[發明專利]一種適用于軟土采樣裝置及其采樣方法

在審

• 申請號: 202010692816.0
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111896297A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 季森森;郝俊柱
• 申請（專利權）人: 江蘇省鴻洋巖土勘察設計有限公司
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務所(普通合伙) 32360
• 代理人: 姜露露

1.一種適用于軟土采樣裝置，其特征在于，包括：

護筒，所述護筒至少為兩個，從上至下依次同軸固定套接；所述護筒的上下兩端均為敞口結構；

驅動機構，所述驅動機構與位于頂端的護筒為傳動連接，用以驅動所述護筒朝向軟土方向上下震動，使所述護筒慢慢進入所述軟土內；

采樣筒，所述采樣筒包括：至少兩個采集箱，用于固定連接相鄰的采集箱的連接軸；所述采集箱在連接軸的作用下構成了從上至下的串聯連接；

對軟土進行采樣時，護筒進入到軟土內后，所述采樣筒貫穿所述護筒內，使得每個護筒的內部均有且僅有一個采集箱；通過采集箱對所在深度的土壤進行推攬并分類采集，并收集在所述采集箱內。

2.根據權利要求1所述的一種適用于軟土采樣裝置，其特征在于，所述采集箱在所述連接軸的設置下，位于對應的護筒的中間位置。

3.根據權利要求1所述的一種適用于軟土采樣裝置，其特征在于，所述采集箱包括：箱體，開設在所述箱體一側的入料口，可轉動的安裝在所述入料口一側的轉動軸，一端與所述轉動軸固定連接的密封蓋，以及傳動連接于所述轉動軸的傳動組件；

所述密封蓋在傳動組件的傳動下實現對入料口的密封和敞口結構，當未采樣時密封蓋與入料口之間為密封連接；采樣時，密封蓋被驅動打開然后蓋合，在蓋合的過程中密封蓋起到推土入箱體的作用，推土完成后密封蓋再次將入料口密封，對箱體內的土起到收集的作用。

4.根據權利要求3所述的一種適用于軟土采樣裝置，其特征在于，所述護筒的筒壁上開設有若干個通孔。

5.根據權利要求1所述的一種適用于軟土采樣裝置，其特征在于，所述采集箱包括：箱體，開始在所述箱體一側的入料口，可轉動的安裝在所述入料口的中間位置處的轉動軸，固定在所述轉動軸上的繞轉件，以及傳動連接于所述轉動軸的傳動組件；

所述繞轉件在所述傳動組件的傳動下，圍繞所述轉動軸實現繞轉，在繞轉的過程中能夠將位于箱體外部的土推送到箱體內，當繞轉件的兩端與所述入料口為面接觸時，所述繞轉件將所述入料口密封。

6.根據權利要求3或5中任一項所述的一種適用于軟土采樣裝置，其特征在于，所述傳動組件包括：傳動連接于所述轉動軸的第一齒輪，固定在所述箱體內的驅動電機，以及傳動連接于所述驅動電機的輸出軸上的第二齒輪；所述第一齒輪與所述第二齒輪相互嚙合。

7.根據權利要求5所述的一種適用于軟土采樣裝置，其特征在于，所述繞轉件包括：連接部，以及固定在所述連接部的兩端處的彎折部；兩個所述彎折部的彎折方向為相反方向；

所述彎折部的一側面為向內凹陷的凹面，所述彎折部的另一側面為向外凸起的凸面，所述凹面和凸面分別與對應的連接部的兩側面構成弧度連接；所述連接件的轉動方向為凸面到凹面的方向。

8.根據權利要求2所述的一種適用于軟土采樣裝置，其特征在于，所述護筒上設置有兩組閥門組件，所述閥門組件分別位于所述采集箱的上方和下方，采集土壤之前，兩組閥門處于關閉狀態，此時的采集箱僅對兩閥門之間的土壤進行采集。

9.根據權利要求8所述的一種適用于軟土采樣裝置，其特征在于，所述閥門組件包括：沿所述護筒的徑向分布的若干個旋轉桿，同時與若干個旋轉桿的末端相鉸接且與所述護筒為同心圓的連接圈，固定在所述旋轉桿的首端并位于所述護筒外側壁上的旋轉臂，以及固定在所述旋轉桿的密封板；其中一個旋轉臂通過氣缸推動其轉動；

所述旋轉臂的兩端分別通過連桿鉸接于該旋轉臂兩側的旋轉臂的一端，即旋轉臂之間的連接為：間隔式的首端與首端鉸接、末端與末端相鉸接；在旋轉臂的作用下，當密封板所在的面與連接圈為同一平面時，所述密封板依次緊密接觸起到分隔的作用；當密封板所在的面與連接圈不在同一平面時，所述密封板相互之間不接觸，起到導通的作用。

10.使用權利要求1至5、7至9任意項所述的適用于軟土采樣裝置的采集方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟一、在采集土壤之前，將采樣筒貫穿在護筒內的連接圈并固定，控制每個護筒的中間位置都有與之相對應的采集箱；此時閥門組件中的密封板與連接圈所在的平面相互垂直，確保采樣筒可以跟隨護筒一起進入土中；采集箱處于密封狀態；

步驟二、通過驅動機構首先將護筒慢慢的嵌到軟土內，在進入軟土的過程中，被排擠出的軟土通過上下移動、或者通過護筒上的通孔橫向移動以騰出空間給采樣筒和護筒，設定護筒內部的土壤為內土壤，位于護筒外部的土壤為外土壤；

步驟三、當護筒和采樣筒到達所需要的深度后，開啟氣缸推動旋轉臂轉動，在連桿的相互配合下，位于所述護筒外周邊出的其他的旋轉臂跟隨著一起轉動，即與所述旋轉臂固定連接的旋轉桿轉動，使得密封板所在的面與連接圈為同一平面時，所述密封板依次緊密接觸起到分隔的作用，即將位于采集箱上下方的軟土通過密封板隔離，防止在后續步驟中采集土壤時發生擾動，避免不同深度的土壤混合在一起，影響數據；

步驟四、當采集箱中的入料口使用的是密封蓋時：在傳動組件的調控下，位于入料口一側的密封蓋被打開，當打開到最大角度后暫停再閉合；在密封蓋被打開的過程中，內土壤被推開，并經由護筒上的通孔被擠推到外土壤，而外土壤中的土受到擠壓后，其他部分的外土壤再經由通孔走向護筒內的密封蓋與箱體之間的空間內形成內土壤；在密封蓋閉合的過程中密封蓋將新形成的內土壤以攬入的形式攬進箱體中，當密封蓋與入料口為密封連接時，傳動組件停止工作，土壤收集并保存在箱體中；

步驟五、當采集箱中的入料口處使用的是繞轉件時：在傳動組件的調控下，位于入料口中間位置處的繞轉件開始繞轉，即繞轉件的兩端面與入料口發生脫離，故先進入到箱體內的繞轉件的一端給待攬入的土壤騰出空間，繞轉件的另一端將內土壤通過凹面攬入到箱體內，直至繞轉件繞轉一圈后再回到起到，密封入料口；

步驟六、土壤采集完畢后，氣缸的活塞桿收縮，旋轉臂反轉，閥門組件中的密封板被打開，從土中取出護筒和采集筒，此時采集筒可以作為存儲土壤的裝置使用，無需進行再次轉移。