CN115711764A - 一种压实度检测取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压实度检测取样装置，包括取样筒，转轴、套杆和旋转杆的底端均贯穿取样筒的顶部，旋转杆的底端均匀设置有多个刀片，套杆的底端均匀设置有多个与刀片高度相近的托泥片；其中，操作者通过转动转头把手调节多个刀片的位置，使多个刀片和多个托泥片相互配合覆盖取样筒的底部横截面，实现在取样完成后取样筒的封闭状态。本发明通过设置依次套接的旋转杆、转轴和套杆以及设置高度相近的刀片和托泥片，使刀片和托泥片闭合覆盖取样筒底端，实现取样筒的封闭状态，解决了土壤取样过程中松土位置难以设置挡土机构的问题，减小了取筒时的土壤流失和检测产生的误差，提高了单次取样的准确度，简化了装置结构和取样流程。

Description

一种压实度检测取样装置

技术领域

本发明属于检测取样技术领域，具体涉及一种压实度检测取样装置。

背景技术

压实度质量是道路工程质量管理检测中的重要内在指标之一，目前压实度检测取样多采用灌砂法，采用均匀颗粒的测量标准砂置换取样洞中的基土，根据标准砂的体积和被置换的基土重量换算出实际的压实度数值，但灌砂法的使用仍需要进行人工取样的方式，存在取样钻孔不规范、取样效率慢等问题，同时灌砂法取样测量过程中容易出现标准砂浪费、受路基含水率影响大、容易出现误差等情况。

现有技术中常用钻头或取样筒作为钻土机构，申请号为CN202121204451.9的中国实用新型专利公开了一种工程监理用路基压实度检测取土装置，先通过转动组件带动转动杆转动，再通过驱动件带动取样筒下降，利用取样筒的转动下降插入地面完成土壤取样，取样完成后取样筒可直接脱离装置取得整体土壤，提高了取样效率，但在该装置的使用方法中，取样下压时泥土的反作用力直接作用于取样筒上，取样筒有变形甚至断裂的风险，因此对取样筒的硬度有一定要求，在实际操作时取样筒的取样钻孔呈圆环形，随着取样筒的转动，位于圆环内侧周围的土壤向外飞出不进入取样筒，增大了检测误差，且转速越高误差越大，取样效率与准确度之间有直接的冲突。若采用钻头钻取，钻头在筒内的体积难以取得精确数值，造成极大误差。此外，不管是取样筒转动还是钻头转动，在取样筒向外取出时，松散的土壤会因重力下落，现有取样装置缺乏取样筒底端的挡土结构，部分土壤流失从而产生检测误差。

因此，亟需一种用于压实度检测的、误差较小、对取样筒破坏较小且制造成本低的压实度检测取样装置。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种压实度检测取样装置，旨在解决现有压实度检测取样装置存在的缺乏取样筒底端挡泥结构造成松散土壤流失、钻头占据的筒内空间难以精确计算、取样筒钻取可能会变形且难以取土、结构复杂、误差较大等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种压实度检测取样装置，包括取样筒，所述取样筒的顶部设置有安装顶壳，所述顶壳上安装有传动连接的转轴和电机，所述转轴与取样筒之间套接有套杆，所述转轴的内侧活动套接有旋转杆，所述转轴、套杆和旋转杆的底端均贯穿所述取样筒的顶部，所述旋转杆的顶端伸出所述顶壳的顶部并设置有转头把手，所述转轴的底部设置有调节槽口，所述旋转杆上均匀设置有多个刀片，多个所述刀片穿过所述调节槽口并沿所述旋转杆的周向分布于所述旋转杆的底端，所述套杆的底端均匀设置有多个与刀片高度相近的托泥片，所有所述刀片和托泥片的总面积不小于所述取样筒的底端横截面面积；

其中，操作者通过转动转头把手调节多个刀片的位置，使刀片和托泥片相互配合覆盖所述取样筒的底部横截面，实现在取样完成后取样筒的封闭状态。

在一些实施例中，所述刀片所在平面与所述托泥片所在平面呈30度相交。

在一些实施例中，所述调节槽口为工字型槽口。

进一步的，在一些实施例中，所述托泥片水平设置，所述刀片倾斜设置。

进一步的，在一些实施例中，所述托泥片朝所述刀片旋转方向相反的方向倾斜。

在一些实施例中，所述转轴的底端设置有钻头，所述刀片的设置高度高于所述钻头。

进一步的，在一些实施例中，所述刀片与所述转轴转动连接，所述刀片与所述转轴之间设置有调节组件，所述刀片通过调节组件实现自身小幅度的角度调整。

进一步的，在一些实施例中，所述转轴与所述套杆之间设置有角度传感器，所述角度传感器的输出端设置有控制器，所述套杆的顶端设置有卡接环，所述卡接环安装于所述顶壳的内部，位于所述套杆顶端把手附近的顶壳上设置有显示屏，所述显示屏的输入端与所述控制器的输出端电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明通过设置依次套接的旋转杆、转轴和套杆以及设置高度相近的刀片和托泥片，利用套杆和托泥片作为挡土机构的一部分，利用刀片实现松土和挡土两种功能，将松土机构和挡土机构相结合，操作者能够在取土完成时调节刀片的位置，使刀片和托泥片闭合覆盖取样筒底端，实现取样筒的封闭状态，解决了土壤取样过程中松土位置难以设置挡土机构的问题，减小了取筒时的土壤流失和检测产生的误差，且松土机构和挡土机构占筒内空间小，提高了单次取样的准确度，简化了装置结构和取样流程，提升了取样效率，降低了装置制造成本，取样受土壤含水率的影响较小。

2、本发明通过在转轴内套接旋转杆，在旋转杆上设置刀片，在转轴上设置刀片连接处的槽口，利用刀片和托泥片之间30度的设置，使操作者能够在取土完成时通过转动旋转杆小幅度调节刀片的高度位置和周向位置，配合位置不动的托泥片，实现刀片和托泥片在取样筒底部的闭合状态。

3、本发明通过设置旋转杆、转轴和套杆，将刀片、托泥片与驱动刀片的电机分离开来，利用转轴上的凹槽以及可转动的旋转杆和套杆，使装置既可以实现托泥片的周向位置调整，又可以刀片自身的角度调节，旋转杆和套杆的转动相互配合，共同实现刀片和托泥片对取样筒底端的封闭状态，提高了闭合取样筒底端的可操作性。

附图说明

图1为本发明实施例中所提供的压实度检测取样装置整体结构示意图；

图2为图1中A处的结构放大图；

图3为本发明实施例中所提供的闭合状态下的刀片和托泥片结构示意图。

其中，1、顶壳；101、转头把手；2、取样筒；3、电机；301、电机齿轮；4、转轴；401、齿轮盘；402、调节槽口；5、旋转杆；6、套杆；7、刀片；8、托泥片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例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作出创造性劳动的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

一种压实度检测取样装置，包括取样筒2，取样筒2的顶部设置有安装顶壳1，顶壳1上安装有传动连接的转轴4和电机3，转轴4的外侧活动套接有套杆6，转轴4的内侧活动套接有旋转杆5，转轴4、套杆6和旋转杆5的底端均贯穿取样筒2的顶部，旋转杆5的顶端伸出顶壳1的顶部并设置有转头把手101，转轴4的底部设置有调节槽口402，旋转杆5上均匀设置有多个刀片7，多个刀片7穿过调节槽口402并沿旋转杆5的周向分布于旋转杆5的底端，套杆6的底端均匀设置有多个与刀片7高度相近的托泥片8，所有刀片7和托泥片8的总面积不小于取样筒2的底端横截面面积；

其中，操作者通过转动转头把手101调节多个刀片7的位置，使刀片7和托泥片8相互配合覆盖取样筒2的底部横截面，实现在取样完成后取样筒2的封闭状态。

使用时向装置施加一个向下的力并启动顶壳1中的电机3，电机3带动转轴4转动，刀片7的连接端是卡在调节槽口402的槽宽内的，可以根据人力沿周向的槽长滑动进行位置调整，调整的是转轴4和旋转杆5的相对位置，因为调节槽口402只有周向的一小段，即转轴4和旋转杆5之间有限度的活动套接不影响转轴4带动旋转杆5一起转动，所以当刀片7的连接端贴合于调节槽口402的槽壁时，转轴4的转动带动旋转杆5转动，刀片7也随之转动，刀片7转动使得取样筒2覆盖范围下的泥土被钻取至取样筒2中，当取样筒2下降深度达到取土要求时，关闭电机3，手动转动旋转杆5顶端的转头把手101，旋转杆5与刀片7连接处的凹槽带动多个刀片7转动，与托泥片8慢慢形成闭合，有效减少了取样时坑中的遗留土样，其中，取样筒2外表面刻有相应的深度刻度。

如图1～3所示，通过在取样筒2中心位置设置相互套接的旋转杆5、转轴4和套杆6，分别在旋转杆5和套杆6的底端设置刀片7和托泥片8，利用转轴4和套杆6之间相互独立的运动状态，使刀片7和托泥片8的运动状态分离，电机3通过转轴4驱动刀片7转动，操作者通过转动转头把手101调整转轴4和旋转杆5的相对位置，依赖刀片7在调节槽口402内的滑动，对刀片7进行高度和角度的位置调节，使刀片7和托泥片8整体覆盖取样筒2的底面，拦截取样筒2中向下掉落的土壤，实现取样筒2的封闭状态，解决了取样筒2的松土位置难以设置挡土机构、容易产生结构干涉的问题，减小了取筒时的土壤流失和检测产生的误差，且刀片7和托尼片均设置于取样筒2底部，转轴4和套杆6占筒内空间小，一定程度上扩大了单次取样的取土量和取样深度，避免单次取样时因取样量太少造成的操作反复，另外简化了取样装置的整体结构和操作过程，提升了取样效率，取样受土壤含水率的影响较小。

在一些优选的实施例中，刀片7所在平面与托泥片8所在平面呈30度相交，在刀片7和托尼片之间形成一定角度，使刀片7在转动过程中不会紧贴托尼片而在托尼片底面形成贴合土层，同时刀片7在转动时运动的土能部分进入托尼片的顶部，未进入的部分土掉落下来，受到刀片7转动的影响再次运动，周而复始直至进入取样筒2内。

在一些具体的扩展实施例中，顶壳1的顶部中设置有手柄，电机3和转轴4之间通过齿轮结构传动连接，套杆6的顶端设置有顶端把手，如图1所示，顶端把手设置于取样筒2顶端与齿轮结构之间，转动把手为T型把手，转轴4上对应刀片7焊接位置设置有工字型槽口，取样前通过转动并下压旋转杆5使刀片7的连接处位于工字型槽口的下方横槽，刀片7始终在托泥片8下方转动，取样完成后操作者可通过转动旋转杆5的T型把手，将刀片7的连接处位于工字型槽口的上方横槽，调整刀片7与转轴4之间的相对位置，以配合固定的托泥片8完成闭合，其中因刀片7所在平面与托泥片8所在平面呈30度相交，可以采用比托泥片8大一点的刀片7，刀片7的连接处位于工字型槽口的上方横槽时，转动刀片7使其卡在相邻两个托泥片8之间即可完成闭合。

在一些具体的扩展实施例中，顶壳1上设置有与套杆6的顶端把手相匹配的固定槽块，当套杆6的顶端把手卡进固定槽块内，套杆6和托泥片8即可实现固定不动的状态，当取土完成时，在将刀片7的连接处调节至工字型槽口的上方横槽后，操作者将套杆6的顶端把手从固定槽块滑出，再转动套杆6的顶端把手调节托泥片8的周向位置，从而实现刀片7和托泥片8在取样筒2底端的闭合，用于覆盖调节刀片7位置都难以覆盖的区域或刀片7转动出现问题的情况。

在一些具体的扩展实施例中，托泥片8水平设置，刀片7倾斜设置，这样能使刀片7最大限度松动基土，在装置一边向下运动一边取样的过程中，套杆6和托尼片固定，取样孔内的基土受刀片7转动和取样筒2向下挤压的影响，进入托泥片8以上的取样筒2内，完成对基土的取样积累。

在一些具体的扩展实施例中，托泥片8朝刀片7旋转方向相反的方向倾斜，在刀片7转动时沿刀片7转动方向运动的基土积累到一定程度时会沿托泥片8的斜度向上积累，实现取样筒2的取样基土积累，提高了取样效率。

在一些优选的实施例中，转轴4的底端设置有钻头，刀片7的设置高度高于钻头，钻头对基土进行初步松动，刀片7转动扩大松土范围并使基土周向运动，托泥片8负责挡住进入取样筒2并下落的基土，实现取样筒2内取样基土的积累，提高了取样效率。

在一些优选的实施例中，刀片7与转轴4转动连接，刀片7与转轴4之间设置有调节组件，刀片7通过调节组件实现自身小幅度的角度调整，调节组件为设置于转轴4底端的安装环，安装环上均匀设置有多个安装组件，刀片7的安装端呈类矩形状，类矩形的一端转动安装于安装组件内，另一端与安装组件的内壁之间设置有电磁铁伸缩结构，电磁铁伸缩结构的输入端电性连接有控制器，控制器设置于顶壳1内，操作者可通过操作控制器控制电磁铁伸缩结构，从而控制刀片7的设置角度，这样操作者可控制刀片7在松土时成倾斜状，取样完成后调整刀片7角度至水平，更有利于刀片7与托泥片8对取样筒2底面的覆盖。

在一些具体的扩展实施例中，转轴4与套杆6之间设置有角度传感器，角度传感器的输出端设置有控制器，套杆6的顶端设置有卡接环，卡接环安装于顶壳1的内部，位于套杆6顶端把手附近的机壳上设置有角度刻度和显示屏，显示屏的输入端与控制器的输出端电性连接，在制造时将刀片7和托尼片调整成全覆盖取样筒2底部的状态，在这一角度状态下安装角度传感器的发射器和接收环、控制器和显示屏，当取样筒2完全没入取样孔内时，关闭电机3使刀片7静止，刀片7静止后角度传感器感应出与全覆盖状态时位置之间的距离夹角，即实际位置与全覆盖状态位置分别与轴线之间的水平射线之间的夹角，角度传感器将感应夹角通过控制器发送至显示屏，操作者即可得知需要转动的角度，根据角度刻度转动套杆6的顶端把手或旋转杆5的转动把手，实现取样筒2的封闭状态，同时在转动时，角度传感器实时传输角度数据，操作者可以根据实时角度数据调整转动方向和转动角度，其中在接收环上设置多个接收点，对应周向设置的多个发射器，配合刀片7和托泥片8的数量设置，单个发射器随机对应任意一个接收点即可。

为保证本装置符合相关规范要求，储泥桶直径设定为100mm，并提前测算出储泥桶中刀片7及套杆6的体积V设，根据刻度尺确定下挖深度S，即可算出所取样土体积：V＝100·S－V设，取土作业时，先称量本装置重量M1，取土后再称量整体重量M2，可以有效得到所取样土重量：M＝M2－M1，根据所取样土体积V和所取样土重量M即可算得压实度数据。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种压实度检测取样装置，包括取样筒，所述取样筒的顶部设置有安装顶壳，所述顶壳上安装有传动连接的转轴和电机，所述转轴与取样筒之间套接有套杆，所述转轴的内侧活动套接有旋转杆，所述转轴、套杆和旋转杆的底端均贯穿所述取样筒的顶部，所述旋转杆的顶端伸出所述顶壳的顶部并设置有转头把手，所述转轴的底部设置有调节槽口，所述旋转杆上均匀设置有多个刀片，多个所述刀片穿过所述调节槽口并沿所述旋转杆的周向分布于所述旋转杆的底端，所述套杆的底端均匀设置有多个与刀片高度相近的托泥片，所有所述刀片和托泥片的总面积不小于所述取样筒的底端横截面面积；

其中，操作者通过转动转头把手调节多个刀片的位置，使刀片和托泥片相互配合覆盖所述取样筒的底部横截面，实现在取样完成后取样筒的封闭状态。

2.根据权利要求1所述压实度检测取样装置，其特征在于，所述刀片所在平面与所述托泥片所在平面呈30度相交。

3.根据权利要求1所述压实度检测取样装置，其特征在于，所述调节槽口为工字型槽口。

4.根据权利要求2所述压实度检测取样装置，其特征在于，所述托泥片水平设置，所述刀片倾斜设置。

5.根据权利要求2所述压实度检测取样装置，其特征在于，所述托泥片朝所述刀片旋转方向相反的方向倾斜。

6.根据权利要求1所述压实度检测取样装置，其特征在于，所述转轴的底端设置有钻头，所述刀片的设置高度高于所述钻头。

7.根据权利要求1所述压实度检测取样装置，其特征在于，所述刀片与所述转轴转动连接，所述刀片与所述转轴之间设置有调节组件，所述刀片通过调节组件实现自身小幅度的角度调整。

8.根据权利要求1所述压实度检测取样装置，其特征在于，所述转轴与所述套杆之间设置有角度传感器，所述角度传感器的输出端设置有控制器，所述套杆的顶端设置有卡接环，所述卡接环安装于所述顶壳的内部，位于所述套杆顶端把手附近的顶壳上设置有显示屏，所述显示屏的输入端与所述控制器的输出端电性连接。

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