[實用新型]一種便于三維掃描的土體結構無損采樣裝置

有效

• 申請號: 201721142473.0
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN207114230U
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 蔡太義;張佳寶;黃會娟;張叢志;白玉紅;馬守臣;張合兵;王銳;李明秋;李瑋;郭成士;陳林;周桂香
• 申請（專利權）人: 河南理工大學;中國科學院南京土壤研究所
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 鄭州浩德知識產權代理事務所(普通合伙)41130
• 代理人: 王國旭

技術領域

本實用新型涉及一種便于三維掃描的土體結構無損采樣裝置及采樣方法，屬土體采樣設備技術領域。

背景技術

當前在進行土體三維結構研究的領域中，往往需要根據研究作業的需要在野外進行土體樣本采集作業，然后對采集的土體樣本進行三維掃描研究，當前在進行土體樣本采集作業時，由于缺乏專業有效的樣本采集設備，因此往往需要采樣人員通過人工將采樣設備深入到土體中進行樣本采集作業，雖然可以一定程度滿足使用的需要，但同時一方面存在采樣作業工作效率低下，勞動強度大，采樣設備采樣和取出作業難度大，且采樣時采樣設備運行驅動力穩定性差，易導致采樣設備內的土體樣本結構造成破壞，從而嚴重影響了采樣作業的土體樣本質量，并嚴重影響了土體樣本后期掃描作業的精度，另一方面還存在著所使用的采樣設備往往均為金屬設備，導致后期對土體樣本檢測時，采樣設備會對三維掃描設備造成嚴重的干擾，因此需要將土體樣本從采樣設備中取出后方可進行土體樣本三維掃描檢測作業，但在金屬采樣設備拆除過程中，也極易對土體樣本結構造成破壞，影響檢測作業的精度，同時也不利于土體樣本的保存和重復使用的需要，針對這一問題，當前雖然也開發出了利用鉆探設備進行土體采樣作業的設備，這些設備雖然可有效提高土體采樣作業效率并降低采樣作業的勞動強度，但在鉆探取樣過程中，往往會對土體樣本結構造成嚴重破壞，從而導致土體樣本無法有效滿足研究作業的需要，因此針對這一問題，迫切需要開發一種全新的土體樣本采樣設備，以滿足實際使用的需要。

實用新型內容

本實用新型目的就在于克服上述不足，提供一種便于三維掃描的土體結構無損采樣裝置及采樣方法。

為實現上述目的，本實用新型是通過以下技術方案來實現：

一種便于三維掃描的土體結構無損采樣裝置，包括定位機架、升降驅動機構、導向桿、定位卡盤、抱緊機構、彈性護套管及硬質高分子聚合物采樣筒，其中定位機架為框架結構，導向桿末端通過升降驅動機構與定位機架相互連接并與水平垂直分布，導向桿前端與定位卡盤前端面相互連接并同軸分布，定位卡盤下端面設橫截面為“冂”字型的定位槽，定位槽與定位卡盤同軸分布，定位槽槽底設透氣孔，抱緊機構嵌于定位槽內并均布在定位槽側壁上，彈性護套管及硬質高分子聚合物采樣筒均為圓管結構，且彈性護套管包覆在硬質高分子聚合物采樣筒外并同軸分布，彈性護套管和硬質高分子聚合物采樣筒上端面嵌于定位卡盤內，并分別通過抱緊機構與定位卡盤相互連接，透氣孔與硬質高分子聚合物采樣筒上端面相互連通，彈性護套管前端設破土刃，硬質高分子聚合物采樣筒下端面處設切削刃，破土刃和切削刃橫截面均為倒置的直角梯形結構，其中切削刃寬度為硬質高分子聚合物采樣筒下端面側壁厚度的1/3—1/5，切削刃側表面位于硬質高分子聚合物采樣筒外表面上，并與硬質高分子聚合物采樣筒軸線呈15°—60°夾角，所述的破土刃橫截面為閉合環狀結構，其前端面與切削刃末端相抵，破土刃側表面與硬質高分子聚合物采樣筒軸線呈15°—60°夾角，所述的破土刃末端面設連接槽，并通過連接槽包覆彈性護套管前端外表面，且所述的破土刃末端直徑比彈性護套管前端面直徑至少大5毫米。

進一步的，所述的升降驅動機構為液壓缸升降驅動機構、氣壓缸升降驅動機構、直線電機、絲杠升降驅動機構及渦輪蝸桿升降驅動機構中的任意一種。

進一步的，所述的導向桿包括導向套、驅動軸、推盤，所述的導向套為空心管狀結構，所述的驅動軸嵌于導向套內并與導向套滑動連接，所述的導向套、驅動軸相互同軸分布，其前端均分別與升降驅動機構相互連接，所述的推盤為圓盤狀結構，位于導向套外與驅動軸末端相互連接，所述的推盤嵌于硬質高分子聚合物采樣筒內并與硬質高分子聚合物采樣筒內表面滑動連接，所述的推盤分別與驅動軸和硬質高分子聚合物采樣筒同軸分布，所述的驅動軸對應的定位卡盤位置處設導向孔，并通過導向孔與定位卡盤滑動連接，

進一步的，所述的抱緊機構為卡轂、夾轂、定位銷、螺紋、卡緊扣中的任意一種。

進一步的，所述的硬質高分子聚合物采樣筒長度為20—110厘米，其內表面為光滑表面。

進一步的，所述的彈性護套內表面均布若干球狀突起，并通過球狀突起與硬質高分子聚合物采樣筒外表面相互滑動連接，所述的硬質高分子聚合物采樣筒與球狀突起接觸面面積為硬質高分子聚合物采樣筒外表面面積的1/10—1/4，且所述的彈性護套內表面與硬質高分子聚合物采樣筒外表面間設寬度為1—3毫米隔離間隙。