CN114263459B - 一种岩土工程勘察用浅层取土装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种岩土工程勘察用浅层取土装置，包括顶板和底板，底板的中心处安装有钻筒，所述钻筒的顶端焊接有第一齿轮，第一齿轮的一侧卡有第二齿轮，第二齿轮的顶部安装有第一电机，顶板的两侧安装有丝杆，丝杆的外边侧焊接有链轮，链轮上套设有链条，顶板的顶部通过螺栓安装有第二电机，第二电机的底部安装有第三齿轮该岩土工程勘察用浅层取土装置能够为钻筒施加取样压力，提高钻筒钻入岩土内的速率，提高取样效率，能够保障卡套通过底板带动钻筒向下移动的速度与钻筒钻入岩土的速度相一致，能够避免推动速度过快导致钻筒受损，防止在取样的过程中导致岩土掉落，保障样品的顺利取出，适用于岩土工程勘察的取样使用。

Description

一种岩土工程勘察用浅层取土装置

技术领域

本发明属于岩土工程勘察用取样设备技术领域，具体涉及一种岩土工程勘察用浅层取土装置。

背景技术

在对岩土工程进行勘察时，需要进行取样作业，从而有效地对岩土结构进行分析，从而有助于岩土工程的施工作业，在取样时需要使用岩土工程勘察用取样设备，现有的岩土工程勘察用取样设备基本上具有取样效果好、结构强度高、操作简单、便于加工制造、工作稳定性好、使用寿命长等优点，能够满足对岩土工程勘察进行取样工作的使用需求，然而对于现有的岩土工程勘察用取样设备而言，一方面，在进行取样时，往往是靠人力或者设备的自重将取样挤压钻入岩土内进行取样工作，使得钻入工作速度慢，降低取样效率，另一方面，在对取样机构推入岩土内时，不能够有效地根据钻孔的速度的快速自动调整对取样机构下推的速度，容易造成速度不匹配，不利于保障取样工作，再一方面，将取样机构从岩土内抽出时，容易受到岩土的吸力使得取样机构内的样品再次落入岩土内，不利于保障取样的质量。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种岩土工程勘察用浅层取土装置，提高钻筒钻入岩土内的速率，提高取样效率，避免土样掉落，本发明结构新颖，功能多样，适用于岩土工程勘察的取样使用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种岩土工程勘察用浅层取土装置，包括顶板和底板，顶板设置在底板的上方，底板的中心处可转动地安装有钻筒，钻筒的顶端固定连接第一齿轮，第一齿轮啮合第二齿轮，第二齿轮连接第一电机的输出轴，顶板的两端转动地安装有丝杆，丝杆上设置有链轮，链轮上套设有链条，其中一个链轮或丝杆连接有第二电机的输出部；丝杆为中空杆，丝杆的内侧设置转动齿杆，转动齿杆的顶端焊接有转动把手，底板的两端焊接有卡套，卡套的内侧设置螺套，螺套与丝杆螺纹配合，螺套的底部焊接有弹簧，丝杆的下部设有卡销，卡销上设置齿条与转动齿杆外侧啮合，钻筒的底部焊接有楔板，楔板的外边侧套设有楔套，楔套的内壁设置有挡块，楔套的底部的内径大于楔套的顶部的内径，楔套与楔板外侧滑动配合。

顶板的顶部通过螺栓安装有双向开关和开关，开关通过电线与第一电机连接，双向开关通过电线与第二电机连接；钻筒的顶部设置内螺纹，所述内螺纹与丝杆的外螺纹匹配。

第二电机的输出轴连接有第三齿轮，丝杆上设置有一个中间齿轮，所述中间齿轮作为第二电机的输出部，所述中间齿轮与第三齿轮啮合，第三齿轮的直径小于中间齿轮的直径；或第三齿轮与其中一个链轮直接啮合。

所述第一电机通过支架安装在底板上，钻筒通过轴承安装在底板上，第一齿轮的直径大于第二齿轮的直径。

卡销沿着丝杆纵向设置有多组，同一组的卡销关于丝杆的中心轴线对称布置，丝杆下部开设有横向卡槽，卡销设置在横向卡槽中，卡销靠近丝杆轴线的一面设置为齿面，齿面上的齿与转动齿杆相啮合，卡销上位于丝杆内部一端一体化成型有限位块，横向卡槽中设置有刮板。

卡销的一侧开设有刀刃，卡销的可伸出一端为尖刺状。

转动齿杆的底端设置丝杆的内侧，转动齿杆的顶端穿过丝杆的顶端，转动齿杆顶端焊接转动把手，转动把手上设置有销钉，顶板上开设有销孔，销钉插入销孔中，转动齿杆与丝杆之间设置轴承。

弹簧的底部卡在卡套的内侧，弹簧套设在丝杆的外侧，卡套的内侧设有内齿纹，卡齿能与所述内齿纹相啮合，当丝杆向下推动螺套的速度大于钻筒钻入岩土的速率时，螺套被向下挤压，螺套上的卡齿移动到卡套内的内齿纹的底部，卡齿与内齿纹分离，螺套随丝杆同步转动，螺套不再向下移动，钻筒继续向下转入更深的岩土中，转筒通过底板带动卡套向下移动，卡齿卡入内齿纹的内侧，卡套将螺套固定，丝杆转动时，螺纹带动螺套向下移动。

楔板均匀分布在钻筒的底端，楔板为弹力楔板，楔板的外侧开设有滑槽，所述挡块卡在滑槽中，挡块能沿着滑槽移动。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明岩土工程勘察用浅层取土装置在使用时，在进行取样时，通过双向开关正向打开第二电机，第二电机通过第三齿轮带动链轮，并通过链轮与链条的啮合带动另一个链轮，进而带动两个丝杆转动，将丝杆的底端钻入岩土的内部后转动转动把手，使得转动把手带动转动齿杆转动，进而使得转动齿杆推动卡销并丝杆的内侧横向插入岩土内，利用卡销当在岩土内，为丝杆增加岩土的阻力，避免丝杆被向上推出，并利用卡销一侧的刀刃，在丝杆转动时能够劈开同一水平面的岩土，保障丝杆能够顺利的旋转，在丝杆向下钻入岩土后，钻筒进行转动时，丝杆转动，使得丝杆向下推动螺套，螺套通过弹簧向下挤压卡套，进而使得底板向下挤压钻筒，丝杆的底部被卡销阻挡而不会向上移动，能够为钻筒施加取样压力，提高钻筒钻入岩土内的速率，提高取样效率；

进一步的，该岩土工程勘察用浅层取土装置在使用时，当丝杆向下推动螺套的速度大于钻筒钻入岩土的速率时，使得螺套被向下挤压，使得螺套上的卡齿移动到卡套内的内齿纹的底部，卡齿与内齿纹分离，螺套随丝杆同步转动，螺套不再向下移动，直到钻筒继续向下转入更深的岩土中，使得转筒通过底板带动卡套向下移动，卡齿卡入内齿纹的内侧，卡套将螺套固定，丝杆转动时，利用螺纹的推力，推动螺套向下移动，能够有效地保障卡套通过底板带动钻筒向下移动的速度与钻筒钻入岩土的速度相一致，有效地避免推动速度过快导致钻筒受损，或者推动速度过慢，造成取样效率降低。

进一步的，该岩土工程勘察用浅层取土装置在使用时，当完成取样后，反向打开双向开关，第二电机反转，从而通过第三齿轮带动链轮，进而使得丝杆反向转动，使得丝杆向上推动螺套，进而使得活板向上推动钻筒，桑钻筒向上移动时，楔套在岩土的阻力下向下移动，将楔板向内侧挤压，进而使得斜板的底部加紧钻筒内的岩土，防止在取样的过程中导致岩土掉落，保障样品的顺利取出，之后再反向转动转盘，使得转动齿杆带动卡销向丝杆的内侧移动，丝杆转动从岩土内向上移出，便于取样工作。

附图说明

图1为本发明一种岩土工程勘察用浅层取土装置的结构示意图；

图2为本发明一种岩土工程勘察用浅层取土装置的剖视图；

图3为本发明一种岩土工程勘察用浅层取土装置的链条的俯剖图；

图4为本发明一种岩土工程勘察用浅层取土装置的卡套的剖视图；

图5为本发明一种岩土工程勘察用浅层取土装置的楔套的剖视图；

图6为本发明一种岩土工程勘察用浅层取土装置的丝杆的俯剖图；

图7为本发明一种岩土工程勘察用浅层取土装置的卡销的侧剖图；

图中：1、顶板；2、底板；3、钻筒；4、第一齿轮；5、第二齿轮；6、第一电机；7、丝杆；8、链轮；9、链条；10、第二电机；11、第三齿轮；12、转动齿杆；13、转动把手；14、卡套；15、螺套；16、卡齿；17、弹簧；18、卡销；19、刮板；20、楔套；21、楔板；22、挡块；23、双向开关；24、开关。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种岩土工程勘察用浅层取土装置，包括顶板1和底板2，顶板1设置在底板2的上方，底板2的中心处安装有钻筒3，钻筒3与底板2通过轴承连接，钻筒3的顶端焊接有第一齿轮4，第一齿轮4啮合第二齿轮5，所述第二齿轮5连接第一电机6的输出轴，所述顶板1的两端安装有丝杆7，所述丝杆7上焊接有链轮8，所述链轮8上套设有链条9，所述顶板1的顶部通过螺栓安装有第二电机10，所述第二电机10的输出轴安装有第三齿轮11，将第三齿轮11与链轮8啮合，第三齿轮11驱动其中一个链轮8，丝杆7为中空杆，所述丝杆7的内侧设置转动齿杆12，所述转动齿杆12的顶端焊接有转动把手13，所述底板2的两端焊接有卡套14，所述卡套14的内侧卡有螺套15，所述螺套15的外边侧开设有卡齿16，所述螺套15的底部焊接有弹簧17，所述丝杆7的内侧卡有卡销18，所述卡销18的一侧卡有刮板19，所述钻筒3的底部焊接有楔板21，所述楔板21的外边侧套设有楔套20，所述楔套20的内壁上焊接有挡块22，所述顶板1的顶部通过螺栓安装有双向开关23和开关24，钻筒3的顶部开设有螺孔，当钻筒3内岩土样品无法顺利的落下时，能够将丝杆7插入钻筒3顶部的螺孔内，并通过转动丝杆7将钻筒3内的岩土样品向下推出，便于岩土样品的推出作业；所述开关24通过电线与第一电机6连接，所述双向开关23通过电线与第二电机10连接。

第三齿轮11与链轮的啮合可能不够紧密，在丝杆7上设置一个中间齿轮，所述中间齿轮与第三齿轮11啮合，通过中间齿轮带动其中一个丝杆7转动，进而丝杆上的链轮8转动，带动另一个链轮8及其所安装的丝杆7同步转动。

作为本发明的一种优选实施方式，所述第一电机6通过支架安装在底板1上，所述第二齿轮5通过螺栓安装在第一电机6的输出轴上，所述第二齿轮5与第一齿轮4相啮合，所述钻筒3通过轴承安装在底板2上，能够在进行岩土的取样作业时，通过开关24电打开第一电机6，使得第一电机6带动第二齿轮5转动，通过第二齿轮5与第一齿轮4的啮合带动钻筒3转动，利用钻筒3的底端对岩土进行销切作业并向下移动，进而将钻筒3内的岩土留在钻筒3的内侧，使得不同深度岩土保留原有的状态，防止不同深度的岩土相互混合，提高取样的精准度。

参考图2，所述第三齿轮11的顶部穿过顶板1并通过螺栓安装在第二电机10的输出轴上，所述第三齿轮11与链轮8相啮合，所述链轮8与链条9相啮合，所述丝杆7的顶端通过轴承安装在顶板1上。

参考图6和图7，卡销18沿着丝杆7纵向设置有多组，同一组的卡销18关于丝杆7的中心轴线对称布置，所述丝杆7下部开设有横向卡槽，所述卡销18设置在横向卡槽中，所述卡销18靠近丝杆7轴线的一面设置为齿面，所述齿面上的齿与转动齿杆12相啮合，所述卡销18的内侧一体成型有限位块，所述卡销18关于转动齿杆12中心线对称分布在转动齿杆12的两侧，横向卡槽内壁设置上刮板19，所述卡销18的一侧开设有刀刃，在进行取样时，通过双向开关23正向打开第二电机10，第二电机10通过第三齿轮11带动链轮8，并通过链轮8与链条9的啮合带动另一个链轮8，进而带动两个丝杆7转动，将丝杆7的底端钻入岩土的内侧后转动转动把手13，使得转动把手13带动转动齿杆12转动，进而使得转动齿杆12推动卡销18从丝杆7的内侧横向插入岩土内，利用卡销18挡在岩土内，为丝杆7增加岩土的阻力，避免丝杆7被向上推出，并利用卡销18一侧的刀刃，在丝杆7转动时能够劈开同一水平面的岩土，保障丝杆7能够顺利的旋转；在卡销18反向移动进入丝杆7时，刮板19会刮去卡销18上粘连的土，卡销18的可伸出一端为锥形。

参考图1和2，所述转动齿杆的底端卡在丝杆的内侧，所述转动齿杆12的顶端穿过丝杆7的顶端，转动齿杆12顶端焊接转动把手13，所述转动把手13上设置有销钉，所述顶板1上开设有销孔，所述销钉插入销孔中，在进行取样工作时，将销钉拔出，使得转动齿杆12随丝杆7一起转动，避免销钉和转动把手13影响丝杆7的转动，并在丝杆7钻入岩土内后旋转所述转动把手13，转动齿杆12随之转动带动卡销18伸出丝杆7插入土体。

参考图2和图4，丝杆7上设置螺套15，所述螺套15的内侧开设有内螺纹，丝杆7与螺套15通过螺纹相配合，在丝杆7向下钻入岩土后，钻筒3进行转动时，丝杆7转动向下推动螺套15，螺套15通过弹簧17向下挤压卡套14，进而使得底板2向下挤压钻筒3，丝杆7的底部被卡销18阻挡而不会向上移动，能够为钻筒3施加取样压力，提高钻筒3钻入岩土内的速率，提高取样效率。

参考图4，所述弹簧17的底部卡在卡套14的内侧，所述弹簧17套设在丝杆7的外侧，所述卡套14的内侧开设有内齿纹，所述卡齿16与内齿纹相啮合，当丝杆7向下推动螺套15的速度大于钻筒3钻入岩土的速率时，使得螺套15被向下挤压，使得螺套15上的卡齿16移动到卡套14内的内齿纹的底部，卡齿16与内齿纹分离，螺套15随丝杆7同步转动，螺套15不再向下移动，直到钻筒3继续向下转入更深的岩土中，使得转筒3通过底板2带动卡套14向下移动，卡齿16卡入内齿纹的内侧，卡套14将螺套15固定，丝杆7转动时，利用螺纹的推力，推动螺套15向下移动，能够有效地保障卡套14通过底板2带动钻筒3向下移动的速度与钻筒3钻入岩土的速度相一致，有效地避免推动速度过快导致钻筒3受损，或者推动速度过慢，造成取样效率降低。

参考图5，所述楔板21均匀分布在钻筒3的底端，所述楔套20的底部的内径大于楔套20的顶部的内径，所述楔板21与楔套20相配合，所述楔板21为弹力楔板，所述楔板21的外侧开设有滑槽，所述挡块22卡在滑槽中，当完成取样后，反向打开双向开关23，第二电机10反转，从而通过第三齿轮11带动链轮8，进而使得丝杆7反向转动，使得丝杆7向上推动螺套15，进而使得底板2向上推动钻筒3，当钻筒3向上移动时，楔套20在岩土的阻力下向下移动，将楔板21向内侧挤压，进而使得楔板21的底部加紧钻筒3内的岩土，防止在取样的过程中导致岩土掉落，保障样品的顺利取出，之后再反向转动转盘13，使得转动齿杆12带动卡销18向丝杆7的内侧移动，丝杆7转动从岩土内向上移出，便于取样工作。

该岩土工程勘察用浅层取土装置通过外接电源为所有用电设备提供电能，在进行取样时，通过双向开关23正向打开第二电机10，第二电机10通过第三齿轮11带动链轮8，并通过链轮8与链条9的啮合带动另一个链轮8，进而带动两个丝杆7转动，将丝杆7的底端钻入岩土的内部后转动转动把手13，使得转动把手13带动转动齿杆12转动，进而使得转动齿杆12推动卡销18从丝杆7的内侧横向插入岩土内，利用卡销18挡在岩土内，为丝杆7增加岩土的阻力，避免丝杆7被向上推出，并利用卡销18一侧的刀刃，在丝杆7转动时能够劈开同一水平面的岩土，保障丝杆7能够顺利的旋转，通过开关24电打开第一电机6，使得第一电机6带动第二齿轮5转动，通过第二齿轮5与第一齿轮4的啮合带动钻筒3转动，利用钻筒3的底端对岩土进行销切作业并向下移动，进而将钻筒3内的岩土留在钻筒3的内侧，使得不同深度岩土保留原有的状态，防止不同深度的岩土相互混合，提高取样的精准度，在丝杆7向下钻入岩土后，钻筒3进行转动时，丝杆7转动，使得丝杆7向下推动螺套15，螺套15通过弹簧17向下挤压卡套14，进而使得底板2向下挤压钻筒3，丝杆7的底部被卡销18阻挡而不会向上移动，能够为钻筒3施加取样压力，提高钻筒3钻入岩土内的速率，提高取样效率，当丝杆7向下推动螺套15的速度大于钻筒3钻入岩土的速率时，使得螺套15被向下挤压，使得螺套15上的卡齿16移动到卡套14内的内齿纹的底部，卡齿16与内齿纹分离，螺套15随丝杆7同步转动，螺套7不再向下移动，直到钻筒3继续向下旋转钻入更深的岩土中，使得转筒3通过底板2带动卡套14向下移动，卡齿16卡入内齿纹的内侧，卡套14将螺套15固定，丝杆7转动时，利用螺纹的推力，推动螺套15向下移动，能够有效地保障卡套14通过底板2带动钻筒3向下移动的速度与钻筒3钻入岩土的速度相一致，有效地避免推动速度过快导致钻筒3受损，或者推动速度过慢，造成取样效率降低，当完成取样后，反向打开双向开关23，第二电机10反转，从而通过第三齿轮11带动链轮8，进而使得丝杆7反向转动，使得丝杆7向上推动螺套15，进而使得底板2向上推动钻筒3，当钻筒3向上移动时，楔套20在岩土的阻力下向下移动，将楔板21向内侧挤压，进而使得楔板21的底部加紧钻筒3内的岩土，防止在取样的过程中导致岩土掉落，保障样品的顺利取出，之后再反向转动转盘13，使得转动齿杆12带动卡销18向丝杆7的内侧移动，丝杆7转动从岩土内向上移出，便于取样工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种岩土工程勘察用浅层取土装置，其特征在于：包括顶板(1)和底板(2)，顶板(1)设置在底板(2)的上方，底板(2)的中心处可转动地安装有钻筒(3)，钻筒(3)的顶端固定连接第一齿轮(4)，第一齿轮(4)啮合第二齿轮(5)，第二齿轮(5)连接第一电机(6)的输出轴，顶板(1)的两端转动地安装有丝杆(7)，丝杆(7)上设置有链轮(8)，链轮(8)上套设有链条(9)，其中一个链轮(8)或丝杆(7)连接有第二电机(10)的输出部；丝杆(7)为中空杆，丝杆(7)的内侧设置转动齿杆(12)，转动齿杆(12)的顶端焊接有转动把手(13)，底板(2)的两端焊接有卡套(14)，卡套(14)的内侧设置螺套(15)，螺套(15)与丝杆(7)螺纹配合，螺套(15)的底部焊接有弹簧(17)，丝杆(7)的下部设有卡销(18)，卡销(18)上设置齿条与转动齿杆(12)外侧啮合，钻筒(3)的底部焊接有楔板(21)，楔板(21)的外边侧套设有楔套(20)，楔套(20)的内壁设置有挡块(22)，楔套(20)的底部的内径大于楔套(20)的顶部的内径，楔套(20)与楔板(21)外侧滑动配合。

2.根据权利要求1所述的岩土工程勘察用浅层取土装置，其特征在于：顶板(1)的顶部通过螺栓安装有双向开关(23)和开关(24)，开关(24)通过电线与第一电机(6)连接，双向开关(23)通过电线与第二电机(10)连接；钻筒(3)的顶部设置内螺纹，所述内螺纹与丝杆(7)的外螺纹匹配。

3.根据权利要求1所述的岩土工程勘察用浅层取土装置，其特征在于：第二电机(10)的输出轴连接有第三齿轮(11)，丝杆(7)上设置有一个中间齿轮，所述中间齿轮作为第二电机(10)的输出部，所述中间齿轮与第三齿轮(11)啮合，第三齿轮(11)的直径小于中间齿轮的直径；或第三齿轮(11)与其中一个链轮(8)直接啮合。

4.根据权利要求1所述的岩土工程勘察用浅层取土装置，其特征在于：所述第一电机(6)通过支架安装在底板(2)上，钻筒(3)通过轴承安装在底板(2)上，第一齿轮(4)的直径大于第二齿轮(5)的直径。

5.根据权利要求1所述的岩土工程勘察用浅层取土装置，其特征在于：卡销(18)沿着丝杆(7)纵向设置有多组，同一组的卡销(18)关于丝杆(7)的中心轴线对称布置，丝杆(7)下部开设有横向卡槽，卡销(18)设置在横向卡槽中，卡销(18)靠近丝杆(7)轴线的一面设置为齿面，齿面上的齿与转动齿杆(12)相啮合，卡销(18)上位于丝杆(7)内部一端一体化成型有限位块，横向卡槽中设置有刮板(19)。

6.根据权利要求1所述的岩土工程勘察用浅层取土装置，其特征在于：卡销(18)的一侧开设有刀刃，卡销(18)的可伸出一端为尖刺状。

7.根据权利要求1所述的岩土工程勘察用浅层取土装置，其特征在于：转动齿杆的底端设置丝杆的内侧，转动齿杆(12)的顶端穿过丝杆(7)的顶端，转动齿杆(12)顶端焊接转动把手(13)，转动把手(13)上设置有销钉，顶板(1)上开设有销孔，销钉插入销孔中，转动齿杆(12)与丝杆(7)之间设置轴承。

8.根据权利要求1所述的岩土工程勘察用浅层取土装置，其特征在于：弹簧(17)的底部卡在卡套(14)的内侧，弹簧(17)套设在丝杆(7)的外侧，卡套(14)的内侧设有内齿纹，卡齿(16)能与所述内齿纹相啮合，当丝杆(7)向下推动螺套(15)的速度大于钻筒(3)钻入岩土的速率时，螺套(15)被向下挤压，螺套(15)上的卡齿(16)移动到卡套(14)内的内齿纹的底部，卡齿(16)与内齿纹分离，螺套(15)随丝杆(7)同步转动，螺套(15)不再向下移动，钻筒(3)继续向下转入更深的岩土中，钻筒(3)通过底板(2)带动卡套(14)向下移动，卡齿(16)卡入内齿纹的内侧，卡套(14)将螺套(15)固定，丝杆(7)转动时，螺纹带动螺套(15)向下移动。

9.根据权利要求1所述的岩土工程勘察用浅层取土装置，其特征在于：楔板(21)均匀分布在钻筒(3)的底端，楔板(21)为弹力楔板，楔板(21)的外侧开设有滑槽，所述挡块(22)卡在滑槽中，挡块(22)能沿着滑槽移动。

Images