环状取土器卡口制造技术

本实用新型专利技术公开了一种环状取土器卡口。环状取土器卡口包括卡刀支架(1)、卡刀(3)、传动装置和连接装置，环状取土器卡口整体结构呈中环状圆柱体状，其中卡刀支架(1)位于圆柱体下部；环形布置的多片卡刀(3)置于卡刀支架(1)之内，呈等角度分布，卡刀转轴(2)位于卡刀(3)末端，卡刀(3)与卡刀转轴(2)采用刚性连接，卡刀转轴(2)上端置于卡刀支架(1)的圆形孔洞之中；传动装置位于卡刀支架(1)之上；连接装置位于传动装置顶部，呈螺旋状接口(11)。本实用新型专利技术采用环向均匀受力的剪切机理，大大减少土体在剪切过程中受到的因侧壁摩擦扭矩造成的扰动，从而减小土样制备过程中钻杆对土样的扰动，并提高试样采取成功率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种环状取土器卡口，用于土工试验中采取土体试样。技术背景 室内土工试验是测定土体力学性质的一种常用试验方案，其试验土样采用经切割后满足尺寸要求的钻探或槽探所取得的土块；目前试验采用的土体试样制备流程用钻探机具钻至预定深度土层中，使用普通的取土器采取一个大的土体试样；对于土体，通常在钻掘中依靠钻具内壁的扭转力距将其与原土体旋转剪断；之后再将土体运回并采用钢丝锯和切土器等专用工具将其切削修整至所需要的规格。使用普通的取土器存在的问题由于其剪断原理为依靠内壁的摩擦力对钻具内土样施加一定的扭转力矩，土作为一种各向异性的弹塑性体，在这个过程中其剪断面上方及侧翼受到较大的扰动，易因此而形成贯通的软弱面，破坏土体原有结构，从而很大程度上影响试验数据。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种在原钻杆或特制的钻孔取土器尖端加装的环状取土器卡口，从而减小土样制备过程中钻杆对土样的扰动，并提高试样米取成功率。本技术是这样实现的一种环状取土器卡口，包括卡刀支架、卡刀、传动装置和连接装置，环状取土器卡口整体结构呈中环状圆柱体状，其中卡刀支架位于圆柱体下部；环形布置的多片卡刀置于卡刀支架之内，呈等角度分布；卡刀转轴位于卡刀末端，卡刀与卡刀转轴采用刚性连接，卡刀转轴上端置于卡刀支架的圆形孔洞之中，卡刀以卡刀转轴为轴心转动；传动装置位于卡刀支架之上，其包括环形传动片、电动机和环形直流电源，电动机驱动齿轮与卡刀支架环形传动片弧形锯齿开孔相吻合；连接装置是位于传动装置顶部的螺旋状接口，用于加装不同尺寸的转接环。所述卡刀支架为整体环状U型截面设计，卡刀支架分为上层、侧壁及下层；卡刀支架侧壁用于连接上下层支架并保护卡刀；卡刀支架上层自下而上开有一组对应于卡刀数量且用于固定卡刀转轴的圆形孔洞，以及一组用于卡刀连杆限位和移动的弧形孔洞；卡刀支架下层为实心环，可安装刀片用于土体钻进切削。所述卡刀采用弧形单刃刀片组平均分布于环状卡刀支架上，前一片弧形单刃刀片与后一片弧形单刃刀片在取土器卡口处于打开状态时呈鱼鳞状重叠，取土器卡口处于闭合状态时呈微倾斜部分重叠状态；卡刀仅在卡口环内侧开刃，卡刀弧度与卡刀支架圆环弧度相同，在取土器卡口处于打开状态时恰能完全隐藏于卡刀支架之中；卡刀悬臂固定端与卡刀上表面采用刚性连接，卡刀悬臂的前端连接卡刀悬臂固定端，末端连接卡刀连杆，卡刀悬臂的厚度为卡刀的一半，并镶入卡刀之中；卡刀悬臂用于带动卡刀的伸出与收回。所述环形传动片布置于卡刀支架上表面，开孔位置与卡刀连杆吻合，且环形传动片上有一弧形锯齿开孔与电动机驱动齿轮吻合用于接受电动机的驱动齿轮的驱动。所述环形直流电源是充电电池呈环状串联置于传动装置内部，充电电池串联可为电动机提闻动力。根据所用取土设备的规格不同，可在本技术传动装置顶部预留的螺旋状接口加装不同尺寸的转接环。本技术的有益效果是(I)采用环向均匀受力的剪切机理，大大减少土体在剪切过程中受到的因侧壁摩擦扭矩造成的扰动，对了解土体原位形态和土体力学性质提高了更加精准的数据。(2)采用环形卡口切割土体，通过多片卡刀收缩孔径，达到切削和取土的效果，对 于淤泥质土及砂土也能达到较好的土芯采取效果。(3)考虑到工程易用性和通用性，本装置在传动装置顶部留有螺旋状接口，方便加装不同的紧固连接结构，从而适应不同的工程需要。(4)本装置结构简单，制造及维护较为方便，将其用于工程实践之中所需要增加的费用及维护成本较低。(5)本装置使用方便，取土时卡刀闭合，取土之后进行取样时，仅需打开卡刀，即可取出土样，使用方便；用电机和可充电电池作为驱动力，环保节能。附图说明图I为本技术装置卡刀闭合状态示意图。图2为本技术装置卡刀打开状态示意图。图3为本技术装置传动结构示意图。图4为本技术装置总体结构剖面示意图。图中标记1_卡刀支架；2_卡刀转轴；3-卡刀；4_卡刀悬臂；5_卡刀连杆；6-卡刀悬臂固定端；7_环形传动片；8_弧形孔洞；9_电动机；10_环形直流电源；11_螺旋状接口。具体实施方式实施例一种环状取土器卡口，包括卡刀支架I、卡刀3、传动装置和连接装置，其整体结构布置呈中环状圆柱体状，其中卡刀支架I置于圆柱体下部；环形布置的多片卡刀3置于卡刀支架I之内，呈等角度分布，通过卡刀转轴2限定位置，并通过一连串的传动装置带动卡刀3，以达到卡刀3环状开、闭的目的；传动装置包含电动机9、环形直流电源10、环形传动片7，置于卡刀支架I之上，电动机9驱动齿轮与环形传动片7弧形锯齿开孔相吻合；连接装置为在传动装置顶部的螺旋状接口 11，用于加装不同尺寸的转接环。所述卡刀支架I为整体环状U型截面设计，其对环内部开有一近乎通透的方形水平凹槽，用于放置卡刀3及其他联动装置；卡刀支架上层自下而上开有一组对应于刀片数量且用于固定卡刀转轴2的圆形孔洞，以及一组用于卡刀连杆5限位和移动的弧形孔洞8。所述卡刀体系包括卡刀转轴2、卡刀3、卡刀悬臂4、卡刀连杆5和卡刀悬臂固定端6 ;卡刀转轴2安装与卡刀3根部,并置于卡刀支架的圆形孔洞中；卡刀悬臂4置于卡刀上表面，并镶入卡刀3之中，其通过卡刀悬臂固定端6与卡刀3连接，并接受卡刀连杆5所传递的力而在水平面内做非定轴转动；卡刀连杆5下端连接卡刀悬臂4，上端受弧形孔洞8的约束，并与环形转动片7所开孔洞相连接。所述传动装置包括环形传动片7、电动机9和环形直流电源10，电动机9驱动齿轮与卡刀支架环形传动片7上的弧形锯齿开孔相吻合，环形直流电源10为化学电源，呈环状布置于装置的环形部分，可控制电动机正转与反转。所述连接装置为螺旋状接口 11，布置于传动装置顶部，用于加装不同尺寸的转接环，以适应多样的施工环境并扩展其易用性和通用性。本实施例的工作原理将该装置的螺旋状接口 11加装尺寸合适的转接环后安装于钻机的钻杆上，钻至所需深度后进行取土，控制环形直流电源10对电动机9供正向电流，电动机9通过转轴和驱动齿轮带动环形传动片7转动，环形转动片7的转动带动所有的卡刀连杆5做圆弧轨迹运动，在卡刀转轴2的限制下，卡刀连杆5的圆弧轨迹运动使卡刀悬臂4伸出，卡刀悬臂4前段的卡刀悬臂固定端6带动卡刀3整体旋转出卡刀支架I的U型凹槽；当卡刀连杆5运动至弧形孔洞8的末端，卡刀3停止伸出，完成由打开状态至闭合状态的转换，所取的土体试验被卡刀3卡断；之后将钻机钻杆或薄壁取土器提出地表，再控制环形直流电源10对电动机9供反向电流，电机反转，从而带动卡刀3缩回卡刀支架I的U型凹槽之中，装置由闭合状态转换至打开状态，土体取样完成。权利要求1.一种环状取土器卡口，包括卡刀支架(I)、卡刀(3)、传动装置和连接装置，其特征在于环状取土器卡口整体结构呈中环状圆柱体状，其中卡刀支架(I)位于圆柱体下部；环形布置的多片卡刀(3)置于卡刀支架(I)之内，呈等角度分布，卡刀转轴(2)位于卡刀(3)末端，卡刀(3)与卡刀转轴(2)采用刚性连接，卡刀转轴(2)上端置于卡刀支架(I)的圆形孔洞之中，卡刀(3)以卡刀转轴(2)为轴心转动；传动装置位于卡刀支架(I)之上；连接装置为位于传动装置顶部的螺旋状接口(11); 所述卡刀支架(I)为整体环状U型截面设计，分为上层、侧壁及下层；卡刀支架(I)上层自下而上开有一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环状取土器卡口，包括卡刀支架(1)、卡刀(3)、传动装置和连接装置，其特征在于环状取土器卡口整体结构呈中环状圆柱体状，其中卡刀支架(1)位于圆柱体下部；环形布置的多片卡刀(3)置于卡刀支架(1)之内，呈等角度分布，卡刀转轴(2)位于卡刀(3)末端，卡刀(3)与卡刀转轴(2)采用刚性连接，卡刀转轴(2)上端置于卡刀支架(1)的圆形孔洞之中，卡刀(3)以卡刀转轴(2)为轴心转动；传动装置位于卡刀支架(1)之上；连接装置为位于传动装置顶部的螺旋状接口(11)；所述卡刀支架(1)为整体环状U型截面设计，分为上层、侧壁及下层；卡刀支架(1)上层自下而上开有一组对应于卡刀(3)数量且用于固定卡刀转轴(2)的圆形孔洞，以及一组用于卡刀连杆(4)限位和移动的弧形孔洞(8)；卡刀支架(1)下层为实心环；所述卡刀(3)采用弧形单刃刀片组平均分布于环状卡刀支架(1)上，前一片弧形单刃刀片与后一片弧形单刃刀片在取土器卡口处于打开状态时呈鱼鳞状重叠，取土器卡口处于闭合状态时呈微倾斜部分重叠状态；卡刀(3)仅在卡口环内侧开刃，卡刀(3)弧度与卡刀支架(1)圆环弧度相同，在取土器卡口处于打开状态时恰能完全隐藏于卡刀支架(1)之中；卡刀悬臂固定端(6)与卡刀(3)上表面采用刚性连接，卡刀悬臂(4)的前端连接卡刀悬臂固定端(6)，末端连接卡刀连杆(5)，卡刀悬臂(4)的厚度为卡刀(3)的一半，并镶入卡刀(3)之中；所述传动装置包括环形传动片(7)、电动机(9)和环形直流电源(10)，其中环形直流电源(10)为充电电池呈环状串联置于传动装置内部；环形传动片(7)置于卡刀支架(1)上表面，开孔位置与卡刀连杆(4)吻合，且环形传动片(7)上有一弧形锯齿开孔与电动机(9)的驱动齿轮相吻合。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖桂元，虞梦泽，陈学军，雷云，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：实用新型
国别省市：