CN110805019B - 一种灌砂法测量压实度取土设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种灌砂法测量压实度取土设备，属于压实度检测设备技术领域，包括底座，所述底座上设置有第一支架，所述第一支架上设置有与钻洞大小相同且形状为圆柱体形的钻筒，所述钻筒的内部中空且两端开口设置，所述第一支架上设置有用于驱动钻筒在竖直方向上移动的第一驱动组件，所述第一支架上还设置有用于驱动钻筒转动的第一转动组件，所述钻筒靠近地面侧的开口端设置有环形刀头；所述底座上还设置有第二支架，所述第二支架上设置有螺旋钻头，所述第二支架上设置有用于驱动螺旋钻头在竖直方向上移动的第二驱动组件，所述第二支架上还设置有用于驱动螺旋钻头转动的第二转动组件，本发明具有便于凿洞的优点。

Description

一种灌砂法测量压实度取土设备

技术领域

本发明涉及压实度检测设备技术领域，尤其涉及一种灌砂法测量压实度取土设备。

背景技术

灌砂法是目前很多工程现场测定压实度K（孔隙率n）的主要方法，灌砂法基本原理是利用粒径0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清洁干净的均匀砂，由一定高度自由下落到一规定容积的筒或洞内，按其单位重不变的原理来测量试洞的容积（即用标准砂来置换试洞中的集料），并根据集料的含水率来推算出试样的实测干密度。

但在现有技术中，通常都是人工手动在施工现场进行砂的取样，并且进行灌砂试验时，也需要在地面钻一个直径和深度都为15cm的洞；而砂的取样以及洞都需要人工手动进行凿取，但人工手动凿取不仅费时费力，并且人工凿取不易达到直径和深度都为15cm，进而使得精确度不易把控住，降低测试的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灌砂法测量压实度取土设备，具有便于凿洞的优点。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种灌砂法测量压实度取土设备，包括底座，所述底座上设置有第一支架，所述第一支架上设置有与钻洞大小相同且形状为圆柱体形的钻筒，所述钻筒的内部中空且两端开口设置，所述第一支架上设置有用于驱动钻筒在竖直方向上移动的第一驱动组件，所述第一支架上还设置有用于驱动钻筒转动的第一转动组件，所述钻筒靠近地面侧的开口端设置有环形刀头；所述底座上还设置有第二支架，所述第二支架上设置有螺旋钻头，所述第二支架上设置有用于驱动螺旋钻头在竖直方向上移动的第二驱动组件，所述第二支架上还设置有用于驱动螺旋钻头转动的第二转动组件。

实施上述技术方案，凿洞时，首先启动第一转动组件，使得钻筒带着环形刀头开始转动，然后启动第一驱动组件，让钻筒竖直向下缓缓移动，此时钻筒便会嵌入到地面内；直到钻筒完全嵌入地面在地面形成一个圆形环后，通过第一驱动组件再把钻筒从地面内抽出，然后移动底座使得第二支架上的螺旋钻头对准圆形环处，启动第二转动组件使得螺旋钻头转动，然后通过第二驱动组件让螺旋钻头缓缓下移，让螺旋钻头开始钻泥土，直到把圆形环内的泥土均钻松之后，人工通过铲子把松散的泥土铲出进行储存即可。这样设置之后，不再需要人工费时费力地手动凿洞，直接通过本发明即可轻易实现凿洞，并且凿出的洞也在一定程度上达到预期的体积，进而提高测试的准确性。

进一步，所述第一转动组件包括设置在第一支架上的第一转动电机，所述第一转动电机的输出轴竖直向下延伸，所述钻筒的开口端设置有与钻筒的开口直径方向相同的横杆，所述第一转动电机的输出轴与横杆的中部连接。

实施上述技术方案，启动第一转动电机，使得第一转动电机的输出轴开始转动，此时与第一转动电机的输出轴连接的横杆也会转动，进而带动钻筒实现转动，从而达到驱动钻筒转动较为直观且方便的效果。

进一步，所述第一驱动组件包括螺纹杆、滑动杆以及伺服电机，所述伺服电机设置在第一支架上且伺服电机的输出轴竖直向下延伸，所述滑动杆设置在第一支架上且与螺纹杆的长度方向相平行，所述螺纹杆同轴设置在伺服电机的输出轴上，所述第一转动电机的一侧设置有与螺纹杆螺纹套接的螺纹套筒，所述第一转动电机的另一侧设置有与滑动杆滑动套接的滑动套筒。

实施上述技术方案，由于第一转动电机一侧的螺纹套筒与螺纹杆螺纹配合，并且第一转动电机另一侧的滑动套筒套设在滑动杆上，此时启动伺服电机，让螺纹杆开始转动，在滑动套筒的限制下，螺纹套筒不会随着螺纹杆同步转动，而是会沿着螺纹杆的长度方向移动，进而实现第一转动电机在竖直方向上的移动，达到驱动第一转动电机以及钻筒在竖直方向上移动较为方便且直观的效果。

进一步，所述第二转动组件包括设置在第二支架上的第二转动电机，所述第二转动电机的输出轴竖直向下延伸，所述螺旋钻头设置在第二转动电机的输出轴上。

实施上述技术方案，启动第二转动电机后，由于螺旋钻头设置在第二转动电机的输出轴上，此时螺旋钻头便能直观地实现转动，进而达到驱动螺旋钻头转动较为方便的效果。

进一步，所述第二驱动组件包括设置在第二支架上的气缸，所述气缸竖直向下延伸，所述第二转动电机设置在气缸的活塞杆上，所述气缸的活塞杆与第二转动电机的输出轴处于同一竖直线上。

实施上述技术方案，启动气缸，使得气缸的活塞杆竖直向下，此时设置在气缸活塞杆上的第二转动电机便会竖直向下移动，进而带动螺旋钻头竖直向下移动；若使得气缸的活塞杆竖直向上回缩，则螺旋钻头便会竖直向上移动，从而达到驱动螺旋钻头在竖直方向移动较为直观且方便的效果。

进一步，所述钻筒可拆卸设置在所述第一转动电机的输出轴上，所述第一转动电机的输出轴上同轴设置有矩形插杆，所述横杆的中部处设置有供矩形插杆插入的矩形插筒，所述矩形插筒的侧壁上螺纹穿设有用于将矩形插杆抵紧在矩形插筒内的抵紧螺栓。

实施上述技术方案，将钻筒安装到第一转动电机的输出轴上时，直接把横杆上的矩形插筒套在矩形插杆上，然后拧紧抵紧螺栓，使得抵紧螺栓的一端穿过矩形插筒后紧紧地与矩形插杆的杆壁相抵接，直接转不动抵紧螺栓为止，这时矩形插杆便实现与矩形插筒的连接，进而实现钻筒与第一转动电机的输出轴的连接；若需要把钻筒与第一转动电机的输出轴分离，直接取下抵紧螺栓即可实现分离，从而达到拆卸和安装钻筒较为方便的效果。

进一步，所述横杆可拆卸设置在钻筒的开口处，所述钻筒的开口两侧设置有供横杆放入的夹槽，所述夹槽的侧壁上开设有穿孔，所述横杆靠近端部的杆壁上开设有与穿孔处于同一轴线上的螺纹孔，所述穿孔与螺纹孔内螺纹穿设有连接螺栓。

实施上述技术方案，当钻筒完全处于地面下方后，可以拧下螺纹杆，然后把横杆从夹槽内取出，使得钻筒处于地面内，接着用螺旋钻头对钻筒内部的地面区域进行钻土，这样能让螺旋钻头在钻地面时，不易破坏钻筒以外的地面结构，只对钻筒之内的区域进行钻土操作，从而使得钻出的洞更完整，更能达到理想的效果。

进一步，所述底座上设置有吸砂组件，所述吸砂组件包括吸砂泵、吸砂管以及储砂箱，所述吸砂泵的出口端与储砂箱之间通过连接管相连通，所述吸砂管连通设置在吸砂泵的入口端。

实施上述技术方案，把吸砂管插入到被螺旋钻头钻松泥土的洞内后，启动吸砂泵，使得吸砂泵产生吸力，让洞内的砂土从吸砂管内进入到储砂箱内，从而对洞内的砂土进行储存，便于进行压实度测量试验；这样设置后不再需要人工费力地手动将洞内的砂土刨出，从而达到便于将洞内的砂土取出的效果。

进一步，所述底座上转动设置有转盘，所述吸砂组件、第一支架以及第二支架均设置在转盘上。

实施上述技术方案，转盘的设置能够带动吸砂组件、第一支架以及第二支架转动，从而便于实现对灌砂洞的处理。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

一、凿洞时，首先启动第一转动组件，使得钻筒带着环形刀头开始转动，然后启动第一驱动组件，让钻筒竖直向下缓缓移动，此时钻筒便会嵌入到地面内；直到钻筒完全嵌入地面在地面形成一个圆形环后，通过第一驱动组件再把钻筒从地面内抽出，然后移动底座使得第二支架上的螺旋钻头对准圆形环处，启动第二转动组件使得螺旋钻头转动，然后通过第二驱动组件让螺旋钻头缓缓下移，让螺旋钻头开始钻泥土，直到把圆形环内的泥土均钻松之后，人工通过铲子把松散的泥土铲出进行储存即可。这样设置之后，不再需要人工费时费力地手动凿洞，直接通过本发明即可轻易实现凿洞，并且凿出的洞也在一定程度上达到预期的体积，进而提高测试的准确性；

二、当钻筒完全处于地面下方后，可以拧下螺纹杆，然后把横杆从夹槽内取出，使得钻筒处于地面内，接着用螺旋钻头对钻筒内部的地面区域进行钻土，这样能让螺旋钻头在钻地面时，不易破坏钻筒以外的地面结构，只对钻筒之内的区域进行钻土操作，从而使得钻出的洞更完整，更能达到理想的效果。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的用于展示第一支架上的部件的局部示意图；

图3是图2中的A部放大图；

图4是本发明实施例的用于展示第二支架上的部件的局部示意图。

附图标记：1、底座；2、第一支架；21、第一转动电机；211、螺纹套筒；212、滑动套筒；213、矩形插杆；3、钻筒；31、环形刀头；32、横杆；321、矩形插筒；322、抵紧螺栓；323、螺纹孔；324、连接螺栓；33、夹槽；331、穿孔；4、第一驱动组件；41、螺纹杆；42、滑动杆；43、伺服电机；5、第二支架；51、螺旋钻头；52、第二转动电机；53、气缸；6、吸砂组件；61、吸砂泵；62、吸砂管；63、储砂箱；7、转盘。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例的技术方案进行描述。

如图1、2所示，一种灌砂法测量压实度取土设备，包括底座1，底座1上设置有第一支架2，第一支架2上设置有钻筒3，钻筒3的大小与钻洞大小相同且形状为圆柱体形，钻筒3的内部中空且两端开口设置，第一支架2上设置有第一驱动组件4，第一驱动组件4用于驱动钻筒3在竖直方向上移动，第一支架2上还设置有用于驱动钻筒3转动的第一转动组件，钻筒3靠近地面侧的开口端设置有环形刀头31；底座1上还设置有第二支架5，第二支架5上设置有螺旋钻头51；第二支架5上设置有第二驱动组件，第二驱动组件用于驱动螺旋钻头51在竖直方向上移动；第二支架5上还设置有第二转动组件，第二转动组件用于驱动螺旋钻头51转动；值得注意的是，螺旋钻头51的高度为15cm，钻筒3加上环形刀头51的高度也为15cm，这样能够使得钻出的钻洞更能够达到直径为15cm、高度为15cm的标准。

如图2、3所示，第一转动组件为设置在第一支架2上的第一转动电机21，第一转动电机21的输出轴竖直向下延伸，钻筒3的开口端设置有横杆32，横杆32与钻筒3的开口直径方向相同，第一转动电机21的输出轴与横杆32的中部连接；值得注意的是，钻筒3可拆卸设置在第一转动电机21的输出轴上，第一转动电机21的输出轴上同轴设置有矩形插杆213，横杆32的中部处设置有供矩形插杆213插入的矩形插筒321，矩形插筒321的侧壁上螺纹穿设有抵紧螺栓322，抵紧螺栓322用于将矩形插杆213抵紧在矩形插筒321内。

将钻筒3安装到第一转动电机21的输出轴上时，直接把横杆32上的矩形插筒321套在矩形插杆213上，然后拧紧抵紧螺栓322，使得抵紧螺栓322的一端穿过矩形插筒321后紧紧地与矩形插杆213的杆壁相抵接，直接转不动抵紧螺栓322为止，这时矩形插杆213便实现与矩形插筒321的连接，进而实现钻筒3与第一转动电机21的输出轴的连接；若需要把钻筒3与第一转动电机21的输出轴分离，直接取下抵紧螺栓322即可实现分离，从而达到拆卸和安装钻筒3较为方便的效果；若需要钻筒3转动时，直接启动第一转动电机21，使得第一转动电机21的输出轴开始转动，此时与第一转动电机21的输出轴连接的横杆32也会转动，进而带动钻筒3实现转动，从而达到驱动钻筒3转动较为直观且方便的效果。

如图2所示，第一驱动组件4包括螺纹杆41、滑动杆42以及伺服电机43，伺服电机43设置在第一支架2上，且伺服电机43的输出轴竖直向下延伸，滑动杆42设置在第一支架2上且与螺纹杆41的长度方向相平行，螺纹杆41同轴设置在伺服电机43的输出轴上，第一转动电机21的一侧设置有与螺纹杆41螺纹套接的螺纹套筒211，第一转动电机21的另一侧设置有滑动套筒212，滑动套筒212与滑动杆42滑动套接；结合图2，在第一转动电机21的两侧分别设置有一根连接横杆，而滑动套筒212与螺纹套筒211均设置在连接横杆的端部。

由于第一转动电机21一侧的螺纹套筒211与螺纹杆41螺纹配合，并且第一转动电机21另一侧的滑动套筒212套设在滑动杆42上，此时启动伺服电机43，让螺纹杆41开始转动，在滑动套筒212的限制下，螺纹套筒211不会随着螺纹杆41同步转动，而是会沿着螺纹杆41的长度方向移动，进而实现第一转动电机21在竖直方向上的移动，达到驱动第一转动电机21以及钻筒3在竖直方向上移动较为方便且直观的效果。

如图1、4所示，第二转动组件为设置在第二支架5上的第二转动电机52，第二转动电机52的输出轴竖直向下延伸，螺旋钻头51设置在第二转动电机52的输出轴上；启动第二转动电机52后，由于螺旋钻头51设置在第二转动电机52的输出轴上，此时螺旋钻头51便能直观地实现转动，进而达到驱动螺旋钻头51转动较为方便的效果。

如图1、4所示，第二驱动组件为设置在第二支架5上的气缸53，气缸53竖直向下延伸，第二转动电机52设置在气缸53的活塞杆上，气缸53的活塞杆与第二转动电机52的输出轴处于同一竖直线上。

启动气缸53，使得气缸53的活塞杆竖直向下，此时设置在气缸53活塞杆上的第二转动电机52便会竖直向下移动，进而带动螺旋钻头51竖直向下移动；若使得气缸53的活塞杆竖直向上回缩，则螺旋钻头51便会竖直向上移动，从而达到驱动螺旋钻头51在竖直方向移动较为直观且方便的效果。

如图2、3所示，横杆32可拆卸设置在钻筒3的开口处，钻筒3的开口两侧设置有供横杆32放入的夹槽33，夹槽33的侧壁上开设有穿孔331，横杆32靠近端部的杆壁上开设有螺纹孔323，螺纹孔323与穿孔331处于同一轴线上，穿孔331与螺纹孔323内螺纹穿设有连接螺栓324。

当钻筒3完全处于地面下方后，可以拧下连接螺栓324，然后把横杆32从夹槽33内取出，使得钻筒3处于地面内，接着用螺旋钻头51对钻筒3内部的地面区域进行钻土，这样能让螺旋钻头51在钻地面时，不易破坏钻筒3以外的地面结构，只对钻筒3之内的区域进行钻土操作，从而使得钻出的洞更完整，更能达到理想的效果。

如图1所示，底座1上设置有吸砂组件6，吸砂组件6包括吸砂泵61、吸砂管62以及储砂箱63，吸砂泵61的出口端与储砂箱63之间通过连接管相连通，吸砂管62连通设置在吸砂泵61的入口端。

把吸砂管62插入到被螺旋钻头51钻松泥土的洞内后，启动吸砂泵61，使得吸砂泵61产生吸力，让洞内的砂土从吸砂管62内进入到储砂箱63内，从而对洞内的砂土进行储存，便于进行压实度测量试验；这样设置后不再需要人工费力地手动将洞内的砂土刨出，从而达到便于将洞内的砂土取出的效果；并且，在本实施例中，储砂箱63的上方开口设置，位于储砂箱63的开口处铰接设置有一个盖板，并且在盖板上还开设有一个与储砂箱63内部连通的气压平衡孔，盖板的设置能够方便把处于储砂箱63内的砂土取出，而气压平衡孔则能够让吸砂泵61正常产生吸力，把砂土吸入到储砂箱63内进行储存。

如图1所示，底座1上转动设置有转盘7，即底座1上设置有一个滚动轴承，而转盘7上同轴设置有一个与滚动轴承的内圈过盈配合的转动圆块，吸砂组件6、第一支架2以及第二支架5均设置在转盘7上；转盘7的设置能够带动吸砂组件6、第一支架2以及第二支架5转动，从而便于实现对灌砂洞的处理；也就是说，当通过钻筒3把地面形成圆形环后，能够直接转动转盘7，让第二支架5上的螺旋钻头51正对圆形环，然后再进行松土；接着又继续转动转盘7，让吸砂组件6靠近松土处进行吸砂操作。

具体工作过程：凿洞时，首先启动第一转动电机21，使得钻筒3带着环形刀头31开始转动，然后启动伺服电机43，让钻筒3竖直向下缓缓移动，此时钻筒3便会嵌入到地面内；直到钻筒3完全嵌入地面在地面形成一个圆形环后，取出抵紧螺栓322，让钻筒3与第一转动电机21分离，接着再从钻筒3上取下横杆32，让钻筒3的上方开口不再被横杆32遮挡；随即转动转盘7，让螺旋钻头51处于钻筒3的正上方；值得注意的是，螺旋钻头51的最大直径小于钻筒3的直径，即螺旋钻头51可以直接钻入钻筒3内部的地面；然后启动第二转动电机52使得螺旋钻头51转动，并启动气缸53让螺旋钻头51缓缓下移，让螺旋钻头51开始钻泥土，直到把圆形环内的泥土均钻松之后，移开螺旋钻头51，让吸砂组件6处于靠近钻筒3的位置，把钻筒3内部松散的泥土吸入储存箱，最后取出钻筒3即可。这样设置之后，不再需要人工费时费力地手动凿洞，直接通过本发明即可轻易实现凿洞，并且凿出的洞也在一定程度上达到预期的体积，进而提高测试的准确性。

Claims (6)

1.一种灌砂法测量压实度取土设备，其特征在于，包括底座(1)，所述底座(1)上设置有第一支架(2)，所述第一支架(2)上设置有与钻洞大小相同且形状为圆柱体形的钻筒(3)，所述钻筒(3)的内部中空且两端开口设置，所述第一支架(2)上设置有用于驱动钻筒(3)在竖直方向上移动的第一驱动组件(4)，所述第一支架(2)上还设置有用于驱动钻筒(3)转动的第一转动组件，所述钻筒(3)靠近地面侧的开口端设置有环形刀头(31)；所述底座(1)上还设置有第二支架(5)，所述第二支架(5)上设置有螺旋钻头(51)，所述第二支架(5)上设置有用于驱动螺旋钻头(51)在竖直方向上移动的第二驱动组件，所述第二支架(5)上还设置有用于驱动螺旋钻头(51)转动的第二转动组件；所述第一转动组件包括设置在第一支架(2)上的第一转动电机(21)，所述第一转动电机(21)的输出轴竖直向下延伸，所述钻筒(3)的开口端设置有与钻筒(3)的开口直径方向相同的横杆(32)，所述第一转动电机(21)的输出轴与横杆(32)的中部连接；所述第一驱动组件(4)包括螺纹杆(41)、滑动杆(42)以及伺服电机(43)，所述伺服电机(43)设置在第一支架(2)上且伺服电机(43)的输出轴竖直向下延伸，所述滑动杆(42)设置在第一支架(2)上且与螺纹杆(41)的长度方向相平行，所述螺纹杆(41)同轴设置在伺服电机(43)的输出轴上，所述第一转动电机(21)的一侧设置有与螺纹杆(41)螺纹套接的螺纹套筒(211)，所述第一转动电机(21)的另一侧设置有与滑动杆(42)滑动套接的滑动套筒(212)；所述底座(1)上设置有吸砂组件(6)，所述吸砂组件(6)包括吸砂泵(61)、吸砂管(62)以及储砂箱(63)，所述吸砂泵(61)的出口端与储砂箱(63)之间通过连接管相连通，所述吸砂管(62)连通设置在吸砂泵(61)的入口端。

2.根据权利要求1所述的一种灌砂法测量压实度取土设备，其特征在于，所述第二转动组件包括设置在第二支架(5)上的第二转动电机(52)，所述第二转动电机(52)的输出轴竖直向下延伸，所述螺旋钻头(51)设置在第二转动电机(52)的输出轴上。

3.根据权利要求2所述的一种灌砂法测量压实度取土设备，其特征在于，所述第二驱动组件包括设置在第二支架(5)上的气缸(53)，所述气缸(53)竖直向下延伸，所述第二转动电机(52)设置在气缸(53)的活塞杆上，所述气缸(53)的活塞杆与第二转动电机(52)的输出轴处于同一竖直线上。

4.根据权利要求1所述的一种灌砂法测量压实度取土设备，其特征在于，所述钻筒(3)可拆卸设置在所述第一转动电机(21)的输出轴上，所述第一转动电机(21)的输出轴上同轴设置有矩形插杆(213)，所述横杆(32)的中部处设置有供矩形插杆(213)插入的矩形插筒(321)，所述矩形插筒(321)的侧壁上螺纹穿设有用于将矩形插杆(213)抵紧在矩形插筒(321)内的抵紧螺栓(322)。

5.根据权利要求4所述的一种灌砂法测量压实度取土设备，其特征在于，所述横杆(32)上可拆卸设置在钻筒(3)的开口处，所述钻筒(3)的开口两侧设置有供横杆(32)放入的夹槽(33)，所述夹槽(33)的侧壁上开设有穿孔(331)，所述横杆(32)靠近端部的杆壁上开设有与穿孔(331)处于同一轴线上的螺纹孔(323)，所述穿孔(331)与螺纹孔(323)内螺纹穿设有连接螺栓(324)。

6.根据权利要求1所述的一种灌砂法测量压实度取土设备，其特征在于，所述底座(1)上转动设置有转盘(7)，所述吸砂组件(6)、第一支架(2)以及第二支架(5)均设置在转盘(7)上。

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