CN113155512A - 一种针对复杂地形环境下的手持式无扰动土壤采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对复杂地形环境下的手持式无扰动土壤采样装置，包括蓄电池包、直流电机、中空圆柱形切刀、中空铸铁钻杆和钻机手柄。利用背包式蓄电池作为动力，驱动直流电机，圆柱形切刀或钻杆与直流电机通过轴承联接。通过更换不同轴承，实现不同直径钻杆的切换，满足不同地块土壤环境调查要求。本发明中的圆柱形切刀可用于切割硬化地面，不产生碎石块，对土壤取样影响小，同时使用背包式蓄电池作为动力源，减轻了钻机的重量，避免了对于土壤有机物采样的影响，降低了钻机操作的难度。

Description

一种针对复杂地形环境下的手持式无扰动土壤采样装置

技术领域

本发明涉及土壤环境修复技术领域，具体为一种针对复杂地形环境下的手持式无扰动土壤采样装置。

背景技术

近年来我国越来越重视场地污染问题，各地正逐步开展关停搬迁工业企业场地调查、评价与修复工作。场地环境调查是发现场地污染、评估场地风险和修复场地的基础。在众多需要进行环境调查的场地中，有很大一部分是位于工业园区，地下管线密布，场地环境复杂，大型环保钻机作业空间狭小，很多情况下需要进行手工钻探采样。

市面上现有的便携式钻机其动力绝大多数使用汽油机或者柴油机作为动力，这不符合工业园区的土壤钻探取样的需求，依据最新的国家VOC采样标准，采样汽油机和柴油作为动力，这对于土壤样品会造成污染，不适用于土壤环境调查的要求。此外，现有便携式手持钻机在面对存在硬化层地面时，土壤取样较为困难，尤其是工业园区，采用挖机破碎地面存在诸多限制，地面硬化层的破碎费时费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对复杂地形环境下的手持式无扰动土壤采样装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种针对复杂地形环境下的手持式无扰动土壤采样装置，包括直流电机、钻机手柄,所述直流电机外侧对称分布有钻机手柄；所述直流电机通过传动轴与其底部安装的中空圆柱形切刀或中空钻杆连接，通过更换传动轴的接口实现直流电机与不同种类的中空圆柱形切刀或中空钻杆连接；所述直流电机通过线缆与背包式蓄电池相连接，所述线缆上串接有控制器，所述控制器用以控制直流电机转速，进而控制其底端连接的中空圆柱形切刀或中空钻杆的转速。

所述中空圆柱形切刀与传动轴通过螺栓连接，所述中空钻杆与传动轴通过螺纹连接。

所述中空圆柱形切刀的上端对称开设有若干内螺纹孔，所述中空圆柱形切刀的下底面设有若干对称分布的刀片。

所述刀片的形状为梯形并且与中空圆柱形切刀的下底面圆形呈相同的弧度，使得刀片耐磨且不易折断。

所述中空钻杆顶端设有内螺纹，所述中空钻杆的末端设有外螺纹。

所述内螺纹与外螺纹的螺距一致，可以实现多个中空钻杆之间通过螺纹连接。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、采用蓄电池作为动力源，避免了使用汽柴油机作为动力造成的安全隐患和对土壤样品可能造成的污染，安全环保；同时蓄电池置于外挂式电池包中，便于更换，降低了采样装置的重量，易于操作。

2、使用可更换圆柱形切刀，用于硬化地面的切割，不产生碎石块，硬化地面切割后的圆柱形混凝土心可轻易取出，大大提高了采样效率。

3、通过螺纹或者螺钉的安装方式方便将中空圆柱形切刀和中空钻杆在进行替换时快速拆卸和安装。

4、中空钻杆末端设置的外螺纹能够使得中空钻杆的末端插入更深层次的土壤内时更快速也更省力。

5、中空钻杆顶端和末端的螺纹能够使得单根中空钻杆长度不够时，将另一根中空钻杆与其相连接，实现对地下更深层土壤的采集。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明中针对工业园区复杂地形环境下的手持式无扰动土壤采样装置的结构示意图；

图2为本发明中空圆柱式切刀结构示意图。

图中：1、钻机手柄；2、中空圆柱形切刀；3、中空钻杆；4、背包式蓄电池；5、线缆；6、控制器；7、直流电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供技术方案：

一种针对复杂地形环境下的手持式无扰动土壤采样装置，包括直流电机7、钻机手柄1,所述直流电机7外侧对称分布有钻机手柄1；

所述直流电机7通过传动轴与其底部安装的中空圆柱形切刀2或中空钻杆3连接，通过更换传动轴的接口实现直流电机7与不同种类的中空圆柱形切刀2或中空钻杆3连接；

所述直流电机7通过线缆5与背包式蓄电池4相连接，所述线缆 5上串接有控制器6，所述控制器6用以控制直流电机7转速，进而控制其底端连接的中空圆柱形切刀2或中空钻杆3的转速。

所述中空圆柱形切刀2与传动轴通过螺栓连接，所述中空钻杆3 与传动轴通过螺纹连接。

所述中空圆柱形切刀2的上端对称开设有若干内螺纹孔，所述中空圆柱形切刀2的下底面设有若干对称分布的刀片。

所述刀片的形状为梯形并且与中空圆柱形切刀2的下底面圆形呈相同的弧度，使得刀片耐磨且不易折断。

所述中空钻杆3顶端设有内螺纹，所述中空钻杆3的末端设有外螺纹。

所述内螺纹与外螺纹的螺距一致，可以实现多个中空钻杆3之间通过螺纹连接。

实施例1

参照图1和图2，本发明提供一种针对复杂地形环境下的手持式无扰动土壤采样装置，包括直流电机7、钻机手柄1、中空圆柱形切刀2、中空钻杆3、背包式蓄电池4、线缆5和控制器6；

所述直流电机，通过传动轴与中空圆柱形切刀或中空钻杆连接，通过更换传动轴的接口实现直流电机与不同种类的中空圆柱形切刀或中空钻杆连接，依据调查场地的具体需求，圆柱形切刀的内径范围为5cm、10cm、15cm和20cm，高度为5cm-40cm，中空钻杆的直径范围为2.5cm-10cm；背包式蓄电池通过线缆与直流电机连接，线缆上串接有控制器，背包式蓄电池的储电量为10kWh-30kWh，直流电机的功率为1kw-4kw可调；所述背包式蓄电池，控制器和直流电机通过线缆串接；所述控制器可以控制直流电机转速，进而控制其末端连接的中空圆柱形切刀或中空钻杆的转速，转速为200r/min-2000r/min，连续可调。

实施例2

以江苏省内某工业园区内的场地调查为例，该场地地面构筑物复杂，大型环保钻机无法作业，地面硬化层厚度达25cm，使用该手持式无扰动土壤采样装置的具体实施过程如下所述。

本例中，中空圆柱形切刀内径为10cm，高度为30cm；首先将中空圆柱形切刀经传动轴与直流电机联接，并连接背包式蓄电池和控制器，完成安装。本例中，蓄电池容量为20kWh，直流电机的功率为3kw，控制器控制直流电机转速从200r/min逐渐增加至1500r/min，切割地面硬化层，取出柱状岩心，漏出地面硬化层以下的表层土；然后将圆柱形切刀更换为钻杆，完成土壤采样。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种针对复杂地形环境下的手持式无扰动土壤采样装置，包括直流电机（7）、钻机手柄（1）,其特征在于：

所述直流电机（7）外侧对称分布有钻机手柄（1）；

所述直流电机（7）通过传动轴与其底部安装的中空圆柱形切刀（2）或中空钻杆（3）连接，通过更换传动轴的接口实现直流电机（7）与不同种类的中空圆柱形切刀（2）或中空钻杆（3）连接；

所述直流电机（7）通过线缆（5）与背包式蓄电池（4）相连接，所述线缆（5）上串接有控制器（6），所述控制器（6）用以控制直流电机（7）转速，进而控制其底端连接的中空圆柱形切刀（2）或中空钻杆（3）的转速。

2.根据权利要求1所述的一种针对复杂地形环境下的手持式无扰动土壤采样装置，其特征在于：所述中空圆柱形切刀（2）与传动轴通过螺栓连接，所述中空钻杆（3）与传动轴通过螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种针对复杂地形环境下的手持式无扰动土壤采样装置，其特征在于：所述中空圆柱形切刀（2）的上端对称开设有若干内螺纹孔，所述中空圆柱形切刀（2）的下底面设有若干对称分布的刀片。

4.根据权利要求3所述的一种针对复杂地形环境下的手持式无扰动土壤采样装置，其特征在于：所述刀片的形状为梯形并且与中空圆柱形切刀（2）的下底面圆形呈相同的弧度，使得刀片耐磨且不易折断。

5.根据权利要求1所述的一种针对复杂地形环境下的手持式无扰动土壤采样装置，其特征在于：所述中空钻杆（3）顶端设有内螺纹，所述中空钻杆（3）的末端设有外螺纹。

6.根据权利要求5所述的一种针对复杂地形环境下的手持式无扰动土壤采样装置，其特征在于：所述内螺纹与外螺纹的螺距一致，可以实现多个中空钻杆（3）之间通过螺纹连接以方便对更深层的土壤进行采集。

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