一种高速公路工程检测用土基取样装置的制作方法

1.本发明涉及取样装置领域，具体涉及一种高速公路工程检测用土基取样装置。


背景技术：

2.在高速公路建设初期，需要对高速公路沿途路线进行地质检测，通过技术手段对高速公路沿途路线进行不同层次的土质进行检测，确保高速公路所在路线的地质层稳定，且具有一定承载能力，进而判定建造高速公路的施工方式。
3.常规的在对不同深度的土质进行检测时通常使用地质取样器，传统的地质取样器在使用过程中通常使用打孔工具对地面进行打孔处理，然后通过木质或者铁质的取样器对孔洞内的泥土进行取样，则在每个孔洞中仅能采取对应深度的土质样本，然而在对不同深度的土质进行检测时，需要进行通过打孔工具钻不同深度的孔洞，并且地下土质层的情况不明，若遇到坚硬石块时，取样器则无法成功取到土质样本，进一步地，在通过常规的取样器进行取样的过程中，孔洞侧壁的土质碎屑易与取样的土质样本混合，导致检测结果的精确度降低。


技术实现要素：

4.本发明提供一种高速公路工程检测用土基取样装置，以解决现有的土基取样器无法同时对不同层次的土质进行精准取样的问题。
5.本发明的一种高速公路工程检测用土基取样装置采用如下技术方案：一种高速公路工程检测用土基取样装置，包括壳体、取样组件和驱动组件；壳体内部具有安装腔；取样组件包括多组取样块和多组第一取样板，多组取样块沿壳体的轴线均匀设置，每组取样块沿壳体径向方向水平设置，每组取样块具有开口向外的取样腔，且每组取样块周侧壁滑动贯穿壳体侧壁；每组第一取样板铰接于一组取样块内侧壁，且第一取样板转动时能够对取样腔的开口进行封堵或打开；驱动组件包括多组推动单元，每组推动单元均包括推动杆，推动杆与取样块同轴设置，且推动杆滑动贯穿取样块的内端面，推动杆的外端与第一取样板通过第一铰接杆连接，在推动杆与取样块相对滑动时，第一取样板对取样腔的开口进行封堵或打开；推动杆上设置有限位组件，限位组件能够阻碍推动杆与取样块相对滑动。
6.进一步地，驱动组件还包括主动轴和多组传动单元，主动轴同轴转动设置于安装腔内，每组传动单元均包括传动环和传动杆，传动环同轴转动套设于主动轴外侧，传动环上固定设置有固定杆，固定杆沿传动环的径向方向延伸；传动杆的一端铰接于推动杆的内端，传动杆的另一端铰接于固定杆的外端；主动轴上设置有调节组件，调节组件用于在主动轴转动时自上而下依次带动传动环转动。
7.进一步地，调节组件设置有多组，每组调节组件均包括调节套、限位杆和挤压块；调节套螺接于主动轴外侧；限位杆的一端沿主动轴的轴线滑动连接于调节套，限位杆的另一端固定连接于壳体内侧壁；挤压块同轴滑动套设于主动轴外侧壁，且挤压块设置于调节
套的下方，挤压块与调节套之设置有第一弹性件，挤压块与传动环之间的距离自上而下逐渐增加，在挤压块与传动环抵接时，挤压块转动能够带动传动环转动。
8.进一步地，传动杆与推动杆均能够伸缩设置，传动杆包括第一段和第二段，传动杆的第一段滑动插装于第二段，传动杆的第一段侧壁设置有开口向外的第一槽，第一槽内滑动设置有第一挡块，第一挡块对传动杆的缩短具有阻碍力；推动杆包括第三段和第四段，推动杆的第三段滑动插装于第四段，推动杆的第三段侧壁设置有开口向外的第二槽，第二槽内滑动设置有第二挡块，第二挡块对推动杆的缩短具有阻碍力。
9.进一步地，限位组件包括两个限位块，两个限位块分别固定设置于推动杆的第三段端部和第四段端部，且每个限位块的大小均大于推动杆的第四段直径。
10.进一步地，第一取样板上固定设置有拨土块，在对取样腔的开口进行打开的过程中，拨土块能够对孔洞内表层的泥土进行清理。
11.进一步地，壳体内部固定设置有驱动电机，驱动电机的输出轴固定连接主动轴。
12.进一步地，壳体下端固定设置有破碎刀。
13.本发明的有益效果是：本发明的一种高速公路工程检测用土基取样装置，包括壳体、取样组件和驱动组件，将壳体放置于由打孔工具打好的孔洞内，在壳体达到指定深度时，启动多组推动单元的推动杆滑动，多组推动杆均能够沿壳体的径向方向滑动，推动杆外端通过第一铰接杆推动第一取样板转动，第一取样板将取样腔的开口打开，随着推动杆的继续推动，限位组件对推动杆与取样块的相对滑动进行限制，使得取样块与推动杆同步向外滑动，进一步将取样块推动插入泥土中，在对推动杆进行拉动时，推动杆与取样块的相对滑动使得第一取样板对取样腔的开口进行封堵，随着继续对推动杆的拉动，限位组件再次对推动杆与取样块的相对滑动进行阻碍，使得取样块从泥土中抽出，通过多组取样块在壳体轴线上的均匀分布，能够取出不能深度的土质样本，进一步在对泥土取样的过程中，第一取样板对取样腔的封堵减少其余土屑对土质样本的污染，进而提高土质样本的精准度。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明实施例的一种高速公路工程检测用土基取样装置的结构示意图；图2为本发明实施例的一种高速公路工程检测用土基取样装置的剖视图；图3为本发明实施例的一种高速公路工程检测用土基取样装置中将壳体剖视后的结构示意图；图4为本发明实施例的一种高速公路工程检测用土基取样装置中主动轴的结构示意图；图5为本发明实施例的一种高速公路工程检测用土基取样装置中壳体、主动轴、部分取样块和推动单元等结构的结构示意图；图6为图5中a处的局部放大图；图7为图5所示结构中进行泥土取样时的状态图；
图8为图7中b处的局部放大图。
16.图中：110、壳体；111、安装腔；120、破碎刀；210、取样块；211、取样腔；220、第一取样板；230、拨土块；310、主动轴；320、驱动电机；330、推动杆；340、第一铰接杆；350、限位块；410、传动环；420、传动杆；430、固定杆；440、调节套；450、限位杆；460、挤压块；470、第一弹簧；510、第二取样板；610、辅助块；611、辅助腔。
具体实施方式
17.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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。
19.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
20.本发明的一种高速公路工程检测用土基取样装置的实施例，如图1至图8所示，包括壳体110、取样组件和驱动组件。
21.壳体110呈圆柱状，壳体110竖直设置，壳体110内部中空，壳体110中空的内部为安装腔111，壳体110下端同轴固定设置有破碎刀120，破碎刀120的直径大于壳体110的直径，且破碎刀120的外周侧壁均匀设置有多个导泥槽，壳体110上端同轴固定连接有驱动杆，驱动杆外端固定连接有电动机，电动机启动时能够带动驱动杆转动，驱动杆转动能够带动壳体110绕自身轴线转动，在壳体110转动时，破碎刀120能够对泥土进行钻探，随着壳体110的向下移动，泥土能够沿破碎刀120侧壁的导泥槽向上流动。壳体110的外侧壁套设有抽泥机械，抽泥机械包括导泥套和输送绞龙，导泥套的截面直径与破碎刀120的直径相同，导泥套同轴间隔套设置于壳体110的外侧，导泥套下端与破碎刀120转动连接，泥土能够经过导泥槽进入导泥套与壳体110之间，输送绞龙设置于导泥套与壳体110之间，输送绞龙能够将进入导泥套与壳体110之间的泥土进行清理，进而使得抽泥机械能够对壳体110下端的松动泥土进行抽取，在壳体110达到指定深度时，将抽泥机械的导泥套和输送绞龙同时从壳体110外侧取出。
22.取样组件包括多组取样块210和多组第一取样板220，多组取样块210沿壳体110的轴线均匀分布，且每组取样块210均为矩形块状结构。每组取样块210均沿壳体110径向方向
水平设置，且每组取样块210具有开口向外的取样腔211，多组取样块210处于同一条竖直线上，每组取样块210周侧壁均滑动贯穿壳体110侧壁。每组第一取样板220的一端铰接于一组取样块210内侧壁，每组第一取样板220在转动时能够对一组取样腔211的开口进行封堵或打开。
23.驱动组件包括多组推动单元、主动轴310和多组传动单元。主动轴310同轴设置于安装腔111内，且主动轴310能够绕自身轴线转动，安装腔111内设置有驱动电机320，驱动电机320固定设置于壳体110内侧壁，驱动电机320的动力输出轴与主动轴310固定连接，驱动电机320启动时能够带动主动轴310绕自身轴线转动。每组推动单元均包括推动杆330，每组推动单元的推动杆330与一组取样块210同轴设置，且推动杆330滑动贯穿取样块210的内端面。每组推动单元的推动杆330均包括第三段和第四段，第四段内部中空，第三段能够滑动地插接于第四段内部，使得推动杆330的长度能够发生变化。第三段侧壁设置有开口向外的第二槽，第二槽设置于第三段的端部侧壁，第二槽内滑动设置有第二挡块，第二挡块为圆柱形结构，第二挡块的内端与第二槽的端部固定设置有第二弹簧，第二弹簧处于原长时，第二挡块的外端处于第二槽的外侧，且第二挡块的外端为球面，在第二弹簧处于原长时，第二挡块能够对第三段向第四段内部的滑动进行阻碍，进一步，在第二弹簧处于原长时，第二挡块能够对推动杆330的缩短进行阻碍，即推动杆330的长度处于最长状态，在促使第三段向第四段内部滑动的力增加至第一预设值时，第三段能够克服第二挡块的阻碍，第四段能够对第二挡块上端进行挤压，使第二挡块完全进入第二槽内，进而使第三段能够向第四段内部滑动。推动杆330的第三段端部与第一取样板220之间设置有第一铰接杆340，在推动杆330与取样块210产生相对滑动时，使第一取样板220发生转动。具体地，第一铰接杆340的一端与推动杆330的第三段端部铰接，第一铰接杆340的另一端与第一取样板220的内侧壁中部铰接。每组推动杆330上均设置有限位组件，限位组件能够阻碍推动杆330与取样块210产生相对滑动，具体地，限位组件包括两个限位块350，其中一个限位块350固定设置于推动杆330的第三段端部，另一个限位块350固定设置于推动杆330的第四段端部，在对第一取样板220打开取样腔211的开口时，设置在第四段上的限位块350抵接至取样块210的外侧壁，随着对推动杆330的继续推动，推动杆330与取样块210同步向外滑动；在第一取样板220封堵取样腔211的开口时，设置在第三段上的限位块350抵接至取样块210的内侧壁，随着对推动杆330的继续拉动，推动杆330与取样块210同步向内滑动。
24.每组传动单元均包括传动环410和传动杆420，多组传动单元的传动环410沿主动轴310的轴线均匀分布，且每组传动单元与一组取样块210一一对应设置，每组传动单元的传动环410与一组取样块210处于同一水平高度。传动环410同轴转动套设于主动轴310的外侧，传动环410上固定设置有固定杆430，固定杆430沿传动环410的径向方向向外延伸。传动杆420的一端铰接于固定杆430的外端，传动杆420的另一端铰接于推动杆330的第四段的端部。主动轴310上设置有调节组件，调节组件用于在主动轴310转动时自上而下依次带动多组传动单元的传动环410转动。具体地，调节组件设置有多组，每组调节组件与一组传动单元一一对应设置。每组调节组件均包括调节套440、限位杆450和挤压块460。调节套440螺接于主动轴310外侧，且每组调节组件的调节套440均处于一组传动环410的上方。限位杆450的一端沿主动轴310的轴线滑动连接于调节套440，限位杆450的另一端固定连接于壳体110内侧壁。挤压块460同轴滑动套设于主动轴310外侧壁，每组挤压块460设置于一组调节套
440的下方，且每组挤压块460设置于传动环410的上方。挤压块460与调节套440之设置有第一弹性件，第一弹性件为第一弹簧470，第一弹簧470套设于挤压块460的外侧，且第一弹簧470下端抵接于挤压块460，第一弹簧470的上端抵接于调节套440的下端，挤压块460与传动环410之间的距离自上而下逐渐增加，在挤压块460沿主动轴310向下移动时，挤压块460能够逐渐向传动环410靠近，在挤压块460与传动环410抵接时，主动轴310的转动带动挤压块460转动，挤压块460带动传动环410转动。
25.在本实施例中，传动杆420能够伸缩设置，传动杆420包括第一段和第二段，第二段内部中空，第一段能够滑动地插装于第二段内部，使得传动杆420的长度能够发生变化。第一段侧壁设置有开口向外的第一槽，第一槽设置于第一段的外端侧壁，第一槽内滑动设置有第一挡块，第一挡块为圆柱形结构，第一挡块的内端与第一槽的端部固定设置有第三弹簧，第三弹簧处于原长时，第一挡块的外端处于第一槽的外侧，且第一挡块的外端为球面，在第三弹簧处于原长时，第一挡块能够对第一段向第二段内部的滑动进行阻碍，进一步，在第三弹簧处于原长时，第一挡块能够对传动杆420的缩短进行阻碍，即传动杆420的长度处于最长状态，在促使第一段向第二段内部滑动的力增加至第二预设值时，第一段能够克服第一挡块的阻碍，第二段能够对第一挡块的上端进行挤压，使得第一挡块完全进入第一槽内，进而使第一段能够向第二段内部滑动。
26.在本实施例中，第一取样板220上固定设置有拨土块230，拨土块230设置于第一取样板220远离铰接取样块210内侧壁的一端，拨土块230的其中一个竖向边缘能够与取样块210内侧壁相切，第一取样板220能够对取样腔211的开口进行密封，且在第一取样板220打开取样腔211开口的过程中，拨土块230能够对孔洞内表层的土屑进行清理。
27.结合上述实施例，本发明的工作过程如下：工作时，将壳体110垂直设置于地面上，同时启动驱动杆转动，驱动杆带动壳体110转动，设置在壳体110下方的破碎刀120转动，破碎刀120逐渐将壳体110下方的泥土进行松动，通过使用抽泥机械将壳体110下端松动的泥土清理干净。
28.在壳体110达到指定深度时，停止驱动杆转动，同时将抽泥机械从壳体110外取出。此时启动驱动电机320，驱动电机320带动主动轴310转动，套设于主动轴310外侧的调节套440与主动轴310螺接，且限位杆450的一端固定连接于壳体110内侧壁，限位杆450的另一端滑动连接于调节套440，则在主动轴310转动时，调节套440沿主动轴310轴线上下滑动。由于挤压块460与传动环410之间的距离自上至下逐渐增加，则在初始状态时，调节套440沿主轴向下滑动的过程中，处于最上方的调节套440通过第一弹簧470推动挤压块460最先抵接传动环410上端面，则在主动轴310转动的带动下，挤压块460与主动轴310同步转动，且挤压块460带动传动环410同步转动，传动环410上固定设置的固定杆430发生偏转。此时推动杆330与传动杆420均处于最长状态，且推动杆330在取样块210的限定下仅能沿壳体110的径向滑动，则在固定杆430发生偏转时，推动杆330逐渐向外滑动，推动杆330的第三段外端与第一取样板220之间通过第一铰接杆340连接，此时推动杆330与取样块210产生相对滑动，推动杆330逐渐通过第一铰接杆340推动第一取样板220将取样腔211的开口打开，则在第一取样板220将取样腔211打开口打开的过程中，设置在第一取样板220上的拨土块230逐渐清理孔洞侧壁的土屑。随着推动杆330在取样块210上的相对滑动，推动杆330的第四段内端上固定设置的限位块350抵接取样块210的内端面，随着传动环410的继续转动，固定杆430通过传
动杆420继续驱动推动杆330向外滑动，在限位块350的作用下，取样块210与推动杆330同步向外滑动，此时取样块210逐渐插入泥土内部，则在取样块210向外滑动至极限位置时，传动环410的继续转动通过传动杆420则拉动推动杆330向内滑动，则推动杆330的第四段内端的限位块350脱离抵接取样块210内端面，在推动杆330向内滑动的过程中，推动杆330通过第一铰接杆340带动第一取样板220逐渐将取样腔211的开口封堵，推动杆330的第三段外端上固定设置的限位块350逐渐抵接取样块210的内侧壁，随着推动杆330继续向内移动，推动杆330带动取样块210同步向内滑动，使得取样块210逐渐从泥土中抽出，此时取样腔211的开口处于封堵状态，减少了孔洞内土屑对样本的污染。随着取样块210向内至极限位置时，传动环410不能够在进行转动，则传动环410与挤压块460产生相对转动。在最上方的取样块210完成对土屑样本的取样后，相邻下方的挤压块460抵接传动环410，则相邻下方的取样块210开始对相应的土质层进行取样。
29.在任意一个取样块210侧壁抵接石材时，第一取样板220不能向外发生偏转，则推动杆330不能沿壳体110的径向方向向外滑动，随着传动环410的转动，逐渐对传动杆420和推动杆330进行挤压，则传动杆420克服第一挡块的阻碍进行缩短，推动杆330克服第二挡块的阻碍进行缩短，减少石材对取样块210的磨损。
30.在壳体110最下方的取样块210完成对土质样本的取样后，停止驱动电机320的转动，主动轴310停止转动，此时所有取样块210完全进入壳体110内部。其次，操作工人将壳体110从孔洞内抽出。在壳体110移动至实验设备时，再次启动驱动电机320，自上至下依次打开取样腔211，将土质样本取出进行精确检测。
31.在其他实施例中，取样腔211的开口处设置有第二取样板510，第一取样板220与第二取样板510大小均为取样腔211开口的一半，第一取样板220与第二取样板510分别铰接于取样腔211开口相对的两侧壁，且第二取样板510与第三段端部之间设置有第二铰接杆，第二铰接杆的一端铰接于第二取样板510内侧壁中部，第二铰接杆的另一端铰接于第三段端部，且第二铰接杆与第一铰接杆340转动连接，在推动杆330与取样块210相对滑动时，第一取样板220与第二取样板510之间相互远离或者相互靠近将取样腔211打开或封堵。第二取样板510上设置有与第一取样板220相同的拨土块230，且第一取样板220与第二取样板510上的拨土块230均设置有间隔槽，第一取样板220上拨土块230的间隔槽与第二取样板510上拨土块230的间隔槽交错设置，使得第一取样板220和第二取样板510上的拨土块230能够相互啮合，进而确保第一取样板220和第二取样板510对取样腔211的密封性。
32.在其他实施例中，取样组件还包括多组辅助块610，多组辅助块610沿壳体110的轴线均匀设置，每组辅助块610均沿壳体110的径向方向滑动设置，每组辅助块610与一组取样块210同轴设置，且辅助块610能够沿壳体110的径向方向滑动。每组辅助块610具有开口向外的辅助腔611，辅助腔611的开口处铰接有辅助板，在传动环410转动时，辅助板能够转动将辅助腔611的开口封堵或打开。每组推动单元包括两组推动杆330，其中一组推动杆330连接于取样块210，另一组推动杆330贯穿辅助块610内端面通过第三铰接杆连接辅助板。每组传动单元的传动杆420设置有两个，且固定杆430设置有两个，两个固定杆430同轴固定设置于传动环410两侧，则每个传动杆420铰接于一个固定杆430与一组推动杆330之间，在传动环410转动时，处于同一轴线上的取样块210和辅助块610同步运动，若取样块210或辅助块610的任意一个外侧具有石块阻碍时，则对应连接推动杆330与传动杆420缩短，减少对取样
块210或辅助块610的磨损。
33.在其他实施例中，传动环410上端固定设置有第一环齿，且挤压块460的下端固定设置有第二环齿，在挤压块460向下滑动时，挤压块460上的第二环齿能够啮合传动环410上的第一环齿，在取样块210沿壳体110内侧壁滑动至极限位置时，传动环410停止转动，则挤压块460在转动的同时上下运动。
34.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。