CN111624083A - 环刀内土样提取系统 - Google Patents
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Abstract
本发明专利涉及一种环刀内土样提取系统，具有机架，机架上设有称重工位、取土工位及复测工位，称重工位上设有第一称重平台；取土工位上设有取土机构，取土机构包括固定在机架上的定位支架、固定在定位支架上的伸缩杆、由第一电机驱动旋转设置在伸缩杆上的旋转头、设置在旋转头下端的刮刀、清洁刷和清洁喷头，刮刀和清洁刷上均设有第二电机，旋转头的下端还设有升降气缸，升降气缸的伸缩端与清洁喷头固定连接，机架上设有由驱动电机驱动滑动设置在机架上的接盘；复测工位上设有第二称重平台；机架上设有搬运机构，搬运机构将取土完成后的环刀运送至复测工位后复位至称重工位。本发明能够有序高效的进行土样的取出及环刀的清洁，高效实用。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种环刀内土样提取系统。
背景技术
环刀是用来取原状土实验用样的一种常用仪器，环刀用来做容重、压缩、剪切和渗透等试验。短管状钢制品，一头有刃。使用时应刃向下，在切取土样时避免歪斜，使其垂直均匀受力下切，使用前可将环刀涂抹少许凡士林。使用完毕后，应将环刀擦洗干净并涂一些保护油等，以防生锈。在土样实验过程中，环刀起到了至关重要的作用，环刀重塑土样主要应用于直剪实验中，传统的制样方法通常使用普通环刀装土，然后通过人工进行压实，并且在将土样取出时也是通过人工将通过压杆或者气锤将土样取出，费时费力，十分不便。
发明专利内容
本发明专利的目的是提供一种能够高效取土样，且能够快速清洁环刀的环刀内土样提取系统。
实现本发明专利目的的技术方案是：本发明专利具有机架，机架上设有称重工位、取土工位及复测工位；
所述称重工位上设有用于称取环刀及环刀内土样的第一称重平台；
所述取土工位上设有用于将环刀内的土样取出的取土机构，所述取土机构包括固定在机架上的定位支架、固定在定位支架上且由第一气缸驱动升降设置在定位支架上的伸缩杆、由第一电机驱动旋转设置在伸缩杆上的旋转头、固定在旋转头下端的刮刀、清洁刷和可与外部水管连接的清洁喷头，刮刀、清洁刷和清洁喷头沿旋转头的轴线圆周分布，刮刀和清洁刷上均设有第二电机，各个第二电机均固定在旋转头的下端面，刮刀和清洁刷通过第二电机的驱动旋转，旋转头的下端还设有升降气缸，升降气缸的伸缩端与清洁喷头固定连接，机架上设有由驱动电机驱动滑动设置在机架上、且用于接取环刀内土样的接盘，接盘的滑动方向与机架的延伸方向一致；
所述复测工位上设有用于测量去净土样后环刀的质量的第二称重平台；
所述机架上设有用于将环刀从称重工位搬运到取土工位的搬运机构，搬运机构将取土完成后的环刀运送至复测工位后复位至称重工位。
上述搬运机构包括固定在机架两侧的主动轮和从动轮，各个主动轮均由第三电机驱动，且位于机架同一侧的主动轮和从动轮之间设有皮带，各个皮带上固定设有定位块，定位块上设有由第三气缸驱动升降的升降杆，定位块上设有升降槽，升降杆的一端滑动设置在升降槽内，升降杆的另一端固定设有升降块，升降块上固定设有第二气缸，第二气缸的伸缩端固定设有用于夹紧环刀的外壁的卡爪，机架两侧的卡爪相对设置，并通过第二气缸的驱动将环刀夹紧，并通过皮带的移动进行转移。
上述卡爪包括弧形包壁板及固定在弧形包壁板下端面的支撑板，支撑板的下端设有多个用于承托环刀的承托翻边。
上述刮刀包括与对应的第二电机的输出端固定连接的刮轴、及可在伸入环刀后刮片的边缘靠压在环刀的内壁上的刮片，刮片沿刮轴的轴线螺旋分布在刮轴上。
上述刮片为柔性叶片。
上述清洁刷包括刷杆、及可在伸入环刀后清理环刀内壁的刷毛，刷杆与第二电机的输出端固定连接，各个刷毛沿刷杆的轴线圆周分布在刷杆的外壁上。
上清洁喷头与升降气缸的伸缩端固定连接，清洁喷头上设有可与外部水管连接的连接孔，所述清洁喷头内与连接孔连通的通水管路、及多个用于清洁环刀内壁的喷水管路，各个喷水管路的内径小于通水管路的内径，各个喷水管路与通水管路连通。
上述清洁喷头呈球状，喷水管路的出水口均匀分布在清洁喷头的表面上。
上述取土工位和复测工位之间设有可在环刀清洁完成后将环刀烘干的烘箱。
上述机架内设有用于承接环刀上的废料和废水的废料盒，所述废料盒位于接盘下方。
本发明专利具有积极的效果：(1)本发明通过在机架上设置称重工位、取土工位及复测工位，在称重工位上设置第一称重平台来测量初始状态时环刀和土样的总质量，在取土工位上设置第一气缸和第一电机的驱动控制旋转头的升降和旋转，来对环刀进行不同功能的切换，在土样刮取之后通过接盘将土样取出，然后通过清洁刷对环刀的内壁进行清扫，清扫完成后通过清洁喷头将环刀内壁上的残渣进行清洁，环刀清洁完成后经烘箱烘干后通过第二称重平台称取环刀的质量，通过环刀和土样的总质量剪去环刀的总质量得到土样的质量，环刀称重后待用，一方面能够有效的提取出土样，并且能够及时的对环刀进行清洁，避免了环刀在以后的使用的过程中与其他土壤的交叉污染，另一方面也解决了现有技术中通过人工提取土样时的费时费力的问题，大大的提高了土样的提取效率及土样的提出率，高效实用。
(2)本发明通过将搬运机构设置成由曲驱动电机驱动的主动轮和从动轮的转动带动皮带的转动，通过皮带的传动进行定位块的移动，定位块上的升降块带动第一气缸的移动，并通过卡爪将环刀夹紧，能够高效的进行环刀的移动和定位，高效便捷。
(3)本发明通过将卡爪设置成包壁板与支撑板的连接，并且在支撑板的下端设置成承托翻边，保证了环刀在移动的过程中的稳定性，也避免了环刀在移动过程中发生位置的偏移，便捷实用。
(4)本发明通过将刮刀设置成刮轴和刮片的连接，通过第二电机带动刮轴和刮片伸入环刀后与环刀的内壁贴合后将土样取出，保证了土样取出的高效性及保证了土样的提取效率，实用便捷。
(5)本发明通过将刮片设置成柔性叶片，避免了刮片过硬而造成了刮片刮坏环刀的内壁，实用高效。
(6)本发明通过将清洁刷设置成刷杆和刷毛的连接，通过第二电机的驱动对环刀的内壁进行快速有效的清洁，保证了清洁的高效性及环刀内壁的洁净度，实用便捷。
(7)本发明通过将清洁喷头与升降气缸连接，并且通过连接孔与外部水管连接，通过外部水管与水泵连接后往清洁喷头内注水，清洁喷头上的通水管路与喷水管路连接后将水喷出，并对环刀的内壁进行清洗，便捷高效。
(8)本发明通过将清洁喷头设置成球状，通过球状上的各个喷水管路的出水口的出水全面的对环刀的内壁进行清洁，保证了环刀清洁的效率，便捷实用。
(9)本发明通过在取土工位和复测工位之间设置烘箱，通过烘箱快速的将环刀上的水分进行烘干，保证了环刀的洁净度，便捷实用。
(10)本发明通过在机架内设废料盒，用于接取清洁的废料和废水，保证了取土环境的洁净，便捷实用。
附图说明
为了使本发明专利的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明专利作进一步详细的说明，其中
图1为本发明中环刀内土样提取系统的整体结构示意图；
图2为本发明中环刀内土样提取系统的整体结构的主视图；
图3为本发明中取土机构的整体结构示意图；
图4为图1中A处的放大图；
图5为图1中B处的放大图；
图6为本发明中卡爪的整体结构示意图；
图7为本发明中清洁喷头的内部结构示意图。
具体实施方式
见图1至图7，本发明专利具有机架1，机架1上设有用于称量环刀及土样的总重的称重工位、取土工位及用于称量环刀的重量的复测工位；
所述称重工位上设有用于称取环刀及环刀内土样的第一称重平台2；
所述取土工位上设有用于将环刀内的土样取出的取土机构4，所述取土机构4包括固定在机架1上的定位支架41、固定在定位支架41上且由第一气缸42驱动升降设置在定位支架41上的伸缩杆43、由第一电机431驱动旋转设置在伸缩杆43上的旋转头44、设置在旋转头44下端的刮刀47、清洁刷46和可与外部水管连接的清洁喷头48，第一气缸42的伸缩端固定设置在伸缩杆43的伸缩端，刮刀47、清洁刷46和清洁喷头48沿旋转头44的轴线圆周分布，刮刀47和清洁刷46上均设有第二电机45，各个第二电机45均固定在旋转头44的下端面，刮刀47和清洁刷46通过第二电机45的驱动旋转，旋转头44的下端还设有升降气缸49，升降气缸49的伸缩端与清洁喷头48固定连接，机架1上设有由驱动电机51驱动滑动设置在机架1上、且用于接取环刀内土样的接盘5，所述接盘5的下方设有滑轮53，机架1上设有可供滑轮53滑动的滑轨11，所述驱动电机51固定在接盘5的底部，且驱动电机51的输出端设有传动齿轮52，机架1上设有与传动齿轮52传动配合的齿条12，接盘5的滑动方向与机架1的延伸方向一致；
所述复测工位上设有用于测量去净土样后环刀的质量的第二称重平台7；
所述机架1上设有用于将环刀从称重工位搬运到取土工位的搬运机构3，搬运机构3将取土完成后的环刀运送至复测工位后复位至称重工位；
所述搬运机构3包括固定在机架1两侧的主动轮32和从动轮33，各个主动轮32均由第三电机31驱动，且位于机架1同一侧的主动轮32和从动轮33之间设有皮带34，各个皮带34上固定设有定位块35，定位块35上设有由第三气缸36驱动升降的升降杆37，定位块35上设有升降槽，升降杆37的一端滑动设置在升降槽内，升降杆37的另一端固定设有升降块，升降块上固定设有第二气缸38，第二气缸38的伸缩端固定设有用于夹紧环刀的外壁的卡爪39，机架1两侧的卡爪39相对设置，并通过第二气缸38的驱动将环刀夹紧，并通过皮带34的移动进行转移，所述第一电机431、第二电机45、第三电机31和驱动电机51通过电线与电源连接，所述第一气缸42、第二气缸38、第三气缸36和升降气缸49与固定在机架1内的气泵连接；
所述卡爪39包括弧形包壁板391及固定在弧形包壁板391下端面的支撑板392，支撑板392的下端设有多个用于承托环刀的承托翻边393，所述支撑板392上设有用于增加环刀与支撑板392之间的摩擦力的摩擦垫；
所述刮刀47包括与对应的第二电机45的输出端固定连接的刮轴、及可在伸入环刀后刮片的边缘靠压在环刀的内壁上的刮片，刮片沿刮轴的轴线螺旋分布在刮轴上，所述刮片为柔性叶片，柔性叶片伸入环刀和土样后通过第二电机45的驱动将土样取出；
所述清洁刷46包括刷杆、及可在伸入环刀后清理环刀内壁的刷毛，刷杆与第二电机45的输出端固定连接，各个刷毛沿刷杆的轴线圆周分布在刷杆的外壁上；
所述清洁喷头48与升降气缸49的伸缩端固定连接，清洁喷头48上设有可与外部水管连接的连接孔481，所述清洁喷头48内与连接孔481连通的通水管路482、及多个用于清洁环刀内壁的喷水管路483，各个喷水管路483的内径小于通水管路482的内径，各个喷水管路483与通水管路482连通，连接孔481与水端连接并通过水泵将水通入清洁喷头48；
所述清洁喷头48呈球状，喷水管路483的出水口均匀分布在清洁喷头48的表面上；
所述取土工位和复测工位之间设有可在环刀清洁完成后将环刀烘干的烘箱6，环刀经清洁喷头48清洗后经烘箱6烘干后转移至第二承重平台上称取环刀的质量，在通过环刀和土样的总质量剪去环刀的质量得到土样的质量；
所述机架1内设有用于承接环刀上的废料和废水的废料盒8，所述废料盒8位于接盘5下方。
本发明专利的工作原理：本发明先将带土样的环刀放置在第一称重平台2上称取环刀和土样的总质量，第二气缸38的伸缩端伸出后将卡爪39卡紧在环刀上，然后通过第一气缸42驱动升降杆37上升，然后通过第三电机31驱动后经皮带34带动固定块将环刀和土样移动至取土工位，到达取土工位后定位支架41上的第一气缸42驱动伸缩杆43下降，并且同时驱动第一电机431将旋转头44转动至刮刀47位于环刀上方，然后第一气缸42驱动下降，刮刀47伸入环刀内将土样取出，土样顺势掉入接盘5，在刮取完毕后，第一气缸42驱动将刮刀47伸出，此时接盘5滑开，此时废料盒8位于环刀下方，然后驱动第一电机431旋转头44转动至清洁刷46处，并通过第二电机45驱动和第一气缸42的驱动对环刀的内壁进行清洁，清洁完成后通过第一气缸42将清洁刷46升起，然后转动旋转头44将清洁喷头48转动至环刀上方，通过升降气缸49驱动将清洁喷头48伸入环刀内进行清洁，清洁完成后通过皮带34的驱动将环刀通过烘箱6进行烘干，烘干后将环刀传送至第二称重平台7称量环刀的质量，并通过第一称重平台2上称得的环刀和土样的总质量剪去第二中称重平台上环刀的质量得到土样的质量，称量完成后将环刀放在第二称量平台上待用，且卡爪39复位至第一称重平台2。
以上所述的具体实施例，对本发明专利的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明专利的具体实施例而已，并不用于限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种环刀内土样提取系统，其特征在于：具有机架(1)，机架(1)上设有用于称量环刀及土样的总重的称重工位、取土工位及用于称量环刀的重量的复测工位；
所述称重工位上设有用于称取环刀及环刀内土样的第一称重平台(2)；
所述取土工位上设有用于将环刀内的土样取出的取土机构(4)，所述取土机构(4)包括固定在机架(1)上的定位支架(41)、固定在定位支架(41)上且由第一气缸(42)驱动升降设置在定位支架(41)上的伸缩杆(43)、由第一电机(431)驱动旋转设置在伸缩杆(43)上的旋转头(44)、设置在旋转头(44)下端的刮刀(47)、清洁刷(46)和可与外部水管连接的清洁喷头(48)，刮刀(47)、清洁刷(46)和清洁喷头(48)沿旋转头(44)的轴线圆周分布，刮刀(47)和清洁刷(46)上均设有第二电机(45)，各个第二电机(45)均固定在旋转头(44)的下端面，刮刀(47)和清洁刷(46)通过第二电机(45)的驱动旋转，旋转头(44)的下端还设有升降气缸(49)，升降气缸(49)的伸缩端与清洁喷头(48)固定连接，机架(1)上设有由驱动电机(51)驱动滑动设置在机架(1)上、且用于接取环刀内土样的接盘(5)，接盘(5)的滑动方向与机架(1)的延伸方向一致；
所述复测工位上设有用于测量去净土样后环刀的质量的第二称重平台(7)；
所述机架(1)上设有用于将环刀从称重工位搬运到取土工位的搬运机构(3)，搬运机构(3)将取土完成后的环刀运送至复测工位后复位至称重工位。
2.根据权利要求1所述的环刀内土样提取系统，其特征在于：所述搬运机构(3)包括固定在机架(1)两侧的主动轮(32)和从动轮(33)，各个主动轮(32)均由第三电机(31)驱动，且位于机架(1)同一侧的主动轮(32)和从动轮(33)之间设有皮带(34)，各个皮带(34)上固定设有定位块(35)，定位块(35)上设有由第三气缸(36)驱动升降的升降杆(37)，定位块(35)上设有升降槽，升降杆(37)的一端滑动设置在升降槽内，升降杆(37)的另一端固定设有升降块，升降块上固定设有第二气缸(38)，第二气缸(38)的伸缩端固定设有用于夹紧环刀的外壁的卡爪(39)，机架(1)两侧的卡爪(39)相对设置，并通过第二气缸(38)的驱动将环刀夹紧，并通过皮带(34)的移动进行转移。
3.根据权利要求2所述的环刀内土样提取系统，其特征在于：所述卡爪(39)包括弧形包壁板(391)及固定在弧形包壁板(391)下端面的支撑板(392)，支撑板(392)的下端设有多个用于承托环刀的承托翻边(393)。
4.根据权利要求1所述的环刀内土样提取系统，其特征在于：所述刮刀(47)包括与对应的第二电机(45)的输出端固定连接的刮轴、及可在伸入环刀后刮片的边缘靠压在环刀的内壁上的刮片，刮片沿刮轴的轴线螺旋分布在刮轴上。
5.根据权利要求4所述的环刀内土样提取系统，其特征在于：所述刮片为柔性叶片。
6.根据权利要求1所述的环刀内土样提取系统，其特征在于：所述清洁刷(46)包括刷杆、及可在伸入环刀后清理环刀内壁的刷毛，刷杆与第二电机(45)的输出端固定连接，各个刷毛沿刷杆的轴线圆周分布在刷杆的外壁上。
7.根据权利要求1所述的环刀内土样提取系统，其特征在于：所述清洁喷头(48)与升降气缸(49)的伸缩端固定连接，清洁喷头(48)上设有可与外部水管连接的连接孔(481)，所述清洁喷头(48)内与连接孔(481)连通的通水管路(482)、及多个用于清洁环刀内壁的喷水管路(483)，各个喷水管路(483)的内径小于通水管路(482)的内径，各个喷水管路(483)与通水管路(482)连通。
8.根据权利要求7所述的环刀内土样提取系统，其特征在于：所述清洁喷头(48)呈球状，喷水管路(483)的出水口均匀分布在清洁喷头(48)的表面上。
9.根据权利要求1所述的环刀内土样提取系统，其特征在于：所述取土工位和复测工位之间设有可在环刀清洁完成后将环刀烘干的烘箱(6)。
10.根据权利要求1所述的环刀内土样提取系统，其特征在于：所述机架(1)内设有用于承接环刀上的废料和废水的废料盒(8)，所述废料盒(8)位于接盘(5)下方。
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| CN202010469403.6A Active CN111624083B (zh) | 2020-05-28 | 2020-05-28 | 环刀内土样提取系统 |
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| CN (1) | CN111624083B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114433521A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-05-06 | 天津农学院 | 一种溶解氧传感器清洗装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN204944873U (zh) * | 2015-09-16 | 2016-01-06 | 江西交通职业技术学院 | 一种改进型环刀组件 |
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| CN109374333A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-02-22 | 李二猛 | 一种土壤采集装置 |
| CN111006895A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-04-14 | 中国建筑材料工业地质勘查中心吉林总队 | 一种自动化控制的环刀取土机 |
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| CN212410240U (zh) * | 2020-05-28 | 2021-01-26 | 江苏申达检验有限公司 | 环刀内土样提取系统 |
-
2020
- 2020-05-28 CN CN202010469403.6A patent/CN111624083B/zh active Active
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