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专利号: 2021105390507
申请人: 湖南国信建设集团股份有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水利工程;基础;疏浚
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种公路工程路用取土样装置,包括底座(1)、取样筒(2)和钻头(10),其特征在于,所述底座(1)底部四角均固定安装有万向轮,所述底座(1)的顶部一侧固定安装有支撑板(3),所述取样筒(2)底部为开口设置,所述取样筒(2)一侧固定安装有套板(4),所述套板(4)滑动套接在支撑板(3)的外侧,所述取样筒(2)一侧顶部设有出料孔,所述取样筒(2)顶部固定安装有电机(6)并开设有圆形孔,所述圆形孔内转动安装有圆柱(7),所述圆柱(7)外侧固定套接有第一绞龙(11),所述圆柱(7)顶端开设有方形孔(8),所述方形孔(8)内滑动安装有方形杆(9),所述方形杆(9)底端设有钻头(10),所述方形杆(9)顶端固定安装有推板(13),所述电机(6)输出轴上固定连接有竖轴(20),所述竖轴(20)上固定安装有第一齿轮(18)和第一锥齿轮(21),所述圆柱(7)外侧固定套接有第二齿轮(19),所述第一齿轮(18)与第二齿轮(19)相啮合,所述取样筒(2)一侧顶部固定安装有固定板(34),所述固定板(34)一侧开设有横向孔,所述横向孔内转动安装有横轴(14),所述横轴(14)上固定安装有凸轮(16)和第二锥齿轮(22),所述第一锥齿轮(21)与第二锥齿轮(22)相啮合,所述凸轮(16)与推板(13)顶部滚动连接,所述圆柱(7)上设有扭矩传感器,所述底座(1)上设有控制器,所述控制器含有信号接收模块、处理分析模块和控制模块,所述电机(6)和扭矩传感器均与控制器连接;

所述钻头(10)的顶部开设有竖向槽(40),所述方形杆(9)的底端固定安装有连接板(41),所述连接板(41)滑动安装在竖向槽(40)内,所述竖向槽(40)的两侧内壁上均开设有通孔,所述通孔内滑动安装有滑板(44),两个滑板(44)相互远离的一侧均固定安装有粉碎锥杆(45),两个所述滑板(44)相互靠近的一侧均固定安装有梯形板(43),所述连接板(41)的底部固定安装有两个支架,所述支架内转动安装有滚轮(42),两个所述滚轮(42)分别与对应的梯形板(43)的顶部滚动连接,两个所述梯形板(43)相互远离的一侧均固定连接有横向弹簧(46),所述竖向槽(40)的两侧内壁上均开设有横向槽,两个所述横向弹簧(46)相互远离分别与对应的横向槽的一侧内壁固定连接,且所述竖向槽(40)的两侧内壁上均固定安装有均固定安装有侧板,所述侧板顶部固定安装有竖向弹簧(47),两个所述竖向弹簧(47)的顶端均与连接板(41)的底部固定连接;

所述横轴(14)的一端固定安装有第一带轮(31),所述取样筒(2)的出料孔内部顶部连通有出料筒(23),所述出料筒(23)内转动安装有连接轴A(24),所述连接轴A(24)外侧固定安装有第二绞龙(12),所述连接轴A(24)一端固定安装有第二带轮(32),所述第一带轮(31)与第二带轮(32)上传动安装有同一皮带(33),所述出料筒(23)底部一侧连通有出料管(39),所述横轴(14)另一端通过电磁离合器(49)与连接轴B(48)活动连接,所述电磁离合器(49)与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种公路工程路用取土样装置,其特征在于,所述取样筒(2)顶部固定安装有竖板(5),所述横轴(14)一端固定安装有蜗杆(15),所述竖板(5)前侧转动安装有第三齿轮(25),所述第三齿轮(25)前侧固定安装有蜗轮(26),所述蜗轮(26)与蜗杆(15)相啮合,所述支撑板(3)一侧开设有安装槽,所述安装槽内固定安装有齿条(27),所述齿条(27)与第三齿轮(25)相啮合。

3.根据权利要求1所述的一种公路工程路用取土样装置,其特征在于,所述推板(13)底部固定连接有两个压簧(17),两个所述压簧(17)的一端均与圆柱(7)顶端固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种公路工程路用取土样装置,其特征在于,所述取样筒(2)一侧固定安装有托板(29),所述托板(29)顶部开设有凹槽,所述凹槽内放置有收集框(30),所述收集框(30)设置在出料管(39)的正下方,且收集框(30)顶部为开口设置,所述托板(29)一侧开设有螺纹孔,所述螺纹孔内螺纹安装有螺纹杆(36),所述螺纹杆(36)一端与收集框(30)一侧活动抵接。

5.根据权利要求1所述的一种公路工程路用取土样装置,其特征在于,所述取样筒(2)顶部固定安装有定位板(28),所述定位板(28)转动套接在横轴(14)的外侧。

6.根据权利要求1所述的一种公路工程路用取土样装置,其特征在于,所述圆柱(7)外侧固定套接有第一限位圈(37)和第二限位圈(38),所述第一限位圈(37)与取样筒(2)顶部活动抵接,所述第二限位圈(38)与取样筒(2)顶部内壁活动抵接。

7.根据权利要求1所述的一种公路工程路用取土样装置,其特征在于,所述固定板(34)一侧固定安装有横板(35),所述横板(35)转动套接在竖轴(20)的外侧。

8.根据权利要求1所述的一种公路工程路用取土样装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1:通过底座(1)底部的万向轮的滚动将设备移动到工作位置;

S2:通过控制器开启电机(6),电机(6)输出轴带动竖轴(20)转动,通过第一齿轮(18)和第二齿轮(19)的啮合传动带动圆柱(7)转动,圆柱(7)通过方形孔(8)与方形杆(9)的滑动配合带动方形杆(9)转动,方形杆(9)通过连接板(41)带动钻头(10)转动,同时竖轴(20)通过第一锥齿轮(21)和第二锥齿轮(22)的啮合传动带动横轴(14)转动,横轴(14)通过蜗杆(15)和涡轮(26)的啮合传动及第三齿轮(25)和齿条(27)的啮合传动带动竖板(5)和取样筒(2)向下运动,从而使得钻头(10)转动的同时向下运动对地面进行钻孔并使钻取的土壤进入取样筒(2),从而降低了人力控制取样筒(2)向下造成的人力消耗;

S3:横轴(14)转动的同时带动凸轮(16)转动,凸轮(16)通过与推板(13)的抵接推动推板(13)向下运动并使压簧(17)处于压缩状态,凸轮(16)继续转动,推板(13)在压簧(17)的弹力作用下复位反向滑动,凸轮(16)持续转动,从而带动推板(13)和方形杆(9)上下往复震动,方形杆(9)通过连接板(41)和竖向弹簧(47)带动钻头(10)进行上下震动,同时连接板(41)上下震动的同时通过支架带动滚轮(42)上下震动,滚轮(42)通过对梯形板(43)的挤压并在横向弹簧(46)的作用下带动两个梯形板(43)横向震动,两个梯形板(43)分别通过对应的滑板(44)带动两个粉碎锥杆(45)进行横向震动,从而在遇到较为坚硬的土层或岩层时,通过钻头(10)的高速转动和上下震动以及粉碎锥杆(45)的转动和横向震动对土层进行疏松,降低钻取的难度;

S4:通过扭矩传感器获取圆柱(7)的扭矩,并通过信号接收模块将扭矩信号传送至控制器,处理分析模块对接收的扭矩信号进行处理并与设定阈值对比分析,当扭矩大于设定阈值时,此时土层或岩层硬度较大使得钻头(10)难以破开土层或岩层,控制模块驱动电机(6)反转,使钻头(10)向上进行短距离移动,随后控制电机(6)正转,使钻头(10)再次向下钻动取样,反复驱动电机(6)正反转,直至扭矩传感器获取的扭矩信号小于设定阈值,提高钻取效率的同时保护钻头(10),在控制电机(6)正反转的同时,对应控制电磁离合器(49)通电和断电,确保钻头(10)在攻破坚硬土层或岩层时出料筒(23)中的土样不会退回至取样筒(2)中;

S5:取样完成后,通过控制电机(6)输出轴反转,带动取样筒(2)向上运动对取样筒(2)进行复位,通过旋转螺纹杆(36)带动螺纹杆(36)向远离收集框(30)的一侧运动,从而便于拿出收集框(30),以便于对其内部收集的土壤进行检测。