本發(fā)明涉及巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙軸切削多尺寸切土器。

背景技術(shù)：

土工試驗中，需要將采集到的原狀土樣切削為標(biāo)準(zhǔn)尺寸。通常，試驗人員會運用q1-1型切土器，將原裝樣固定在上下托盤上，通過轉(zhuǎn)動托盤切削土樣，最后將土樣切削成所需直徑的圓柱狀土樣。傳統(tǒng)的手工切削需要將切土刀一直與靠板接觸來保證土樣的直徑，然而靠板和切土刀接觸的時候容易磨擦損耗靠板，從而難以保證試樣的尺寸精度。另外，試樣的受擾動程度也會受到試驗人員經(jīng)驗水平的影響，而試樣切削的好壞往往又會直接影響最終試驗結(jié)果。因此，土工試驗切土設(shè)備亟待進一步開發(fā)與改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙軸切削多尺寸切土器，以快速、精確的切削土工試驗試樣。

為實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:

一種雙軸切削多尺寸切土器，其特征在于：包括尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)、雙軸切削系統(tǒng)和中軸轉(zhuǎn)動系統(tǒng)；

所述尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于控制切割原狀土樣的尺寸；

所述雙軸切削系統(tǒng)用于切割原狀土樣；

所述中軸轉(zhuǎn)動系統(tǒng)用于固定原狀土樣。

具體的，所述尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括上滑道盤、下滑道盤、上旋轉(zhuǎn)盤、下旋轉(zhuǎn)盤、四個“t型”滑塊及兩個連接桿；

所述上滑道盤、下滑道盤分別位于所述雙軸切削多尺寸切土器的頂部和底部，且所述下滑道盤用于支持整個雙軸切削多尺寸切土器的承重；

所述上滑道盤和下滑道盤上均分別設(shè)置有兩條直線滑道起軌跡限制用，同時下滑道盤上還設(shè)置有刻度盤；

所述上旋轉(zhuǎn)盤設(shè)置在上滑道盤的下部，且上旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有兩條弧形滑槽，所述弧形滑槽與上滑道盤的直線滑道相匹配適應(yīng)；所述下旋轉(zhuǎn)盤設(shè)置在下滑道盤的上部，且下旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有兩條弧形滑槽和一個視窗，所述弧形滑槽與下滑道盤的直線滑道相匹配適應(yīng)，所述視窗用來讀取所述刻度盤的數(shù)字；

所述四個“t型”滑塊均為“t型”滾珠軸承構(gòu)件，其軸承部分分別設(shè)置在上滑道盤和下滑道盤的直線滑道內(nèi)，其凸起部分分別穿過上旋轉(zhuǎn)盤和下旋轉(zhuǎn)盤的弧形滑槽；

所述兩個連接桿的兩端分別與上旋轉(zhuǎn)盤、下旋轉(zhuǎn)盤固定連接；且兩個連接桿的中部設(shè)有“u型”手柄，用以控制兩個連接桿沿所述雙軸切削多尺寸切土器的軸心方向旋轉(zhuǎn)，以帶動上旋轉(zhuǎn)盤和下旋轉(zhuǎn)盤同步轉(zhuǎn)動，從而使“t型”滑塊沿上滑道盤、下滑道盤的直線滑道進行直線移動。

具體的，所述雙軸切削系統(tǒng)包括切削刀盤組件系統(tǒng)和鋼絲切割線組件；

所述切削刀盤組件系統(tǒng)包括切削刀盤組件、中部傳力齒輪、上部馬達(dá)和豎向活塞；所述切削刀盤組件包括兩組刀盤、兩根中軸桿和兩個傳力斜面小齒輪，所述兩個傳力斜面小齒輪分別安裝在兩根中軸桿的上部，且分別垂直于各自所在的中軸桿，所述兩組刀盤分別設(shè)置在兩根中軸桿上并位于傳力斜面小齒輪的下方；所述中部傳力齒輪采用中空斜面齒輪結(jié)構(gòu)，其穿過所述上旋轉(zhuǎn)盤、上滑道盤直接與上部馬達(dá)相連；所述上部馬達(dá)通過豎向活塞固定在所述上滑道盤的上方，以帶動中部傳力齒輪上下移動，并使中部傳力齒輪與所述傳力斜面小齒輪咬合；

所述鋼絲切割線組件包括兩根中軸桿、兩個上下間距可調(diào)的切割面，每個切割面是由兩根鋼絲切割線連接成閉合切割圈構(gòu)成，外力收緊鋼絲切割線即可實現(xiàn)對閉合切割圈內(nèi)原狀土樣的切割；所述的閉合切割圈通過兩個滑動固定塊連接于中軸桿上，所述滑動固定塊可確定上下切割面之間的間距設(shè)置；

所述切削刀盤組件和鋼絲切割線組件在使用過程中根據(jù)需要相互替換，通過各自中軸桿的兩端與“t型”滑塊替換連接。

具體的，所述中軸轉(zhuǎn)動系統(tǒng)包括彈簧組件、上部針錐托盤、下部針錐托盤和下部馬達(dá)；

其中，所述上部針推托盤的底部和下部針推托盤的頂部均設(shè)置有針錐用以固定原狀土樣；

所述上部針錐托盤與下部針錐托盤上下平行設(shè)置，且兩者的中軸線同軸；

所述彈簧組件的頂部與所述上部馬達(dá)的底部采用球鉸連接，所述彈簧組件的底部與上部針錐托盤的頂部固定連接用以根據(jù)需要調(diào)整所述上部針錐托盤上下移動以固定原狀土樣；

所述下部馬達(dá)的動力輸出端與下部針錐托盤的底部固定連接，并與下部針錐托盤的中軸線同軸，以通過下部馬達(dá)控制下部針錐托盤帶動原狀土樣旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明采用的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，作為舉例而非限定，具有以下的有益效果：本發(fā)明適用于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，能夠快速、精確切削土工試驗試樣，可以廣泛應(yīng)用于各類原狀土樣的快速制備中，并具有易操作、擾動小的優(yōu)點。

附圖說明

圖1a為本發(fā)明實施例提供的雙軸切削多尺寸切土器在一種工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1b為本發(fā)明實施例提供的雙軸切削多尺寸切土器在另一種工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a為本發(fā)明實施例提供的切削刀盤組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2b為本發(fā)明實施例提供的鋼絲切割線組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的“t型”滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)局部的縱向關(guān)系示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

11為中部傳力齒輪、12為上部馬達(dá)、13為刀盤、14為中軸桿、15為傳力斜面小齒輪、16為鋼絲切割線、17為滑動固定塊、18為豎向活塞；

21為下部馬達(dá)、22為下部針錐托盤、23為上部針錐托盤、24為彈簧組件、25為原狀土樣；

31為上滑道盤、32為上旋轉(zhuǎn)盤、33為下滑道盤、34為下旋轉(zhuǎn)盤、35為“t型”滑塊、35a為軸承部分、35b為凸起部分、36為連接桿、37為直線滑道、38為刻度盤、39為弧形滑槽、40為視窗、41為“u型”手柄。

具體實施方式

下面將結(jié)合具體實施例及其附圖對本發(fā)明提供的雙軸切削多尺寸切土器的技術(shù)方案作進一步說明。結(jié)合下面說明，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更加清楚。

需要說明的是，本發(fā)明的實施例有較佳的實施性，并非是對本發(fā)明任何形式的限定。本發(fā)明實施例中描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是孤立的，它們可以被相互組合從而達(dá)到更好的技術(shù)效果。本發(fā)明優(yōu)選實施方式的范圍也可以包括另外的實現(xiàn)，且這應(yīng)被本發(fā)明實施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說明書的一部分。在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限定。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。

本發(fā)明的附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的，并非是限定本發(fā)明可實施的限定條件。任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的效果及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容所能涵蓋的范圍內(nèi)。且本發(fā)明各附圖中所出現(xiàn)的相同標(biāo)號代表相同的特征或者部件，可應(yīng)用于不同實施例中。

實施例

如圖1a至圖4所示，本發(fā)明提供的雙軸切削多尺寸切土器包括尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)、雙軸切削系統(tǒng)和中軸轉(zhuǎn)動系統(tǒng)；其中，尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于控制切割原狀土樣的尺寸；雙軸切削系統(tǒng)用于切割原狀土樣；中軸轉(zhuǎn)動系統(tǒng)用于固定原狀土樣。

進一步，雙軸切削系統(tǒng)包括切削刀盤組件系統(tǒng)和鋼絲切割線組件(圖2b)；而切削刀盤組件系統(tǒng)又包括切削刀盤組件(圖2a)、中部傳力齒輪11和上部馬達(dá)12和豎向活塞18。所述的中軸轉(zhuǎn)動系統(tǒng)包括下部馬達(dá)21、下部針錐托盤22、上部針錐托盤23及彈簧組件24。所述的尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括上滑道盤31、下滑道盤33、上旋轉(zhuǎn)盤32、下旋轉(zhuǎn)盤34、四個“t型”滑塊35及兩個連接桿36。

在雙軸切削系統(tǒng)中，切削刀盤組件(圖2a)由兩組刀盤13、兩根中軸桿14和兩個傳力斜面小齒輪15組成；兩個傳力斜面小齒輪15分別安裝在兩根中軸桿14的上部并分別垂直于各自所在的中軸桿14，兩組刀盤13分別安裝在兩根中軸桿14上并位于傳力斜面小齒輪15的下方；中軸桿14的旋轉(zhuǎn)受傳力斜面小齒輪15控制。所述的中部傳力齒輪11采用中空斜面齒輪形式，穿過尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)的上旋轉(zhuǎn)盤32、上滑道盤31直接與上部馬達(dá)12相連，同時中部傳力齒輪11還與切削刀盤組件的傳力斜面小齒輪15咬合，以將上部馬達(dá)12的轉(zhuǎn)動力直接傳遞給刀盤13；上部馬達(dá)12通過豎向活塞18固定在尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)的上滑道盤31上方，用以帶動中部傳力齒輪11上下移動，從而保證中部傳力齒輪11與切削刀盤組件的傳力斜面小齒輪15可以咬合。

鋼絲切割線組件(圖2b)包括兩根中軸桿14、兩個上下間距可調(diào)的切割面，每個切割面是由兩根鋼絲切割線16連接成閉合切割圈構(gòu)成，外力收緊鋼絲切割線16即可實現(xiàn)對閉合切割圈內(nèi)原狀土樣25的切割；閉合切割圈通過兩個滑動固定塊17連接于中軸桿14上，所述滑動固定塊17可確定上下切割面之間的間距設(shè)置。

在使用過程中，所述切削刀盤組件和鋼絲切割線組件根據(jù)需要相互替換，通過各自的中軸桿的兩端與“t型”滑塊35替換連接，以分別對原狀土樣25進行豎向和橫向切削。

在中軸轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中，上部針錐托盤23與下部針錐托盤22上下平行設(shè)置，且兩者的中軸線同軸；同時上部針推托盤23的底部和下部針推托盤22的頂部均設(shè)置有針錐用以固定原狀土樣25；彈簧組件24的頂部與所述上部馬達(dá)12的底部采用球鉸連接，使得彈簧組件24可以自由旋轉(zhuǎn)；彈簧組件24的底部與上部針錐托盤23的頂部固定連接，用以根據(jù)需要調(diào)整上部針錐托盤23上下移動以固定原狀土樣25；下部馬達(dá)21的動力輸出端與下部針錐托盤22的底部固定連接，并與下部針錐托盤22的中軸線同軸，以通過下部馬達(dá)21控制下部針錐托盤22帶動原狀土樣25旋轉(zhuǎn)。

在尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，上滑道盤31、下滑道盤33分別位于整個裝置頂部和底部，且下滑道盤33用于支持整個雙軸切削多尺寸切土器的承重；且上滑道盤31和下滑道盤33上分別設(shè)置有兩條直線滑道37用以實現(xiàn)軌跡限制，下滑道盤33上還設(shè)置有刻度盤38(如圖4所示)；所述的上旋轉(zhuǎn)盤32設(shè)置在上滑道盤31下部，上旋轉(zhuǎn)盤32上設(shè)置有兩條弧形滑槽39，所述弧形滑槽39與上滑道盤31的直線滑道相匹配適應(yīng)；所述的下旋轉(zhuǎn)盤34設(shè)置在下滑道盤33上部，且下旋轉(zhuǎn)盤34上設(shè)置有兩條弧形滑槽39和一個視窗40，所述弧形滑槽39與下滑道盤33的直線滑道相匹配適應(yīng)，所述視窗40可以用來讀取刻度盤38的數(shù)字，刻度盤38上的數(shù)字用以表示尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)的直徑，通過調(diào)整尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)的直徑可以控制原狀土樣25的切削直徑。所述的四個“t型”滑塊35(圖3)均為“t型”滾珠軸承構(gòu)件；其中，軸承部分35a設(shè)置在上滑道盤31和下滑道盤33的直線滑道37內(nèi)，凸起部分35b用于穿過上旋轉(zhuǎn)盤32和下旋轉(zhuǎn)盤34的弧形滑槽39；進一步，切削刀盤組件(圖2a)或鋼絲切割線組件(圖2b)的中軸桿14的兩端可以與“t型”滑塊35替換連接。所述的兩個連接桿36兩端分別與上旋轉(zhuǎn)盤32、下旋轉(zhuǎn)盤34固定連接，并在兩個連接桿36中部設(shè)有“u型”手柄41，通過控制兩個連接桿36沿整個裝置軸心方向旋轉(zhuǎn)可以帶動上旋轉(zhuǎn)盤32和下旋轉(zhuǎn)盤34同步轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)“t型”滑塊35沿上滑道盤31、下滑道盤33的直線滑道37的直線移動。

具體實施中(已預(yù)先將切削刀盤組件的中軸桿14的兩端與“t型”滑塊35連接)，首先轉(zhuǎn)動“u型”手柄41將尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)至最大直徑，將原狀土樣25固定在中軸轉(zhuǎn)動系統(tǒng)上并開啟下部馬達(dá)21，根據(jù)土性調(diào)節(jié)下部馬達(dá)21頻率使原狀土樣25勻速旋轉(zhuǎn)；開啟上部馬達(dá)12使雙軸切削刀盤13轉(zhuǎn)動，并根據(jù)土性調(diào)節(jié)適當(dāng)旋轉(zhuǎn)速率；通過轉(zhuǎn)動“u型”手柄41調(diào)整尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)的直徑以使兩切削刀盤13逐漸切削原狀土樣25直至最終所需尺寸(圖1a)；關(guān)閉上部馬達(dá)12和下部馬達(dá)21，更換兩切削刀盤組件為鋼絲切割線組件，并調(diào)整滑動固定塊17使鋼絲切割線16至所需切割高度(圖1b)，開啟下部馬達(dá)21使原狀土樣25勻速旋轉(zhuǎn)，逐漸轉(zhuǎn)動“u型”手柄41將尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)至最大直徑從而將鋼絲切割線16拉直并實現(xiàn)原狀土樣25頂?shù)酌娴那懈睢?/p>

其中，在原狀土樣25的固定過程中，首先通過彈簧組件24帶動上部針錐托盤23相對于上部馬達(dá)12向外翻轉(zhuǎn)一定角度，以便于將原狀土樣25放置在下部針錐托盤22上；然后將上部針錐托盤23復(fù)原，并通過彈簧組件24使上部針錐托盤23上下移動以固定原狀土樣25。

本發(fā)明的技術(shù)方案，作為舉例而非限定，具有如下有益效果：本發(fā)明適用于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，能夠快速、精確切削土工試驗試樣，可以廣泛應(yīng)用于各類原狀土樣的快速制備中，并具有易操作、擾動小的優(yōu)點。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非是對本發(fā)明范圍的任何限定。任何熟悉該領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出的任何變更或修飾均應(yīng)當(dāng)視為等同的有效實施例，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍。