CN112161886A - 一种击实仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及击实试验技术领域，具体而言，涉及一种击实仪。一种击实仪，包括机架、沉降机构、提锤机构以及跟踪机构。其中，机架包括架体以及与架体连接且离地的第一平台；沉降机构包括第一动力部、行程杆以及顶块；第一动力部与第一平台连接，行程杆沿竖直方向与第一平台可活动地连接，顶块与行程杆朝向地面的一端连接，第一动力部用于驱动行程杆沿竖直方向相对于第一平台运动；提锤机构包括第二动力部、提升杆、击实锤以及卡爪；卡爪用于抓取击实锤，并且卡爪用于抓取或释放击实锤，使其上升或掉落；跟踪机构用于测量提升杆相对于行程杆的位移量。该击实仪能够使得击实锤在下落过程中的落距一致，从而避免实验数据产生误差。

Description

一种击实仪

技术领域

本发明涉及击实试验技术领域，具体而言，涉及一种击实仪。

背景技术

在采用击实仪进行粗颗粒土的击实试验时，由于每次击实后，试样均具备一定的下陷量，而现有技术中往往忽略了试样下陷量对整个实验的影响，导致击实锤的多次落距出现不一致的情况，进而使得实验数据产生误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种击实仪，其能够使得击实锤在下落过程中的落距一致，从而避免实验数据产生误差。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种击实仪，包括：

机架，机架包括架体以及与架体连接且离地的第一平台；

沉降机构，沉降机构包括第一动力部、行程杆以及顶块；第一动力部与第一平台连接，行程杆沿竖直方向与第一平台可活动地连接，顶块与行程杆朝向地面的一端连接，第一动力部用于驱动行程杆沿竖直方向相对于第一平台运动；

提锤机构，提锤机构包括第二动力部、提升杆、击实锤以及卡爪；第二动力部与第一平台连接，提升杆沿竖直方向与第一平台可活动地连接，第二动力部用于驱动提升杆沿竖直方向相对于第一平台运动，卡爪与提升杆朝向地面的一端连接；卡爪用于抓取击实锤，并且卡爪用于与顶块抵接，以释放击实锤；

以及跟踪机构，跟踪机构包括跟踪杆以及光电测距传感器，跟踪杆的一端与行程杆连接，且跟踪杆与提升杆平行设置；光电测距传感器与提升杆连接，光电测距传感器用于测量提升杆相对于行程杆的位移量。

在可选的实施方式中，第一动力部包括第一电机以及第一传动齿轮；

行程杆的外周面设置有第一条形齿，第一传动齿轮与第一电机的主轴连接，且与第一条形齿啮合。

在可选的实施方式中，第二动力部包括第二电机以及第二传动齿轮；

提升杆的外周面设置有第二条形齿，第二传动齿轮与第二电机的主轴连接，且与第二条形齿啮合。

在可选的实施方式中，提升杆及行程杆均为中空结构，行程杆套设于提升杆；

击实锤包括锤头以及与锤头连接的导向杆，锤头的外周面设置有用于与卡爪卡接的卡槽；

导向杆沿竖直方向设置，导向杆的一端伸入提升杆，且导向杆位于提升杆内的部分与提升杆的内周面具备间隙；导向杆的长度大于提升杆的最大行程。

在可选的实施方式中，行程杆设置有条形孔，第二传动齿轮与条形孔敞开的第二条形齿啮合。

在可选的实施方式中，沿竖直方向，跟踪杆的长度大于或等于提升杆的最大行程。

在可选的实施方式中，机架还包括与架体连接的第二平台，第二平台位于第一平台下方且与第一平台间隔，第二平台用于放置试样筒。

在可选的实施方式中，击实仪包括第三动力部，第二平台可转动地与架体连接，第三动力部用于驱动第二平台相对于架体转动。

在可选的实施方式中，第三动力部包括第三电机以及分度传动盘，分度传动盘传动连接第二平台及第三电机。

在可选的实施方式中，击实仪还包括起吊臂，起吊臂可转动地与第一平台连接。

本发明实施例的有益效果包括：

该击实仪包括机架、沉降机构、提锤机构以及跟踪机构。其中，沉降机构，沉降机构包括第一动力部、行程杆以及顶块，第一动力部用于驱动行程杆沿竖直方向相对于第一平台运动；提锤机构包括第二动力部、提升杆、击实锤以及卡爪，第二动力部用于驱动提升杆沿竖直方向相对于第一平台运动，卡爪与提升杆朝向地面的一端连接；卡爪用于抓取击实锤，并且卡爪用于与顶块抵接，以释放击实锤。由此，该击实仪在工作的过程中，通过提锤机构带动卡爪沿竖直方向运动，从而能够驱动被卡爪抓取的击实锤上升，而在卡爪上升至一定高度且与顶块抵靠后，卡爪会释放抓取的击实锤，而击实锤的下落便于对下方的试样进行冲击，从而进行击实试验。

在上述过程中，由于试样在收到击实锤的冲击后，会发生一定程度的下陷，而这样会使得击实锤相对于试样的冲击面间的距离发生变化，即会使得击实锤的落距发生变化，从而会导致实验出现误差；基于此，在进行上述的击实试验的过程中，跟踪机构能够通过光电测距传感器检测跟踪杆在竖直方向上的位移量，而光电测距传感器和跟踪杆分别与提升杆和行程杆连接，从而能够这样的方式检测击实仪在完成一次击实后，提升杆下降并抓取击实锤时的位移量，进而能够通过这样的方式，通过测量抓取击实锤时的提升杆的位移量的方式，通过控制第一动力部的运动，使得行程杆相对于第一平台运动，进而对顶块相对于第一平台的位置进行调整，从而对击实锤的释放高度进行调整。由此，使得击实锤在下落过程中的落距一致，从而避免实验数据产生误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中击实仪第一视角的结构示意图；

图2为本发明实施例中击实仪第二视角的结构示意图；

图3为本发明实施例中沉降机构及提锤机构第一视角的结构示意图；

图4为本发明实施例中沉降机构及提锤机构第二视角的结构示意图；

图5为本发明实施例中击实锤的结构示意图；

图6为本发明实施例中行程杆的结构示意图；

图7为本发明实施例中行程杆、提升杆及导向杆的结构示意图。

图标:100-击实仪；110-机架；111-架体；112-第一平台；120-沉降机构；121-第一动力部；122-行程杆；123-顶块；130-提锤机构；131-第二动力部；132-提升杆；133-击实锤；134-卡爪；140-跟踪机构；141-跟踪杆；124-第一电机；125-第一传动齿轮；126-第一条形齿；135-第二电机；136-第二传动齿轮；137-第二条形齿；138-锤头；139-导向杆；171-卡槽；127-条形孔；113-第二平台；114-试样筒；150-第三动力部；151-第三电机；152-分度传动盘；160-起吊臂。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1-图7，图1及图2示出了本发明实施例中击实仪的结构，图3-图7示出了本发明实施例中沉降机构及提锤机构的结构，本实施例提供一种击实仪100，包括机架110、沉降机构120、提锤机构130以及跟踪机构140。

其中，机架110包括架体111以及与架体111连接且离地的第一平台112；

沉降机构120包括第一动力部121、行程杆122以及顶块123；第一动力部121与第一平台112连接，行程杆122沿竖直方向与第一平台112可活动地连接，顶块123与行程杆122朝向地面的一端连接，第一动力部121用于驱动行程杆122沿竖直方向相对于第一平台112运动；

提锤机构130包括第二动力部131、提升杆132、击实锤133以及卡爪134；第二动力部131与第一平台112连接，提升杆132沿竖直方向与第一平台112可活动地连接，第二动力部131用于驱动提升杆132沿竖直方向相对于第一平台112运动，卡爪134与提升杆132朝向地面的一端连接；卡爪134用于抓取击实锤133，并且卡爪134用于与顶块123抵接，以释放击实锤133；

跟踪机构140包括跟踪杆141以及光电测距传感器，跟踪杆141的一端与行程杆122连接，且跟踪杆141与提升杆132平行设置；光电测距传感器与提升杆132连接，光电测距传感器用于测量提升杆132相对于行程杆122的位移量。

需要说明的是，首先，在设置第一平台112时，第一平台112的离地高度需要满足试样的测试需求，即第一平台112的最大高度需要大于在进行击实试验时，击实锤133的最大释放高度；

其次，在设置沉降机构120、提锤机构130以及跟踪机构140时，第一动力部121及第二动力部131用于分别驱动行程杆122及提升杆132沿竖直方向的运动，故在设置行程杆122及提升杆132时，行程杆122及提升杆132的轴线平行或重合；并且顶块123的作用在于与卡爪134抵接以触发卡爪134释放抓取的击实锤133，故顶块123的高度决定了卡爪134释放击实锤133的高度，故在设置卡爪134以及顶块123时，需要使得顶块123位于卡爪134的上方，且能够通过第一动力部121驱动行程杆122运动的方式对卡爪134释放击实锤133的高度进行调整。

综上，请参照图1-图7，该击实仪100的工作原理是：

该击实仪100包括机架110、沉降机构120、提锤机构130以及跟踪机构140。其中，沉降机构120，沉降机构120包括第一动力部121、行程杆122以及顶块123，第一动力部121用于驱动行程杆122沿竖直方向相对于第一平台112运动；提锤机构130包括第二动力部131、提升杆132、击实锤133以及卡爪134，第二动力部131用于驱动提升杆132沿竖直方向相对于第一平台112运动，卡爪134与提升杆132朝向地面的一端连接；卡爪134用于抓取击实锤133，并且卡爪134用于与顶块123抵接，以释放击实锤133。由此，该击实仪100在工作的过程中，通过提锤机构130带动卡爪134沿竖直方向运动，从而能够驱动被卡爪134抓取的击实锤133上升，而在卡爪134上升至一定高度且与顶块123抵靠后，卡爪134会释放抓取的击实锤133，而击实锤133的下落便于对下方的试样进行冲击，从而进行击实试验。

在上述过程中，由于试样在收到击实锤133的冲击后，会发生一定程度的下陷，而这样会使得击实锤133相对于试样的冲击面间的距离发生变化，即会使得击实锤133的落距发生变化，从而会导致实验出现误差；基于此，在进行上述的击实试验的过程中，跟踪机构140能够通过光电测距传感器检测跟踪杆141在竖直方向上的位移量，而光电测距传感器和跟踪杆141分别与提升杆132和行程杆122连接，从而能够这样的方式检测击实仪100在完成一次击实后，提升杆132下降并抓取击实锤133时的位移量，进而能够通过这样的方式，通过测量抓取击实锤133时的提升杆132的位移量的方式，通过控制第一动力部121的运动，使得行程杆122相对于第一平台112运动，进而对顶块123相对于第一平台112的位置进行调整，从而对击实锤133的释放高度进行调整。由此，使得击实锤133在下落过程中的落距一致，从而避免实验数据产生误差。

基于上述的击实仪100，在本发明的实施例中，该击实仪100还可以包括控制器，控制器与上述的第一动力部121、第二动力部131以及光电测距传感器电连接；

首先，控制器用于通过控制第一动力部121及第二动力部131的运动，以调整行程杆122及提升杆132的位置，从而能够控制提升杆132下降抓取击实锤133，或控制提升杆132上升与顶块123接触以释放击实锤133，以及控制行程杆122的上升和下降，从而对击实锤133的释放高度进行调整；

其次，控制器用于收集光电测距传感器输出的位置信号，从而计算出跟踪杆141的移动距离；需要说明的是，当提升杆132下降并抓取击实锤133时，此时跟踪杆141与提升杆132的同步运动距离即为提升杆132的运动距离。

由此，通过这样的测量方式，控制器能够计算出该击实仪100在完成一次击实后，提升杆132的抓取高度，并将该抓取高度与此次击实的击实锤133的释放高度对比，便可得出试样的下陷距离，进而能够在计算出试样的下陷距离后，控制器通过控制第一动力部121对顶块123的位置进行调整的方式，使得调整后的击实锤133的释放高度与上一次击实的抓取行程一致，从而使得击实锤133在多次下落过程中的落距一致，进而避免实验数据产生误差。

进一步地，请参照图2-图7，在本实施例中，在对顶块123的位置进行调整的过程中，采用的是通过第一动力部121驱动行程杆122运动的方式，在此过程中，为提高顶块123位置的调整的精度，故第一动力部121可以包括第一电机124以及第一传动齿轮125，行程杆122的外周面设置有第一条形齿126，第一传动齿轮125与第一电机124的主轴连接，且与第一条形齿126啮合。由此，在通过行程杆122的运动对顶块123的位置进行调整的过程中，采用的是齿轮与齿条配合的方式，以通过这样的方式提高顶块123位置调整的精度，以进一步减少击实试验的误差。

与上述设置方式同理，在驱动提升杆132运动时，第二动力部131包括第二电机135以及第二传动齿轮136；提升杆132的外周面设置有第二条形齿137，第二传动齿轮136与第二电机135的主轴连接，且与第二条形齿137啮合。

进一步地，请参照图1-图7，在本实施例中，在设置提升杆132及行程杆122时，为便于跟踪机构140对提升杆132及行程杆122间的相对运动进行测量，同时提高卡爪134以及顶块123的位置调整精度，故提升杆132及行程杆122均为中空结构，且行程杆122套设于提升杆132。而击实锤133包括锤头138以及与锤头138连接的导向杆139，锤头138的外周面设置有用于与卡爪134卡接的卡槽171；导向杆139沿竖直方向设置，导向杆139的一端伸入提升杆132，且导向杆139位于提升杆132内的部分与提升杆132的内周面具备间隙。

由此，通过提升杆132及行程杆122相互套设的方式，能够使得提升杆132及行程杆122之间具备一定的导向作用，从而能够通过这样的方式，提高两者之间的相对运动方向精度。

而且，由于导向杆139的一端伸入提升杆132内并与提升杆132间隙配合，从而能够通过这样的方式，避免击实锤133在下落的过程中与提升杆132间产生运动干涉，导致击实锤133的下落运动非自由落体运动；同时，在提升杆132下降使得卡爪134抓取击实锤133时，能够通过导向杆139引导提升杆132下降运动，以起到导向的作用，从而提高抓取击实锤133的效率。

需要说明的是，在设置导向杆139时，由于提升杆132的最大行程为提升杆132抓取击实锤133的最大行程，即提升杆132的最大行程等于击实锤133的最大落距，由此，在设置导向杆139时，可以使得导向杆139的长度大于提升杆132的最大行程，以避免在击实试验的过程中导向杆139运动至提升杆132外。同理，在设置跟踪杆141时，沿竖直方向，跟踪杆141的长度大于或等于提升杆132的最大行程。

由上述内容可知，行程杆122套设于提升杆132，且行程杆122及提升杆132均采用的是齿轮啮合的传动方式，由此，为避免套设在提升杆132外的行程杆122干涉提升杆132的传动，故行程杆122设置有条形孔127，第二传动齿轮136与条形孔127敞开的第二条形齿137啮合。

进一步地，请参照图1及图2，在本实施例中，为便于放置试样，故机架110还包括与架体111连接的第二平台113，第二平台113位于第一平台112下方且与第一平台112间隔，第二平台113用于放置试样筒114。

需要说明的是，在进行击实试验时，需要对第二平台113上的试样的相对于上方的击实锤133的位置进行调整，而在本实施例中，采用的是转动试样的方式，故击实仪100包括第三动力部150，第二平台113可转动地与架体111连接，第三动力部150用于驱动第二平台113相对于架体111转动。

具体的，在本实施例中，第三动力部150包括第三电机151以及分度传动盘152，分度传动盘152传动连接第二平台113及第三电机151。即通过这样的方式，能够通过第三电机151驱动及分度转动盘对第二平台113的转动角度进行控制。

进一步地，为便于试样筒114的放置，并降低工人的劳动强度，击实仪100还包括起吊臂160，起吊臂160可转动地与第一平台112连接，并用于吊装试样筒114。

以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种击实仪，其特征在于，包括：

机架，所述机架包括架体以及与所述架体连接且离地的第一平台；

沉降机构，所述沉降机构包括第一动力部、行程杆以及顶块；所述第一动力部与所述第一平台连接，所述行程杆沿竖直方向与所述第一平台可活动地连接，所述顶块与所述行程杆朝向地面的一端连接，所述第一动力部用于驱动所述行程杆沿竖直方向相对于所述第一平台运动；

提锤机构，所述提锤机构包括第二动力部、提升杆、击实锤以及卡爪；所述第二动力部与所述第一平台连接，所述提升杆沿竖直方向与所述第一平台可活动地连接，所述第二动力部用于驱动所述提升杆沿竖直方向相对于所述第一平台运动，所述卡爪与所述提升杆朝向地面的一端连接；所述卡爪用于抓取所述击实锤，并且所述卡爪用于与所述顶块抵接，以释放所述击实锤；

以及跟踪机构，所述跟踪机构包括跟踪杆以及光电测距传感器，所述跟踪杆的一端与所述行程杆连接，且所述跟踪杆与所述提升杆平行设置；所述光电测距传感器与所述提升杆连接，所述光电测距传感器用于测量所述提升杆相对于所述行程杆的位移量。

2.根据权利要求1所述的击实仪，其特征在于：

所述第一动力部包括第一电机以及第一传动齿轮；

所述行程杆的外周面设置有第一条形齿，所述第一传动齿轮与所述第一电机的主轴连接，且与所述第一条形齿啮合。

3.根据权利要求1或2所述的击实仪，其特征在于：

所述第二动力部包括第二电机以及第二传动齿轮；

所述提升杆的外周面设置有第二条形齿，所述第二传动齿轮与所述第二电机的主轴连接，且与所述第二条形齿啮合。

4.根据权利要求3所述的击实仪，其特征在于：

所述提升杆及所述行程杆均为中空结构，所述行程杆套设于所述提升杆；

所述击实锤包括锤头以及与所述锤头连接的导向杆，所述锤头的外周面设置有用于与所述卡爪卡接的卡槽；

所述导向杆沿竖直方向设置，所述导向杆的一端伸入所述提升杆，且所述导向杆位于所述提升杆内的部分与所述提升杆的内周面具备间隙；所述导向杆的长度大于所述提升杆的最大行程。

5.根据权利要求4所述的击实仪，其特征在于：

所述行程杆设置有条形孔，所述第二传动齿轮与所述条形孔敞开的所述第二条形齿啮合。

6.根据权利要求1所述的击实仪，其特征在于：

沿竖直方向，所述跟踪杆的长度大于或等于所述提升杆的最大行程。

7.根据权利要求1所述的击实仪，其特征在于：

所述机架还包括与所述架体连接的第二平台，所述第二平台位于所述第一平台下方且与所述第一平台间隔，所述第二平台用于放置试样筒。

8.根据权利要求7所述的击实仪，其特征在于：

所述击实仪包括第三动力部，所述第二平台可转动地与所述架体连接，所述第三动力部用于驱动所述第二平台相对于所述架体转动。

9.根据权利要求8所述的击实仪，其特征在于：

所述第三动力部包括第三电机以及分度传动盘，所述分度传动盘传动连接所述第二平台及所述第三电机。

10.根据权利要求1所述的击实仪，其特征在于：

所述击实仪还包括起吊臂，所述起吊臂可转动地与所述第一平台连接。

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