱，驱动齿轮柱设于上安装板与下安装板之间，并能在外部驱动机构的带动下转动；

螺纹杆，螺纹杆的一端安装于上安装板上，另一端在中心位置设有通孔；

第一从动齿轮盘，第一从动齿轮盘的中心位置处设有螺纹通孔，第一从动齿轮盘通过螺纹通孔安装于螺纹杆上，并且第一从动齿轮传盘传动连接于驱动齿轮柱，能在驱动齿轮柱的带动下转动，同时沿螺纹杆进行上下移动；

切土刀，切土刀安装于第一从动齿轮盘的下盘面上，第一从动齿轮传盘发生转动与上下方向的位移时，切土刀随之发生转动与上下方向的位移；

上固定盘安装轴，上固定盘安装轴的一端贯穿螺纹杆的通孔后安装于上安装板上，上固定盘安装轴在外力的作用下能发生上下方向的位移；另一端安装上固定盘；

下固定盘安装轴，下固定盘安装轴的一端安装于下安装板上，另一端安装有下固定盘，上固定盘与下固定盘相对设置。

作为本发明改进的技术方案，还包括发电机，发电机设于上安装板上，并传动连接驱动齿轮柱。

作为本发明改进的技术方案，第二从动齿轮盘，第二从动齿轮盘以能转动的方式安装于下安装板上，第二从动齿轮盘与第一从动齿轮盘相对设置，第二从动齿轮盘传动连接于驱动齿轮柱，能在驱动齿轮柱的带动下转动，第二从动齿轮盘的转动方向与第一从动齿轮盘的转动方向相同。

作为本发明改进的技术方案，还包括护板，护板设于第二从动齿轮盘的上盘面上，并能随第二从动齿轮盘的转动而转动。

作为本发明改进的技术方案，护板为半圆形结构。

作为本发明改进的技术方案，还包括两组钉子组，钉子组包括若干个均匀分布的若干个钉子，其中一组钉子组设于上固定盘的下表面，另一组钉子组设于下固定盘的上表面。

作为本发明改进的技术方案，上固定盘安装轴的上端设有螺纹，上固定盘安装轴通过螺纹与螺母的配合实现安装于上安装板上。

作为本发明改进的技术方案，第一从动齿轮盘上设有方形磁性卡槽，切土刀通过磁性卡槽安装于第一从动齿轮盘的下盘面上。

本发明的另一目的是提供一种全自动旋转切土器的使用方法，包括如下步骤：

步骤一、调整上固定盘安装轴的位置使其处于最高位，将原状土样固定在下固定盘上，同时调整护板的位置，使护板贴附于原状土样的周边；

步骤二、调整上固定盘安装轴使得上固定盘与原状土样紧密贴合，将切土刀安装于第一从动齿轮盘上，切土刀的安装位置保证其绕螺纹杆转动时周线与原装土样所需切割线一致；

步骤三、开启发电机，发电机带动驱动齿轮柱正向转动，第一从动齿轮盘在驱动齿轮柱的带动下沿螺纹杆下行，切土刀实现对原状土样进行环状切割，第二从动齿轮盘在驱动齿轮柱的带动下发生与第一从动齿轮盘反向的转动；

步骤四、关闭发电机，将切割后的土样取出，然后再次开启发电机，发电机带动驱动齿轮柱反向转动，第一从动齿轮盘在驱动齿轮柱的带动下沿螺纹杆上行，实现对切土刀的复位。

与现有技术相比，本专利的有益效果是：

本申请的旋转切土器相对于手动切土自动旋转，稳定性更好并且更加节省劳动力的使用，提高仪器的精准度，提升仪器的使用速率。

薄壁切土刀在旋转过程中向下切割土样可以减轻对原装土样的扰动性，并且设置了半圆形护板可以对土样起到保护作用，防止原装土被破坏。切土刀与土样直接接触提高制备土样尺寸的精准性。

安装有钉子组的切土器可以最大限度地保证最终制成的土样不被扰动或作废，保持土样的原状结构，提高土样制作的质量和效率。

可以通过左右移动改变切土刀的位置来改变所切出土体的体积，适用于更多样性的要求。

附图说明

图1 本申请切土器的结构示意图；

图2 第一从动齿轮盘与驱动齿轮柱间传动示意图；

图中：1、发电机；2、驱动齿轮柱；3、切土刀；4、上固定盘；5、螺纹杆；6、第一从动齿轮盘；7、螺母；8、上固定盘安装轴；9、下固定盘；10、第二从动齿轮盘；11、护板；12、下安装板；13、侧面护板；14、方形磁性卡槽；15、上安装板。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

如图1-2所示，一种全自动旋转切土器，包括，

安装架，安装架包括相对设置的上安装板15与下安装板12；进一步地，还包括用于支持上安装板与下安装板12的侧面护板13；

驱动齿轮柱2，驱动齿轮柱2设于上安装板与下安装板12之间，并能在外部驱动机构的带动下转动；

螺纹杆5，螺纹杆5的一端安装于上安装板上，另一端在中心位置设有通孔；

第一从动齿轮盘6，第一从动齿轮盘6的中心位置处设有螺纹通孔，第一从动齿轮盘6通过螺纹通孔安装于螺纹杆5上，并且第一从动齿轮传盘传动连接于驱动齿轮柱2，能在驱动齿轮柱2的带动下转动，同时沿螺纹杆5进行上下移动；

切土刀3，切土刀3安装于第一从动齿轮盘6的下盘面上，第一从动齿轮传盘发生转动与上下方向的位移时，切土刀3随之发生转动与上下方向的位移；优选的，本申请的切土刀3为薄壁环形切土刀3，其能增大切土面积，增加刀体锋利程度，减小对土体的扰动；优选地，第一从动齿轮盘6上设有方形磁性卡槽14，切土刀3通过方形磁性卡槽安装于第一从动齿轮盘6的下盘面上，通过调整切土刀3的位置能实现改变所切原状土样的尺寸大小，增加一起的使用面；

上固定盘安装轴8，上固定盘安装轴8的一端贯穿螺纹杆5的通孔后安装于上安装板上，上固定盘安装轴8在外力的作用下能发生上下方向的位移；另一端安装上固定盘4；

下固定盘9安装轴，下固定盘9安装轴的一端安装于下安装板12上，另一端安装有下固定盘9，上固定盘4与下固定盘9相对设置，上固定盘4与下固定盘9在使用时是相对固定的，其实现保持土体的稳定性，

作为本发明改进的技术方案，还包括发电机1，发电机1设于上安装板上，并传动连接驱动齿轮柱2。

作为本发明改进的技术方案，第二从动齿轮盘10，第二从动齿轮盘10以能转动的方式安装于下安装板12上，第二从动齿轮盘10与第一从动齿轮盘6相对设置，第二从动齿轮盘10传动连接于驱动齿轮柱2，能在驱动齿轮柱2的带动下转动，第二从动齿轮盘10的转动方向与第一从动齿轮盘6的转动方向相同。下安装板12上设有若干个位于不同直径的周线上的卡槽，调整护板11在第二从动齿轮盘10上的安装位置实现对不同要求的原状土样进行切割；

作为本发明改进的技术方案，还包括护板11，护板11设于第二从动齿轮盘10的上盘面上，并能随第二从动齿轮盘10的转动而转动，优选地，护板11为半圆形结构。

作为本发明改进的技术方案，还包括两组钉子组，钉子组包括若干个均匀分布的若干个钉子，其中一组钉子组设于上固定盘4的下表面，另一组钉子组设于下固定盘9的上表面。

作为本发明改进的技术方案，上固定盘安装轴8的上端设有螺纹，上固定盘安装轴8通过螺纹与螺母7的配合实现安装于上安装板上。

本发明的另一目的是提供一种全自动旋转切土器的使用方法，包括如下步骤：

步骤一、调整上固定盘安装轴8的位置使其处于最高位，将原状土样固定在下固定盘9上，同时调整护板11的位置，使护板11贴附于原状土样的周边；

步骤二、调整上固定盘安装轴8使得上固定盘4与原状土样紧密贴合，将切土刀3安装于第一从动齿轮盘6上，切土刀3的安装位置保证其绕螺纹杆5转动时周线与原装土样所需切割线一致；

步骤三、开启发电机1，发电机1带动驱动齿轮柱2正向转动，第一从动齿轮盘6在驱动齿轮柱2的带动下沿螺纹杆5下行，切土刀3实现对原状土样进行环状切割，第二从动齿轮盘10在驱动齿轮柱2的带动下发生与第一从动齿轮盘6反向的转动；其中发电机1的转速为低速，具体的以实验要求为准；

步骤四、关闭发电机1，将切割后的土样取出，然后再次开启发电机1，发电机1带动驱动齿轮柱2反向转动，第一从动齿轮盘6在驱动齿轮柱2的带动下沿螺纹杆5上行，实现对切土刀3的复位；

步骤五、清理装置。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种全自动旋转切土器，其特征在于，包括，

安装架，安装架包括相对设置的上安装板与下安装板；

驱动齿轮柱，驱动齿轮柱设于上安装板与下安装板之间，并能在外部驱动机构的带动下转动；

螺纹杆，螺纹杆的一端安装于上安装板上，另一端在中心位置设有通孔；

第一从动齿轮盘，第一从动齿轮盘的中心位置处设有螺纹通孔，第一从动齿轮盘通过螺纹通孔安装于螺纹杆上，并且第一从动齿轮传盘传动连接于驱动齿轮柱，能在驱动齿轮柱的带动下转动，同时沿螺纹杆进行上下移动；

切土刀，切土刀安装于第一从动齿轮盘的下盘面上，第一从动齿轮传盘发生转动与上下方向的位移时，切土刀随之发生转动与上下方向的位移；

上固定盘安装轴，上固定盘安装轴的一端贯穿螺纹杆的通孔后安装于上安装板上，上固定盘安装轴在外力的作用下能发生上下方向的位移；另一端安装上固定盘；

下固定盘安装轴，下固定盘安装轴的一端安装于下安装板上，另一端安装有下固定盘，上固定盘与下固定盘相对设置。

2.根据权利要求1所述的一种全自动旋转切土器，其特征在于，还包括发电机，发电机设于上安装板上，并传动连接驱动齿轮柱。

3.根据权利要求1所述的一种全自动旋转切土器，其特征在于，还包括第二从动齿轮盘，第二从动齿轮盘以能转动的方式安装于下安装板上，第二从动齿轮盘与第一从动齿轮盘相对设置，第二从动齿轮盘传动连接于驱动齿轮柱，能在驱动齿轮柱的带动下转动，第二从动齿轮盘的转动方向与第一从动齿轮盘的转动方向相同。

4.根据权利要求1所述的一种全自动旋转切土器，其特征在于，还包括护板，护板设于第二从动齿轮盘的上盘面上，并能随第二从动齿轮盘的转动而转动。

5.根据权利要求4所述的一种全自动旋转切土器，其特征在于，护板为半圆形结构。

6.根据权利要求1所述的一种全自动旋转切土器，其特征在于，还包括两组钉子组，钉子组包括若干个均匀分布的若干个钉子，其中一组钉子组设于上固定盘的下表面，另一组钉子组设于下固定盘的上表面。

7.根据权利要求1所述的一种全自动旋转切土器，其特征在于，上固定盘安装轴的上端设有螺纹，上固定盘安装轴通过螺纹与螺母的配合实现安装于上安装板上。

8.根据权利要求1所述的一种全自动旋转切土器，其特征在于，第一从动齿轮盘上设有方形磁性卡槽，切土刀通过磁性卡槽安装于第一从动齿轮盘的下盘面上。

9.一种如权利要求1-8任一所述的全自动旋转切土器的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、调整上固定盘安装轴的位置使其处于最高位，将原状土样固定在下固定盘上，同时调整护板的位置，使护板贴附于原状土样的周边；

步骤二、调整上固定盘安装轴使得上固定盘与原状土样紧密贴合，将切土刀安装于第一从动齿轮盘上，切土刀的安装位置保证其绕螺纹杆转动时周线与原装土样所需切割线一致；

步骤三、开启发电机，发电机带动驱动齿轮柱正向转动，第一从动齿轮盘在驱动齿轮柱的带动下沿螺纹杆下行，切土刀实现对原状土样进行环状切割，第二从动齿轮盘在驱动齿轮柱的带动下发生与第一从动齿轮盘反向的转动；

步骤四、关闭发电机，将切割后的土样取出，然后再次开启发电机，发电机带动驱动齿轮柱反向转动，第一从动齿轮盘在驱动齿轮柱的带动下沿螺纹杆上行，实现对切土刀的复位。