CN112504776A - 一种土木工程实验的土样制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种土木工程实验的土样制备装置，包括底盘和刀盘，所述刀盘位于底盘上方，刀盘可沿竖直方向滑移的设置在底盘上，所述底盘上设置有置物台，置物台的上端面高于底盘的上端面设置，所述刀盘在水平方向上设置有刀线，置物台在对应刀线处设置有线槽，刀线可切入线槽设置，还包括有驱动刀盘上下移动的驱动机构。通过采用上述方案，本发明克服现有技术存在的不足，提供了一种土木工程实验的土样制备装置，其能精确的制备土样，保持土样的稳定性。

Description

一种土木工程实验的土样制备装置
技术领域
本发明涉及一种土木工程实验的土样制备装置。
背景技术
在土工实验中会反复用到环刀进行制样，用于土的基本物理分析、压缩实验、直剪实验等。对土样需求量较大，传统制样过程中需要将采集到的土样用手工的方法切成8.4cm*8.4cm*3.7cm的正方体土样。由于手工操作误差大，容易使得尺寸不准确，影响实验准确性，以及在制样过程中，在接触土样时容易扰动土样，使得土样不适合进行实验。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种土木工程实验的土样制备装置，其能精确的制备土样，保持土样的稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种土木工程实验的土样制备装置，包括底盘和刀盘，所述刀盘位于底盘上方，刀盘可沿竖直方向滑移的设置在底盘上，所述底盘上设置有置物台，置物台的上端面高于底盘的上端面设置，所述刀盘在水平方向上设置有刀线，置物台在对应刀线处设置有线槽，刀线可切入线槽设置，还包括有驱动刀盘上下移动的驱动机构。
通过采用上述方案，刀盘为中空的方形框架，刀线固定设置在刀盘的中空处，并且处于水平状态，这样可保证切割后土样的尺寸，驱动机构能驱动刀盘以稳定的速度对土样进行切割，线槽的设置，可保证刀线完全切断相邻的两块土样，保证切割效果，因此该装置能精确的制备土样，保持土样的稳定性。
本发明的进一步设置是：所述刀线包括若干个横向刀线和纵向刀线，横向刀线和纵向刀线相互垂直设置，各横向刀线和各纵向刀线为一体设置，相邻两个横向刀线和相邻两个纵向刀线之间构成8.4cm*8.4cm的切割区。
通过采用上述方案，横向刀线和各纵向刀线一体化设置，可避免在安装时发生干涉，不会影响后续切割操作，能够切割出符合实际需要的正方体土样，其中土样的高度可根据实际需要而定。
本发明的进一步设置是：所述驱动机构包括电机装置和螺杆，所述螺杆沿竖直方向转动设置在底盘上，电机装置带动螺杆转动，所述刀盘上固定或一体设置有螺母座，螺母座上设置有与螺杆适配的螺纹孔，转动螺杆可带动螺母座上下移动。
通过采用上述方案，螺杆正反转可带动螺母座上下移动，从而实现刀盘的升降，在螺杆停止转动时，螺杆与螺母座处于自锁状态，因此刀盘能一直保持位置，刀盘运行稳定，也能实现刀盘随时停止升降或随动开启升降，结构简单，设计合理。
本发明的进一步设置是：还包括控制面板、电路板和电源，控制面板和电源分别与电路板电连接，控制面板上设置有操作按钮。
通过采用上述方案，电源为外接电源，其可给电路板供电，可通过操作控制面板上的操作按钮，完成装置的不同控制。
本发明的进一步设置是：所述底盘在置物台的四周设置有若干个导向杆，导向杆沿竖直方向设置，刀盘上设置有与导向杆滑移配合的滑块，所述导向杆的上端设置有上位行程开关，导向杆的下端设置有下位行程开关，所述滑块上设置有可触发上位行程开关和下位行程开关的触碰杆，上位行程开关和下位行程开关分别与电路板电连接。
通过采用上述方案，刀盘移动到上端极限位置时，触碰杆与上位行程开关碰触，从而停止电机的运行，此时保持刀盘的位置；刀盘移动到下端极限位置时，触碰杆与下位行程开关碰触，从而停止电机的运行，此时保持刀盘的位置，这样对电机起到保护作用，也能实现自动控制刀盘的升降。
本发明的进一步设置是：所述电机装置包括箱体、变频电机和驱动轴，所述变频电机固定设置在箱体上，变频电机与电路板电连接，驱动轴转动设置在箱体上，驱动轴与变频电机的输出轴相互垂直设置，变频电机的输出轴上联动设置有蜗杆，驱动轴上联动设置有与蜗杆啮合的蜗轮，所述螺杆的端部联动设置有第一弧形伞齿轮，驱动轴上联动设置有与第一弧形伞齿轮啮合的第二弧形伞齿轮。
通过采用上述方案，变频电机可实现无极变速，电路板可改变电压，从而调节变频电机的输出轴的转速，实现智能速度控制，蜗杆与蜗轮配合，第一弧形伞齿轮与第二弧形伞齿轮配合，可进一步降低螺杆的转速，起到一定的减速作用，使得刀盘上下移动更加稳定。
本发明的进一步设置是：所述箱体上固定设置有霍尔传感器，变频电机的输出轴上设置有磁钢，霍尔传感器可感应磁钢设置，霍尔传感器与电路板电连接。
通过采用上述方案，霍尔传感器感应磁钢，可时刻检测变频电机的输出轴的转速，当刀盘下移时，此时如果有异物或是手阻挡刀盘下移，此时变频电机的输出轴的转速减缓，霍尔传感器检测到转速有变化时就会向电路板报告信息，电路板向继电器发出指令，电路会让电流反向，使电机停转或反转，于是刀盘也就停止移动或上降，因此具有一定的防夹功能。
本发明的进一步设置是：还包括有显示单元、摄像头和图像处理单元，摄像头安装在刀盘上，图像处理单元设置在电路板上，摄像头与电路板电连接，摄像头拍摄的图像传输至图像处理单元，图像处理单元按照合格的土样图进行分析处理，并将最终合格的土样以及个数显示在显示单元上。
通过采用上述方案，图像处理单元设置在电路板上，显示单元为显示屏，其固定设置在操作面板上，当刀线切割完土样时，摄像头进行拍摄，并经图像处理单元分析，从而识别合格的土样并计数，显示在显示屏上。
本发明的进一步设置是：还包括有平整件，平整件包括四块隔板，各隔板首尾连接构成矩形的框体。
通过采用上述方案，隔板的上下端面均为平直的端面，平整件与底盘的置物台的形状适配，平整件可将置物台上的土进行平整，切除多余废土，并且保证置物台上的土的高度一致，当然也可通过换用不同高度的平整件，实现不同高度土样的制备，结构简单，使用方便。
本发明的更进一步设置是：所述的线槽包括与横向刀线相对应的横向线槽以及与纵向刀线相对应的纵向线槽，横向线槽与纵向线槽相互贯通设置，所述的横向刀线和纵向刀线均为钢绞线设置。
通过采用上述方案，线槽的结构设计合理，刀线为钢绞线，其强度高、松弛性能好，展开时挺直。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图；
图2为刀盘的结构示意图；
图3为底盘的结构示意图；
图4为变频电机与螺杆的配合结构示意图；
图5为霍尔传感器与磁钢的配合结构示意图；
图6为平整件的结构示意图；
图7为各部件与电路板的连接结构示意图。
具体实施方式
如图1-图7所示，一种土木工程实验的土样制备装置，包括底盘1和刀盘2，刀盘2位于底盘1上方，刀盘2可沿竖直方向滑移的设置在底盘1上，底盘1上设置有置物台11，置物台11成矩形设置，置物台11的上端面高于底盘1的上端面设置，刀盘2在水平方向上设置有刀线，刀线包括若干个横向刀线31和纵向刀线32，刀盘2为中空的方形框架，横向刀线31和纵向刀线32固定设置在刀盘2的中空处，横向刀线31和纵向刀线32均为钢绞线设置，横向刀线31和纵向刀线32相互垂直设置，各横向刀线31和各纵向刀线32为一体设置，相邻两个横向刀线31和相邻两个纵向刀线32之间构成8.4cm*8.4cm的切割区33，本装置具有16个切割区，置物台11在对应刀线处设置有线槽，线槽包括与横向刀线31相对应的横向线槽12以及与纵向刀线32相对应的纵向线槽13，横向线槽12与纵向线槽13相互贯通设置，刀线可切入线槽设置，还包括有驱动刀盘2上下移动的驱动机构，驱动机构包括电机装置和螺杆41，螺杆41沿竖直方向通过轴承转动设置在底盘1上，电机装置带动螺杆41转动，刀盘2上固定或一体设置有螺母座42，螺母座42上设置有与螺杆41适配的螺纹孔421，螺杆41旋设于螺纹孔421，转动螺杆41可带动螺母座42上下移动。其中横向为附图1中A所指方向，其中纵向为附图1中B所指方向，其中竖直方向为附图1中C所指方向。
在本实施例中，还包括控制面板51、电路板52和电源53，控制面板51和电源53分别与电路板52电连接，控制面板51上设置有操作按钮511。
在本实施例中，底盘1在置物台11的四周设置有若干个导向杆14，导向杆14沿竖直方向设置，刀盘2上设置有与导向杆14滑移配合的滑块21，导向杆14的上端设置有上位行程开关54，导向杆14的下端设置有下位行程开关55，滑块21上设置有可触发上位行程开关54和下位行程开关55的触碰杆22，上位行程开关54和下位行程开关55分别与电路板52电连接。
在本实施例中，电机装置包括箱体43、变频电机44和驱动轴45，变频电机44固定设置在箱体43上，变频电机44与电路板52电连接，驱动轴45通过轴承转动设置在箱体43上，驱动轴45与变频电机44的输出轴相互垂直设置，变频电机44的输出轴上联动设置有蜗杆46，驱动轴45上联动设置有与蜗杆46啮合的蜗轮47，螺杆41的端部联动设置有第一弧形伞齿轮48，驱动轴45上联动设置有与第一弧形伞齿轮48啮合的第二弧形伞齿轮49。
在本实施例中，箱体43上固定设置有霍尔传感器71，变频电机44的输出轴上设置有磁钢72，霍尔传感器71可感应磁钢72设置，霍尔传感器71与电路板52电连接。
在本实施例中，还包括有显示单元56、摄像头57和图像处理单元58，摄像头57安装在刀盘2上，图像处理单元58设置在电路板52上，摄像头57与电路板52电连接，摄像头57拍摄的图像传输至图像处理单元58，图像处理单元58按照合格的土样图进行分析处理，并将最终合格的土样以及个数显示在显示单元56上。
在本实施例中，还包括有平整件6，平整件包括四块隔板61，各隔板61首尾连接构成矩形的框体。
以上实施例，只是本发明优选地具体实施例，本领域技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种土木工程实验的土样制备装置，其特征在于：包括底盘和刀盘，所述刀盘位于底盘上方，刀盘可沿竖直方向滑移的设置在底盘上，所述底盘上设置有置物台，置物台的上端面高于底盘的上端面设置，所述刀盘在水平方向上设置有刀线，置物台在对应刀线处设置有线槽，刀线可切入线槽设置，还包括有驱动刀盘上下移动的驱动机构。
2.根据权利要求1所述的一种土木工程实验的土样制备装置，其特征在于：所述刀线包括若干个横向刀线和纵向刀线，横向刀线和纵向刀线相互垂直设置，各横向刀线和各纵向刀线为一体设置，相邻两个横向刀线和相邻两个纵向刀线之间构成8.4cm*8.4cm的切割区。
3.根据权利要求1或2所述的一种土木工程实验的土样制备装置，其特征在于：所述驱动机构包括电机装置和螺杆，所述螺杆沿竖直方向转动设置在底盘上，电机装置带动螺杆转动，所述刀盘上固定或一体设置有螺母座，螺母座上设置有与螺杆适配的螺纹孔，转动螺杆可带动螺母座上下移动。
4.根据权利要求3所述的一种土木工程实验的土样制备装置，其特征在于：还包括控制面板、电路板和电源，控制面板和电源分别与电路板电连接，控制面板上设置有操作按钮。
5.根据权利要求4所述的一种土木工程实验的土样制备装置，其特征在于：所述底盘在置物台的四周设置有若干个导向杆，导向杆沿竖直方向设置，刀盘上设置有与导向杆滑移配合的滑块，所述导向杆的上端设置有上位行程开关，导向杆的下端设置有下位行程开关，所述滑块上设置有可触发上位行程开关和下位行程开关的触碰杆，上位行程开关和下位行程开关分别与电路板电连接。
6.根据权利要求4或5所述的一种土木工程实验的土样制备装置，其特征在于：所述电机装置包括箱体、变频电机和驱动轴，所述变频电机固定设置在箱体上，变频电机与电路板电连接，驱动轴转动设置在箱体上，驱动轴与变频电机的输出轴相互垂直设置，变频电机的输出轴上联动设置有蜗杆，驱动轴上联动设置有与蜗杆啮合的蜗轮，所述螺杆的端部联动设置有第一弧形伞齿轮，驱动轴上联动设置有与第一弧形伞齿轮啮合的第二弧形伞齿轮。
7.根据权利要求6所述的一种土木工程实验的土样制备装置，其特征在于：所述箱体上固定设置有霍尔传感器，变频电机的输出轴上设置有磁钢，霍尔传感器可感应磁钢设置，霍尔传感器与电路板电连接。
8.根据权利要求4或5所述的一种土木工程实验的土样制备装置，其特征在于：还包括有显示单元、摄像头和图像处理单元，摄像头安装在刀盘上，图像处理单元设置在电路板上，摄像头与电路板电连接，摄像头拍摄的图像传输至图像处理单元，图像处理单元按照合格的土样图进行分析处理，并将最终合格的土样以及个数显示在显示单元上。
9.根据权利要求1或2所述的一种土木工程实验的土样制备装置，其特征在于：还包括有平整件，平整件包括四块隔板，各隔板首尾连接构成矩形的框体。
10.根据权利要求2所述的一种土木工程实验的土样制备装置，其特征在于：所述的线槽包括与横向刀线相对应的横向线槽以及与纵向刀线相对应的纵向线槽，横向线槽与纵向线槽相互贯通设置，所述的横向刀线和纵向刀线均为钢绞线设置。
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