CN112268496B - 一种垫砂层厚度检测设备及检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种垫砂层厚度检测设备及检测方法，其包括支架、用于检测压力的检测杆及保持检测杆竖直的调节机构，所述调节机构包括固定于支架的调节座及与调节座滑动连接的调节球，所述调节座上端贯穿有调节槽，所述调节球置于调节槽内转动，所述调节槽内壁与调节球外壁抵接，所述调节球固定连接有导向管，导向管的轴线与调节球的球心重合，所述检测杆穿过导向管并沿导向管竖向移动，所述导向管外壁下端固定有配重块，所述配重块的重心与导向管的轴线重合。利用检测杆插入垫砂层之后检测的压力的变化判断检测杆插入垫砂层的深度，从而在检测垫砂层厚度时不再需要进行开挖，使检测的结果更加准确。

Description

一种垫砂层厚度检测设备及检测方法

技术领域

本申请涉及岩土工程施工检测设备的技术领域，尤其是涉及一种垫砂层厚度检测设备及检测方法。

背景技术

目前在淤泥软基上施工时通常会在淤泥软基上铺设砂石从而形成垫砂层，利用垫砂层进行施工的排水及作为工作垫层，使推土机及插板机可在垫砂层上作业行走，但是在铺设完成之后需要对垫砂层的厚度进行测量。

目前在测量垫砂层的厚度时，需要将垫砂层进行开挖，之后再进行测量。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有开挖的垫砂层易发生坍塌，从而影响检测的结果的缺陷。

因此需要提出一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为了使垫砂层的厚度检测的更加准确，本申请提供一种垫砂层厚度检测设备及检测方法。

本申请提供的一种垫砂层厚度检测设备及检测方法，采用如下技术方案：

一种垫砂层厚度检测设备，包括支架、用于检测压力的检测杆及保持检测杆竖直的调节机构，所述调节机构包括固定于支架的调节座及与调节座滑动连接的调节球，所述调节座上端贯穿有调节槽，所述调节球置于调节槽内转动，所述调节槽内壁与调节球外壁抵接，所述调节球固定连接有导向管，导向管的轴线与调节球的球心重合，所述检测杆穿过导向管并沿导向管竖向移动，所述导向管外壁下端固定有配重块，所述配重块的重心与导向管的轴线重合。

通过采用上述技术方案，利用检测杆插入垫砂层之后检测的压力的变化判断检测杆插入垫砂层的深度，从而在检测垫砂层厚度时不再需要进行开挖，使检测的结果更加准确。

优选的：所述调节座外壁螺纹连接有若干紧固螺栓，所述紧固螺栓与调节球外壁抵接。

通过采用上述技术方案，利用紧固螺栓对调节球的位置进行定位，从而对检测杆插入垫砂层的方向进行限定，提升检测的结构的准确性。

优选的：所述支架连接有对导向管进行定位的定位机构，所述定位机构包括沿支架水平滑动且位于导向管两侧的若干第一支杆及沿第一支杆水平滑动且位于导向管两侧的若干第二支杆，所述第一支杆垂直于第二支杆，所述第一支杆上端沿其长度方向贯穿有第一定位槽，所述第二支杆沿其长度方向贯穿有第二定位槽，所述支架固定有对第一支杆进行支撑的若干支撑杆，支撑杆上端贯穿有第三定位槽，所述第一支杆两端均螺纹连接有第一定位螺栓，所述第一定位螺栓穿过第三定位槽并螺纹连接有第一定位螺母，所述第一定位槽及第二定位槽内同时穿设有第二定位螺栓，所述第二定位螺栓螺纹连接有第二定位螺母，所述第一支杆及第二支杆同时与导向管外壁抵接。

通过采用上述技术方案，利用定位机构进一步对导向管的位置进行限定，使检测杆在插入垫砂层内的过程中方向不易发生改变，从而进一步提升了检测的准确性。

优选的：所述支架连接有驱动检测杆下移的驱动机构，所述驱动机构包括沿支架竖向移动的驱动板及带动驱动板竖向移动的驱动件，所述驱动板下端与检测杆上端抵接。

通过采用上述技术方案，使检测杆与驱动板互相分离，此时在检测杆转动至竖直状态而驱动板未保持平行时，驱动板仍能推动检测杆下移。

优选的：所述驱动板下端开设有呈半球形的驱动槽，所述检测杆上端与驱动槽内壁抵接。

通过采用上述技术方案，利用驱动槽与检测杆抵接，使检测杆上端在受到驱动板施加的力时不易产生偏移，从而使检测杆的移动过程更加稳定。

优选的：所述驱动槽内壁固定连接有弹性垫，所述弹性垫与检测杆上端抵接。

通过采用上述技术方案，利用弹性垫增加检测杆与驱动板的接触面积，减少了检测杆收到的压强，使检测杆不易产生形变。

优选的：所述驱动板下端固定有连接绳，所述连接绳远离驱动板的一端固定于检测杆侧壁。

通过采用上述技术方案，利用连接绳将驱动板与检测杆连接，此时在驱动板上移时可带动检测杆向上移动，从而使检测杆从垫砂层内拔出的过程更加方便。

优选的：所述驱动件包括转动连接于支架的螺杆、驱动螺杆转动的电机及将使两根螺杆同步转动的皮带，所述螺杆穿过驱动板且与驱动板螺纹连接，所述螺杆下端分别与皮带连接，所述导向管下端从皮带内腔穿过，所述电机与一根螺杆连接。

通过采用上述技术方案，利用驱动件同时对驱动板的两端进行施力，使驱动板的移动保持稳定。

本申请的另一目的在于提供一种垫砂层厚度的检测方法，包括将支架置于待检测的垫砂层上端，并人工调整支架位置，使检测杆处于竖直状态；

使驱动板与检测杆脱离连接使支架静止，此时调节球转动使检测杆在重力的作用下移动至竖直并保持稳定，转动调节螺栓使其与调节球抵接从而初步定位；

移动第一支杆及第二支杆使其均与导向管外壁抵接，拧紧第一定位螺栓和第二定位螺栓；

启动电机，驱动板推动检测杆匀速插入垫砂层内，通过检测杆反馈的压力数值的变化判断检测杆是否穿过垫砂层，当压力竖直产生变化之后关闭电机；

测量检测杆未插入垫砂层的长度，判断垫砂层的厚度。

通过采用上述技术方案，将检测杆插入垫砂层内通过压力的变化检测检测杆是否穿过垫砂层，从而确定垫砂层的厚度，此时检测垫砂层厚度的过程不再需要将垫砂层开挖，从而使垫砂层厚度的检测更加准确。

附图说明

图1为本申请实施例的结构示意图；

图2为本申请实施例的用于展示驱动板与检测杆连接位置的结构的示意图。

图中，1、支架；11、支撑杆；111、第三定位槽；2、检测杆；21、检测头；3、调节机构；31、调节座；311、上座；312、下座；313、调节槽；32、调节球；33、导向管；34、紧固螺栓；35、配重块；4、定位机构；41、第一支杆；411、第一定位槽；42、第二支杆；421、第二定位槽；43、第一定位螺栓； 44、第二定位螺栓； 5、驱动机构；51、驱动板；511、驱动槽；512、弹性垫；52、驱动件；521、螺杆；522、皮带；523、带轮；524、电机；53、连接绳。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请公开的一种垫砂层厚度检测设备，在对垫砂层的厚度进行检测时，不再需要将垫砂层开挖，使检测的过程更加方便，检测的结果更加准确。

如图1所示，包括支撑于垫砂层上的支架1、用于检测压力的检测杆2及保持检测杆2竖直状态的调节机构3，检测杆2下端设置有对压力进行检测的检测头21，检测头21与压力记录器电信号连接，压力记录器将检测头21检测的压力的变化进行记录并显示。调节机构3包括连接于支架1的调节座31及与调节座31滑移连接的调节球32，调节座31包括上座311及下座312，所述及下座312均开设有调节槽313，两个调节槽313的球心重合且将上座311及下座312相互远离的一端贯穿。调节球32同时置于两个调节槽313内滑动，调节球32的侧壁与调节槽313的侧壁抵接，且调节球32的球心与调节座31的球心重合。调节球32使用螺栓连接有对检测杆2进行检测的导向管33，导向管33的轴线与调节槽313的球心相交，导向管33与调节座31之间留有间隙，检测杆2插置于导向管33内滑动。导向管33下端同轴使用螺栓连接有配重块35，配重块35呈圆环状且其内壁与导向管33外壁抵接，配重块35的重心与导向管33的轴线重合。此时在调节球32转动从而使导向管33处于竖直状态之后，限定调节球32的位置，之后向下推动检测杆2使其插入垫砂层内，利用压力是否变化从而确定检测杆2的下端是否穿过垫砂层，从而检测垫砂层的厚度，此时不再需要对垫砂层进行开挖，从而使垫砂层厚度的测量过程更加方便，测量的结果更加准确。

如图1所示，由于在导向管33依靠其自重转动至竖直状态时，调节球32的位置未受到完全限定，此时仍会转动从而影响检测杆2的测量。因此下座312外壁周向螺纹连接有三个紧固螺栓34，紧固螺栓34穿过下座312并与调节球32外壁抵接，此时利用紧固螺栓34对调节球32的位置进行限定，使检测杆2在下移的过程中其位置不易发生改变，使检测的结果更加准确。

如图1所示，为了进一步对导向管33的位置进行限定，支架1连接有对导向管33进行定位的定位机构4，定位机构4包括两根水平滑动的第一支杆41及两根第二支杆42，第二支杆42位于第一支杆41的上方，两根第一支杆41互相平行，两根第二支杆42互相平行，第一支杆41与第二支杆42垂直设置。支架1焊接有 垂直于第一支杆41设置的两根支撑杆11，两根支撑杆11分别位于导向管33的两侧，且第一支杆41的两端分别置于支撑杆11上端滑动。两根支撑杆11的上端均贯穿有平行于其长度方向的第三定位槽111，第一支杆41的上端面靠近其两端的位置均穿设有呈竖直的第一定位螺栓43，第一定位螺栓43穿过第三定位槽111并螺纹连接有第一定位螺母，利用第一定位螺栓43及第一定位螺母将第一支杆41与支撑杆11的位置限定。第一支杆41分别位于导向管33的两侧，其上端贯穿有沿其长度方向的第一定位槽411，第二支杆42分别位于导向管33的两侧，且第二支杆42上端贯穿有沿其长度方向的第二定位槽421，第二定位槽421内均穿设有两个第二定位螺栓44，第二定位螺栓44穿过第一定位槽411并螺纹连接有第二定位螺母，同一第二支杆42的两个第二定位螺栓44分别位于导向管33的两侧。此时在将调节球32的位置限定之后，移动第一支杆41及第二支杆42使其均与导向管33抵接，此时导向管33的位置进一步限定，使检测杆2的移动过程更加稳定，从而使检测结果更加准确。

如图1和图2所示，由于在检测杆2下移的过程中需要使检测杆2的移动速度保持稳定，因此支架1连接有驱动检测杆2下移的驱动机构5，驱动机构5包括沿支架1竖向移动的驱动板51及带动驱动板51移动的驱动件52，驱动板51下端与开设有呈半球形的驱动槽511，驱动槽511内粘贴有弹性垫512，弹性垫512下端与检测杆2上端抵接，此时在驱动件52带动驱动板51下移时，驱动板51同时带动检测杆2移动，使检测杆2的移动速度保持稳定，从而提升检测的精度。

如图1所示，驱动件52包括转动连接于支架1的两根螺杆521、带动两根螺杆521同步转动的皮带522及驱动螺杆521转动的电机524，两根螺杆521呈竖直设置且分别位于导向管33的两侧，两根螺杆521分别穿过驱动板51且与驱动板51螺纹连接。两根螺杆521的下端均同轴固定有带轮523，皮带522同时套接于两个带轮523，探测杆下端从皮带522的空腔内穿过。电机524为伺服电机524，其使用螺栓固定于支架1靠近导向管33的一侧，且电机524的输出轴通过联轴器与一根螺杆521的下端同轴固定，电机524与蓄电池连接。此时利用电机524带动驱动板51移动，在移动过程中检测杆2的位置保持稳定，使检测的结果更加准确。

如图2所示，由于在驱动板51上移时，其还需要带动检测杆2从垫砂层内拔出，因此驱动板51下端使用螺栓固定有连接绳53，连接杆远离驱动板51的一端使用螺栓固定于检测杆2上端，此时在驱动板51上移时通过连接绳53带动检测杆2上移，将检测杆2从垫砂层内拔出。

本实施例的实施原理为：在支架1移动至需要检测的位置，向上移动驱动板51使其与检测杆2脱离连接，当检测杆2静止之后转动紧固螺栓34使调节球32静止，之后移动第一支杆41及第二支杆42使其均与导向管33抵接，之后拧紧第一紧固螺栓34和第二紧固螺栓34，启动电机524使驱动板51以恒定速度带动检测杆2插入垫砂层内，同时观察压力记录器显示的压力数值，当压力数值产生变化之后关闭电机524，测量检测杆2位于垫砂层上方的长度，从而得到垫砂层的厚度。

一种垫砂层厚度检测方法，包括：

将支架1置于待检测的垫砂层上端，并人工调整支架1位置，使检测杆2大致处于竖直状态；

使驱动板51与检测杆2脱离连接并使支架1静止一端时间，使调节球32转动使检测杆2在重力的作用下移动至竖直并保持稳定，转动调节螺栓使其与调节球32抵接从而初步定位；

移动第一支杆41及第二支杆42使其均与导向管33外壁抵接，拧紧第一定位螺栓43和第二定位螺栓44；

启动电机524，驱动板51推动检测杆2匀速插入垫砂层内，通过压力记录器显示的压力数值的变化判断检测杆2是否穿过垫砂层，当压力竖直产生变化之后关闭电机524；

测量检测杆2未插入垫砂层的长度，判断垫砂层的厚度。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种垫砂层厚度检测设备，其特征在于：包括支架(1)、用于检测压力的检测杆(2)及保持检测杆(2)竖直的调节机构(3)，所述调节机构(3)包括固定于支架(1)的调节座(31)及与调节座(31)滑动连接的调节球(32)，所述调节座(31)上端贯穿有调节槽(313)，所述调节球(32)置于调节槽(313)内转动，所述调节槽(313)内壁与调节球(32)外壁抵接，所述调节球(32)固定连接有导向管(33)，导向管(33)的轴线与调节球(32)的球心重合，所述检测杆(2)穿过导向管(33)并沿导向管竖向移动，所述导向管(33)外壁下端固定有配重块(35)，所述配重块(35)的重心与导向管(33)的轴线重合；所述支架(1)连接有对导向管(33)进行定位的定位机构(4)，所述定位机构(4)包括沿支架(1)水平滑动且位于导向管（33）两侧的若干第一支杆(41)及沿第一支杆(41)水平滑动且位于导向管（33）两侧的若干第二支杆(42)，所述第一支杆(41)垂直于第二支杆(42)，所述第一支杆(41)上端沿其长度方向贯穿有第一定位槽(411)，所述第二支杆(42)沿其长度方向贯穿有第二定位槽(421)，所述支架(1)固定有对第一支杆(41)进行支撑的若干支撑杆(11)，支撑杆(11)上端贯穿有第三定位槽(111)，所述第一支杆(41)两端均螺纹连接有第一定位螺栓(43)，所述第一定位螺栓(43)穿过第三定位槽(111)并螺纹连接有第一定位螺母，所述第一定位槽(411)及第二定位槽(421)内同时穿设有第二定位螺栓(44)，所述第二定位螺栓(44)螺纹连接有第二定位螺母，所述第一支杆(41)及第二支杆(42)同时与导向管(33)外壁抵接。

2.根据权利要求1所述的一种垫砂层厚度检测设备，其特征在于：所述调节座(31)外壁螺纹连接有若干紧固螺栓(34)，所述紧固螺栓(34)与调节球(32)外壁抵接。

3.根据权利要求1所述的一种垫砂层厚度检测设备，其特征在于：所述支架(1)连接有驱动检测杆(2)下移的驱动机构(5)，所述驱动机构(5)包括沿支架(1)竖向移动的驱动板(51)及带动驱动板(51)竖向移动的驱动件(52)，所述驱动板(51)下端与检测杆(2)上端抵接。

4.根据权利要求3所述的一种垫砂层厚度检测设备，其特征在于：所述驱动板(51)下端开设有呈半球形的驱动槽(511)，所述检测杆(2)上端与驱动槽(511)内壁抵接。

5.根据权利要求4所述的一种垫砂层厚度检测设备，其特征在于：所述驱动槽(511)内壁固定连接有弹性垫(512)，所述弹性垫(512)与检测杆(2)上端抵接。

6.根据权利要求3所述的一种垫砂层厚度检测设备，其特征在于：所述驱动板(51)下端固定有连接绳(53)，所述连接绳(53)远离驱动板(51)的一端固定于检测杆(2)侧壁。

7.根据权利要求3所述的一种垫砂层厚度检测设备，其特征在于：所述驱动件(52)包括转动连接于支架(1)的螺杆(521)、驱动螺杆(521)转动的电机(524)及将使两根螺杆(521)同步转动的皮带(522)，所述螺杆(521)穿过驱动板(51)且与驱动板(51)螺纹连接，所述螺杆(521)下端分别与皮带(522)连接，所述导向管(33)下端从皮带(522)内腔穿过，所述电机(524)与一根螺杆(521)连接。

8.一种垫砂层厚度检测方法，使用权利要求7所述的一种垫砂层厚度检测设备，其特征在于：将支架(1)置于待检测的垫砂层上端，并人工调整支架(1)位置，使检测杆(2)处于竖直状态；

使驱动板(51)与检测杆(2)脱离连接使支架(1)静止，此时调节球(32)转动使检测杆(2)在重力的作用下移动至竖直并保持稳定，转动调节螺栓使其与调节球(32)抵接从而初步定位；

移动第一支杆(41)及第二支杆(42)使其均与导向管(33)外壁抵接，拧紧第一定位螺栓(43)和第二定位螺栓(44)；

启动电机(524)，驱动板(51)推动检测杆(2)匀速插入垫砂层内，通过检测杆(2)反馈的压力数值的变化判断检测杆(2)是否穿过垫砂层，当压力竖直产生变化之后关闭电机(524)；

测量检测杆(2)未插入垫砂层的长度，判断垫砂层的厚度。

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