[实用新型]一种便于三维扫描的土体结构无损采样装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种便于三维扫描的土体结构无损采样装置及采样方法，属土体采样设备技术领域。

背景技术

当前在进行土体三维结构研究的领域中，往往需要根据研究作业的需要在野外进行土体样本采集作业，然后对采集的土体样本进行三维扫描研究，当前在进行土体样本采集作业时，由于缺乏专业有效的样本采集设备，因此往往需要采样人员通过人工将采样设备深入到土体中进行样本采集作业，虽然可以一定程度满足使用的需要，但同时一方面存在采样作业工作效率低下，劳动强度大，采样设备采样和取出作业难度大，且采样时采样设备运行驱动力稳定性差，易导致采样设备内的土体样本结构造成破坏，从而严重影响了采样作业的土体样本质量，并严重影响了土体样本后期扫描作业的精度，另一方面还存在着所使用的采样设备往往均为金属设备，导致后期对土体样本检测时，采样设备会对三维扫描设备造成严重的干扰，因此需要将土体样本从采样设备中取出后方可进行土体样本三维扫描检测作业，但在金属采样设备拆除过程中，也极易对土体样本结构造成破坏，影响检测作业的精度，同时也不利于土体样本的保存和重复使用的需要，针对这一问题，当前虽然也开发出了利用钻探设备进行土体采样作业的设备，这些设备虽然可有效提高土体采样作业效率并降低采样作业的劳动强度，但在钻探取样过程中，往往会对土体样本结构造成严重破坏，从而导致土体样本无法有效满足研究作业的需要，因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的土体样本采样设备，以满足实际使用的需要。

实用新型内容

本实用新型目的就在于克服上述不足，提供一种便于三维扫描的土体结构无损采样装置及采样方法。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种便于三维扫描的土体结构无损采样装置，包括定位机架、升降驱动机构、导向杆、定位卡盘、抱紧机构、弹性护套管及硬质高分子聚合物采样筒，其中定位机架为框架结构，导向杆末端通过升降驱动机构与定位机架相互连接并与水平垂直分布，导向杆前端与定位卡盘前端面相互连接并同轴分布，定位卡盘下端面设横截面为“冂”字型的定位槽，定位槽与定位卡盘同轴分布，定位槽槽底设透气孔，抱紧机构嵌于定位槽内并均布在定位槽侧壁上，弹性护套管及硬质高分子聚合物采样筒均为圆管结构，且弹性护套管包覆在硬质高分子聚合物采样筒外并同轴分布，弹性护套管和硬质高分子聚合物采样筒上端面嵌于定位卡盘内，并分别通过抱紧机构与定位卡盘相互连接，透气孔与硬质高分子聚合物采样筒上端面相互连通，弹性护套管前端设破土刃，硬质高分子聚合物采样筒下端面处设切削刃，破土刃和切削刃横截面均为倒置的直角梯形结构，其中切削刃宽度为硬质高分子聚合物采样筒下端面侧壁厚度的1/3—1/5，切削刃侧表面位于硬质高分子聚合物采样筒外表面上，并与硬质高分子聚合物采样筒轴线呈15°—60°夹角，所述的破土刃横截面为闭合环状结构，其前端面与切削刃末端相抵，破土刃侧表面与硬质高分子聚合物采样筒轴线呈15°—60°夹角，所述的破土刃末端面设连接槽，并通过连接槽包覆弹性护套管前端外表面，且所述的破土刃末端直径比弹性护套管前端面直径至少大5毫米。

进一步的，所述的升降驱动机构为液压缸升降驱动机构、气压缸升降驱动机构、直线电机、丝杠升降驱动机构及涡轮蜗杆升降驱动机构中的任意一种。

进一步的，所述的导向杆包括导向套、驱动轴、推盘，所述的导向套为空心管状结构，所述的驱动轴嵌于导向套内并与导向套滑动连接，所述的导向套、驱动轴相互同轴分布，其前端均分别与升降驱动机构相互连接，所述的推盘为圆盘状结构，位于导向套外与驱动轴末端相互连接，所述的推盘嵌于硬质高分子聚合物采样筒内并与硬质高分子聚合物采样筒内表面滑动连接，所述的推盘分别与驱动轴和硬质高分子聚合物采样筒同轴分布，所述的驱动轴对应的定位卡盘位置处设导向孔，并通过导向孔与定位卡盘滑动连接，

进一步的，所述的抱紧机构为卡毂、夹毂、定位销、螺纹、卡紧扣中的任意一种。

进一步的，所述的硬质高分子聚合物采样筒长度为20—110厘米，其内表面为光滑表面。

进一步的，所述的弹性护套内表面均布若干球状突起，并通过球状突起与硬质高分子聚合物采样筒外表面相互滑动连接，所述的硬质高分子聚合物采样筒与球状突起接触面面积为硬质高分子聚合物采样筒外表面面积的1/10—1/4，且所述的弹性护套内表面与硬质高分子聚合物采样筒外表面间设宽度为1—3毫米隔离间隙。