CN112482344B - 一种分布固定稳定托举式便携取土器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布固定稳定托举式便携取土器，包括支腿机构，支腿机构具有支撑主腿和固定副腿；支撑主腿一端通过螺栓与固定副腿相连接；支撑主腿另一端通过螺栓固定在支撑平台的外圆周上并通过连接处的限位块调节支撑主腿的运动轨迹；液压动力机构，液压动力机构驱动连接固定副腿；液压动力机构驱动连接取土机构以实现土层削入；推土机构位于取土机构的工艺下游并通过液压动力机构实现推动取土机构抽离土层；液压分流机构，液压分流机构用以实现液压油液的分流；测量设备，测量设备配合取土机构以实现取土过程数据监测；本装置保证被取土样微观结构完整性，采用分布式固定、使插入深度得以保证，且携带方便、提高采样效率。

Description

一种分布固定稳定托举式便携取土器

技术领域

本发明涉及土体微观结构研究技术领域，尤其涉及一种分布固定稳定托举式便携取土器。

背景技术

传统方式进行取土时，针对浅层土体，一般采用人工挖掘的方式；而针对深层土体，则一般使用钻孔机械。上述两种方式都使得工作量大大增加，而现阶段的大型取土器，其驱动结构又十分复杂，不易携带；一些便携式的取土器又因体积、重量等因素无法实现良好的固定、支撑效果，从而导致取土工作费时、费力、效率低下。而现阶段的取土器又存在以下三大缺点：

1、在取土完成将取土管提升过程中，由于人为因素导致的抖动和土体类型的不同会使得取土管中的土壤掉落，从而对土体的实际微观结构产生破坏，影响取样土体样本的准确性；

2、取土器未实现真正意义上的固定，取土时受反作用力的影响，会导致插入深度不够，对样本的准确性带来困扰；

3、取样过程中准确取样深度的及时反馈不仅能够减少操作人员的工作量，提高工作效率，同时也能够避免取土深度不够等一些失误，因此需实现取样深度的实时显示；

因此，结合现有技术中取土器存在的问题，进而设计一款保证被取土样微观结构的完整性，采用分布式固定、使得插入深度得以保证，托举机构采用旋转开合门进行封闭，进一步保证土样的完整性，且便携性、可靠性及轻便性均得到了一定程度的提高的装置，从而解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种保证被取土样微观结构完整性，采用分布式固定、使得插入深度得以保证，且携带方便、使用灵活、节省人力、进一步提高采样效率的分布固定稳定托举式便携取土器。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种分布固定稳定托举式便携取土器，包括：

支腿机构，所述支腿机构具有支撑主腿和固定副腿；

所述支撑主腿的一端通过螺栓与固定副腿相连接；

支撑平台，所述支撑平台呈圆环状；

所述支撑主腿的另一端通过螺栓固定在支撑平台的外圆周上并通过连接处的限位块调节支撑主腿的运动轨迹；

液压动力机构，所述液压动力机构驱动连接所述固定副腿；

取土机构，所述取土机构为内外双层式圆管结构；

所述液压动力机构驱动连接所述取土机构以实现土层削入；

推土机构，所述推土机构位于所述取土机构的工艺下游并通过液压动力机构实现推动取土机构抽离土层；

液压分流机构，所述液压分流机构用以实现液压油液的分流；

所述液压分流机构具有分流阀和数条液压油管；

所述液压油管分别连接于所述分流阀的两端以实现油液分流；

测量设备，所述测量设备配合所述取土机构以实现取土过程数据监测。

进一步的，所述固定副腿具有数条副腿主体；

所述副腿主体远离支撑主腿的一端内设有凹槽；其中

所述凹槽内安装有径向液压伸出齿并形成间隙用以安装回位压缩式弹簧；

所述副腿主体远离支撑主腿的端口处螺纹连接有锥形副腿安装头；

所述副腿主体上形成有进油口，所述进油口处安装有过渡接头；其中

所述过渡接头与第一软管接口的一端相连接；

所述第一软管接口的另一端与液压油管相连接。

进一步的，所述液压动力机构具有缸体，所述缸体形成有出油口；

所述缸体焊接固定于缸体固定座上；

所述缸体固定座通过螺栓固定于支撑平台上；其中

驱动液压缸、作用液压缸、单向阀、截止阀、转向换向阀、油池集成于所述缸体中；

所述驱动液压缸通过螺栓与驱动手柄相连接；

所述作用液压缸的端部通过螺纹与取土管连接件相连接；

所述分流阀的一端通过液压油管连通缸体的出油口；

所述分流阀的另一端通过液压油管连通副腿主体上的进油口。

进一步的，所述取土机构具有外筒；

所述外筒的一端通过螺纹与所述取土管连接件相连接；

所述外筒内安装有取样管；

所述取样管上端设置有预置式推土块；

所述外筒另一端的端口处通过螺纹连接有旋转开合门和入土端；

所述入土端呈圆台状；

所述预置式推土块通过控制制造公差及涂抹润滑油装入取样管相连并通过固定模块及螺纹实现固定安装。

进一步的，所述旋转开合门包括：

旋转叶片、挡土圆环、从动轮、主动轮、电机和电机固定板；

所述旋转叶片和挡土圆环通过螺栓固定在所述外筒上；

所述从动轮固定安装于所述旋转叶片和挡土圆环之间形成与主动轮通过齿轮啮合以实现在同一平面内的旋转运动；

所述电机驱动连接所述主动轮；

所述电机固定板通过螺栓将所述电机固定在外筒上。

进一步的，所述推土机构上设有刻度线；

所述推土机构通过螺纹与所述预置式推土块相连。

进一步的，所述测量设备具有单片机集成模块和拉绳直线位移传感器；

所述单片机集成模块具有显示屏、电源、线路、电机正反转开关和电路板；

所述电源和电路板安装于单片机集成模块壳体内；

所述显示屏和电机正反转开关安装于单片机集成模块壳体上；

所述单片机集成模块通过螺栓固定于支撑平台上；

所述拉绳直线位移传感器与单片机集成模块中的电路板相连以读取传感器电压输出模拟信号并将电压信号转换为位移信号以显示在显示屏上。

进一步的，所述电机连接线路通过外筒预留内孔与放置在所述支撑平台上的单片机集成模块相连形成电机定时正反转以实现旋转叶片定时转动。

进一步的，所述拉绳直线位移传感器拉绳一侧采用螺母紧固于所述取土管连接件上；

所述拉绳直线位移传感器固定支座一侧通过螺栓固定在所述支撑平台上；

所述拉绳直线位移传感器通过线路与所述单片机集成模块相连以实现将取样管取样深度实时反馈给单片机集成模块。

在上述技术方案中，本发明的一种分布固定稳定托举式便携取土器，具有以下有益效果：

1、本装置中的一种分布固定稳定托举式便携取土器，该结构设置巧妙且布置合理，本装置可用于对任何土质的土体微观结构进行取样研究，取样原理明确，稳定可靠、结构简单、轻巧便携、取样步骤少，可根据显示屏反馈实时控制贯入土层深度，并通过控制换向阀从而间接控制取土管下沉及上提，取土机构所采用的内外双层式圆管结构通过预置取样管及推土结构可提高采样效率、保证取土微观结构的完整性，省时省力；

2、本发明进一步采用的分布式液压驱动固定副腿，在副腿前端采用液压驱动伸出、弹簧弹力收回的固定齿即径向液压伸出齿；在采样前由于无液压油液驱动，此时在弹簧弹力的作用下，径向液压伸出齿可靠的收缩在副腿体身内，依靠锥形尖端的锥形副腿安装头可顺利削入土层，在进行取土管采样时，依靠驱动手柄使得液压动力机构中的油液通过液压油管以及固定副腿的内部油道到达径向液压伸出齿的尾端，当液压油液的压力到达一定压力时，回位压缩式弹簧伸出；

3、本发明进一步采用的取土管下端旋转式闭合门，在取土管进行取样之前，通过正反转开关控制旋转开合门开启，以便于取样管顺利完成取样工作，当通过显示屏得知取土管到达预定的深度时，通过正反转开关控制旋转开合门的闭合，从而切断土层并实现对取样管中的土层的可靠托举，避免破坏土体的实际微观结构以及取样管在提升过程土壤掉落问题的；

4、本发明进一步采用的拉绳直线位移传感器，通过双螺母将拉绳一端可靠固定在取土管连接件上，在取土管采样过程中通过作用液压缸伸出带动取土管连接件从而实现对传感器线绳的拉出，传感器输出的模拟电压信号经单片机集成模块处理后将实际的拉绳长度即取样管取样深度实时反馈到显示屏幕上，从而准确的控制取样管插入深度，避免耗费过多人力，提高采样效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种分布固定稳定托举式便携取土器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种分布固定稳定托举式便携取土器中固定副腿的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种分布固定稳定托举式便携取土器中固定副腿A-A截面固定齿未伸出时的仰视图；

图4为本发明实施例提供的一种分布固定稳定托举式便携取土器中固定副腿A-A截面固定齿伸出时的仰视图；

图5为本发明实施例提供的一种分布固定稳定托举式便携取土器中取样管的剖视图；

图6为本发明实施例提供的一种分布固定稳定托举式便携取土器中取样样管B-B截面旋转开合门关闭状态的仰视图；

图7为本发明实施例提供的一种分布固定稳定托举式便携取土器中取样管B-B截面旋转开合门开启状态的仰视图；

图8为本发明实施例提供的一种分布固定稳定托举式便携取土器中旋转开合门的结构图；

图9为本发明实施例提供的一种分布固定稳定托举式便携取土器中液压动力机构工作的液压原理图。

附图标记说明：

1、支腿机构；2、支撑平台3、液压动力机构；4、取土机构；5、推土机构；6、液压分流机构；7、测量设备；8、拉绳直线位移传感器；

11、支撑主腿；12、固定副腿；

21、限位块；

31、固定座；32、驱动液压缸；33、作用液压缸；34、单向阀；35、截止阀；36、转向换向阀；37、油池；38、驱动手柄；39、取土管连接件；

41、外筒；42、取样管；43、预置式推土块；44、旋转开合门；45、入土端；

51、刻度线；

61、分流阀；62、液压油管；

121、副腿主体；122、径向液压伸出齿；123、回位压缩式弹簧；124、锥形副腿安装头；125、过渡接头；126、第一软管接口；

441、旋转叶片；442、挡土圆环；443、从动轮；444、主动轮；445、电机；446、电机固定板。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

需要说明的是，本文所使用的的术语“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；此外，术语“第一”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1~图9所示；

本发明的一种分布固定稳定托举式便携取土器，包括：

支腿机构1，支腿机构1具有支撑主腿11和固定副腿12；

支撑主腿11的一端通过螺栓与固定副腿12相连接；

支撑平台2，支撑平台2呈圆环状；

支撑主腿11的另一端通过螺栓固定在支撑平台2的外圆周上并通过连接处的限位块21调节支撑主腿11的运动轨迹；

液压动力机构3，液压动力机构3驱动连接固定副腿12；

取土机构4，取土机构4为内外双层式圆管结构；

液压动力机构3驱动连接取土机构4以实现土层削入；

推土机构5，推土机构5位于取土机构4的工艺下游并通过液压动力机构3实现推动取土机构4抽离土层；

液压分流机构6，液压分流机构6用以实现液压油液的分流；

液压分流机构6具有分流阀61和数条液压油管62；

液压油管62分别连接于分流阀61的两端以实现油液分流；

测量设备7，测量设备7配合取土机构4以实现取土过程数据监测。

固定副腿12具有数条副腿主体121；

副腿主体121远离支撑主腿11的一端内设有凹槽；其中

凹槽内安装有径向液压伸出齿122并形成间隙用以安装回位压缩式弹簧123；

副腿主体121远离支撑主腿11的端口处螺纹连接有锥形副腿安装头124；

副腿主体121上形成有进油口，进油口处安装有过渡接头125；其中

过渡接头125与第一软管接口126的一端相连接；

第一软管接口126的另一端与液压油管62相连接。

液压动力机构3具有缸体30，缸体30形成有出油口；

缸体30焊接固定于缸体固定座31上；

缸体固定座31通过螺栓固定于支撑平台2上；其中

驱动液压缸32、作用液压缸33、单向阀34、截止阀35、转向换向阀36、油池37集成于缸体30中；

驱动液压缸32通过螺栓与驱动手柄38相连接；

作用液压缸33的端部通过螺纹与取土管连接件39相连接；

分流阀61的一端通过液压油管62连通缸体30的出油口；

分流阀61的另一端通过液压油管62连通副腿主体121上的进油口。

取土机构4具有外筒41；

外筒41的一端通过螺纹与取土管连接件39相连接；

外筒41内安装有取样管42；

取样管42上端设置有预置式推土块43；

外筒41另一端的端口处通过螺纹连接有旋转开合门44和入土端45；

入土端45呈圆台状；

预置式推土块43通过控制制造公差及涂抹润滑油装入取样管42相连并通过固定模块及螺纹实现固定安装。

旋转开合门44包括：

旋转叶片441、挡土圆环442、从动轮443、主动轮444、电机445和电机固定板446；

旋转叶片441和挡土圆环442通过螺栓固定在外筒41上；

从动轮443固定安装于旋转叶片441和挡土圆环442之间形成与主动轮444通过齿轮啮合以实现在同一平面内的旋转运动；

电机445驱动连接主动轮444；

电机固定板446通过螺栓将电机445固定在外筒41上。

推土机构5上设有刻度线51；

推土机构5通过螺纹与预置式推土块43相连。

具体的，所述推土机构5为液压动力机构3中的驱动手柄38，该装置既可作为驱动手柄38又可作为推土机构5使用；

作驱动手柄38使用时通过螺栓、螺栓孔与驱动液压缸32相连；

作推土机构5时，通过螺纹与预置式推土块43相连。

测量设备7具有单片机集成模块和拉绳直线位移传感器8；

单片机集成模块具有显示屏、电源、线路、电机正反转开关和电路板；

电源和电路板安装于单片机集成模块壳体内；

显示屏和电机正反转开关安装于单片机集成模块壳体上；

单片机集成模块通过螺栓固定于支撑平台2上；

拉绳直线位移传感器8与单片机集成模块中的电路板相连以读取传感器电压输出模拟信号并将电压信号转换为位移信号以显示在显示屏上。

电机445连接线路通过外筒41预留内孔与放置在支撑平台2上的单片机集成模块相连形成电机445定时正反转以实现旋转叶片441定时转动。

拉绳直线位移传感器8拉绳一侧采用螺母紧固于取土管连接件39上；

拉绳直线位移传感器8固定支座一侧通过螺栓固定在支撑平台2上；

拉绳直线位移传感器8通过线路与单片机集成模块相连以实现将取样管42取样深度实时反馈给单片机集成模块。

实施例一：

本发明提供的一种分布固定稳定托举式便携取土器，在操作时，应将除固定副腿12以外的各零件正确的组装在一起，选定取样位置，明确取样深度，将四个固定副腿12插入以取样位置为中心的边长为800mm的正方形的四个端点的土层内，将组装好的整个设备通过螺栓连接固定在固定副腿12上；

同时应首先检查取样管42的旋转开合门44是否处于开启状态，为后续的取样管42的正常工作提供条件，然后通过操作驱动手柄38既可以使固定副腿12的固定齿在高压液压油的作用下从固定副腿12体身伸出，牢牢的将固定副腿12固定在土层中，为取样管42采样提供可靠的工作环境，同时驱动手柄38又可以驱动作用液压缸带动取样管42向土层削入，在取样管42削入的同时，拉绳直线位移传感器8也随之开始工作，并将取样管42削入深度实时反馈到屏幕上，便于操作人员的操作；

当取样管42到达预定的深度时，通过转动转向换向阀36，使得液压油路改变方向，此时操作驱动手柄38，取样管42的处于提升状态，当取样管42完全提升出地面后，通过拧动外筒41管身即可将整个取样管42从取土管连接件39上取下，这时应首先将取样管42上端的固定模块取下，将驱动手柄38的螺纹一端与预置式推土块43相连，在人力的作用下将取土机构4内的取样管42完整取下，并将配套的封盖盖在取样管42的两端，完成整个取样过程。

本实施例中的径向液压伸出齿122共计12个，通过与土层的相互作用，可实现对整个取土设备的稳定固定。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (8)

1.一种分布固定稳定托举式便携取土器，其特征在于，包括：

支腿机构（1），所述支腿机构（1）具有支撑主腿（11）和固定副腿（12）；

所述支撑主腿（11）的一端通过螺栓与固定副腿（12）相连接；

支撑平台（2），所述支撑平台（2）呈圆环状；

所述支撑主腿（11）的另一端通过螺栓固定在支撑平台（2）的外圆周上并通过连接处的限位块（21）调节支撑主腿（11）的运动轨迹；

液压动力机构（3），所述液压动力机构（3）驱动连接所述固定副腿（12）；

取土机构（4），所述取土机构（4）为内外双层式圆管结构；

所述液压动力机构（3）驱动连接所述取土机构（4）以实现土层削入；

推土机构（5），所述推土机构（5）位于所述取土机构（4）的工艺下游并通过液压动力机构（3）实现推动取土机构（4）抽离土层；

液压分流机构（6），所述液压分流机构（6）用以实现液压油液的分流；

所述液压分流机构（6）具有分流阀（61）和数条液压油管（62）；

所述液压油管（62）分别连接于所述分流阀（61）的两端以实现油液分流；

测量设备（7），所述测量设备（7）配合所述取土机构（4）以实现取土过程数据监测；

所述固定副腿（12）具有数条副腿主体（121）；

所述副腿主体（121）远离支撑主腿（11）的一端内设有凹槽；其中

所述凹槽内安装有径向液压伸出齿（122）并形成间隙用以安装回位压缩式弹簧（123）；

所述副腿主体（121）远离支撑主腿（11）的端口处螺纹连接有锥形副腿安装头（124）；

所述副腿主体（121）上形成有进油口，所述进油口处安装有过渡接头（125）；其中

所述过渡接头（125）与第一软管接口（126）的一端相连接；

所述第一软管接口（126）的另一端与液压油管（62）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种分布固定稳定托举式便携取土器，其特征在于：

所述液压动力机构（3）具有缸体（30），所述缸体（30）形成有出油口；

所述缸体（30）焊接固定于缸体固定座（31）上；

所述缸体固定座（31）通过螺栓固定于支撑平台（2）上；其中

驱动液压缸（32）、作用液压缸（33）、单向阀（34）、截止阀（35）、转向换向阀（36）、油池（37）集成于所述缸体（30）中；

所述驱动液压缸（32）通过螺栓与驱动手柄（38）相连接；

所述作用液压缸（33）的端部通过螺纹与取土管连接件（39）相连接；

所述分流阀（61）的一端通过液压油管（62）连通缸体（30）的出油口；

所述分流阀（61）的另一端通过液压油管（62）连通副腿主体（121）上的进油口。

3.根据权利要求2所述的一种分布固定稳定托举式便携取土器，其特征在于：

所述取土机构（4）具有外筒（41）；

所述外筒（41）的一端通过螺纹与所述取土管连接件（39）相连接；

所述外筒（41）内安装有取样管（42）；

所述取样管（42）上端设置有预置式推土块（43）；

所述外筒（41）另一端的端口处通过螺纹连接有旋转开合门（44）和入土端（45）；

所述入土端（45）呈圆台状；

所述预置式推土块（43）通过控制制造公差及涂抹润滑油装入取样管（42）相连并通过固定模块及螺纹实现固定安装。

4.根据权利要求3所述的一种分布固定稳定托举式便携取土器，其特征在于，所述旋转开合门（44）包括：

旋转叶片（441）、挡土圆环（442）、从动轮（443）、主动轮（444）、

电机（445）和电机固定板（446）；

所述旋转叶片（441）和挡土圆环（442）通过螺栓固定在所述外筒（41）上；

所述从动轮（443）固定安装于所述旋转叶片（441）和挡土圆环（442）之间形成与主动轮（444）通过齿轮啮合以实现在同一平面内的旋转运动；

所述电机（445）驱动连接所述主动轮（444）；

所述电机固定板（446）通过螺栓将所述电机（445）固定在外筒（41）上。

5.根据权利要求3所述的一种分布固定稳定托举式便携取土器，其特征在于：

所述推土机构（5）上设有刻度线（51）；

所述推土机构（5）通过螺纹与所述预置式推土块（43）相连。

6.根据权利要求4所述的一种分布固定稳定托举式便携取土器，其特征在于：

所述测量设备（7）具有单片机集成模块和拉绳直线位移传感器（8）；

所述单片机集成模块具有显示屏、电源、线路、电机正反转开关和电路板；

所述电源和电路板安装于单片机集成模块壳体内；

所述显示屏和电机正反转开关安装于单片机集成模块壳体上；

所述单片机集成模块通过螺栓固定于支撑平台（2）上；

所述拉绳直线位移传感器（8）与单片机集成模块中的电路板相连以读取传感器电压输出模拟信号并将电压信号转换为位移信号以显示在显示屏上。

7.根据权利要求6所述的一种分布固定稳定托举式便携取土器，其特征在于：

所述电机（445）连接线路通过外筒（41）预留内孔与放置在所述支撑平台（2）上的单片机集成模块相连形成电机（445）定时正反转以实现旋转叶片（441）定时转动。

8.根据权利要求6所述的一种分布固定稳定托举式便携取土器，其特征在于：

所述拉绳直线位移传感器（8）拉绳一侧采用螺母紧固于所述取土管连接件（39）上；

所述拉绳直线位移传感器（8）固定支座一侧通过螺栓固定在所述支撑平台（2）上；

所述拉绳直线位移传感器（8）通过线路与所述单片机集成模块相连以实现将取样管（42）取样深度实时反馈给单片机集成模块。

Images