原状土壤电动取样装置及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107091086A(43)申请公布日2017.08.25(21)申请号201710375391.9(22)申请日2017.05.24(71)申请人中国水利水电科学研究院地址100038北京市海淀区北京市复兴路甲一号(72)发明人龚家国王浩刘家宏丁相毅王英石彬(74)专利代理机构北京润泽恒知识产权代理有限公司11319代理人莎日娜(51)Int.Cl.E21B49/06(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称原状土壤电动取样装置及系统(57)摘要本发明提供了一种原状土壤电动取样装置及系统，该装置包括：依次连接的手柄、带竖纹的传力杆和螺旋钻头，套筒，由围绕平台的外周的多个钢片构成，每个钢片的顶端与平台连接，并且每个钢片的内侧设有楔形结构；多根钢杆的上端具有螺纹，通过螺纹与位于第二通孔上方的螺母连接；倒楔形铁环，位于套筒内，当转动螺母以使多根钢杆相对套筒向上运动时，倒楔形铁环能够与楔形结构接合并将楔形结构向外推开；一对斜螺纹杆，对称地与传力杆的竖纹垂直啮合，使斜螺纹杆转动，传力杆能够沿竖直方向运动；超声波换能器的主体能够替换螺旋钻头与传力杆可拆卸地连接；环刀钻头，连接至超声波换能器的振动端；以及用于为超声波换能器供电的驱动电源。CN107091086ACN107091086A权利要求书1/2页1.一种原状土壤电动取样装置，其特征在于，包括：依次连接的手柄、带竖纹的传力杆和螺旋钻头，所述传力杆与所述螺旋钻头之间为可拆卸连接，所述螺旋钻头通过转动所述手柄或所述传力杆而转动；膨胀套筒系统，包括：平台，具有允许所述螺旋钻头、所述传力杆穿过的第一通孔以及环绕所述第一通孔轴向设置的多个第二通孔；套筒，由围绕所述平台的外周的多个钢片构成，每个钢片的顶端与所述平台连接，并且每个钢片的内侧设有楔形结构；多根钢杆，与所述多个第二通孔一一对应，并且所述多根钢杆的上端具有螺纹，每根钢杆穿过对应的第二通孔，通过所述螺纹与位于所述第二通孔上方的螺母连接；倒楔形铁环，位于所述套筒内，其中，所述多根钢杆在所述倒楔形铁环的内壁与所述倒楔形铁环固定连接，其中，所述倒楔形铁环的位置与所述楔形结构的位置对应，使得当转动所述螺母以使所述多根钢杆相对所述套筒向上运动时，所述倒楔形铁环能够与所述楔形结构接合并将所述楔形结构向外推开，从而使所述多个钢片远离彼此向外膨胀；以及一对斜螺纹杆，可转动地设置在所述平台的上表面并对称地与所述传力杆的所述竖纹垂直啮合，所述一对斜螺纹杆具有摇柄，当通过所述摇柄使所述斜螺纹杆转动时，所述传力杆能够沿竖直方向运动；超声波换能器，具有主体和能够相对所述主体振动的振动端，所述超声波换能器的所述主体能够替换所述螺旋钻头与所述传力杆可拆卸地连接；环刀钻头，连接至所述超声波换能器的所述振动端；以及用于为所述超声波换能器供电的驱动电源。2.根据权利要求1所述的原状土壤电动取样装置，其特征在于，所述传力杆包括与所述手柄连接的竖纹段和与所述螺旋钻头连接的至少一个连接杆，所述竖纹设置在所述竖纹段上，所述竖纹段与所述至少一个连接杆之间可拆卸连接，并且所述至少一个连接杆彼此之间可拆卸连接。3.根据权利要求1所述的原状土壤电动取样装置，其特征在于，所述装置还包括：套设在所述套筒外侧上部的固定环，其中，所述固定环位于所述倒楔形铁环上方。4.根据权利要求1所述的原状土壤电动取样装置，其特征在于，所述平台包括第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分在一端彼此铰接并在另一端通过固定扣形成可拆卸连接，所述一对斜螺纹杆分别设置在所述第一部分和所述第二部分上。5.根据权利要求1所述的原状土壤电动取样装置，其特征在于，所述斜螺纹杆包括具有光滑表面的第一端和第二端，所述第一端和所述第二端上套设有轴承，所述第一端上的轴承通过折叶连接至所述平台的上表面，所述第二端上的轴承通过折叠扣连接至所述平台的上表面，所述摇柄设置在所述斜螺纹杆的所述第二端。6.根据权利要求1所述的原状土壤电动取样装置，其特征在于，所述装置还包括：套设在所述超声波换能器的所述主体外部的超声波换能器仓，所述超声波换能器的所述主体通过所述超声波换能器仓实现与所述传力杆的底端连接。7.根据权利要求1所述的原状土壤电动取样装置，其特征在于，所述装置还包括：与所述超声波换能器的所述振动端连接的钻头套管，所述钻头套管为一端封闭的圆筒，所述环2CN107091086A权利要求书2/2页刀钻头固定在所述圆筒内。8.根据权利要求7所述的原状土壤电动取样装置，其特征在于，所述圆筒的内侧顶壁设有压力传感器。9.一种原状土壤电动取样系统，其特征在于，包括如权利要求1～8中任意一项所述的装置，所述驱动电源为蓄电池，所述系统还包括：用于将来自