CN111172960B - 一种路况检测用开挖击实一体化设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及路况检测设备技术领域，具体公开了一种路况检测用开挖击实一体化设备及方法，包括设备本体、驱动座、活动座以及开坑组件，所述设备本体整体呈圆柱形结构，内部中空，设置有安装腔，开坑组件设置在安装腔中；所述设备本体外侧设置有安装座，驱动座、活动座均为环形结构，驱动座通过固定螺栓与安装座连接，活动座安装在驱动座下侧；开坑组件设置有转盘，所述转盘上固定有传动杆，在传动杆外侧设置有开坑刀片；安装腔上端设置有端盖，下端开口，在端盖上设置有提拉把手；活动座配套设置有土壤收集套以及击实板；所述转盘与电机转轴固定连接，所述电机连接有控制器；可以完成试坑的开挖以及击实、开挖时土壤收集的问题。

Description

一种路况检测用开挖击实一体化设备及方法

技术领域

本发明涉及路况检测设备技术领域，具体为一种路况检测用开挖击实一体化设备及方法。

背景技术

路基压实度是反映压实程度的一种重要质量指标，它直接关系到路面的强度和使用寿命，灌砂法是路基压实度检测中最常用的试验方法，因其数值的准确性及结果的可代表性而广泛应用于公路建设中，灌砂法测定压实度是通过已知松装密度的标准砂来等体积置换压实完成后的土样，从而计算得到路基土样的实际干密度，并与室内试验得到的最大干密度进行比较得到压实度。

根据规范要求，试坑的形状应为圆柱体，坑洞应竖直，试坑的深度应等于测定层的厚度，但是发明人发现在实际过程中，一般使用凿子、锤、勺等作为挖坑工具，不仅劳动强度大、劳动危险系数高，而且所得到的试坑的形状经常不符合规范，坑的内部平整度不够，并且挖出的土收集时一般采用小铲等手动收集，较容易遗漏，影响试验过程中的准确性，而且试验结束后需要对试坑进行填补；现有的填补大多是通过人工用锤子等工具进行夯实，人工操作存在压实达不到规定的压实度，压实不均匀的问题，随时间的推移，路基的损坏首先发生在试坑处。所以需要一种能够有效进行试坑开挖及击实装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种路况检测用开挖击实一体化设备及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提出的一种路况检测用开挖击实一体化设备，包括设备本体、驱动座、活动座以及开坑组件，所述设备本体整体呈圆柱形结构，内部中空作为安装腔；

所述开坑组件设置在安装腔中其包括一个转盘、传动杆、开坑刀片、气缸和固定座，电机驱动转盘旋转，气缸的缸体固定在固定板上，固定板固定在安装腔内，气缸驱动转盘上下运动，所述的转盘在电机的驱动下驱动传动杆旋转，在传动杆上设置有开坑刀片；

所述设备本体外套装有安装座，所述的安装座固定不动，沿着安装座的圆周方向设置有丝杆驱动装置，所述的丝杆驱动装置驱动活动座沿着设备本体的轴线方向上下移动，所述的活动座连接击实板或者土壤收集套。

优选的，所述的丝杆驱动装置包括丝杆、丝杆套筒、驱动座；所述的驱动座与安装座底部连接，在驱动座底部设置有丝杆套筒，丝杆穿过丝杆套筒，其一端与电机相连，另外一端与活动座螺纹连接，丝杆在电机的驱动下旋转，进而带动活动座上下移动。

优选的，所述的丝杆驱动装置设置多个，多个丝杆驱动装置沿着安装座的圆周方向设置。

优选的，在所述击实板上设置有多个第一连接头，对应的在活动座上设有连接孔，当活动座与击实板相连时，第一连接头直接卡入连接孔中，且活动座与击实板之间通过紧固螺丝固定连接。

优选的，所述击实板为圆盘形结构，击实板下表面设置为平齐面；击实板平齐面便于进行击实作业。

优选的，所述的土壤收集套上设置第二连接头，对应的在活动座上设有连接孔，当活动座需要与土壤收集套相连时，第二连接头直接卡入连接孔中，且活动座与土壤收集套还可以通过紧固螺丝固定连接。

优选的，所述土壤收集套为圆筒形结构，内部设置有活动槽，所述活动槽直径不小于设备本体外径；在土壤收集套底部设置有圆形通孔，所述通孔圆形直径小于设备本体外径，且大于开坑刀片旋转尺寸；活动槽套在设备本体外侧，在活动座的带动下上下移动；同时通孔便于开坑刀片穿出，将土壤收在收集套内部，避免土壤飞溅不便于整理。

优选的，所述固定板的轴线与安装腔的轴线垂直；在固定板上设置有气缸，气缸的输出轴与支撑板连接；所述气缸与控制系统连接；气缸带动开坑组件上下移动，以配合挖坑作业。

优选的，在所述支撑板下侧安装有转盘；支撑板提供整个开坑组件以稳定的安装点，提供稳定的工作调节，同时能够在输出轴的带动下上下移动。

优选的，所述开坑刀片为螺旋刀片，沿着传动杆螺旋设置；螺旋刀片便于循序前进进行挖坑。

第二方面，本发明还提出了一种施工方法，在需要挖坑作业时，将土壤收集套安装在活动座上，通过控制器控制丝杆的电机工作，带动其转动，从而使得丝杆上下移动进而带动活动座上下移动，从而将土壤收集套抵在需要挖坑的地面上；之后控制开挖组件，使得开坑组件下移，开坑刀片与地面接触；之后再控制转盘的电机工作，带动其转动，从而带动开坑刀片转动，在地面上进行挖坑作业；在挖坑作业进行中，开坑刀片随着工作进行，不断下移；在过程中，始终保持土壤收集套抵在需要挖坑的地面上；开坑刀片将挖出的土壤旋出，从土壤收集套下侧的通孔中上旋入土壤收集套内部，从而落在土壤收集套通孔外侧的套底，对土壤进行统一收集，避免飞溅不便于整理；完成挖坑后，停止开坑刀片的转动，同时收回开挖组件，移开设备，从通孔将土壤倒出，取下土壤收集套；

在需要击实工作时，将击实板安装在活动座上，通过丝杆驱动装置驱动活动座的上下移动，从而驱动击实板上下移动，从而对试坑进行击实。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该装置能够快速有效的进行试坑开挖操作，较人工相比，平整度更高，效率更快，有效避免试坑不规则所导致的计算误差，能够提高试验的准确性，同时通过该装置能够节省人力，降低人工的劳动强度；

2、击实板、土壤收集套能够相互替换，分别用于击实、开坑作业；

3、击实板能够在活动座的驱动下循环运动，从而对试坑填补进行冲击，有效弥补了人工压实达不到规定的压实度，压实不均匀的缺陷；

4、土壤收集套的设置，可以将土样完整收集，不易飞散，能提高试验结果的准确性；

5、把手方便相关人员取放该装置；

6、在实际使用时，设备方便携带，同时能够根据试坑的尺寸更换不同的冲击板，从而在实际使用时适用面更广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的截面示意图；

图3为本发明中的活动座的结构示意图；

图4为本发明的击实板安装示意图；

图5为本发明的土壤收集套安装示意图；

图中标号：1、设备本体；11、安装腔；12、安装座；13、端盖；14、提拉把手；15、固定螺栓；16、固定板；17、气缸；18、输出轴；2、驱动座；21、丝杆套筒；3、活动座；31、丝杆；32、连接孔；4、开坑组件；41、支撑板；42、传动杆；43、开坑刀片；44、转盘；5、击实板；51、第一连接头；6、土壤收集套；61、第二连接头；62、活动槽。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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，仅是为了便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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参阅图1-图5，本发明提供一种技术方案：一种路况检测用开挖击实一体化设备，包括设备本体1、驱动座2、活动座3以及开坑组件4，所述设备本体1整体呈圆柱形结构，内部中空，设置有安装腔11，在设备本体1的顶部设有端盖13，端盖13的上部设有一个提拉把手14，设备本体1的底部敞口；在设备本体1的外圈设置安装座12，安装座12固定在设备本体1的外圈，例如采用焊接的方式焊接在设备本体1的外圈；且安装座12为一个环向结构。

所述开坑组件4设置在安装腔11中；其包括支撑板41；传动杆42、开坑刀片43、转盘44；支撑板41设置在安装腔内，转盘44位于支撑板41的下方，也设置在安装腔内，所述转盘44底部固定有传动杆42，在传动杆42外侧设置有开坑刀片43。优选的，开挖刀片43直接焊接在传动杆42上，或者是与传动杆42一体成型。所述转盘44与电机转轴固定连接，所述电机连接有控制器，在本申本实施的附图中电机以及控制器未进行表示，其直接安装固定在支撑板41上。驱动座2为环形结构，其通过固定螺栓15与安装座2相连，在驱动座的底部沿其圆周方向，设置有一圈丝杆套筒，每个丝杆套筒内安装有一个丝杆，且丝杆的一端固定在安装座上，与驱动电机相连，驱动电机驱动丝杆旋转，且驱动电机连接有控制器；丝杆的另一端连接活动座3，丝杆与活动座3螺纹配合，多个丝杆在电机的控制同步旋转，然后丝杆带动活动座3上下移动。

所述活动座3为一个环形结构，且配套设置有击实板5以及土壤收集套6。

进一步的，如图4所示，所述击实板5为一个圆形板，在击实板5上设置有多个第一连接头51，本实施例中，第一连接头51设置四个，但是不难理解的，第一连接头51不限于本实施例中公开的4个，对应的在活动座3上设有连接孔32，本实施例中连接孔32也设置有4个，与第一连接头51的个数相对应，当活动座3需要与击实板5相连时，第一连接头51直接卡入连接孔32中，且进一步的活动座3与击实板5之间还可以通过紧固螺丝固定连接。

进一步的，如图5所示，土壤收集套6上设置第二连接头61，本实施例中，第二连接头61设置四个，但是不难理解的，第二连接头61不限于本实施例中公开的4个，对应的在活动座3上设有连接孔32，本实施例中连接孔32也设置有4个，与第二连接头61的个数相对应，当活动座3需要与土壤收集套6相连时，第二连接头61可以直接卡入连接孔32中，且进一步的活动座3与土壤收集套6还可以通过紧固螺丝固定连接。

所述第一连接头51、第二连接头61分别卡入连接孔32中，并通过紧固螺丝固定连接。

上述的第一连接头51、第二连接头61结构相同，均为圆柱形接头，优选的，圆柱形接头与连接孔之间过盈配合，防止活动座3与土壤收集套6之间、以及击实板5之间连接不老，使用过程中脱离。

或者圆柱形接头与连接孔之间螺纹配合，便于拆卸方便，但是如果选择螺纹配合，活动座3与土壤收集套6、以及击实板5之间通过紧固螺丝固定连接。进一步的，所述安装腔11内部设置有固定板16，所述固定板16的轴线与安装腔11的轴线垂直，固定板焊接在设备本体1内，在固定板16上侧设置有气缸17，气缸17的输出轴18与开坑组件4的支撑板41连接；所述气缸17与控制系统连接，气缸17驱动整个开坑组件4上下移动。所述支撑板41与输出轴18固定连接；在支撑板41下侧安装有转盘44。

进一步的，所述开坑刀片43为螺旋刀片，沿着传动杆42的轴线方向螺旋设置。

进一步的，所述击实板5为圆盘形结构，击实板5下表面设置为平齐面。

进一步的，如图5所示，所述土壤收集套6为圆筒形结构，内部设置有活动槽62，所述活动槽62直径不小于设备本体1外径；在土壤收集套6底部设置有圆形通孔，所述通孔圆形直径小于设备本体1外径，且大于开坑刀片43旋转尺寸。

工作原理：在需要挖坑作业时，将土壤收集套6安装在活动座3上，通过控制器控制丝杆套筒21的电机工作，带动其转动，从而与固定的丝杆31配合，使得丝杆31上下移动进而带动活动座3上下移动，从而将土壤收集套6抵在需要挖坑的地面上；之后通过控制器控制气缸17工作，使输出轴18伸长，使得开坑组件4下移，开坑刀片43与地面接触；之后再通过控制器控制转盘44的电机工作，带动其转动，从而带动开坑刀片43转动，在地面上进行挖坑作业；在挖坑作业进行中，开坑刀片43随着工作进行，不断下移，气缸17的输出轴18不断伸出以配合工作；在过程中，始终保持土壤收集套6抵在需要挖坑的地面上；开坑刀片43将挖出的土壤旋出，从土壤收集套6下侧的通孔中上旋入土壤收集套6内部，从而落在土壤收集套6通孔外侧的套底，对土壤进行统一收集，避免飞溅不便于整理；完成挖坑后，停止开坑刀片43的转动，同时收回输出轴18，移开设备，从通孔将土壤倒出，取下土壤收集套6。

在需要击实工作时，将击实板5安装在活动座3上，通过控制器控制丝杆套筒21的工作，以带动活动座3的上下移动，从而驱动击实板5上下移动，从而对试坑进行击实；根据情况，安装适合试坑尺寸的击实板5，以配合实际使用情况，为保证整体压实度达到规范要求，推荐击实次数为25至30次。击实完毕，取下击实板5。

在击实板5与土壤收集套6上，分别设置相应的第一连接头51、第二连接头61，第一连接头51、第二连接头61能够卡入连接孔32中，从而便于螺丝的固定。活动槽62直径不小于设备本体1外径，保证土壤收集套6能够上下移动；通孔尺寸大于开坑刀片43旋转尺寸的同时小于设备本体1外径，便于开坑刀43旋出同时限制土壤收集套6位置。

设备中选用丝杆套筒21与丝杆31转动配合，从而实现上下移动的目的，在实际过程中，还可以使用相近的设备例如电动推杆、液压设备、气缸驱动等方式实现目的。

值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。

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 (8)

1.一种路况检测用开挖击实一体化设备，其特征在于，包括设备本体、驱动座、活动座以及开坑组件，所述设备本体整体呈圆柱形结构，内部中空作为安装腔；

所述开坑组件设置在安装腔中，其包括一个转盘、传动杆、开坑刀片、气缸和固定座，电机驱动转盘旋转，气缸的缸体固定在固定板上，固定板固定在安装腔内，气缸驱动转盘上下运动，所述的转盘在电机的驱动下驱动传动杆旋转，在传动杆上设置有开坑刀片；

所述设备本体外套装有安装座，所述的安装座固定不动，沿着安装座的圆周方向设置有丝杆驱动装置，所述的丝杆驱动装置驱动活动座沿着设备本体的轴线方向上下移动，所述的活动座连接击实板或者土壤收集套,在所述击实板上设置有多个第一连接头，对应的在活动座上设有连接孔，当活动座与击实板相连时，第一连接头直接卡入连接孔中，且活动座与击实板之间通过紧固螺丝固定连接,所述的土壤收集套上设置第二连接头，对应的在活动座上设有连接孔，当活动座需要与土壤收集套相连时，第二连接头直接卡入连接孔中，且活动座与土壤收集套还可以通过紧固螺丝固定连接,所述土壤收集套为圆筒形结构，内部设置有活动槽。

2.如权利要求1所述的一种路况检测用开挖击实一体化设备，其特征在于，所述的丝杆驱动装置包括丝杆、丝杆套筒、驱动座；所述的驱动座与安装座底部连接，在驱动座底部设置有丝杆套筒，丝杆穿过丝杆套筒，其一端与电机相连，另外一端与活动座螺纹连接，丝杆在电机的驱动下旋转，进而带动活动座上下移动。

3.如权利要求1所述的一种路况检测用开挖击实一体化设备，其特征在于，所述的丝杆驱动装置设置多个，多个丝杆驱动装置沿着安装座的圆周方向设置。

4.如权利要求1所述的一种路况检测用开挖击实一体化设备，其特征在于，所述击实板为圆盘形结构，击实板下表面设置为平齐面。

5.如权利要求1所述的一种路况检测用开挖击实一体化设备，其特征在于，所述活动槽直径不小于设备本体外径；在土壤收集套底部设置有圆形通孔，所述通孔圆形直径小于设备本体外径，且大于开坑刀片旋转尺寸。

6.如权利要求1所述的一种路况检测用开挖击实一体化设备，其特征在于，所述固定板的轴线与安装腔的轴线垂直；在固定板上设置有气缸，气缸的输出轴与支撑板连接，所述气缸与控制系统连接。

7.如权利要求1所述的一种路况检测用开挖击实一体化设备，其特征在于，所述开坑刀片为螺旋刀片，沿着传动杆螺旋设置。

8.如权利要求1-7任一所述的路况检测用开挖击实一体化设备的施工方法，其特征在于，在需要挖坑作业时，将土壤收集套安装在活动座上，通过控制器控制丝杆的电机工作，带动其转动，从而使得丝杆上下移动进而带动活动座上下移动，从而将土壤收集套抵在需要挖坑的地面上；之后控制开挖组件，使得开坑组件下移，开坑刀片与地面接触；之后再控制转盘的电机工作，带动其转动，从而带动开坑刀片转动，在地面上进行挖坑作业；在挖坑作业进行中，开坑刀片随着工作进行，不断下移；在过程中，始终保持土壤收集套抵在需要挖坑的地面上；开坑刀片将挖出的土壤旋出，从土壤收集套下侧的通孔中上旋入土壤收集套内部，从而落在土壤收集套通孔外侧的套底，对土壤进行统一收集，避免飞溅不便于整理；完成挖坑后，停止开坑刀片的转动，同时收回开挖组件，移开设备，从通孔将土壤倒出，取下土壤收集套；

在需要击实工作时，将击实板安装在活动座上，通过丝杆驱动装置驱动活动座的上下移动，从而驱动击实板上下移动，从而对试坑进行击实。

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