撐框架6上與齒輪11相同方向的側部，齒條12與齒輪11相嚙合且當手柄10下拉時，刀具17通過進刀口 26插在空腔22內。即手柄10下拉時，齒輪11旋轉帶動齒條12行走，齒條12向下運動，帶動刀具17插在空腔22內。當手柄10上抬或松開時，通過扭轉彈簧15的彈簧力，齒輪11反向旋轉帶動齒條12向上運動，從而帶動刀具17離開空腔22。
[0028]為了保證刀具17下行運動時的垂直度，還可以在傳動系統2中加裝導向桿7。導向桿7上端通過堅固件A8固定安裝在支撐框架6上，導向桿7下端固定安裝在限位腔體4上，即導向桿7與齒條12相平行。刀盤架16貫穿安裝在導向桿7上，利用軸承實現與導向桿7的滑動配合，使得刀盤架16在下行運動時，同時以導向桿7和齒條12為導向，更一步的保證了刀具17下行垂直準確度。
[0029]鑒于土工試驗的特殊性，在進行現場采取的原狀土樣進行分塊作業時，現有技術中利用鋼絲進行切割，由于鋼絲的較細，基本沒有截面積，便于切割。并且傳統的刀具結構中刀刃為矩形結構、整體刀面為實心結構，其中矩形刀刃造成切割面過大、切割困難，實心刀面造成下切土樣時側向阻力較大，刀刃面用力過于集中，整體上造成分塊作業對原狀土樣的擾動性較大。為了盡量減少對原狀土樣的擾動性，刀具17的上部刀背處可以設計為矩形結構，刀具17的下部刀刃處為半圓形結構，刀具17自刀背至刀刃方向為矩形縱向連接半圓形結構。刀具17的中部可以設圓形孔洞18，使得刀具17下切時，避免刀具17的應力集中，延長刀具17的使用壽命。并且刀具17的中部采用圓形孔洞18的結構設計，更重要的是減少切樣過程中刀具受到的土的側阻力。如刀具所受總的阻力F=單位面積所受阻力f乘以刀具的面積A，而當減小刀具的面積A、單位面積所受阻力f不變時，則刀具所受總的阻力F值減小。刀具17上部刀背處(矩形結構處)可以采用較厚鋼材，刀具17下部刀刃處(半圓形結構處)可以采用較薄鋼材，致使刀具17的刀具面呈斜面結構，可以更好的使得刀具17上部刀背處輕松切入土樣，更進一步的減少土樣的擾動性。
[0030]為了方便更換刀具17，刀盤架16下方設有T形卡槽19，刀具17的上部設有T形頭36，刀具17通過T形頭36安裝在刀盤架16的T形卡槽19上。T形頭36卡在T形卡槽19上，實現了上下限位，當刀具17損壞需要進行更換刀具17時，再將T形頭36從T形卡槽19上滑動取出更換即可。
[0031]經過現場采集的原狀土樣，放入空腔22內可以實現其切樣作業，但原狀土樣并未在空腔22內固定，切樣過程也可能會造成原狀土樣的移動。因此如圖10和圖11所示，還可以使用土樣盒5，土樣盒5位于空腔22內，土樣盒5包括底盒28和上蓋27，底盒28為圓柱體結構，其兩側為圓盤，上蓋27通過鉸鏈安裝在底盒28上，通過上蓋27蓋在底盒28上形成一個封閉盒體。在上蓋27上可以安裝開關扣30，在底盒28上安裝凸起，通過開關扣30和凸起的組合實現上蓋27的上鎖、解鎖。上蓋27上設有入刀口 37，入刀口 37與進刀口26上下對應，刀具17可以通過進刀口 26穿入入刀口 37，從而進入底盒28。在此，入刀口37、進刀口 26可以設計成僅在上蓋27、腔體外殼21上部的截面開口，也可以設計成除底部以外的上部、兩個側部均設計開口，從而方便刀具17的整體切入。并且便于實現一次操作即可完成分段切樣作業，刀具17、進刀口 26和入刀口 37的數量均至少為2個，一般可以為7個，相鄰的刀具17、相鄰的進刀口 26和相鄰的入刀口 37之間的間距均為20mm或40mmo
[0032]為了適應尺寸不同、不夠標準的原狀試樣，可以在底盒28的側部貫穿螺紋安裝螺桿33，螺桿33在底盒28的側部通過螺紋旋轉運動。螺桿33上位于底盒28內的一端固定安裝有鋼片31，螺桿33上位于底盒28外的一端固定安裝有旋鈕32。通過旋鈕32的旋轉，實現螺桿33的左右運動，從而帶動鋼片31的左右運動，實現將不夠標準的原狀試樣夾緊的作用。
[0033]腔體外殼21上位于空腔22的底部設有導向槽24，腔體外殼21上位于空腔22的側部設有卡槽23。與導向槽24和卡槽23相配套的，在土樣盒5的下方固定安裝有導向條29，土樣盒5的側部固定安裝有卡條34，導向條29插在導向槽24內，卡條34插在卡槽23內。通過導向條29與導向槽24配合、卡條34與卡槽23相配合，實現了腔體外殼21與土樣盒5在至少兩個位置的限定，即防止土樣盒5在腔體外殼21內的旋轉。同理，還可以在腔體外殼21塞入、取出土樣盒5的側部安裝一個限位擋條35，當土樣盒5塞入后，將限位擋條35上撥，使限位擋條35擋在土樣盒5外部，限制了土樣盒5在腔體外殼21內的左右位移。
[0034]在實際使用時，需要進行原狀土樣分段切樣時，如圖1所示，將原狀土樣放入底盒28，蓋上上蓋27，旋轉旋鈕32，使用鋼片31將土樣在底盒28里抵到位。將土樣盒5放入腔體外殼21的空腔22內，使用限位擋條35進行限位。如圖2所示，下拉手柄10，帶動齒輪11旋轉，由于齒輪11與齒條12相嚙合且齒輪11通過轉動軸14已限定在支撐框架6上，則齒輪11旋轉帶動齒條12的向下運動。齒條12則帶動刀盤架16向下運動，刀盤架16在齒條12和導向桿7的限位下，將刀具17通過進刀口 26、入刀口 37插入空腔22、底盒28中，對原狀土樣進行分段切樣。
[0035]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明的范圍內。本發明要求的保護范圍由所附的權利要求書及龍等同物界定。
【主權項】
1.一種用于土工試驗的土樣切樣儀，包括支撐框架(6)、傳動系統(2)、刀架組件(3)和限位腔體(4)，其特征在于:所述的限位腔體(4)包括腔體外殼(21)和安裝在腔體外殼(21)側部的框架聯接塊(20)，限位腔體(4)通過框架聯接塊(20)安裝在支撐框架(6)的底部，腔體外殼(21)的中部橫向設有空腔(22)，腔體外殼(21)上位于空腔(22)的上方設有進刀口(26);刀架組件(3)包括刀盤架(16)，齒條(12)的下部安裝在刀盤架(16)的側部，刀盤架(16)位于腔體外殼(21)的上方，刀盤架(16)下方安裝有刀具(17)，刀具(17)位于進刀口(26)的正上方； 傳動系統(2)包括轉動軸(14)，轉動軸(14)橫向貫穿安裝在支撐框架(6)上且位于限位腔體(4)的上方，轉動軸(14)與支撐框架(6)構成轉動配合，轉動軸(14)的一端固定安裝有手柄(10)，轉動軸(14)的另一端固定安裝有齒輪(11 )，齒條(12)垂直安裝在支撐框架(6)的側部且與支撐框架(6)構成滑動配合，齒條(12)與齒輪(11)相嚙合且當手柄(10)下拉時，刀具(17)通過進刀口(26)插在空腔(22)內。
2.根據權利要求1所述的一種用于土工試驗的土樣切樣儀，其特征在于:所述的傳動系統(2)還包括導向桿(7)，導向桿(7)上端固定安裝在支撐框架(6)上，導向桿(7)下端固定安裝在限位腔體(4)上，刀盤架(16)貫穿安裝在導向桿(7)上且與導向桿(7)構成滑動配合。
3.根據權利要求1所述的一種用于土工試驗的土樣切樣儀，其特征在于:還包括扭轉彈簧(15)，扭轉彈簧(15)套在轉動軸(14)上，扭轉彈簧(15)的一端與轉動軸(14)固定安裝，扭轉彈簧(15)的另一端與支撐框架(6)固定安裝。
4.根據權利要求1所述的一種用于土工試驗的土樣切樣儀，其特征在于:所述的刀具(17)的上部刀背處為矩形結構，刀具(17)的下部刀刃處為半圓形結構，刀具(17)的中部設有圓形孔洞(18)。
5.根據權利要求1所述的一種用于土工試驗的土樣切樣儀，其特征在于:所述的刀盤架(16)下方設有T形卡槽(19)，刀具(17)的上部設有T形頭(36)，刀具(17)通過T形頭(36)安裝在刀盤架(16)的T形卡槽(19)上。
6.根據權利要求1所述的一種用于土工試驗的土樣切樣儀，其特征在于:還包括土樣盒(5)，土樣盒(5)位于空腔(22)內，土樣盒(5)包括底盒(28)和上蓋(27)，上蓋(27)通過鉸鏈安裝在底盒(28)上，上蓋(27)上設有入刀口(37)，入刀口(37)與進刀口(26)上下對應；底盒(28)的側部貫穿螺紋安裝有螺桿(33)，螺桿(33)上位于底盒(28)內的一端固定安裝有鋼片(31)，螺桿(33 )上位于底盒(28 )外的一端固定安裝有旋鈕(32 )。
7.根據權利要求6所述的一種用于土工試驗的土樣切樣儀，其特征在于:所述的腔體外殼(21)上位于空腔(22)的底部設有導向槽(24)，腔體外殼(21)上位于空腔(22)的側部設有卡槽(23);所述的土樣盒(5)的下方固定安裝有導向條(29)，土樣盒(5)的側部固定安裝有卡條(34)，導向條(29)插在導向槽(24)內，卡條(34)插在卡槽(23)內。
8.根據權利要求6所述的一種用于土工試驗的土樣切樣儀，其特征在于:所述的刀具(17)、進刀口(26)和入刀口(37)的數量均至少為2個，相鄰的刀具(17)、相鄰的進刀口(26)和相鄰的入刀口(37)之間的間距均為20mm或40mm。
【專利摘要】本發明涉及一種用于土工試驗的土樣切樣儀，與現有技術相比解決了尚無原狀土樣分塊專用裝置的缺陷。本發明中齒條的下部安裝在刀盤架的側部，刀盤架位于腔體外殼的上方，刀盤架下方安裝有刀具，刀具位于進刀口的正上方；傳動系統包括轉動軸，轉動軸橫向貫穿安裝在支撐框架上且位于限位腔體的上方，轉動軸與支撐框架構成轉動配合，轉動軸的一端固定安裝有手柄，轉動軸的另一端固定安裝有齒輪，齒條垂直安裝在支撐框架的側部且與支撐框架構成滑動配合，齒條與齒輪相嚙合且當手柄下拉時，刀具通過進刀口插在空腔內。本發明能夠針對土工試驗進行準確分塊，切出的土樣表面光滑平整、形狀規則，易于后期精細制樣，且減少了切樣擾動。
【IPC分類】G01N1-28
【公開號】CN104849116
【申請號】CN201510267741
【發明人】黃興懷, 藍天鵬, 汪巖松, 禹峰, 馬克剛, 吳志海, 胡孔飛, 汪海
【申請人】中國能源建設集團安徽省電力設計院有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月24日