專利名稱：便攜式地表淺層取樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及取樣領(lǐng)域，特別涉及一種便攜式地表淺層取樣器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，取樣的方法往往采用污染探測(cè)點(diǎn)采用人工開挖的方式，效率低，耗費(fèi)大，而且破壞了污染在深度上的分布規(guī)律；或者采取旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)配合泥漿循環(huán)的方法，一方面冷卻取心鉆頭的熱量防止燒鉆，另外一方面則是利用泥漿的粘性護(hù)住井壁，防止坍塌，但泥漿的化學(xué)成分往往對(duì)樣品的擾動(dòng)較大。傳統(tǒng)的鉆探環(huán)境取樣方法和設(shè)備，一般均為液壓驅(qū)動(dòng)，需要配置體積笨重的液壓動(dòng)力源，且噪聲大，移動(dòng)性能差，不適應(yīng)于人口密集、空間狹小的淺層土壤的環(huán)境取樣，而且取樣成本高，以上種種缺點(diǎn)導(dǎo)致了傳統(tǒng)的取樣方法難以適應(yīng)現(xiàn)代環(huán)境取樣的要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種適應(yīng)于人口密集、空間狹小、地表淺層土壤環(huán)境取樣的設(shè)備，供電簡單，取樣成本低，可由一人手持操作進(jìn)行環(huán)境取樣工作，并且取得的樣品保真度好，無擾動(dòng)的便攜式地表淺層取樣器。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的便攜式地表淺層取樣器，包括振動(dòng)體，所述振動(dòng)體下方固定連接有接頭，所述接頭上連接有鉆桿，還包括動(dòng)力頭外殼和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在所述動(dòng)力頭外殼的一個(gè)端面開有孔，所述動(dòng)力頭外殼端面孔大于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的外徑，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)穿過所述動(dòng)力頭外殼端面的孔與所述偏心軸連接，所述偏心軸的兩端通過軸承支撐所述振動(dòng)體，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與所述振動(dòng)體固定在一起，所述動(dòng)力頭外殼設(shè)置在所述振動(dòng)體外，所述接頭或所述鉆桿從所述動(dòng)力頭外殼的下表面的一個(gè)孔穿出，所述振動(dòng)體與所述動(dòng)力頭外殼懸掛連接。上述的便攜式地表淺層取樣器，所述接頭為變絲接頭，所述振動(dòng)體為四方體，所述動(dòng)力頭外殼與所述振動(dòng)體之間設(shè)置有隔振器。上述的便攜式地表淺層取樣器，所述隔振器為4個(gè)，分別設(shè)置在動(dòng)力頭外殼兩端部上方和下方。上述的便攜式地表淺層取樣器，所述偏心軸為兩根，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)和所述動(dòng)力頭外殼端面上開有的孔也為兩個(gè)，所述兩個(gè)偏心軸的軸向相同且軸心處于同一水平面，所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)向相反且同速。上述的便攜式地表淺層取樣器，在所述偏心軸的兩端均有軸承端蓋，所述軸承端蓋和所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過螺釘固定在所述振動(dòng)體上，所述軸承端蓋與所述偏心軸之間設(shè)置有密封圈。上述的便攜式地表淺層取樣器，在所述動(dòng)力頭外殼相對(duì)的兩側(cè)設(shè)有把手，所述把手通過螺釘連接或焊接的方式固定在動(dòng)力頭外殼上。上述的便攜式地表淺層取樣器，所述接頭內(nèi)部中空，所述接頭與所述鉆桿通過卡口式連接方式連接在一起。上述的便攜式地表淺層取樣器，所述偏心軸上帶有臺(tái)肩。上述的便攜式地表淺層取樣器，所述偏心軸與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過花鍵方式連接， 所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為交流異步電機(jī)或直流電機(jī)。上述的便攜式地表淺層取樣器，所述鉆桿為輕質(zhì)鉆桿。本發(fā)明的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單、移動(dòng)性能好，而且取得的樣品無擾動(dòng)、保真度好， 取樣效率高，特別適用于人口密集、空間狹小、淺層土壤的環(huán)境取樣。


圖1為本發(fā)明便攜式地表淺層取樣器的主視結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明便攜式地表淺層取樣器的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-振動(dòng)體，2-驅(qū)動(dòng)電機(jī)，3-偏心軸，4-軸承，5-接頭，6_鉆桿，7_動(dòng)力頭外殼，8-隔振器，9-軸承端蓋，10-把手，11-密封圈。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明如圖1所示，本發(fā)明便攜式地表淺層取樣器，包括振動(dòng)體1，所述振動(dòng)體1下方固定連接有接頭5，接頭5采用變絲接頭，所述接頭5上連接有鉆桿6，鉆桿6采用輕質(zhì)鉆桿(如鋁合金鉆桿)，還包括動(dòng)力頭外殼7和驅(qū)動(dòng)電機(jī)2，在所述動(dòng)力頭外殼7的一個(gè)端面開有孔， 所述動(dòng)力頭外殼7端面孔大于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的外徑，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)2穿過所述動(dòng)力頭外殼7端面的孔與所述偏心軸3連接，所述偏心軸3的兩端通過軸承4支撐在所述振動(dòng)體1 中，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)2與所述振動(dòng)體1固定在一起，所述動(dòng)力頭外殼7設(shè)置在所述振動(dòng)體1外， 所述接頭5或所述鉆桿6從所述動(dòng)力頭外殼7的下表面的一個(gè)孔穿出，所述振動(dòng)體1與所述動(dòng)力頭外殼7懸掛連接，可以在動(dòng)力頭外殼兩端部的上方和下方設(shè)置隔振器8，一來可以極大的消除偏心軸3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，使得在取樣時(shí)操作人員能夠更好的把握住取樣器以保證取得的樣品無擾動(dòng)，保真性好；二來可以使得偏心軸3的端部與動(dòng)力頭外殼7之間存在一定的間隙，免除偏心軸3旋轉(zhuǎn)與動(dòng)力頭外殼7產(chǎn)生摩擦；如圖2所示，在動(dòng)力頭外殼7的一個(gè)端面開有兩個(gè)孔，將兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2通過兩個(gè)孔分別與兩根偏心軸3連接，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的角速度相同，初相位相差180°，從而使兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的橫向振動(dòng)相互抵消，從端面看偏心軸3為扇形結(jié)構(gòu)，偏心軸3與驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的連接方式為花鍵連接，這種連接方式的好處在于安裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)不必去校對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端與偏心軸之間是否已經(jīng)穩(wěn)固的連接在一起，所述偏心軸3的兩端通過深溝球軸承4支撐所述振動(dòng)體1，而且，在偏心軸3上有臺(tái)肩，使得深溝球軸承4的安裝非常方便，深溝球軸承4可以承受極大的徑向壓力和軸向壓力，所述振動(dòng)體1下方固定連接有變絲接頭5，所述變絲接頭5上連接有鉆桿6，鉆桿6為鋁合金材質(zhì)，鉆桿6和變絲接頭5的連接方式為卡口式，這種連接方式可以根據(jù)不同的環(huán)境采取相應(yīng)的鉆桿5，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2采用交流異步電機(jī)或直流電機(jī)，用車載的電源即可對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī) 2進(jìn)行供電，直流電機(jī)可直接與車載電源連接，交流異步電機(jī)則需要加一個(gè)逆變器后再與車載電源連接，較之目前采用的液壓驅(qū)動(dòng)方式具有很優(yōu)越的移動(dòng)性和便攜性，在動(dòng)力頭外殼7 的下表面開有一個(gè)孔，所述孔直徑7大于所述變絲接頭5的外徑，目的是為了避免變絲接頭與動(dòng)力頭外殼接觸使得操作人員手持取樣器進(jìn)行取樣時(shí)由于劇烈的振動(dòng)不好把握取樣器， 所述變絲接頭5穿過所述孔伸出動(dòng)力頭外殼7，在每根偏心軸3的兩端均有軸承端蓋9，所述軸承端蓋9和所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)2通過螺釘固定在所述振動(dòng)體1上，使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)與振動(dòng)體先對(duì)靜止，所述軸承端蓋9與偏心軸3之間設(shè)置有密封圈11，這種構(gòu)造可以有效地防止偏心軸3松動(dòng)，也可以在偏心軸3高速旋轉(zhuǎn)時(shí)起到一定的消除噪聲的效果。為了操作人員使用起來更方便，在所述動(dòng)力頭外殼7相對(duì)的兩側(cè)設(shè)有把手10，把手10可以通過螺釘連接或者焊接的方式固定在動(dòng)力頭外殼7上，使用時(shí)，操作人員只要握住兩邊的把手10就可以進(jìn)行控制操作，使用起來非常方便。進(jìn)行取樣時(shí)，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2帶動(dòng)兩個(gè)偏心軸3旋轉(zhuǎn)，由于兩個(gè)偏心軸3的軸心處于同一水平面，所以產(chǎn)生的橫向力能相互抵消，從而只產(chǎn)生向下的周期性的激振力，當(dāng)振動(dòng)與鉆桿6的自然諧振頻率疊合時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生共振，驅(qū)動(dòng)鉆桿6和鉆桿前端的環(huán)形鉆頭不斷向巖土中推進(jìn)，高頻的振動(dòng)作用使鉆頭的切削刃以切削、剪切、斷裂的方式排開其鉆進(jìn)路徑上的物質(zhì)，并引起周圍土粒液化，將土粒從鉆桿6的側(cè)面移開，降低鉆具與孔壁的摩擦阻力， 也大大提高了鉆進(jìn)速度，在鉆進(jìn)的同時(shí)，鉆桿6內(nèi)部的取心筒跟進(jìn)，土壤進(jìn)入取心筒，鉆桿6 起到保護(hù)孔壁的作用。本發(fā)明不受環(huán)境的影響，取樣設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、移動(dòng)性能好，而且取得的樣品無擾動(dòng)、保真度好，取樣效率高，特別適用于人口密集、空間狹小、淺層土壤的環(huán)境取樣，由于在結(jié)構(gòu)上以及驅(qū)動(dòng)及供電方式的改進(jìn)使得在地表淺層取樣的費(fèi)用大大降低，取樣的效率有了極大的提高。
權(quán)利要求
1.便攜式地表淺層取樣器，包括振動(dòng)體(1)，所述振動(dòng)體(1)下方固定連接有接頭(5)， 所述接頭( 上連接有鉆桿(6)，其特征在于，還包括動(dòng)力頭外殼(7)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)O)，在所述動(dòng)力頭外殼(7)的一個(gè)端面開有孔，所述動(dòng)力頭外殼(7)端面孔大于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2) 的外徑，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 穿過所述動(dòng)力頭外殼(7)端面的孔與所述偏心軸C3)連接，所述偏心軸(3)的兩端通過軸承(4)支撐在所述振動(dòng)體(1)中，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 與所述振動(dòng)體(1)固定在一起，所述動(dòng)力頭外殼(7)設(shè)置在所述振動(dòng)體(1)外，所述接頭( 或所述鉆桿(6)從所述動(dòng)力頭外殼(7)的下表面的一個(gè)孔穿出，所述振動(dòng)體(1)與所述動(dòng)力頭外殼 (7)懸掛連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，所述接頭(5)為變絲接頭，所述振動(dòng)體(1)為四方體，所述動(dòng)力頭外殼(7)與所述振動(dòng)體(1)之間設(shè)置有隔振器 ⑶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，所述隔振器(8)為4 個(gè)，分別設(shè)置在動(dòng)力頭外殼(7)兩端部上方和下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，所述偏心軸(3)為兩根，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)⑵和所述動(dòng)力頭外殼(7)端面上開有的孔也為兩個(gè)，每根所述偏心軸 (3)分別通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 驅(qū)動(dòng)，所述兩個(gè)偏心軸( 的軸向相同且軸心處于同一水平面，所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 轉(zhuǎn)向相反且同速。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，在所述偏心軸(3)的兩端均有軸承端蓋(9)，所述軸承端蓋(9)和所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 通過螺釘固定在所述振動(dòng)體 (1)上，所述軸承端蓋(9)與所述偏心軸C3)之間設(shè)置有密封圈(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，在所述動(dòng)力頭外殼(7)相對(duì)的兩側(cè)設(shè)有把手(10)，所述把手(10)通過螺釘連接或焊接的方式固定在所述動(dòng)力頭外殼(8)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，所述接頭(5)內(nèi)部中空，所述接頭( 與所述鉆桿(6)通過卡口式連接方式連接在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，所述偏心軸C3)上帶有臺(tái)肩，所述軸承(4)為深溝球軸承。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，所述偏心軸C3)與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 通過花鍵方式連接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 為交流異步電機(jī)或直流電機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，所述鉆桿(6)為輕質(zhì)鉆桿。
全文摘要
本發(fā)明公開便攜式地表淺層取樣器，包括振動(dòng)體，振動(dòng)體下方固定連接有變絲接頭，變絲接頭上連接有鉆桿，還包括動(dòng)力頭外殼和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在動(dòng)力頭外殼的一個(gè)端面開有孔，動(dòng)力頭外殼端面孔的直徑大于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的外徑，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過動(dòng)力頭外殼端面的孔與偏心軸連接，偏心軸的兩端通過軸承支撐在振動(dòng)體中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與振動(dòng)體固定在一起，動(dòng)力頭外殼設(shè)置在振動(dòng)體外，動(dòng)力頭外殼的下表面開有一個(gè)孔，孔直徑大于變絲接頭的外徑，振動(dòng)體與動(dòng)力頭外殼懸掛連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、移動(dòng)性能好，而且取得的樣品無擾動(dòng)、保真度好，取樣效率高，特別適用于人口密集、空間狹小、淺層土壤的環(huán)境取樣。
文檔編號(hào)G01N1/08GK102435459SQ20111037988
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者劉寶林, 王瑜 申請(qǐng)人:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)