CN114544230B - 一种地质勘测工程用的土质检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了地质勘测工程设备技术领域的一种地质勘测工程用的土质检测装置，包括取土薄筒；取土薄筒的底部端面设有切土部，取土薄筒底部内置有与切刀部同步转动展开的兜底部，取土薄筒的顶部设有驱动切土部转动的分离下压部；取土薄筒的外筒壁内嵌有喷射部，底座环板的内环壁水平转动安装有清理环罩；本发明设置的取土薄筒以薄壁式的插入土壤进行土试样的采集，土试样无旋转和位移破坏，通过不干扰插入过程的切土部和兜底部完成土试样的分离和兜底动作，方便土试样的抽离过程，减少抽离过程中对土试样的位移破坏以及压缩形变破坏，提高了土试样的质量等级，且方便取土薄筒的整体抽出及自清洁。

Description

一种地质勘测工程用的土质检测装置

技术领域

本发明涉及地质勘测工程设备技术领域，具体为一种地质勘测工程用的土质检测装置。

背景技术

程地质钻探的主要任务之一是在岩土层中采取岩芯或原状土试样。在采取试样过程中应该保持试样的天然结构，如果试样的天然结构已受到破坏，则此试样已受到扰动，这种试样称为“扰动样”，在工程地质勘察中是不容许的。除非有明确说明另有所用，否则次扰动试样作废。

由于土工试验所得出的土性指标要保证可靠，因此工程地质勘察中所取得的试样必须是保留天然结构的原状试样。原状试样有岩芯试样和土试样。岩芯试样由于其坚硬性，其天然结构难于破坏，而土试样则不同，它很不容易被扰动。因此，采取原状土试样是工程地质勘察中的一项重要技术。

但是在实际工程地质勘察的钻探过程中，要取得完全不扰动试样是不可能的。造成土试样扰动有三个原因：一是外界条件引起的土试样的扰动，如钻进工艺、钻具选用、钻压、钻速、取土方法选择等。若在选用上不够合理时，都能造成其土质的天然结构被破坏。二是采样过程造成的土体中应力条件发生了改变，引起图样内的质点间的相对位置位移和组织结构的变化，甚至出现质点间的原有粘聚力的破坏。三是采取土样时，需用取土器采取。但不论采用何种取土器，它都有一定的壁厚、长度和面积。当切入土层时，会使土样产生一定的压缩变形。壁愈厚所排开土体愈多，其变形量愈大，这就造成土样更大的扰动。

从上述可见，所谓原状土试样实际上都不可避免地遭到了不同程度的扰动。为此，在采取土试样过程中，应力求减小对试样的扰动，要尽力排除各种可能增大扰动量的因素。

目前市场上出现的土试样采集装置一般多采用钻取的方式进行深入操作，在钻取过程中产生的旋转切向力很容易将不同高度的土层试样给带入其他土层高度，最优的取样方式为使用薄壁直接竖直下切，一方面薄壁的取样器对土层侧向压力形变量最小，另一方面可以减少旋转扰动，但是这种薄壁式直接竖直入土的取土器入土可以直接重力下压但是切入一定深度土层后，不方便完整带回土试样，一方面是由于土层与薄壁的吸附力，导致难以实现抽出动作，另一方面由于薄壁式的取土器整个取土部件为薄壁筒，无法很好地实现土试样与土层的分离动作，如果完全依靠提拉操作，容易导致土试样底部断裂变形或无法抽出等问题，而且由于取土器外壁是直接竖直插入土层内，外圈土层也容易吸附在取土薄壁筒的外壁上，由于缺乏钻取式的旋转力，抽出动作十分困难，而且外壁很容易吸附很多土壤影响二次取样操作，因此如何在实现小扰动的情况下，实现土试样分离抽出成为一个急需解决的技术问题。

基于此，本发明设计了一种地质勘测工程用的土质检测装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地质勘测工程用的土质检测装置，以解决上述背景技术中提出了的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括用于竖直插入土层中的取土薄筒和用于安装取土薄筒的底座环板；

所述取土薄筒通过下插机构竖直滑动安装在底座环板中心位置，所述取土薄筒的底部端面水平转动设有用于将土试样水平切断的切土部，所述取土薄筒底部内置有可收纳并弹性展开的兜底部，所述切土部转动切土过程中将兜底部拉出并铺满取土薄筒的底部开口用于抽拉出土试样过程中从底部兜住土试样，所述取土薄筒的顶部设有用于驱动切土部转动的分离下压部，所述分离下压部下压到底部极限位置时，所述切土部完成切割动作并将兜底部完全展开，所述分离下压部触发下插机构动作并将取土薄筒自动向上复位；

所述取土薄筒的外筒壁内嵌有用将取土薄筒外圈土壤与取土薄筒的外圈筒壁产生分离间隙的喷射部，所述取土薄筒内部内置有活塞机构，所述分离下压部下压和向上复位动作分别驱动活塞机构进行抽料和排料动作，所述喷射部与活塞机构驱动进行喷射动作；

所述底座环板的内环壁水平转动安装有清理环罩，所述取土薄筒通过下插机构插入和拔出土层动作过程中分别通过引导机构驱动清理环罩围绕取土薄筒的轴心线圆周自转，所述清理环罩内壁设有用于对取土薄筒外壁进行清理的清理组件。

作为本发明的进一步方案，所述下插机构包括固定在取土薄筒顶部外圈的下压板，所述下压板的内壁与取土薄筒的外壁之间圆周分布式地固定安装有多个压板连块，所述下压板的底面和所述底座环板的顶面之间圆周分布式的安装有多个具有弹性的，多个所述将取土薄筒架设在底座环板的内圈，所述取土薄筒的底部高度大于底座环板的底部高度。

作为本发明的进一步方案，所述底座环板的顶面对应所述压板连块位置竖直固定有多根卡扣杆，所述卡扣杆沿竖直方向开设有多个卡口，所述压板连块上开设有用于卡设住所述卡口的弹性卡块，所述分离下压部底部设有用于将弹性卡块与卡口进行脱扣的压块。

作为本发明的进一步方案，所述切土部包括圆周分布式设置在取土薄筒底部端面的多个弧形的截断刀片，所述兜底部包括与每个所述截断刀片连接的兜底柔面，所述截断刀片通过刀片轴平行于取土薄筒的底部端面转动安装在取土薄筒的底部，所述截断刀片固定在所述刀片轴的顶端，所述截断刀片与所述取土薄筒之间的刀片轴轴壁上沿轴向依次转动安装有多个骨架，所述截断刀片和相邻的骨架之间连接有弹性的兜底柔面，相邻的所述骨架之间连接有弹性的兜底柔面，每个所述刀片轴的一侧均设有用于收纳兜底柔面地收纳槽，所述收纳槽圆周分布式开设在所述取土薄筒的底部端面上。

作为本发明的进一步方案，所述取土薄筒的底部设置有两对截断刀片，每对截断刀片沿取土薄筒的底部开口中心点相对设置，每对截断刀片沿取土薄筒的轴心方向设置为不同高度，同一高度的一对截断刀片转动扫过所述取土薄筒的轴心线位置时端头滑动相接。

作为本发明的进一步方案，所述喷射部包括螺旋开设在所述取土薄筒外筒壁上的螺旋筒槽，所述螺旋筒槽内间隔开设有多个出料孔，所述出料孔内安装有开口方向朝向取土薄筒外圈的单向膜阀，所述取土薄筒内开设有筒内腔，所述出料孔与所述筒内腔相通，所述取土薄筒的顶部外圈固定安装有与所述筒内腔相通的储料环筒，所述储料环筒与所述筒内腔相通处设有开口方向朝向筒内腔内部的单向膜阀，所述活塞机构包括沿取土薄筒轴心线方向密封滑动的活塞环，所述活塞环通过分离下压部下压和上升动作在所述筒内腔内上下滑动。

作为本发明的进一步方案，所述分离下压部包括分离压板，所述活塞环顶部圆周分布式竖直固定有多根分离压杆，所述分离压杆密封滑动穿设出取土薄筒的顶部端面，所述分离压板设置在所述取土薄筒的顶部开口上方，所述分离压板的底部与多根所述分离压杆的顶端固定连接，所述活塞环的底部圆周分布式竖直固定有多根内齿板，所述筒内腔内底部转动安装有棘轮轴，所述棘轮轴的轴壁上啮合连接有棘轮齿，所述棘轮齿外圈设有齿槽并与所述内齿板啮合相接，所述内齿板下移时，所述棘轮齿转动方向与所述棘轮轴啮合并带动棘轮轴同步转动，所述内齿板上移时，所述棘轮齿与棘轮轴滑动相接，所述刀片轴内顶部转动穿入所述筒内腔内并竖直固定有轴驱动杆，所述棘轮轴的端头固定安装有一级锥齿，所述轴驱动杆的顶端水平转动安装有与所述一级锥齿啮合相接的二级锥齿，所述活塞环的底部与所述筒内腔的内底部之间固定安装有多根用于保持活塞环位于筒内腔内顶部的内复位弹簧。

作为本发明的进一步方案，所述引导机构包括所述螺旋筒槽和固定在所述清理环罩内环壁的多个筒槽卡块，所述筒槽卡块沿着所述螺旋筒槽螺旋方向间隔固定在所述清理环罩的内壁中，所述底座环板的内环壁开设有底板环槽，所述清理环罩的外侧壁圆周分布式的固定有多个环槽卡块，每个所述环槽卡块均滑动卡设在所述底板环槽内，所述清理组件包括固定在清理环罩内壁的楔形壁刮泥板，所述壁刮泥板的内侧面与所述取土薄筒的外筒壁滑动相接，所述底座环板的底部固定有用于插入土壤内的定位铆柱。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1. 本发明设置的取土薄筒以薄壁式的插入土壤进行土试样的采集，土试样无旋转和位移破坏，在对土试样最小扰动情况下，通过不干扰插入过程的切土部和兜底部完成土试样的分离和兜底动作，方便土试样的抽离过程，减少抽离过程中对土试样的位移破坏以及压缩形变破坏，提高了土试样的质量等级，且驱动切土部和兜底部动作的分离下压部在动作过程中同步驱动喷射部动作，实现取土薄筒外壁与外圈土壤的分离，方便取土薄筒的整体抽出，且在取土薄筒的插入和抽出过程中，底座环板上设置的清理环罩可以自动对取土薄筒外壁和喷射部进行自清洁，方便取土薄筒的二次采集动作，提高了取土薄筒整体使用的实用性和使用效率；

2. 本发明设置的下插机构可以在引导取土薄筒下插动作的同时，可以储存复位的弹性势能，且可以调节插入深入并保持，取土薄筒的复位动作通过分离下压部的动作自动触发，可以方便取土薄筒的抽离动作；

3. 本发明设置的兜底部可以完全覆盖住取土薄筒的底部开口完成良好的托底动作，设置的切土部可以有效切断分离土壤保证抽离过程土试样的顺畅性；

4. 本发明设置的喷射部可以在分离下压部驱动活塞机构动作时实现自动的抽液和排液的动作，无需增设其他动力或控制部件，且可以很好地协同切土和兜底动作，方便取土薄筒的整体抽离动作；

5. 本发明设置的分离下压部可以在下压过程中完成切土和兜底部展开动作，并完成自动的排液和抽液动作，在取土薄筒抽离过程中还可以实现兜底部的保持，防止土试样脱落或挤压变形，极大减小了土试样的扰动干扰，提高了土试样的质量等级；

6. 本发明设置的引导机构将取土薄筒的上下插拔动作转化为清理环罩的正反转动作，可以在取土薄筒插入和抽离动作状态下实现取土薄筒外壁和喷射部的自清洁操作，节省了手动清理的繁琐性，提高设备整体的使用便捷性。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为图1的仰视图；

图3为图1去除取土薄筒后的结构示意图；

图4为取土薄筒的结构示意图；

图5为图4中A处的局部放大图；

图6为图4底部的结构示意图；

图7为图4沿轴向的剖视图；

图8为取土薄筒与底座环板的结构示意图；

图9为底座环板的结构示意图；

图10为图9沿轴向的剖视图；

图11为分离压板的结构示意图；

图12为图11中B处的局部放大图；

图13为取土薄筒插入土层后的结构示意图；

图14为图12状态后再将分离压杆下压后的结构示意图；

图15为图13的底部结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

取土薄筒1、螺旋筒槽10、出料孔11、单向膜阀12、筒内腔13、收纳槽14、底座环板2、定位铆柱20、底板环槽21、环槽卡块22、清理环罩23、筒槽卡块24、壁刮泥板25、卡扣杆26、下压板3、压板连块30、储料环筒4、分离压板5、分离压杆50、活塞环51、内齿板52、一级锥齿53、二级锥齿54、轴驱动杆55、棘轮齿56、棘轮轴57、内复位弹簧58、截断刀片6、骨架60、兜底柔面61、刀片轴62。

具体实施方式

请参阅图1-15，本发明提供一种技术方案：包括用于竖直插入土层中的取土薄筒1和用于安装取土薄筒1的底座环板2；

取土薄筒1通过下插机构竖直滑动安装在底座环板2中心位置，取土薄筒1的底部端面水平转动设有用于将土试样水平切断的切土部，取土薄筒1底部内置有可收纳并弹性展开的兜底部，切土部转动切土过程中将兜底部拉出并铺满取土薄筒1的底部开口用于抽拉出土试样过程中从底部兜住土试样，取土薄筒1的顶部设有用于驱动切土部转动的分离下压部，分离下压部下压到底部极限位置时，切土部完成切割动作并将兜底部完全展开，分离下压部触发下插机构动作并将取土薄筒1自动向上复位；

取土薄筒1的外筒壁内嵌有用将取土薄筒1外圈土壤与取土薄筒1的外圈筒壁产生分离间隙的喷射部，取土薄筒1内部内置有活塞机构，分离下压部下压和向上复位动作分别驱动活塞机构进行抽料和排料动作，喷射部与活塞机构驱动进行喷射动作；

底座环板2的内环壁水平转动安装有清理环罩23，取土薄筒1通过下插机构插入和拔出土层动作过程中分别通过引导机构驱动清理环罩23围绕取土薄筒1的轴心线圆周自转，清理环罩23内壁设有用于对取土薄筒1外壁进行清理的清理组件。

工作时，首先将底座环板2定位在需要取土位置，保证底座环板2与取土土壤面平齐，然后首先通过下插机构将取土薄筒1整体插入土壤内，直到完全插入所需深度并保持，然后通过再按压取土薄筒1顶部的分离下压部，此时分离下压部下压动作转化为切土部的转动动作，切土部在取土薄筒1底部开口处将土壤与取土薄筒1内采集的土壤切断，与此同时切土部在转动切土过程中将内置在取土薄筒1内底部的兜底部拉出展开在取土薄筒1的底部开口形成一个弹性的底托，从而在取土薄筒1整体上移过程中，取土薄筒1内土壤不会在取土薄筒1抽离过程中与原土层发生拖拽问题，保证采集的土试样底部不会发生竖直方向的扰动，保证底部的完整性，同时兜底部防止取土薄筒1内采集的土试样在向上抽取过程中向下滑脱情况发生，而且弹性的兜底部可以减少取土薄筒1内土试样在向上抽取过程中土试样对底部的惯性产生的压力，通过兜底部的形变减少土试样底部的硬性压迫而产生的形变，这里需要注意的是：切土部是设置在取土薄筒1底部端面上的，因此在取土薄筒1整体下切入土壤过程中，切土部同时也承担插入土壤的作用，这里切土部可以根据取土薄筒1底部端面设置为弧形且在水平侧向和底部均设有刀刃则可以实现下切和水平切断的双重功能动作，在插入土壤动作过程中，兜底部是内置在取土薄筒1内底部的，因此不会对取土薄筒1插入土壤动作产生干扰；

在完成取土薄筒1内土试样的切断分离和兜底动作的期间，即分离下压部在下压过程中通过活塞机构在驱动喷射部进行动作，即喷射部会对取土薄筒1外壁粘连的土壤层进行向外鼓吹动作，这里喷射部可以喷射液体或气体，只要可以完成取土薄筒1外壁土壤脱离动作即可，从而在分离下压部移动到最低端完成切断和兜底动作时，取土薄筒1外壁也完成了土壤与取土薄筒1外壁的分离动作，此时，分离下压部会触发下插机构动作，下插机构在下插时可以设置复位组件，例如复位弹簧等部件对下压动作储存弹性势能，在取土薄筒1插入土壤后储存弹性势能，在分离下压部下移到极限位置时会触发复位组件进行脱扣动作，从而取土薄筒1会实现自动复位动作，从而取土薄筒1带着切断的土试样自动从土壤内抽离出，完成整个土试样的采集过程，此外，在取土薄筒1上升过程中，清理环罩23在引导机构的带动下会对喷射部以及取土薄筒1的外壁进行自动清理，同理，在取土薄筒1插入土壤的下降过程中，清理环罩23也在对取土薄筒1的外壁和喷射部进行预清理，保证取土薄筒1外壁的光滑便于插入土壤，清理环罩23对喷射部的喷射口清洁无堵塞物，保证回程喷射部动作时，喷射部的喷射口正常工作，从而清理环罩23可以在取土薄筒1上下动作过程实现取土薄筒1的自清洁动作，方便下次的采集动作；

由此，本发明设置的取土薄筒1以薄壁式的插入土壤进行土试样的采集，土试样无旋转和位移破坏，在对土试样最小扰动情况下，通过不干扰插入过程的切土部和兜底部完成土试样的分离和兜底动作，方便土试样的抽离过程，减少抽离过程中对土试样的位移破坏以及压缩形变破坏，提高了土试样的质量等级，且驱动切土部和兜底部动作的分离下压部在动作过程中同步驱动喷射部动作，实现取土薄筒1外壁与外圈土壤的分离，方便取土薄筒1的整体抽出，且在取土薄筒1的插入和抽出过程中，底座环板2上设置的清理环罩23可以自动对取土薄筒1外壁和喷射部进行自清洁，方便取土薄筒1的二次采集动作，提高了取土薄筒1整体使用的实用性和使用效率。

作为本发明的进一步方案，下插机构包括固定在取土薄筒1顶部外圈的下压板3，下压板3的内壁与取土薄筒1的外壁之间圆周分布式地固定安装有多个压板连块30，下压板3的底面和底座环板2的顶面之间圆周分布式的安装有多个具有弹性的31，多个31将取土薄筒1架设在底座环板2的内圈，取土薄筒1的底部高度大于底座环板2的底部高度；

工作时，常态下，设置的取土薄筒1被多个底座环板2上的31支撑架起，通过下压板3将取土薄筒1向下压进行取土薄筒1插入土壤的动作，插入过程中多个31储存弹性势能便于复位动作。

作为本发明的进一步方案，底座环板2的顶面对应压板连块30位置竖直固定有多根卡扣杆26，卡扣杆26沿竖直方向开设有多个卡口，压板连块30上开设有用于卡设住卡口的弹性卡块，分离下压部底部设有用于将弹性卡块与卡口进行脱扣的压块；

工作时，在下压板3下压时，卡扣杆26上的多个卡口会依次卡在弹性卡块上，根据采集深度，确定卡扣杆26卡在弹性卡块的卡口位置，从而实现下压板3和底座环板2间距大小的保持动作，只有在分离下压部的压块压到弹性卡块时，弹性卡块与卡口脱扣，31释放储存的弹性势能将取土薄筒1向上顶实现取土薄筒1的自动复位动作，由此，本发明设置的下插机构可以在引导取土薄筒1下插动作的同时，可以储存复位的弹性势能，且可以调节插入深入并保持，取土薄筒1的复位动作通过分离下压部的动作自动触发，可以方便取土薄筒1的抽离动作。

作为本发明的进一步方案，切土部包括圆周分布式设置在取土薄筒1底部端面的多个弧形的截断刀片6，兜底部包括与每个截断刀片6连接的兜底柔面61，截断刀片6通过刀片轴62平行于取土薄筒1的底部端面转动安装在取土薄筒1的底部，截断刀片6固定在刀片轴62的顶端，截断刀片6与取土薄筒1之间的刀片轴62轴壁上沿轴向依次转动安装有多个骨架60，截断刀片6和相邻的骨架60之间连接有弹性的兜底柔面61，相邻的骨架60之间连接有弹性的兜底柔面61，每个刀片轴62的一侧均设有用于收纳兜底柔面61的收纳槽14，收纳槽14圆周分布式开设在取土薄筒1的底部端面上；

工作时，这里通过与取土薄筒1底部端面外形契合的多个截断刀片6构成切断土试样的切土部，在多个截断刀片6转动时，每个截断刀片6均将对应的兜底柔面61从收纳槽14内拉出展开，从而构成一个兜住取土薄筒1底部开口的底托面，其中设置的骨架60主要是提高兜底柔面61的承载力。

作为本发明的进一步方案，取土薄筒1的底部设置有两对截断刀片6，每对截断刀片6沿取土薄筒1的底部开口中心点相对设置，每对截断刀片6沿取土薄筒1的轴心方向设置为不同高度，同一高度的一对截断刀片6转动扫过取土薄筒1的轴心线位置时端头滑动相接；

工作时， 这里对截断刀片6的数量、高度和角度均进行了约束，主要是在相对的截断刀片6可以滑动相接形式扫过取土薄筒1的轴心线位置时，如果另外的一对截断刀片6高度不错开，在扫过中心点时容易产生相撞，将截断刀片6长度设短可以防止相撞，但是会在中心位置产生缺口，导致兜底效果变差，因此，只需要错开一个截断刀片6厚度的高度，即可以在满足兜底的底托面积最大化，从而保证兜底的效果，由此，本发明设置的兜底部可以完全覆盖住取土薄筒1的底部开口完成良好的托底动作，设置的切土部可以有效切断分离土壤保证抽离过程土试样的顺畅性。

作为本发明的进一步方案，喷射部包括螺旋开设在取土薄筒1外筒壁上的螺旋筒槽10，螺旋筒槽10内间隔开设有多个出料孔11，出料孔11内安装有开口方向朝向取土薄筒1外圈的单向膜阀12，取土薄筒1内开设有筒内腔13，出料孔11与筒内腔13相通，取土薄筒1的顶部外圈固定安装有与筒内腔13相通的储料环筒4，储料环筒4与筒内腔13相通处设有开口方向朝向筒内腔13内部的单向膜阀12，活塞机构包括沿取土薄筒1轴心线方向密封滑动的活塞环51，活塞环51通过分离下压部下压和上升动作在筒内腔13内上下滑动；

工作时，设置的活塞环51在分离下压部向下运动时，此时储料环筒4与筒内腔13连通处的单向膜阀12连通，储料环筒4内的液体进入筒内腔13内，当活塞环51在分离下压部带动下向上复位时，此时储料环筒4与筒内腔13连通处的单向膜阀12反向无法打开，出料孔11与筒内腔13处的单向膜阀12连通，活塞环51将抽入筒内腔13内的液体通过多个出料孔11压出，液体从取土薄筒1的外筒壁喷射出将取土薄筒1外筒壁的土壤进行分离动作，这里设置螺旋筒槽10一方面是方便出料孔11内嵌设置，另一方面主要与清理环罩23配合进行动作，这里需要注意的是，排液是在土试样进入取土薄筒1完成切断后的回程才会喷出，从而此时喷射出的液体不会对取土薄筒1内的土试样产生干扰，由此，本发明设置的喷射部可以在分离下压部驱动活塞机构动作时实现自动的抽液和排液的动作，无需增设其他动力或控制部件，且可以很好地协同切土和兜底动作，方便取土薄筒1的整体抽离动作。

作为本发明的进一步方案，分离下压部包括分离压板5，活塞环51顶部圆周分布式竖直固定有多根分离压杆50，分离压杆50密封滑动穿设出取土薄筒1的顶部端面，分离压板5设置在取土薄筒1的顶部开口上方，分离压板5的底部与多根分离压杆50的顶端固定连接，活塞环51的底部圆周分布式竖直固定有多根内齿板52，筒内腔13内底部转动安装有棘轮轴57，棘轮轴57的轴壁上啮合连接有棘轮齿56，棘轮齿56外圈设有齿槽并与内齿板52啮合相接，内齿板52下移时，棘轮齿56转动方向与棘轮轴57啮合并带动棘轮轴57同步转动，内齿板52上移时，棘轮齿56与棘轮轴57滑动相接，刀片轴62内顶部转动穿入筒内腔13内并竖直固定有轴驱动杆55，棘轮轴57的端头固定安装有一级锥齿53，轴驱动杆55的顶端水平转动安装有与一级锥齿53啮合相接的二级锥齿54，活塞环51的底部与筒内腔13的内底部之间固定安装有多根用于保持活塞环51位于筒内腔13内顶部的内复位弹簧58；

工作时，当分离压板5下压时，分离压板5通过活塞环51来带动内齿板52下降，从而在完成内齿板52动作时同步完成活塞环51的下移动作，即在分离压板5下压时，活塞环51下移，活塞环51上方的筒内腔13内部产生负压，储料环筒4内液体进入筒内腔13，完成抽液动作，与此同时，内齿板52下压带动棘轮齿56转动，此时棘轮齿56的转动方向与棘轮轴57为啮合关系，棘轮齿56带动棘轮轴57同步转动，从而棘轮轴57带动一级锥齿53转动，一级锥齿53通过啮合的二级锥齿54进行换向，二级锥齿54通过轴驱动杆55带动刀片轴62转动，从而固定在刀片轴62上的截断刀片6开始转动切土，在切土完成时，筒内腔13内的抽液动作也同步完成，此时不再对分离压板5施加压力，则活塞环51不再受到下压力，活塞环51在多根内复位弹簧58作用下向上移动复位，在取土薄筒1通过下插机构向上抽离动作的过程或之前，这里可以设置内复位弹簧58的弹力大小使得分离压板5的复位动作快于取土薄筒1的复位动作，从而在取土薄筒1复位前完成喷射动作，分离压板5向上滑动时，分离压板5通过分离压杆50和活塞环51带动内齿板52运动，此时，内齿板52带动棘轮齿56反向运动，此方向转动棘轮齿56与棘轮轴57不再啮合，棘轮齿56无法带动棘轮轴57进行转动，从而棘轮轴57也无法通过一级锥齿53、二级锥齿54、轴驱动杆55和刀片轴62带动截断刀片6转动，从而在分离压板5上升喷射过程中，截断刀片6不会反向打开，从而保证兜底动作，在取土薄筒1完全抽离土壤后，在需要取出取土薄筒1内土试样时，再通过手动转动截断刀片6进行复位即可重新打开取土薄筒1底部开口，由此，本发明设置的分离下压部可以在下压过程中完成切土和兜底部展开动作，并完成自动的排液和抽液动作，在取土薄筒1抽离过程中还可以实现兜底部的保持，防止土试样脱落或挤压变形，极大减小了土试样的扰动干扰，提高了土试样的质量等级。

作为本发明的进一步方案，引导机构包括螺旋筒槽10和固定在清理环罩23内环壁的多个筒槽卡块24，筒槽卡块24沿着螺旋筒槽10螺旋方向间隔固定在清理环罩23的内壁中，底座环板2的内环壁开设有底板环槽21，清理环罩23的外侧壁圆周分布式的固定有多个环槽卡块22，每个环槽卡块22均滑动卡设在底板环槽21内，清理组件包括固定在清理环罩23内壁的楔形壁刮泥板25，壁刮泥板25的内侧面与取土薄筒1的外筒壁滑动相接，底座环板2的底部固定有用于插入土壤内的定位铆柱20；

工作时，设置的定位铆柱20主要用于对底座环板2进行预固定，防止底座环板2产生晃动，设置的引导机构通过筒槽卡块24与螺旋筒槽10的配合，在取土薄筒1下降或上升过程中，由于取土薄筒1整体被下插机构限定住，因此取土薄筒1是保持不转动的下插，此时清理环罩23由于通过筒槽卡块24滑动卡设在螺旋筒槽10内，因此清理环罩23和取土薄筒1整体形成一个类似丝杆和丝杆滑块的结构，清理环罩23在取土薄筒1的升降过程会沿着底板环槽21进行自转，从而实现对取土薄筒1外壁和喷射部的清洁操作，由此本发明设置的引导机构将取土薄筒1的上下插拔动作转化为清理环罩23的正反转动作，可以在取土薄筒1插入和抽离动作状态下实现取土薄筒1外壁和喷射部的自清洁操作，节省了手动清理的繁琐性，提高设备整体的使用便捷性。

Claims (4)

1.一种地质勘测工程用的土质检测装置，包括用于竖直插入土层中的取土薄筒（1）和用于安装取土薄筒（1）的底座环板（2），其特征在于：

所述取土薄筒（1）通过下插机构竖直滑动安装在底座环板（2）中心位置，所述取土薄筒（1）的底部端面水平转动设有用于将土试样水平切断的切土部，所述取土薄筒（1）底部内置有可收纳并弹性展开的兜底部，所述切土部转动切土过程中将兜底部拉出并铺满取土薄筒（1）的底部开口用于抽拉出土试样过程中从底部兜住土试样，所述取土薄筒（1）的顶部设有用于驱动切土部转动的分离下压部，所述分离下压部下压到底部极限位置时，所述切土部完成切割动作并将兜底部完全展开，所述分离下压部触发下插机构动作并将取土薄筒（1）自动向上复位；

所述取土薄筒（1）的外筒壁内嵌有用于将取土薄筒（1）外圈土壤与取土薄筒（1）的外圈筒壁产生分离间隙的喷射部，所述取土薄筒（1）内部内置有活塞机构，所述分离下压部下压和向上复位动作分别驱动活塞机构进行抽料和排料动作，所述喷射部与活塞机构驱动进行喷射动作；

所述底座环板（2）的内环壁水平转动安装有清理环罩（23），所述取土薄筒（1）通过下插机构插入和拔出土层动作过程中分别通过引导机构驱动清理环罩（23）围绕取土薄筒（1）的轴心线圆周自转，所述清理环罩（23）内壁设有用于对取土薄筒（1）外壁进行清理的清理组件；

所述下插机构包括固定在取土薄筒（1）顶部外圈的下压板（3），所述下压板（3）的内壁与取土薄筒（1）的外壁之间圆周分布式地固定安装有多个压板连块（30），所述下压板（3）的底面和所述底座环板（2）的顶面之间圆周分布式的安装有多个具有弹性的（31），多个所述（31）将取土薄筒（1）架设在底座环板（2）的内圈，所述取土薄筒（1）的底部高度大于底座环板（2）的底部高度；

所述切土部包括圆周分布式设置在取土薄筒（1）底部端面的多个弧形的截断刀片（6），所述兜底部包括与每个所述截断刀片（6）连接的兜底柔面（61），所述截断刀片（6）通过刀片轴（62）平行于取土薄筒（1）的底部端面转动安装在取土薄筒（1）的底部，所述截断刀片（6）固定在所述刀片轴（62）的顶端，所述截断刀片（6）与所述取土薄筒（1）之间的刀片轴（62）轴壁上沿轴向依次转动安装有多个骨架（60），所述截断刀片（6）和相邻的骨架（60）之间连接有弹性的兜底柔面（61），相邻的所述骨架（60）之间连接有弹性的兜底柔面（61），每个所述刀片轴（62）的一侧均设有用于收纳兜底柔面（61）的收纳槽（14），所述收纳槽（14）圆周分布式开设在所述取土薄筒（1）的底部端面上；

所述喷射部包括螺旋开设在所述取土薄筒（1）外筒壁上的螺旋筒槽（10），所述螺旋筒槽（10）内间隔开设有多个出料孔（11），所述出料孔（11）内安装有开口方向朝向取土薄筒（1）外圈的单向膜阀（12），所述取土薄筒（1）内开设有筒内腔（13），所述出料孔（11）与所述筒内腔（13）相通，所述取土薄筒（1）的顶部外圈固定安装有与所述筒内腔（13）相通的储料环筒（4），所述储料环筒（4）与所述筒内腔（13）相通处设有开口方向朝向筒内腔（13）内部的单向膜阀（12），所述活塞机构包括沿取土薄筒（1）轴心线方向密封滑动的活塞环（51），所述活塞环（51）通过分离下压部下压和上升动作在所述筒内腔（13）内上下滑动；

所述分离下压部包括分离压板（5），所述活塞环（51）顶部圆周分布式竖直固定有多根分离压杆（50），所述分离压杆（50）密封滑动穿设出取土薄筒（1）的顶部端面，所述分离压板（5）设置在所述取土薄筒（1）的顶部开口上方，所述分离压板（5）的底部与多根所述分离压杆（50）的顶端固定连接，所述活塞环（51）的底部圆周分布式竖直固定有多根内齿板（52），所述筒内腔（13）内底部转动安装有棘轮轴（57），所述棘轮轴（57）的轴壁上啮合连接有棘轮齿（56），所述棘轮齿（56）外圈设有齿槽并与所述内齿板（52）啮合相接，所述内齿板（52）下移时，所述棘轮齿（56）转动方向与所述棘轮轴（57）啮合并带动棘轮轴（57）同步转动，所述内齿板（52）上移时，所述棘轮齿（56）与棘轮轴（57）滑动相接，所述刀片轴（62）内顶部转动穿入所述筒内腔（13）内并竖直固定有轴驱动杆（55），所述棘轮轴（57）的端头固定安装有一级锥齿（53），所述轴驱动杆（55）的顶端水平转动安装有与所述一级锥齿（53）啮合相接的二级锥齿（54），所述活塞环（51）的底部与所述筒内腔（13）的内底部之间固定安装有多根用于保持活塞环（51）位于筒内腔（13）内顶部的内复位弹簧（58）。

2.根据权利要求1所述的一种地质勘测工程用的土质检测装置，其特征在于：所述底座环板（2）的顶面对应所述压板连块（30）位置竖直固定有多根卡扣杆（26），所述卡扣杆（26）沿竖直方向开设有多个卡口，所述压板连块（30）上开设有用于卡设住所述卡口的弹性卡块，所述分离下压部底部设有用于将弹性卡块与卡口进行脱扣的压块。

3.根据权利要求1所述的一种地质勘测工程用的土质检测装置，其特征在于：所述取土薄筒（1）的底部设置有两对截断刀片（6），每对截断刀片（6）沿取土薄筒（1）的底部开口中心点相对设置，每对截断刀片（6）沿取土薄筒（1）的轴心方向设置为不同高度，同一高度的一对截断刀片（6）转动扫过所述取土薄筒（1）的轴心线位置时端头滑动相接。

4.根据权利要求1所述的一种地质勘测工程用的土质检测装置，其特征在于：作为本发明的进一步方案，所述引导机构包括所述螺旋筒槽（10）和固定在所述清理环罩（23）内环壁的多个筒槽卡块（24），所述筒槽卡块（24）沿着所述螺旋筒槽（10）螺旋方向间隔固定在所述清理环罩（23）的内壁中，所述底座环板（2）的内环壁开设有底板环槽（21），所述清理环罩（23）的外侧壁圆周分布式的固定有多个环槽卡块（22），每个所述环槽卡块（22）均滑动卡设在所述底板环槽（21）内，所述清理组件包括固定在清理环罩（23）内壁的楔形壁刮泥板（25），所述壁刮泥板（25）的内侧面与所述取土薄筒（1）的外筒壁滑动相接，所述底座环板（2）的底部固定有用于插入土壤内的定位铆柱（20）。