CN116380530A - 一种区域土地取样设备及其取样方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种区域土地取样设备，涉及土质勘测领域，其包括底板，还包括能沿竖直方向穿出所述底板的取样管和驱动所述取样管竖直移动的驱动组件，所述取样管内壁上固定有气囊，所述底板上设有用于对所述气囊充抽气的气泵，所述气囊膨胀以抵紧所述取样管内的土壤，本申请在取土时，利用气囊膨胀将取样管中的土壤压紧，从而可以防止取样管中的土壤滑落，改善对于软土地层或渗水较多的土层取样时，土壤容易从取样管中滑落的问题。

Description

一种区域土地取样设备及其取样方法

技术领域

本申请涉及土质勘测领域，尤其是涉及一种区域土地取样设备及其取样方法。

背景技术

在对土地土质进行勘测时，一般是先对土壤取样，然后再对土壤样品进行检测，从而可以判断土壤的土质是否良好。

在对土壤取样时，一般采用取样设备，相关技术中，土壤取样设备一般包括机架、安装在机架上的取样管和驱动件，取样时，利用驱动件驱动取样管插入到土层中，然后再利用驱动件取出取样管，再将取样管中的土壤取出即可对土壤进行检测。

对于一些软土地层或渗水较多的土层，再将取样管从土壤中取出时，对于软土地层，取样管内的土壤不够紧实，从而容易导致土壤从取样管中滑落，导致取样失败，而对于渗水较多的土层，由于水分的存在，在降低土壤和取样管内壁之间的摩擦力，从而也容易导致土壤从取样管中滑落，同样导致取样失败。

发明内容

为了改善对于软土地层或渗水较多的土层取样时，土壤容易从取样管中滑落的问题，本申请提供一种区域土地取样设备及其取样方法。

第一方面，本申请提供的一种区域土地取样设备，采用如下的技术方案：

一种区域土地取样设备，包括底板，还包括能沿竖直方向穿出所述底板的取样管和驱动所述取样管竖直移动的驱动组件，所述取样管内壁上固定有气囊，所述底板上设有用于对所述气囊充抽气的气泵，所述气囊膨胀以抵紧所述取样管内的土壤。

通过采用上述技术方案，使用时，利用驱动组件将取样管插入到土层中，取样管移动至合适位置后，利用气泵对气囊充气，使气囊膨胀，将取样管中的土壤压紧，从而在利用驱动组件使取样管上移至脱离土层的过程中，可以防止取样管中的土壤滑落，改善对于软土地层或渗水较多的土层取样时，土壤容易从取样管中滑落的问题。

可选的，所述取样管内壁下端转动连接有支撑片，所述支撑片远离所述取样管内壁的一端能朝所述取样管中轴线靠近，所述底板上设有用于驱动所述支撑片转动的驱动件。

通过采用上述技术方案，在利用驱动组件使取样管上移至脱离土层的过程中，通过驱动件驱动支撑片转动，使支撑片远离所述取样管内壁的一端转动至取样管中轴线位置处，从而可以对取样管中的土壤进行支撑，进一步防止取样管中的土壤滑落。

可选的，所述驱动件采用气泵，所述取样管内壁上固定连接有转轴，所述支撑片套设且转动连接在所述转轴上，所述转轴侧壁上开设有缺口，所述缺口与所述支撑片内壁之间形成换气腔，所述支撑片内壁上固定连接有隔板，所述隔板将所述换气腔分隔呈充气腔和泄气腔，所述充气腔连通所述气囊，所述泄气腔用于连通外界。

通过采用上述技术方案，对气囊充气的过程中，由于气囊连通充气腔，从而气体进入到充气腔，在气压的作用下，支撑片产生转动，该驱动件结构简单，操作方便。

可选的，所述取样管内壁上开设有用于收纳所述支撑片的收纳槽。

通过采用上述技术方案，在取样管插入土壤的过程中，支撑片位于收纳槽中，便于保持取样管内壁的平整性，以便于取样管插入土层。

可选的，所述取样管包括多个单元段，相邻单元段首尾螺纹连接，所述单元段内开设有气道，所述单元段一端面开设有环形槽，相邻单元段的环形槽通过所述气道连通，所述气道连通所述气囊，且所述气道用于连通所述气泵出气口。

通过采用上述技术方案，可以调整取样管的长度，再需要对较深土层进行取样时，可以适当增长取样管的长度，以适应不同的取样需求，同时通过气道和环形槽的设置，在将单元段拼接时，能保证多个单元段的气囊的连通。

可选的，所述驱动组件包括支架、设置在支架上的竖直位移机构和设置在竖直位移机构上夹持机构，所述竖直位移机能带动夹持机构沿竖直方向移动，所述夹持机构用于夹持所述取样管。

通过采用上述技术方案，驱动取样管竖直移动时，利用夹持机构夹持取样管，然后利用竖直位移机构带动夹持机构竖直移动，从而可以带动取样管竖直移动，此驱动组件利用夹持机构和竖直位移机构实现取样管的竖直移动，操作简单。

可选的，所述气囊用于接触土壤的一面固定有橡胶垫。

通过采用上述技术方案，一定程度上能保护气囊，防止气囊损伤。

第二方面，本申请还提供一种区域土地取样设备的取样方法，采用如下的技术方案：

一种区域土地取样设备的取样方法，包括如下步骤：步骤1、利用驱动组件将取样管插入到土层中；步骤2、通过气泵对气囊充气，使气囊膨胀至压紧取样管中的土壤；步骤3、利用驱动组件使取样管上移至脱离土壤；步骤4、通过气泵对气囊抽气，取出取样管中的土壤。

通过采用上述技术方案，使用时，利用驱动组件将取样管插入到土层中，取样管移动至合适位置后，利用气泵对气囊充气，使气囊膨胀，将取样管中的土壤压紧，从而在利用驱动组件使取样管上移至脱离土层的过程中，可以防止取样管中的土壤滑落，改善对于软土地层或渗水较多的土层取样时，土壤容易从取样管中滑落的问题。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

1.本申请在取土时，利用气囊膨胀将取样管中的土壤压紧，从而可以防止取样管中的土壤滑落，改善对于软土地层或渗水较多的土层取样时，土壤容易从取样管中滑落的问题；

2.本申请通过驱动件驱动支撑片转动，使支撑片远离所述取样管内壁的一端转动至取样管中轴线位置处，从而可以对取样管中的土壤进行支撑，进一步防止取样管中的土壤滑落。

附图说明

图1是本申请公开的一种区域土地取样设备的整体结构示意图；

图2是图1的局部结构剖视图；

图3是图2中A区域的放大示意图；

图4是单元的整体结构示意图；

图5是图4的剖视图；

图6是图5中B区域的放大示意图。

附图标记说明：

1、底板；2、取样管；3、支架；4、丝杆；5、电机；6、滑块；7、气囊；8、橡胶垫；9、支撑片；10、收纳槽；11、转轴；12、气泵；13、换气腔；14、隔板；15、充气腔；16、泄气腔；17、排气孔；18、单元段；19、环形槽；20、夹板；21、气缸；22、气道。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请公开一种区域土地取样设备。

参照图1和图2，一种区域土地取样设备，包括底板1、取样管2和驱动组件；取样管2能沿竖直方向穿出底板1，驱动组件用于驱动取样管2竖直移动以使取样管2插入或脱离土层。

驱动组件包括支架3、竖直位移机构和夹持机构，支架3设为两个，支架3固定在底板1上，竖直位移机构设为两组，两组竖直位移机构分别设置在两个支架3上，竖直位移机构包括丝杆4和电机5，丝杆4转动连接在支架3上，丝杆4转动轴线和长度方向均沿竖直方向设置，电机5固定连接在支架3上端，电机5输出轴同轴固定连接丝杆4上端，支架3上沿竖直方向滑动连接有滑块6，丝杆4穿过滑块6且和滑块6螺纹连接；夹持机构包括两个气缸21，气缸21固定连接在滑块6上，气缸21伸缩端固定连接有夹板20，夹板20和取样管2外壁适配，气缸21呈水平设置，且两个气缸21呈相对设置，通过两个气缸21使两个夹板20相互靠近，即可夹持取样管2。

在另一实施方式中，驱动组件也可以是电机5和齿轮，在取样管2外壁上开设和齿轮适配的齿槽，通过电机5带动齿轮转动，从而带动取样管2竖直移动。

参照图2和图3，在本实施例中，取样管2内壁贴合固定连接有气囊7，气囊7横截面呈圆环形，在实际使用时，可以在取样管2内壁开设容纳槽，将气囊7安装在容纳槽中，以不改变取样管2的容量。

气囊7通过气泵12抽气或充气，气泵12可以是固定在底板1上也可以是放置在底板1上，取样管2侧壁内开设有气道22，气道22和气囊7连通，气泵12出气口连通有气管，气管可以通过接口和气道22连通。

气囊7内壁上贴合固定连接有橡胶垫8。

参照图4和图5，取样管2内壁下端转动连接有多个支撑片9，在本申请中，支撑片9设置为四个，支撑片9转动轴线沿竖直方向设置，底板1上设有用于驱动支撑片9转动的驱动件，取样管2内壁上开设有用于收纳支撑片9的收纳槽10，支撑片9呈弧形，以适配取样管2内壁，即支撑片9收纳槽10在收纳槽10中时，支撑片9外壁和取样管2内壁齐平。

参照图3和图4，在本实施例中，驱动件采用对气囊7供气的气泵12，取样管2内壁上固定连接有转轴11，支撑片9套设且转动连接在转轴11上，此时支撑片9上下两表面分别抵接在收纳槽10上下两侧壁，且支撑片9和收纳槽10侧壁之间为密封设置，转轴11侧壁上开设有缺口，缺口与支撑片9内壁之间形成换气腔13，支撑片9内壁上固定连接有隔板14，隔板14将换气腔13分隔呈充气腔15和泄气腔16，充气腔15连通气道22，收纳槽10底面开设有排气孔17，排气孔17连通泄气腔16，以使泄气腔16连通外界。

在另一实施方式中，驱动件也可以采用其它的充气机构(如手动泵)，也可以利用不同的充气机构对分别对气囊7和充气腔15充气。

参照图2和图3，在本实施例中，取样管2包括多个单元段18，相邻单元段18首尾螺纹连接，单元段18一端面开设有环形槽19，相邻单元段18的环形槽19通过气道22连通，气道22连通气囊7，位于最上方的单元段18上的气道22用于连通气泵12出气口，位于最下方的气道22下端为封闭设置。

本申请公开的一种区域土地取样设备的实施原理为：使用时，根据需要，选择合适数量的单元段18，并将多个单元段18拼接成取样管2，然后利用驱动组件将取样管2插入到土层中，直至取样管2下移至合适位置，然后开启气泵12，使气囊7膨胀至压紧取样管2中的土壤，与此同时，支撑片9转动至支撑片9远离取样管2内壁的一端靠近取样管2中轴线，将单元段18下端部分封堵，然后利用驱动组件使取样管2上移至脱离土壤，通过气泵12对气囊7抽气，并使支撑片9收入收纳槽10，再取出取样管2中的土壤；整个过程中，通过支撑片9和气囊7的设置，可以防止取样管2中的土壤滑落。

本申请公开一种区域土地取样设备的取样方法。

一种区域土地取样设备的取样方法，包括如下步骤：

步骤1、将底板1放置在待取样土层位置处；

步骤2、根据需要，选择合适数量的单元段18，并将多个单元段18拼接成取样管2；

步骤2、使取样管2沿竖直方向穿设底板1；

步骤3、利用两个气缸21，使两个夹板20夹持取样管2；

步骤4、开启两个电机5，利用丝杆4带动两个气缸21竖直下移；

步骤5、气缸21下移至最大位置后，通过气缸21使两个夹板20远离取样管2；

步骤6、利用电机5和丝杆4带动两个气缸21上升至最大位置；

步骤7、重复步骤3-6，直至取样管2下移至合适位置；

步骤8、通过气泵12对气囊7充气，使气囊7膨胀至压紧取样管2中的土壤，与此同时，支撑片9转动至支撑片9远离取样管2内壁的一端靠近取样管2中轴线；

步骤9、利用驱动组件使取样管2上移至脱离土壤；

步骤10、通过气泵12对气囊7抽气，并使支撑片9收入收纳槽10，再取出取样管2中的土壤。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种区域土地取样设备，包括底板(1)，其特征在于，还包括能沿竖直方向穿出所述底板(1)的取样管(2)和驱动所述取样管(2)竖直移动的驱动组件，所述取样管(2)内壁上固定有气囊(7)，所述底板(1)上设有用于对所述气囊(7)充抽气的气泵(12)，所述气囊(7)膨胀以抵紧所述取样管(2)内的土壤。

2.根据权利要求1所述的一种区域土地取样设备，其特征在于：所述取样管(2)内壁下端转动连接有支撑片(9)，所述支撑片(9)远离所述取样管(2)内壁的一端能朝所述取样管(2)中轴线靠近，所述底板(1)上设有用于驱动所述支撑片(9)转动的驱动件。

3.根据权利要求2所述的一种区域土地取样设备，其特征在于：所述驱动件采用气泵(12)，所述取样管(2)内壁上固定连接有转轴(11)，所述支撑片(9)套设且转动连接在所述转轴(11)上，所述转轴(11)侧壁上开设有缺口，所述缺口与所述支撑片(9)内壁之间形成换气腔(13)，所述支撑片(9)内壁上固定连接有隔板(14)，所述隔板(14)将所述换气腔(13)分隔呈充气腔(15)和泄气腔(16)，所述充气腔(15)连通所述气囊(7)，所述泄气腔(16)用于连通外界。

4.根据权利要求2所述的一种区域土地取样设备，其特征在于：所述取样管(2)内壁上开设有用于收纳所述支撑片(9)的收纳槽(10)。

5.根据权利要求1所述的一种区域土地取样设备，其特征在于：所述取样管(2)包括多个单元段(18)，相邻单元段(18)首尾螺纹连接，所述单元段(18)内开设有气道(22)，所述单元段(18)一端面开设有环形槽(19)，相邻单元段(18)的环形槽(19)通过所述气道(22)连通，所述气道(22)连通所述气囊(7)，且所述气道(22)用于连通所述气泵(12)出气口。

6.根据权利要求1所述的一种区域土地取样设备，其特征在于：所述驱动组件包括支架(3)、设置在支架(3)上的竖直位移机构和设置在竖直位移机构上夹持机构，所述竖直位移机能带动夹持机构沿竖直方向移动，所述夹持机构用于夹持所述取样管(2)。

7.根据权利要求1所述的一种区域土地取样设备，其特征在于：所述气囊(7)用于接触土壤的一面固定有橡胶垫(8)。

8.采用权利要求1-7任一一项所述的一种区域土地取样设备的取样方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、利用驱动组件将取样管(2)插入到土层中；步骤2、通过气泵(12)对气囊(7)充气，使气囊(7)膨胀至压紧取样管(2)中的土壤；步骤3、利用驱动组件使取样管(2)上移至脱离土壤；步骤4、通过气泵(12)对气囊(7)抽气，取出取样管(2)中的土壤。

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