CN111781074B - 一种路基模量自动测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动路基模量自动测试装置及测试方法,该路基模量自动测试装置包括碰撞装置以及信号采集装置,碰撞装置包括安装架,安装架上固定连接有第一驱动机构,第一驱动机构的输出轴通过离合器连接有绕线轮,碰撞装置还包括引线机构,安装架上固定连接有用于驱动引线机构在水平面内转动的第二驱动机构,引线机构包括与第二驱动机构的输出轴固定连接的支架、转动装配在支架上的引线杆以及驱动引线杆转动的第三驱动机构,引线杆上设有引线槽,引线杆的端部设有引线轮,支架的转动轴线与引线杆的转动轴线垂直相交。本发明的路基测量装置操作更加简单,通过转动引线杆使钢球依次位于七个测点的正上方,提高了路基模量测试效率和自动化程度。
Description
技术领域
本发明属于路基模量测试技术领域,特别是涉及一种路基模量自动测试方法。
背景技术
路基指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物,是铁路和公路的基础,路基是用土或石料修筑而成的线形结构物。
从材料上分,路基可分为土路基,石路基,土石路基三种。路基,由填筑或开挖而形成的直接支承路面的结构。路基与桥梁、隧道相连,共同构成线路。路基依其所处的地形条件不同,有两种基本形式:路堤和路堑,俗称填方和挖方。公路路基的作用是在路基面上铺筑路面结构层,因此,路基是路面结构的基础,路基荷载,既承受路面结构的重量,即静荷载,又承受车辆行驶时通过路面传播而来的动荷载。路基同路面一起共同构成的线路结构是一种相对松散连结的结构形式,抵抗动荷载的能力弱。建造路基的材料,不论填或挖,主要是土石类散体材料,所以路基是一种土工结构,经常受到地质、水、降雨、气候、地震等自然条件变化的侵袭和破坏,抵抗能力差,因此,路基应具有足够的坚固性、稳定性和耐久性。对于高速铁路,路基还应有合理的刚度,以保障车辆高速行驶中的平稳性和舒适性。
路基模量检测是道路施工质量检测的重要流程,公路路基路面现场测试规程中记载了落球仪测试土质路基模量方法。具体的,每个测区至少包含七个测点,其中六个测点在以另外一个测点为圆心的圆上均匀间隔布置,将落球仪依次放置在每个测点区域进行测量。使用过程中发现,多次移动落球仪操作较为不便,同时,多次人工移动落球仪后难以保证每个测点落球高度的精确性,且测试效率较低,人工多次操作有砸到操作者脚的安全隐患。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种路基模量自动测试方法,以解决现有路基模量测试装置操作繁琐,自动化程度低的问题。
本发明的一种路基模量自动测试方法的技术方案是:
一种路基模量自动测试方法,
方法中所用到的装置为路基模量自动测试装置,所述路基模量自动测试装置包括碰撞装置以及信号采集装置,其特征在于:所述碰撞装置包括安装架,所述安装架上固定连接有第一驱动机构,所述第一驱动机构的输出轴通过离合器连接有绕线轮,所述碰撞装置还包括引线机构,所述安装架上固定连接有用于驱动所述引线机构在水平面内转动的第二驱动机构,所述引线机构包括与所述第二驱动机构的输出轴固定连接的支架、转动装配在所述支架上的引线杆以及驱动所述引线杆转动的第三驱动机构,所述支架的转动轴线与所述引线杆的转动轴线垂直相交,
包括以下步骤:
S1:将路基模量自动测试装置放至测点区域,第三驱动机构驱动引线杆转动至竖直状态,使钢球处于圆心位置的测点正上方;
S2:第一驱动机构带动绕线轮转动,驱动钢球至测点表面上方0.5m处,释放钢球,钢球做自由落体运动,并与测点表面碰撞,信号采集装置采集并输出该测点的压缩或回弹模量;
S3:第三驱动机构驱动引线杆转动至水平状态,第二驱动机构驱动引线杆在水平面内转动,使钢球处于圆周上的一个测点的正上方;第一驱动机构带动绕线轮转动,驱动钢球至测点表面上方0.5m处,释放钢球,钢球做自由落体运动,并与测点表面碰撞,信号采集装置采集并输出该测点的压缩或回弹模量;
S4:第二驱动机构驱动引线杆在水平面内转动60°,第一驱动机构带动绕线轮转动,驱动钢球至测点表面上方0.5m处,释放钢球,钢球做自由落体运动,并与测点表面碰撞,信号采集装置采集并输出该测点的压缩或回弹模量;
S5:重复S4四次,依次测试其他四个测点的路基模量。
作为对上述技术方案的进一步改进,第一驱动机构驱动钢球至测点地面上方0.5m处时,断开电磁离合器释放钢球。
本发明提供了一种路基模量自动测试测试方法,相比于现有技术,其有益效果在于:
本发明的路基模量自动测试装置使用时,将连接钢球的拉线绕过引线轮,并依次穿过引线槽、穿线槽、中空转轴以及穿线孔,接着将拉线缠绕在绕线轮上。第三驱动机构机构将引线杆调整至竖直状态,此时钢球处于圆心的第一测点位置的正上方,第一驱动机构通过驱动绕线轮转动而释放和卷起拉线,以调节钢球与测试平面之间的距离至0.5m,断开电磁离合器,钢球在重力作用下做自由落体运动,并与测点平面碰撞,信号采集装置采集并输出第一测点的压缩或回弹模量。第三驱动机构驱动引线杆转动至水平状态,第二驱动机构驱动引线杆在水平面内转动,将钢球驱动至处于圆周上的一侧测点的正上方,第一驱动机构通过驱动绕线轮转动而释放和卷起拉线,以调节钢球与测试平面之间的距离至0.5m,断开电磁离合器,钢球在重力作用下做自由落体运动,并与测点平面碰撞,信号采集装置采集并输出第二测点的压缩或回弹模量。第二驱动机构驱动引线杆在水平面内依次旋转60°,使钢球依次位于剩下五个测点的正上方,在每个测点位置调整钢球与测点平面的距离至0.5m,释放钢球得到其他五个测点的压缩或回弹模量。相比于现有技术中依次将落球仪依次放至七个测点处,使用本发明的路基测量装置及测试方法无需多次移动路基模量测量装置,操作更加简单。通过转动引线杆使钢球依次位于七个测点的正上方,保证了七个测点准确度,从而提高了路基模量测试精度。
本发明的路基模量自动测试装置通过设置引线槽、穿线槽、中空转轴以及穿线孔,有助于对拉线进行引导;穿线槽、中空转轴以及穿线孔上下贯通,上下方向上避免了拉线与测试装置发生摩擦干涉,有助于提高测试准确度。
本发明的路基模量自动测试装置通过电磁离合器释放钢球,操作更加简单,响应更快,有助于保证钢球以自由落体形式释放。
附图说明
图1是本发明的路基模量自动测试装置的结构示意图一;
图2是本发明的路基模量自动测试装置的结构示意图二;
图3是本发明的路基模量自动测试装置(含拉线、钢球)的部分结构示意图;
图4是本发明的路基模量自动测试装置的局部结构示意图;
图5是本发明的路基模量自动测试装置的局部结构示意图;
图6是是本发明的路基模量自动测试装置中的中空转轴、支架以及引线杆的装配示意图;
图中:1、安装架;2、平板;3、行走轮;4、L形板;5、第一电机;6、第一减速器;7、电磁离合器;8、绕线轮;9、固定板;10、减速电机;11、主动齿轮;12、从动齿轮;13、中空转轴;14、支架;15、引线杆;16、引线轮;17、第二电机;18、第二减速器;19、穿线孔;20、连接板;21、拉线;22、钢球。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
本发明的路基模量自动测试装置的具体实施例,如图1至图6所示,包括碰撞装置以及信号采集装置,碰撞装置包括安装架1、绕线轮8、第一驱动机构、第二驱动机构以及引线机构。信号采集装置与现有技术中的落球仪中的信号采集装置的结构相同。
其中,安装架1包括矩形框,矩形框上侧的两个平行边之间焊接固定有平板2,平板2用于安装和固定第一驱动机构。矩形框的下端四角处分别安装有行走轮3,两个相对的行走轮3之间设置有连接轴。
本实施例中,第一驱动机构包括第一电机5以及第一减速器6,其中平板2上固定连接有固定架,固定架包括两个平行间隔布置的L形板4。两个L形板4的下端水平部分别通过螺栓与平板2固定连接,第一减速器6通过螺栓固定连接在两个L形板4之间。其中一个L形板4上开设有穿孔,第一减速机的输出轴从穿孔内穿出。第一电机5固定连接在两个L形的固定板9之间的第一减速器6上。第一减速器6的输出轴与离合器传动连接,离合器与设置穿孔的L形板4固定连接。优选的,离合器为电磁离合器7,电磁离合器7的输出轴上固定连接有绕线轮8。优选的,绕线轮8采用工字形轮。
本实施例中,平板2的下侧转动装配有引线机构。引线机构包括支架14、引线杆15以及第三驱动机构。支架14以及引线杆15均为截面呈矩形的中空杆状结构,引线杆15的内部中空形成用于引导拉线21的引线槽,支架14的内部中空形成用于供拉线21穿过的穿线槽。支架14的下端具有两个平行间隔布置的铰接耳板,引线杆15铰接在两个铰接耳板之间。引线杆15的转动轴线沿水平方向延伸,引线杆15远离与支架14铰接的一端具有两个平行间隔布置的铰接耳板,两个铰接耳板之间铰接有引线轮16。引线轮16的转动轴线也沿水平方向延伸,以使连接在引线端部的钢球22可以在上下方向上运动。
本实施例中,支架14位于引线杆15的一侧的面上固定连接有连接板20,第三驱动机构包括第二电机17以及第二减速器18,第二电机17的输出轴与第二减速器18的输入轴固定连接,第二减速器18固定在连接板20上,第二减速器18的输出轴与引线杆15和支架14的铰接轴固定连接。使用时,第二电机17转动,带动第二减速器18转动,第二减速器18带动引线杆15转动。
本实施例中,第二驱动机构包括减速电机10、中空转轴13以及传动机构。减速电机10通过固定板9固定在平板2上,固定板9呈几字形结构,几字形的固定板9开口朝向平板2布置,且固定板9下端的两个连接沿通过螺栓与平板2固定连接。减速电机10固定连接在固定板9的上端水平板2上,水平板2上开设有供减速电机10向下穿出的穿孔。中空转轴13通过轴承以及轴承座转动装配在平板2上,中空转轴13的内部与支架14的穿线槽对应贯通,固定板9上开设有与中空转轴13内部上下贯通的穿线孔19。绕线轮8位于穿孔孔正上方,从而保证从绕线轮8出来的拉线21能够竖直进入至穿线孔19、中空转轴13以及支架14内。避免了拉线21与固定板9、中空转轴13、支架14发生摩擦干涉。中空转轴13的下端与支架14焊接固定,中空转轴13的转动轴线与引线杆15和支架14的转动轴线垂直相交,第二驱动机构可以驱动引线杆15至水平状态和竖直状态,水平状态引线杆15的引线轮16以竖直状态引线杆15的引线轮16为圆心的一个圆上。传动机构为齿轮传动机构,齿轮传动机构包括与减速电机10的输出轴固定连接的主动齿轮11以及套装固定在转轴上、与主动齿轮11啮合的从动齿轮12。使用时,减速电机10转动,通过齿轮传动机构带动中空转轴13转动,中空转轴13带动引线机构转动。
本实施例中,安装架上安装有蓄电池,蓄电池与第一电机、第二电机以及减速电机电连接。蓄电池上连接有用于与汽车上的电源相连接的充电接口,为蓄电池充电。安装架上还安装有能量管理系统,能量管理系统可以实现当蓄电池与车辆连接后,不再使用蓄电池自身电源,转而使用车辆上的电源为第一电机、第二电机以及减速电机供电。
本实施例中,安装架上安装有牵引装置,牵引装置能够与汽车上的拖钩相连接。使得本发明的路基模量自动测试装置能够被汽车拖动,增强了本发明的移动性能。
本发明的路基模量自动测试装置的工作原理为:将连接钢球22的拉线21绕过引线轮16,并依次穿过引线槽、穿线槽、中空转轴13以及穿线孔19,接着将拉线21缠绕在绕线轮8上。第三驱动机构机构将引线杆15调整至竖直状态,此时钢球22处于圆心的第一测点位置的正上方,第一驱动机构通过驱动绕线轮8转动而释放和卷起拉线21,以调节钢球22与测试平面之间的距离至0.5m,断开电磁离合器7,钢球22在重力作用下做自由落体运动,并与测点平面碰撞,信号采集装置采集并输出第一测点的压缩或回弹模量。第三驱动机构驱动引线杆15转动至水平状态,第二驱动机构驱动引线杆15在水平面内转动,将钢球22驱动至处于圆周上的一个测点的正上方,第一驱动机构通过驱动绕线轮8转动而释放和卷起拉线21,以调节钢球22与测试平面之间的距离至0.5m,断开电磁离合器7,钢球22在重力作用下做自由落体运动,并与测点平面碰撞,信号采集装置采集并输出第二测点的压缩或回弹模量。第二驱动机构驱动引线杆15在水平面内依次旋转60°,使钢球22依次位于剩下五个测点的正上方,在每个测点位置调整钢球22与测点平面的距离至0.5m,释放钢球22得到其他五个测点的压缩或回弹模量。
本发明的一种路基模量自动测试方法的具体实施例,包括以下步骤:
S1:将路基模量自动测试装置放至测点区域,将连接钢球22的拉线21绕过引线轮,并依次穿过引线槽、穿线槽、中空转轴以及穿线孔,接着将拉线21缠绕在绕线轮上。第二电机转动,驱动引线杆转动至竖直状态,使钢球22处于圆心位置的测点正上方。
S2:第一电机转动,带动绕线轮转动,将钢球22调整至与测点表面距离为0.5m;断开电磁离合器,释放钢球22,钢球22做自由落体运动,并与测点表面碰撞,信号采集装置采集并输出该测点的压缩或回弹模量。
S3:第二电机转动,驱动引线杆转动至水平状态,减速电机驱动引线杆在水平面内转动,使钢球22处于圆周上的一个测点的正上方,第一电机转动,带动绕线轮转动,将钢球22调整至与测点表面距离为0.5m;断开电磁离合器,释放钢球22,钢球22做自由落体运动,并与测点表面碰撞,信号采集装置采集并输出该测点的压缩或回弹模量。
S4:第二电机转动,驱动引线杆转动60°,第一电机转动,带动绕线轮转动,将钢球22调整至与测点表面距离为0.5m;断开电磁离合器,释放钢球22,钢球22做自由落体运动,并与测点表面碰撞,信号采集装置采集并输出该测点的压缩或回弹模量。
S5:重复S4四次,依次测试其他四个测点的路基模量。
上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种路基模量自动测试方法,其特征在于:方法中所用到的装置为路基模量自动测试装置,所述路基模量自动测试装置包括碰撞装置以及信号采集装置,其特征在于:所述碰撞装置包括安装架,所述安装架上固定连接有第一驱动机构,所述第一驱动机构的输出轴通过离合器连接有绕线轮,所述碰撞装置还包括引线机构,所述安装架上固定连接有用于驱动所述引线机构在水平面内转动的第二驱动机构,所述引线机构包括与所述第二驱动机构的输出轴固定连接的支架、转动装配在所述支架上的引线杆以及驱动所述引线杆转动的第三驱动机构,所述支架的转动轴线与所述引线杆的转动轴线垂直相交,
包括以下步骤:
S1:将路基模量自动测试装置放至测点区域,第三驱动机构驱动引线杆转动至竖直状态,使钢球处于圆心位置的测点正上方;
S2:第一驱动机构带动绕线轮转动,驱动钢球至测点表面上方0.5m处,释放钢球,钢球做自由落体运动,并与测点表面碰撞,信号采集装置采集并输出该测点的压缩或回弹模量;
S3:第三驱动机构驱动引线杆转动至水平状态,第二驱动机构驱动引线杆在水平面内转动,使钢球处于圆周上的一个测点的正上方;第一驱动机构带动绕线轮转动,驱动钢球至测点表面上方0.5m处,释放钢球,钢球做自由落体运动,并与测点表面碰撞,信号采集装置采集并输出该测点的压缩或回弹模量;
S4:第二驱动机构驱动引线杆在水平面内转动60°,第一驱动机构带动绕线轮转动,驱动钢球至测点表面上方0.5m处,释放钢球,钢球做自由落体运动,并与测点表面碰撞,信号采集装置采集并输出该测点的压缩或回弹模量;
S5:重复S4四次,依次测试其他四个测点的路基模量。
2.根据权利要求1所述的路基模量自动测试方法,其特征在于:所述第一驱动机构驱动钢球至测点地面上方0.5m处时,断开电磁离合器释放钢球。
3.根据权利要求1所述的路基模量自动测试方法,其特征在于:所述安装架上设有固定板,所述第二驱动机构包括与所述固定板固定连接的减速电机、与所述安装架转动装配的中空转轴以及实现所述减速电机与所述中空转轴传动的传动机构。
4.根据权利要求3所述的路基模量自动测试方法,其特征在于:所述固定板上设有与所述中空转轴内部上下贯通的穿线孔。
5.根据权利要求1所述的路基模量自动测试方法,其特征在于:所述离合器为电磁离合器,所述第一驱动机构包括第一电机以及与所述第一电机传动连接的第一减速器,所述电磁离合器的输入轴与所述第一减速器传动连接,所述电磁离合器的输出轴与所述绕线轮连接。
6.根据权利要求1所述的路基模量自动测试方法,其特征在于:所述安装架的下端设有行走轮。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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