CN113218819A - 一种具有材料抹平功能的液塑限测定仪及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有材料抹平功能的液塑限测定仪及其使用方法，涉及土壤测试设备技术领域，为解决现有的液塑限测定仪进行测试的过程中土样表面不平整以及内部存有空隙的问题。所述底座，其特征在于：所述底座上端的一侧固定设置有支撑座，所述支撑座的一侧设置有支撑固定块，所述支撑固定块的一侧安装有震荡机构，且震荡机构与支撑固定块通过滑动块滑动连接，所述震荡机构的一侧一体设置有外套筒，所述支撑座一侧的上端固定设置有位移调节装置，所述位移调节装置的内部安装有抹平机构，且抹平机构与位移调节装置滑动连接，所述底座上端的另一侧安装有升降台，所述升降台的上端放置有杯体，所述底座底部的四角处均设置有垫块。

Description

一种具有材料抹平功能的液塑限测定仪及其使用方法

技术领域

本发明涉及土壤测试设备技术领域，具体为一种具有材料抹平功能的液塑限测定仪及其使用方法。

背景技术

液限是指黏性土处于可塑状态与流动状态之间的界限含水率，也就是可塑状态的上限含水率，当土的含水率增加到超过液限时，土就由可塑状态转为流动状态，土粒之间几乎没有联结力，液限、塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含量在双对数坐标上具有线性关系的特性来测定含水量的一种方法，利用圆锥质量为76g的液塑限联合测定仪测得土在不同含水量时的圆锥入土深度，并绘制其关系直线图，在图上查得圆锥下沉深度为17mm所对应的含水量即为液限，查得圆锥下沉深度为2mm所对应的含水量即为塑限。

但是，现有的对土样在液塑限测定仪进行测试的过程中，一方面土样表面的凸起结构会影响圆锥块的入土效果，从而造成测试数据的不准确，另一方面由于土样中存在较为的空隙，这些空隙会造成圆锥块入土深度大于实际深度，因此不满足现有的需求，对此我们提出了一种具有材料抹平功能的液塑限测定仪及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有材料抹平功能的液塑限测定仪及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的在液塑限测定仪进行测试的过程中土样表面不平整以及内部存有空隙的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有材料抹平功能的液塑限测定仪及其使用方法，包括底座，所述底座上端的一侧固定设置有支撑座，所述支撑座的上端设置有测试组件，所述测试组件下端的一侧安装有圆锥块安装杆，所述圆锥块安装杆内部的下方安装有圆锥块，所述支撑座的一侧设置有支撑固定块，所述支撑固定块的一侧安装有震荡机构，且震荡机构与支撑固定块通过滑动块滑动连接，所述震荡机构的一侧一体设置有外套筒，所述支撑座一侧的上端固定设置有位移调节装置，所述位移调节装置的内部安装有抹平机构，且抹平机构与位移调节装置滑动连接，所述底座上端的另一侧安装有升降台，所述升降台的上端放置有杯体，且杯体位于外套筒的内部，所述底座底部的四角处均设置有垫块，所述底座的一侧设置有操作面板。

优选的，所述抹平机构内部的一侧转动安装有旋转轴，所述旋转轴的外部设有六个呈环形均匀分布的拨片，所述抹平机构上端的一侧安装有电机，且电机的输出轴与旋转轴的一端通过皮带传动连接，所述抹平机构底部的一侧设置有铲片，且铲片的下端与杯体的上端相贴合，所述抹平机构内部的另一侧设置有收集盒，且收集盒与抹平机构滑动连接。

优选的，所述位移调节装置内部的前后端均转动安装有螺杆，且螺杆靠近支撑座的一端通过皮带传动连接，其中一个所述螺杆的一端安装有伺服电机，所述螺杆的外部均安装有螺纹套，螺纹套与螺杆通过螺纹配合，且螺纹套与抹平机构的一端固定连接。

优选的，所述外套筒的内壁设有六个呈环形均匀分布的弹簧，所述弹簧的一端均固定设置有顶块，且顶块与杯体相贴合，所述支撑固定块内部的中间位置处转动安装有驱动轮，所述驱动轮的上下端均设置有扇形齿环，所述驱动轮的一侧安装有啮合齿轮，且啮合齿轮与扇形齿环啮合连接，所述支撑固定块内部的上下端均滑动安装有撞击齿板，且撞击齿板分别与扇形齿环和啮合齿轮啮合连接，所述撞击齿板所延伸的最大距离与外套筒相接触。

优选的，所述支撑座的内部设置有升降调节槽，所述升降调节槽的前后端均转动安装有丝杠，丝杠的上端设置有驱动机构，所述丝杠的外部安装有两个丝杠套，丝杠套与丝杠相适配，且丝杠套与支撑固定块固定连接。

优选的，所述底座上端的前侧安装有水平提示装置，所述水平提示装置的一侧安装有提示灯，所述水平提示装置的内部放置有钢球，所述水平提示装置的内壁安装有压电薄膜压力传感器，且压电薄膜压力传感器与提示灯电性连接。

优选的，所述底座前后端的两侧均设置有凹槽，所述凹槽的内部均安装有调节螺栓，调节螺栓的下端延伸至底座的下方，且调节螺栓与底座通过螺纹配合，所述调节螺栓的下端与垫块通过轴承转动连接。

具有材料抹平功能的液塑限测定仪的使用方法，包括如下步骤：

步骤一、对底座的平整度进行调节，若整体不处于水平位置时，水平提示装置内部的钢球便会与压电薄膜压力传感器相接触，在钢球接触的同时通过压电薄膜压力传感器开启提示灯，提醒测试人员需对底座水平度进行调整；

步骤二、调整时，旋转调节螺栓，带动垫块进行垂直调节，实现底座水平度的调节；

步骤三、将装有土样的杯体放置在升降台上，使得外套筒内部的顶块贴合杯体的外壁，随后开启驱动轮前端的电机，随着驱动轮的旋转依次往复通过撞击齿板对外套筒产生碰撞，令杯体内部的土样发生剧烈震荡，实现对土样中空隙的去除；

步骤四、随后对杯体上端进行抹平，开启电机带动装有拨片的旋转轴进行转动，随后开启螺杆一端的电机，令两个螺杆保持同步旋转，那么抹平机构朝靠近支撑座的方向移动，移动过程中铲片将杯体上端多余的土壤铲起，随后在拨片的旋转下将其输送至收集盒的内部，实现抹平清理；

步骤五、随后通过测试组件对土样液塑限进行测试。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过在杯体的上方安装有抹平机构，抹平机底部的铲片与杯体的上端相贴合，进行抹平的过程中开启电机，其输出轴在链带的传动下带动装有拨片的旋转轴进行转动，随后开启螺杆一端的电机，在链带的传动下令两个螺杆保持同步旋转，从而与螺纹套的摩擦配合下将旋转运动转化为直线运动，令抹平机构朝靠近支撑座的方向移动，移动过程中铲片将杯体上端多余的土壤铲起，随后在拨片的旋转下将其输送至收集盒的内部，从而实现对杯体上端凸起土壤的抹平清理，在使用完成后工作人员可向上抽动收集盒，从而对内部的土壤进行清理，便捷性得到提高，通过这种方式，不仅能够避免土样表面的凸起结构影响圆锥块的入土效果，而且在抹平的同时对多余土壤进行收集，避免落入至仪器表面，保证整个测试过程的整洁性。

2、本发明通过在杯体的外部设置有外套筒，杯体位于外套筒内部时，顶块贴合于杯体的外壁，随后开启驱动轮前端的电机，其输出轴带动驱动轮顺时针进行旋转，而驱动齿轮上的两组扇形齿环呈对称分布，齿环接触至上方撞击齿板时，令撞击齿板朝右侧运动，形成对外套筒的碰撞，旋转至一定角度时失去对上方撞击齿板的啮合，与啮合齿轮相啮合，带动啮合齿轮呈逆时针运动，进而在啮合齿轮与上方撞击齿板的啮合下带动其朝左侧运动，在这一过程中下方撞击齿板朝右侧运动形成对外套筒的碰撞，随着驱动轮的旋转依次往复通过撞击齿板对外套筒产生碰撞，从而产生高频震动，由于震动力通过弹簧进行传达，传递过程中将冲击力缓解转化为高频的震动，进而令杯体内部的土样发生剧烈震荡，震荡过程中实现对土壤中空隙的去除，进而确保测试数据的精准性。

3、本发明通过在底座上端的一侧设置有水平提示装置，若整体不处于水平位置时，内部的钢球便会移动与水平提示装置的内壁发生接触，通过在水平提示装置的内壁设置有压电薄膜压力传感器，在钢球接触的同时通过压电薄膜压力传感器开启提示灯，提醒测试人员需对底座水平度进行调整，调整时只需旋转调节螺栓，调节螺栓与底座在摩擦力的作用下带动垫块进行垂直调节，从而能够便捷的实现底座水平度的调节。

附图说明

图1为本发明的整体立体图；

图2为本发明的整体内部结构示意图；

图3为本发明的位移调节装置俯视图；

图4为本发明的抹平机构内部结构示意图；

图5为本发明的图2中A区域局部放大图；

图6为本发明的震荡机构俯视图。

图中：1、底座；2、支撑座；3、测试组件；4、升降调节槽；5、支撑固定块；6、震荡机构；7、外套筒；8、升降台；9、杯体；10、位移调节装置；11、抹平机构；12、圆锥块安装杆；13、圆锥块；14、水平提示装置；15、提示灯；16、凹槽；17、调节螺栓；18、垫块；19、操作面板；20、丝杠；21、丝杠套；22、收集盒；23、旋转轴；24、拨片；25、螺杆；26、螺纹套；27、铲片；28、电机；29、驱动轮；30、啮合齿轮；31、扇形齿环；32、撞击齿板；33、滑动块；34、压电薄膜压力传感器；35、弹簧；36、顶块；37、钢球。

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。

请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种具有材料抹平功能的液塑限测定仪及其使用方法，包括底座1，底座1上端的一侧固定设置有支撑座2，支撑座2的上端设置有测试组件3，测试组件3下端的一侧安装有圆锥块安装杆12，圆锥块安装杆12内部的下方安装有圆锥块13，支撑座2的一侧设置有支撑固定块5，支撑固定块5的一侧安装有震荡机构6，且震荡机构6与支撑固定块5通过滑动块33滑动连接，震荡机构6的一侧一体设置有外套筒7，支撑座2一侧的上端固定设置有位移调节装置10，位移调节装置10的内部安装有抹平机构11，且抹平机构11与位移调节装置10滑动连接，底座1上端的另一侧安装有升降台8，升降台8的上端放置有杯体9，且杯体9位于外套筒7的内部，底座1底部的四角处均设置有垫块18，底座1的一侧设置有操作面板19。

进一步，抹平机构11内部的一侧转动安装有旋转轴23，旋转轴23的外部设有六个呈环形均匀分布的拨片24，抹平机构11上端的一侧安装有电机28，且电机28的输出轴与旋转轴23的一端通过皮带传动连接，抹平机构11底部的一侧设置有铲片27，且铲片27的下端与杯体9的上端相贴合，抹平机构11内部的另一侧设置有收集盒22，且收集盒22与抹平机构11滑动连接，通过这种方式，不仅能够避免土样表面的凸起结构影响圆锥块13的入土效果，而且在抹平的同时对多余土壤进行收集，避免落入至仪器表面，保证整个测试过程的整洁性。

进一步，位移调节装置10内部的前后端均转动安装有螺杆25，且螺杆25靠近支撑座2的一端通过皮带传动连接，其中一个螺杆25的一端安装有伺服电机，螺杆25的外部均安装有螺纹套26，螺纹套26与螺杆25通过螺纹配合，且螺纹套26与抹平机构11的一端固定连接，在链带的传动下令两个螺杆25保持同步旋转，从而与螺纹套26的摩擦配合下将旋转运动转化为直线运动，令抹平机构11朝靠近支撑座2的方向移动。

进一步，外套筒7的内壁设有六个呈环形均匀分布的弹簧35，弹簧35的一端均固定设置有顶块36，且顶块36与杯体9相贴合，支撑固定块5内部的中间位置处转动安装有驱动轮29，驱动轮29的上下端均设置有扇形齿环31，驱动轮29的一侧安装有啮合齿轮30，且啮合齿轮30与扇形齿环31啮合连接，支撑固定块5内部的上下端均滑动安装有撞击齿板32，且撞击齿板32分别与扇形齿环31和啮合齿轮30啮合连接，撞击齿板32所延伸的最大距离与外套筒7相接触，由于震动力通过弹簧35进行传达，传递过程中将冲击力缓解转化为高频的震动，进而令杯体9内部的土样发生剧烈震荡，震荡过程中实现对土壤中空隙的去除，进而确保测试数据的精准性。

进一步，支撑座2的内部设置有升降调节槽4，升降调节槽4的前后端均转动安装有丝杠20，丝杠20的上端设置有驱动机构，丝杠20的外部安装有两个丝杠套21，丝杠套21与丝杠20相适配，且丝杠套21与支撑固定块5固定连接，能够配合升降台8进行调节，确保铲片27的下端与杯体9的上端相贴合。

进一步，底座1上端的前侧安装有水平提示装置14，水平提示装置14的一侧安装有提示灯15，水平提示装置14的内部放置有钢球37，水平提示装置14的内壁安装有压电薄膜压力传感器34，且压电薄膜压力传感器34与提示灯15电性连接，在钢球37接触的同时通过压电薄膜压力传感器34开启提示灯15，提醒测试人员需对底座1水平度进行调整。

进一步，底座1前后端的两侧均设置有凹槽16，凹槽16的内部均安装有调节螺栓17，调节螺栓17的下端延伸至底座1的下方，且调节螺栓17与底座1通过螺纹配合，调节螺栓的下端与垫块18通过轴承转动连接。

具有材料抹平功能的液塑限测定仪的使用方法，包括如下步骤：

步骤一、对底座1的平整度进行调节，若整体不处于水平位置时，水平提示装置14内部的钢球37便会与压电薄膜压力传感器34相接触，在钢球37接触的同时通过压电薄膜压力传感器34开启提示灯15，提醒测试人员需对底座1水平度进行调整；

步骤二、调整时，旋转调节螺栓17，带动垫块18进行垂直调节，实现底座1水平度的调节；

步骤三、将装有土样的杯体9放置在升降台8上，使得外套筒7内部的顶块36贴合杯体9的外壁，随后开启驱动轮29前端的电机，随着驱动轮29的旋转依次往复通过撞击齿板32对外套筒7产生碰撞，令杯体9内部的土样发生剧烈震荡，实现对土样中空隙的去除；

步骤四、随后对杯体9上端进行抹平，开启电机28带动装有拨片24的旋转轴23进行转动，随后开启螺杆25一端的电机，令两个螺杆25保持同步旋转，那么抹平机构11朝靠近支撑座2的方向移动，移动过程中铲片27将杯体9上端多余的土壤铲起，随后在拨片24的旋转下将其输送至收集盒22的内部，实现抹平清理；

步骤五、随后通过测试组件3对土样液塑限进行测试。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种具有材料抹平功能的液塑限测定仪，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)上端的一侧固定设置有支撑座(2)，所述支撑座(2)的一侧设置有支撑固定块(5)，所述支撑固定块(5)的一侧安装有震荡机构(6)，且震荡机构(6)与支撑固定块(5)通过滑动块(33)滑动连接，所述震荡机构(6)的一侧一体设置有外套筒(7)，所述支撑座(2)一侧的上端固定设置有位移调节装置(10)，所述位移调节装置(10)的内部安装有抹平机构(11)，且抹平机构(11)与位移调节装置(10)滑动连接，所述底座(1)上端的另一侧安装有升降台(8)，所述升降台(8)的上端放置有杯体(9)，且杯体(9)位于外套筒(7)的内部，所述底座(1)底部的四角处均设置有垫块(18)。

2.根据权利要求1所述的一种具有材料抹平功能的液塑限测定仪，其特征在于：所述抹平机构(11)内部的一侧转动安装有旋转轴(23)，所述旋转轴(23)的外部设有六个呈环形均匀分布的拨片(24)，所述抹平机构(11)上端的一侧安装有电机(28)，且电机(28)的输出轴与旋转轴(23)的一端通过皮带传动连接，所述抹平机构(11)底部的一侧设置有铲片(27)，且铲片(27)的下端与杯体(9)的上端相贴合，所述抹平机构(11)内部的另一侧设置有收集盒(22)，且收集盒(22)与抹平机构(11)滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有材料抹平功能的液塑限测定仪，其特征在于：所述位移调节装置(10)内部的前后端均转动安装有螺杆(25)，且螺杆(25)靠近支撑座(2)的一端通过皮带传动连接，所述螺杆(25)的外部均安装有螺纹套(26)，螺纹套(26)与螺杆(25)通过螺纹配合，且螺纹套(26)与抹平机构(11)的一端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种具有材料抹平功能的液塑限测定仪，其特征在于：所述外套筒(7)的内壁设有六个呈环形均匀分布的弹簧(35)，所述弹簧(35)的一端均固定设置有顶块(36)，且顶块(36)与杯体(9)相贴合，所述支撑固定块(5)内部的中间位置处转动安装有驱动轮(29)，所述驱动轮(29)的上下端均设置有扇形齿环(31)，所述驱动轮(29)的一侧安装有啮合齿轮(30)，且啮合齿轮(30)与扇形齿环(31)啮合连接，所述支撑固定块(5)内部的上下端均滑动安装有撞击齿板(32)，且撞击齿板(32)分别与扇形齿环(31)和啮合齿轮(30)啮合连接，所述撞击齿板(32)所延伸的最大距离与外套筒(7)相接触。

5.根据权利要求1所述的一种具有材料抹平功能的液塑限测定仪，其特征在于：所述支撑座(2)的内部设置有升降调节槽(4)，所述升降调节槽(4)的前后端均转动安装有丝杠(20)，丝杠(20)的上端设置有驱动机构，所述丝杠(20)的外部安装有两个丝杠套(21)，丝杠套(21)与丝杠(20)相适配，且丝杠套(21)与支撑固定块(5)固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种具有材料抹平功能的液塑限测定仪，其特征在于：所述底座(1)上端的前侧安装有水平提示装置(14)，所述水平提示装置(14)的一侧安装有提示灯(15)，所述水平提示装置(14)的内部放置有钢球(37)，所述水平提示装置(14)的内壁安装有压电薄膜压力传感器(34)，且压电薄膜压力传感器(34)与提示灯(15)电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种具有材料抹平功能的液塑限测定仪，其特征在于：所述底座(1)前后端的两侧均设置有凹槽(16)，所述凹槽(16)的内部均安装有调节螺栓(17)，调节螺栓(17)的下端延伸至底座(1)的下方，且调节螺栓(17)与底座(1)通过螺纹配合，所述调节螺栓的下端与垫块(18)通过轴承转动连接。

8.基于权利要求1-7任意一项所述具有材料抹平功能的液塑限测定仪的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、对底座(1)的平整度进行调节，若整体不处于水平位置时，水平提示装置(14)内部的钢球(37)便会与压电薄膜压力传感器(34)相接触，在钢球(37)接触的同时通过压电薄膜压力传感器(34)开启提示灯(15)，提醒测试人员需对底座(1)水平度进行调整；

步骤二、调整时，旋转调节螺栓(17)，带动垫块(18)进行垂直调节，实现底座(1)水平度的调节；

步骤三、将装有土样的杯体(9)放置在升降台(8)上，使得外套筒(7)内部的顶块(36)贴合杯体(9)的外壁，随后开启驱动轮(29)前端的电机，随着驱动轮(29)的旋转依次往复通过撞击齿板(32)对外套筒(7)产生碰撞，令杯体(9)内部的土样发生剧烈震荡，实现对土样中空隙的去除；

步骤四、随后对杯体(9)上端进行抹平，开启电机(28)带动装有拨片(24)的旋转轴(23)进行转动，随后开启螺杆(25)一端的电机，令两个螺杆(25)保持同步旋转，那么抹平机构(11)朝靠近支撑座(2)的方向移动，移动过程中铲片(27)将杯体(9)上端多余的土壤铲起，随后在拨片(24)的旋转下将其输送至收集盒(22)的内部，实现抹平清理；

步骤五、随后通过测试组件(3)对土样液塑限进行测试。

Images