CN209416754U - 一种便携式多功能原状土取样仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便携式多功能原状土取样仪，包括动力机构和支撑机构，动力机构上设有支撑机构以支撑动力机构，动力机构包括动力机和钻杆，动力机通过钻杆连接有取样器，取样器包括取样管、管头和管靴，管靴内设有至少两探头，探头的接线端在管靴端面形成探头触点，取样器和钻杆内设有与探头触点连接的接头电线，钻杆上套设有空心轴滑环，空心轴滑环一端连接接头电线，另一端连接电源组件和仪表盘，用于为探头供电，同时接收并显示探头采集的数据信号，可在取出土样时可以有效减少土样扰动，并及时获取钻取时的土层其他数据，大大缩短了工期，也节省了时间和劳动力。

Description

一种便携式多功能原状土取样仪

技术领域

本实用新型涉及土工试验技术领域，具体涉及一种便携式多功能原状土取样仪。

背景技术

众所周知，原状土样是分层土工试验的重要手段，对查明场区地层岩性、成因、分布和工程特性，提供满足设计、施工所需的岩土参数，确定各地基土层承载力特征值，对场地地基的稳定性和施工适宜性作出评价起着决定性作用。

但是在野外取原状土时，存在一定的问题和缺陷：一是原状土取土器一般较大不便于携带，适用范围较小；二是一般原状土取土器操作过程较为复杂，不便于野外操作，即费时费人，延误工期；三是现有原状土取土器一般都要求垂直取样，在对滑坡等地质灾害进行研究时，需对探槽揭露的滑带或其他关键部位进行取样，不能满足取样要求，此外在一些地形复杂、土层多样的地方不能很好完成原状土取样；四是现有取样器只能单纯完成取样工作，不能在取样过程中监测土层含水率、土层硬度的变化。因此，野外技术人员迫切需要一种可以快速准确而且自己可以掌握的仪器来进行野外原状土取样和原位测试仪器。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的公开了一种便携式多功能原状土取样仪，可解决上述的不足和缺陷，使原状土取样过程更加简单、方便和快捷。

本实用新型的提供一种便携式多功能原状土取样仪，包括动力机构和取样器，所述动力机构连接所述取样器，用于为取样器提供动力，所述取样器包括取样管、管头和管靴，所述取样管包括位于中间的宽部和位于宽部两端的窄部，所述宽部和窄部连接处形成一突出平台，其中一所述窄部螺纹连接所述管头，用于取样管端口密封，另一所述窄部外壁螺纹连接所述管靴以进行取样，所述管靴内等间隔设有至少两个探头，每一所述探头的接线端均在所述管靴与突出平台接触一面形成探头触点，所述宽部、管头和钻杆内均设有与所述探头触点一一对应连接的接头电线，所述钻杆上靠近动力机一端套设有一空心轴滑环，所述空心轴滑环内设有线圈，所述空心轴滑环线圈一端与接头电线连接，另一端分别连接所述电源组件和仪表盘，用于为探头供电并接收和显示探头采集的数据信号。

进一步地，所述动力机构包括动力机和钻杆，所述钻杆两端分别设有连接柱和固定柱，所述连接柱通过联轴器连接所述动力机输出轴，所述固定柱通过连轴接头可拆卸连接所述取样器，所述取样器顶部中心处设有螺纹柱，所述连轴接头其中一端内设有与螺纹柱相配的内螺纹，以螺纹连接取样器和连轴接头，所述连轴接头另一端和固定柱上均设有对应的插孔，所述插孔内穿插有固定销，以固定所述连轴接头和钻杆。

进一步地，所述钻杆包括一第一钻杆和一第三钻杆，所述第一钻杆和第三钻杆内均设有所述接头电线，所述第一钻杆两端分别设有连接柱和螺纹套筒，所述第三钻杆两端分别设有螺纹柱和固定柱，所述第三钻杆的螺纹柱和第一钻杆的螺纹套筒之间螺纹连接，完成所述第一钻杆和第三钻杆之间的拼接。

进一步地，所述钻杆还可包括若干第二钻杆，所述第二钻杆内设有所述接头电线，所述第二钻杆两端分别设有螺纹柱和螺纹套筒，所述第二钻杆的螺纹柱和另一第二钻杆的螺纹套筒螺纹连接，实现两所述第二钻杆之间的拼接，且所述第二钻杆两端分别与第一钻杆的螺纹套筒和第三钻杆的螺纹柱连接，完成所述第一钻杆、第二钻杆和第三钻杆之间的拼接。

进一步地，所述空心轴滑环包括相对转动的定子和转子，所述转子固定套设在钻杆靠动力机一端，所述定子通过安装片固设在动力机上，所述定子和转子内分别设有定子线圈和转子线圈，所述定子线圈和转子线圈相互连接并构成空心轴滑环线圈，所述探头触点、接头电线、定子线圈和转子线圈内均包括电源线和信号线，所述转子线圈另一端与钻杆内的接头电线连接，所述定子线圈中的电源线连接所述电源组件，所述定子线圈中的信号线连接所述仪表盘。

进一步地，所述取样器内壁为平滑面，所述取样器内壁紧贴设有一双开衬管，所述双开衬管内侧面和管靴内侧面平滑连接。

进一步地，所述探头至少包括一含水率探头和一硬度/温度探头，所述动力机上设有方位调节器，所述方位调节器包括一水平调节器和竖直调节器。

进一步地，所述动力机构上设有所述支撑机构，用于支撑所述动力机构，所述支撑机构包括两支撑脚，每一所述支撑脚均包括两支脚、一铰接轴、一连接轴和一固定板，所述两支脚中部连接所述连接轴，所述两支脚一端为尖端，另一端为铰接端，所述两支脚的铰接端公共铰接在所述铰接轴上，所述铰接轴一端设有用于固定铰接端的固定器，另一端固定安装有所述固定板，所述动力机外壁对称安装所述固定板，实现对于动力机的支撑。

进一步地，所述钻杆靠近取样器一端套设有一支撑轴承，所述轴承外壁对称安装所述固定板，以实现所述取样器水平取样。

进一步地，所述支脚包括上支脚、下支脚和锁紧器，所述上支脚内部为空腔，且所述上支脚一端为铰接端，另一端为开口，所述下支脚一端为尖端，另一端可穿过开口在所述上支脚空腔内移动，所述上支脚和下支脚连接处设有所述锁紧器，用于固定和松开所述上支脚和下支脚，以调节支脚的长度。

进一步地，所述动力机为柴油机。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：采用双开衬管、取样管、管头和管靴组装而成取样器，在取出土样时可以有效减少土样扰动；可根据地形条件，选择不同角度的原状土进行取样工作，解除了传统取样器对于地形条件的限制；还可根据试验需求和目的选取不同尺寸取样器和取样方式，适用的土层更加广泛；更加简单快捷地获取土层含水率/硬度等现场数据，大大缩短了工期，也节省了时间和劳动力。

附图说明

图1是本实用新型实施例一一种便携式多功能原状土取样仪的结构图；

图2是图1中空心轴滑环的剖视图；

图3是本实用新型实施例一中钻杆的组装结构图；

图4是本实用新型实施例一中取样器的结构图；

图5是图4的X-X剖视图；

图6是本实用新型实施例二一种便携式多功能原状土取样仪的结构图。

图中：1、动力机 2、钻杆 201、第一钻杆 202、第二钻杆 203、第三钻杆 3、连轴接头 4、取样器 401、取样管 4011、宽部 4012、窄部 402、管头 4021、排气孔 403、管靴 5、探头 6、接头电线 7、空心轴滑环 701、定子 702、转子 8、安装片 9、电源组件 10、仪表盘11、连接柱 12、螺纹套筒 13、螺纹柱 14、固定柱 15、插孔 16、固定销 17、双开衬管 18、方位调节器 19、支脚 1901、上支脚 1902、下支脚 1903、锁紧器 20、铰接轴 21、连接轴 22、固定板 23、支撑轴承。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

实施例一

请参考图1、图3、图4和图5，本实用新型的实施例公开了一种便携式多功能原状土取样仪，包括动力机1构和支撑机构，所述动力机1构包括动力机1和钻杆2，所述动力机1固定连接所述钻杆2，所述钻杆2另一端通过连轴接头3可拆卸连接有取样器4，用于为取样器4提供动力，一般地为了保证动力，所述动力机1采用柴油机，所述钻杆2一端设有连接柱11，所述连接柱11通过联轴器连接所述动力机1输出轴，所述钻杆2另一端设有固定柱14，所述取样器4顶部中心处设有一螺纹柱13；所述连轴接头3一端内设有与螺纹柱13相配的内螺纹，可与取样器4上的螺纹柱13螺纹连接固定，所述连轴接头3另一端和固定柱14上均设有对应的插孔15，所述插孔15内穿插有固定销16，以固定所述连轴接头3和固定柱14，进而完成动力机1、钻杆2和取样器4之间的刚性连接。

进一步地，为了延长钻杆2的长度，同时为了保证运输和装卸的便捷，钻杆2采用拼接设计，所述钻杆2包括一第一钻杆201、一第三钻杆203和若干第二钻杆202，所述第一钻杆201、第二钻杆202和第三钻杆203内均设有所述接头电线6，所述第一钻杆201两端分别设有连接柱11和螺纹套筒12，所述第二钻杆202两端分别设有螺纹柱13和螺纹套筒12，所述第三钻杆203两端分别设有螺纹柱13和固定柱14，所述螺纹柱13和螺纹套筒12相配合，所述第二钻杆202两端分别与第一钻杆201的螺纹套筒12和第三钻杆203的螺纹柱13连接，同时两所述第二钻杆202之间，也可以通过螺纹柱13和螺纹套筒12之间的螺纹连接完成拼接，使得所述第一钻杆201、数个第二钻杆202和第三钻杆203可以拼接成所述钻杆2。

同时，为了保证拆装时的方便，上述螺纹柱13、螺纹套筒12均为同一规格，且所述螺纹柱13和螺纹套筒12在拆卸时的螺纹方向和动力机1的转动方向相反，保证整个动力机1构的正常运行。

所述取样器4包括取样管401、管头402和管靴403，所述取样管401两端为开口，所述取样管401包括位于中间的宽部4011和位于两端的窄部4012，所述宽部4011和窄部4012连接处形成一突出平台，且所述窄部4012和宽部4011均为轴线在同一直线上的圆形结构，只是宽部4011的半径大于窄部4012的外径，其中一所述窄部4012螺纹连接所述管头402以进行端口密封，所述管头402内均匀设有若干排气孔4021，排气孔4021将取样管401内的空间和外部空间连通，用于在钻取土样时排出取样器4内的空气，另一所述窄部4012外壁螺纹连接所述管靴403以进行取样，特别地，所述管头402、宽部4011和管靴403的外壁平滑连接，由此保证取样器4的外壁也是平滑的，同时所述管靴403的底部为尖部，有利于取样器4钻入土壤内进行取样。

进一步地，为了保证取得的土样为完整性，所述取样器4设计为双开式取样器4，在实际的操作中，还可以在取样器4中加入一个双开衬管17，即取样器4和双开衬管17都是由两个相同的结构评接而成的，也就是半圆管，这样在取得土样之后，可以直接分开取样管401和双开衬管17，保证土样的完整，利于后续的研究。

请参考图1和图2，所述管靴403内等间隔设有至少两个探头5，每一所述探头5的接线一端均在所述管靴403与突出平台接触一面形成探头触点，所述宽部4011、管头402和钻杆内均设有与所述探头触点一一对应连接的接头电线6，所述钻杆上靠近动力机1一端套设有一空心轴滑环7，所述空心轴滑环7包括相对转动的定子701和转子702，所述定子701内线圈和转子702内线圈相互连接，所述转子702固定套设在钻杆靠动力机1一端，所述定子701通过安装片8固设在动力机1上，所述转子702线圈一端与钻杆内的接头电线6连接，另一端和定子701线圈连接，所述探头触点、接头电线6、转子702线圈及定子701线圈均包括电源线和信号线，所述定子701线圈内的电源线连接一电源组件9，进而电源组件9通过依次连接的定子701线圈、转子702线圈、接头电线6和探头触点为探头5供电，同理，所述定子701线圈内的信号线连接一仪表盘10，用于接收并显示探头5采集的数据信号；在本实施例中，所述探头5数量为三个，等间隔地排列在所述管靴403内，所述探头5包括两个含水率探头5和一个硬度/温度探头5，所述含水率探头5采用FDR含水率探头5，可以测量出取样土层内的含水率，所述硬度/温度探头5可以测量出取样土层的硬度和温度数值。

所述动力机1构上设有所述支撑机构，用于支撑所述动力机1构，所述支撑机构包括两支撑脚，每一所述支撑脚均包括两支脚19、一铰接轴20、一连接轴21和一固定板22，所述两支脚19中部连接所述连接轴21，所述两支脚19一端为尖端，另一端为铰接端，所述两支脚19的铰接端公共铰接在所述铰接轴20上，所述铰接轴20一端设有用于固定铰接端的固定器，另一端固定安装有所述固定板22，所述动力机1外壁对称安装所述固定板22，实现对于动力机1的支撑；进一步地，所述支脚19包括上支脚1901、下支脚1902和锁紧器1903，所述上支脚1901内部为空腔，且所述上支脚1901一端为铰接端，另一端为开口，所述下支脚1902一端为尖端，另一端可穿过开口在所述上支脚1901空腔内移动，所述上支脚1901和下支脚1902连接处设有所述锁紧器1903，用于固定和松开所述上支脚1901和下支脚1902，以调节支脚19的长度，进而实现对于取样器4进入取样土层的角度，以及动力机1两端高度的调节。

同时，在所述动力机1上设有方位调节器18，所述方位调节器18包括一水平调节器和竖直调节器，所述水平调节器和竖直调节器均采用水准气泡，可快速地完成取样器4的钻进角度。

所述取样器4可采用钻进式或静压式的取样，本实施例中，通过一对所述支撑脚，可以实现动力机1动力驱动取样器4竖向钻入取样土层。

实施例二

请参考图6，本实用新型的实施例公开了一种便携式多功能原状土取样仪，与实施例一公开的一种便携式多功能原状土取样仪不同之处在于，所述支撑装置为两个，所述钻杆靠近取样器4一端套设有一支撑轴承23，所述轴承外壁对称安装所述固定板22，则所述钻杆和动力机1均采用所述支撑机构进行支撑，同时保证两所述支撑机构的高度相同，就可以实现所述取样器4水平取样，以适应不用的地质情形。

本实用新型中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便携式多功能原状土取样仪，包括动力机构和取样器，其特征在于：所述动力机构连接所述取样器，用于为取样器提供动力，所述取样器包括取样管、管头和管靴，所述取样管包括位于中间的宽部和位于宽部两端的窄部，所述宽部和窄部连接处形成一突出平台，其中一所述窄部螺纹连接所述管头，用于取样管端口密封，另一所述窄部外壁螺纹连接所述管靴以进行取样，所述管靴内等间隔设有至少两个探头，每一所述探头的接线端均在所述管靴与突出平台接触一面形成探头触点，所述宽部、管头和钻杆内均设有与所述探头触点一一对应连接的接头电线，所述钻杆上靠近动力机一端套设有一空心轴滑环，所述空心轴滑环内设有线圈，所述空心轴滑环线圈一端与接头电线连接，另一端分别连接电源组件和仪表盘，用于为探头供电并接收和显示探头采集的数据信号。

2.根据权利要求1所述便携式多功能原状土取样仪，其特征在于：所述动力机构包括动力机和钻杆，所述钻杆两端分别设有连接柱和固定柱，所述连接柱通过联轴器连接所述动力机输出轴，所述固定柱通过连轴接头可拆卸连接所述取样器，所述取样器顶部中心处设有螺纹柱，所述连轴接头其中一端内设有与螺纹柱相配的内螺纹，以螺纹连接取样器和连轴接头，所述连轴接头另一端和固定柱上均设有对应的插孔，所述插孔内穿插有固定销，以固定所述连轴接头和钻杆。

3.根据权利要求2所述便携式多功能原状土取样仪，其特征在于：所述钻杆包括一第一钻杆和一第三钻杆，所述第一钻杆和第三钻杆内均设有所述接头电线，所述第一钻杆两端分别设有连接柱和螺纹套筒，所述第三钻杆两端分别设有螺纹柱和固定柱，所述第三钻杆的螺纹柱和第一钻杆的螺纹套筒之间螺纹连接，完成所述第一钻杆和第三钻杆之间的拼接。

4.根据权利要求3所述便携式多功能原状土取样仪，其特征在于：所述钻杆还可包括若干第二钻杆，所述第二钻杆内设有所述接头电线，所述第二钻杆两端分别设有螺纹柱和螺纹套筒，所述第二钻杆的螺纹柱和另一第二钻杆的螺纹套筒螺纹连接，实现两所述第二钻杆之间的拼接，且所述第二钻杆两端分别与第一钻杆的螺纹套筒和第三钻杆的螺纹柱连接，完成所述第一钻杆、第二钻杆和第三钻杆之间的拼接。

5.根据权利要求1所述便携式多功能原状土取样仪，其特征在于：所述空心轴滑环包括相对转动的定子和转子，所述转子固定套设在钻杆靠动力机一端，所述定子通过安装片固设在动力机上，所述定子和转子内分别设有定子线圈和转子线圈，所述定子线圈和转子线圈相互连接并构成空心轴滑环线圈，所述探头触点、接头电线、定子线圈和转子线圈内均包括电源线和信号线，所述转子线圈另一端与钻杆内的接头电线连接，所述定子线圈中的电源线连接所述电源组件，所述定子线圈中的信号线连接所述仪表盘。

6.根据权利要求1所述便携式多功能原状土取样仪，其特征在于：所述取样器内壁为平滑面，所述取样器内壁紧贴设有一双开衬管，所述双开衬管内侧面和管靴内侧面平滑连接。

7.根据权利要求1所述便携式多功能原状土取样仪，其特征在于：所述探头至少包括一含水率探头和一硬度/温度探头，所述动力机上设有方位调节器，所述方位调节器包括一水平调节器和竖直调节器。

8.根据权利要求1所述便携式多功能原状土取样仪，其特征在于：所述动力机构上设有支撑机构，用于支撑所述动力机构，所述支撑机构包括两支撑脚，每一所述支撑脚均包括两支脚、一铰接轴、一连接轴和一固定板，所述两支脚中部连接所述连接轴，所述两支脚一端为尖端，另一端为铰接端，所述两支脚的铰接端公共铰接在所述铰接轴上，所述铰接轴一端设有用于固定铰接端的固定器，另一端固定安装有所述固定板，所述动力机外壁对称安装所述固定板，实现对于动力机的支撑。

9.根据权利要求8所述便携式多功能原状土取样仪，其特征在于：所述钻杆靠近取样器一端套设有一支撑轴承，所述轴承外壁对称安装所述固定板，以实现所述取样器水平取样。

10.根据权利要求8或9所述便携式多功能原状土取样仪，其特征在于：所述支脚包括上支脚、下支脚和锁紧器，所述上支脚内部为空腔，且所述上支脚一端为铰接端，另一端为开口，所述下支脚一端为尖端，另一端可穿过开口在所述上支脚空腔内移动，所述上支脚和下支脚连接处设有所述锁紧器，用于固定和松开所述上支脚和下支脚，以调节支脚的长度。