CN114457776B - 一种公路路基抗压力现场检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及公路路基抗压测试的技术领域，特别涉及一种公路路基抗压力现场检测装置，包括移动限位机构、连接弹簧杆、测试架以及测试机构，本发明设计的限位移动机构通过连接弹簧杆带动测试机构在路基侧边进行移动，从而使得测试机构可以对路基侧边进行压力测试，同时限位移动机构在移动过程中可以对测试机构起导向限位作用，避免测试机构移动过程中发生左右方向的位移，影响测试机构在路基上位置的准确性，转动调节螺栓通过连接板可以调节测试辊的竖直位移，转动连板通过往复连杆带动往复连板左右往复摆动，从而通过移动架带动测试辊在路基侧边进行往复赶压，增加了路基压力测试的面积，使得测试数据具有代表性。

Description

一种公路路基抗压力现场检测装置

技术领域

本发明涉及路基抗压测试的技术领域，特别涉及一种公路路基抗压力现场检测装置。

背景技术

公路一般是由路基以及路牙组成，且路牙与路基之间形成排水沟，公路在建成后通常需要对路基进行抗压测试，以确定公路允许的最大运载量，避免车辆超载造成公路路基的损坏，影响公路后续的使用效果。

目前路基测试通常将冲压机架固定在路基上，再使用冲压头对路基表面进行单点反复冲压测试的方式，根据路基冲压点发生形变的大小以观测路基的受力大小程度，具有结构合理、安全高效、操作简便等特点。

申请号为202021785608.7的中国发明专利公开了一种公路路基检测装置，该检测装置在钻孔对路基进行深度检测过程中，同时升降压力机构既可以通过压力传感器对路基进行测试点的压力检测，升降压力机构又可以固定公路路基检测装置，避免其发生滑动影响检测精度，但是升降压力机构只能对路基表面局部进行压力检测，升降压力机构检测范围较小，实验数据代表性较差，且上述发明只能对公路路基中间部分进行抗压检测，当对路基靠近排水沟一侧进行检测时，上述发明无法进行固定限位，影响检测效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种公路路基抗压力现场检测装置，包括移动限位机构、连接弹簧杆、测试架以及测试机构，所述的移动限位机构右端面前后对称设置有连接弹簧杆，两个连接弹簧杆且远离移动架的一端共同安装有测试架，测试架上安装有测试机构。

所述的测试机构包括转动电机、转动圆盘、转动连板、往复连杆、往复连板、支撑弹簧杆、调节螺栓、连接板、移动架以及测试辊，其中所述的测试架右端面中部通过电机座安装有转动电机，转动电机输出轴右端面安装有转动圆盘，转动圆盘右端面侧边安装有连接凸起，测试架右端面且位于转动电机下方设置有转动凸起，转动凸起上通过轴承安装有转动连板，转动连板侧边自上而下分别开设有往复凹槽以及转动凹槽，且连接凸起卡接在转动凹槽内部，测试架上端面滑动设置有往复连板，往复连板右端面中部安装有往复连杆，且往复连杆远离往复连板的一侧卡接往复凹槽内部，测试架内部开设有测试凹槽，测试凹槽上端面开设有与外界贯通的连接凹槽，测试凹槽内部设置有连接板，连接板与往复连板之间前后对称安装有支撑弹簧杆，往复连板上端面通过螺纹安装有调节螺栓，调节螺栓下端穿过连接凹槽抵靠在连接板上，连接板下端面前后对称安装有移动架，两个移动架内部均转动安装有测试辊，测试辊圆周面上安装有橡胶软垫。

优选的，所述的移动限位机构包括限位架、移动小车、移动板、支撑杆、升降气缸、升降板以及连接块，其中所述的限位架为匚型结构，限位架水平段下端面前后对称安装有支撑杆，两个支撑杆下端面共同安装有移动板，移动板下端面安装有移动小车，移动板上端面且位于前后两支撑杆之间安装有升降气缸，升降气缸伸缩端上端面安装有升降板，限位架右侧竖直段开设有滑动通槽，滑动通槽内部滑动设置有连接块，连接块左侧与升降板固定连接，且连接块右侧安装有连接弹簧杆。

优选的，所述的升降板下端面左右对称安装有联动板，限位架竖直段相对面前后对称安装有联动弹簧杆，前后相邻的联动弹簧杆之间共同安装有夹紧板，夹紧板相背面设置有倾斜斜面，且联动板抵靠在倾斜斜面上。

优选的，两个所述的移动架左端面安装有测试笔，且后侧的测试笔高度低于前侧的测试笔高度，限位架左侧竖直段前后两端均上下对称安装有放置块，同侧上下相邻两个放置块上均滑动设置有固定块，上下相邻的固定块之间转动安装有卷绕辊，下侧放置块上卡接有用于对下方的固定块限位的固定杆，上方的固定块上滑动设置有用于对卷绕辊限位的限位杆。

优选的，所述的测试架下端面后侧安装有限位板，限位板右端面上侧滑动设置有锁紧连板，锁紧连板与限位板之间安装有回位弹簧杆，锁紧连板上端面开设有移动架相对应的移动凹槽，限位板右端面下侧前后对称安装有复位弹簧杆，两个复位弹簧杆远离限位板的一端共同安装有锁紧块，且锁紧块上端面左侧设置为倾斜结构。

优选的，右侧所述的夹紧板内部开设有空腔，空腔左侧安装有与外界相接触的描点海绵,空腔内部装有油墨，当右侧的夹紧板抵靠在路牙时，描点海绵通过油墨在路牙上描点，从而可以对测试位置进行标记，避免工作人员再次对描点后的测试位置再次测试。

优选的，所述的往复连板上端面且位于调节螺栓左侧安装有刻度板，调节螺栓上端面安装有与刻度板相配合的比对板，根据测试过程中所需压力可以转动调节螺栓带动测试辊下降不同高度，从而保证测试辊在测试过程中获得不同压力，其中刻度板与比对板相互配合可以对确定测试辊下降具体高度，从而通过测试辊的下降高度可以确定测试所受压力，精确度更高。

优选的，所述的测试架下端面右侧前后对称开设有连接槽，连接槽内部安装有让位弹簧杆，两个让位弹簧杆下端均安装有移动轮。

本发明的有益效果在于：1.本发明设计的限位移动机构通过连接弹簧杆带动测试机构在路基侧边进行移动，从而使得测试机构可以对路基侧边进行压力测试，同时限位移动机构在移动过程中可以对测试机构起导向限位作用，避免测试机构移动过程中发生左右方向的位移，影响测试机构在路基上位置的准确性，在测试机构中，转动调节螺栓通过连接板可以调节测试辊的竖直位移，转动连板左右往复摆动通过往复连杆带动往复连板左右往复摆动，从而通过移动架带动测试辊在路基侧边进行往复赶压，增加了路基压力测试的面积，使得测试数据具有代表性。

2.本发明设计的联动板在下移过程中通过倾斜面带动夹紧板相向移动，进而夹紧板通过联动弹簧杆带动限位架固定在排水沟左侧的路牙上，避免在测试过程由于测试辊的下移导致测试架通过连接弹簧杆带动限位架上下移动，影响装置的稳定性。

3.由于测试辊安装在移动架上，故移动架的运动轨迹代表测试辊运动轨迹，本发明设计的测试笔移动架前后往复移动过程中可以将移动架轨迹记录在测试纸上，进而在检测结束后通过测试纸运动轨迹与高速摄像机拍摄的照片相配合的方式对测试辊的运动轨迹进行分析，故可以得到测试辊在移动过程中路基形变程度，测试数据更具有代表性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明立体结构示意图。

图2是本发明图1的A处局部放大图。

图3是本发明图1的B处局部放大图。

图4是本发明主视图。

图5是本发明测试架与测试机构内部结构示意图。

图6是本发明测试架与测试机构支架左视图。

图7是本发明连接板、移动架以及测试辊之间安装立体结构示意图。

图8是本发明右侧夹紧板内部结构示意图。

图中：1、限位机构；11、限位架；12、移动小车；13、移动板；14、支撑杆；15、升降气缸；16、升降板；161、联动板；162、联动弹簧杆；163、夹紧板；164、空腔；165、描点海绵；17、连接块；2、连接弹簧杆；3、测试架；31、测试凹槽；32、让位弹簧杆；33、移动轮；34、限位板；35、锁紧连板；36、回位弹簧杆；37、复位弹簧杆；38、锁紧块；4、测试机构；41、转动电机；42、转动圆盘；421、连接凸起；43、转动连板；431、往复凹槽；432、转动凹槽；44、往复连杆；45、往复连板；451、刻度板；452、比对板；46、支撑弹簧杆；47、调节螺栓；48、连接板；49、移动架；491、测试笔；492、放置块；493、固定块；494、卷绕辊；495、测试纸；496、固定杆；497、限位杆；40、测试辊；401、橡胶软垫；5、路牙；6、路基。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参阅图1以及图4，一种公路路基抗压力现场检测装置，包括移动限位机构1、连接弹簧杆2、测试架3以及测试机构4，所述的移动限位机构1右端面前后对称设置有连接弹簧杆2，两个连接弹簧杆2且远离移动架49的一端共同安装有测试架3，测试架3上安装有测试机构4。

继续参阅图1以及图4，所述的移动限位机构1包括限位架11、移动小车12、移动板13、支撑杆14、升降气缸15、升降板16以及连接块17，其中所述的限位架11为匚型结构，限位架11水平段下端面前后对称安装有支撑杆14，两个支撑杆14下端面共同安装有移动板13，移动板13下端面安装有移动小车12，移动板13上端面且位于前后两支撑杆14之间安装有升降气缸15，升降气缸15伸缩端上端面安装有升降板16，限位架11右侧竖直段开设有滑动通槽，滑动通槽内部滑动设置有连接块17，连接块17左侧与升降板16固定连接，且连接块17右侧安装有连接弹簧杆2。

参阅图4以及图8，右侧所述的夹紧板163内部开设有空腔164，空腔164左侧安装有与外界相接触的描点海绵165，空腔164内部装有油墨，当右侧的夹紧板163抵靠在路牙5时，描点海绵165通过油墨在路牙5上描点，从而可以对测试位置进行标记，避免工作人员再次对描点后的测试位置再次测试。

参阅图1、图3以及图5，所述的测试机构4包括转动电机41、转动圆盘42、转动连板43、往复连杆44、往复连板45、支撑弹簧杆46、调节螺栓47、连接板48、移动架49以及测试辊40，其中所述的测试架3右端面中部通过电机座安装有转动电机41，转动电机41输出轴右端面安装有转动圆盘42，转动圆盘42右端面侧边安装有连接凸起421，测试架3右端面且位于转动电机41下方设置有转动凸起，转动凸起上通过轴承安装有转动连板43，转动连板43侧边自上而下分别开设有往复凹槽431以及转动凹槽432，且连接凸起421卡接在转动凹槽432内部，测试架3上端面滑动设置有往复连板45，往复连板45右端面中部安装有往复连杆44，且往复连杆44远离往复连板45的一侧卡接往复凹槽431内部，测试架3内部开设有测试凹槽31，测试凹槽31上端面开设有与外界贯通的连接凹槽，测试凹槽31内部设置有连接板48，连接板48与往复连板45之间前后对称安装有支撑弹簧杆46，往复连板45上端面通过螺纹安装有调节螺栓47，调节螺栓47下端穿过连接凹槽抵靠在连接板48上，连接板48下端面前后对称安装有移动架49，两个移动架49内部均转动安装有测试辊40，测试辊40圆周面上安装有橡胶软垫401。

参阅图4，所述的升降板16下端面左右对称安装有联动板161，限位架11竖直段相对面前后对称安装有联动弹簧杆162，前后相邻的联动弹簧杆162之间共同安装有夹紧板163，夹紧板163相背面设置有倾斜面，且联动板161抵靠在倾斜面上。

参阅图5，所述的测试架3下端面右侧前后对称开设有连接槽，连接槽内部安装有让位弹簧杆32，两个让位弹簧杆32下端均安装有移动轮33。

具体工作时，通过人工将本发明移动到路基6侧边使得限位架11卡在路牙5上，且移动小车12位于路牙5上端面，同时测试机构4位于路基6侧边，当本发明放置结束后，移动小车12启动通过移动板13与支撑杆14相互配合带动限位架11移动，进而限位架11通过连接弹簧杆2与测试架3相互配合带动测试机构4移动到检测位置，其中移动轮33可以减少测试架3与路基6之间的摩擦力，待测试机构4移动到检测位置后，升降气缸15启动带动升降板16向下移动，升降板16通过连接块17与连接弹簧杆2相互配合带动测试架3下移，进而移动轮33通过让位弹簧杆32移动到连接槽内部，从而使得测试架3与路基6直接接触，避免移动轮33在测试过程中发生移动，影响测试架3的稳定性，其中限位架11通过连接弹簧杆2与测试架3相互配合可以保证测试机构4在移动过程中不会发生左右方向上的位移，从而保证路基6侧边与测试辊40之间不会发生偏移，当测试架3向下移动到测试位置后，根据所需给予路基6的压力值，转动调节螺栓47带动连接板48下移，进而连接板48通过移动架49带动测试辊40抵靠在路基6表面，使得测试辊40给予路基6所需压力，转动电机41启动带动转动圆盘42转动，转动圆盘42通过连接凸起421带动转动连板43绕着转动凸起前后往复摆动，进而往复连板45通过转动凹槽432与往复连杆44相互配合带动往复连板45前后往复移动，从而往复连板45通过支撑弹簧杆46带动连接板48与移动架49往复摆动，移动架49带动测试辊40对路基6进行往复赶压测试处理，增加了路基6压力测试的面积，避免单点受力的局限性，使得测试数据具有代表性，橡胶软垫401可以模拟实际行车过程中车轮在路基6上的行驶场景，减少测试辊40刚性表面对路基6的影响，使得实际测量数据更具代表性，其中两个移动架49左端均安装有高速摄像机(图中未示出)，故高速摄像机可以对路基6形变大小进行拍照处理，拍摄的数据传输至工作人员处以便于工作人员对数据进行对比处理，在升降板16下移过程中同步带动联动板161下移，进而联动板161通过倾斜斜面带动夹紧板163相向移动，从而夹紧板163通过联动弹簧杆162带动限位架11固定在排水沟左侧的路牙5上，避免在测试过程由于测试辊40的下移导致测试架3通过连接弹簧杆2带动限位架11上下移动，影响装置的稳定性。

参阅图5，所述的测试架3下端面后侧安装有限位板34，限位板34右端面上侧滑动设置有锁紧连板35，锁紧连板35与限位板34之间安装有回位弹簧杆36，锁紧连板35上端面开设有移动架49相对应的移动凹槽，限位板34右端面下侧前后对称安装有复位弹簧杆37，两个复位弹簧杆37远离限位板34的一端共同安装有锁紧块38，且锁紧块38上端面左侧设置为倾斜结构，当移动架49下移过程中通过移动凹槽带动锁紧连板35下移，从而锁紧连板35通过倾斜结构带动锁紧块38右移抵靠在路基6侧壁，其中锁紧块38右端面设置有防滑齿可以插进路基6表面进而可以增加锁紧块38的抓地力，从而可以对测试架3起限位固定作用，避免测试辊40下移过程中由于相互作用导致测试架3上移，影响测试架3的稳定性，在测试过程中回位弹簧杆36与复位弹簧杆37对锁紧连板35与锁紧块38起复位与支撑作用，当测试结束后，移动架49上移，从而锁紧连板35带动锁紧块38复位，其中限位板34、锁紧连板35、复位弹簧杆37、锁紧块38在测试过程中均位于排水沟内部。

参阅图5以及图6，所述的往复连板45上端面且位于调节螺栓47左侧安装有刻度板451，调节螺栓47上端面安装有与刻度板451相配合的比对板452，根据测试过程中所需压力可以转动调节螺栓47带动测试辊40下降不同高度，从而保证测试辊40在测试过程中获得不同压力，其中刻度板451与比对板452相互配合可以对确定测试辊40下降具体高度，从而通过测试辊40的下降高度可以确定测试辊40所受压力，精确度更高。

参阅图4、图5、图6以及图7，两个所述的移动架49左端面安装有测试笔491，且后侧的测试笔491高度低于前侧的测试笔491高度，限位架11左侧竖直段前后两端均上下对称安装有放置块492，同侧上下相邻两个放置块492上均滑动设置有固定块493，上下相邻的固定块493之间转动安装有卷绕辊494，两个卷绕辊494之间安装有测试纸495，下侧放置块492上卡接有用于对下方的固定块493限位的固定杆496，上方的固定块493上滑动设置有用于对卷绕辊494限位的限位杆497，移动架49下移过程中同步带动测试笔491移动到测试纸495上，由于测试辊40安装在移动架49上，故移动架49的运动轨迹代表测试辊40运动轨迹，当移动架49带动测试辊40前后往复移动过程中，移动架49同步带动测试笔491在测试纸495上往复划线，进而通过测试笔491所划的痕迹可以看出测试辊40在前后往复运动过程中上下位移量，从而可以推出路基6形变大小，其中设置有两个测试笔491测得的数据可以对比前后两个测试辊40在往复运动过程中上下位移量，两组数据相互比较，使得实验数据更具代表性，当需要对路基6下一处进行测试时，取出限位杆497，转动前方的卷绕辊494将使用后的测试纸495收卷至前方的卷绕辊494上，当测试全部结束后，拔出固定杆496将固定块493与卷绕辊494同时取下，通过测试纸495运动轨迹与高速摄像机拍摄的照片相配合的方式对测试辊40的运动轨迹进行分析，故可以得到测试辊40在移动过程中路基6形变程度，测试数据更具有代表性。

本发明设计的公路路基6抗压力现场检测装置对路基6侧边的测试方法，包括以下步骤：第一步：放置处理：通过人工将本发明移动到路基6侧边使得限位架11卡在路牙5上，且移动小车12位于路牙5上端面，同时测试机构4位于路基6侧边，移动小车12启动通过移动板13与支撑杆14相互配合带动限位架11移动，进而限位架11通过连接弹簧杆2与测试架3相互配合带动测试机构4移动到检测位置。

第二步：装置调节：待测试机构4移动到检测位置后，升降气缸15启动带动升降板16向下移动，升降板16通过连接块17与连接弹簧杆2相互配合带动测试架3下移。

第三步：测试处理：根据所需给予路基6的压力值，转动调节螺栓47带动连接板48下移，进而连接板48通过移动架49带动测试辊40抵靠在路基6表面，转动电机41启动带动转动圆盘42转动，转动圆盘42通过连接凸起421带动转动连板43绕着转动凸起前后往复摆动，进而往复连板45通过转动凹槽432与往复连杆44相互配合带动往复连板45前后往复移动，从而往复连板45通过支撑弹簧杆46带动连接板48与移动架49往复摆动，移动架49带动测试辊40对路基6进行往复赶压测试处理，测试过程中高速摄像机可以对路基6形变大小进行拍照处理，同时移动架49带动测试辊40前后往复移动过程中，移动架49同步带动测试笔491在测试纸495上往复划线，进而通过测试笔491所划的痕迹可以看出测试辊40在前后往复运动过程中上下位移量。

第四步：数据处理：通过测试纸495运动轨迹与高速摄像机拍摄的照片相配合的方式对测试辊40的运动轨迹进行分析，故可以得到测试辊40在移动过程中路基6形变程度，测试数据更具有代表性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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 (4)

1.一种公路路基抗压力现场检测装置，包括移动限位机构(1)、连接弹簧杆(2)、测试架(3)以及测试机构(4)，其特征在于：所述的移动限位机构(1)右端面前后对称设置有连接弹簧杆(2)，两个连接弹簧杆(2)且远离移动架(49)的一端共同安装有测试架(3)，测试架(3)上安装有测试机构(4)，其中：

所述的移动限位机构(1)包括限位架(11)、移动小车(12)、移动板(13)、支撑杆(14)、升降气缸(15)、升降板(16)以及连接块(17)，其中所述的限位架(11)为匚型结构，限位架(11)水平段下端面前后对称安装有支撑杆(14)，两个支撑杆(14)下端面共同安装有移动板(13)，移动板(13)下端面安装有移动小车(12)，移动板(13)上端面且位于前后两支撑杆(14)之间安装有升降气缸(15)，升降气缸(15)伸缩端上端面安装有升降板(16)，限位架(11)右侧竖直段开设有滑动通槽，滑动通槽内部滑动设置有连接块(17)，连接块(17)左侧与升降板(16)固定连接，且连接块(17)右侧安装有连接弹簧杆(2)；

所述的升降板(16)下端面左右对称安装有联动板(161)，限位架(11)竖直段相对面前后对称安装有联动弹簧杆(162)，前后相邻的联动弹簧杆(162)之间共同安装有夹紧板(163)，夹紧板(163)相背面设置有倾斜斜面，且联动板(161)抵靠在倾斜斜面上；

所述的测试机构(4)包括转动电机(41)、转动圆盘(42)、转动连板(43)、往复连杆(44)、往复连板(45)、支撑弹簧杆(46)、调节螺栓(47)、连接板(48)、移动架(49)以及测试辊(40)，其中所述的测试架(3)右端面中部通过电机座安装有转动电机(41)，转动电机(41)输出轴右端面安装有转动圆盘(42)，转动圆盘(42)右端面侧边安装有连接凸起(421)，测试架(3)右端面且位于转动电机(41)下方设置有转动凸起，转动凸起上通过轴承安装有转动连板(43)，转动连板(43)侧边自上而下分别开设有往复凹槽(431)以及转动凹槽(432)，且连接凸起(421)卡接在转动凹槽(432)内部，测试架(3)上端面滑动设置有往复连板(45)，往复连板(45)右端面中部安装有往复连杆(44)，且往复连杆(44)远离往复连板(45)的一侧卡接往复凹槽(431)内部，测试架(3)内部开设有测试凹槽(31)，测试凹槽(31)上端面开设有与外界贯通的连接凹槽，测试凹槽(31)内部设置有连接板(48)，连接板(48)与往复连板(45)之间前后对称安装有支撑弹簧杆(46)，往复连板(45)上端面通过螺纹安装有调节螺栓(47)，调节螺栓(47)下端穿过连接凹槽抵靠在连接板(48)上，连接板(48)下端面前后对称安装有移动架(49)，两个移动架(49)内部均转动安装有测试辊(40)，测试辊(40)圆周面上安装有橡胶软垫(401)；

两个所述的移动架(49)左端面安装有测试笔(491)，且后侧的测试笔(491)高度低于前侧的测试笔(491)高度，限位架(11)右侧竖直段前后两端均上下对称安装有放置块(492)，同侧上下相邻两个放置块(492)上均滑动设置有固定块(493)，上下相邻的固定块(493)之间转动安装有卷绕辊(494)，两个卷绕辊(494)之间安装有测试纸(495)，下侧放置块(492)上卡接有用于对下方的固定块(493)限位的固定杆(496)，上方的固定块(493)上滑动设置有用于对卷绕辊(494)限位的限位杆(497)；

所述的测试架(3)下端面后侧安装有限位板(34)，限位板(34)右端面上侧滑动设置有锁紧连板(35)，锁紧连板(35)与限位板(34)之间安装有回位弹簧杆(36)，锁紧连板(35)上端面开设有移动架(49)相对应的移动凹槽，限位板(34)右端面下侧前后对称安装有复位弹簧杆(37)，两个复位弹簧杆(37)远离限位板(34)的一端共同安装有锁紧块(38)，且锁紧块(38)上端面左侧设置为倾斜结构。

2.根据权利要求1所述的一种公路路基抗压力现场检测装置，其特征在于：右侧所述的夹紧板(163)内部开设有空腔(164)，空腔(164)左侧安装有与外界相接触的描点海绵(165)。

3.根据权利要求1所述的一种公路路基抗压力现场检测装置，其特征在于：所述的往复连板(45)上端面且位于调节螺栓(47)左侧安装有刻度板(451)，调节螺栓(47)上端面安装有与刻度板(451)相配合的比对板(452)。

4.根据权利要求1所述的一种公路路基抗压力现场检测装置，其特征在于：所述的测试架(3)下端面右侧前后对称开设有连接槽，连接槽内部安装有让位弹簧杆(32)，两个让位弹簧杆(32)下端均安装有移动轮(33)。