一种公路工程用土壤取样装置及取样方法与流程

1.本发明涉及公路工程技术领域，尤其涉及一种公路工程用土壤取样装置及取样方法。


背景技术：

2.公路工程，是指公路构造物的勘察、测量、设计、施工、养护以及管理等工作。公路工程构造物包括路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、排水系统、安全防护设施、绿化和交通监控设施、以及施工、养护和监控使用的房屋、车间和其他服务性设施。在公路工程中，土壤取样是一项重要的工作，在对土壤进行取样的过程中，经常需要使用到土壤取样器。
3.现有常用的取样装置如cn210863216u、cn212159137u中一般需要借助工具敲打钻杆才能使取样筒进入深层的土层，但对钻杆的材质要求很高，采样管的取出难度随着采样深度的加大而增加，采样费时费力，且取土完成后需要借助人力或外部工具来将取样筒中的土壤敲下，操作繁琐，使用不便，且降低了取土的工作效率，因此我们提出了一种公路工程用土壤取样装置及取样方法用于解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术的缺点，而提出的一种公路工程用土壤取样装置及取样方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种公路工程用土壤取样装置，包括固定板，所述固定板的底部两侧均固定安装有支撑板，两个所述支撑板的底部均固定安装有两个万向轮，所述固定板的顶部转动安装有套杆和两个螺纹杆，所述套杆的顶端和两个螺纹杆的顶端分别固定安装有第一皮带轮和第二皮带轮，所述第一皮带轮与两个第二皮带轮上传动连接有同一个皮带，所述固定板的顶部固定安装有电机和控制面板，所述电机的输出轴与第一皮带轮固定连接，所述控制面板内设有控制模块，所述控制模块与电机电性连接，两个所述螺纹杆的底端均延伸至固定板的下方，且两个所述螺纹杆的外侧螺纹安装有同一个连接板，所述连接板滑动连接在两个支撑板相互靠近的一侧，所述连接板的内侧转动安装有取样筒，所述取样筒的顶部固定安装有竖杆的底端，所述竖杆滑动连接在套杆内部开设的滑槽内，所述连接板的底部两侧均转动安装有齿轮，其中一侧所述齿轮上方设有接近传感器，所述接近传感器与控制模块连接，所述固定板的底部两侧均固定安装有齿条，两个所述齿条分别与相对应的齿轮活动啮合，两个所述齿轮的前侧均固定焊接有圆轴，所述连接板的底部两侧均固定安装有竖板，两个所述竖板的内侧滑动安装有多个滑杆，多个所述滑杆的一端均固定安装有敲击球，多个所述滑杆的另一端固定安装有同一个挡板，多个所述滑杆的外侧均活动套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与挡板和竖板固定连接，多个所述滑杆中位于上方的两个滑杆的顶部均固定安装有挡杆，两个所述圆轴分别与相对应的挡杆的一侧活动接触。
7.优选的，两个所述支撑板相互靠近的一侧均固定安装有底板，两个所述螺纹杆的
底端分别转动安装在相对应的底板上，便于转动安装两个螺纹杆。
8.优选的，所述连接板的顶部开设有两个螺纹孔，所述连接板通过两个螺纹孔螺纹安装在两个螺纹杆的外侧，便于将连接板与两个螺纹杆螺纹连接。
9.优选的，所述滑槽的两侧内壁上均开设有卡槽，所述竖杆的两侧均固定安装有卡块，两个所述卡块分别滑动连接在相对应的卡槽内，使得套杆转动时可以带动竖杆转动。
10.优选的，所述连接板的顶部开设有安装孔，所述安装孔内固定安装有轴承的外圈，所述取样筒与轴承的内圈固定套接，便于转动安装取样筒。
11.优选的，所述连接板的底部固定安装有两个卡板，两个所述卡板的前侧均转动安装有转动杆的一端，两个所述转动杆的另一端分别与相对应的齿轮固定连接，便于转动安装齿轮。
12.优选的，所述接近传感器安装在位于齿轮上方的卡板上与齿条相靠近的一侧，可使齿轮上升至靠近齿条的位置时随即关闭电机。
13.优选的，所述连接板的顶部开设有两个齿条孔，所述齿条孔设置为上宽下窄的喇叭状，两个所述齿条分别位于相对应的齿条孔的内侧，便于齿条插入对应的齿条孔内。
14.本发明还提供了一种公路工程用土壤的取样方法，包括以下步骤：
15.s1：可以通过四个万向轮将该装置移动到合适的位置，通过控制面板启动电机，通过第一皮带轮、两个第二皮带轮与皮带的传动连接，即可带动套杆与两个螺纹杆转动，通过连接板与两个螺纹杆的螺纹连接，即可带动连接板向下移动，并且通过卡槽与卡块的共同配合，即可带动取样筒旋转的同时向下移动进行取样；
16.s2：取样成功后，通过控制面板驱动电机反转，带动取样筒向上移动，当两个齿轮与相对应的齿条靠近时，接近传感器将所采集的信号传递至控制模块，控制模块根据信号控制电机关闭，然后通过四个万向轮将该装置移动至合适的位置或是将样品盛放器具直接放置在取样筒正下方；
17.s3：通过控制面板再次启动电机，使得齿条与两个齿轮接触并啮合传动，即可带动两个齿轮转动，通过圆轴与挡杆的活动连接，即可带动两个挡杆相互远离移动，当圆轴与挡杆分离时，即可通过弹簧的弹性形变使得多个敲击球往复敲击取样筒，将取样筒内的土壤敲下。
18.与现有技术相比，本发明中提供了一种公路工程用土壤取样装置及取样方法，具备以下有益效果：
19.(1)通过设置的螺纹杆与连接板的螺纹连接和竖杆与滑槽的滑动连接的共同配合，启动电机即可通过皮带传动带动套杆和两个螺纹杆同步转动，从而实现取样筒旋转并向下移动进行取样；
20.(2)通过设置的接近传感器和控制模块，可以自主判断齿轮上升的位置是否足够接近齿条，并在齿轮靠近齿条时自动关闭电机，操作简捷智能；
21.(3)通过设置的齿轮、圆轴、挡杆、弹簧和敲击球之间的紧密配合，使得圆轴在弹簧的辅助下带动档杆做左右往复运动，从而使得敲击球往复多次敲击取样筒，而且弹簧的弹性形变能给予敲击球很大的冲击力，从而便于将取样筒中的土壤敲下，解决了需要人工敲击取样筒劳动强度大且费时费力的问题。
22.本发明结构设计合理，自动化程度较高，操作简捷智能，便于进行取样操作，解决
了需要人工敲击取样筒劳动强度大且费时费力的问题。
附图说明
23.图1为本发明提出的一种公路工程用土壤取样装置的主视结构示意图；
24.图2为本发明提出的一种公路工程用土壤取样装置的主视的剖视结构示意图；
25.图3为本发明提出的一种公路工程用土壤取样装置的第一皮带轮、两个第二皮带轮与皮带的俯视结构示意图；
26.图4为本发明提出的一种公路工程用土壤取样装置的a部分的结构示意图；
27.图5为本发明提出的一种公路工程用土壤取样装置的b部分的结构示意图。
28.图中：1、固定板；2、支撑板；3、万向轮；4、套杆；5、螺纹杆；6、第一皮带轮；7、第二皮带轮；8、皮带；9、电机；10、连接板；11、取样筒；12、竖杆；13、滑槽；14、卡槽；15、卡块；16、齿轮；17、齿条；18、齿条孔；19、圆轴；20、竖板；21、滑杆；22、敲击球；23、挡板；24、弹簧；25、挡杆；26、控制面板；27、接近传感器。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.参照图1
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5，一种公路工程用土壤取样装置，包括固定板1，固定板1的底部两侧均固定安装有支撑板2，两个支撑板2的底部均固定安装有两个万向轮3，固定板1的顶部转动安装有套杆4和两个螺纹杆5，套杆4的顶端和两个螺纹杆5的顶端分别固定安装有第一皮带轮6和第二皮带轮7，第一皮带轮6与两个第二皮带轮7上传动连接有同一个皮带8，固定板1的顶部固定安装有电机9和控制面板26，电机9的输出轴与第一皮带轮6固定连接，控制面板26内设有控制模块，控制模块与电机9电性连接，两个螺纹杆5的底端均延伸至固定板1的下方，且两个螺纹杆5的外侧螺纹安装有同一个连接板10，连接板10滑动连接在两个支撑板2相互靠近的一侧，连接板10的内侧转动安装有取样筒11，取样筒11的顶部固定安装有竖杆12的底端，竖杆12滑动连接在套杆4内部开设的滑槽13内，连接板10的底部两侧均转动安装有齿轮16，齿轮16上方设有接近传感器27，接近传感器27与控制模块连接，固定板1的底部两侧均固定安装有齿条17，两个齿条17分别与相对应的齿轮16活动啮合，两个齿轮16的前侧均固定焊接有圆轴19，连接板10的底部两侧均固定安装有竖板20，两个竖板20的内侧滑动安装有多个滑杆21，多个滑杆21的一端均固定安装有敲击球22，多个滑杆21的另一端固定安装有同一个挡板23，多个滑杆21的外侧均活动套设有弹簧24，弹簧24的两端分别与挡板23和竖板20固定连接，多个滑杆21中位于上方的两个滑杆21的顶部均固定安装有挡杆25，两个圆轴19分别与相对应的挡杆25的一侧活动接触；通过螺纹杆5、连接板10、竖杆12和滑槽13的配合，可以使取样筒11在旋转的同时向下移动进行取样，在取样完成后通过齿轮16和齿条17之间的相对运动，使圆轴19在弹簧24的辅助下带动档杆25做左右往复运动，使
得敲击球22往复多次敲击取样筒11，从而将取样筒11中的土壤敲下。
32.两个支撑板2相互靠近的一侧均固定安装有底板，两个螺纹杆5的底端分别转动安装在相对应的底板上，便于转动安装两个螺纹杆5，连接板10的顶部开设有两个螺纹孔，连接板10通过两个螺纹孔螺纹安装在两个螺纹杆5的外侧，便于将连接板10与两个螺纹杆5螺纹连接，滑槽13的两侧内壁上均开设有卡槽14，竖杆12的两侧均固定安装有卡块15，两个卡块15分别滑动连接在相对应的卡槽14内，使得套杆4转动时可以带动竖杆12转动，连接板10的顶部开设有安装孔，安装孔内固定安装有轴承的外圈，取样筒11与轴承的内圈固定套接，便于转动安装取样筒11，连接板10的底部固定安装有两个卡板，两个卡板的前侧均转动安装有转动杆的一端，两个转动杆的另一端分别与相对应的齿轮16固定连接，便于转动安装齿轮16，连接板10的顶部开设有两个齿条孔18，齿条孔18设置为上宽下窄的喇叭状，两个齿条17分别位于相对应的齿条孔18的内侧，便于齿条插入对应的齿条孔内，接近传感器27安装在位于齿轮16上方的卡板上与齿条17相靠近的一侧，可使齿轮16上升至靠近齿条17的位置时随即关闭电机9。
33.本实施例还提供了一种公路工程用土壤的取样方法，包括以下步骤：
34.s1：可以通过四个万向轮3将该装置移动到合适的位置，通过控制面板26启动电机9，通过第一皮带轮6、两个第二皮带轮7与皮带8的传动连接，即可带动套杆4与两个螺纹杆5转动，通过连接板10与两个螺纹杆5的螺纹连接，即可带动连接板10向下移动，并且通过卡槽14与卡块15的共同配合，即可带动取样筒11旋转的同时向下移动进行取样；
35.s2：取样成功后，通过控制面板26驱动电机9反转，带动取样筒11向上移动，当两个齿轮16与相对应的齿条17靠近时，接近传感器27将所采集的信号传递至控制模块，控制模块根据信号控制电机9关闭，然后通过四个万向轮3将该装置移动至合适的位置或是将样品盛放器具直接放置在取样筒11正下方；
36.s3：通过控制面板26再次启动电机9，使得齿条17与两个齿轮16接触并啮合传动，即可带动两个齿轮16转动，通过圆轴19与挡杆25的活动连接，即可带动两个挡杆25相互远离移动，当圆轴19与挡杆25分离时，即可通过弹簧24的弹性形变使得多个敲击球22往复敲击取样筒11，将取样筒11内的土壤敲下。
37.本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。