CN210375790U - 应用于边坡场地大块原状土样的变径齿轮式土体切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于边坡场地大块原状土样的变径齿轮式土体切割装置，包括一个操作柄，操作柄上带有电机和钻杆，钻杆的底部套有一水平布置的变径齿轮式刀片，变径齿轮式刀片包括四个呈十字形分布的刀片，在各刀片的端部分别连接一个外端部刀片。该装置具有便于携带，变径齿轮式刀头直径长度可变，省时省力，经济环保高效，不扰动原状土样等诸多优良性能，能够应用于野外勘察及室内土工试验原状样的采取等特点。

Description

应用于边坡场地大块原状土样的变径齿轮式土体切割装置

技术领域

本实用新型涉及一种野外勘察及室内土工试验原状样的工具，特别是一种应用于边坡场地大块原状土样的变径齿轮式土体切割装置。

背景技术

目前，已有的实践及科研工作中，有关原状土取样的方法及装置种类较多，方法不一，但都存在诸如价格昂贵、不方便携带、不易操作、容易扰动土样等相关问题。而大块原状土采取试样时的困难在于大块原状土底部与下部土连接部位不利于人工削土，削土不均匀未形成贯通，极易使大块原状土底部出现局部应力集中，从而使原状土块产生开裂。

野外现场勘察及室内土工试验采取原状样是土体力学参数测试及研究的重要基础环节，现场采取块状原状试样(无扰动)在土工试验领域具有重要的意义及价值，在野外条件下如何将大块原状土样更方便更省力削掉，进而进行土工试验得出参数及给出评价具有重要的现实和科研意义。

块状原状土样削土装置是一种应用于野外场地采取原状土体的装置，也是室内土工试验准确测量土体力学参数的前提。因此，野外现场取样经常需要使用削土刀及锯子等人工操作来采取土样，为解决现场取样费时费力的实际问题，本实用新型给出了一种应用于野外场地采取大块原状土样的削土装置。

实用新型内容

本实用新型给出了一种应用于野外场地采取大块原状土样的变径齿轮式土体切割装置，该装置用于采取大块原状土样，取回后可在实验室内根据试验分析及科研要求再次进行加工。实现野外场地原状土样快速大量取样的目的，从而提高科研水平及效率。本实用新型目的是使提供的削土装置具有便于携带，变径齿轮式刀头直径长度可变，省时省力，经济环保高效，不扰动原状土样等诸多优良性能，能够应用于野外勘察及室内土工试验原状样的采取等特点。

本实用新型的目的通过以下措施来实现：

一种应用于边坡场地大块原状土样的变径齿轮式土体切割装置，包括一个操作柄，所述操作柄上带有电机和钻杆，钻杆的底部套有一水平布置的变径齿轮式刀头，所述变径齿轮式刀头包括四个呈十字形分布的刀片，在各刀片的端部分别连接一个外侧刀片。

对于上述技术方案，本实用新型还有进一步优选的方案：

优选的，所述操作柄上还包括电源和开关，电源与电机与相连，钻杆的底部带有螺纹，呈十字形分布的刀片中部套入钻杆螺纹上并通过螺帽与钻杆连接。

优选的，所述呈十字形分布的刀片中部带有固定圆环，圆环上连接四个十字分布条形单刀片，单刀片的尖端刃口带有弧度，各单刀片刀刃弧度同向分布。

优选的，外侧刀片与呈十字形分布的刀片结构相同，刀刃弧度方向相同，且能够通过螺丝连接沿十字形分布的刀片成不同角度设置。

优选的，外侧刀片与十字形分布的刀片通过螺丝连接构成框形、螺旋桨形或延伸十字形。

优选的，所述变径齿轮式刀头安装位置距离钻杆底端10mm处。

优选的，所述变径齿轮式刀头平行于土样表面转动削土，变径齿轮式刀头刀刃的方向向钻杆旋转方向设置。

该削土装置具有便于携带，操作简单，变径齿轮式刀头水平向转动切削大块原状土底部与下部土体部分，克服了人工切削该部分土体时作业空间不足的情况。并且通过调整不同角度实现不同直径的切换，形成直径由小到大，由四周向中心不断伸入的方式，不容易在矩形大块原状土样底部一角产生应力集中，更容易保护土样。为野外场地采取大块原状土样的切削底部土体问题提供技术支持。

本实用新型的优点是：

1、采用变径齿轮式刀头，简单方便，分阶段向内部逐步伸入，提高作业效率；

2、采用变径齿轮式刀头，能够通过更换两刀片角度自由调整直径；

3、采用移动电源，便于携带，方便野外作业，经济、高效、环保；

4、采用变径齿轮式刀头切割，省时省力，便于操作，不易扰动原状土样；

5、采用预留钻杆设置，能够在外力作用下伸入或退出下部土体，增大切削面，增大作业空间。

附图说明

图1为本实用新型的土体切割装置结构示意图；

图2(a)-(c)为本实用新型的圆盘式刀片组合示意图；

图3为本实用新型在野外场地工作区域的俯视结构示意图；

图4为本实用新型的图4的A-A剖视结构示意图。

图1中：1.电源；2.开关；3.电机；4.钻杆；5.螺纹；6.变径齿轮式刀头； 7.螺帽；8.螺杆预留区；9.螺丝。

具体实施方式

下边结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不作为对本实用新型做任何限制的依据。

如图1所示，适用于野外场地采取大块原状土样的变径齿轮式刀头土体切割装置，包括一个操作柄，操作柄上带有电机3和钻杆4，钻杆4的底部套有一水平布置的变径齿轮式刀头6，变径齿轮式刀头6包括四个呈十字形分布的刀片，在各刀片的端部分别连接一个外侧刀片。

操作柄上还包括电源1和开关2，电源1与电机3与相连，钻杆4的底部带有螺纹5，呈十字形分布的刀片中部套入钻杆螺纹上并通过螺帽7与钻杆连接。呈十字形分布的刀片中部带有固定圆环，圆环上连接四个十字分布条形单刀片，单刀片的尖端刃口带有弧度，各单刀片刀刃弧度同向分布。各齿轮式刀头与呈十字形分布的刀片结构相同，刀刃弧度方向相同，且能够通过螺丝9连接沿十字形分布的刀片成不同角度设置。

如图2(a)、(b)、(c)所示，通过调节螺丝9实现外侧刀片与内侧刀片的夹角切换，从而实现变径齿轮刀头的直径变化。以此方式可将切割土体的齿轮半径调节为一倍刀片长度至两倍刀片长度之间。外侧与十字形分布的刀片通过螺丝9连接分别构成框形、螺旋桨形或延伸十字形。本实施例中，齿轮式刀头形状类似齿轮状刀头，并且有一倍直径和两倍直径之间的长度可供调节选择。

在钻杆4上刻有螺纹5供变径齿轮式刀头6连接，连接方式为螺纹连接，刀片下部采用螺帽7挤压固定。并且在钻杆下端预留10mm供外力作用下自由伸入下部土层(见图1中螺杆预留区8)，以便和下部土体形成切割面。在一个实施例中，刀片的宽度为2cm，长度为10cm，厚度为2mm，刀片尖端刃口弧度不应大于90°。

如图3及图4所示，应用该装置进行底部土体切割前，在切割前应预先在某一原状土样旁边开挖出不小于圆盘直径作业面空间，同时需将各原状土块四周连接处进行分割，掏槽宽度不少于2cm，深度根据取样具体要求决定，但需满足该装置钻杆的长度工作要求，不大于25cm。

本实用新型作业时，通过电源供电机转动，电机带动钻杆转动，钻杆带动刀片旋转，变径齿轮式刀头为平行于土样表面转动削土作业切削土体，通过控制手柄的按压力度控制电压大小和刀片的切削功率，从而有效控制钻杆及刀头旋转速度。从而实现大块原状土样与下部土体的分割。

本实用新型的原理是，如图3及图4所示，在进行原状土样周围土体分割后，进行原状土样底部土体的分割较为困难，本实用新型对这一问题进行了简化，将刀片沿开挖好的空间作业面，慢慢接近原状土样底部，装置钻杆沿掏槽进行移动。通过电机带动钻杆转动，不断改变钻杆深入土体厚度，钻杆带动刀片切削原状土样底部土体，形成圆形切削面，沿原状土样四周依次缓慢进行，最终形成贯通，将该部位土体全部切削，将原状土块取下。其中，变径齿轮式刀头厚度不应小于2mm；内侧四个刀片夹角为90°；所取大块原状土体表面对角线长度不大于40cm。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本文中使用了原状土样、土工试验、电机、钻杆、刀片、掏槽、变径等相关专业术语，并不排除使用其他术语的可能性，使用这些术语是为了更方便的对其进行描述，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种应用于边坡场地大块原状土样的变径齿轮式土体切割装置，其特征在于，包括一个操作柄，所述操作柄上带有电机和钻杆，钻杆的底部套有一水平布置的变径齿轮式刀头，所述变径齿轮式刀头包括四个呈十字形分布的刀片，在各刀片的端部分别连接一个外侧刀片。

2.根据权利要求1所述的土体切割装置，其特征在于，所述操作柄上还包括电源和开关，电源与电机与相连，钻杆的底部带有螺纹，呈十字形分布的刀片中部套入钻杆螺纹上并通过螺帽与钻杆连接。

3.根据权利要求1所述的土体切割装置，其特征在于，所述呈十字形分布的刀片中部带有固定圆环，圆环上连接四个十字分布条形单刀片，单刀片的尖端刃口带有弧度，各单刀片刀刃弧度同向分布。

4.根据权利要求3所述的土体切割装置，其特征在于，外侧刀片与呈十字形分布的刀片结构相同，刀刃弧度方向相同，且能够通过螺丝连接沿十字形分布的刀片成不同角度设置。

5.根据权利要求4所述的土体切割装置，其特征在于，外侧刀片与十字形分布的刀片通过螺丝连接构成框形、螺旋桨形或延伸十字形。

6.根据权利要求1所述的土体切割装置，其特征在于，所述变径齿轮式刀头安装位置距离钻杆底端10mm处。

7.根据权利要求1-6任一项所述的土体切割装置，其特征在于，所述变径齿轮式刀头平行于土样表面转动削土，变径齿轮式刀头刀刃的方向向钻杆旋转方向设置。

Images