CN111060350B - 一种水利水电工程地基岩土试验检测取土器及取土方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水利水电工程地基岩土试验检测取土器及取土方法，属于地基岩土试验检测技术领域，包括机架和取土钻头，取土钻头内开设有空腔，还包括安装块，取土钻头转动设置于安装块上，安装块上设置有用于限定取土钻头位置的固定件；机架上设置有用于驱动安装块升降的驱动源；机架上设置有转轴，转轴设置有用于插入空腔的清理件，机架上设置有用于驱动转轴转动的驱动组件，机架上设置有推动件。待每一次取土完成后，转动取土钻头至水平，再通过固定件固定取土钻头的位置，通过推动件将清理件移动至取土钻头的空腔内，然后通过驱动组件驱动清理件对空腔进行清理；清理方便，省时省力，提高整体检测效率。

Description

一种水利水电工程地基岩土试验检测取土器及取土方法

技术领域

本发明涉及地基岩土试验检测技术领域，特别涉及一种水利水电工程地基岩土试验检测取土器及取土方法。

背景技术

取土器是一种用于提取土壤的取样装置，现有的取土器的取土部分一般采用不锈钢材料制成。目前水利水电机工程基地施工过程中，常常要检测土样，而检测土样时需要用到取土器，现有技术的取土器对深层土壤取样时往往需要先打孔将表层土壤移除后，再使用取土器进行深层取样。

申请公布号为CN109443836A的中国专利公开了一种水利水电工程地基岩土试验检测取土器及取土方法，包括带万向轮的底座，底座的外端螺纹连接有支腿，上方固定连接有框架；框架的内侧固定连接有电动推杆，电动推杆的上端固定连接有支撑横梁，电动推杆的末端固定连接有伺服电机；伺服电机连接取土钻头。取土时，启动伺服电机，转动的伺服电机带动取土钻头转动，接着再控制电动推杆将取土钻头往地面推动，当取土钻头接触到土壤时通过螺旋刀片往土壤内部钻入，土样进入到取土钻头内部的空腔内。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷，在多次测量的过程中，为消除上次土壤对本次测量的影响，通常需要人工手动对取土钻头进行清理；因取土钻头内部空间狭小，导致清理非常不便，费时费力，影响检测效率。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种水利水电工程地基岩土试验检测取土器，具有便于清理取土钻头，提高检测效率的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种水利水电工程地基岩土试验检测取土器，包括机架和取土钻头，所述取土钻头内开设有空腔，还包括安装块，取土钻头转动设置于安装块上，所述安装块上设置有用于限定取土钻头位置的固定件；所述机架上设置有用于驱动安装块升降的驱动源；所述机架上设置有转轴，所述转轴靠近取土钻头的一端固定设置有用于插入空腔的清理件，所述机架上设置有用于驱动转轴转动的驱动组件，所述机架上设置有用于驱动驱动组件与转轴向靠近或远离取土钻头运动的推动件。

通过采用上述技术方案，试验时，待每一次取土完成后，转动取土钻头至水平，再通过固定件固定取土钻头的位置，通过推动件将清理件移动至取土钻头的空腔内，然后通过驱动组件驱动转轴转动，带动清理件对空腔进行清理；实现自动清理取土钻头的目的，清理方便，省时省力，提高整体检测效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述推动件为水平固定设置于机架上的驱动气缸，所述驱动气缸的活塞上固定设置有安装座，所述转轴转动设置于安装座上；所述清理件为毛刷，所述毛刷包括刷柄和固定设置于刷柄上的刷毛。

通过采用上述技术方案，工作时，驱动组件驱动转轴转动，带动毛刷转动，进而实现清理空腔内的泥土的目的，操作方便。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动组件包括驱动电机、齿轮和齿环，所述齿环同轴固定套设于转轴上，所述驱动电机固定设置于安装座上，所述齿轮同轴固定设置于驱动电机的输出轴上，齿轮与齿环啮合；所述转轴为中空结构，所述转轴靠近取土钻头的一端固定设置有圆台，所述毛刷设置于圆台上，所述圆台上开设有与转轴连通的开孔，所述机架上设置气泵，所述气泵与转轴之间连通有气管，所述气管与转轴转动连接。

通过采用上述技术方案，工作时，启动驱动电机，驱动电机带动齿轮转动，齿轮带动齿环转动，齿环带动转轴转动，实现驱动毛刷转动的目的；而清理的同时，气泵向转轴内泵送空气，最后开孔向空腔内喷出空气，将空腔内附着的泥土吹洗干净，有效地提高清理效果。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述圆台沿圆台的轴向开设有滑槽，所述刷柄滑动设置于滑槽内，所述刷柄和圆台上设置有用于限定刷柄位置的限位组件。

通过采用上述技术方案，待毛刷磨损而需要更换时，解除限位组件的限定，向滑槽外抽出刷柄即可，更换好毛刷后，再通过限位组件限定刷柄的位置即可，毛刷更换方便，提高适用性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述限位组件包括铰接轴、扭簧和卡块，所述刷柄的顶壁开设有供卡块卡接的卡槽，所述铰接轴设置于圆台上，所述卡块铰接于铰接轴上，所述扭簧套设于铰接轴上用于驱使卡块与卡槽卡接；所述滑槽为燕尾槽，所述刷柄为与燕尾槽相适配的燕尾块。

通过采用上述技术方案，安装时，将刷柄插入滑槽，使刷柄上的卡槽与卡块卡接，实现刷柄位置的限定；而扭簧的作用力使卡块与卡槽卡紧，防止卡块轻易脱离卡槽，保证限位的稳定。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述滑槽内设置有用于驱使刷柄脱离滑槽的压簧，所述压簧的一端与滑槽靠近转轴的侧壁固定连接，另一端与刷柄抵接。

通过采用上述技术方案，当拨动卡块使卡块脱离卡槽时，压簧的弹力驱使刷柄沿滑槽滑动，以便于取出毛刷，方便卸下毛刷。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述取土钻头上固定设置有固定块，所述固定块与取土钻头之间设置有出土口，所述安装块的两端固定设置有凸块，所述凸块与固定块转动连接，所述凸块上开设有安装孔，所述固定件为滑动穿设于安装孔内的插销，所述固定块上开设有供插销插入的第一限位孔和第二限位孔，所述凸块上设置有用于驱使插销向靠近固定块滑动的弹性件。

通过采用上述技术方案，取土钻头在工作状态时，插销插入第一限位孔内，此时取土钻头处于竖直状态；而需要清理取土钻头时，再将取土钻头转动至水平，将插销插入第二限位孔内即可，而弹性件的设置，使得插销保持插入第一限位孔和第二限位孔内的状态，防止插销轻易脱离，保证取土钻头位置的稳定。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动源为竖直固定设置于机架上的升降气缸，所述升降气缸的活塞杆上固定设置有安装板，所述安装板上固定设置有转动电机，所述安装块固定设置于转动电机的输出轴上。

通过采用上述技术方案，工作时，转动电机转动带动安装块转动，进而带动取土钻头转动，以使取土钻头顺利钻进土层内。

本发明的目的另一目的在于提供一种水利水电工程地基岩土试验检测取土方法，具有提高检测效率的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种水利水电工程地基岩土试验检测取土方法，包括以下步骤：

S1、确定取土试验的区域，在待取土的取土点做好标记；

S2、将机架移动至做好标记的位置，固定机架位置；调节取土钻头位置，以使取土钻头保持竖直的状态，启动驱动源，驱动源带动取土钻头向下运动，土壤进入到取土钻头的空腔内，待取土钻头下降到指定深度后，再通过驱动源驱动取土钻头上升脱离地面；

S3、取出取土钻头内的土壤样品，放置在样品盒内，并标号；

S4、转动取土钻头至水平，再通过固定件固定取土钻头的位置，通过推动件将清理件移动至取土钻头的空腔内，然后通过驱动组件驱动转轴转动，带动清理件对空腔进行清理；待清理完毕后，再将取土钻头转动至竖直位置；

S5、重复S2-S4，直到完成该区域所有标记过的取土点的取土操作。

通过采用上述技术方案，工作时，待每次取土后，将取土钻头旋转至水平，然后推动件将清理件移动至取土钻头的空腔内，然后通过驱动组件驱动转轴转动，带动清理件对空腔进行清理；实现自动清理取土钻头的目的，清理方便，省时省力，提高整体检测效率。

综上所述，本发明本包括以下至少一种有益技术效果：

一、试验时，待每一次取土完成后，转动取土钻头至水平，再通过固定件固定取土钻头的位置，通过推动件将清理件移动至取土钻头的空腔内，然后通过驱动组件驱动转轴转动，带动清理件对空腔进行清理；实现自动清理取土钻头的目的，清理方便，省时省力，提高整体检测效率；

二、工作时，启动驱动电机，驱动电机带动齿轮转动，齿轮带动齿环转动，齿环带动转轴转动，实现驱动毛刷转动的目的；而清理的同时，气泵向转轴内泵送空气，最后开孔向空腔内喷出空气，将空腔内附着的泥土吹洗干净，有效地提高清理效果；

三、待毛刷磨损而需要更换时，解除限位组件的限定，向滑槽外抽出刷柄即可，更换好毛刷后，再通过限位组件限定刷柄的位置即可，毛刷更换方便，提高适用性。

附图说明

图1是本发明整体的结构示意图；

图2是本发明安装块的爆炸图；

图3是本发明部分结构的结构示意图；

图4是图3中的A部放大图。

附图标记：1、机架；11、驱动源；111、安装板；112、转动电机；12、驱动气缸；121、安装座；13、气泵；131、气管；2、取土钻头；21、空腔；22、固定块；221、第一限位孔；222、第二限位孔；23、出土口；24、叶片；3、安装块；31、凸块；311、安装孔；4、转轴；41、圆台；411、凸起段；4111、开孔；4112、凹槽；412、安装段；413、滑槽；4131、压簧；5、毛刷；51、刷柄；511、卡槽；52、刷毛；6、驱动组件；61、驱动电机；62、齿轮；63、齿环；7、限位组件；71、铰接轴；72、扭簧；73、卡块；8、插销；81、弹性件；82、手持台。

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：

如图1、2所示，一种水利水电工程地基岩土试验检测取土器，包括机架1和取土钻头2，取土钻头2内开设有空腔21，取土钻头2外设置有螺旋状的叶片24；取土钻头2的两端开口设置，且采用钢管制成。还设置有安装块3，取土钻头2转动设置于安装块3上，机架1上设置有用于驱动安装块3升降的驱动源11，驱动源11为竖直固定设置于机架1上的升降气缸，升降气缸的活塞杆上固定设置有安装板111。安装板111上固定设置有转动电机112，安装块3固定设置于转动电机112的输出轴上。

其中，如图2所示，取土钻头2上固定设置有固定块22，固定块22与取土钻头2之间设置有出土口23。安装块3的两端固定设置有凸块31，凸块31与固定块22转动连接，凸块31上开设有安装孔311。安装块3上设置有用于限定取土钻头2位置的固定件，固定件为滑动穿设于安装孔311内的插销8。固定块22上开设有供插销8插入的第一限位孔221和第二限位孔222，第一限位孔221和第二限位孔222与固定块22的转动轴线构成的夹角为直角。

如图2所示，凸块31上设置有用于驱使插销8向靠近固定块22滑动的弹性件81，弹性件81为拉簧，插销8远离凸块31的一端固定设置有手持台82；拉簧套设于插销8上，且拉簧的一端与手持台82固定连接，另一端与凸块31的侧壁固定连接。

如图3、4所示，机架1上设置有转轴4，转轴4为中空结构，转轴4水平设置，转轴4靠近取土钻头2的一端固定设置有用于插入空腔21的清理件，清理件为毛刷5，毛刷5包括刷柄51和固定设置于刷柄51上的刷毛52。

如图3、4所示，机架1上设置有用于驱动转轴4转动的驱动组件6，驱动组件6包括驱动电机61、齿轮62和齿环63。齿环63同轴固定套设于转轴4上，驱动电机61固定设置于安装座121上，齿轮62同轴固定设置于驱动电机61的输出轴上，齿轮62与齿环63啮合。

如图3、4所示，机架1上设置有用于驱动驱动组件6与转轴4向靠近或远离取土钻头2运动的推动件，推动件为水平固定设置于机架1上的驱动气缸12。驱动气缸12的活塞上固定设置有安装座121，转轴4转动设置于安装座121上。

其中，如图3、4所示，转轴4靠近取土钻头2的一端固定设置有圆台41，圆台41包括凸起段411和安装段412，凸起段411的直径大于安装段412的直径。毛刷5设置于圆台41上，凸起段411上开设有与转轴4连通的开孔4111，机架1上设置气泵13，气泵13与转轴4之间连通有气管131，气管131与转轴4转动连接。

工作时，启动驱动电机61，驱动电机61带动齿轮62转动，齿轮62带动齿环63转动，齿环63带动转轴4转动，实现驱动毛刷5转动的目的；而清理的同时，气泵13向转轴4内泵送空气，最后开孔4111向空腔21内喷出空气，将空腔21内附着的泥土吹洗干净，有效地提高清理效果。

如图3、4所示，安装段412沿圆台41的轴向开设有滑槽413，刷柄51滑动设置于滑槽413内；滑槽413为燕尾槽，刷柄51为与燕尾槽相适配的燕尾块。

如图3、4所示，刷柄51和圆台41上设置有用于限定刷柄51位置的限位组件7，限位组件7包括铰接轴71、扭簧72和卡块73。刷柄51的顶壁开设有供卡块73卡接的卡槽511，卡槽511设置在刷柄51靠近凸起段411的一端；铰接轴71设置于圆台41上。其中，凸起段411开设有凹槽4112，铰接轴71固定设置于凹槽4112的侧壁上，铰接轴71与转轴4垂直。卡块73铰接于铰接轴71上，扭簧72套设于铰接轴71上用于驱使卡块73与卡槽511卡接；扭簧72的一端与卡块73固定连接，另一端与凹槽4112的侧壁固定连接；扭簧72的扭力驱使卡块73向刷柄51处转动。

待毛刷5磨损而需要更换时，解除限位组件7的限定，向滑槽413外抽出刷柄51即可，更换好毛刷5后，再通过限位组件7限定刷柄51的位置即可，毛刷5更换方便，提高适用性。安装时，将刷柄51插入滑槽413，使刷柄51上的卡槽511与卡块73卡接，实现刷柄51位置的限定；而扭簧72的作用力使卡块73与卡槽511卡紧，防止卡块73轻易脱离卡槽511，保证限位的稳定。

其中，如图3、4所示，滑槽413内设置有用于驱使刷柄51脱离滑槽413的压簧4131，压簧4131的一端与滑槽413靠近转轴4的侧壁固定连接，另一端与刷柄51抵接。当拨动卡块73使卡块73脱离卡槽511时，压簧4131的弹力驱使刷柄51沿滑槽413滑动，以便于取出毛刷5，方便卸下毛刷5。

工作原理：试验时，将机架1移动待取土的位置，固定机架1位置；调节取土钻头2位置，以使取土钻头2保持竖直的状态，启动驱动源11，驱动源11带动取土钻头2向下运动，土壤进入到取土钻头2的空腔21内，待取土钻头2下降到指定深度后，再通过驱动源11驱动取土钻头2上升脱离地面。

取土钻头2在工作状态时，插销8插入第一限位孔221内，此时取土钻头2处于竖直状态；待每一次取土完成后，转动取土钻头2至水平，将插销8插入第二限位孔222内，以固定取土钻头2的位置，通过推动件将清理件移动至取土钻头2的空腔21内，然后启动驱动电机61，驱动电机61带动齿轮62转动，齿轮62带动齿环63转动，齿环63带动转轴4转动，以驱动毛刷5转动，进而对空腔21进行清理；实现自动清理取土钻头2的目的，清理方便，省时省力，提高整体检测效率。

实施例二：

一种水利水电工程地基岩土试验检测取土方法，包括以下步骤：

S1、确定取土试验的区域，在待取土的取土点做好标记；

S2、将机架1移动至做好标记的位置，固定机架1位置；调节取土钻头2位置，以使取土钻头2保持竖直的状态，启动驱动源11，驱动源11带动取土钻头2向下运动，土壤进入到取土钻头2的空腔21内，待取土钻头2下降到指定深度后，再通过驱动源11驱动取土钻头2上升脱离地面；

S3、取出取土钻头2内的土壤样品，放置在样品盒内，并标号；

S4、转动取土钻头2至水平，再通过固定件固定取土钻头2的位置，通过推动件将清理件移动至取土钻头2的空腔21内，然后通过驱动组件6驱动转轴4转动，带动清理件对空腔21进行清理；待清理完毕后，再将取土钻头2转动至竖直位置；

S5、重复S2-S4，直到完成该区域所有标记过的取土点的取土操作。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水利水电工程地基岩土试验检测取土器，包括机架(1)和取土钻头(2)，所述取土钻头(2)内开设有空腔(21)，其特征在于：还包括安装块(3)，取土钻头(2)转动设置于安装块(3)上，所述安装块(3)上设置有用于限定取土钻头(2)位置的固定件；所述机架(1)上设置有用于驱动安装块(3)升降的驱动源(11)；所述机架(1)上设置有转轴(4)，所述转轴(4)靠近取土钻头(2)的一端固定设置有用于插入空腔(21)的清理件，所述机架(1)上设置有用于驱动转轴(4)转动的驱动组件(6)，所述机架(1)上设置有用于驱动驱动组件(6)与转轴(4)向靠近或远离取土钻头(2)运动的推动件；

所述推动件为水平固定设置于机架(1)上的驱动气缸(12)，所述驱动气缸(12)的活塞上固定设置有安装座(121)，所述转轴(4)转动设置于安装座(121)上；所述清理件为毛刷(5)，所述毛刷(5)包括刷柄(51)和固定设置于刷柄(51)上的刷毛(52)；

所述驱动组件(6)包括驱动电机(61)、齿轮(62)和齿环(63)，所述齿环(63)同轴固定套设于转轴(4)上，所述驱动电机(61)固定设置于安装座(121)上，所述齿轮(62)同轴固定设置于驱动电机(61)的输出轴上，齿轮(62)与齿环(63)啮合；所述转轴(4)为中空结构，所述转轴(4)靠近取土钻头(2)的一端固定设置有圆台(41)，所述毛刷(5)设置于圆台(41)上，所述圆台(41)上开设有与转轴(4)连通的开孔(4111)，所述机架(1)上设置气泵(13)，所述气泵(13)与转轴(4)之间连通有气管(131)，所述气管(131)与转轴(4)转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种水利水电工程地基岩土试验检测取土器，其特征在于：所述圆台(41)沿圆台(41)的轴向开设有滑槽(413)，所述刷柄(51)滑动设置于滑槽(413)内，所述刷柄(51)和圆台(41)上设置有用于限定刷柄(51)位置的限位组件(7)。

3.根据权利要求2所述的一种水利水电工程地基岩土试验检测取土器，其特征在于：所述限位组件(7)包括铰接轴(71)、扭簧(72)和卡块(73)，所述刷柄(51)的顶壁开设有供卡块(73)卡接的卡槽(511)，所述铰接轴(71)设置于圆台(41)上，所述卡块(73)铰接于铰接轴(71)上，所述扭簧(72)套设于铰接轴(71)上用于驱使卡块(73)与卡槽(511)卡接；所述滑槽(413)为燕尾槽，所述刷柄(51)为与燕尾槽相适配的燕尾块。

4.根据权利要求3所述的一种水利水电工程地基岩土试验检测取土器，其特征在于：所述滑槽(413)内设置有用于驱使刷柄(51)脱离滑槽(413)的压簧(4131)，所述压簧(4131)的一端与滑槽(413)靠近转轴(4)的侧壁固定连接，另一端与刷柄(51)抵接。

5.根据权利要求1所述的一种水利水电工程地基岩土试验检测取土器，其特征在于：所述取土钻头(2)上固定设置有固定块(22)，所述固定块(22)与取土钻头(2)之间设置有出土口(23)，所述安装块(3)的两端固定设置有凸块(31)，所述凸块(31)与固定块(22)转动连接，所述凸块(31)上开设有安装孔(311)，所述固定件为滑动穿设于安装孔(311)内的插销(8)，所述固定块(22)上开设有供插销(8)插入的第一限位孔(221)和第二限位孔(222)，所述凸块(31)上设置有用于驱使插销(8)向靠近固定块(22)滑动的弹性件(81)。

6.根据权利要求1所述的一种水利水电工程地基岩土试验检测取土器，其特征在于：所述驱动源(11)为竖直固定设置于机架(1)上的升降气缸，所述升降气缸的活塞杆上固定设置有安装板(111)，所述安装板(111)上固定设置有转动电机(112)，所述安装块(3)固定设置于转动电机(112)的输出轴上。

7.一种水利水电工程地基岩土试验检测取土方法，其特征在于：采用如权利要求1-6任意一项所述的一种水利水电工程地基岩土试验检测取土器进行取土，包括以下步骤：

S1、确定取土试验的区域，在待取土的取土点做好标记；

S2、将机架(1)移动至做好标记的位置，固定机架(1)位置；调节取土钻头(2)位置，以使取土钻头(2)保持竖直的状态，启动驱动源(11)，驱动源(11)带动取土钻头(2)向下运动，土壤进入到取土钻头(2)的空腔(21)内，待取土钻头(2)下降到指定深度后，再通过驱动源(11)驱动取土钻头(2)上升脱离地面；

S3、取出取土钻头(2)内的土壤样品，放置在样品盒内，并标号；

S4、转动取土钻头(2)至水平，再通过固定件固定取土钻头(2)的位置，通过推动件将清理件移动至取土钻头(2)的空腔(21)内，然后通过驱动组件(6)驱动转轴(4)转动，带动清理件对空腔(21)进行清理；待清理完毕后，再将取土钻头(2)转动至竖直位置；

S5、重复S2-S4，直到完成该区域所有标记过的取土点的取土操作。

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