CN114608869A - 一种用于岩土工程勘察样品采样装置 - Google Patents

一种用于岩土工程勘察样品采样装置 Download PDF

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Abstract

一种用于岩土工程勘察样品采样装置,本发明涉及岩土工程采样技术领域,支撑板的底部四角固定有支撑腿,取样筒活动设置于支撑板的下方;驱动电机固定于支撑板上;驱动齿轮固定在驱动电机的输出轴上;驱动立杆的下端与取样筒固定,驱动立杆内开设有底部开口式的导向槽,支撑板中左右对称开设有弧形导向孔,两个弧形导向孔之间的支撑板构成导向连板,该导向连板上下活动插设于导向槽内,驱动立杆位于导向槽的两侧部分上下活动插设于弧形导向孔内。节约人力和时间,且能够根据取样需要控制挖取深度,且还能够有效保证取样岩土的完整性,从而保证岩土分析的准确性。

Description

一种用于岩土工程勘察样品采样装置
技术领域
本发明涉及岩土工程采样技术领域,具体涉及一种用于岩土工程勘察样品采样装置。
背景技术
岩土工程勘察是指根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,编制勘察文件的活动。岩土采样是提取下层土样原状土为试样以了解其基层的性质,用于各种工程施工对施工地层土样进行分析。
目前的岩土采样一般为人工利用工具进行挖取,操作过程费时费力,因此,亟需一种能够解决上述问题的采样装置。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供了一种用于岩土工程勘察样品采样装置,其节约人力和时间,且能够根据取样需要控制挖取深度,且还能够有效保证取样岩土的完整性,从而保证岩土分析的准确性。
为达到上述目的,本发明采用了下列技术方案:它包含支撑板、支撑腿和取样筒;支撑板的底部四角固定有支撑腿,取样筒活动设置于支撑板的下方;它还包含:
驱动电机,所述驱动电机固定于支撑板上;
驱动齿轮,所述驱动齿轮固定在驱动电机的输出轴上;
驱动立杆,所述驱动立杆的下端与取样筒固定,驱动立杆内开设有底部开口式的导向槽,支撑板中左右对称开设有弧形导向孔,两个弧形导向孔之间的支撑板构成导向连板,该导向连板上下活动插设于导向槽内,驱动立杆位于导向槽的两侧部分上下活动插设于弧形导向孔内;
驱动齿条,所述驱动齿条固定在驱动立杆的外壁上,且其与驱动齿轮啮合设置;
刻度线层,所述刻度线层刻设于驱动立杆的外壁上。
采用上述设计方案,利用驱动电机带动驱动齿轮旋转,从而利用驱动齿条带动驱动立杆向下移动,从而带动取样筒下降至岩土中,岩土进入取样筒内,进入取样筒内的岩土在其自身的粘附性以及表面张力的作用下置于取样筒内,随着驱动电机的反转,从而连同取样筒一同上提,实现整体取样,同时根据驱动立杆上的刻度线层能够实时观察取样深度。
优选地,所述取样筒包含:
取样外筒,所述取样外筒的顶部一体成型有带连接螺孔的连接套筒;所述连接套筒插设于驱动立杆的下端,并连接固定;取样外筒的下端口边缘为刀刃状;
取样内筒,所述取样内筒设于取样外筒内部,且两者之间利用一号连接杆连接固定;
旋转电机,所述旋转电机固定于取样外筒内顶部;
取样转轴,所述取样转轴的上端利用轴承穿过取样内筒的顶壁后,利用联轴器与旋转电机的输出轴连接;
取样器,所述取样器穿过取样外筒的筒壁后,活动设置于取样外筒与取样内筒之间;取样器的筒壁上开设有贯穿的进样口;
角度电机,所述角度电机固定在取样内筒的内壁上,且角度电机的输出轴为花键轴,该花键轴利用轴承穿过取样内筒的筒壁后,与取样器内端的花键槽活动插接;
切割环,所述切割环利用平面推力球轴承旋转固定于取样内筒的下端口上;
支撑套筒,所述支撑套筒套接固定在取样转轴的下端,且支撑套筒与切割环同圆心设置,两者之间利用数个二号连接杆连接。
采用上述设计方案,当取样筒整体下降时,其内部的旋转电机工作,带动取样转轴旋转,从而带动切割环在下降的同时进行旋转切割,岩土由取样筒的底部端口进入取样筒内部,其中位于取样外筒与取样内筒之间的岩土由取样器上的进样口进入;当取样筒下降至所需取样深度时,旋转电机停止工作,启动角度电机,角度电机工作,带动取样器旋转90度,此时位于取样器内的岩土被盛放在取样器的弧形内壁中,接着驱动电机反向工作,带动取样筒整体上提,从而提出岩土,最后将取样器从取样外筒筒壁上的开口中取出,即可实现多个深度的多个平行样品的同时取样。
优选地,所述取样转轴上固定有数个导向支撑杆,所述导向支撑杆的外端活动插设在开设于取样内筒内壁的环形槽中,为取样转轴的旋转提供一定的支撑,避免取样转轴的晃动。
优选地,所述取样外筒由固定外筒和活动外筒构成,固定外筒设置于活动外筒的上部,且两者之间利用滚珠限位旋转设置,活动外筒的下端口边缘为刀刃状,且活动外筒与切割环之间利用数个三号连接杆连接,在切割环进行旋转切割的同时,带动活动外筒同时进行旋转切割,有利于取样筒3整体进入岩土中。
优选地,所述二号连接杆和三号连接杆中均上下开设有让位通槽,保证岩土最大量整块的进入取样筒内。
优选地,所述驱动立杆上利用紧固螺杆可调节式固定有固定环扣,固定环扣上连接有极限开关,极限开关与驱动电机、旋转电机和角度电机电控连,根据需要选择合适的安装高度,以满足所需的取样深度,在驱动立杆下降的过程中,当导向连板接触到极限开关时,极限开关控制驱动电机和旋转电机关闭,同时启动角度电机开启,实现样品切取。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明提供了一种用于岩土工程勘察样品采样装置,其节约人力和时间,且能够根据取样需要控制挖取深度,且还能够有效保证取样岩土的完整性,从而保证岩土分析的准确性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中驱动立杆、固定环扣以及极限开关的连接示意图。
图3是本发明中支撑板的结构示意图。
图4是实施例一中取样筒的剖视图。
图5是本发明中取样器的结构示意图。
图6是实施例二中取样器的剖视图。
图7是实施例二中取样外筒、取样内筒以及支撑套筒的连接示意图。
附图标记说明:
支撑板1、弧形导向孔1-1、导向连板1-2、支撑腿2、取样筒3、驱动齿轮4、驱动电机5、驱动齿条6、驱动立杆7、导向槽7-1、刻度线层8、取样外筒9、连接套筒9-1、固定外筒9-2、活动外筒9-3、限位槽9-4、取样内筒10、取样器11、进样口11-1、花键槽11-2、旋转电机12、角度电机13、取样转轴14、支撑套筒15、切割环16、平面推力球轴承17、二号连接杆18、让位通槽18-1、导向支撑杆19、三号连接杆20、极限开关21、固定环扣22、紧固螺杆23、一号连接杆24、滚珠25。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,以描述中的优选实施例只作为举例,本领域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。
实施例一:
如图1-图5所示,本具体实施方式采用如下技术方案:它包含支撑板1、支撑腿2和取样筒3;支撑板1的底部四角固定有支撑腿2,取样筒3活动设置于支撑板1的下方;它还包含:
驱动电机5,所述驱动电机5固定于支撑板1上,驱动电机5与蓄电池电连接(蓄电池可安装于支撑板1上,其位置在图中未示出)
驱动齿轮4,所述驱动齿轮4固定在驱动电机5的输出轴上;
驱动立杆7,所述驱动立杆7内开设有底部开口式的导向槽7-1,支撑板1中左右对称开设有弧形导向孔1-1,两个弧形导向孔1-1之间的支撑板1构成导向连板1-2,该导向连板1-2上下活动插设于导向槽7-1内,驱动立杆7位于导向槽7-1的两侧部分上下活动插设于弧形导向孔1-1内;
驱动齿条6,所述驱动齿条6固定在驱动立杆7的外壁上,且其与驱动齿轮4啮合设置;
刻度线层8,所述刻度线层8刻设于驱动立杆7的外壁上;
所述取样筒3包含:
取样外筒9,所述取样外筒9的顶部一体成型有带连接螺孔的连接套筒9-1;所述连接套筒9-1插设于驱动立杆7的下端,并利用螺钉连接固定;取样外筒9的下端口边缘为刀刃状;
取样内筒10,所述取样内筒10设于取样外筒9内部,且两者之间利用一号连接杆24连接固定;
旋转电机12,所述旋转电机12利用电机支架固定于取样外筒内顶部,该旋转电机12与蓄电池电连接,其控制开关设置在支撑板1上(图中未示出),且连接用的导线(长度满足取样筒3的上下移动)活动穿设在取样筒9的顶壁中;
取样转轴14,所述取样转轴14的上端利用轴承穿过取样内筒10的顶壁后,利用联轴器与旋转电机12的输出轴连接;取样转轴14上固定有数个导向支撑杆19,所述导向支撑杆19的外端活动插设在开设于取样内筒10内壁的环形槽中;
取样器11,所述取样器11为铁质材质制成,其穿过取样外筒9的筒壁后,活动设置于取样外筒9与取样内筒10之间;取样器11的筒壁上开设有贯穿的进样口11-1;
角度电机13,所述角度电机13固定在取样内筒10的内壁上,且角度电机13的输出轴为花键轴,该花键轴利用轴承穿过取样内筒10的筒壁后,与取样器11内端的花键槽11-2活动插接;角度电机13的控制开关设置在支撑板1上(图中未示出),且连接用的导线(长度满足取样筒3的上下移动)活动穿设在取样内筒10和取样筒9的顶壁中;
切割环16,所述切割环16利用平面推力球轴承17旋转固定于取样内筒10的下端口上,切割环16的下端口为切割刃;
支撑套筒15,所述支撑套筒15套接固定在取样转轴14的下端,且支撑套筒15与切割环16同圆心设置,两者之间利用数个二号连接杆18连接;
所述驱动立杆7上利用紧固螺杆23可调节式固定有固定环扣22,固定环扣22上连接有极限开关21,极限开关21与驱动电机5、旋转电机12和角度电机13的控制开关电控连接;
所述旋转电机12、角度电机13的外壳均做防锈防腐处理。
实施例二:
参看图6和图7,本实施例是在实施例一的基础之上进行改进,将取样外筒9设置为分段式结构,即取样外筒9由固定外筒9-2和活动外筒9-3构成,固定外筒9-2设置于活动外筒9-3的上部,且两者之间利用滚珠25限位旋转设置,滚珠25活动嵌设在开设于固定外筒9-2底端以及活动外筒9-3顶端的限位槽9-4中,滚珠25的设置为活动外筒9-3相对于固定外筒9-2旋转时提供限位作用,保证稳定性;活动外筒9-3的下端口边缘为刀刃状,且活动外筒9-3与切割环16之间利用数个三号连接杆20连接;所述二号连接杆18和三号连接杆20中均上下开设有让位通槽18-1。
本发明尤其适用于岩石较少的软土区域的取样,在使用本发明时,初始位置时,取样筒3的顶端与支撑板1的底表面贴合,且取样筒3的底端略高于支撑腿2的下端;首先,将整体利用支撑腿2插入所需取样的岩土中,使得取样筒3的下端贴合在岩土表层,进行零点取样位置定位;松开紧固螺杆23,对应刻度线层8调节极限开关21的位置,再利用紧固螺杆23固定,接着启动驱动电机5(正转)和旋转电机12,驱动电机5带动驱动齿轮4旋转,从而带动与之啮合的驱动齿条6下降,驱动齿条6带动驱动立杆7向下移动,从而带动取样筒3下降;与此同时,旋转电机12工作,带动取样转轴14旋转,从而带动切割环16以及活动取样外筒9-3同时进行旋转切割,此时,岩土则由取样筒3的底部端口进入取样筒3内部,其中位于取样外筒9与取样内筒10之间的岩土由取样器11上下贯通开设的进样口11-1进入;当取样筒3下降,直至导向连板1-2触碰到极限开关21时,极限开关21控制旋转电机12关闭,控制角度电机13旋转90度,角度电机13工作,带动取样器11旋转90度,取样器11旋转90度的过程中将位于取样外筒9与取样内筒10之间的岩土进行切取,切取后的岩土处于取样器11的弧形内壁中,接着控制驱动电机5反转,从而利用驱动齿轮4与驱动齿条6的啮合带动取样筒3上提脱离岩土,当取样筒3完全从岩土中提出后,利用磁铁对准取样器11的外壁,进行磁吸,最后将取样器11利用磁铁向外拉动,进而将取样器11从取样外筒9筒壁上的开口中取出,即可实现多个深度的多个平行样品的同时取样。
采用上述结构后,本具体实施方式的有益效果如下:
1、采用驱动电机配合驱动齿轮、驱动齿条以及驱动立杆和刻度线层,实现深度可控制的电动取样,减轻人力,节约取样时间;
2、取样筒的内外筒设置(取样外筒和取样内筒)配合旋转电机、切割环以及角度电机和取样器,实现多个深度的多个平行样品的同时取样,同时还能够保证取样深度的准确性,提高检测数据的准确度;
3、采用极限开关,实现智能化控制,使得取样更准确。
对于本领域的技术人员来说,其可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、部分技术特征的等同替换,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)

1.一种用于岩土工程勘察样品采样装置,它包含支撑板(1)、支撑腿(2)和取样筒(3);支撑板(1)的底部四角固定有支撑腿(2),取样筒(3)活动设置于支撑板(1)的下方;其特征在于:它还包含:
驱动电机(5),所述驱动电机(5)固定于支撑板(1)上;
驱动齿轮(4),所述驱动齿轮(4)固定在驱动电机(5)的输出轴上;
驱动立杆(7),所述驱动立杆(7)的下端与取样筒(3)固定,驱动立杆(7)内开设有底部开口式的导向槽(7-1),支撑板(1)中左右对称开设有弧形导向孔(1-1),两个弧形导向孔(1-1)之间的支撑板(1)构成导向连板(1-2),该导向连板(1-2)上下活动插设于导向槽(7-1)内,驱动立杆(7)位于导向槽(7-1)的两侧部分上下活动插设于弧形导向孔(1-1)内;
驱动齿条(6),所述驱动齿条(6)固定在驱动立杆(7)的外壁上,且其与驱动齿轮(4)啮合设置;
刻度线层(8),所述刻度线层(8)刻设于驱动立杆(7)的外壁上。
2.根据权利要求1所述的一种用于岩土工程勘察样品采样装置,其特征在于:所述取样筒(3)包含:
取样外筒(9),所述取样外筒(9)的顶部一体成型有带连接螺孔的连接套筒(9-1);所述连接套筒(9-1)插设于驱动立杆(7)的下端,并连接固定;取样外筒(9)的下端口边缘为刀刃状;
取样内筒(10),所述取样内筒(10)设于取样外筒(9)内部,且两者之间利用一号连接杆(24)连接固定;
旋转电机(12),所述旋转电机(12)固定于取样外筒内顶部;
取样转轴(14),所述取样转轴(14)的上端利用轴承穿过取样内筒(10)的顶壁后,利用联轴器与旋转电机(12)的输出轴连接;
取样器(11),所述取样器(11)穿过取样外筒(9)的筒壁后,活动设置于取样外筒(9)与取样内筒(10)之间;取样器(11)的筒壁上开设有贯穿的进样口(11-1);
角度电机(13),所述角度电机(13)固定在取样内筒(10)的内壁上,且角度电机(13)的输出轴为花键轴,该花键轴利用轴承穿过取样内筒(10)的筒壁后,与取样器(11)内端的花键槽(11-2)活动插接;
切割环(16),所述切割环(16)利用平面推力球轴承(17)旋转固定于取样内筒(10)的下端口上;
支撑套筒(15),所述支撑套筒(15)套接固定在取样转轴(14)的下端,且支撑套筒(15)与切割环(16)同圆心设置,两者之间利用数个二号连接杆(18)连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于岩土工程勘察样品采样装置,其特征在于:所述取样转轴(14)上固定有数个导向支撑杆(19),所述导向支撑杆(19)的外端活动插设在开设于取样内筒(10)内壁的环形槽中。
4.根据权利要求2所述的一种用于岩土工程勘察样品采样装置,其特征在于:所述取样外筒(9)由固定外筒(9-2)和活动外筒(9-3)构成,固定外筒(9-2)设置于活动外筒(9-3)的上部,且两者之间利用滚珠(25)限位旋转设置,活动外筒(9-3)的下端口边缘为刀刃状,且活动外筒(9-3)与切割环(16)之间利用数个三号连接杆(20)连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于岩土工程勘察样品采样装置,其特征在于:所述二号连接杆(18)和三号连接杆(20)中均上下开设有让位通槽(18-1)。
6.根据权利要求1所述的一种用于岩土工程勘察样品采样装置,其特征在于:所述驱动立杆(7)上利用紧固螺杆(23)可调节式固定有固定环扣(22),固定环扣(22)上连接有极限开关(21),极限开关(21)与驱动电机(5)、旋转电机(12)和角度电机(13)电控连接。
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