CN110132758B - 四联直剪仪的联动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种四联直剪仪的联动装置，应用在直剪仪设备领域，其技术方案要点是：包括四个并列排布的传动件，传动件包括壳体、蜗轮、与壳体螺纹连接的螺纹部、用于与下剪切盒抵接的抵杆，壳体上转动设置有与蜗轮啮合的蜗杆，相邻两个蜗杆通过连接件固定，位于边缘的其中一个蜗杆由电动机驱动转动，蜗轮侧壁上连接有一端穿出壳体外的中心轴，中心轴上设有手轮；其优点是：提高了抗剪强度试验结果的准确性。

Description

四联直剪仪的联动装置

技术领域

本发明涉及直剪仪设备领域，尤其是涉及一种四联直剪仪的联动装置。

背景技术

直剪仪是指室内测定土壤抗剪强度的仪器，简称直剪仪。测定时将土样置于直剪仪上下金属盒之间，通过传压板和滚珠对土样施以一定的垂直压力，然后对下盒施加水平推力，使试样沿上下盒水平接触面发生剪切位移直至破坏。

公告号为CN208091837U的中国专利公开了一种应变式电动手摇直剪仪，包括台板、电动机、传力机构、下剪切盒、上剪切盒、用于压紧试样的竖向加载系统，所述下剪切盒滑动设置在台板上，所述电动机通过传力机构与下剪切盒相抵，所述传力机构包括壳体、转动设置在壳体内的传力件，所述传力件包括蜗轮、与壳体螺纹连接的螺纹部、用于与下剪切盒抵接的抵杆，所述壳体上转动设置有与蜗轮啮合的蜗杆，所述蜗杆由电动机驱动转动，所述蜗杆背离电动机的端部伸出于壳体外并固定有手轮。

但是在实际试验过程中为保证试验结果的精度，需要对四份样品同时进行剪切工作，因此需要将四台直剪仪的蜗杆串联起来，由同一台电动机统一驱动，但是局限于蜗轮和蜗杆的加工精度，两者之间的啮合可能会存在一定的间隙，使得四个蜗轮无法同步转动，从而导致某个或几个下剪切盒出现滞后的情况，影响试验结果准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种四联直剪仪的联动装置，其优点是：提高了抗剪强度试验结果的准确性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种四联直剪仪的联动装置，包括四个并列排布的传动件，所述传动件包括壳体、蜗轮、与壳体螺纹连接的螺纹部、用于与下剪切盒抵接的抵杆，所述壳体上转动设置有与蜗轮啮合的蜗杆，相邻两个所述蜗杆通过连接件固定，位于边缘的其中一个所述蜗杆由电动机驱动转动，所述蜗轮侧壁上连接有一端穿出壳体外的中心轴，所述中心轴上设有手轮；

所述连接件包括电磁铁、限位柱和拉伸弹簧，相邻两个蜗杆在连接端分别设有第一凹槽和第二凹槽，所述电磁铁设置在第一凹槽内，所述限位柱截面呈多边形且滑动连接在第二凹槽内，所述拉伸弹簧的一端与第二凹槽槽底连接，另一端与限位柱连接，所述第一凹槽和第二凹槽的内轮廓均与限位柱相适配，当所述拉伸弹簧处于自然状态时，所述电磁铁断电，所述限位柱位于第二凹槽中。

通过采用上述技术方案，试验时，电磁铁通电产生磁性，限位柱在电磁铁的引力作用下部分穿进第一凹槽内并与电磁铁相吸合，由于限位柱呈多边形，实现了各个蜗杆的串联，启动电动机，便可驱动各个蜗杆转动；当某个下剪切盒出现滞后时，操作者将各个电磁铁断电，限位柱在拉伸弹簧的弹性力下回移至第二凹槽中，此时操作者人工转动手轮，驱动蜗轮转动，并根据位移计的指数将各个下剪切盒调整至同一位置，之后电磁铁通电，再次将各个蜗杆串联，启动电动机，实现了各个下剪切盒的同步移动，提高了试验结果的准确性，且相邻两个蜗杆间的连接与断开通过电磁铁控制，快捷便利。

本发明进一步设置为：所述第二凹槽槽底螺纹连接有与蜗杆同轴分布的导向柱，所述限位柱上开设有供导向柱插入的导向槽。

通过采用上述技术方案，导向柱对限位柱的移动起到了导向作用，减小了限位柱在移动时出现歪斜的情况。

本发明进一步设置为：所述限位柱远离拉伸弹簧的一端设有倒角。

通过采用上述技术方案，倒角方便了限位柱插接进入第一凹槽内。

本发明进一步设置为：四个所述传动件均设置在工作台上，所述工作台上滑动连接有与各个壳体相对应的基座，所述基座上设有伺服电机，所述伺服电机的电机轴设有用于抱紧手轮的夹持件，所述工作台上设有与各个基座相对应的气缸，所述气缸与基座连接。

通过采用上述技术方案，操作者启动气缸，驱动基座向靠近手轮移动，通过夹持件将手轮夹紧固定，启动伺服电机，驱动手轮转动，从而带动蜗杆转动，节省了人力，同时还满足了电动与手动两种驱动方式，灵活性高。

本发明进一步设置为：所述夹持件包括第一夹板、第二夹板和若干连接在第一夹板和第二夹板之间的压缩弹簧，所述第一夹板与伺服电机的电机轴连接，所述第二夹板上设有若干一端穿过第一夹板的导柱，所述第二夹板上铰接有若干周向等距分布的第二摆杆，所述第二摆杆的一端设有压块，所述第一夹板上铰接有与第二摆杆一一对应的第一摆杆，所述摆杆远离第一夹板的一端与第二摆杆铰接。

通过采用上述技术方案，当气缸驱动基座移动使得第二夹板与手轮抵触时，随着气缸的进一步推动，压缩弹簧被压缩，第一夹板向靠近第二夹板移动，使得第一摆杆推动第二摆杆转动，第二摆杆带动压块将手轮抵紧在第二夹板上，简单快捷。

本发明进一步设置为：所述伺服电机的电机轴上通过若干加固杆与第一夹板连接。

通过采用上述技术方案，通过加固杆增加了第一夹板与伺服电机的电机轴连接处的强度。

本发明进一步设置为：所述工作台上设有限程板，当所述压块与手轮抵触时，所述限程板与基座抵触。

通过采用上述技术方案，通过限程板对基座的移动距离进行限定，减小了基座过行程而导致部件损坏的情况发生。

本发明进一步设置为：所述压块上设有防滑垫。

通过采用上述技术方案，防滑垫增加了压块与手轮之间的摩擦力，提高了手轮固定的稳定性。

本发明进一步设置为：所述第二夹板侧壁上设有供手轮嵌入的定位环，所述定位环内设有弹性圈。

通过采用上述技术方案，当第二夹板与手轮抵触时，手轮嵌入定位环内，通过弹性圈对手轮的束紧力减小了手轮与第二夹板间发生打滑的情况。

本发明进一步设置为：所述定位环通过螺钉与第二夹板连接。

通过采用上述技术方案，操作者可根据手轮的实际规格选择合适定位环来配合，方便灵活。

综上所述，本发明的有益技术效果为：通过连接件将各个蜗杆串联，当某个或几个下剪切盒出现滞后时操作者可将连接件断开，对相应的下剪切盒进行调整，使得各个下剪切盒同步移动，提高了试验结果的准确性；同时下剪切盒的调整可采用电动和手动两种方式，灵活方便。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图。

图2是本实施例用于体现蜗轮和蜗杆的结构示意图。

图3是图2中A处放大图。

图4是图2中B处放大图。

图5是本实施例用于体现连接件的结构示意图。

图中，1、壳体；11、蜗轮；12、螺纹部；13、抵杆；14、蜗杆；15、电动机；16、中心轴；161、手轮；2、连接件；21、电磁铁；22、限位柱；221、导向槽；222、倒角；23、拉伸弹簧；24、第一凹槽；25、第二凹槽；251、导向柱；3、基座；31、伺服电机；311、加固杆；32、气缸；4、夹持件；41、第一夹板；411、第一摆杆；42、第二夹板；421、导柱；422、第二摆杆；423、压块；4231、防滑垫；43、压缩弹簧；44、限程板；45、定位环；451、弹性圈；452、螺钉；5、工作台。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：一种四联直剪仪的联动装置，如图1和图2所示，包括四个设置在及工作台5且并列排布的传动件，传动件包括壳体1、蜗轮11、与壳体1螺纹连接的螺纹部12（如图3）、用于与下剪切盒抵接的抵杆13，壳体1固定在工作台5上，蜗轮11转动连接在壳体1内，壳体1上转动设置有与蜗轮11啮合的蜗杆14，蜗杆14位于蜗轮11下方，相邻两个蜗杆14通过连接件2固定，工作台5上设有电动机15，位于边缘的其中一个蜗杆14由电动机15驱动转动，蜗轮11侧壁上连接有中心轴16，中心轴16的一端沿背离螺纹部12方向穿出壳体1外，且穿出的一端设有手轮161。

如图5所示，连接件2包括电磁铁21、限位柱22和拉伸弹簧23，相邻两个蜗杆14在连接端分别设有第一凹槽24和第二凹槽25，电磁铁21设置在第一凹槽24内，限位柱22滑动连接在第二凹槽25内，限位柱22为铁质材料，且限位柱22的截面为多边形，优选为正八边形，相应的，第一凹槽24和第二凹槽25的内轮廓亦为正八边形，拉伸弹簧23的两端分别与限位柱22和第二凹槽25槽底连接，限位柱22远离拉伸弹簧23的一端设有倒角222，同时第二凹槽25槽底还设有导向柱251，导向柱251与蜗杆14同轴分布，限位柱22上开设有供导向柱251插入的导向槽221，当拉伸弹簧23处于自然状态时，限位柱22位于第二凹槽25内，电磁铁21处于断电。

动作过程：试验时，电磁铁21通电产生磁性，限位柱22在电磁铁21的引力作用下克服拉伸弹簧23的弹性力并部分移动至第一凹槽24内与电磁铁21相吸合，使得相邻两个蜗杆14串联在一起，此时拉伸弹簧23处于被拉伸状态；启动电动机15，电动机15带动与其连接的蜗杆14转动，由于限位柱22与第一凹槽24和第二凹槽25的配合，从而带动其余的蜗杆14转动，蜗杆14驱动蜗轮11带动螺纹部12转动，使得抵杆13推动下剪切盒；当某个或几个下剪切盒出现滞后时暂停电动机15，电磁铁21断电，磁性消失，限位柱22在拉伸弹簧23的弹性力下移入第二凹槽25内，操作者转动手轮161，驱动蜗轮11转动，根据位移计的指数将各个下剪切盒调整至同一位置，之后电磁铁21通电，再次将各个蜗杆14串联，启动电动机15，驱动各个蜗杆14转动，实现了各个下剪切盒的同步移动，提高了试验结果的准确性。

如图2所示，工作台5上滑动连接有与各个壳体1一一对应的基座3，各个基座3均沿其对应的蜗轮11的轴向移动，各个基座3上均设有伺服电机31，伺服电机31的电机轴设有用于抱紧手轮161的夹持件4，工作台5上还设有与各个基座3相对应的气缸32，气缸32的活塞杆与基座3连接。

如图4所示，夹持件4包括第一夹板41、第二夹板42和若干连接在第一夹板41和第二夹板42之间的压缩弹簧43，若干压缩弹簧43沿第一夹板41的轴线等距分布，第一夹板41和第二夹板42同轴分布，第二夹板42朝向第一夹板41的一侧还设有若干导柱421，导柱421与压缩弹簧43一一对应，且导柱421与其对应的压缩弹簧43同轴分布，导柱421的一端穿过第一夹板41；第一夹板41与伺服电机31的电机轴连接，伺服电机31的电机轴与第一夹板41间周向阵列有若干加固杆311，第一夹板41上铰接有若干沿其轴线周向等距分布的第一摆杆411，第二夹板42上铰接有若干周向等距分布的第二摆杆422，第二摆杆422与第一摆杆411一一对应，且第一摆杆411远离第一夹板41的一端与第二摆杆422相铰接，第二摆杆422远离第一摆杆411的一端设有压块423，压块423上设有防滑垫4231。

如图2和图4所示，当需要调整下剪切盒位置时，启动气缸32，驱动基座3向靠近手轮161方向移动，当第二夹板42与手轮161抵触后基座3继续移动，第一夹板41向靠近第二夹板42移动，压缩弹簧43被压缩，第一摆杆411推动第二摆杆422转动，使得压块423将手轮161抵紧在将第二夹板42上，伺服电机31启动，驱动第一夹板41转动，第一夹板41通过导柱421带动第二夹板42转动，从而使得手轮161转动，驱动蜗杆14转动；调整结束后，气缸32驱动基座3回移，第一夹板41在压缩弹簧43的弹性推力下向远离第一夹板41方向移动，第一摆杆411拉动第二摆杆422反转，使得压块423与手轮161分离，之后第二夹板42与手轮161分离，方便快捷，无需操作者手动进行调节，且电动和手动两种方式均可实现，灵活性高。

如图2所示，工作台5上设有限程板44，当压块423与手轮161抵触时，限程板44与基座3抵触，限制住基座3的移动，减小了基座3过行程而导致第二夹板42与手轮161之间发生加压的情况。

如图4所示，第二夹板42侧壁通过螺钉452连接有与手轮161同轴分布的定位环45，定位环45内设有弹性圈451，当第二夹板42与手轮161抵触时，手轮161嵌入定位环45内，弹性圈451处于弹性形变状态，将手轮161外圈束紧，减小了手轮161与第二夹板42间出现打滑的情况。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种四联直剪仪的联动装置，包括四个并列排布的传动件，所述传动件包括壳体（1）、蜗轮（11）、与壳体（1）螺纹连接的螺纹部（12）、用于与下剪切盒抵接的抵杆（13），所述壳体（1）上转动设置有与蜗轮（11）啮合的蜗杆（14），其特征在于：相邻两个所述蜗杆（14）通过连接件（2）固定，位于边缘的其中一个所述蜗杆（14）由电动机（15）驱动转动，所述蜗轮（11）侧壁上连接有一端穿出壳体（1）外的中心轴（16），所述中心轴（16）上设有手轮（161）；

所述连接件（2）包括电磁铁（21）、限位柱（22）和拉伸弹簧（23），相邻两个蜗杆（14）在连接端分别设有第一凹槽（24）和第二凹槽（25），所述电磁铁（21）设置在第一凹槽（24）内，所述限位柱（22）截面呈多边形且滑动连接在第二凹槽（25）内，所述拉伸弹簧（23）的一端与第二凹槽（25）槽底连接，另一端与限位柱（22）连接，所述第一凹槽（24）和第二凹槽（25）的内轮廓均与限位柱（22）相适配，当所述拉伸弹簧（23）处于自然状态时，所述电磁铁（21）断电，所述限位柱（22）位于第二凹槽（25）中；

四个所述传动件均设置在工作台（5）上，所述工作台（5）上滑动连接有与各个壳体（1）相对应的基座（3），所述基座（3）上设有伺服电机（31），所述伺服电机（31）的电机轴设有用于抱紧手轮（161）的夹持件（4），所述工作台（5）上设有与各个基座（3）相对应的气缸（32），所述气缸（32）与基座（3）连接；

所述夹持件（4）包括第一夹板（41）、第二夹板（42）和若干连接在第一夹板（41）和第二夹板（42）之间的压缩弹簧（43），所述第一夹板（41）与伺服电机（31）的电机轴连接，所述第二夹板（42）上设有若干一端穿过第一夹板（41）的导柱（421），所述第二夹板（42）上铰接有若干周向等距分布的第二摆杆（422），所述第二摆杆（422）的一端设有压块（423），所述第一夹板（41）上铰接有与第二摆杆（422）一一对应的第一摆杆（411），所述摆杆远离第一夹板（41）的一端与第二摆杆（422）铰接。

2.根据权利要求1所述的四联直剪仪的联动装置，其特征在于：所述第二凹槽（25）槽底螺纹连接有与蜗杆（14）同轴分布的导向柱（251），所述限位柱（22）上开设有供导向柱（251）插入的导向槽（221）。

3.根据权利要求2所述的四联直剪仪的联动装置，其特征在于：所述限位柱（22）远离拉伸弹簧（23）的一端设有倒角（222）。

4.根据权利要求1所述的四联直剪仪的联动装置，其特征在于：所述伺服电机（31）的电机轴上通过若干加固杆（311）与第一夹板（41）连接。

5.根据权利要求4所述的四联直剪仪的联动装置，其特征在于：所述工作台（5）上设有限程板（44），当所述压块（423）与手轮（161）抵触时，所述限程板（44）与基座（3）抵触。

6.根据权利要求5所述的四联直剪仪的联动装置，其特征在于：所述压块（423）上设有防滑垫（4231）。

7.根据权利要求1所述的四联直剪仪的联动装置，其特征在于：所述第二夹板（42）侧壁上设有供手轮（161）嵌入的定位环（45），所述定位环（45）内设有弹性圈（451）。

8.根据权利要求7所述的四联直剪仪的联动装置，其特征在于：所述定位环（45）通过螺钉（452）与第二夹板（42）连接。