CN110954390B - 一种大小马歇尔试件半自动脱模一体机及脱模方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于道路工程材料领域，具体涉及一种大小马歇尔试件半自动脱模一体机及脱模方法。包括金属框架，大小马歇尔试件电动卡块一体机：设置在金属框架上表面的一侧，包括可以切换的大马歇尔试件卡块和小马歇尔试件卡块；试件存放处：位于金属框架的另一侧；电动机械臂：位于金属框架的大小马歇尔试件电动卡块一体机和试件存放处之间；液压杆驱动机构：位于金属框架内，且位于大小马歇尔试件电动卡块一体机下方；总控制器：通过信号控制按钮实现对大小马歇尔试件电动卡块一体机，电动机械臂和液压杆驱动机构的控制。本发明的优点在于避免了手动脱模的人为误差，减少脱模工作量，简化进行大马歇尔试件和小马歇尔试件脱模切换过程。

Description

一种大小马歇尔试件半自动脱模一体机及脱模方法

技术领域

本发明属于道路工程材料领域，具体涉及一种大小马歇尔试件半自动脱模一体机及脱模方法。

背景技术

目前主要有两种马歇尔试件，一种为小马歇尔试件，直径为101.6mm，高为63.5mm；另一种为大马歇尔试件，直径为152.4mm，高为95.3mm。由于市面上常见的马歇尔试件脱模装置多为手动对准，且脱模工作量较大，脱模误差及对试样的影响较大。市场上进行大马氏、小马氏脱模过程较为繁琐，进行脱模类型模具的切换较为复杂。

进行马歇尔试件脱模时，对试件的影响要降低到最小，这就需要尽快避免人为手动脱模时的误差，进行马歇尔试件的稳定度和流值试验需要更加完整的试样，脱模工作量也急需减少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大小马歇尔试件半自动脱模一体机及脱模方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种大小马歇尔试件半自动脱模一体机，包括金属框架，大小马歇尔试件电动卡块一体机：设置在金属框架上表面的一侧，包括可以切换的大马歇尔试件卡块和小马歇尔试件卡块，用于在脱模时卡住模具；

试件存放处：位于金属框架的另一侧；

电动机械臂：位于金属框架的大小马歇尔试件电动卡块一体机和试件存放处之间，用于将脱模的试件转移至存放处；

液压杆驱动机构：位于金属框架内，且位于大小马歇尔试件电动卡块一体机下方，用于将试件推出模具，实现脱模；

总控制器：与大小马歇尔试件电动卡块一体机，电动机械臂，液压杆驱动机构和信号控制按钮相连，通过信号控制按钮实现对大小马歇尔试件电动卡块一体机，电动机械臂和液压杆驱动机构的控制。

进一步的，所述大小马歇尔试件电动卡块一体机还包括大小马歇尔试件电动卡块一体机电机，凹槽滑轨外壳，凹槽滑轨，伸缩杆；

所述小马歇尔试件卡块两侧设有耳部，且耳部设有与凹槽滑轨相匹配的凹槽，使得小马歇尔试件卡块在凹槽滑轨上滑动，

所述伸缩杆设在凹槽滑轨的凹槽中，一端与大马歇尔试件卡块固定连接，另一端与小马歇尔试件卡块固定连接；

所述大小马歇尔试件电动卡块一体机电机驱动伸缩杆伸缩，从而完成大马歇尔试件卡块和小马歇尔试件卡块的切换。

进一步的，所述伸缩杆与小马歇尔试件卡块连接的端部两侧设有凸起，所述凹槽滑轨靠近大马歇尔试件卡块一端的内侧设有卡口；当小马歇尔试件卡块滑动到脱模的位置时，所述凸起卡入卡口实现定位。

进一步的，所述大小马歇尔试件电动卡块一体机电机与总控制器通过集线器连接，所述大马歇尔试件卡块内部设有大马歇尔试件卡块内圈。

进一步的，所述大小马歇尔试件电动卡块一体机通过卡块支架设于金属框架的上表面。

进一步的，所述液压杆驱动机构包括内部支架，液压机，液压机顶杆，液压机电机磁质顶块；

所述内部支架设在金属框架的内部，且设置在液压机的外周，所述金属框架上表面设有通孔，所述液压机顶杆穿过通孔，且顶部设有磁质顶块，通过磁质顶块顶出试件；

所述液压机顶杆上端的内部设置力传感器，液压机电机内部设置位移传感器。

进一步的，所述磁质顶块主体为圆柱板，圆柱板的一侧设有圆筒型磁质顶块凹槽，所述磁质顶块凹槽套设在液压机顶杆上，且磁质顶块凹槽的内径与液压机顶杆的直径相匹配；所述圆柱板的尺寸为两种，一种与小马歇尔试件相匹配，为小马歇尔试件磁质顶块，另一种和大马歇尔试件相匹配，为大马歇尔试件磁质顶块。

进一步的，所述电动机械臂包括升降底杆，中杆转动轴承，中杆，夹具转动轴承和夹具；

所述升降底杆一端设置于金属框架的上表面，另一端与中杆转动轴承连接，所述中杆一端与中杆转动轴承连接，另一端与夹具转动轴承连接，所述夹具与夹具转动轴承连接；

通过所述中杆转动轴承和夹具转动轴实现中杆和夹具的转动，所述底杆和中杆为可升缩杆；

所述电动机械臂与总控制器相连，接受固定编程，按序将脱模完成的大小马歇尔试件分别存放于大马歇尔试件存放处、小马歇尔试件存放处。

进一步的，还包括大马歇尔试件脱模信号控制按钮，启动按钮，复位按钮，小马歇尔试件脱模信号控制按钮和暂停按钮；上述按钮通过集线器和总控制器相连。

一种利用上述的脱模一体机进行脱模的方法，包括如下步骤：

步骤(1)：确定马歇尔试模属性，按下大马歇尔试件脱模信号控制按钮或者小马歇尔试件脱模信号控制按钮，当试件为大马歇尔试件时，将对应的大马歇尔试件磁质顶块放置在液压机顶杆上部，使得液压机顶杆嵌入大马歇尔试件磁质顶块凹槽，确保试模固定；

步骤(2)：将未脱模大马歇尔试模放置在大马歇尔试件磁质顶块上部，在埋置于液压机顶杆内部的力传感器感受到大马歇尔试件压力后，在延迟3-5s后会自动上升，在大马歇尔试件脱模完成后，即位移达到大马歇尔试件对应最大位移时，位移传感器传达信号给总控制器，使得液压机顶杆停止上升；

步骤(3)：位移停止的同时，总控制器传达信号给电动机械臂，电动机械臂将已脱模完成的大马歇尔试件夹起，按序放置在大马歇尔试件存放处，放置程序已编入总控制器，放置完成后，电动机械臂自动回归初始模式，等待下一个大马歇尔试件脱模完毕，继续重复同一操作；

步骤(4)：切换大小马歇尔试件，在大马歇尔试件脱模完成后，或中途需要停止脱模，则需要按下暂停按钮，若要进行切换为小马歇尔试件的脱模，则需要按下暂停按钮，此时脱模程序会终止，再按下复位按钮则总控制器和电动机械臂自动设置为初始模式，再点击启动程序，则开始进行小马歇尔试件的脱模流程；整个过程和第一步所述大马歇尔试件流程一致；

步骤(5)：在所有脱模完成后，先按下暂停按钮，再按下复位按钮，然后关闭电源，将已脱模完成的大马歇尔试件或者小马歇尔试件搬至马歇尔试件存放格栅底部存储处进行存放。

本发明的优点在于避免了手动脱模的人为误差，减少脱模工作量，简化进行大马歇尔试件和小马歇尔试件脱模切换过程。本发明具有良好的社会与经济效益，并且具有实际应用价值。有利于避免人为误差导致的脱模过程中马歇尔试件、模具的损坏，更加方便快捷地进行脱模，更好得解决马歇尔试件存放杂乱的问题，更快速方便地进行大小马歇尔试件卡块的转换。

附图说明

图1为本发明的脱模一体机的等轴视图。

图2为本发明中大小马歇尔试件磁质顶块等轴视图。

图3为本发明中大小马歇尔试件电动卡块一体机俯视图。

图4为本发明中大小马歇尔试件电动卡块一体机中凸式伸缩杆俯视图。

图5为本发明中大小马歇尔试件电动卡块一体机中凸式伸缩杆及内部卡口位置示意图。

图6为本发明中电动机械臂等轴视图。

附图标记说明：

1-金属框架，2-电源，3-集线器，4-总控制器，5-内部支架，6-液压机，7-液压机顶杆，8-卡块支架，9-大马歇尔试件卡块，10-小马歇尔试件卡块，11-大小马歇尔试件电动卡块一体机电机，12-大马歇尔试件卡块内圈，13-凹槽滑轨外壳，14-升降底杆，15-中杆转动轴承，16-中杆，17-夹具转动轴承，18-夹具，19-马歇尔试件存放格栅，20-大马歇尔试件存放处，21-小马歇尔试件存放处，22-小马歇尔试件磁质顶块，23-大马歇尔试件磁质顶块，24-小马歇尔试件，25-大马歇尔试件，26-大马歇尔试件脱模信号控制按钮，27-启动按钮，28-复位按钮，29-小马歇尔试件脱模信号控制按钮，30-暂停按钮，31-液压机电机，32-位移传感器，33-力传感器，34-电动机械臂，35-大小马歇尔试件电动卡块一体机，36-磁质顶块凹槽，37-凹槽滑轨，38-卡口，39-伸缩杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体工作方法进行详细说明。

如图1所示，一种大小马歇尔试件半自动脱模一体机，它包括金属框架1，其上设有集线器3、总控制器4、液压机6、液压机电机31、电动机械臂34、大小马歇尔试件电动卡块一体机35，集线器通过信号线传输信号控制按钮的信号至总控制器4，进而传达指令给各个部件。

如图2所示，一种中部设有不贯通凹槽的大马歇尔试件磁质顶块23和小马歇尔试件磁质顶块22，其中部凹槽36直径大小与液压机顶杆7直径匹配，以此来避免人为移动顶块造成的马歇尔试件脱模的误差导致的试件的损坏，大马歇尔试件顶块23和小马歇尔试件磁质顶块22均属于磁质顶块，在脱模完成时，其可吸附马歇尔试件模具，避免造成马歇尔试件模具的损坏。

如图3和4所示，一个大小马歇尔试件电动卡块一体机35，其内部由大小马歇尔试件电动卡块一体机电机11、大马歇尔试件卡块9、小马歇尔试件卡块10、凹槽滑轨外壳13、大马歇尔试件卡块顶部凹槽滑轨37、大马歇尔试件卡块凹槽内部凸式伸缩杆39组成，由电机11接收控制器信号进行大小马歇尔试件脱模卡块的切换，小马歇尔试件卡块10通过其两侧延伸至大马歇尔试件卡块顶部凹槽滑轨37中的部分机身，依靠凹槽滑轨37进行移动。

如图4和5所示，大马歇尔试件卡块凹槽内部凸式伸缩杆39一侧与小马歇尔试件卡块10下部机身相连，一侧与大马歇尔试件卡块顶部凹槽短边底部卡口38相连，在移动过程中，若凹槽内部凸式伸缩杆39较宽侧完全嵌入凹槽短边底部卡口38则大小马歇尔试件卡块切换完毕。

如图6和1所示，一个用于转移马歇尔试件的电动机械臂34，其由可上下升降底杆14、中杆转动轴承15、中杆16、夹具18转动轴承17组成，底杆14和中杆16可升缩，中杆转动轴承15和夹具转动轴承17可实现中杆16和夹具18的转动，电动机械臂34与控制器相连，已接受固定编程，可按序将脱模完成的大小马歇尔试件分别存放于大马歇尔试件存放处20、小马歇尔试件存放处21。

本发明工作过程如下：

第一步确定马歇尔试模属性，按下大马歇尔试件脱模信号控制按钮26或者小马歇尔试件脱模信号控制按钮29，以大马歇尔试件举例，将对应的大马歇尔试件磁质顶块22放置在液压机顶杆7上部，使得液压机顶杆7嵌入大马歇尔试件磁质顶块凹槽36，确保试模固定。再将未脱模大马歇尔试模放置在大马歇尔试件磁质顶块22上部。在埋置于液压机顶杆7内部的力传感器33感受到大马歇尔试件压力后，在延迟3s后会自动上升，在大马歇尔试件脱模完成后，即位移达到大马歇尔试件对应最大位移时，位移传感器32会传达信号给总控制器4,使得液压机顶杆7停止上升。位移停止的同时，总控制器4会传达信号给电动机械臂34，其会将已脱模完成的大马歇尔试件夹起，按序放置在大马歇尔试件存放处21，放置程序已编入总控制器4，放置完成后，电动机械臂34会自动回归初始模式，等待下一个大马歇尔试件脱模完毕，继续重复同一操作，需要注意的是大马歇尔试件存放处20设有4个存放格，且放置顺序已在总控制器4主板中设置完毕。

第二步切换大小马歇尔试件，在大马歇尔试件脱模完成后，或中途需要停止脱模，则需要按下暂停按钮30。若要进行切换为小马歇尔试件的脱模，则需要按下暂停按钮30，此时脱模程序会终止，再按下复位按钮28则总控制器4和电动机械臂34都会自动设置为初始模式，再点击启动程序，则开始进行小马歇尔试件的脱模流程。整个过程和第一步所述大马歇尔试件流程一致，需要注意的是小马歇尔试件存放处21设有8个存放格，且放置顺序已在总控制器4程序中设置完毕。

第三步是在所有脱模完成后，先按下暂停按钮30，再按下复位按钮28，然后关闭电源2，将已脱模完成的大马歇尔试件或者小马歇尔试件搬至马歇尔试件存放格栅19底部存储处进行存放。

本发明中，集线器有3个，分别与马歇尔试件电动卡块一体机电机11、电动机械臂34、信号控制按钮相连；总控制器4采用螺栓连接于金属框架1底部；液压机6通过液压机电机31进行驱动；位移传感器32在设置在液压机电机31内部；力传感器33埋置于液压机顶杆7内部；大小马歇尔试件磁质顶块可以吸附住马歇尔试件模具，防止模具掉落；马歇尔试件存放格栅19用于存放电动机械臂34所搬运的已脱模试件；电动机械臂34固定在金属框架1上；大小马歇尔试件电动卡块一体机35固定于卡块支架8上；信号控制按钮与总控制器4相连进而发布指令至各部件。本发明的优点在于：设备方便，脱模过程更为简易迅速，脱模过程十分方便有序，适用性强。

综上，本发明提供了一种可以避免了手动脱模的人为误差，减少脱模工作量，简化进行大马歇尔试件和小马歇尔试件脱模切换过程的一种专用马歇尔试件半自动脱模一体机。其最突出的创新是可以精准地进行脱模过程，方便快捷地进行大小马歇尔试件脱模切换，有效地减少了试验工作量，有序安全地进行马歇尔试件的存放。为了让此域的工作试验人员了解并据以实施提供了以上具体实施例，凡根据本发明的精神所做的等效变化或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大小马歇尔试件半自动脱模一体机，其特征在于，包括金属框架(1)，大小马歇尔试件电动卡块一体机(35)：设置在金属框架(1)上表面的一侧，包括可以切换的大马歇尔试件卡块(9)和小马歇尔试件卡块(10)，用于在脱模时卡住模具；

试件存放处：位于金属框架(1)的另一侧；

电动机械臂(34)：位于金属框架(1)的大小马歇尔试件电动卡块一体机(35)和试件存放处之间，用于将脱模的试件转移至存放处；

液压杆驱动机构：位于金属框架(1)内，且位于大小马歇尔试件电动卡块一体机(35)下方，用于将试件推出模具，实现脱模；

总控制器(4)：与大小马歇尔试件电动卡块一体机(35)，电动机械臂(34)，液压杆驱动机构和信号控制按钮相连，通过信号控制按钮实现对大小马歇尔试件电动卡块一体机(35)，电动机械臂(34)和液压杆驱动机构的控制；

所述大小马歇尔试件电动卡块一体机(35)还包括大小马歇尔试件电动卡块一体机电机(11)，凹槽滑轨外壳(13)，凹槽滑轨(37)，伸缩杆(39)；

所述小马歇尔试件卡块(10)两侧设有耳部，且耳部设有与凹槽滑轨(37)相匹配的凹槽，使得小马歇尔试件卡块(10)在凹槽滑轨(37)上滑动，

所述伸缩杆(39)设在凹槽滑轨(37)的凹槽中，一端与大马歇尔试件卡块(9)固定连接，另一端与小马歇尔试件卡块(10)固定连接；

所述大小马歇尔试件电动卡块一体机电机(11)驱动伸缩杆(39)伸缩，从而完成大马歇尔试件卡块(9)和小马歇尔试件卡块(10)的切换。

2.根据权利要求1所述的脱模一体机，其特征在于，所述伸缩杆(39)与小马歇尔试件卡块(10)连接的端部两侧设有凸起，所述凹槽滑轨(37)靠近大马歇尔试件卡块(9)一端的内侧设有卡口(38)；当小马歇尔试件卡块(10)滑动到脱模的位置时，所述凸起卡入卡口(38)实现定位。

3.根据权利要求2所述的脱模一体机，其特征在于，所述大小马歇尔试件电动卡块一体机电机(11)与总控制器(3)通过集线器连接，所述大马歇尔试件卡块(9)内部设有大马歇尔试件卡块内圈(12)。

4.根据权利要求3所述的脱模一体机，其特征在于，所述大小马歇尔试件电动卡块一体机(35)通过卡块支架(8)设于金属框架(1)的上表面。

5.根据权利要求4所述的脱模一体机，其特征在于，所述液压杆驱动机构包括内部支架(5)，液压机(6)，液压机顶杆(7)，液压机电机(31)磁质顶块；

所述内部支架设在金属框架(1)的内部，且设置在液压机(6)的外周，所述金属框架(1)上表面设有通孔，所述液压机顶杆(7)穿过通孔，且顶部设有磁质顶块，通过磁质顶块顶出试件；

所述液压机顶杆(7)上端的内部设置力传感器(33)，液压机电机(31)内部设置位移传感器(32)。

6.根据权利要求5所述的脱模一体机，其特征在于，所述磁质顶块主体为圆柱板，圆柱板的一侧设有圆筒型磁质顶块凹槽(36)，所述磁质顶块凹槽(36)套设在液压机顶杆(7)上，且磁质顶块凹槽(36)的内径与液压机顶杆(7)的直径相匹配；所述圆柱板的尺寸为两种，一种与小马歇尔试件相匹配，为小马歇尔试件磁质顶块(22)，另一种和大马歇尔试件相匹配，为大马歇尔试件磁质顶块(23)。

7.根据权利要求6所述的脱模一体机，其特征在于，所述电动机械臂(34)包括升降底杆(14)，中杆转动轴承(15)，中杆(16)，夹具转动轴承(17)和夹具(18)；

所述升降底杆(14)一端设置于金属框架(1)的上表面，另一端与中杆转动轴承(15)连接，所述中杆(16)一端与中杆转动轴承(15)连接，另一端与夹具转动轴承(17)连接，所述夹具(18)与夹具转动轴承(17)连接；

通过所述中杆转动轴承(15)和夹具转动轴承(17)实现中杆(16)和夹具(18)的转动，所述底杆(14)和中杆(16)为可升缩杆；

所述电动机械臂(34)与总控制器(4)相连，接受固定编程，按序将脱模完成的大小马歇尔试件分别存放于大马歇尔试件存放处、小马歇尔试件存放处。

8.根据权利要求7所述的脱模一体机，其特征在于，还包括大马歇尔试件脱模信号控制按钮(26)，启动按钮(27)，复位按钮(28)，小马歇尔试件脱模信号控制按钮(29)和暂停按钮(30)；上述按钮通过集线器和总控制器(4)相连。

9.一种利用权利要求8所述的脱模一体机进行脱模的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)：确定马歇尔试模属性，按下大马歇尔试件脱模信号控制按钮(26)或者小马歇尔试件脱模信号控制按钮(29)，当试件为大马歇尔试件时，将对应的大马歇尔试件磁质顶块(22)放置在液压机顶杆(7)上部，使得液压机顶杆(7)嵌入大马歇尔试件磁质顶块凹槽(36)，确保试模固定；

步骤(2)：将未脱模大马歇尔试模放置在大马歇尔试件磁质顶块(22)上部，在埋置于液压机顶杆(7)内部的力传感器(33)感受到大马歇尔试件压力后，在延迟3-5s后会自动上升，在大马歇尔试件脱模完成后，即位移达到大马歇尔试件对应最大位移时，位移传感器(32)传达信号给总控制器(4)，使得液压机顶杆(7)停止上升；

步骤(3)：位移停止的同时，总控制器(4)传达信号给电动机械臂(34)，电动机械臂(34)将已脱模完成的大马歇尔试件夹起，按序放置在大马歇尔试件存放处(21)，放置程序已编入总控制器(4)，放置完成后，电动机械臂(34)自动回归初始模式，等待下一个大马歇尔试件脱模完毕，继续重复同一操作；

步骤(4)：切换大小马歇尔试件，在大马歇尔试件脱模完成后，或中途需要停止脱模，则需要按下暂停按钮(30)，若要进行切换为小马歇尔试件的脱模，则需要按下暂停按钮(30)，此时脱模程序会终止，再按下复位按钮(28)则总控制器(4)和电动机械臂(34)自动设置为初始模式，再点击启动程序，则开始进行小马歇尔试件的脱模流程；整个过程和第一步所述大马歇尔试件流程一致；

步骤(5)：在所有脱模完成后，先按下暂停按钮(30)，再按下复位按钮(28)，然后关闭电源，将已脱模完成的大马歇尔试件或者小马歇尔试件搬至马歇尔试件存放格栅底部存储处进行存放。

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