CN109972604B - 一种公路实验用压实度样品检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种公路实验用压实度样品检测装置，包括：筒体、容器、水平座、第一铰接轴、第一限转组件、旋转板、第二铰接轴、第二限转组件、支撑架、支撑环、锅体以及水平指示组件；筒体为顶部开口的桶状结构，筒体内设置有用于容纳酒精的容器，容器放置在水平座顶面凹陷形成的第一凹槽内；水平座固定至第一铰接轴，第一铰接轴能转动地安装在旋转板上，第一铰接轴上安装有用于限制第一铰接轴相对旋转板旋转的第一限转组件，筒体侧壁开设有弧形槽，弧形槽供第一限转组件穿过。公路实验用压实度样品检测装置解决现有技术中无法实现通过非人为方式将水平板保持在水平方向上而导致操作困难的问题。

Description

一种公路实验用压实度样品检测装置

技术领域

本发明涉及压实度检测用设备，具体涉及一种公路实验用压实度样品检测装置。

背景技术

中国专利中公开了一种申请号为CN201420136943.2的带有压实度测量工具的工地现场实用简易压实度测量箱，该测量箱包括：包括旅行箱和安装在旅行箱内的上、下两片仪器模板，以及测量压实度和含水量的试验仪器设备。在使用上述测量箱过程，烘干式样采用以下步骤：(A)取代表性试样(粘质土5-10g，砂类土20-30g)放入铝盒内，调平压实度测量箱，用防风挡板挡风，用天平称湿土质量,(B)用酒精用胶头滴管将酒精注入放有试样的铝盒中，直至盒中出现自由液面为止；(C)水平板放在地面上调平，将铝盒放在水平板上，用防风挡板连接在水平板四周进行挡风，点燃铝盒中酒精，燃至火焰熄灭；(D)将试样冷却数分钟，按第B、C步骤的方法重新燃烧两次；(E)待第三次火焰熄灭后，盖好盒盖，冷却后，立即称干土质量，准确至0.01g。虽然能够实现烘干，但是仍然存在以下缺点：

由于水平板又要保持在水平方向，又要用防风挡板将水平板和铝盒挡住，导致一个人无法操作，增加了燃烧时的操作难度，不方便使用。

发明内容

本发明要提供一种公路实验用压实度样品检测装置，解决现有技术中无法实现通过非人为方式将水平板保持在水平方向上而导致操作困难的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种公路实验用压实度样品检测装置，包括：筒体、容器、水平座、第一铰接轴、第一限转组件、旋转板、第二铰接轴、第二限转组件、支撑架、支撑环、锅体以及水平指示组件；筒体为顶部开口的桶状结构，筒体内设置有用于容纳酒精的容器，容器放置在水平座顶面凹陷形成的第一凹槽内；水平座固定至第一铰接轴，第一铰接轴能转动地安装在旋转板上，第一铰接轴上安装有用于限制第一铰接轴相对旋转板旋转的第一限转组件，筒体侧壁开设有弧形槽，弧形槽供第一限转组件穿过；旋转板固定在第二铰接轴上，第二铰接轴穿过筒体侧壁，第二铰接轴能相对筒体旋转，在筒体外侧上安装有第二限转组件，第二限转组件与第二铰接轴相连，第二限转组件用于限制第二铰接轴旋转，第二铰接轴与第一铰接轴垂直；水平座上方通过支撑架连接有支撑环，支撑环顶面凹陷形成第二凹槽，第二凹槽内用于放置锅体，支撑环能供容器穿过，锅体用于装载样品；在水平座上安装有水平指示组件，第一凹槽支撑容器的面为支撑面，水平指示组件用于指示支撑面是否与水平面平行。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1)设旋转板相对筒体旋转时移动的方向为Y方向(即是：竖直方向)和X方向，水平座相对旋转板旋转时移动的方向为Y方向(即是：竖直方向)和Z方向，继而实现了水平座在Y方向(即是：竖直方向)、X方向以及Z方向的位置变化，实现了将水平座上支撑面调节到与水平面平行的位置，避免了因支撑面不在水平面上而导致容器内酒精燃烧时火苗与锅体的相对位置变化，众所周知，火苗上各处的温度不一样，因此导致锅体受热不一样，导致锅体内样品加热后的烘干度不一样，影响最后计算出来的压实度的准确度(计算压实度的步骤为以下步骤：(1)从余土中取代表性试样测定含水率w：土壤含水量以土壤中所含水分重量占烘干土重的百分数表示，计算公式如下：含水量w(重量％)＝(原土重-烘干土重)/烘干土重×100％＝水重/烘干土重×100％；(2)试样的湿密度，应按下式计算：ρ＝(m2-m1)/V，式中ρ——试样的密度(g/cm3)，准确到0.01g/cm3，m1——环刀质量；(3)试样的干密度，应按下式计算：ρd＝ρ/(1+0.01w)；)，加热时的温度影响加热后的烘干土重，通过调节水平座的位置保证了火苗位于竖直方向上；

2)通过设置第一限转组件以及第二限转组件，首先筒体能够稳定放置在任何工作平面上，即便是工作平面与水平面有所偏离，可以调节旋转板与筒体的位置以及水平座与旋转板的位置，使得支撑面与水平面平行，第一限转组件和第二限转组件则是为了保持能保持支撑面的位置，避免了需要人工扶住水平板，同时筒体也不需要人工扶住，简化了操作，实现了一个人也能够实现对样品粉末的烘干；

3)水平指示组件对旋转板和水平座的旋转进行了指示，保证了支撑面位于水平面上；

4)第二凹槽支撑锅体的面为台阶面，台阶面与支撑面平行，支撑环是随着水平座一起旋转的，因此能够保证锅体底面与容器的距离一定，火苗每个位置不一样，保证了每次加热时火苗到锅体的距离一定，因此保证了烘干度一样，避免了锅体到生出火苗的容器距离对压实度的影响，进一步保证了压实度检测的准确度。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为一种公路实验用压实度样品检测装置的主视图；

图2为一种公路实验用压实度样品检测装置的剖视图；

图3为图1中第三齿轮与内齿环处的剖视图；

图4为图1中第二限转组件处的剖视图；

图5为图1中第一限转组件处的剖视图；

图6为封堵组件13的结构示意图。

附图标记：筒体1、容器2、水平座3、第一铰接轴4、第一限转组件5、第一齿轮51、第二齿轮52、拉杆53、第一弹簧54、安装座55、旋转板6、第二铰接轴7、第二限转组件8、移动盖体81、第二弹簧82、第三齿轮83、内齿环84、支撑架9、支撑环10、锅体11、水平指示组件12、立杆121、安装杆122、指示块123、悬吊绳124、铅锤125、封堵组件13、骨架131、折叠件132。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：

如图1至图5所示，一种公路实验用压实度样品检测装置，包括：筒体1(其充当了防风挡板的作用，但是设置为顶部开口的桶状结构，使得筒体1能够稳定地放置在工作平面上，也为后续旋转板6以及水平座3的安装提供了安装基础)、容器2、水平座3、第一铰接轴4、第一限转组件5、旋转板6、第二铰接轴7、第二限转组件8、支撑架9、支撑环10、锅体11以及水平指示组件12；筒体1为顶部开口的桶状结构，筒体1内设置有用于容纳酒精的容器2，容器2放置在水平座3顶面凹陷形成的第一凹槽内；水平座3固定至第一铰接轴4，第一铰接轴4能转动地安装在旋转板6上，第一铰接轴4上安装有用于限制第一铰接轴4相对旋转板6旋转的第一限转组件5，筒体1侧壁开设有弧形槽，弧形槽供第一限转组件5穿过；旋转板6固定在第二铰接轴7上，第二铰接轴7穿过筒体1侧壁，第二铰接轴7能相对筒体1旋转，在筒体1外侧上安装有第二限转组件8，第二限转组件8与第二铰接轴7相连，第二限转组件8用于限制第二铰接轴7旋转，第二铰接轴7与第一铰接轴4垂直；水平座3上方通过支撑架9连接有支撑环10，支撑环10顶面凹陷形成第二凹槽，第二凹槽内用于放置锅体11，支撑环10能供容器2穿过，锅体11用于装载样品；在水平座3上安装有水平指示组件12，第一凹槽支撑容器2的面为支撑面，水平指示组件12用于指示支撑面是否与水平面平行。

转板相对筒体1旋转时移动的方向为Y方向(即是：竖直方向)和X方向，水平座3相对旋转板6旋转时移动的方向为Y方向(即是：竖直方向)和Z方向，实现了水平座3在Y方向与X方向之间的偏转、Y方向与Z方向之间的偏转，使得水平座3上的支撑面能够被调节到与水平面平行的位置，水平指示组件12来指示支撑面是否与水平面是否平行。

由于筒体1需要将水平座3以及支撑环10围住，避免外界吹风对火苗的影响；再加上，如果将第一限转组件5和第二限转组件8设置在筒体1内，为了方便触动第一限转组件5和第二限转组件8，会导致筒体1顶部开口较大，增加了风流动至筒体1内的几率；故将第一限转组件5和第二限转组件8设置在外，实现仅筒体1顶部通风提供氧气，且结构紧凑，避免了筒体1敞开较大而导致外界有风流动至筒体1内影响火苗。

在筒体1上开设弧形槽，弧形槽所在圆周的圆心为第二铰接轴7的轴心，实现了第一限转组件5能够随着旋转板6旋转，既保证了筒体1的敞开度较小，又避免了第一限转组件5影响旋转板6的旋转。

第二铰接轴7穿出筒体1外，为第二限转组件8的安装提供了条件，既保证了筒体1的敞开度较小，又方便了调节第二限转组件8。

为了设计结构简单且使用方便的第一限转组件5，第一限转组件5包括：第一齿轮51、第二齿轮52、拉杆53、第一弹簧54以及安装座55，第一齿轮51与第一铰接轴4一端固定，第一齿轮51能与第二齿轮52啮合，第二齿轮52固定至拉杆53一端，拉杆53穿过安装座55，安装座55固定至旋转板6上，安装座55穿过弧形槽，第二齿轮52、拉杆53以及第一弹簧54位于筒体1上，拉杆53固定至第一弹簧54一端，第一弹簧54另一端固定至安装座55，在弹簧弹力下能保持第二齿轮52和第一齿轮51啮合，拉杆53与第一铰接轴4平行，拉杆53不能相对安装座55旋转。

第一齿轮51足够大，第一齿轮51一部分位于筒体1内，第一齿轮51另一部分位于筒体1外，从而既保证了第一齿轮51与位于筒体1内的第一铰接轴4连接，又保证了第一齿轮51能与位于筒体1外的第二齿轮52啮合。当需要旋转第一铰接轴4时，首先，拉动拉杆53，使得第二齿轮52与第一齿轮51脱离，保持此状态；然后，手动拨动第一齿轮51，使得第一齿轮51旋转，第一齿轮51旋转带动第一铰接轴4旋转，由于第一铰接轴4与水平座3固定，水平座3旋转，旋转到需要的位置；最后，释放拉杆53，在第一弹簧54弹力下，第二齿轮52与第一齿轮51啮合，由于拉杆53为长方体等结构，拉杆53不能相对安装座55旋转，第二齿轮52不能相对旋转板6旋转，因此第一齿轮51和第一铰接轴4就不能继续相对旋转板6旋转了，实现将水平座3与旋转板6定位。

如图1以及图6所示，为了避免因安装座55与弧形槽内壁之间缝隙较大而影响容器2发出的火苗，在安装座55两侧各自安装有一封堵组件13，两封堵组件13分别用于封堵安装座55两侧与弧形槽内壁之间间隙；每一封堵组件13包括：至少三骨架131以及一折叠件132，弧形槽内壁凹陷形成滑槽，滑槽与弧形槽平行，每一骨架131均横跨弧形槽，每一骨架131两端分别伸入至两滑槽内，所有骨架131均与折叠件132连接，折叠件132能被折叠，折叠件132一端与弧形槽内壁固定，折叠件132另一端与安装座55固定。

由于安装座55要在弧形槽内滑动，因此难免安装座55与弧形槽内壁之间有间隙，为了使得此间隙较小，降低漏风的几率，因此设计了封堵组件13。

折叠件就像是纸扇上的纸，骨架就像是纸扇的骨架。随着安装座55的滑动，折叠件被牵拉或折叠，骨架导向折叠件的运动，避免折叠件胡乱运动时与弧形槽壁相互作用而导致折叠件被损坏，延长折叠件的使用寿命。折叠件是随着安装座55的运动而运动的，因此不会影响安装座55的运动，同时也阻挡了风进入。

为了设计结构简单且使用方便的第二限转组件8，第二限转组件8包括：移动盖体81、第二弹簧82、第三齿轮83以及内齿环84，筒体1外壁凹陷形成伸缩槽，移动盖体81一端伸入至伸缩槽内，移动盖体81不能相对筒体1旋转，移动盖体81能相对筒体1在与第二铰接轴7平行的方向上运动，移动盖体81连接至第二弹簧82一端，第二弹簧82另一端固定至伸缩槽内壁，移动盖体81内设置有内齿环84，内齿环84能与第三齿轮83啮合，第三齿轮83与第二铰接轴7固定。

移动盖体81外形为长方体结构，因此移动盖体81不能相对筒体1旋转。

当需要旋转旋转板6时，首先，拉动移动盖体81，使得移动盖体81上的内齿环84与第三齿轮83脱离，伸缩槽内壁凹陷形成空腔，在空腔内安装有限位板，限位板一端与移动盖体81固定，限位板另一端伸入至空腔内，空腔内壁指示内齿环84已经与第三齿轮83脱离，保持此状态；然后，拨动安装座55，安装座55带动旋转板6旋转，将旋转板6旋转到需要的角度；最后，释放移动盖体81，在第二弹力下，内齿环84与第三齿轮83啮合，实现对第二铰接轴7以及旋转板6限转。

为了设计结构简单且使用方便的水平指示组件12，水平指示组件12包括：立杆121、安装杆122、指示块123、悬吊绳124以及铅锤125，立杆121一端立于水平座3上，立杆121另一端从筒体1顶部穿出，立杆121顶端安装有安装杆122，安装杆122下方设有与立杆121固定的指示块123，指示块123背离立杆121一侧有竖直标记线，竖直标记线用于与悬吊绳124对准，悬吊绳124一端固定至铅锤125，悬吊绳124另一端固定至安装杆122，竖直标记线与支撑面垂直。

支撑面在水平面上需要有两个条件：第一、悬吊绳124需要与竖直标记线紧贴；第二、悬吊绳124不能弯，全部悬吊绳124需要在一条直线上。如果有一条没有满足，则证明支撑面没有在与水平面平行的平面上。

在容器2中心立有辅助杆，以方便拆卸容器2。

点火时，可以将锅体从支撑环上拿掉，然后手握点火纸，将点火纸点火后，从支撑环穿过与容器内酒精接触，最后再将装有待烘干样品的锅体放置在支撑环上，实现加热烘干。

本实施例的设计思路是：首先，为了既避免手动保持筒体1处于挡风位置，又需要调节容器2的水平位置，导致操作麻烦出现，因此设置了筒体1为容器2的安装基础，同时也设计了水平座3、第一铰接轴4、第一限转组件5、旋转板6、第二铰接轴7以及第二限转组件8，实现了对容器2进行支撑的同时对容器2水平位置进行调节，调节过程中容器2旋转，避免了因水平座3不在水平面上而导致后续容器2燃烧时火焰偏转，保证容器2与锅体11之间的火焰的长度是一致的，保证了到位时间内接收到的热量是一样的，同时调节后由于第一限转组件5以及第二限转组件8的限位作用，使得旋转板2不会随意偏转了，因此能够释放手去操作其他步骤，实现了一个人即可进行操作；随后，由于需要手动调节第一限转组件5以及第二限转组件8，而如果将第一限转组件5以及第二限转组件8设置在筒体内，因此筒体1的开度会非常大，增加了进风的风险，导致筒体1的放风效果不能够得到很好的保证，故将第一限转组件5以及第二限转组件8设置在筒体2，以避免筒体1开度较大而导致有风进入的情况出现；再后，由于第一限转组件5安装在旋转板上，第一限转组件5会随着旋转板的旋转而旋转，因此开设了弧形槽，以使得第一限转组件5能够随着旋转板旋转；最后，由于弧形槽的开设，又给筒体带来了一定的进风风险，因此设计了封堵组件13来避免进风，而封堵组件13则需要适应第一限转组件5的移动，实现在第一限转组件5移动过程中封闭弧形槽。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种公路实验用压实度样品检测装置，其特征在于，包括：筒体、容器、水平座、第一铰接轴、第一限转组件、旋转板、第二铰接轴、第二限转组件、支撑架、支撑环、锅体以及水平指示组件；

筒体为顶部开口的桶状结构，筒体内设置有用于容纳酒精的容器，容器放置在水平座顶面凹陷形成的第一凹槽内；

水平座固定至第一铰接轴，第一铰接轴能转动地安装在旋转板上，第一铰接轴上安装有用于限制第一铰接轴相对旋转板旋转的第一限转组件，筒体侧壁开设有弧形槽，弧形槽供第一限转组件穿过；

旋转板固定在第二铰接轴上，第二铰接轴穿过筒体侧壁，第二铰接轴能相对筒体旋转，在筒体外侧上安装有第二限转组件，第二限转组件与第二铰接轴相连，第二限转组件用于限制第二铰接轴旋转，第二铰接轴与第一铰接轴垂直；

水平座上方通过支撑架连接有支撑环，支撑环顶面凹陷形成第二凹槽，第二凹槽内用于放置锅体，支撑环能供容器穿过，锅体用于装载样品；

在水平座上安装有水平指示组件，第一凹槽支撑容器的面为支撑面，水平指示组件用于指示支撑面是否与水平面平行。

2.根据权利要求1所述的一种公路实验用压实度样品检测装置，其特征在于，第一限转组件包括：第一齿轮、第二齿轮、拉杆、第一弹簧以及安装座，第一齿轮与第一铰接轴一端固定，第一齿轮能与第二齿轮啮合，第二齿轮固定至拉杆一端，拉杆穿过安装座，安装座固定至旋转板上，安装座穿过弧形槽，第二齿轮、拉杆以及第一弹簧位于筒体上，拉杆固定至第一弹簧一端，第一弹簧另一端固定至安装座，在弹簧弹力下能保持第二齿轮和第一齿轮啮合，拉杆与第一铰接轴平行，拉杆不能相对安装座旋转。

3.根据权利要求2所述的一种公路实验用压实度样品检测装置，其特征在于，在安装座两侧各自安装有一封堵组件，两封堵组件分别用于封堵安装座两侧与弧形槽内壁之间间隙；

每一封堵组件包括：至少三骨架以及一折叠件，弧形槽内壁凹陷形成滑槽，滑槽与弧形槽平行，每一骨架均横跨弧形槽，每一骨架两端分别伸入至两滑槽内，所有骨架均与折叠件连接，折叠件能被折叠，折叠件一端与弧形槽内壁固定，折叠件另一端与安装座固定。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种公路实验用压实度样品检测装置，其特征在于，第二限转组件包括：移动盖体、第二弹簧、第三齿轮以及内齿环，筒体外壁凹陷形成伸缩槽，移动盖体一端伸入至伸缩槽内，移动盖体不能相对筒体旋转，移动盖体能相对筒体在与第二铰接轴平行的方向上运动，移动盖体连接至第二弹簧一端，第二弹簧另一端固定至伸缩槽内壁，移动盖体内设置有内齿环，内齿环能与第三齿轮啮合，第三齿轮与第二铰接轴固定。

5.根据权利要求4所述的一种公路实验用压实度样品检测装置，其特征在于，水平指示组件包括：立杆、安装杆、指示块、悬吊绳以及铅锤，立杆一端立于水平座上，立杆另一端从筒体顶部穿出，立杆顶端安装有安装杆，安装杆下方设有与立杆固定的指示块，指示块背离立杆一侧有竖直标记线，竖直标记线用于与悬吊绳对准，悬吊绳一端固定至铅锤，悬吊绳另一端固定至安装杆，竖直标记线与支撑面垂直。

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