一种旋入式柱形原状土样取土器的制作方法

1.本实用新型涉及取土器领域，尤其涉及一种旋入式柱形原状土样取土器。


背景技术：

2.原状土现场取样需要保证原状土原有的形态与结构，并且不能产生扰动。一般的取土钻容易使土样紧密、变形，结构破坏；传统现场原状土取样是用锤子敲打成土框的方法取样，取出的土样还需要拆模，这样会使土样产生很大的扰动，操作复杂，工作效率低，难以保证柱形原状土样的外形完整，并且现有的取土器向土壤内进入的难度也较大，需要耗费较大人力，也由于耗费人力较大而容易导致人员操作失误损坏土样，不利于土壤实验的顺利进行。


技术实现要素：

3.为解决现有的取土器使用不便、容易损坏土样的问题，本实用新型提供了一种旋入式柱形原状土样取土器。
4.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种旋入式柱形原状土样取土器，包括用于向土壤中旋入的外筒体和用于收集柱形原状土样的内筒体；所述内筒体插设在外筒体的内腔中，所述内筒体的外径与所述外筒体的内径匹配相紧邻，所述内筒体和外筒体的底端均呈开口设置；
5.所述外筒体底端的边沿上沿周向间隔安装有多个切土刀；所述外筒体的顶端连接有中空的外筒连杆，所述外筒连杆的顶端连接有外筒手柄；
6.所述内筒体的顶端连接有内筒连杆，所述内筒连杆穿设在外筒连杆中并向上延伸至贯穿外筒手柄顶端，所述内筒连杆顶端连接有内筒手柄；
7.在所述内筒体的内腔中设有一与内筒体的轴线垂直的定型圆片，所述定型圆片的外径与内筒体的内径相匹配，所述定型圆片的上表面固定连接有圆片连杆，所述圆片连杆垂直向上延伸；所述圆片连杆的顶端设有移动块，在所述内筒连杆的杆体内设有供移动块上下滑动的移动通道，所述移动块滑动设置在所述移动通道内；
8.所述内筒体为由多块相同的弧状瓣片沿周向依次拼接构成的分瓣组合式结构，每个所述弧状瓣片均由一扇形顶面和一通过扇形顶面的弧形边相互垂直连接的瓦片形侧面组成；所述扇形顶面的中心角处与所述内筒连杆铰接；
9.作为对上述方案的进一步优化，所述的切土刀为一段沿外筒体周向设置的弧状刀体；所述切土刀纵切面的刀体宽度从上到下逐渐减小；所述切土刀的底部开设有多个锯齿；在所述切土刀沿周向的两端对称设置有两个旋切角齿，所述旋切角齿与所述切土刀的刀体一体设置并向远离相邻的刀体侧面的方向延伸。旋切角齿的设置以便于在切土刀随外筒体旋转并向下运动时提供切力从而切入土壤。
10.作为对上述方案的进一步优化，多个切土刀沿外筒体周向均匀间隔分布。
11.作为对上述方案的进一步优化，多个所述锯齿在切土刀底部斜置且相互平行。
12.作为对上述方案的进一步优化，在内筒连杆贯穿外筒手柄处设有橡胶圈，以增加内筒连杆和外筒手柄连接处的摩擦力，使内筒连杆能够稳定在上拉或下压至的某位置处。
13.根据上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
14.1、本实用新型中在外筒体的底端设置有多个切土刀，切土刀的弧状刀体沿周向的两端对称设置有两个旋切曲面，旋切曲面的延伸方向能够保证在切土刀随外筒体旋转并向下运动时，不论外筒体的旋转方向为顺时针还是逆时针，旋切曲面都能够顺利切入土壤，并且在切入土壤的过程中会受到土壤产生的下伸力作用，切土刀的底端还开设有锯齿，利于对紧实土样或土壤块状异物进行切削，从而方便了外筒体旋入土壤，降低了取土过程的难度和耗费的人力。
15.2、本实用新型的内筒体能够沿外筒体的轴向移动，并且内筒体为由多块弧状瓣片沿周向依次连接构成的分瓣组合式结构，在内筒体移动至外筒体外侧后，多块弧状瓣片能够很容易的相互分离（可手动掰开弧状瓣片），柱形原状土样也就能很便捷的从内筒体中取出，改变了传统现场原状土取样用锤子敲打成土框的取样方法，也简化了取出土样的拆模过程，避免了原有的拆模和取土过程中对土样产生敲打等扰动的问题，可以保证柱形原状土样的外形完整，避免土样损坏，使用也更为便捷。
16.3、内筒体采用多块相同的弧状瓣片拼接而成，每个弧状瓣片沿周向的两侧边沿之间的夹角均相等，使多块弧状瓣片之间相互连接的接缝处沿内筒体的周向均匀间隔分布；如果多块弧状瓣片的多块弧状瓣片沿内筒体不是均匀分布，例如在内筒体一侧的180度范围内分布有四条接缝，而在内筒体另一侧的180度范围内仅有一条接缝，那么在土壤向内筒体中旋入时，内筒体一侧180度范围内的单独一条接缝必然比另一侧180度范围内的四条接缝会受到更大的挤压，所以本实用新型中的结构能够使多块弧状瓣片之间的接缝处所受的土壤挤压力均相等，也就使土样内部所受的力更为均匀，能够更为有效的保证土样原有的形态与结构。
17.4、本实用新型中在内筒体的内腔中设有定型圆片，并通过圆片连杆配合保证定型圆片会沿内筒体的轴向运动，在土壤向内筒体中旋入时，定型圆片会被土壤推动向内筒体顶端移动，可以保证土壤与定型圆片的下表面贴合，就能通过定型圆片限制柱形原状土样的顶端为与内筒体的轴线垂直的平面，保证柱形原状土样的外形为所需的柱形，并且使本实用新型的取土器能够进行不同长度的柱形原状土样的取土，使用简便、适用范围广，利于土壤实验的顺利进行。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图；
19.图2是所述外筒体的结构示意图，图中对切土刀采用简化画法；
20.图3为所述切土刀的结构示意图。
21.图4是所述切土刀纵切面的结构示意图；
22.图5是所述内筒体的透视结构示意图；
23.图6是所述内筒体的分瓣式结构示意图；
24.图中标记：1、外筒体，2、内筒体，201、弧状瓣片，2011、扇形顶面，2012、瓦片形侧面，3、切土刀，301、旋切角齿，302、锯齿，4、外筒连杆，5、外筒手柄，6、内筒连杆，7、内筒手
柄，8、定型圆片，9、圆片连杆，901、移动块，902、移动通道，10、橡胶圈。
具体实施方式
25.参见附图，具体实施方式如下：
26.如图1
‑
6所示，一种旋入式柱形原状土样取土器，包括用于向土壤中旋入的外筒体1和用于收集柱形原状土样的内筒体2，外筒体1的底端呈开口设置，外筒体1底端的边沿上沿周向间隔安装有多个相同的切土刀3，多个切土刀3沿外筒体1周向均匀间隔分布；所述外筒体1的筒壁具有一定的厚度，在工件加工时所述外筒体1和切土刀3一体成型，可在所述外筒体1的底部直接切削形成切土刀3；所述外筒体1的顶端连接有外筒连杆4，外筒连杆4的轴线与外筒体1的轴线重合，外筒连杆4的顶端连接有外筒手柄5。
27.内筒体2插设在外筒体1的内腔中，内筒体2的底端也呈开口设置，内筒体2的外径与外筒体1的内径相匹配，使内筒体2能够沿外筒体1的轴向移动，并避免土壤进入内筒体2和外筒体1之间；内筒体2的顶端连接有内筒连杆6，内筒连杆6的轴线与外筒连杆4的轴线重合，内筒连杆6穿设在外筒连杆4中并向上延伸至贯穿外筒手柄5，所述内筒连杆6的顶端连接有内筒手柄7，所述内筒手柄7拉至最上端时距离外筒连杆5具有一定的间距，该间距能够保证内筒连杆7至少在下压至最低点时能将内筒体2轴向移动至外筒体1的最底端，同时在内筒连杆6与外筒手柄5连接处设有橡胶圈10，所述橡胶圈10能够增加内筒连杆6移动时的摩擦力，避免其自行随意滑动。
28.所述内筒体2为由多块相同的弧状瓣片201沿周向依次拼接构成的分瓣组合式结构，从而使多块弧状瓣片201能够在内筒体2移动至外筒体1外侧后相互分离，以便于柱形原状土样从内筒体2中取出；弧状瓣片201沿周向的两侧边沿均与内筒体2的轴线平行设置，且多块弧状瓣片201沿周向的两侧边沿之间的夹角均相等，使多块弧状瓣片201之间相互连接的接缝处沿内筒体2的周向均匀间隔分布，从而使多块弧状瓣片201之间的接缝处在土壤向内筒体2中旋入时所受的土壤挤压力均相等。
29.所述内筒体2的内腔中设有一定型圆片8，所述定型圆片8的外径与内筒体2的内径相匹配（所述定型圆片8只在内筒体2的内腔内上下移动，不能脱离内筒体2），定型圆片8的上下两侧面与内筒体2的轴线垂直，定型圆片8的上表面连接有圆片连杆9，所述定型圆片8与圆片连杆9通过螺钉或螺纹连接；圆片连杆9向上延伸并穿设在内筒连杆6中，所述圆片连杆9的顶端设有移动块901，所述内筒连杆6的杆体内设有供移动块901上下移动的移动通道902，所述移动块901能够在移动通道902内上下移动，所述移动通道902的长度需保证定型圆片8能够移动至内筒体2的顶端；移动块901和移动通道902的设置使圆片连杆9能够沿内筒连杆6的轴向移动，以便于定型圆片8在土壤向内筒体2中旋入时被土壤推动向内筒体2顶端移动，并使土壤与定型圆片8的下表面贴合，以限制柱形原状土样的顶端为与内筒体2的轴线垂直的平面。
30.如图2和3所示，所述切土刀3为一段沿外筒体1周向设置的弧状刀体，所述切土刀3纵切面的刀体宽度从上到下逐渐减小，这样所述切土刀3的底面宽度小于顶面宽度，相当于一定厚度的齿牙，能够在压力作用下提供下切力，由于外筒体1和切土刀3一体成型加工而成，切削时顺着外筒体的内壁顺式继续向下切削形成切土刀3的内壁面，所述切土刀3的刀体宽度自上而下逐渐减少是从切土刀3的外壁加工切削形成；所述切土刀3的底部开设有多
个锯齿302，多个所述锯齿302相互平行，同时为了使所述取土器方便碎土和切土，可将所述锯齿302斜置，以便所述锯齿302的端部首先与土块接触，提高切土效果；同时，如图4所示，所述锯齿302的底端具有一定的厚度，方便碎土，避免因多次或长期作用于坚硬土块容易造成的齿刃的磨损或损坏。所述切土刀沿周向的两端对称设置有两个旋切角齿301，所述旋切角齿301与所述切土刀的刀体一体设置并向远离相邻的刀体侧面的方向延伸。所述旋切角齿301是在切土刀3加工时直接在切土刀3的两端外打削成的尖角，从所述旋切角齿301的正外侧看，所述旋切角齿301具有一个旋切曲面，所述旋切曲面包括四个角，分别为上内角、上外角、下内角和下外角，所述上内角为所述旋切曲面上部靠近外筒体1内腔的角，所述上外角为所述旋切曲面上部远离外筒体1内腔的角，所述下内角为所述旋切曲面下部靠近外筒体1内腔的角，所述下外角为所述旋切曲面下部远离外筒体1内腔的角；所述上内角、上外角和下外角均与对应相邻的切土刀3侧面一体连接，所述下内角向远离所述切土刀3刀体的方向外翻。旋切角齿301的设置以便于在切土刀3随外筒体1旋转并向下运动时提供切力从而切入土壤。
31.本实用新型在工作时，先通过手持外筒手柄5和上拉内筒手柄7，使内筒体2移动至完全位于外筒体1的内腔中，并且使定型圆片8位于内筒体2内部靠近底端的一侧（所述定型圆片8受重力作用会自行下滑至内筒体2底端），然后通过外筒手柄5将外筒体1底端压在土壤上并进行旋转，使多个切土刀3旋入土壤中，旋切角齿面301使切土刀3在旋入时会受到下伸力，从而能够降低人员需要消耗的下压力，锯齿302配合能够有效的对土壤进行切割分离，土壤就会进入内筒体2的内腔中，并且推动定型圆片8向内筒体2的顶端运动，与此同时土壤也会由于定型圆片8的阻挡，而与定型圆片8的下表面贴合，使内筒体2中的土壤的顶端形成与定型圆片8的下表面平行，即与内筒体2的轴线垂直的平面，使进入内筒体2中的土壤形成柱形原状土样。取土完成后，将外筒体1和内筒体2一起从土壤中取出，然后手握外筒手柄5，下压内筒手柄7，两者配合将内筒体2周向移动至外筒体1的外侧，由于内筒体2是分瓣式结构，且弧状瓣片的瓣体仅由弧状顶面中心角处的铰接点固定，当内筒体2被推出外筒体1外后，弧状瓣片由于不再受外筒体1的挤压作用而会自由散开，包裹的土样会自动落下，如若不能，也可手动将弧状瓣片掰开，就能够获得所需的柱形原状土样，并且能保证柱形原状土样不会受到扰动和损坏。