CN109520848A - 一种便携式地面强度检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明的一种便携式地面强度检测设备，包括动力机构和强度检测装置，所述动力机构用以施力于所述强度检测装置检测地面强度，所述强度检测装置包括：装置壳体、活动测量机构和位移检测机构。本发明的有益效果体现在，设备强度检测装置中活动测件主测量块的设置，以及可移动框架的配合设置，可方便检测地面强度时操作移动检测设备，便于移动检测设备于待检测点，也便于该检测点检测完毕后，移动检测设备至其余待检测点，扩大测量范围，提高检测结果的可靠性；位移检测机构中主位移传感器及辅位移传感器的配合设置，检测时辅位移传感器提供地面在不受作用力时的基准值，可起到辅助检测及校验功能，利于地面检测位置下沉深度测量的准确性。

Description

一种便携式地面强度检测设备

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种便携式地面强度检测设备。

背景技术

工程施工过程中，一些设备在使用前必须对所处位置的地面承载强度进行检测，当通过检测证明该处位置地面强度满足足够的承载强度后，才可进行施工作业。如混凝土浇筑车、起吊设备等施工时，要求支撑地面满足一定的承压强度要求，否则在混凝土浇筑过程中或重物起吊后，地面承载强度无法满足使用要求，造成地面塌陷，设备便存在侧翻的危险，造成安全事故。

因此需要在一些工程车施工前对地面强度进行检测，以确保车辆施工时安全可靠。而通常情况下是采用人工判断的方法，这种方法并不可靠，容易造成地面塌陷事故的发生。而现有的利用楔入式技术检测地面强度的设备，测出的地面强度与插入杆长度有关，测出的地面强度实为插入杆插入深度相同的土壤层的强度，对于更深层的地面强度不能准确反映，不能真实地反映当重物停留在某处时地面的承载力，如路面表层填筑到位强度较大，而更深层因填筑压实度不足等原因造成的强度不足却无法检测出来。如一些检测仪其工作方式是安装在车上如工程机械车架上进行随车测量，采用停车后检测，此种测量方法受安装位置限制，只能在安装位置所处的固定点检测，测量点无法全面覆盖，测量范围较小，由于检测不全面导致检测结果不一定真实可靠。还有一些检测仪在检测过程中并未检测地面沉降位移量，而是通过检测过程中力的变化及其他参数量计算得出地面强度值，导致测量结果不准确。因此，如何提供一种可方便用户携带并随时了解测试地的地面强度、提高地面强度测量准确性的地面强度检测设备，是需要解决的重要技术问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种便携式地面强度检测设备。

本发明的技术方案是，提供一种便携式地面强度检测设备，包括动力机构和强度检测装置，所述动力机构用以施力于所述强度检测装置检测地面强度，所述强度检测装置包括：

装置壳体，包括自上而下设置的两个相平行的第一平台和第二平台，以及连接所述第一平台和第二平台的竖直侧板；

活动测量机构，包括待机状态下置于所述第二平台的活动测件和连接于所述第一平台和第二平台的导向杆，导向杆套有弹簧并穿过活动测件设置的适配通孔，弹簧位于第一平台和活动测件之间；活动测件包括置于所述第二平台的测量板，测量板中部设有竖直向下延伸的带有下陷空腔的测头，测头设有与第一平台平行的表面平整的主测量块；

位移检测机构，包括正对于所述测头的下陷空腔并垂直于所述第一平台设置的主位移传感器，主位移传感器的探测头与所述测头的下陷空腔的腔底弹性接触。

优选方案，所述主位移传感器为自恢复位移传感器。

优选方案，所述位移检测机构还包括通过安装座安装于所述竖直侧板的辅位移传感器，所述辅位移传感器的测杆设有与第一平台平行的表面平整的辅测量块，所述辅测量块接触地面的底面与主测量块接触地面的底面齐平。

优选方案，所述动力机构包括液压千斤顶和安装所述液压千斤顶的底座，所述底座通过受力件与所述装置壳体的第一平台连接，所述受力件为上下表面平整的圆板状，且平行于所述第一平台，所述圆板状受力件设有压力传感器。

优选方案，所述圆板状受力件至少设置有两个压力传感器，所述多个压力传感器沿圆板状受力件边缘均匀布置。

优选方案，所述导向杆垂直连接于所述第一平台和第二平台，所述导向杆至少设置两根。

优选方案，所述辅位移传感器为自恢复位移传感器。

优选方案，所述辅位移传感器的测杆与辅测量块间设有铁块，所述安装座对应位置设有与所述铁块配合使用的磁铁。

优选方案，所述动力机构还包括表面平整的顶盘，所述顶盘与所述液压千斤顶的活塞杆通过球铰铰接，所述球铰包括球头、球头座以及与球头座螺纹连接的锁紧座，所述顶盘焊接于球头座，所述球头与活塞杆连接。

优选方案，所述检测设备还包括带脚轮的可移动框架，所述动力机构和强度检测装置可置于所述可移动框架内，可移动框架顶梁对称设有带弹簧的连杆与所述动力机构的顶盘连接。

优选方案，所述可移动框架顶部还设有相互垂直的两条支撑梁，两条支撑梁相连接的部位形成圆环状梁，所述液压千斤顶的液压缸可穿过圆环状梁并相对滑动，所述支撑梁对称设置带弹簧的连杆与所述动力机构的顶盘连接。

优选方案，所述可移动框架还设有放置操作所述液压千斤顶的液压手柄的插槽。

优选方案，所述可移动框架顶梁对称设有提手。

优选方案，所述检测设备还包括测控装置，所述测控装置可安装于所述可移动框架，所述测控装置包括可观察加载力、位移检测机构检测的位移数据等检测数据的显示屏。

本发明的有益效果体现在，提供一种便携式地面强度检测设备，设备强度检测装置中活动测件主测量块的设置，以及可移动框架的配合设置，可方便检测地面强度时操作移动检测设备，便于移动检测设备于待检测点，也便于该检测点检测完毕后，移动检测设备至其余待检测点，扩大测量范围，提高检测结果的可靠性；位移检测机构中主位移传感器及辅位移传感器的配合设置，检测时辅位移传感器提供地面在不受作用力时的基准值，可起到辅助检测及校验功能，利于地面检测位置下沉深度测量的准确性。

附图说明：

图1为本发明实施例所述便携式地面强度检测设备结构示意图；

图2为本发明实施例所述强度检测装置内部结构示意图；

图3为本发明实施例所述动力机构结构示意图；

图4为本发明实施例所述顶盘与活塞杆连接结构示意图。

附图标记说明

1.强度检测装置，11.装置壳体，111.第一平台，112.第二平台，113.竖直侧板，121.测量板，122.测头，123.主测量块，124.导向杆，125.弹簧，13.主位移传感器，131.探测头，14.辅位移传感器，141.辅测量块，142.测杆，143.铁块，144.磁铁，15.受力件，151.压力传感器，2.液压千斤顶，21.活塞杆，22.液压油缸，23.底座，24.顶盘，25.球铰，251.球头，252.锁紧座，253.球头座，26.液压手柄，3.可移动框架，31.顶梁，32.脚轮，33.连杆，34.提手，35.支撑梁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4所示，本发明提供的具体实施例如下：

本实施例的一种便携式地面强度检测设备，包括动力机构2和强度检测装置1，所述动力机构用以施力于所述强度检测装置检测地面强度，所述强度检测装置包括：装置壳体11，包括自上而下设置的两个相平行的第一平台111和第二平台112，以及连接所述第一平台和第二平台的竖直侧板113；活动测量机构，包括待机状态下置于所述第二平台的活动测件和连接于所述第一平台111和第二平台112的导向杆124，导向杆124套有弹簧125并穿过活动测件设置的适配通孔，弹簧位于第一平台和活动测件之间，弹簧用于在动力机构施加作用荷载时提供活动测件弹力；活动测件包括置于所述第二平台112的测量板121，测量板121中部设有竖直向下延伸的带有下陷空腔的测头122，测头122设有与第一平台平行的表面平整的主测量块123；位移检测机构，包括正对于所述测头122的下陷空腔并垂直于所述第一平台111设置的主位移传感器13，主位移传感器13的探测头131与所述测头122的下陷空腔的腔底弹性接触。本实施例中强度检测装置的设置，活动测件可在装置壳体内沿导向杆在竖直方向运动，其中导向杆套有弹簧，用以施加弹力于活动测件，测头可拆卸的安装主测量块，可根据实际检测需要更换主测量块；测头中部的下陷空腔可容纳主位移传感器，主位移传感器的探测头与所述测头的下陷空腔的腔底弹性接触。当通过动力机构加载作用荷载于强度检测装置时，主测量块接触地面，导向杆套置的弹簧逐渐被压缩，随着弹簧被压缩，弹簧通过活动测件的主测量块对地面施加与弹簧压缩力相等的力，地面对主测量块产生一反向阻力，若地面的反向阻力小于主测量块作用在地面上的力，主测量块推动地面下沉，并通过主位移传感器测出主测量块的下沉位移量。主测量块可以具体采用表面平整的圆板状，可以增大地面检测范围，利于检测的准确性。

优选实施例方案，所述主位移传感器为自恢复位移传感器。所述自恢复位移传感器的测杆端部的探测头与所述测头的下陷空腔的腔底弹性接触。本实施例中主位移传感器采用自恢复位移传感器，达到的效果为主位移传感器的探测头可保持跟随测头运动，也可避免如主位移传感器安装时带来的测杆与活动测件的测头不同轴情况造成主位移传感器损伤。

优选实施例方案，所述位移检测机构还包括通过安装座安装于所述竖直侧板113的辅位移传感器14，所述辅位移传感器的测杆142设有与第一平台111平行的表面平整的辅测量块141，所述辅测量块141接触地面的底面与主测量块123接触地面的底面齐平。为了提高地面下沉位移量检测的准确性，采用设置辅位移传感器的方案辅助下沉位移量的检测。其中辅测量块接触地面的底面与主测量块接触地面的底面齐平，辅位移传感器的测杆与主位移传感器的测杆保持平行，由于辅位移传感器固定安装于装置壳体的竖直侧板，以及测杆设有与第一平台平行且与主测量块齐平的辅测量块，当通过动力机构加载作用荷载于强度检测装置时，辅位移传感器与主位移传感器同时检测位移量，都可采用自恢复位移传感器，此时辅位移传感器提供地面在不受作用力时的基准值(测量时，辅测量块接触地面，随着作用荷载施加，辅位移传感器测杆会自动收回，从而提供地面在不受作用力时的基准值)，若地面强度小于施加的作用荷载，主测量块将推动接触的地面产生下沉，两个位移传感器检测的位移量之差即为主测量块推动地面下沉的深度。辅位移传感器的设置，可起到校验功能，利于地面检测位置下沉深度测量的准确性。

优选实施例方案，所述动力机构包括液压千斤顶2和安装所述液压千斤顶的底座23，所述底座23通过受力件15与所述装置壳体11的第一平台连接，所述受力件为上下表面平整的圆板状，且平行于所述第一平台，所述圆板状受力件设有压力传感器151。当通过液压千斤顶施加设定的作用荷载于强度检测装置时，主测量块接触地面，导向杆套置的弹簧逐渐被压缩，随着弹簧被压缩，弹簧通过活动测件的主测量块对地面施加与弹簧压缩力相等的力，同时弹簧力也通过受力件反作用于液压千斤顶，并通过受力件传递到压力传感器，压力传感器检测的即主测量块对地面的压力。地面对主测量块产生一反向阻力，若地面的反向阻力小于主测量块作用在地面上的力，主测量块推动地面下沉。

优选实施例方案，所述圆板状受力件至少设置有两个压力传感器，所述多个压力传感器沿圆板状受力件边缘均匀布置。本实施例中设置多个压力传感器，当其中一个压力传感器损坏，不影响设备的正常工作。

优选实施例方案，所述导向杆124垂直连接于所述第一平台111和第二平台112，所述导向杆至少设置两根。本实施例中，至少设置两根导向杆的目的在于，保持活动测件在弹簧压缩力作用下平稳沿导向杆运动，防止活动测件偏斜，导致测量的地面下沉位移量不准确。

优选实施例方案，所述辅位移传感器为自恢复位移传感器。本实施例中辅位移传感器为自恢复位移传感器，即在待机工作状态下，辅位移传感器的测杆可以收回传感器壳体内，起到保护辅位移传感器的作用，防止其在不使用的时候发生损坏。

优选实施例方案，所述辅位移传感器的测杆142与辅测量块141间设有铁块143，所述安装座对应位置设有与所述铁块143配合使用的磁铁144。本实施例中铁块和磁铁的配合设置，可保证辅位移传感器的测杆牢固收起。

优选实施例方案，所述动力机构还包括表面平整的顶盘24，所述顶盘24与所述液压千斤顶的活塞杆21通过球铰25铰接，所述球铰包括球头251、球头座253以及与球头座螺纹连接的锁紧座252，所述顶盘24焊接于球头座253，所述球头251与活塞杆21连接，球铰的设置可以让顶盘与承力装置更好的接触。

优选实施例方案，所述检测设备还包括带脚轮32的可移动框架3，所述动力机构和强度检测装置可置于所述可移动框架内，可移动框架顶梁31对称设有带弹簧的连杆33与所述动力机构的顶盘24连接，所述连杆分别与顶盘和可移动框架顶梁铰接连接，弹簧可设于连杆中部。其中，设置带弹簧的连杆，可防止顶盘偏转时对连杆产生拉力。可移动框架的设置，可以便于移动检测设备于待检测点，也便于该检测点检测完毕后，移动检测设备至其余待检测点，扩大测量范围，提高检测结果的可靠性。

优选实施例方案，所述可移动框架3顶部还设有相互垂直的两条支撑梁35，两条支撑梁相连接的部位形成圆环状梁，所述液压千斤顶的液压缸可穿过圆环状梁并相对滑动，所述支撑梁对称设置带弹簧的连杆33与所述动力机构的顶盘24连接，所述连杆分别与顶盘和支撑梁铰接连接，弹簧可设于连杆中部。其中，圆环梁的设置，可以实现可移动框架与液压千斤顶的液压油缸松配合而相对滑动。

优选实施例方案，所述可移动框架3还设有放置操作所述液压千斤顶的液压手柄26的插槽。

优选实施例方案，所述可移动框架顶梁31对称设有提手。

优选实施例方案，所述检测设备还包括测控装置4，所述测控装置4可安装于所述可移动框架3，所述测控装置包括可观察加载力、位移检测机构检测的位移数据等检测数据的显示屏。本实施例中测控装置安装于框架上，可方便观察和记录数据。

本实施例提供的便携式地面强度检测设备的工作原理及过程为：当工程车辆或施工设备施工作业前需要检测地面强度时，将检测设备置于地面上，测控装置接通电源，移动检测设备置于工程车辆或施工设备底部，将顶盘置于车辆或施工设备底部较为坚固的位置，如车辆悬架上，将液压手柄插入千斤顶液压油缸套筒内摇动手柄，液压千斤顶的活塞杆伸出不断加压(此时可移动框架随活塞杆上升，脚轮脱离地面)，同时观察测控装置显示屏上的压力传感器检测的压力数据和位移检测机构检测的下沉位移量，加压至设定的压力。

加压过程中，主测量块接触地面，导向杆套置的弹簧逐渐被压缩，随着弹簧被压缩，弹簧通过活动测件的主测量块对地面施加与弹簧压缩力相等的力，同时弹簧力也通过受力件反作用于液压千斤顶，并通过受力件传递到压力传感器，压力传感器检测的即主测量块对地面的压力。主测量块与地接触面积为A，若地面承压强度满足量为≥P，则压力传感器检测的压力F＝P×A。地面对主测量块产生一反向阻力，若地面的反向阻力小于主测量块作用在地面上的力，主测量块推动地面下沉。在液压千斤顶的活塞杆以及弹簧推压下，随着弹簧压缩力增大，压力传感器检测到设备设定的压力上限值时，停止加压，此时保持该压力状态不小于2min，若地面强度小于主测量块作用在地面上的力，主测量块将推动地面将下沉，此时液压油缸内压力减小，弹簧会伸长；若压力减小到设备设定的压力下限值时，此时继续加压，向液压油缸内补充压力，弹簧重新被压缩，当重新达到设定的压力上限值时，停止加压保持该压力状态不小于2min，位移检测机构开始检测并记录地面的下沉位移量，并以此作为初始位移量；设备继续保持该压力状态2min后，再次记录地面的下沉位移量，通过计算两次下沉位移量之差判别地面强度能否满足要求。若两次下沉位移量之差不大于设定值，则地面强度满足施工作业要求。

如观察测控装置显示屏的检测数据，摇动手柄加载压力至1000KG，根据地面强度判定方法，通过液压千斤顶向地面加载压强至0.6－0.9MPa，保持时间不小于2min然后开始记录地面下沉位移量，继续保持0.6－0.9MPa压强2min后再次记录地面下沉位移量，当两次下沉位移量之差不大于0.12mm时可判定地面强度满足条件，此时作用在检测设备上的力小于等于1000kg。本实施例中，液压油缸直径D₁＝40mm，油缸活杆直径D₂＝28mm，油缸行程H＝550mm，主测量块直径D₃＝75mm。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了使于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。其中，“里侧”是指内部或围起来的区域或空间。“外围”是指某特定部件或特定区域的周围的区域。

在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用以描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A～B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。

在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种便携式地面强度检测设备，包括动力机构和强度检测装置，所述动力机构用以施力于所述强度检测装置检测地面强度，其特征在于，所述强度检测装置包括：

装置壳体，包括自上而下设置的两个相平行的第一平台和第二平台，以及连接所述第一平台和第二平台的竖直侧板；

活动测量机构，包括待机状态下置于所述第二平台的活动测件和连接于所述第一平台和第二平台的导向杆，导向杆套有弹簧并穿过活动测件设置的适配通孔，弹簧位于第一平台和活动测件之间；活动测件包括置于所述第二平台的测量板，测量板中部设有竖直向下延伸的带有下陷空腔的测头，测头设有与第一平台平行的表面平整的主测量块；

位移检测机构，包括正对于所述测头的下陷空腔并垂直于所述第一平台设置的主位移传感器，主位移传感器的探测头与所述测头的下陷空腔的腔底弹性接触。

2.根据权利要求1所述的一种便携式地面强度检测设备，其特征在于，所述主位移传感器为自恢复位移传感器。

3.根据权利要求1或2所述的一种便携式地面强度检测设备，其特征在于，所述位移检测机构还包括通过安装座安装于所述竖直侧板的辅位移传感器，所述辅位移传感器的测杆设有与第一平台平行的表面平整的辅测量块，所述辅测量块接触地面的底面与主测量块接触地面的底面齐平。

4.根据权利要求1所述的一种便携式地面强度检测设备，其特征在于，所述动力机构包括液压千斤顶和安装所述液压千斤顶的底座，所述底座通过受力件与所述装置壳体的第一平台连接，所述受力件为上下表面平整的圆板状，且平行于所述第一平台，所述圆板状受力件设有压力传感器。

5.根据权利要求1所述的一种便携式地面强度检测设备，其特征在于，所述圆板状受力件至少设置有两个压力传感器，所述多个压力传感器沿圆板状受力件边缘均匀布置。

6.根据权利要求1或2所述的一种便携式地面强度检测设备，其特征在于，所述导向杆垂直连接于所述第一平台和第二平台，所述导向杆至少设置两根。

7.根据权利要求3所述的一种便携式地面强度检测设备，其特征在于，所述辅位移传感器为自恢复位移传感器。

8.根据权利要求7所述的一种便携式地面强度检测设备，其特征在于，所述辅位移传感器的测杆与辅测量块间设有铁块，所述安装座对应位置设有与所述铁块配合使用的磁铁。

9.根据权利要求4所述的一种便携式地面强度检测设备，其特征在于，所述动力机构还包括表面平整的顶盘，所述顶盘与所述液压千斤顶的活塞杆通过球铰铰接。

10.根据权利要求9所述的一种便携式地面强度检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括带脚轮的可移动框架，所述动力机构和强度检测装置可置于所述可移动框架内，可移动框架顶梁对称设有带弹簧的连杆与所述动力机构的顶盘连接。