CN109827802A - 灌砂法测量压实度用取土设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灌砂法测量压实度用取土设备，其包括取土筒，所述取土筒一端连接有与其同轴的导向筒，所述导向筒朝向取土筒的一端固设有挡板，所述导向筒上套设有驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机上设置有轴线与导向筒轴线重合的输出轴，所述输出轴上连接有作动轴，作动轴穿过挡板后伸入取土筒内，所述作动轴侧面固设有位于取土筒内的螺旋板，所述导向筒上设置有限位机构；所述输出轴与作动轴之间设置有连接机构。本发明具有减少螺旋板和驱动电机损坏情况发生的效果。

Description

灌砂法测量压实度用取土设备

技术领域

本发明涉及压实度检测设备领域，尤其是涉及一种灌砂法测量压实度用取土设备。

背景技术

灌砂法是目前很多工程现场测定压实度K（孔隙率n）的主要方法，灌砂法基本原理是利用粒径0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清洁干净的均匀砂，由一定高度自由下落到一规定容积的筒或洞内，按其单位重不变的原理来测量试洞的容积（即用标准砂来置换试洞中的集料），并根据集料的含水率来推算出试样的实测干密度。

授权公告号为CN203241318U的中国实用新型专利公开了一种灌砂法密度自动测定仪，包括灌砂筒、漏砂筒、称重传感器，所述灌砂筒的外部为筒状、内下部为锥形结构，锥顶设有漏砂孔，并在漏砂孔处设有漏砂开关；漏砂筒的外部为筒状、内部设有锥形灌砂漏斗、锥顶设有漏砂孔、锥底为空；灌砂筒的漏砂孔与漏砂筒的漏砂孔相对设置，称重传感器为环形结构，安装在两个漏砂孔之间，且两个漏砂孔通过环形结构连通。漏砂筒的底部设有底盘。 称重传感器通过电缆与二次仪表连接。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：试验人员手动挖掘试坑取样的操作不便，效率低。

授权公告号为CN107513989A的中国发明专利公开了一种灌砂法路基压实度检测旋挖取土装置，包括装置框架、旋挖钻头、钻头套筒、土样收集套筒、电机驱动装置、操作手柄；土样收集套筒整体呈圆环状，钻头套筒位于土样收集套筒的上方，土样收集套筒的圆环中空部分与钻头套筒连通形成可供旋挖钻头上下移动的中空圆筒形腔体；土样收集套筒的内壁上半部分呈敞口状，敞口处作为土渣甩出口，钻头套筒上端设有密封盖，旋挖钻头底部为合金齿头，合金齿头上方设有螺旋提升片。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：当上述取土装置取土时，旋挖钻头受到的阻力过大时，旋挖钻头及电机驱动设备容易损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灌砂法测量压实度用取土设备，其具有便于试验人员试坑挖掘取样，减少螺旋板和驱动电机损坏情况发生的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种灌砂法测量压实度用取土设备，包括取土筒，所述取土筒一端连接有与其同轴的导向筒，所述导向筒朝向取土筒的一端固设有挡板，所述导向筒上套设有驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机上设置有轴线与导向筒轴线重合的输出轴，所述输出轴上连接有作动轴，作动轴穿过挡板后伸入取土筒内，所述作动轴侧面固设有位于取土筒内的螺旋板，所述导向筒上设置有限位机构；所述输出轴与作动轴之间设置有连接机构，所述连接机构包括开口相对的V形的压紧板，所述压紧板的两端分别与输出轴的侧面和作动轴的侧面抵压，两个所述压紧板上穿设有一个连接螺杆，所述连接螺杆上旋设有分别与两个压紧板相背的表面抵压的连接螺母。

通过采用上述技术方案，调整导向筒上限位机构的位置，使限位机构对驱动电机移动的限制与试坑规定的挖掘深度相适应；将基板放于清理干净的待测基层的上表面后，将取土筒放于基板上的孔内，开启驱动电机，人手对驱动电机施加朝向取土筒方向的作用力，此时驱动电机 带动输出轴朝向取土筒方向移动，且驱动电机带动输出轴转动，输出轴转动通过连接机构带动作动轴转动，作动轴的转动带动螺旋板转动，此时螺旋板能将待测基层内的样品切割到取土筒内，直至驱动机构与限位机构抵压，完成试坑内的取土工作；螺旋板螺旋前进能使该取土设备取土时减小对待测基层的挤压作用，提高测量结果的准确度，同时样品直接进入取土筒内，样品内的水分挥发较少，进一步提高测量结果的精确度，使用该取土设备能提高取土效率，减轻试验人员的工作强度；当作动轴受到的作用力较大时，作动轴与输出轴之间间隔连接，作动轴能绕自身轴线转动，减少螺旋板作用力过大损坏，作动轴对输出轴产生较大作用力对驱动电机造成损坏的情况。

本发明进一步设置为：所述导向筒侧面开设有长度沿其轴线方向设置的长圆孔；所述限位机构包括抵触于导向筒内侧面的限位块，所述限位块上固定有穿过长圆孔的压紧螺杆，所述压紧螺杆上螺纹连接有与导向筒外侧面抵压的压紧螺母。

通过采用上述技术方案，当压紧螺母与导向筒外侧面抵压时，限位块与导向筒内侧面抵压，从而实现限位块与导向筒的压紧连接，当需要调整限位块的位置时，旋松压紧螺母后，沿长圆孔长度方向移动压紧螺杆到合适位置后，转动压紧螺母直至与导向筒外侧面抵压，从而实现限位块与导向筒的压紧连接，通过调整限位块的位置实现对驱动机构移动范围的调整，确保当驱动机构移动至与限位块抵压时，试坑的深度为规定深度。

本发明进一步设置为：所述压紧螺杆上固设有扳动手柄。

通过采用上述技术方案，扳动手柄能便于人对压紧螺杆施加作用力，便于压紧螺母的转动，同时便于调整限位块的位置。

本发明进一步设置为：所述输出轴侧面开设有上环槽，所述作动轴的侧面开设有下环槽，两个所述压紧板相对的表面上固设有上凸起和下凸起，所述上凸起与上环槽对应设置，所述下凸起与下环槽对应设置。

通过采用上述技术方案，位于上环槽内的上凸起和位于下环槽内的下凸起能增大压紧板与输出轴和作动轴连接的稳定性。

本发明进一步设置为：所述驱动机构包括套设于驱动电机外侧且外侧面与导向筒外侧面抵触的导向壳，所述导向壳外侧面固设有滑动块，所述导向筒内侧面开设有容纳滑动块沿其轴线方向移动的导向方槽。

通过采用上述技术方案，导向壳能引导驱动电机的移动，同时导向壳沿导向筒内侧面滑动，能提高作动轴于挡板上滑动的稳定性，位于导向方槽内的滑动块能限制导向壳的转动，减小人手对驱动机构施加的作用力。

本发明进一步设置为：所述导向壳背向驱动电机输出轴的一端固设有推动环。

通过采用上述技术方案，推动环的设置便于人手对导向壳施加作用力，便于驱动机构的使用。

本发明进一步设置为：所述取土筒上设置有定位机构，所述定位机构包括固定于取土筒外侧的且轴线沿取土筒径向方向的定位套，所述定位套背向取土筒的端口可拆卸连接有固定板，所述固定板上穿设有穿过取土筒侧壁的定位杆，所述定位杆上固设有位于定位套内的压板，所述定位杆上套设有位于压板与固定板之间的定位弹簧。

通过采用上述技术方案，人手推动驱动机构朝向取土筒方向移动时，当导向壳沿导向筒侧面移动一定距离后，导向壳与定位杆侧面抵压，此时驱动机构停止移动，接着对提手施加作用力，提手带动导向筒和取土筒抬起，接着使驱动电机反转，位于取土筒内的样品会从取土筒内落下；定位机构的设置能限制取土筒内样品的体积，防止因取土筒内样品体积过多导致作动轴转动时的阻力过大的情况；将取土筒再次放入待原位置后，拉动定位杆，将定位杆伸入导向筒内的一端拉入定位套内，此时便能继续朝向取土筒方向移动驱动机构。

本发明进一步设置为：所述定位杆伸出取土筒的一端固设有拉环。

通过采用上述技术方案，拉环的设置便于定位杆施加作用力，便于将定位杆拉入定位套内。

综上所述，本发明的有益效果为：

1、调整导向筒上限位机构的位置，使限位机构对驱动电机移动的限制与试坑规定的挖掘深度相适应；将基板放于清理干净的待测基层的上表面后，将取土筒放于基板上的孔内，开启驱动电机，人手对驱动电机施加朝向取土筒方向的作用力，此时驱动电机 带动输出轴朝向取土筒方向移动，且驱动电机带动输出轴转动，输出轴转动通过连接机构带动作动轴转动，作动轴的转动带动螺旋板转动，此时螺旋板能将待测基层内的样品切割到取土筒内，直至驱动机构与限位机构抵压，完成试坑内的取土工作；螺旋板螺旋前进能使该取土设备取土时减小对待测基层的挤压作用，提高测量结果的准确度，同时样品直接进入取土筒内，样品内的水分挥发较少，进一步提高测量结果的精确度，使用该取土设备能提高取土效率，减轻试验人员的工作强度；当作动轴受到的作用力较大时，作动轴与输出轴之间间隔连接，作动轴能绕自身轴线转动，减少螺旋板作用力过大损坏，作动轴对输出轴产生较大作用力对驱动电机造成损坏的情况；

2、当压紧螺母与导向筒外侧面抵压时，限位块与导向筒内侧面抵压，从而实现限位块与导向筒的压紧连接，当需要调整限位块的位置时，旋松压紧螺母后，沿长圆孔长度方向移动压紧螺杆到合适位置后，转动压紧螺母直至与导向筒外侧面抵压，从而实现限位块与导向筒的压紧连接，通过调整限位块的位置实现对驱动机构移动范围的调整，确保当驱动机构移动至与限位块抵压时，试坑的深度为规定深度；

3、人手推动驱动机构朝向取土筒方向移动时，当导向壳沿导向筒侧面移动一定距离后，导向壳与定位杆侧面抵压，此时驱动机构停止移动，接着对提手施加作用力，提手带动导向筒和取土筒抬起，接着使驱动电机反转，位于取土筒内的样品会从取土筒内落下；定位机构的设置能限制取土筒内样品的体积，防止因取土筒内样品体积过多导致作动轴转动时的阻力过大的情况；将取土筒再次放入待原位置后，拉动定位杆，将定位杆伸入导向筒内的一端拉入定位套内，此时便能继续朝向取土筒方向移动驱动机构。

附图说明

图1是实施例的整体结构示意图；

图2是实施例中导向筒的剖面结构示意图。

图中，1、取土筒；2、导向筒；21、挡板；22、长圆孔；23、提手；24、导向方槽；3、驱动机构；31、驱动电机；32、输出轴；321、上环槽；33、导向壳；34、推动环；35、滑动块；4、作动轴；41、螺旋板；42、下环槽；5、限位机构；51、限位块；52、压紧螺杆；53、压紧螺母；54、扳动手柄；6、连接机构；61、压紧板；611、上凸起；612、下凸起；62、连接螺杆；63、连接螺母；7、定位机构；71、定位套；72、固定板；73、定位杆；74、压板；75、定位弹簧；76、拉环；8、基板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参照图1，为本发明公开了一种灌砂法测量压实度用取土设备，包括取土筒1，取土筒1为一端一体设置有连接法兰的圆形筒，取土筒1设置有法兰的一端使用螺栓和螺母连接有导向筒2，导向筒2朝向取土筒1的一端设置有法兰，导向筒2通过法兰与取土筒1连接，导向筒2与取土筒1连接有轴线重合。

参照图1，导向筒2外侧面焊接有两个提手23，导向筒2远离取土筒1的端口设置有沿导向筒2内腔滑动的驱动机构3。

参照图2，驱动机构3包括外侧面有导向筒2内侧面抵触的导向壳33，导向壳33外侧面一体设置有滑动块35，滑动块35为方形块，导向筒2上开设有容纳滑动块35的导向方槽24，导向方槽24引导滑动块35沿导向筒2轴线方向移动，导向壳33背向取土筒1的表面上焊接有推动环34，导向壳33内腔使用螺栓连接有驱动电机31，驱动电机31上设有轴线与导向壳33轴线重合的输出轴32。

参照图2，输出轴32上连接有作动轴4，作动轴4的轴线与输出轴32的轴线重合，作动轴4与输出轴32之间设置有连接机构6。

参照图2，连接机构6包括开口相对的V形的压紧板61，压紧板61为弧形板，压紧板61的两端分别与输出轴32的侧面和作动轴4的侧面抵压，输出轴32和作动轴4相对的端面上分别使用螺栓压紧连接有一个与导向筒2同轴的防脱盘，防脱盘的直径等于作动轴4直径的1.5倍。输出轴32侧面开设有上环槽321，作动轴4的侧面开设有下环槽42，两个压紧板61相对的表面上一体设置有上凸起611和下凸起612，上凸起611与上环槽321对应设置，下凸起612与下环槽42对应设置。两个压紧板61上穿设有一个连接螺杆62，连接螺杆62上旋设有分别与两个压紧板61相背的表面抵压的连接螺母63。

参照图2，使用连接螺母63与压紧板61抵压，此时压紧板61产生微小形变，使压紧板61分别与输出轴32和作动轴4侧面抵压，位于上环槽321内的上凸起611和位于下环槽42内的下凸起612能增大压紧板61与输出轴32和作动轴4连接的稳定性，同时，当作动轴4受到的作用力较大时，作动轴4与输出轴32之间间隔连接，作动轴4能绕自身轴线转动，防止作动轴4对输出轴32产生较大作用力对驱动电机31造成损坏，同时当作动轴4受到的轴向作用力较大，下凸起612从下环槽42内脱离时，防脱盘能限制作动轴4与压紧板61分离。

参照图2，导向筒2朝向取土筒1的一端一体设置有将导向筒2端口遮盖的挡板21，作动轴4穿过挡板21后伸入取土筒1内，作动轴4侧面焊接有朝向输出轴32方向螺旋上升的螺旋板41，螺旋板41位于取土筒1内腔，作动轴4背向输出轴32的一端一体设置有锥体。

参照图2，导向筒2侧面开设有长度沿其轴线方向设置的长圆孔22，导向筒2侧面设置有限位机构5，限位机构5包括穿过长圆孔22且轴线沿导向筒2径向方向设置的压紧螺杆52，压紧螺杆52伸入导向筒2内腔的一端焊接有限位块51，限位块51与导向筒2的内侧面抵压，压紧螺杆52侧面螺纹连接有与导向筒2外侧面抵压的压紧螺母53，压紧螺杆52伸出导向筒2的一端使用螺栓连接有扳动手柄54。导向筒2侧面设置有刻度线，刻度线沿长圆孔22长度方向均匀间隔设置。

参照图2，握住扳动手柄54后，转动压紧螺母53，当压紧螺母53与导向筒2外侧面抵压时，限位块51与导向筒2内侧面抵压，从而实现限位块51与导向筒2的压紧连接，当需要调整限位块51的位置时，旋松压紧螺母53后，沿长圆孔22长度方向移动压紧螺杆52，刻度线便于确定限位块51的位置。

参照图2，导向筒2侧面设置有三组定位机构7，定位机构7沿导向筒2轴线方向等间距设置。定位机构7包括焊接于导向筒2侧面且轴线沿导向筒2径向方向设置的定位套71，定位套71背向导向筒2的端口螺纹连接有固定板72，固定板72上穿设有穿入导向筒2内腔的定位杆73，定位杆73上一体设置有位于定位套71内腔的压板74，定位杆73上套设有位于压板74与固定板72之间的定位弹簧75，定位弹簧75处于压缩状态。定位杆73伸出导向筒2的一端一体设置有拉环76。

参照图2，人手推动驱动机构3朝向取土筒1方向移动时，当导向壳33沿导向筒2侧面移动一定距离后，导向壳33与定位杆73侧面抵压，此时驱动机构3停止移动，接着对提手23施加作用力，提手23带动导向筒2和取土筒1抬起，接着反转驱动电机31，位于取土筒1内的样品会从取土筒1内落下。定位机构7的设置能限制取土筒1内样品的体积，防止因取土筒1内样品体积过多导致作动轴4转动时的阻力过大的情况。将取土筒1再次放入待原位置后，拉动拉环，将定位杆73伸入导向筒2内的一端拉入定位套71内，此时便能继续朝向取土筒1方向移动驱动机构3。

参照图1，将灌砂法测量过程中使用的基板8放于地面上，基板8上开设有孔，取土筒1的外径等于基板8上的孔径。将取土筒1放于基板8上的孔内，开启驱动电机31并对驱动电机31施加作用力进行取土操作。

上述实施例的实施原理为：

手扶扳动手柄54，转动压紧螺母53，根据待测基层的深入确定试坑的深度，沿长圆孔22长度方向移动直至限位块51的对应的刻度与试坑的深度数值相同，接着转动压紧螺母53使压紧螺母53与导向筒2外侧面抵压；

将基板8放于清理干净的待测基层的上表面后，将取土筒1放于基板8上的孔内，开启驱动电机31，人手对推动环34施加朝向取土筒1方向的作用力，使导向壳33上的滑动块35导向方槽24内移动，此时导向壳33带动驱动电机31及输出轴32朝向取土筒1方向移动，且驱动电机31带动输出轴32转动，输出轴32转动通过连接机构6带动作动轴4转动，作动轴4的转动带动螺旋板41转动，此时螺旋板41能将待测基层内的样品切割到取土筒1内，当驱动机构3朝向取土筒1方向移动一定的距离时，定位杆73限制驱动机构3移动，此时将导向筒2和取土筒1移动到用于存放样品的容器上方，开启驱动电机31使其反转，使取土筒1内的样品落下，接着再次将取土筒1移动基板8上的孔上，直至驱动机构3与限位块51抵压，完成试坑内的取土工作。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种灌砂法测量压实度用取土设备，其特征在于：包括取土筒(1)，所述取土筒(1)一端连接有与其同轴的导向筒(2)，所述导向筒(2)朝向取土筒(1)的一端固设有挡板(21)，所述导向筒(2)上套设有驱动机构(3)，所述驱动机构(3)包括驱动电机(31)，所述驱动电机(31)上设置有轴线与导向筒(2)轴线重合的输出轴(32)，所述输出轴(32)上连接有作动轴(4)，作动轴(4)穿过挡板(21)后伸入取土筒(1)内，所述作动轴(4)侧面固设有位于取土筒(1)内的螺旋板(41)，所述导向筒(2)上设置有限位机构(5)；

所述输出轴(32)与作动轴(4)之间设置有连接机构(6)，所述连接机构(6)包括开口相对的V形的压紧板(61)，所述压紧板(61)的两端分别与输出轴(32)的侧面和作动轴(4)的侧面抵压，两个所述压紧板(61)上穿设有一个连接螺杆(62)，所述连接螺杆(62)上旋设有分别与两个压紧板(61)相背的表面抵压的连接螺母(63)。

2.根据权利要求1所述的灌砂法测量压实度用取土设备，其特征在于：所述导向筒(2)侧面开设有长度沿其轴线方向设置的长圆孔(22)；所述限位机构(5)包括抵触于导向筒(2)内侧面的限位块(51)，所述限位块(51)上固定有穿过长圆孔(22)的压紧螺杆(52)，所述压紧螺杆(52)上螺纹连接有与导向筒(2)外侧面抵压的压紧螺母(53)。

3.根据权利要求2所述的灌砂法测量压实度用取土设备，其特征在于：所述压紧螺杆(52)上固设有扳动手柄(54)。

4.根据权利要求1所述的灌砂法测量压实度用取土设备，其特征在于：所述输出轴(32)侧面开设有上环槽(321)，所述作动轴(4)的侧面开设有下环槽(42)，两个所述压紧板(61)相对的表面上固设有上凸起(611)和下凸起(612)，所述上凸起(611)与上环槽(321)对应设置，所述下凸起(612)与下环槽(42)对应设置。

5.根据权利要求1所述的灌砂法测量压实度用取土设备，其特征在于：所述驱动机构(3)包括套设于驱动电机(31)外侧且外侧面与导向筒(2)外侧面抵触的导向壳(33)，所述导向壳(33)外侧面固设有滑动块(35)，所述导向筒(2)内侧面开设有容纳滑动块(35)沿其轴线方向移动的导向方槽(24)。

6.根据权利要求5所述的灌砂法测量压实度用取土设备，其特征在于：所述导向壳(33)背向驱动电机(31)输出轴(32)的一端固设有推动环(34)。

7.根据权利要求1所述的灌砂法测量压实度用取土设备，其特征在于：所述取土筒(1)上设置有定位机构(7)，所述定位机构(7)包括固定于取土筒(1)外侧的且轴线沿取土筒(1)径向方向的定位套(71)，所述定位套(71)背向取土筒(1)的端口可拆卸连接有固定板(72)，所述固定板(72)上穿设有穿过取土筒(1)侧壁的定位杆(73)，所述定位杆(73)上固设有位于定位套(71)内的压板(74)，所述定位杆(73)上套设有位于压板(74)与固定板(72)之间的定位弹簧(75)。

8.根据权利要求7所述的灌砂法测量压实度用取土设备，其特征在于：所述定位杆(73)伸出取土筒(1)的一端固设有拉环(76)。