CN111307501A - 一种岩土体检测器及检测方法 - Google Patents

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CN111307501A CN202010168260.5A CN202010168260A CN111307501A CN 111307501 A CN111307501 A CN 111307501A CN 202010168260 A CN202010168260 A CN 202010168260A CN 111307501 A CN111307501 A CN 111307501A
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曹君林
彭斌
赵凯
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Abstract

本发明涉及一种岩土体检测器及检测方法，属于土体检测技术领域，包括机架和取样筒，机架上沿竖直方向滑动设置有安装座，安装座上设置有用于驱动取样筒转动的驱动源；取样筒的侧壁开设有取样孔，机架上沿竖直方向滑动设置有滑动环，滑动环套设于取样筒外；滑动环上沿垂直于取样筒的轴向滑动设置有取样管，滑动环上设置有用于驱使取样管***取样孔内的驱动组件；取样管内滑动设置有活塞，滑动环上设置有用于驱动活塞沿取样管滑动的驱动件。使用时，通过驱动组件驱动取样管***取样孔内，使得取样筒内的土壤进入取样管内，然后抽出取样管；通过驱动件驱动活塞运动，活塞将取样管内的土壤推出；有效的提高取样效率。

Description

一种岩土体检测器及检测方法
技术领域
本发明涉及土体检测技术领域，特别涉及一种岩土体检测器及检测方法。
背景技术
土体监测是指通过对影响土壤环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势。我们通常所说的土壤监测是指土壤环境监测，其一般包括布点采样、样品制备、分析方法、结果表征、资料统计和质量评价等技术内容。
授权公告号为CN208902448U的中国专利公开了一种土壤检测用取样器，包括取样盒，所述取样盒顶部中心固定连接有连接杆，所述连接杆顶部固定连接有压动手柄；所述连接杆内滑移连接有取样筒；取样盒包括顶盖、同轴固定在顶盖底壁的左半圆筒、与顶盖底壁可拆卸连接的右半圆筒，所述取样盒顶壁设置有供取样筒穿出的通孔；所述取样筒两侧的顶部均固定有固定杆，所述连接杆侧壁设置有供固定杆穿出并纵向滑移的行程孔。完成取样后，通过拆卸右半圆筒和顶盖之间、左半圆筒和固定环之间的螺钉，然后沿取样盒轴向移动右半圆筒，实现取样盒的拆分，以取出取样盒内的样土进行土壤检测。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷，完成取样后，需要将拆分右半圆筒和左半圆筒，操作过程繁杂，取样效率低下。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种岩土体检测器，具有提高取样效率的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种岩土体检测器，包括机架和取样筒，所述机架上沿竖直方向滑动设置有安装座，所述取样筒竖直设置于安装座上，所述安装座上设置有用于驱动取样筒转动的驱动源；所述取样筒的侧壁开设有取样孔，所述取样孔沿取样筒的长度方向设置多个，所述机架上沿竖直方向滑动设置有滑动环，所述滑动环套设于取样筒外；所述滑动环上沿垂直于取样筒的轴向滑动设置有取样管，所述滑动环上设置有用于驱使取样管***取样孔内的驱动组件；所述取样管内滑动设置有活塞，所述滑动环上设置有用于驱动活塞沿取样管滑动的驱动件。
通过采用上述技术方案，使用时，启动驱动源，并逐渐向下推动安装座，安装座带动取样筒向下运动并逐渐***土体内；待取样筒***土体指定深度后，向上推动安装座，直到安装座带动取样筒脱离土体，然后关闭驱动源；上下移动滑动环的位置，将滑动环移动到待取样的取样孔处，通过驱动组件驱动取样管***取样孔内，使得取样筒内的土壤进入取样管内，然后抽出取样管；通过驱动件驱动活塞运动，活塞将取样管内的土壤推出；有效的提高取样效率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述滑动环上沿滑动环的周向滑动设置有活动座，所述活动座上沿取样筒的径向固定设置有导向杆，所述导向杆上滑动套设有滑板，所述取样管固定设置于滑板上。
通过采用上述技术方案，使用时，如果取样管未能对准取样筒的取样孔，沿滑动环移动活动座，以便于取样管能够顺利***取样孔内，操作方便。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动组件包括齿条、齿轮和转轴，所述齿条沿取样管的轴向固定设置于滑板的侧壁上，所述转轴转动设置于活动座上，所述齿轮同轴固定设置于转轴上，齿轮与齿条啮合。
通过采用上述技术方案，取样时，转动转轴，转轴带动齿轮转动，齿轮驱动齿条运动，齿条带动滑板沿导向杆滑动，进而实现驱动取样筒运动的目的，以使取样筒内的土壤进入到取样管内。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述活动座上转动设置有蜗杆，所述转轴上同轴固定设置有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述蜗杆上固定设置有手轮。
通过采用上述技术方案，转动手轮，手轮带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，进而实现带动齿轮转动的目的；蜗轮与蜗杆配合，一方面起到省力的作用，另一方面，在驱动件推动活塞运动的过程中，防止取样筒移位。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述滑板上沿取样筒的轴向转动设置有驱动轴，所述活塞固定设置于驱动轴上，所述活塞远离取样筒的一端设置有用于清理取样管的毛刷；所述滑板上固定设置有电机，所述电机的输出轴同轴固定设置有驱动杆，驱动杆内沿驱动杆的轴向开设有方形槽，驱动轴上靠近电机的一端同轴固定设置有方形杆，方形杆与方形槽相适配，方形杆滑动设置于方形槽内。
通过采用上述技术方案，在活塞将取样管内的土壤推出取样管外的过程中，启动电机，电机带动驱动轴转动，并带动毛刷转动，进而实现对取样管的内壁进行清理的目的，有效的防止取样管内残留的土壤对下一次取样土壤的影响，提高最终检测的精确性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述毛刷包括安装块和刷毛，所述安装块套设于驱动轴上，所述安装块包括两个半圆块，所述安装块可拆卸设置于活塞上。
通过采用上述技术方案，当毛刷磨损后，将安装块卸下，便于对毛刷进行更换或维修。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动轴上固定设置有驱动台，所述驱动台远离驱动轴的侧壁沿驱动台的周向开设有环形槽，所述环形槽内转动套设有驱动环，所述驱动件为固定设置于滑板上的气缸，所述气缸的活塞杆与驱动环固定连接。
通过采用上述技术方案，使用时，启动气缸，气缸带动驱动环运动，驱动环带动驱动台以及驱动轴运动，驱动轴带动活塞沿取样管运动，进而实现将土壤推出取样管的目的，操作方便。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述取样孔为沿取样筒的轴向开设的条形孔，多个所述取样孔沿取样筒的周向分布。
通过采用上述技术方案，通常不同的取样深度，取样筒内相邻取样点之间的距离不同，将取样孔设置为条形孔，便于调节相邻两个取样点之间的距离，提高适应性；而将取样孔沿取样筒的周向分布，可保证取样筒足够的结构强度。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述机架包括竖直设置的立柱，所述滑动环上设置有滑动套设于立柱上的套环，所述套环上设置有用于限定滑动环位置的限定件。
通过采用上述技术方案，待滑动环移动到指定高度时，通过限定件限定滑动环的位置，无需手动控制滑动环的位置，便于操作。
本发明的另一目的在于提供一种岩土体检测方法，具有提高取样效率的优点。
一种岩土体检测方法，包括以下步骤：
S1：选定取样区域，并对取样点进行标记，将机架安放在标记处；
S2：采用如权利要求1-9任意一项所述的岩土体检测器进行取样；
S21：启动驱动源，并逐渐向下推动安装座，安装座带动取样筒向下运动并逐渐***土体内；
S22：待取样筒***土体指定深度后，向上推动安装座，直到安装座带动取样筒脱离土体，然后关闭驱动源；
S23：上下移动滑动环的位置，将滑动环移动到待取样的取样孔处，通过驱动组件驱动取样管***取样孔内，使得取样筒内的土壤进入取样管内，然后抽出取样管；
S24：通过驱动件驱动活塞运动，活塞取样管内的土壤推出；
S25：用样品盒收集取样管内的土壤，并标号；
S4：重复步骤S2，实现对不同深度的土壤进行取样，将多个样品盒带回实验室进行试验分析。
通过采用上述技术方案，在施工时，取样筒取出土壤后，将滑动环移动到待取样的取样孔处，通过驱动组件驱动取样管***取样孔内，使得取样筒内的土壤进入取样管内，然后抽出取样管；通过驱动件驱动活塞运动，以将取样管内诶的土壤推出，完成取样的目的；操作简单方便，提高取样效率。
综上所述，本发明本包括以下至少一种有益技术效果：
一、使用时，启动驱动源，并逐渐向下推动安装座，安装座带动取样筒向下运动并逐渐***土体内；待取样筒***土体指定深度后，向上推动安装座，直到安装座带动取样筒脱离土体，然后关闭驱动源；上下移动滑动环的位置，将滑动环移动到待取样的取样孔处，通过驱动组件驱动取样管***取样孔内，使得取样筒内的土壤进入取样管内，然后抽出取样管；通过驱动件驱动活塞运动，活塞将取样管内的土壤推出；有效的提高取样效率；
二、在活塞将取样管内的土壤推出取样管外的过程中，启动电机，电机带动驱动轴转动，并带动毛刷转动，进而实现对取样管的内壁进行清理的目的，有效的防止取样管内残留的土壤对下一次取样土壤的影响，提高最终检测的精确性；
三、通常不同的取样深度，取样筒内相邻取样点之间的距离不同，将取样孔设置为条形孔，便于调节相邻两个取样点之间的距离，提高适应性；而将取样孔沿取样筒的周向分布，可保证取样筒足够的结构强度。
附图说明
图1是本发明整体的结构示意图；
图2是本发明部分结构的结构示意图；
图3是本发明的***图。
附图标记：1、机架；11、立柱；2、取样筒；21、取样孔；3、安装座；31、驱动源；32、转杆；4、滑动环；41、活动座；411、导向杆；42、蜗杆；43、蜗轮；44、手轮；45、套环；451、抵接螺栓；5、取样管；51、活塞；52、驱动轴；521、驱动台；5211、环形槽；522、方形杆；61、齿条；62、齿轮；63、转轴；7、滑板；71、气缸；711、驱动环；72、电机；721、驱动杆；8、毛刷；81、安装块；811、螺钉；82、刷毛。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
如图1所示，一种岩土体检测器，包括机架1和取样筒2，机架1包括竖直设置的立柱11，立柱11设置三根，三根立柱11呈圆周分布，三根立柱11之间固定连接。机架1上沿竖直方向滑动设置有安装座3，取样筒2竖直设置于安装座3上。
如图1所示，安装座3上设置有用于驱动取样筒2转动的驱动源31，驱动源31为驱动电机。安装座3上竖直转动设置有转杆32，驱动电机72的输出轴与转杆32同轴固定连接，取样筒2同轴固定设置在转杆32上。取样筒2与转杆32可拆卸连接，转杆32与取样筒2通过螺纹连接或者螺栓连接。
如图1所示，取样筒2的侧壁开设有取样孔21，取样孔21沿取样筒2的长度方向设置多个；取样孔21为沿取样筒2的轴向开设的条形孔，多个取样孔21沿取样筒2的周向分布。
通常不同的取样深度，取样筒2内相邻取样点之间的距离不同。将取样孔21设置为条形孔，便于调节相邻两个取样点之间的距离，提高适应性；而将取样孔21沿取样筒2的周向分布，可保证取样筒2足够的结构强度。
如图1所示，机架1上沿竖直方向滑动设置有滑动环4，滑动环4为圆环，且同心设置两个圆环，滑动环4套设于取样筒2外。滑动环4上设置有滑动套设于立柱11上的套环45，套环45上设置有用于限定滑动环4位置的限定件，限定件为抵接螺栓451；抵接螺栓451螺纹穿设于套环45内，用于与立柱11的侧壁抵紧，以限定滑动环4的位置。
待滑动环4移动到指定高度时，通过限定件限定滑动环4的位置，无需手动控制滑动环4的位置，便于操作。
如图1、2所示，滑动环4上沿垂直于取样筒2的轴向滑动设置有取样管5，取样管5为两端开口的圆管。
如图2、3所示，取样管5内滑动设置有活塞51，滑动环4上设置有用于驱动活塞51沿取样管5滑动的驱动件。滑动环4上沿滑动环4的周向滑动设置有活动座41，活动座41上沿取样筒2的径向固定设置有导向杆411，导向杆411上滑动套设有滑板7，取样管5固定设置于滑板7上。
使用时，如果取样管5未能对准取样筒2的取样孔21，沿滑动环4移动活动座41，以便于取样管5能够顺利***取样孔21内，操作方便。
如图2所示，滑动环4上设置有用于驱使取样管5***取样孔21内的驱动组件，驱动组件包括齿条61、齿轮62和转轴63。齿条61沿取样管5的轴向固定设置于滑板7的侧壁上，转轴63转动设置于活动座41上，齿轮62同轴固定设置于转轴63上，齿轮62与齿条61啮合。其中，活动座41上转动设置有蜗杆42，转轴63上同轴固定设置有蜗轮43，蜗轮43与蜗杆42啮合，蜗杆42上固定设置有手轮44。
取样时，转动手轮44，手轮44带动蜗杆42转动，蜗杆42带动蜗轮43转动，蜗轮43带动转轴63转动，转轴63带动齿轮62转动，齿轮62驱动齿条61运动，齿条61带动滑板7沿导向杆411滑动，进而实现驱动取样筒2运动的目的；以使取样筒2内的土壤进入到取样管5内。蜗轮43与蜗杆42配合，一方面起到省力的作用，另一方面，在驱动件推动活塞51运动的过程中，防止取样筒2移位。
其中，如图2、3所示，滑板7上沿取样筒2的轴向转动设置有驱动轴52，活塞51固定设置于驱动轴52上，滑板7上固定设置有电机72，电机72的输出轴与驱动轴52同轴固定连接。电机72的输出轴同轴固定设置有驱动杆721，驱动杆721内沿驱动杆721的轴向开设有方形槽（图中未标示），驱动轴52上靠近电机72的一端同轴固定设置有方形杆522，方形杆522与方形槽相适配，方形杆522滑动设置于方形槽内。
如图3所示，活塞51远离取样筒2的一端设置有用于清理取样管5的毛刷8，毛刷8包括安装块81和刷毛82。安装块81套设于驱动轴52上，安装块81包括两个半圆块，安装块81可拆卸设置于活塞51上。本实施例中，两个半圆块通过螺钉811固定设置在活塞51上。当毛刷8磨损后，将安装块81卸下，便于对毛刷8进行更换或维修。
在活塞51将取样管5内的土壤推出取样管5外的过程中，启动电机72，电机72带动驱动轴52转动，并带动毛刷8转动，进而实现对取样管5的内壁进行清理的目的，有效的防止取样管5内残留的土壤对下一次取样土壤的影响，提高最终检测的精确性。
其中，如图3所示，驱动轴52上固定设置有驱动台521，驱动台521远离驱动轴52的侧壁沿驱动台521的周向开设有环形槽5211；环形槽5211内转动套设有驱动环711，驱动件为固定设置于滑板7上的气缸71，气缸71的活塞51杆与驱动环711固定连接。
使用时，启动气缸71，气缸71带动驱动环711运动，驱动环711带动驱动台521以及驱动轴52运动，驱动轴52带动活塞51沿取样管5运动，进而实现将土壤推出取样管5的目的，操作方便。驱动环711与驱动台521的设置，使得气缸71的作用力直接作用在驱动轴52上，避免电机72受到过大的轴向力，预防电机72损坏。
实施原理：使用时，启动驱动源31，并逐渐向下推动安装座3，安装座3带动取样筒2向下运动并逐渐***土体内；待取样筒2***土体指定深度后，向上推动安装座3，直到安装座3带动取样筒2脱离土体，然后关闭驱动源31。上下移动滑动环4的位置，将滑动环4移动到待取样的取样孔21处，转动手轮44，手轮44带动蜗杆42转动，蜗杆42带动蜗轮43转动，蜗轮43带动转轴63转动；转轴63带动齿轮62转动，齿轮62驱动齿条61运动，齿条61带动滑板7沿导向杆411滑动，进而驱动取样管5***取样孔21内。使得取样筒2内的土壤进入取样管5内，然后抽出取样管5；然后通过气缸71驱动活塞51向靠近取样筒2的方向运动，活塞51将取样管5内的土壤推出；操作方便，有效的提高取样效率。且便于取样取样筒2内不同深度的土壤。
实施例二：
一种岩土体检测方法，包括以下步骤：
S1：选定取样区域，并对取样点进行标记，将机架1安放在标记处；
S2：采用如权利要求1-9任意一项的岩土体检测器进行取样；
S21：启动驱动源31，并逐渐向下推动安装座3，安装座3带动取样筒2向下运动并逐渐***土体内；
S22：待取样筒2***土体指定深度后，向上推动安装座3，直到安装座3带动取样筒2脱离土体，然后关闭驱动源31；
S23：上下移动滑动环4的位置，将滑动环4移动到待取样的取样孔21处，通过驱动组件驱动取样管5***取样孔21内，使得取样筒2内的土壤进入取样管5内，然后抽出取样管5；
S24：通过驱动件驱动活塞51运动，活塞51取样管5内的土壤推出；
S25：用样品盒收集取样管5内的土壤，并标号；
S4：重复步骤S2，实现对不同深度的土壤进行取样，将多个样品盒带回实验室进行试验分析。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种岩土体检测器，包括机架(1)和取样筒(2)，其特征在于：所述机架(1)上沿竖直方向滑动设置有安装座(3)，所述取样筒(2)竖直设置于安装座(3)上，所述安装座(3)上设置有用于驱动取样筒(2)转动的驱动源(31)；所述取样筒(2)的侧壁开设有取样孔(21)，所述取样孔(21)沿取样筒(2)的长度方向设置多个，所述机架(1)上沿竖直方向滑动设置有滑动环(4)，所述滑动环(4)套设于取样筒(2)外；所述滑动环(4)上沿垂直于取样筒(2)的轴向滑动设置有取样管(5)，所述滑动环(4)上设置有用于驱使取样管(5)***取样孔(21)内的驱动组件；所述取样管(5)内滑动设置有活塞(51)，所述滑动环(4)上设置有用于驱动活塞(51)沿取样管(5)滑动的驱动件。
2.根据权利要求1所述的一种岩土体检测器，其特征在于：所述滑动环(4)上沿滑动环(4)的周向滑动设置有活动座(41)，所述活动座(41)上沿取样筒(2)的径向固定设置有导向杆(411)，所述导向杆(411)上滑动套设有滑板(7)，所述取样管(5)固定设置于滑板(7)上。
3.根据权利要求2所述的一种岩土体检测器，其特征在于：所述驱动组件包括齿条(61)、齿轮(62)和转轴(63)，所述齿条(61)沿取样管(5)的轴向固定设置于滑板(7)的侧壁上，所述转轴(63)转动设置于活动座(41)上，所述齿轮(62)同轴固定设置于转轴(63)上，齿轮(62)与齿条(61)啮合。
4.根据权利要求3所述的一种岩土体检测器，其特征在于：所述活动座(41)上转动设置有蜗杆(42)，所述转轴(63)上同轴固定设置有蜗轮(43)，所述蜗轮(43)与蜗杆(42)啮合，所述蜗杆(42)上固定设置有手轮(44)。
5.根据权利要求2所述的一种岩土体检测器，其特征在于：所述滑板(7)上沿取样筒(2)的轴向转动设置有驱动轴(52)，所述活塞(51)固定设置于驱动轴(52)上，所述活塞(51)远离取样筒(2)的一端设置有用于清理取样管(5)的毛刷(8)；所述滑板(7)上固定设置有电机(72)，所述电机(72)的输出轴同轴固定设置有驱动杆(721)，驱动杆(721)内沿驱动杆(721)的轴向开设有方形槽，驱动轴(52)上靠近电机(72)的一端同轴固定设置有方形杆(522)，方形杆(522)与方形槽相适配，方形杆(522)滑动设置于方形槽内。
6.根据权利要求5所述的一种岩土体检测器，其特征在于：所述毛刷(8)包括安装块(81)和刷毛(82)，所述安装块(81)套设于驱动轴(52)上，所述安装块(81)包括两个半圆块，所述安装块(81)可拆卸设置于活塞(51)上。
7.根据权利要求6所述的一种岩土体检测器，其特征在于：所述驱动轴(52)上固定设置有驱动台(521)，所述驱动台(521)远离驱动轴(52)的侧壁沿驱动台(521)的周向开设有环形槽(5211)，所述环形槽(5211)内转动套设有驱动环(711)，所述驱动件为固定设置于滑板(7)上的气缸(71)，所述气缸(71)的活塞(51)杆与驱动环(711)固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种岩土体检测器，其特征在于：所述取样孔(21)为沿取样筒(2)的轴向开设的条形孔，多个所述取样孔(21)沿取样筒(2)的周向分布。
9.根据权利要求1所述的一种岩土体检测器，其特征在于：所述机架(1)包括竖直设置的立柱(11)，所述滑动环(4)上设置有滑动套设于立柱(11)上的套环(45)，所述套环(45)上设置有用于限定滑动环(4)位置的限定件。
10.一种岩土体检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：选定取样区域，并对取样点进行标记，将机架(1)安放在标记处；
S2：采用如权利要求1-9任意一项所述的岩土体检测器进行取样；
S21：启动驱动源(31)，并逐渐向下推动安装座(3)，安装座(3)带动取样筒(2)向下运动并逐渐***土体内；
S22：待取样筒(2)***土体指定深度后，向上推动安装座(3)，直到安装座(3)带动取样筒(2)脱离土体，然后关闭驱动源(31)；
S23：上下移动滑动环(4)的位置，将滑动环(4)移动到待取样的取样孔(21)处，通过驱动组件驱动取样管(5)***取样孔(21)内，使得取样筒(2)内的土壤进入取样管(5)内，然后抽出取样管(5)；
S24：通过驱动件驱动活塞(51)运动，活塞(51)将取样管(5)内的土壤推出；
S25：用样品盒收集取样管(5)内的土壤，并标号；
S4：重复步骤S2，实现对不同深度的土壤进行取样，将多个样品盒带回实验室进行试验分析。
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