一种取土环刀辅助切割装置及其取土切割方法制造方法及图纸

本申请公开了一种取土环刀辅助切割装置及其取土切割方法，包括环刀和环刀刀柄，还包括移动机架，其底部设有中心通槽；升降平台，其可升降安装在移动机架上，通过升降驱动机构驱动；切断机构，其用于切断环刀内土壤底端与土体的连接，环刀刀柄和切断固定安装在升降平台底端，通过采用上述技术方案，在日常使用中，通过切断机构的设置，切断环刀内的土壤底端与土体的连接处，使环刀内的土壤样品得以完整的取出，通过升降平台和升降驱动机构的配合，使环刀在土体中的移动轨迹保持垂直，减少土体对环刀侧壁造成的压迫力，提高环刀的使用寿命，防止环刀内的土壤样本被压实。止环刀内的土壤样本被压实。止环刀内的土壤样本被压实。

【技术实现步骤摘要】
一种取土环刀辅助切割装置及其取土切割方法


[0001]本专利技术涉及一种取土环刀辅助切割装置及其取土切割方法。

技术介绍

[0002]环刀是用于土工试验的一种试验仪器，主要用来采集土样，用于测定土的密度试验、土的含水率试验、土体固结试验和土的直接剪切试验等。环刀是一种两端开口的圆柱型钢筒，其中一端是一圈比较锋利的刀刃口。在传统试验中，通常是先清理出一块土体表面，将环刀刀刃向下放在土体表面上，在环刀顶部安装环刀刀柄，然后用手工或锤子对环刀刀柄施力，将环刀压入土体中。使用时应刃向下，在切取土样时避免歪斜，使其垂直均匀受力下切，但现在的环刀存在以下问题：
[0003]1、之前的操作方法无法切断位于环刀刀刃内土壤块与土体的连接，在取土过程中难以平整的取出土壤样本；
[0004]2、通过人工或锤子对环刀刀柄施力无法保证环刀在切入土体表面时保持垂直受力，倾斜的环刀会将进入其内部的土壤样本压实，影响对取出土壤的测定结果，并且倾斜受力的环刀侧壁受土体压迫力增加，容易发生变形，导致环刀的使用寿命缩短。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0006]本申请提供了种取土环刀辅助切割装置，包括环刀和环刀刀柄，还包括：
[0007]移动机架，其底部设有中心通槽；
[0008]升降平台，其可升降安装在移动机架上，通过升降驱动机构驱动；
[0009]切断机构，其用于切断环刀内土壤底端与土体的连接；
[0010]其中，环刀刀柄和切断环刀固定安装在升降平台底端。
[0011]移动机架包括：
[0012]移动台；
[0013]若干万向轮，分别安装在移动台底面各边角处；
[0014]设备箱，其固定安装在移动台顶部，内侧壁与移动机架侧壁滑动接触。
[0015]切断机构包括：
[0016]插板，其顶端与移动台底面固定连接，底端尖锐；
[0017]刀槽，其水平凹陷设置在插板朝向环刀的侧壁底部；
[0018]刀具，其一端通过转轴一可转动安装在刀槽中；
[0019]摆动驱动机构，用于驱使刀具围绕转轴一摆动，使刀具的自由端出入刀槽；
[0020]遮挡机构，用于在插板底端插入土体的过程遮挡刀槽的敞开侧。
[0021]摆动驱动机构包括：
[0022]横移滑槽，其设置在刀槽底面内侧；
[0023]横移滑块，其可滑动安装在横移滑槽中；
[0024]连接摆臂，其两端分别与横移滑块端部与刀具远离自由端的侧壁铰接；
[0025]横移驱动机构，其用于驱使横移滑块横移。
[0026]横移驱动机构包括：
[0027]齿条，其一体成形设置在横移滑块远离连接摆臂端；
[0028]齿轮，其转动安装在刀槽中，与齿条传动连接；
[0029]传动腔，其设置在插板顶部；
[0030]传动孔，其连通传动腔和刀槽；
[0031]传动轴，其可转动安装在传动孔中，底端与齿轮固定连接；
[0032]步进电机，其安装在插板外侧壁上，输出端通过锥形齿轮组与传动轴传动连接。
[0033]遮挡机构包括：
[0034]凹陷槽，其设置在插板朝向环刀的侧壁上；
[0035]一对遮挡板，相互重叠，中部通过转轴二可转动安装在凹陷槽中；
[0036]一对倾斜联动通槽，分别设置在各遮挡板顶端，相互对称，呈“八”字形；
[0037]联动推移机构，包括与各倾斜联动通槽传动连接的联动轴，用于与各倾斜联动通槽传动连接，驱使一对遮挡板围绕转轴二摆动；
[0038]其中，凹陷槽底端和一对遮挡板的底端均呈弧形，且该弧形与转轴二同心。
[0039]联动推移机构包括：
[0040]联动凹槽，其设置在凹陷槽中，垂直延伸；
[0041]联动滑块，其竖直滑动安装在联动凹槽中；
[0042]联动三角块，其第一角与凹陷槽铰接；
[0043]连杆一，其两端分别与联动三角块的第二角和联动滑块端部铰接；
[0044]转盘，其转动安装在凹陷槽中，通过蜗轮蜗杆传动装置驱动旋转；
[0045]连杆二，其两端分别与转盘表面偏心处和联动三角块的第三角铰接；
[0046]其中，联动轴固定安装在联动滑块上。
[0047]联动凹槽底端倾斜，其底端面远离转轴二的一端距离遮挡板的垂直距离大小另一端与遮挡板的垂直距离。
[0048]升降驱动机构包括：
[0049]若干液压升降单元，分别安装在升降平台的各边角；
[0050]液压升降单元包括：
[0051]液压缸，其顶端固定安装在设备箱内腔顶面；
[0052]活塞，其可活动安装在液压缸内腔中；
[0053]支杆，其一端与活塞固定连接，另一端活动穿插过液压缸底端后与升降平台顶面固定连接；
[0054]两位四通阀，其设有a口、b口、c口和d口；
[0055]油箱，其通过输油管道与两位四通阀的c口连通；
[0056]油泵；其输出端与两位四通阀的d口连通，输入端与油箱连通；
[0057]位置传感器，其用于检测活塞在液压缸内腔中位置；
[0058]控制器，其与位置传感器和油泵电性连接；
[0059]单向阀，其安装在d口与油泵输出端之间；
[0060]其中，两位四通阀的a口和b口分别与液压缸内腔下端和上端连通；
[0061]两位四通阀处于第一工作位置时，a口与c口连通、b口与d口连通；
[0062]两位四通阀处于第二工作位置时，a口与d口连通、b口与d口连通。
[0063]本专利技术同时公开了一种取土切割方法，包括以下步骤：
[0064]S1、工作准备：推动移动台至采样地点，使各两位四通阀处于第一工作位置，联动轴与各倾斜联动通槽顶端接触，一对遮挡板遮挡刀槽，环刀安装在环刀底部；
[0065]S2、环刀入土：启动各油泵，液压油进入液压缸内腔上部，液压缸内腔下部的液压油返回油箱，各活塞、各支杆和升降平台下降，各位置传感器将各活塞的位置信息通过电信号反馈至控制器，控制器根据各活塞位置调整油泵输出功率，使各活塞处于同一水平面，直至环刀和插板插入土体，土壤与环刀刀柄接触，关闭各油泵；
[0066]S3、切割准备：启动蜗轮蜗杆传动装置，转盘顺时针旋转，连杆二、联动三角块、连杆一、联动滑块、联动轴和倾斜联动通槽同时动作，一对遮挡板围绕转轴二反向摆动，露出刀槽，蜗轮蜗杆传动装置停止运行；
[0067]S4、切断土壤：步进电机顺时针运行，锥形齿轮组、传动轴、齿轮、齿条、横移滑块和连接摆臂同时动作，使刀具围绕转轴一转动，自由端离开刀槽，刀具划过环刀底部后，步进电机停止运行；
[0068]S5、刀具403复位：步进电机逆时针运行，锥形齿轮组、传动轴、齿轮、齿条、横移滑块和连接摆臂同时动作，使刀具围绕转轴一转动，自由端离返回刀槽内，步进电机停止运行；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种取土环刀辅助切割装置，包括环刀(101)和环刀刀柄(102)，其特征在于，还包括：移动机架(2)，其底部设有中心通槽(104)；升降平台(103)，其可升降安装在所述移动机架(2)上，通过升降驱动机构驱动；切断机构(4)，其用于切断环刀(101)内土壤底端与土体的连接；其中，所述环刀刀柄(102)和切断环刀(101)固定安装在所述升降平台(103)底端。2.根据权利要求1所述的一种取土环刀辅助切割装置，其特征在于，所述移动机架(2)包括：移动台(201)；若干万向轮(202)，分别安装在所述移动台(201)底面各边角处；设备箱(203)，其固定安装在所述移动台(201)顶部，内侧壁与移动机架(2)侧壁滑动接触。3.根据权利要求2所述的一种取土环刀辅助切割装置，其特征在于，所述切断机构(4)包括：插板(401)，其顶端与所述移动台(201)底面固定连接，底端尖锐；刀槽(402)，其设置在所述插板(401)的侧壁底部；刀具(403)，其通过转轴一(404)可转动安装在所述刀槽(402)中；摆动驱动机构(5)，用于驱使所述刀具(403)围绕转轴一(404)摆动，使刀具(403)的自由端出入刀槽(402)；遮挡机构(6)，用于在所述插板(401)底端插入土体的过程遮挡刀槽(402)的敞开侧。4.根据权利要求3所述的一种取土环刀辅助切割装置，其特征在于，所述摆动驱动机构(5)包括：横移滑槽(501)，其设置在所述刀槽(402)底面内侧；横移滑块(502)，其可滑动安装在所述横移滑槽(501)中；连接摆臂(503)，其两端分别与横移滑块(502)端部与刀具(403)远离自由端的侧壁铰接；横移驱动机构(7)，其用于驱使所述横移滑块(502)横移。5.根据权利要求4所述的一种取土环刀辅助切割装置，其特征在于，所述横移驱动机构(7)包括：齿条(701)，其设置在所述横移滑块(502)远离连接摆臂(503)端；齿轮(702)，其设置在所述刀槽(402)中，与齿条(701)传动连接；传动腔(703)，其设置在所述插板(401)顶部；传动孔(704)，其连通所述传动腔(703)和刀槽(402)；传动轴(705)，其可转动安装在所述传动孔(704)中，底端与齿轮(702)固定连接；步进电机(706)，其安装在所述插板(401)外侧壁上，输出端通过锥形齿轮组(707)与传动轴(705)传动连接。6.根据权利要求4所述的一种取土环刀辅助切割装置，其特征在于，所述遮挡机构(6)包括：凹陷槽(601)，其设置在所述插板(401)朝向环刀(101)的侧壁上；
一对遮挡板(602)，相互重叠，中部通过转轴二(605)可转动安装在所述凹陷槽(601)中；一对倾斜联动通槽(603)，分别设置在各所述遮挡板(602)顶端，相互对称，呈“八”字形；联动推移机构(8)，包括与各所述倾斜联动通槽(603)传动连接的联动轴(807)，用于与各所述倾斜联动通槽(603)传动连接，驱使一对所述遮挡板(602)围绕转轴二(605)摆动；其中，所述凹陷槽(601)底端和一对遮挡板(602)的底端均呈弧形，且该弧形与转轴二(605)同心。7.根据权利要求6所述的一种取土环刀辅助切割装置，其特征在于，所述联动推移机构(8)包括：联动凹槽(801)，其设置在所述凹陷槽(601)中，垂直延伸；联动滑块(802)，其竖直滑动安装在所述联动凹槽(801)中；联动三角块(803)，其第一角与凹陷槽(601)铰接；连杆一(804)，其两端分别与所述联动三角块(803)的第二角和联动滑块(802)端部铰接；转盘(805)，其转动安装在所述凹陷槽(601)中，通过蜗轮蜗杆传动装置(9)驱动旋转；连杆二(806)，其两端分别与所述转盘(805)表面偏心处和联动三角块(803)的第三角铰接；其中，所述联动轴(807)固定安装在所述联动滑块(802)上。8.根据权利要求7所述的一种取土环刀辅助切割装置，其特征在于：所述联动凹槽(801)底端倾斜，其底端面远离转轴二(605)的一端距离遮挡板(602)的垂直距离大小另一端与遮挡板(602)的垂直距离。9.根据权利要求6所述的一种取土环刀辅助切割装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王山，陈先勇，张开伟，汤勇，韩友春，徐海亮，郝忠，
申请(专利权)人：江苏禹衡工程质量检测有限公司，
类型：发明
国别省市：