CN113758802B - 一种沥青路面结构强度自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种沥青路面结构强度自动检测装置，包括一加压台、加压装置、上下压板，还包括上压板升降系统、试件取放系统、试件运送系统和试件对中系统；上压板升降系统能自动将上压板与下压板分离，试件运送系统通过传送带将试件运送到试件取放系统的试件取放架上，试件取放系统自动将试件放入上下压板之间或从上下压板间取出试件，自动对中系统通过两夹板将试件的轴心与上下压条的轴心调整并保持在同一平面。本发明能实现试件自动化检测，并提高检测精度。

Description

一种沥青路面结构强度自动检测装置

技术领域

本发明属于道路施工技术领域，涉及一种对沥青路面结构强度进行自动检测的装置。

背景技术

沥青路面碾压完成后，需要对路面的结构强度(成模量)进行检测。通常的检测方法，是在路面上钻取一定规格和数量的试件，放置到专门的检测装置中，按照T0716规程进行劈裂试验，从而得到最大载荷，然后按照劈裂抗拉强度公式计算试件的抗压强度。试件的形状通常为圆柱体，每次试验需要对多个试件进行检测。

现有的检测装置如图1所示，包括一加压台1，加压台两端顶面分别设一立柱2，两立柱上端固定设置一顶板3，顶板底面设有压力传感器4；加压台顶面中间设有加压装置5，加压装置上方设有下压板6，下压板顶面设有下压条7，下压板上方设有上压板8，上压板底面设有与下压条正对的上压条9；下压板两端固定设置有两根压板导向杆10，上压板滑动套设在两根压板导向杆10上。

如图2所示，将上压板8向上抬升，将试件11放置在上、下压板的上压条9与下压条7之间，加压装置5向上顶推下压板6，对试件11加压。

现有检测装置及检测方式存在以下问题：

(1)需要手动向上抬起上压板并将试件放入上下压板之间，一个试件检测结束后，手动将试件取出再放入另一试件，试件取放需要人工操作，自动化程度低；

(2)加压时，试件的轴线与上下压条的中心线应该在同一与水平面垂直的平面，但手动放置试件时，由于人工观测误差，试件容易出现偏位，影响检测结果准确性。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种沥青路面结构强度自动检测装置，提高检测效率和精度。

本发明的技术方案如下：

一种沥青路面结构强度自动检测装置，包括一加压台，加压台两端顶面分别设一立柱，两立柱上端固定设置一顶板，顶板底面中间设有压力传感器；加压台顶面中间设有加压装置，加压装置顶部设有下压板，下压板顶面设有下压条，下压板上方设有上压板，上压板底面设有与下压条正对的上压条；下压板两端分别固定设置一根导向杆，上压板活动套设在两导向杆上，其特征在于：还包括上压板升降系统、试件取放系统、试件运送系统和试件对中系统，其中：

所述上压板升降系统包括两根竖向贯穿下压板两端的支撑杆，所述支撑杆为设有内螺纹的套管，且下压板可沿两支撑杆上下滑动，两支撑杆的上端与上压板两端底面固定连接，两支撑杆下端分别通过内螺纹螺接一高度调节螺杆，两高度调节螺杆分别连接一带动高度调节螺杆转动的第一电机，两第一电机固定在所述加压台上；

所述试件取放系统包括一试件取放架和一试件取放架转动系统；所述加压台前部开设一安装槽，所述试件取放架转动系统包括一杆式齿轮，杆式齿轮的转轴两端分别穿插在所述安装槽的两侧壁上，且一端转轴上设有带动杆式齿轮转动的第二电机；杆式齿轮的前方设有两根立杆，两立杆下端分别固定在所述安装槽的底面，两立杆上端间转动设置一横梁，所述横梁两端分别设有转轴，横梁两端的转轴分别贯穿到两立杆的外侧，并分别固定连接一从动齿轮，两从动齿轮分别与杆式齿轮啮合；所述试件取放架包括与所述横梁平行的第一横杆和第二横杆，第一横杆和第二横杆中间固定连接一与第一横杆和第二横杆垂直的主连接杆，所述主连接杆是一设有内螺纹的套管，所述横梁中间穿设一与横梁垂直的支架升降螺杆，所述支架升降螺杆一端位于横梁朝向安装槽内一侧，并连接带动支架升降螺杆转动的第三电机，支架升降螺杆另一端穿过所述第一横杆并与所述主连接杆的内螺纹螺接；所述第二横杆背向第一横杆的一侧固定连接3根与所述主连接杆平行的试件承接杆，3根试件承接杆并列设置且有一定间距；第二横杆顶面连接两根与试件承接杆垂直的固定托杆，两固定托杆下端与第二横杆固定连接，两固定托杆朝向试件承接杆的一侧沿纵向分别设一滑槽，沿滑槽设一与固定托杆平行的滑动托杆，滑动托杆设一限定在滑槽内并可沿滑槽滑动的滑块，滑槽内设一滑动螺杆，所述滑动螺杆与所述滑块通过螺纹转动连接，滑动螺杆的一端贯穿到第二横杆的底面，并连接一带动滑动螺杆转动的第四电机；两滑动托杆的间距小于沥青路面结构强度检测试件的直径，两滑动托杆下端间固定连接一试件推板；所述托杆与滑动托杆的厚度之和小于下压条的高度；

所述试件运送系统包括4条并列设置的小型传送带，相邻传送带间有一定间隙，所述试件取放架的3根试件承接杆在水平状态下，分别沿与传送带平行的方向位于4条传送带间的3个间隙中；

所述试件对中系统包括两块夹板，两夹板与下压板垂直且对称设置在下压板顶面的下压条两侧；下压板上位于下压条两侧分别设两个与下压条垂直的条形滑孔，每块夹板的底部设两个通过所述条形滑孔贯穿到下压板底面的滑块，每个滑块在下压板底面固定连接一螺母；下压板底面沿与所述条形滑孔平行的方向设两个双头螺杆，且双头螺杆两端的螺纹方向相反，每个双头螺杆的两端分别与两夹板底部两个相对的螺母螺接；每个双头螺杆一端还连接一带动双头螺杆转动的第五电机。

本发明有以下优点：

(1)能够自动向检测装置内放置试件，检测结束后自动将试件取出，实现试件检测过程自动化；

(2)能够将试件精准定位在上下压条之间，降低位置误差对检测结果的影响，提高检测精度。

附图说明

图1是现有沥青路面结构强度检测装置的结构示意图；

图2是现有沥青路面结构强度检测装置的工作状态示意图；

图3是本发明从左前方看的立体结构示意图；

图4是本发明从右前方看的立体结构示意图；

图5是试件取放架向上转动一定角度时的状态示意图；

图6是试件取放架和试件取放架转动系统的局部放大图；

图7是传送系统将试件传送到试件取放架上的状态示意图；

图8是试件取放架将试件送入上下压板间的状态示意图。

具体实施方式

如图3、图4、图5、图6所示，本发明提供的沥青路面结构强度自动检测装置，包括一加压台1，加压台两端顶面分别设一立柱2，两立柱上端固定设置一顶板3，顶板底面中间设有压力传感器4；加压台顶面中间设有加压装置5，加压装置顶部设有下压板6，下压板顶面设有下压条7，下压板上方设有上压板8，上压板底面设有与下压条正对的上压条9；下压板两端分别固定设置一根压板导向杆10，上压板8活动套设在两压板导向杆10上；还包括上压板升降系统、试件取放系统、试件运送系统和试件对中系统，其中：

所述上压板升降系统包括两根竖向贯穿下压板6两端的支撑杆12，所述支撑杆12为设有内螺纹的套管，且下压板可沿两支撑杆上下滑动，两支撑杆12的上端与上压板8两端底面固定连接，两支撑杆下端分别通过内螺纹螺接一高度调节螺杆13，两高度调节螺杆13分别连接一带动高度调节螺杆转动的第一电机14，两第一电机14固定在所述加压台1上；

所述试件取放系统包括一试件取放架和一试件取放架转动系统；所述加压台前部开设一安装槽15，所述安装槽开设在加压台前部的顶面及侧壁上，所述试件取放架转动系统包括一杆式齿轮16，杆式齿轮16的转轴两端分别穿插在所述安装槽15的两侧壁上，且一端转轴上设有带动杆式齿轮转动的第二电机17；杆式齿轮的前方设有两根立杆18，两立杆18下端分别固定在所述安装槽15的底面，两立杆上端间转动设置一横梁19，所述横梁两端分别设有转轴，横梁19两端的转轴分别贯穿到两立杆的外侧，并分别固定连接一从动齿轮20，两从动齿轮20分别与杆式齿轮16啮合；所述试件取放架包括与所述横梁平行的第一横杆21和第二横杆22，第一横杆和第二横杆中间固定连接一与第一横杆和第二横杆垂直的主连接杆23，所述主连接杆23是一设有内螺纹的套管，所述横梁19中间穿设一与横梁垂直的支架升降螺杆24，所述支架升降螺杆24一端位于横梁朝向安装槽内一侧，并连接带动支架升降螺杆转动的第三电机25，支架升降螺杆24另一端穿过所述第一横杆并与所述主连接杆23的内螺纹螺接；所述第二横杆22背向第一横杆的一侧固定连接3根与所述主连接杆23平行的试件承接杆26，3根试件承接杆并列设置且有一定间距；第二横杆22顶面连接两根与试件承接杆垂直的固定托杆27，两固定托杆27下端与第二横杆固定连接，两固定托杆朝向试件承接杆的一侧沿纵向分别设一滑槽28，沿滑槽设一与固定托杆平行的滑动托杆29，滑动托杆29设一限定在滑槽内并可沿滑槽滑动的滑块，滑槽内设一滑动螺杆(滑块及滑动螺杆图中未示出)，所述滑动螺杆与所述滑块通过螺纹转动连接，滑动螺杆的一端贯穿到第二横杆的底面，并连接一带动滑动螺杆转动的第四电机30；两滑动托杆29的间距小于沥青路面结构强度检测试件的直径，两滑动托杆29下端间固定连接一试件推板31；

所述试件运送系统包括4条并列设置的小型传送带32，相邻传送带间有一定间隙，所述试件取放架的3根试件承接杆26在水平状态下分别沿与传送带32平行的方向位于4条传送带间的3个间隙中；

所述试件对中系统包括两块夹板33，两夹板33与下压板6垂直且对称设置在下压板顶面的下压条7两侧；下压板上位于下压条两侧分别设两个与下压条垂直的条形滑孔34，每块夹板的底部设两个通过所述条形滑孔贯穿到下压板底面的滑块35，每个滑块在下压板底面固定连接一螺母36；下压板底面沿与所述条形滑孔平行的方向设两个双头螺杆37，且双头螺杆两端的螺纹方向相反，每个双头螺杆37的两端分别与两夹板底部两个相对的螺母36螺接；每个双头螺杆一端还连接一带动双头螺杆转动的第五电机38。

上述结构，上压板升降系统通过第一电机带动高度调节螺杆转动，可调节支撑杆的高度，从而控制上压板升降；试件取放架转动系统通过第二电机带动杆式齿轮转动，杆式齿轮带动从动齿轮转动，从而带动试件取放架转动，可使试件取放架的试件承接杆由水平状态转动为与水平面垂直状态，同时固定托杆与滑动托杆由于水平面垂直状态转动到水平状态；在试件承接杆为与水平面垂直状态下，第三电机带动支架升降螺杆转动，将试件取放架的高度上高或降低，在固定托杆与滑动托杆为水平状态下，第四电机带动滑动螺杆转动，使滑动托杆沿固定托杆前后滑动；试件对中系统的第五电机带动双头螺杆转动，可使两夹板同时相互靠近河远离。

本发明具体实施时，为降低高度调节螺杆转动时支撑杆上端的受力，可将支撑杆12的横截面设置为非圆形。

本发明所采用的杆式齿轮16，其具体结构是一横截面为圆齿轮的杆件，杆件两端分别设转轴与加压台上的安装槽两侧壁连接。

本发明具体实施时，从动齿轮20可采用一弧形齿轮，所述弧形齿轮是一圆齿轮的1/4到1/2，两弧形齿轮的圆弧的圆心处分别与横梁两端的转轴固定连接；弧形齿轮一端设有一沿圆弧半径向外延伸出一定长度的限位块39，在试件取放架的试件承接杆26为水平状态下，弧形齿轮与杆式齿轮的啮合部位到所述限位块的弧度为90°，保证弧形齿轮的最大转动角度为90°，使试件取放架的试件承接杆由水平状态转动到与水平面垂直的状态后不再继续转动。

本发明具体实施时，可在第一横杆21与第二横杆22间位于主连接杆23两侧分别设一辅助连接杆40，所述辅助连接杆40是内部为空腔的套管，所述横梁19上设有两根支架升降导向杆41，两支架升降导向杆41一端与横梁固定连接，另一端分别活动穿插到两辅助连接杆40的空腔内。辅助连接杆可在试件取放架转动时，与主连接杆共同受力，增强试件取放架的结构强度，同时对试件取放架升降起导向作用。

本发明具体实施时，所述托杆与滑动托杆的厚度之和应小于所述下压条的高度。

本发明具体实施时，由于设置了对中系统，由两夹板夹持试件，因此可将所述上压条的底面和下压条的顶面为向外突出的弧面，使上下压条与试件的接触部位为线接触，能更精确检测试件的抗压强度。

本发明的工作过程如下：

如图7、图8所示，通过第一电机14升高支撑杆12，将上压板8顶升至与上压条9与下压条7的间距大于试件的直径；试件取放架的试件承接杆26在水平状态下，传送带32将试件11以轴心与试件承接杆垂直的姿态传送到试件承接杆26顶面，第二电机17通过杆式齿轮16带动从动轮20转动90°，试件的姿态转换为由两水平状态的滑动托杆29支撑，第三电机25通过转动支架升降螺杆24调整试件取放架的高度，使试件底面的高度高于下压板上的下压条顶面的高度，第四电机30带动两滑动托杆沿固定托杆向前滑动，通过推板31与滑动托杆一起将试件11送入上压板8与下压板6之间；然后第三电机降低试件取放架的高度，至试件与下压板上的下压条接触时，第五电机38带动对中系统的两夹板33相对移动，夹住试件，此时上下压条中心线间的连线过试件轴心，即试件完全对中；然后通过第四电机30将两滑动托杆退出上下压板之间，加压装置5向上顶推下压板6，按规程对试件11加压，并得到试件能承受的最大载荷数据。

一个试件加压试验结束后，按照上述向上下压板间送试件过程相反的顺序，将试件取出，通过传送带送回试件存放处，然后进行下一试件检测。

Claims (6)

1.一种沥青路面结构强度自动检测装置，包括一加压台，加压台两端顶面分别设一立柱，两立柱上端固定设置一顶板，顶板底面中间设有压力传感器；加压台顶面中间设有加压装置，加压装置顶部设有下压板，下压板顶面设有下压条，下压板上方设有上压板，上压板底面设有与下压条正对的上压条；下压板两端分别固定设置一根导向杆，上压板活动套设在两导向杆上，其特征在于：还包括上压板升降系统、试件取放系统、试件运送系统和试件对中系统，其中：

所述上压板升降系统包括两根竖向贯穿下压板两端的支撑杆，所述支撑杆为设有内螺纹的套管，且下压板可沿两支撑杆上下滑动，两支撑杆的上端与上压板两端底面固定连接，两支撑杆下端分别通过内螺纹螺接一高度调节螺杆，两高度调节螺杆分别连接一带动高度调节螺杆转动的第一电机，两第一电机固定在所述加压台上；

所述试件取放系统包括一试件取放架和一试件取放架转动系统；所述加压台前部开设一安装槽，所述试件取放架转动系统包括一杆式齿轮，杆式齿轮的转轴两端分别穿插在所述安装槽的两侧壁上，且一端转轴上设有带动杆式齿轮转动的第二电机；杆式齿轮的前方设有两根立杆，两立杆下端分别固定在所述安装槽的底面，两立杆上端间转动设置一横梁，所述横梁两端分别设有转轴，横梁两端的转轴分别贯穿到两立杆的外侧，并分别固定连接一从动齿轮，两从动齿轮分别与杆式齿轮啮合；所述试件取放架包括与所述横梁平行的第一横杆和第二横杆，第一横杆和第二横杆中间固定连接一与第一横杆和第二横杆垂直的主连接杆，所述主连接杆是一设有内螺纹的套管，所述横梁中间穿设一与横梁垂直的支架升降螺杆，所述支架升降螺杆一端位于横梁朝向安装槽内一侧，并连接带动支架升降螺杆转动的第三电机，支架升降螺杆另一端穿过所述第一横杆并与所述主连接杆的内螺纹螺接；所述第二横杆背向第一横杆的一侧固定连接3根与所述主连接杆平行的试件承接杆，3根试件承接杆并列设置且有一定间距；第二横杆顶面连接两根与试件承接杆垂直的固定托杆，两固定托杆下端与第二横杆固定连接，两固定托杆朝向试件承接杆的一侧沿纵向分别设一滑槽，沿滑槽设一与固定托杆平行的滑动托杆，滑动托杆设一限定在滑槽内并可沿滑槽滑动的滑块，滑槽内设一滑动螺杆，所述滑动螺杆与所述滑块通过螺纹转动连接，滑动螺杆的一端贯穿到第二横杆的底面，并连接一带动滑动螺杆转动的第四电机；两滑动托杆的间距小于沥青路面结构强度检测试件的直径，两滑动托杆下端间固定连接一试件推板；所述托杆与滑动托杆的厚度之和小于下压条的高度；

所述试件运送系统包括4条并列设置的小型传送带，相邻传送带间有一定间隙，所述试件取放架的3根试件承接杆在水平状态下，分别沿与传送带平行的方向位于4条传送带间的3个间隙中；

所述试件对中系统包括两块夹板，两夹板与下压板垂直且对称设置在下压板顶面的下压条两侧；下压板上位于下压条两侧分别设两个与下压条垂直的条形滑孔，每块夹板的底部设两个通过所述条形滑孔贯穿到下压板底面的滑块，每个滑块在下压板底面固定连接一螺母；下压板底面沿与所述条形滑孔平行的方向设两个双头螺杆，且双头螺杆两端的螺纹方向相反，每个双头螺杆的两端分别与两夹板底部两个相对的螺母螺接；每个双头螺杆一端还连接一带动双头螺杆转动的第五电机。

2.根据权利要求1所述的沥青路面结构强度自动检测装置，其特征在于：所述支撑杆的横截面为非圆形。

3.根据权利要求1所述的沥青路面结构强度自动检测装置，其特征在于：所述杆式齿轮是一横截面为圆齿轮的杆件。

4.根据权利要求1所述的沥青路面结构强度自动检测装置，其特征在于：所述从动齿轮是一弧形齿轮，为圆齿轮的1/4到1/2，两弧形齿轮的圆心处分别与横梁两端的转轴固定连接；弧形齿轮一端设有一沿圆弧半径向外延伸的限位块，在试件取放架的试件承接杆为水平状态下，弧形齿轮与杆式齿轮的啮合部位到所述限位块的弧度为90°。

5.根据权利要求1所述的沥青路面结构强度自动检测装置，其特征在于：所述第一横杆与第二横杆间位于主连接杆两侧分别设一辅助连接杆，所述辅助连接杆是内部为空腔的套管，所述横梁上设有两根支架升降导向杆，两支架升降导向杆一端与横梁固定连接，另一端分别活动穿插到两辅助连接杆的空腔内。

6.根据权利要求1所述的沥青路面结构强度自动检测装置，其特征在于：所述上压条的底面和下压条的顶面为向外突出的弧面。