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原文传递一种全自动土样制备装置及制备方法

专利名称：	一种全自动土样制备装置及制备方法
摘要：	本发明属于土建取样制备技术领域，公开了一种全自动土样制备装置及制备方法，以解决现有技术人工环刀制样中的问题，该全自动土样制备装置，包括定位切样组件、切断组件、取刀切样组件、环刀库、上料台以及下料台；定位切样组件包括第一竖直滑轨，第一竖直滑轨上连接第一夹取装置，切断组件包括连接滑块，连接滑块中滑动连接有连接架杆，连接架杆上连接有切断刀，取刀切样组件包括水平导轨，水平导轨上装有气动滑台，气动滑台上装有第二竖直滑轨，第二竖直滑轨上连接有第二夹取装置，本发明极大程度上保持了制取土样的均一性与原状性，减小人工制样误差，从而确保了试验数据的准确稳定。本发明高效、便捷、制样速度快提高工作效率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	甘肃;62
申请人：	兰州交通大学
发明人：	包得祥;王宝成;虎居峰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910271623.5
公开号：	CN109916687A
代理机构：	甘肃省知识产权事务中心
代理人：	王娜
分类号：	G01N1/28(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	730070 甘肃省兰州市安宁区安宁西路88号
主权项：	1.一种全自动土样制备装置，其特征是：包括设置在工作台（1）上的定位切样组件、切断组件、取刀切样组件、上料台（2）以及下料台（25），还包括控制系统；所述定位切样组件包括固定在工作台（1）上的第一竖直滑轨（8），第一竖直滑轨（8）上滑动连接第一夹取装置，第一夹取装置连接有可供第一夹取装置上下滑动的第一动力装置，第一夹取装置中卡装有第一环刀（29）；所述切断组件包括紧固在第一夹取装置顶部的连接滑块（5），连接滑块（5）中滑动连接有连接架杆（11），连接架杆（11）的一端可拆卸连接有切断刀（4），连接架杆（11）的另一端装有可供切断刀（4）水平运动的第三动力装置；所述取刀切样组件包括设置在工作台（1）上的水平导轨（16），水平导轨（16）上装有气动滑台（15），且气动滑台（15）的一侧连接有可供气动滑台（15）沿水平导轨（16）运动的第四动力装置，气动滑台（15）上装有第二竖直滑轨（17），第二竖直滑轨（17）上滑动连接有第二夹取装置，第二夹取装置连接有可供第二夹取装置上下滑动的第二动力装置，第二夹取装置中装有第二环刀（24），且第二环刀（24）的内径小于第一环刀（29）的内径，且上料台（2）设置在第一环刀（29）的下方；所述气动滑台（15）、第一夹取装置、第二夹取装置、第一动力装置、第二动力装置、第三动力装置以及第四动力装置均与控制系统连接。 2.根据权利要求1所述的一种全自动土样制备装置，其特征是：所述上料台（2）的旁边设有环刀库，环刀库包括设置在工作台（1）上的环刀支柱（23），环刀支柱（23）的顶部设有支撑环板（40），支撑环板（40）的边缘设有垫高立柱，垫高立柱的顶部设有料筒环板（41），料筒环板（41）的顶部设有料筒（42），且料筒环板（41）上设有直径与料筒（42）内径相同的下刀孔，料筒（42）中从下而上依次装有多个备用环刀（22）。 3.根据权利要求2所述的一种全自动土样制备装置，其特征是：所述环刀支柱（23）与料筒（42）同轴设置，且上料台（2）的底部中心与环刀支柱（23）的底部中心之间的连线与水平导轨（16）平行，环刀支柱（23）的底部中心与下料台（25）的底部中心之间的连线与水平导轨（16）垂直。 4.根据权利要求1或3所述的一种全自动土样制备装置，其特征是：所述第三动力装置为第一行程气缸（10），第一行程气缸（10）的活塞端紧固连接有竖直导轨（12），竖直导轨（12）上活动套装有连接架杆（11），竖直导轨（12）的下部垂直连接有水平导轨（31），水平导轨（31）的端部活动套装在支撑块（43）中，且支撑块（43）的底部固定在工作台（1）上，支撑块（43）的顶部固定在第一竖直滑轨（8）的底部。 5.根据权利要求4所述的一种全自动土样制备装置，其特征是：所述连接架杆（11）包括U型连接架（35）以及与U型连接架（35）的开口两端固定连接的切断刀滑动杆（33），切断刀滑动杆（33）滑动安装在连接滑块（5）上的滑孔中，且切断刀滑动杆（33）的端部可拆卸连接有切断刀（4）。 6.根据权利要求5所述的一种全自动土样制备装置，其特征是：所述第一动力装置为第一步进电机（9），且第一步进电机（9）安装在第一竖直滑轨（8）的顶部，第一步进电机（9）的第一螺纹杆（28）与第一竖直滑轨（8）平行，且第一螺纹杆（28）上装有第一控制块（7），第一控制块（7）的一侧固定连接有第一滑块（27），第一滑块（27）与第一竖直滑轨（8）滑动连接，第一控制块（7）的另一侧固定连接有第一夹取装置，所述第一夹取装置包括第一手指气缸（6），第一手指气缸（6）上设有第一气爪（3），第一气爪（3）中安装有第一环刀（29）。 7.根据权利要求6所述的一种全自动土样制备装置，其特征是：所述第二动力装置为第二步进电机（19），第二步进电机（19）安装在第二竖直滑轨（17）的顶部，第二步进电机（19）的第二螺纹杆（37）上装有第二控制块（18），第二控制块（18）的一侧固定连接有第二滑块（36），第二滑块（36）与第二竖直滑轨（17）滑动连接，第二控制块（18）的另一侧固定连接有第二夹取装置，所述第二夹取装置包括第二手指气缸（20），第二手指气缸（20）上设有第二气爪（21），第二气爪（21）中卡装有第二环刀（24）。 8.根据权利要求7所述的一种全自动土样制备装置，其特征是：所述第四动力装置为第二行程气缸（13），第二行程气缸（13）的活塞端连接有推拉板（14），推拉板（14）与设置在气动滑台（15）底部的滑台用滑块（38）固定连接。 9.根据权利要求4所述的一种全自动土样制备装置，其特征是：所述气动滑台（15）上可拆卸连接有底座（39），底座（39）上固定装有第二竖直滑轨（17），底座（39）上还设有第二定位孔座（34），第二定位孔座（34）与第二螺纹杆（37）的下端配合安装，且第二螺纹杆（37）的下端为光杆，所述支撑块（43）上设有第一定位孔座（30），第一定位孔座（30）与第一螺纹杆（28）的下端配合安装，且第一螺纹杆（28）的下端为光杆；所述第一行程气缸（10）的活塞端通过螺栓连接有导轨连接块（32），导轨连接块（32）的顶部固定连接有竖直导轨（12），导轨连接块（32）中还紧固连接有与竖直导轨（12）垂直的水平导轨（31）。 10.一种全自动土样制备方法，其特征是，包括以下步骤：（1）将待制备土样（13）从土样筒中取出置于上料台（2）上；（2）初始位置时，第一控制块（7）位于第一螺纹杆（28）的上部，第二控制块（18）位于第二螺纹杆（37）的上部；启动第一步进电机（9），第一手指气缸（6）与第一滑块（27）同步沿第一竖直导轨（8）向下动作，第一气爪（3）带动第一环刀（29）由待制备土样（13）的顶部向下行进至待制备土样（13）的底部，将待制备土样（13）进行第一次切削；（3）启动第二行程气缸（13），气动滑台（15）动作，同时气动滑台（15）沿水平导轨（16）行进至第二气爪（21）位于支撑环板（40）与料筒环板（41）之间的备用环刀处，第二气爪（21）动作，夹取一个第二环刀（24），之后气动滑台（15）回缩，第二行程气缸（13）回缩，带动气动滑台（15）、第二竖直导轨（17）及第二气爪（21）回退，之后气动滑台（15）动作，第二气爪（21）位于待制备土样（13）的正上方，第二步进电机（19）动作，第二气爪（21）带动第二环刀（24）由土样顶部向下行进25mm-35 mm，对土样进行第二次切削；（4）之后第一手指气缸（6）动作，第一气爪（3）松开第一环刀（29），第一步进电机（9）动作，带动第一气爪（3）及切割刀（4）沿着第一竖直滑轨（8）向上行进至切断刀（8）距第二环刀（24）的下方8mm-10mm处，第一手指气缸（6）动作，第一气爪（3）夹持待制备土样（13），启动第一行程气缸（10），切断刀（4）对土样进行横向切断后回归原位；（5）之后第二气爪（21）夹着第二环刀（24）及制备完成的土样，气动滑台（15）沿水平导轨（16）行进，同时气动滑台（15）回位，第二气爪（21）位于下料台（25）的正下方，第二步进电机（19）动作，第二气爪（21）沿着第二竖直滑轨（17）向下运行，将带有第二环刀（24）的制备完成的土样放置于下料台（25）上，由人工进行土样整平；（6）之后第一气爪（3）松开待制备土样（13），第一步进电机（9）动作，带动第一气爪（3）及切割刀（4）沿着第一竖直滑轨（8）向下行进，第二气爪（21）夹取下一个第二环刀（24）进行第二次切削，准备下一个土样的切削；（7）重复以上步骤，制取完成后去除上料台（2）上的残余土体，放入下一个全新土样，准备下一组试样的制备。
所属类别：	发明专利