一种柱状底泥样品垂直分样设备的制作方法

本实用新型涉及水体沉积环境研究技术领域，具体而言，涉及一种柱状底泥样品垂直分样设备。

背景技术：

地表土壤经过水流冲刷、农田灌溉、工业污水和生活污水排放以及大气的风化搬运作用，为江河湖海等水体带来了大量泥沙沉积和污染物沉积，因此，研究水体底泥对环境科学研究和评估具有重大意义。

在对底泥进行具体的分析研究之前，需要从底泥样品中截取出具体深度处的样品段，比如需要从30cm长的底泥样品中截取出某一具体深度处的2cm长的样品段。但是对于现有的底泥取样设备，实验时需要多人配合才能同时完成深度量取和底泥切割，费时费力，不方便使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种全新的柱状底泥样品垂直分样设备，所述垂直分样设备可以独立完成底泥样品深度量取和底泥样品切割，实验时仅需一人即可操作，使用方便。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：一种柱状底泥样品垂直分样设备，包括切割装置、竖向支柱、竖向移动模组、水平移动模组和样品固定装置；

所述竖向支柱搭载于所述水平移动模组上，所述竖向移动模组设置于所述竖向支柱上，所述切割装置搭载于所述竖向移动模组上，所述样品固定装置设置于所述水平移动模组的一端。

本技术方案中，通过上下移动所述水平滑移模组可以调整切割装置的高度，通过控制水平滑移模组的移动距离，以将切割装置定位至柱状底泥样品的目标深度位置；之后水平滑移模组载动切割装置向样品固定装置处移动，以水平切割固定在样品固定装置上的柱状底泥样品。

优选的，所述竖向支柱为圆柱体，所述竖向支柱上设置有螺纹和刻度；所述竖向移动模组包括螺母，所述螺母套接在所述竖向支柱的螺纹上。使用时通过根据刻度而正反向旋动所述螺母，以上下移动螺母上方的切割装置。选用螺纹螺母调节的优点在于其结构简单，成本较低，为无源器件，不消耗能源。

优选的，所述竖向移动模组包括直线导轨、电动滑块、控制器和控制面板，所述控制面板和电动滑块均与所述控制器连接；所述切割装置搭载于所述电动滑块上。所述控制面板用于接受使用者输入的深度信息或移动距离信息并将其送入所述控制器，所述控制器用于根据所述深度信息或移动距离信息控制所述电动滑块移动相应距离。上述结构可实现切割装置的自动调节定位，使用方便，定位快速且准确，自动化程度高。

优选的，所述切割装置为线切割装置，所述线切割装置的电极丝用于水平切割所述柱状底泥样品。相比于其他切割工具和结构，线切割的切缝细，切割尺寸精度高，表面粗糙度好，因此对底泥原样的扰动小，能较好保持底泥原样的原状特性。

优选的，所述样品固定装置为竖向设置的圆柱形筒。所述结构简单实用，成本较低。

优选的，所述样品固定装置包括至少一个第一卡盘，当所述样品固定装置包括多个第一卡盘时，所述多个第一卡盘竖向排列设置，多个第一卡盘之间通过连接部连接形成整体结构。所述结构的优点在于可适用于不同直径大小的柱状底泥样品固定，适应性强，并且固定更牢固。

进一步地，所述柱状底泥样品垂直分样设备还包括操作平台，所述水平移动模组和样品固定装置设置于所述操作平台上。通过设置所述操作平台，将整个柱状底泥样品垂直分样设备集成为一个整体，整台设备购入后可省略安装步骤而直接调试使用，样品固定装置与其他部件之间的相对高度固定且唯一，利于减小柱状底泥样品深度确定误差。

进一步地，所述柱状底泥样品垂直分样设备还包括样品夹持装置，用于在切割柱状底泥样品期间夹持柱状底泥样品上端。通过设置所述夹持装置以夹持柱状底泥样品上端，防止样品段截取后掉落，破坏其原状特性。并且切割期间柱状底泥样品两端均被固定，可以减小柱状底泥样品在被切割期间的的共振幅度或受迫振动幅度。

优选的，所述样品夹持装置包括竖向伸缩模组和设置于所述竖向伸缩模组下端的第二卡盘。通过设置所述竖向伸缩模组，使样品夹持装置可适用于对多种高度的柱状底泥样品进行夹持，适应性强。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：通过上下移动所述水平滑移模组可以调整切割装置的高度，通过控制水平滑移模组的移动距离，以将切割装置定位至柱状底泥样品的目标深度位置；之后水平滑移模组载动切割装置向样品固定装置处移动，以水平切割固定在样品固定装置上的柱状底泥样品。本实用新型提供的柱状底泥样品垂直分样设备可独立完成底泥样品深度量取和底泥样品切割，实验时仅需一人即可操作，使用方便，深度量取定位准确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关附图。

图1所示为实施例中提供的柱状底泥样品垂直分样设备的结构示意图。

图2所示为实施例中提供的一种竖向移动模组的结构示意图。

图3所示为实施例中提供的又一种竖向移动模组的结构示意图。

图4所述为实施例中提供的切割装置的切割示意图。

图5(a)所示为实施例中提供的一种样品固定装置的结构示意图。

图5(b)所示为实施例中提供的又一种样品固定装置的结构示意图。

图6所示为实施例中提供的又一种柱状底泥样品垂直分样设备的结构示意图。

图7所示为实施例中提供的再一种柱状底泥样品垂直分样设备的结构示意图。

图7(a)所述为实施例中提供的样品夹持装置的局部剖视图。

图中标号说明：

10-切割装置；11-电极丝；20-竖向支柱；21-螺纹；22-刻度；30-竖向移动模组；31-直线导轨；32-电动滑块；33-控制器；34-控制面板；35-螺母；40-水平移动模组；50-样品固定装置；51-第一卡盘；52-连接部；60-操作平台；70-样品夹持装置；71-竖向伸缩模组；72-第二卡盘；81-外层金属圆筒；82-底泥。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

请参阅图1所示，本实用新型实施例提供了一种柱状底泥样品垂直分样设备，包括切割装置10、竖向支柱20、竖向移动模组30、水平移动模组40和样品固定装置50。其中，所述竖向支柱20搭载于所述水平移动模组40上，所述竖向移动模组30设置于所述竖向支柱20上，所述切割装置10搭载于所述竖向移动模组30上，所述样品固定装置50设置于所述水平移动模组40的一端。使用时，通过上下移动所述水平滑移模组可以调整切割装置10的高度，通过控制水平移动模组40的移动距离，以将切割装置10定位至柱状底泥样品的目标深度位置；之后水平移动模组40载动切割装置10向样品固定装置50处移动，以水平切割固定在样品固定装置50上的柱状底泥样品。

基于上述柱状底泥样品垂直分样设备，本实用新型实施例给出以下几种具体实施方式的举例，在互补抵触的前提下，各举例之间可相互组合，以形成新一种的柱状底泥样品垂直分样设备。应当理解的，对于由任意举例之间相互组合所形成的新的柱状底泥样品垂直分样设备，均应落入本实用新型的保护范围。

例如，请参阅图2所示，所述竖向支柱20为圆柱体，所述竖向支柱20上设置有螺纹21和刻度22；所述竖向移动模组30包括螺母35，所述螺母35套接在所述竖向支柱20的螺纹21上。使用时通过根据刻度22而正反向旋动所述螺母35，以上下移动螺母35上方的切割装置10，进而调节切割装置10的高度。比如所述切割装置10也套设在所述竖向支柱20上，且位于所述螺母35上方，当所述螺母35向上旋升时，将向上顶推所述切割装置10，当所述螺母35向下旋降时，所述切割装置10依靠自重而同步下降。

又例如，请参阅图3所示，所述竖向移动模组30包括直线导轨31、电动滑块32、控制器33和控制面板34，所述控制面板34和电动滑块32均与所述控制器33连接；所述切割装置10搭载于所述电动滑块32上。所述控制面板34用于接受使用者输入的深度信息或移动距离信息并将其送入所述控制器33，所述控制器33用于根据所述深度信息或移动距离信息控制所述电动滑块32移动相应距离。比如所述控制面板34上设置有数字键盘，用于供使用者输入深度信息或移动距离信息。比如柱状底泥样品顶端的深度为-1.5m，底端的深度为-1.8m，底泥分析实验的目标深度为-1.56～-1.58m，切割装置10距离工作台面的初始高度为40cm，控制面板34接收到使用者输入的上述样品顶端深度数据、底端深度数据和目标深度数据后，控制器33计算出样品顶端距离工作台面的高度为30cm，则控制器33控制电动滑块32下降16cm，切割装置10作第一次切割，之后再控制电动滑块32下降2cm，切割装置10作第二次切割，进而将样品段截取出。比如所述电动滑块32包括滑块本体和驱动装置，所述驱动装置为减速电机和滚珠丝杆，所述滚珠丝杆由步进电机和减速机带动旋转，所述滑块本体与所述滚珠丝杆的丝杆螺母连接，控制器33通过控制脉冲信号的脉冲数以控制步进电机的停止位置，进而控制切割装置10的高度，由于该结构为成熟的现有技术，因此本实用新型实施例不再对该结构进行进一步详细说明和附图。比如所述控制器33可选用单片机或PLC，如51单片机。

例如，请参阅图4所示，所述切割装置10可选用线切割装置，所述线切割装置的电极丝11用于水平切割所述柱状底泥样品。由于线切割装置为成熟的现有技术，因此本实用新型实施例不再对该结构进行进一步详细说明和附图。相比于其他切割工具和结构，线切割的切缝细，切割尺寸精度高，表面粗糙度好，因此对底泥原样的扰动小，能较好保持底泥原样的原状特性。使用时线切割装置的电极丝11对柱状底泥样品的外层金属圆筒81进行脉冲火花放电，腐蚀其表面，使其局部熔化和气化，从而将其切开。对于外层金属圆筒81内部的底泥82，与金属相比，虽然其具有一定绝缘性，但是高速走丝的电极丝11在切割完一侧外层金属圆筒81后，又迅速走丝至内层的底泥82处，电极丝11仍然保留高热特性，可以使底泥82气化从而被切开。对于切割过程中的切割示意图，请参阅图4所示。应当理解的，所述切割装置10还可以选用其他结构，如切割电机加切割刀片的结构。

例如，请参阅图5(a)所示，所述样品固定装置50为竖向设置的圆柱形筒。通过将柱状底泥样品插入所述圆柱形筒中，以固定柱状底泥样品。所述圆柱形筒与柱状底泥样品间隙配合。比如所述圆柱形筒由不锈钢材料制成。

又例如，请参阅图5(b)所示，所述样品固定装置50包括至少一个第一卡盘51，当所述样品固定装置50包括多个第一卡盘51时，所述多个第一卡盘51竖向排列设置，多个第一卡盘51之间通过连接部52连接形成整体结构。请参阅图6所示，图6中，所述样品固定装置50包括两个第一卡盘51，两个第一卡盘51的中央通孔的中心位于同一条铅垂线上。两个第一卡盘51之间通过连接部52上下连接形成整体，连接部52与第一卡盘51之间可通过焊接的方式实现固定。

例如，所述水平移动模组40可包括水平滑轨和滑块。所述滑块可以为无源滑块，使用时通过手动推动实现前后移动。或者所述滑块又可以选用电动滑块，所述电动滑块包括滑块本体和驱动装置，所述驱动装置为减速电机和滚珠丝杆，所述滚珠丝杆由减速电机带动旋转，所述滑块本体与所述滚珠丝杆的丝杆螺母连接，由于该结构为成熟的现有技术，因此本实用新型实施例不再对该结构进行进一步详细说明和附图。

例如，请参阅图6所示，所述柱状底泥样品垂直分样设备还可以包括操作平台60，所述水平移动模组40和样品固定装置50设置于所述操作平台60上。比如所述水平移动模组40的水平滑轨焊接在所述操作平台60表面，或者与所述操作平台60一体成型设置。比如所述样品固定装置50焊接在所述操作平台60表面，或者与所述操作平台60一体成型设置。通过设置所述操作平台60，则样品固定装置50与其他部件之间的相对高度固定且唯一，样品固定装置50不会因地基沉降而造成较大的底泥样品深度确定误差。

例如，请参阅图7所示，所述柱状底泥样品垂直分样设备还可以包括样品夹持装置70，用于在切割柱状底泥样品期间夹持柱状底泥样品上端。通过设置所述夹持装置以夹持柱状底泥样品上端，防止样品段截取后掉落，破坏其原状特性。并且切割期间柱状底泥样品两端均被固定，可以减小柱状底泥样品在被切割期间的的共振幅度或受迫振动幅度。比如，请参阅图7(a)所示，所述样品夹持装置70具体可以包括竖向伸缩模组71和设置于所述竖向伸缩模组71下端的第二卡盘72。比如所属于竖向伸缩模组71可选用电动推杆，所述第二卡盘72设置于所述电动推杆下端；或者选用竖向滑轨和电动滑块，所述第二卡盘72设置于所述电动滑块上；还或者选用液压缸，所述第二卡盘72设置于所述液压缸的活塞杆的底端(顶端)，图7(a)中所述伸缩模组71选用液压油缸。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员，在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应该涵盖在本实用新型的保护范围内。