CN117606852B - 一种道路勘测用岩土取样设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的道路勘测用岩土取样设备，通过设置中心杆、调节环、传力环、传力杆、传力块和环刀，将传动的直接对环刀施力，转化为通过敲击中心杆的方式驱动环刀切入土壤，一方面使得施力更加便捷，特别是对于一些土质较硬的环境，能够更易切入土壤，另一方面通过主壳体紧贴土壤坑坑壁，使得环刀能够沿着垂直于土壤坑坑壁的方向切入，提高取样精度。此外，中心杆受敲击向下移动并插入土壤坑底壁，能够避免道路勘测用岩土取样设备发生倾斜。

Description

一种道路勘测用岩土取样设备

技术领域

本发明涉及地质取样设备技术领域，特别是涉及一种道路勘测用岩土取样设备。

背景技术

土壤采样是指采集土壤样品的方法，包括采样的布设和取样技术。采剖面土样，应在剖面观察记载结束后进行。现有技术中通常利用土壤采集器对目标土壤进行取样，土壤采样器有许多种类。采集农地或荒地表层土壤样品，可用小型铁铲。研究土壤一般物理性质，如土壤容重、孔隙率和持水特性等，可利用环刀。环刀为两端开口的圆筒，下口有刃，圆筒的高度和直径均为5 厘米左右。

采用环刀进行土壤取样时，若采取地表土壤样品，则一般选具有代表性的地段，先在采土处用铁铲铲平。将环刀托放在已知质量的环刀（精确至0.01g）上，环刀内壁稍擦上凡士林，将环刀刃口向下垂直压入土中，直至环刀筒中充满土样为止。通常表层土壤需采5个重复样品，下层土壤需按层次每层采3个重复样品。

若采取不同层次的样品时，通常需要先挖一个大的土壤坑，切出一个垂直的土壤剖面，然后，针对不同层次土壤，分别使用环刀钻取样品。取样过程耗时、费力，而且随着土壤深度的增加，困难也成倍增加，对环境的破坏也很大。另外，传统环刀在使用时，一般要求刀刃向下，垂直均匀下切。但实际操作时，却难以保证环刀与水平面垂直。

公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

基于此，有必要针对目前的环刀土壤取样时所存在的操作不便、取样不准的问题，提供一种道路勘测用岩土取样设备。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种道路勘测用岩土取样设备，其包括：

主壳体，所述主壳体轴线处形成中心通道，所述主壳体周壁上开设有至少两个过孔，所述过孔围绕所述主壳体轴线均匀分布；

施力组件，所述施力组件包括中心杆、调节环、传力环、传力杆和传力块，所述中心杆沿所述主壳体轴线设置，所述调节环套设于所述中心杆，所述调节环能够沿所述中心杆轴向移动并停留于任意位置，所述传力环套设于所述中心杆，所述传力环和所述调节环沿所述中心杆轴向同步移动，所述传力杆抵接于所述传力块，所述传力环沿所述中心杆向下移动时，通过所述传力杆带动所述传力块沿所述中心杆径向向外移动；

环刀，所述环刀数量为至少两个，至少两个所述环刀围绕所述主壳体轴线均匀分布；所述环刀可沿所述中心杆径向滑动地穿设于所述过孔内，所述传力块抵接于所述环刀。

在其中一个实施例中，所述传力环上设置有凸出部，所述凸出部抵接于所述传力杆，所述传力杆的一端可转动地连接于所述中心杆，所述传力杆与所述中心杆的转动连接处位于所述传力环的下方。

在其中一个实施例中，所述传力块和所述主壳体之间设置有第一弹性复位件，所述第一弹性复位件的弹力总是使得所述传力块沿所述中心杆径向向内移动，或是具有沿所述中心杆径向向内移动的趋势。

在其中一个实施例中，所述传力环上设置有凸出部，所述凸出部滑动连接于所述传力杆，所述传力杆的一端可转动地连接于所述中心杆，所述传力杆与所述中心杆的转动连接处位于所述传力环的下方。

在其中一个实施例中，所述传力环上设置有连接部，所述连接部固定连接于所述传力杆。

在其中一个实施例中，所述环刀上设置有可拆卸的间隔环，所述传力块抵接于所述间隔环。

在其中一个实施例中，所述主壳体上部固定设置有保持架，所述保持架上设置有保持孔，所述中心杆穿设于所述保持孔内，所述中心杆与所述保持架不可相对转动。

在其中一个实施例中，所述主壳体上设置有多个定位钉。

在其中一个实施例中，所述调节环固定连接有调节手柄，所述调节环内周壁面和所述中心杆外周壁面螺纹连接。

在其中一个实施例中，所述中心杆上端设置有锤击部。

本发明的有益效果是：

本发明实施例提供的道路勘测用岩土取样设备，通过设置中心杆、调节环、传力环、传力杆、传力块和环刀，将传动的直接对环刀施力，转化为通过敲击中心杆的方式驱动环刀切入土壤，一方面使得施力更加便捷，特别是对于一些土质较硬的环境，能够更易切入土壤，另一方面通过主壳体紧贴土壤坑坑壁，使得环刀能够沿着垂直于土壤坑坑壁的方向切入，提高取样精度。此外，中心杆受敲击向下移动并插入土壤坑底壁，能够避免道路勘测用岩土取样设备发生倾斜。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的道路勘测用岩土取样设备的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的道路勘测用岩土取样设备中施力组件和环刀的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的道路勘测用岩土取样设备的正视图；

图4和图5为本发明一实施例提供的道路勘测用岩土取样设备的剖视图，其中，图4中传力杆处于更接近于水平状态的位置，图5中传力杆处于更接近于竖直状态的位置；

图6为图4中道路勘测用岩土取样设备的局部放大图；

图7为本发明一实施例提供的道路勘测用岩土取样设备中主壳体的结构示意图。

其中：

101、主壳体；102、保持架；103、导向槽；104、过孔；106、定位钉；

200、施力组件；201、中心杆；202、锤击部；203、导向凸起；204、传力杆；205、调节环；206、传力环；207、传力块；

301、环刀；302、间隔环。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明实施例提供了一种道路勘测用岩土取样设备，其主要用于对地下土壤进行取样。具体的，如图1-图7所示，本发明实施例提供的道路勘测用岩土取样设备包括：

主壳体101，其具有中心轴线。本实施例中，主壳体101整体略呈柱状筒形，其自身回转轴线即为中心轴线；在其他实施例中，主壳体101还可以是棱柱筒状、异形筒状等，对于规则形状，其中心轴线即为多个截面几何中心构成的连线，对于不规则形状，其中心轴线即为尽可能多的截面几何中心的共同所在线。中心轴线周围形成中心通道，其他零部件大部分位于该中心通道内。一般的，主壳体101放置于地面挖掘好的土壤坑中，主壳体101的外周壁面抵接于土壤坑坑壁，由此保证主壳体101和土壤坑之间具有正确的位置关系。主壳体101周壁上开设有至少两个过孔104，过孔104围绕中心轴线均匀分布。

施力组件200，其包括中心杆201、调节环205、传力环206、传力杆204和传力块207，中心杆201沿中心轴线设置，调节环205和传力环206均套设于中心杆201上，调节环205能够沿着中心杆201的轴向移动，并且能在移动后与中心杆201保持同步运动。传力环206能够相对于中心杆201进行任意滑动，传力环206与调节环205连接，使得其二者沿着中心杆201轴向能够同步移动。传力杆204一侧面抵接于传力块207，当传力环206沿中心杆201向下移动时，通过传力杆204顶推传力块207，使得传力块207沿着中心杆201径向向外移动。

环刀301，其数量为至少两个，环刀301数量、传力杆204数量、传力块207数量相同，一般的，环刀301数量、传力杆204数量、传力块207数量和过孔104数量相同，环刀301数量、传力杆204数量、传力块207数量也可小于过孔104数量。环刀301可沿中心杆201径向滑动地穿设于过孔104内，传力块207抵接于环刀301。

取样时，首先在目标地点挖掘出圆柱形的土壤坑，然后将道路勘测用岩土取样设备放置于土壤坑内，使得主壳体101紧贴土壤坑坑壁，此时可认为主壳体101的中心轴线垂直于地面。调整调节环205至合适位置，然后敲击中心杆201的上端部，中心杆201受冲击向下移动，带动调节环205向下移动，带动传力环206向下移动，通过传力杆204带动传力块207沿中心杆201径向向外移动，传力块207顶推环刀301，环刀301切入土壤坑坑壁内，并完成取样。

由此，本发明实施例提供的道路勘测用岩土取样设备，通过设置中心杆201、调节环205、传力环206、传力杆204、传力块207和环刀301，将传动的直接对环刀301施力，转化为通过敲击中心杆201的方式驱动环刀301切入土壤，一方面使得施力更加便捷，特别是对于一些土质较硬的环境，能够更易切入土壤，另一方面通过主壳体101紧贴土壤坑坑壁，使得环刀301能够沿着垂直于土壤坑坑壁的方向切入，提高取样精度。此外，中心杆201受敲击向下移动并插入土壤坑底壁，能够避免道路勘测用岩土取样设备发生倾斜。

在其中一个实施例当中，传力环206上设置有凸出部，凸出部抵接于传力杆204，传力杆204的一端可转动地连接于中心杆201，传力杆204与中心杆201的转动连接处位于传力环206的下方。

申请人发现，对于不同硬度的土壤，环刀301切入土壤时所需的力是不一致的，并且环刀301发生倾斜的概率也是不一致的。土壤越松软，环刀301越易切入土壤，也越易发生倾斜；土壤越紧实，环刀301越难切入土壤，也越难发生倾斜。基于此，将传力杆204的一端设置为可转动地连接于中心杆201，土壤越松软，通过调整调节环205的位置，使得初始状态下传力杆204更接近于竖直状态，如图5所示，此时敲击中心杆201，中心杆201需要向下移动更多距离才能够带动环刀301切入土壤，一方面中心杆201向下移动插入土壤的深度增大，避免设备发生倾斜，另一方面中心杆201向下移动相同距离，环刀301切入的深度减少，由此减少环刀301倾斜的可能。相应的，土壤越紧实，通过调整调节环205的位置，使得初始状态下传力杆204更接近于水平状态，如图4所示，此时敲击中心杆201，中心杆201需要向下移动较少距离就能够带动环刀301切入土壤，由于土壤紧实，中心杆201只需克服较小的阻力向下移动较小深度，即可完成环刀301切入，并且中心杆201插入深度较小，装置也更易取出。

在其中一个实施例中，为了使得传力块207始终抵接于传力杆204，在传力块207和主壳体101之间有第一弹性复位件，第一弹性复位件的弹力总是使得传力块207沿中心杆201径向向内移动，或是具有沿中心杆201径向向内移动的趋势。第一弹性复位件可以是弹簧，弹簧两端分别连接于传力块207和主壳体101。

在其中一个实施例中，为了使得传力环206和传力杆204之间始终保持接触关系，所述传力环206上设置有凸出部，所述凸出部滑动连接于所述传力杆204，所述传力杆204的一端可转动地连接于所述中心杆201，所述传力杆204与所述中心杆201的转动连接处位于所述传力环206的下方。可以理解的是，即使不设置起到滑动连接关系的凸出部，通过人工调整调节环205和中心杆201的位置，也可使得传力杆204和传力环206之间具有正确的传力关系。

在其中一个实施例中，传力环上设置有连接部，连接部固定连接于传力杆204，本实施例中，传力杆204的倾斜程度不可调。

在其中一个实施例中，环刀301上设置有可拆卸的间隔环302，传力块207抵接于间隔环302。由于取样时，样品越接近于圆柱形，品质越高，而环刀301在切入土壤后，环刀301靠近中心杆201的一侧由于存在空气等原因，可能未被土壤填满。通过设置间隔环302，在切入时环刀301和间隔环302一并切入土壤内部，取样时可将间隔环302及其内的土壤去除，使得环刀301被土壤填满，最终的样品近似于圆柱形。

在其中一个实施例中，主壳体101上部固定设置有保持架102，保持架102上设置有保持孔，中心杆201穿设于保持孔内，中心杆201与保持架102不可相对转动。具体的，保持孔内壁设置有导向槽103，中心杆201上设置有导向凸起203，导向凸起203卡接于导向槽103内，使得中心杆201相对于主壳体101不可转动。此外，保持孔能够进一步使得中心杆201和主壳体101之间具有正确的位置关系。

在其中一个实施例中，主壳体101上设置有多个定位钉106。本实施例中，在主壳体101的上端设置有周向凸缘，定位钉106设置于周向凸缘的下表面，在将道路勘测用岩土取样设备放置于土壤坑时，定位钉106插入土壤坑周围的地表内，使得主壳体101能够相对于土壤坑保持静止。

在其中一个实施例中，调节环205固定连接有调节手柄，调节环205内周壁面和中心杆201外周壁面螺纹连接，通过转动调节手柄，即可调整调节环205和中心杆201的相对位置。当然，调节环205的位置也可通过其他方式调节，如调节环205上设置有锁紧螺钉，需要调整调节环205的位置时，将锁紧螺钉放松，调整到位后锁紧锁紧螺钉即可。

在其中一个实施例中，中心杆201上端设置有锤击部202，锤击部202的尺寸大于中心杆201的尺寸，以便于采样人员对锤击部202进行敲击。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种道路勘测用岩土取样设备，其特征在于，包括：

主壳体，所述主壳体轴线处形成中心通道，所述主壳体周壁上开设有至少两个过孔，至少两个所述过孔围绕所述主壳体轴线均匀分布；

施力组件，所述施力组件包括中心杆、调节环、传力环、传力杆和传力块，所述中心杆沿所述主壳体轴线设置，所述调节环套设于所述中心杆，所述调节环能够沿所述中心杆轴向移动并停留于任意位置，所述传力环套设于所述中心杆，所述传力环和所述调节环沿所述中心杆轴向同步移动，所述传力杆抵接于所述传力块，所述传力环沿所述中心杆向下移动时，通过所述传力杆带动所述传力块沿所述中心杆径向向外移动；

环刀，所述环刀数量为至少两个，所述环刀可沿所述中心杆径向滑动地穿设于所述过孔内，所述传力块抵接于所述环刀，所述传力环上设置有凸出部，所述凸出部抵接或滑动连接于所述传力杆，所述传力杆的一端可转动地连接于所述中心杆，所述传力杆与所述中心杆的转动连接处位于所述传力环的下方；使用时，调整调节环至合适位置，然后敲击中心杆的上端部，中心杆受冲击向下移动，带动调节环向下移动，带动传力环向下移动，通过传力杆带动传力块沿中心杆径向向外移动，传力块顶推环刀，环刀切入土壤坑坑壁内，并完成取样；土壤越松软，通过调整调节环的位置，使得初始状态下传力杆更接近于竖直状态，此时敲击中心杆，中心杆需要向下移动更多距离才能够带动环刀切入土壤，一方面中心杆向下移动插入土壤的深度增大，避免设备发生倾斜，土壤越紧实，通过调整调节环的位置，使得初始状态下传力杆更接近于水平状态，此时敲击中心杆，中心杆需要向下移动较少距离就能够带动环刀切入土壤，由于土壤紧实，中心杆只需克服较小的阻力向下移动较小深度，即可完成环刀切入，并且中心杆插入深度较小，装置也更易取出。

2.根据权利要求1所述的道路勘测用岩土取样设备，其特征在于，所述传力块和所述主壳体之间设置有第一弹性复位件，所述第一弹性复位件的弹力总是使得所述传力块沿所述中心杆径向向内移动，或是具有沿所述中心杆径向向内移动的趋势。

3.根据权利要求1或2所述的道路勘测用岩土取样设备，其特征在于，所述环刀上设置有可拆卸的间隔环，所述传力块抵接于所述间隔环。

4.根据权利要求1或2所述的道路勘测用岩土取样设备，其特征在于，所述主壳体上部固定设置有保持架，所述保持架上设置有保持孔，所述中心杆穿设于所述保持孔内，所述中心杆与所述保持架不可相对转动。

5.根据权利要求1或2所述的道路勘测用岩土取样设备，其特征在于，所述主壳体上设置有多个定位钉。

6.根据权利要求1或2所述的道路勘测用岩土取样设备，其特征在于，所述调节环固定连接有调节手柄，所述调节环内周壁面和所述中心杆外周壁面螺纹连接。

7.根据权利要求1或2所述的道路勘测用岩土取样设备，其特征在于，所述中心杆上端设置有锤击部。