CN111795844A - 土建路面质量检测用取样器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种土建路面质量检测用取样器，应用在路面检测设备的技术领域，其包括底座、垂直固定在底座上的两个导柱和滑动连接在两个导柱上的升降座，升降座上转动连接有芯轴，芯轴的一端向下穿过升降座且穿过的一端通过夹具连接有芯筒，升降座上设有用于驱动芯轴转动的分离式驱动件；两个导柱远离底座的一端通过横杆连接，横杆上转动连接有螺杆，螺杆的一端穿过升降座并与升降座螺纹连接，横杆侧壁通过支杆连接有支座，支座上转动连接有花键套，花键套和螺杆上分别设有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮通过齿带连接。本发明增加取样器应用范围效果。

Description

土建路面质量检测用取样器

技术领域

本发明涉及路面检测设备的技术领域，尤其是涉及一种土建路面质量检测用取样器。

背景技术

随着岩土工程的不断发展，人们对地下岩、土体的探求欲望越来越大，因此需对某深度处的岩、土体进行取样，测试其物理力学参数。

公开号为CN109470511A的中国专利公开了一种脚踏助力便携式土壤取样器，包括筒壁与取样器体，取样器体两侧的表面皆设置有加力筒滑动槽，加力筒滑动槽一侧的取样器体表面皆设置有取样器开窗及加力装置卡槽，筒壁内部的底端固定安装有弹簧挡板，筒壁底部的左右两侧皆固定安装有加力筒滑动条B，筒壁底部的前后两侧皆固定安装有弹簧板挡条，筒壁顶部的两侧皆固定安装有加力筒滑动条A，筒壁的内部固定安装有弹簧。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：取样器在使用过程中主要依靠人力，因而其受限于操作者自身的身体素质，使得应用范围较窄。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种土建路面质量检测用取样器，其具有增加取样器应用范围效果。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种土建路面质量检测用取样器，包括底座、垂直固定在底座上的两个导柱和滑动连接在两个导柱上的升降座，所述升降座上转动连接有芯轴，所述芯轴的一端向下穿过升降座且穿过的一端通过夹具连接有芯筒，所述升降座上设有用于驱动芯轴转动的分离式驱动件；

两个所述导柱远离底座的一端通过横杆连接，所述横杆上转动连接有螺杆，所述螺杆的一端穿过升降座并与升降座螺纹连接，所述横杆侧壁通过支杆连接有支座，所述支座上转动连接有花键套，所述花键套和螺杆上分别设有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮通过齿带连接；

所述花键套内插接有花键轴，所述升降座上设有减速传动件，所述减速传动件的输入端与分离式驱动件的输出端连接，所述减速传动件的输出端与花键轴连接。

通过采用上述技术方案，驱动件控制芯筒旋转，同时驱动件的动力通过减速传动件传递给花键轴并驱动花键轴转动，花键轴带动花键套转动，花键套带动第一齿轮转动，从而使得第二齿轮带动螺杆转动，升降座在螺杆的驱动下下降，进而带动芯筒钻入路面内；分离式驱动件动作，芯筒停止转动，花键轴反转，升降座上移，将芯筒提出地面外，操作者通过夹具将芯筒拆下，完成取样，方便快捷，减小了对人工的依赖程度，增加了取样器的应用范围；芯筒采用可拆卸连接方式，既方便了操作者将样品取出，又便于更换不同规格的芯筒进行取样；芯筒和升降座共用一个驱动源，节省了资源。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述分离式驱动件包括伺服电机、第一带轮和第二带轮，所述伺服电机安装在升降座上，所述第一带轮连接在伺服电机的电机轴上，所述第二带轮转动连接在芯轴上，所述第一带轮和第二带轮通过皮带连接；

所述第二带轮上设有第二外花键筒，所述芯轴在第二带轮上方设有第一外花键筒，所述第一外花键通外套设有内花键筒，所述内花键筒外壁转动连接有中间环，所述升降座上设有第一伺服缸，所述第一伺服缸的驱动杆向下穿过升降座，且穿过的一端与中间环连接。

通过采用上述技术方案，伺服电机驱动第一带轮转动，第一带轮通过皮带带动第二带轮转动，第二外花键筒通过内花键筒带动第一外花键筒转动，从而使得芯轴转动；当第一伺服缸的驱动杆拉动内花键筒与第一外花键筒分离时，芯轴停止转动，分离动作快捷、迅速，可适用不同需求。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述夹具包括基板、固定座和锥齿圈，所述基板连接在芯轴端部，所述固定座设置在基板背离芯轴的一侧且关于将芯轴轴线周向等距分布有若干个，各个固定座上均转动连接有螺柱，所述螺柱的一端螺纹连接有夹板，另一端设有第一锥齿轮，所述夹板与基板滑动连接，所述锥齿圈通过转动座转动连接在基板底面，所述锥齿圈与各个第一锥齿轮相啮合。

通过采用上述技术方案，操作者转动锥齿圈，锥齿圈带动各个第一锥齿轮转动，各个第一锥齿轮驱动对应的螺柱转动，使得各个夹板前进夹住芯筒，简单方便，并起到了对芯筒的自定心效果，利于提高芯筒与芯轴的同轴度，减小芯筒转动时的晃动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转动座包括若干通过沉头螺钉连接在基板上的弧板，各个所述弧板沿芯轴周向等距排列，各个所述弧板内壁均开设有弧槽，所述弧槽槽底嵌设有若干滚珠，所述锥齿圈的外圈插接在弧槽内并开设有与滚珠相适配的环槽。

通过采用上述技术方案，滚珠和环槽的配合给锥齿圈的转动提供了支撑基础，弧槽起到对锥齿圈的限位作用，减小了锥齿圈在轴向的位移；各个弧板均可拆卸连接，装卸方便。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基板底面转动连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与锥齿圈啮合且第二锥齿轮端面开设有内六角槽。

通过采用上述技术方案，操作者利用六角扳手插入内六角槽中，转动六角扳手带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动锥齿圈转动，快捷省力。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述减速传动件包括减速台和变速齿轮，所述减速台设置在升降座上，所述减速台内设有导杆，所述变速齿轮转动连接在导杆上；

所述伺服电机的电机轴上设有主动齿轮，所述升降座上转动连接有从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮均与变速齿轮啮合，所述从动齿轮上开设有与花键轴插接配合的卡槽，所述升降座上开设有供花键轴穿过的通孔。

通过采用上述技术方案，伺服电机驱动主动齿轮转动，主动齿轮带动变速齿轮主动，变速齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动花键轴转动，花键轴通过花键套带动第一齿轮转动，从而使得螺杆转动，传动稳定，位置精度较高，伺服电机的转速经过变速齿轮和从动齿轮的变速后，稳定了升降座的钻入速度，起到了对芯筒的保护作用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导杆上套设有导套，所述变速齿轮转动连接在导套上，所述减速台上设有第二伺服缸，所述第二伺服缸的驱动杆与导套连接。

通过采用上述技术方案，第二伺服缸的驱动杆拉动导套，使得变速齿轮与主、从动齿轮分离，此时操作者可手动转动螺杆驱动升降座上下移动，实现了取样器的手自一体化，灵活性高。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述芯筒端部设有若干切割刃。

通过采用上述技术方案，芯筒转动时，切割刃对路面进行切削，方便了芯筒钻入路面内，增加了芯筒对不同地质的适用范围。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述螺杆顶部通过螺钉连接有手轮。

通过采用上述技术方案，手轮给操作者转动螺杆提供了便利。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述底座上设有若干万向轮。

通过采用上述技术方案，万向轮提高了取样器的机动性，使得操作者可自由移动取样器。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.实现了芯筒的自动旋转取样，减少了对人工的依赖程度，可适应不同人群操作，利于坚硬地质的钻取作业，适用范围广；

2.通过夹具实现了对不同规格芯筒的装夹，灵活性高；芯筒和升降座通过一个伺服电机驱动，节约了资源，同时升降座采用自动和手动两种结构，灵活性高；。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图。

图2是本实施例用于体现第一带轮和第二带轮的结构示意图。

图3是图2中A处放大图。

图4是图2中B处放大图。

图5是本实施例用于体现第二锥齿轮的结构示意图。

图6是本实施例用于体现变速齿轮和主动齿轮的结构示意图。

图中，1、底座；11、导柱；12、升降座；13、芯轴；14、芯筒；141、切割刃；142、排气孔；15、横杆；16、螺杆；161、手轮；17、支杆；18、支座；19、万向轮；2、花键套；21、第一齿轮；22、第二齿轮；23、齿带；24、花键轴；3、分离式驱动件；30、伺服电机；31、第一带轮；32、第二带轮；321、第二外花键筒；33、皮带；34、第一外花键筒；35、内花键筒；351、中间环；36、第一伺服缸；4、夹具；41、基板；42、固定座；43、螺柱；431、第一锥齿轮；432、夹板；44、锥齿圈；45、转动座；451、弧板；4511、沉头螺钉；452、弧槽；453、滚珠；454、环槽；46、第二锥齿轮；461、内六角槽；5、减速传动件；51、减速台；52、变速齿轮；53、导杆；54、主动齿轮；55、从动齿轮；551、卡槽；56、通孔；57、导套；58、第二伺服缸。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，为本发明公开的一种土建路面质量检测用取样器，包括底座1，底座1底面设有若干万向轮19，底座1上垂直固定有两个导柱11，两个导柱11远离底座1的一端连接有横杆15，两个导柱11上滑动连接有沿其高度方向移动的升降座12，升降座12上转动连接有芯轴13，芯轴13垂直于升降座12，芯轴13的一端向下穿过升降座12且穿过的一端通过夹具4连接有芯筒14，芯筒14筒口端设有上若干周向分分布的切割刃141，芯筒14端部设有排气孔142，升降座12上设有用于驱动芯轴13转动的分离式驱动件3。

如图1所示，横杆15上转动连接有螺杆16，螺杆16顶部通过螺钉连接有手轮161，螺杆16的一端向下穿过升降座12并与升降座12螺纹连接，当螺杆16转动时驱动升降座12向上或向下移动；横杆15侧壁设有支杆17，支杆17远离横杆15的一端设有支座18，支座18上转动连接有花键套2，花键套2轴线与螺杆16轴线相平行，花键套2上设有第一齿轮21，螺杆16上设有第二齿轮22，第二齿轮22和第一齿轮21通过环形的齿带23连接，花键套2内插接有花键轴24，花键轴24下端转动连接在底座1上，升降座12上设有减速传动件5，减速传动件5的输入端与驱动件的输出端连接，减速传动件5的输出端与花键轴24连接。

如图2和图4所示，夹具4包括连接在芯轴13端部的基板41，基板41底面设有若干沿芯轴13轴线周向等距分布的固定座42，各个固定座42上均转动连接有螺柱43，螺柱43沿芯轴13径向排列，各个螺柱43朝向芯轴13轴线的一端螺纹连接有夹板432，另一端设有第一锥齿轮431，夹板432与基板41滑动连接；螺柱43转动，驱动夹板432向靠近或远离芯轴13轴线移动，从而实现对芯筒14的夹紧或松开。

如图4和图5所示，锥齿圈44通过转动座45转动连接，锥齿圈44位于固定座42下方并与各个第一锥齿轮431相啮合，锥齿圈44内径大于芯筒14外径，使得不同规格的芯筒14均可穿过，基板41底面转动连接有第二锥齿轮46，第二锥齿轮46与锥齿圈44啮合，第二锥齿圈44外端面上开设有同轴分布的内六角槽461；操作者利用六角扳手插入内六角槽461内，转动六角扳手带动第二锥齿轮46转动，第二锥齿轮46带动锥齿圈44转动，第二锥齿圈44带动各个第一锥齿轮431转动，从而使得各个螺柱43同步转动。

如图4所示，转动座45包括若干通过沉头螺钉4511连接在基板41底面上的弧板451，各个弧板451沿芯轴13轴线周向等距排列并位于各个固定座42外围，各个弧板451内壁均开设有弧槽452，弧槽452槽底嵌设有若干沿其内轮廓间隔分布的滚珠453，滚珠453可自由滚动，锥齿圈44的外圈插接在各个弧槽452内，锥齿圈44外圈还开设有同轴分布的环槽454，以供滚珠453部分嵌入，从而抵住并支撑锥齿圈44。

如图2和图3所示，分离式驱动件3包括安装在升降座12上的伺服电机30，伺服电机30的电机轴上向下穿过升降座12，且穿过的一端连接有第一带轮31，芯轴13在升降座12下方设有沿其轴向从上向下一次排列的第一外花键筒34和第二带轮32，第一外花键筒34外套设有内花键筒35，内花键筒35外壁转动连接有中间环351，第二带轮32位于固定板上方且第二带轮32与芯轴13转动连接，第二带轮32和第一带轮31通过皮带33连接，第二带轮32上设有同轴分布的第二外花键筒321，升降座12上设有第一伺服缸36，第一伺服缸36的驱动杆向下穿过升降座12，且穿过的一端与中间环351连接，当内花键筒35处于初始位置时，内花键筒35向下与第二外花键筒321插接，此时，伺服电机30驱动第一带轮31转动，第一带轮31通过皮带33带动第二带轮32转动，第二外花键筒321带动内花键筒35转动，内花键筒35带动第一外花键筒34转动，从而使得芯轴13带动芯筒14转动；当第一伺服缸36的驱动杆拉动内花键筒35上移，使得内花键筒35与第二外花键筒321分离时，第二带轮32自转，芯轴13停止转动。

如图2和图6所示，减速传动件5包括主动齿轮54、减速台51、变速齿轮52和从动齿轮55，主动齿轮54固定在伺服电机30的电机轴上，减速台51内设有导杆53，导杆53上套设有导套57，变速齿轮52同轴转动连接在导套57上，减速台51上设有第二伺服缸58，第二伺服缸58的活塞杆与导套57连接。

如图2所示，从动齿轮55转动连接在升降座12上，且从动齿轮55上开设有与花键轴24插接配合的卡槽551，升降座12在与从动齿轮55对应位置开设有通孔56，以供花键轴24穿过，变速齿轮52的分度圆直径大于主动齿轮54的分度圆直径，主动齿轮54、变速齿轮52和从动齿轮55沿升降座12长度方向排列并依次啮合。

如图2所示，伺服电机30带动主动齿轮54转动，主动齿轮54带动变速齿轮52转动，由于变速齿轮52的分度圆直径大于主动齿轮54的分度圆直径，因而变速齿轮52转速降低后带动从动齿轮55转动，从动齿轮55带动花键轴24转动，花键轴24带动花键套2转动，花键套2带动第一齿轮21转动，第一齿轮21通过齿带23带动第二齿轮22转动，从而使得螺杆16转动。

本实施例的实施原理为：操作者将芯筒14端部从锥齿圈44内部穿过并抵在基板41上，利用六角扳手转动第二锥齿轮46，驱动锥齿圈44转动，使得各个夹板432相互靠近夹住芯筒14，启动伺服电机30，驱动芯筒14和螺杆16转动，螺杆16驱动升降座12下降，带动旋转的芯筒14切割并钻入路面内，当芯筒14钻入指定深度后，第一伺服缸36启动，驱动内花键筒35上移与第二外花键筒321分离，使得芯轴13停止转动，伺服电机30反转，升降座12上移，待芯筒14离开路面后，操作者再次转动第二锥齿轮46，驱动锥齿圈44反转，使得各个夹板432相互远离，将芯筒14卸下，方便快捷，尤其针对坚硬土质取样时，减小了对人力的依赖程度，省时省力，增加了取样器的适用范围。

在实际操作过程中，操作者亦可启动第二伺服缸58，拉动变速齿轮52上移与主动齿轮54和从动齿轮55脱离，断开对花键轴24的驱动，然后转动手轮161来手动调节升降座12的移动速度，简单灵活；此外，在提出芯筒14时，操作者亦可驱使芯筒14一同反转将样品扭断，以减小芯筒14内的样品与原基础连接的情况发生。

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 (10)

1.一种土建路面质量检测用取样器，其特征在于：包括底座(1)、垂直固定在底座(1)上的两个导柱(11)和滑动连接在两个导柱(11)上的升降座(12)，所述升降座(12)上转动连接有芯轴(13)，所述芯轴(13)的一端向下穿过升降座(12)且穿过的一端通过夹具(4)连接有芯筒(14)，所述升降座(12)上设有用于驱动芯轴(13)转动的分离式驱动件(3)；

两个所述导柱(11)远离底座(1)的一端通过横杆(15)连接，所述横杆(15)上转动连接有螺杆(16)，所述螺杆(16)的一端穿过升降座(12)并与升降座(12)螺纹连接，所述横杆(15)侧壁通过支杆(17)连接有支座(18)，所述支座(18)上转动连接有花键套(2)，所述花键套(2)和螺杆(16)上分别设有第一齿轮(21)和第二齿轮(22)，所述第一齿轮(21)和第二齿轮(22)通过齿带(23)连接；

所述花键套(2)内插接有花键轴(24)，所述升降座(12)上设有减速传动件(5)，所述减速传动件(5)的输入端与分离式驱动件(3)的输出端连接，所述减速传动件(5)的输出端与花键轴(24)连接。

2.根据权利要求1所述的土建路面质量检测用取样器，其特征在于：所述分离式驱动件(3)包括伺服电机(30)、第一带轮(31)和第二带轮(32)，所述伺服电机(30)安装在升降座(12)上，所述第一带轮(31)连接在伺服电机(30)的电机轴上，所述第二带轮(32)转动连接在芯轴(13)上，所述第一带轮(31)和第二带轮(32)通过皮带(33)连接；

所述第二带轮(32)上设有第二外花键筒(321)，所述芯轴(13)在第二带轮(32)上方设有第一外花键筒(34)，所述第一外花键通外套设有内花键筒(35)，所述内花键筒(35)外壁转动连接有中间环(351)，所述升降座(12)上设有第一伺服缸(36)，所述第一伺服缸(36)的驱动杆向下穿过升降座(12)，且穿过的一端与中间环(351)连接。

3.根据权利要求1所述的土建路面质量检测用取样器，其特征在于：所述夹具(4)包括基板(41)、固定座(42)和锥齿圈(44)，所述基板(41)连接在芯轴(13)端部，所述固定座(42)设置在基板(41)背离芯轴(13)的一侧且关于将芯轴(13)轴线周向等距分布有若干个，各个固定座(42)上均转动连接有螺柱(43)，所述螺柱(43)的一端螺纹连接有夹板(432)，另一端设有第一锥齿轮(431)，所述夹板(432)与基板(41)滑动连接，所述锥齿圈(44)通过转动座(45)转动连接在基板(41)底面，所述锥齿圈(44)与各个第一锥齿轮(431)相啮合。

4.根据权利要求3所述的土建路面质量检测用取样器，其特征在于：所述转动座(45)包括若干通过沉头螺钉(4511)连接在基板(41)上的弧板(451)，各个所述弧板(451)沿芯轴(13)周向等距排列，各个所述弧板(451)内壁均开设有弧槽(452)，所述弧槽(452)槽底嵌设有若干滚珠(453)，所述锥齿圈(44)的外圈插接在弧槽(452)内并开设有与滚珠(453)相适配的环槽(454)。

5.根据权利要求4所述的土建路面质量检测用取样器，其特征在于：所述基板(41)底面转动连接有第二锥齿轮(46)，所述第二锥齿轮(46)与锥齿圈(44)啮合且第二锥齿轮(46)端面开设有内六角槽(461)。

6.根据权利要求2所述的土建路面质量检测用取样器，其特征在于：所述减速传动件(5)包括减速台(51)和变速齿轮(52)，所述减速台(51)设置在升降座(12)上，所述减速台(51)内设有导杆(53)，所述变速齿轮(52)转动连接在导杆(53)上；

所述伺服电机(30)的电机轴上设有主动齿轮(54)，所述升降座(12)上转动连接有从动齿轮(55)，所述主动齿轮(54)和从动齿轮(55)均与变速齿轮(52)啮合，所述从动齿轮(55)上开设有与花键轴(24)插接配合的卡槽(551)，所述升降座(12)上开设有供花键轴(24)穿过的通孔(56)。

7.根据权利要求6所述的土建路面质量检测用取样器，其特征在于：所述导杆(53)上套设有导套(57)，所述变速齿轮(52)转动连接在导套(57)上，所述减速台(51)上设有第二伺服缸(58)，所述第二伺服缸(58)的驱动杆与导套(57)连接。

8.根据权利要求1所述的土建路面质量检测用取样器，其特征在于：所述芯筒(14)端部设有若干切割刃(141)。

9.根据权利要求1所述的土建路面质量检测用取样器，其特征在于：所述螺杆(16)顶部通过螺钉连接有手轮(161)。

10.根据权利要求1所述的土建路面质量检测用取样器，其特征在于：所述底座(1)上设有若干万向轮(19)。

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