CN115058948A - 一种低误差的旋转铺砂仪及其测量方法和应用 - Google Patents

一种低误差的旋转铺砂仪及其测量方法和应用 Download PDF

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Abstract

一种低误差的旋转铺砂仪及其测量方法和应用，属于铺砂仪领域；旋转铺砂仪，包括：机罩、加砂器、环形轨道和推平组件；水平轨道的第一端位于环形轨道的内圈，水平轨道的第二端可活动地安装于环形轨道，水平轨道的第二端绕第一端为圆心作圆周运动；推平驱动件的一端可活动地限位于水平轨道，并沿水平轨道的长度方向移动；推平驱动件的另一端连接推平板。测量方法，使用了上述的旋转铺砂仪。本方案提供一种低误差的旋转铺砂仪，其通过水平轨道在环形轨道上进行圆周运动，并带动推平板将砂铺开，可以将砂铺开成规则圆形，能有效地减小常规铺砂法试验的误差，提高对构造深度的检测准确度，解决了现有检测方法中构造深度的检测误差大的问题。

Description

一种低误差的旋转铺砂仪及其测量方法和应用
技术领域
本发明涉及铺砂仪技术领域，尤其涉及一种低误差的旋转铺砂仪及其测量方法和应用。
背景技术
铺砂仪是用于测定沥青路面及水泥混凝土路面的表面构造深度的仪器，其测试结果用以评定路面表面的宏观粗糙度及路面表面的排水性能和抗滑性能。现有构造深度检测方法会直接用手持推平板把砂摊开过程中，不同操作者的力度和熟练度不同，容易导致砂摊开的不到位，及砂面不能形成较为规则的圆，从而增大了试验误差，降低了检测准确度。
发明内容
本发明的目的在于提出一种低误差的旋转铺砂仪，其通过水平轨道在环形轨道上进行圆周运动，并带动推平板将砂铺开，可以将砂铺开成规则圆形，能有效地减小常规铺砂法试验的误差，提高对构造深度的检测准确度。
本发明还提出一种旋转铺砂仪的测量方法，其使用了上述的低误差的旋转铺砂仪。
本发明还提出一种旋转铺砂仪在测定构造深度仪器中的应用，其旋转铺砂仪为上述的一种低误差的旋转铺砂仪。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种低误差的旋转铺砂仪，包括：机罩、加砂器、环形轨道和推平组件；
所述加砂器的输出端伸入至所述机罩内；所述环形轨道安装于所述机罩；所述推平组件包括：水平轨道、推平驱动件和推平板；
所述水平轨道的第一端位于所述环形轨道的内圈，所述水平轨道的第二端可活动地安装于所述环形轨道，所述水平轨道的第二端绕第一端为圆心作圆周运动；所述推平驱动件的一端可活动地限位于所述水平轨道，并沿所述水平轨道的长度方向移动；所述推平驱动件的另一端连接所述推平板。
优选地，所述推平组件包括：移动驱动器和/或转动驱动器；
所述移动驱动器连接于所述推平驱动件的一端，用于驱动所述推平驱动件的一端沿所述水平轨道的长度方向移动；
所述转动驱动器连接于所述水平轨道，用于驱动所述水平轨道的第二端转动于所述环形轨道。
优选地，还包括：光栅尺装置；
所述光栅尺装置包括：标尺光栅和光栅读数头；所述光栅读数头可活动地安装于所述标尺光栅；所述光栅读数头同步移动地连接于所述推平驱动件。
优选地，还包括：标识尺；
所述标识尺设置于所述水平轨道，所述标识尺沿所述水平轨道的长度方向延伸。
优选地，所述推平驱动件包括：竖向驱动件和横向延伸的横向驱动件；
所述竖向驱动件的上端可移动地限位于所述水平轨道，所述竖向驱动件的下端连接于所述横向驱动件的一端，所述横向驱动件的另一端连接于所述推平板的上端。
更优地，还包括：水平支撑板；
所述水平支撑板连接于所述机罩；所述加砂器安装于所述水平支撑板，所述加砂器位于所述机罩的中部；所述推平板活动至竖直对齐于所述加砂器。
优选地，所述加砂器为漏斗。
一种旋转铺砂仪的测量方法，用于使用上述的一种低误差的旋转铺砂仪，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将旋转铺砂仪放置于路面上，准确量取砂，砂体积记为V，并将砂倒入加砂器；
步骤S2：移动推平驱动件，使推平板位于零点处；控制推平板做圆周运动，运动至少一周后，将推平板向圆周外的方向水平移动于水平轨道，再次进行圆周运动，重复上述过程直至将砂全部摊铺完成；
步骤S3：测量出推平板距砂圆心的距离，记为d，构造深度TD通过公式TD=1000V/（πd²）计算：
步骤S4：每一处测定多次路面的构造深度，并将测定结果取平均值后作为试验结果。
优选地，所述步骤S2中，通过位于环形轨道上的转动驱动器控制推平板做圆周运动，推平板运动至少一周后，通过控制位于水平滑轨上的移动驱动器驱动推平板向圆周外的方向水平移动。
一种旋转铺砂仪在测定构造深度仪器中的应用，其特征在于，所述旋转铺砂仪为上述的一种低误差的旋转铺砂仪。
本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本方案提供一种低误差的旋转铺砂仪，其通过水平轨道在环形轨道上进行圆周运动，并带动推平板将砂铺开，可以将砂铺开成规则圆形，能有效地减小常规铺砂法试验的误差，提高对构造深度的检测准确度，解决了现有检测方法中构造深度的检测误差大的问题。
附图说明
图1是铺砂仪其中一个实施例的其中一个状态示意图；
图2是铺砂仪其中一个实施例的俯面示意图；
图3是铺砂仪其中一个实施例的其中一个状态示意图；
图4是铺砂仪其中一个实施例的结构示意图。
其中：
机罩1、加砂器2、环形轨道3、推平组件4；水平支撑板5；光栅尺装置6；标识尺7；
水平轨道41、推平驱动件42、推平板43；移动驱动器44、转动驱动器45；
竖向驱动件421、横向驱动件422；
标尺光栅61、光栅读数头62。
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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，“多个”、“多次”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
下面结合附图通过具体实施方式来进一步说明本方案的技术方案。
一种低误差的旋转铺砂仪，包括：机罩1、加砂器2、环形轨道3和推平组件4；
所述加砂器2的输出端伸入至所述机罩1内；所述环形轨道3安装于所述机罩1；所述推平组件4包括：水平轨道41、推平驱动件42和推平板43；
所述水平轨道41的第一端411位于所述环形轨道3的内圈，所述水平轨道41的第二端412可活动地安装于所述环形轨道3，所述水平轨道41的第二端绕第一端为圆心作圆周运动；所述推平驱动件42的一端可活动地限位于所述水平轨道41，并沿所述水平轨道41的长度方向移动；所述推平驱动件42的另一端连接所述推平板43。
本方案提供一种低误差的旋转铺砂仪，其通过水平轨道41在环形轨道3上进行圆周运动，并带动推平板43将砂铺开，可以将砂铺开成规则圆形，能有效地减小常规铺砂法试验的误差，提高对构造深度的检测准确度，解决了现有检测方法中构造深度的检测误差大的问题。
具体地，当需要使用本方案的旋转铺砂仪时，根据常规操作，可以进行以下步骤：
量砂准备：取优良级配的砂，晾干，过筛，取粒径0.15～0.30mm的砂置于装砂容器；
随机取点：对测试路段按随机取样选点的方法，决定测点所在横断面位置；测点可选在行车道的轮迹带上，距路面边缘优选大于1m。
完成上述的准备工作后，可将旋转铺砂仪放置于路面上，使用量筒准确量取25cm3砂，砂体积记为V，并将砂倒入加砂器2；砂经过加砂器2的输出端置于机罩1内，并置机罩1包围的地面内；在加砂的过程中，推平驱动件42可以先沿水平轨道41水平移动至远离加砂器2的输出端，以避免推平板43的表面残留有砂，影响读数。当加砂完成后，可以将推平板43复位至设定的零点，如图1；此时，只需要控制水平轨道41的第二端绕第一端为圆心转动，即可带动水平轨道41在环形轨道3上进行圆周运动，进而带动推平驱动件42作圆周运动，并带动推平板43作圆周运动，以将砂铺开；当推平板43圆周运动至少一周后，可驱动推平驱动件42在水平轨道41进行移动，例如将推平板43向圆周外的方向水平移动1cm，再次通过水平轨道41带动推平驱动件42作圆周运动，并重复本步骤直至砂全部摊铺完成，如图3。此后，便进行测量计算，测量出推平板43中心距砂圆心的距离，记为d（单位为mm），构造深度TD（单位为mm）通过下式计算：TD=1000V/（πd2），计算结果。且本方案优选在每一处取点均取3次路面构造深度的测定结果的平均值作为试验结果，准确至0.01mm。路面表面的构造深度，是路面粗糙度的重要指标，是指一定面积的路表面凹凸不平的开口孔隙的平均深度。主要用于评定路面表面的宏观粗糙度、排水性能及抗滑性等。
优选地，所述推平组件4包括：移动驱动器44和/或转动驱动器45；
所述移动驱动器44连接于所述推平驱动件42的一端，用于驱动所述推平驱动件42的一端沿所述水平轨道41的长度方向移动；
所述转动驱动器45连接于所述水平轨道41，用于驱动所述水平轨道41的第二端转动于所述环形轨道3。
本方案可优选通过移动驱动器44驱动推平驱动件42移动于水平轨道41，以及通过转动驱动器45驱动水平轨道41的第二端转动于环形轨道3；移动驱动器44和转动驱动器45可以根据实际需要而安装设置，且两者可以根据需要选择手动模式和机械驱动模式；对于手动模式，移动驱动器44和转动驱动器45可为普通的把手，人手握持把手驱动推平驱动件42移动，以及驱动水平轨道41转动；对于机械驱动模式，移动驱动器44和转动驱动器45可为机械驱动装置，例如移动驱动器44为气缸，或电机与丝杆的组件，传送带等具有直线驱动移动功能的机构；转动驱动器45为电机，或电机与减速机的组合等。而无论是手动模式和机械驱动模式，由于测试者并非直接握持推平板43，并且推平驱动件42是可直线移动地限位于水平轨道41，水平轨道41的第二端可转动地限位于环形轨道3，因而在轨道的限位作用下，推平板43不容易偏离于活动范围，可有效地减小直接握持推平板43进行铺砂带来的误差。尤其是当移动驱动器44和转动驱动器45为机械驱动的结构时，可以有效地减小了人工测试带来的误差。
更优地，还包括：光栅尺装置6；
所述光栅尺装置6包括：标尺光栅61和光栅读数头62；所述光栅读数头62可活动地安装于所述标尺光栅61；所述光栅读数头62同步移动地连接于所述推平驱动件42。
如图1和图3，光栅尺装置6能进行电子读数，有效地减小了人工读数带来的误差，光栅读数头62与推平驱动件42同步移动；对于手动模式，移动驱动器44为把手，移动驱动器44通过推平驱动件42连接光栅读数头62，当移动驱动器44移动时，其会驱动推平驱动件42移动，并带动光栅读数头62移动于标尺光栅61，光栅读数头62读取其在标尺光栅61的位置，可以免去人工读数。对于机械驱动模式，移动驱动器44的输出端连接推平驱动件42，移动驱动器44的输出端驱动推平驱动件42的一端移动，并带动光栅读数头62同步移动，进而在推平驱动件42移动时直接通过光栅读数头62读取推平驱动件42的位置，可以实现动态读数，避免了环境因素对旋转铺砂仪的读数影响。
优选地，还包括：标识尺7；
所述标识尺7设置于所述水平轨道41，所述标识尺7沿所述水平轨道41的长度方向延伸。
如图2，标识尺7能便于操作人员直接读数，以知悉推平板43距砂圆心的距离，便于操作人员快速完成读数，提高测定效率。
优选地，所述推平驱动件42包括：竖向驱动件421和横向延伸的横向驱动件422；
所述竖向驱动件421的上端可移动地限位于所述水平轨道41，所述竖向驱动件421的下端连接于所述横向驱动件422的一端，所述横向驱动件422的另一端连接于所述推平板43的上端。
如图1和图3，横向驱动件422为横向延伸的机构，横向驱动件422的两端分别连接竖向驱动件421和推平板43；因而竖向驱动件421与推平板43两者处于非直线对齐的位置，竖向驱动件421可绕轴向转动，可以调节横向驱动件422的延伸方向，进而调节推平板43的角度位置，可以避免推平板43在圆周运动时与其他机构碰撞而影响砂面的问题。
更优地，还包括：水平支撑板5；
所述水平支撑板5连接于所述机罩1；所述加砂器2安装于所述水平支撑板5，所述加砂器2位于所述机罩1的中部；所述推平板43活动至竖直对齐于所述加砂器2。
水平支撑板5可用于固定加砂器2，以使加砂器2位于机罩1的中部；加砂器2在加砂时位于机罩1的中部，加砂时直接将砂下落至机罩1的中部位置；而加砂器2可以直线对齐于推平板43，推平板43在进行圆周运动时可以在机罩1的中部将砂铺平，使砂从机罩1的中部向外逐渐铺平，实现将砂均匀铺平的效果。
其中一个实施例中，水平支撑板5亦可以用于固定水平轨道41的第一端411；其中一个实施例中，环形轨道3自身带有连接板，能用于固定水平轨道41的第一端411。
优选地，所述加砂器2为漏斗。
如图1和图3，按公知常识可知，漏斗的输入端是口径由上至下逐渐增大的，因而在加砂的过程中，漏斗可以准确将砂输出至机罩1的底部，亦可避免砂粒逗留于加砂器2中，提高测量的精确度。
一种旋转铺砂仪的测量方法，用于使用上述的一种低误差的旋转铺砂仪，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将旋转铺砂仪放置于路面上，准确量取砂，砂体积记为V，并将砂倒入加砂器2；
步骤S2：移动推平驱动件42，使推平板43位于零点处；控制推平板43做圆周运动，运动至少一周后，将推平板43向圆周外的方向水平移动于水平轨道41，再次进行圆周运动，重复上述过程直至将砂全部摊铺完成；
步骤S3：测量出推平板43距砂圆心的距离，记为d，构造深度TD通过下式计算：
TD=1000V/（πd²）；
推平板43至砂圆心的距离，可以推平板43的中心作为计算点；
步骤S4：每一处测定多次（优选3次）路面的构造深度，并将测定结果取平均值后作为试验结果。
优选地，所述步骤S2中，通过位于环形轨道3上的转动驱动器45控制推平板43做圆周运动，推平板43运动至少一周后，通过控制位于水平滑轨上的移动驱动器44驱动推平板43向圆周外的方向水平移动。
一种旋转铺砂仪在测定构造深度仪器中的应用，所述旋转铺砂仪为上述的一种低误差的旋转铺砂仪。
以上结合具体实施例描述了本方案的技术原理。这些描述只是为了解释本方案的原理，而不能以任何方式解释为对本方案保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本方案的其它具体实施方式，这些方式都将落入本方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低误差的旋转铺砂仪，其特征在于，包括：机罩、加砂器、环形轨道和推平组件；
所述加砂器的输出端伸入至所述机罩内；所述环形轨道安装于所述机罩；所述推平组件包括：水平轨道、推平驱动件和推平板；
所述水平轨道的第一端位于所述环形轨道的内圈，所述水平轨道的第二端可活动地安装于所述环形轨道，所述水平轨道的第二端绕第一端为圆心作圆周运动；所述推平驱动件的一端可活动地限位于所述水平轨道，并沿所述水平轨道的长度方向移动；所述推平驱动件的另一端连接所述推平板。
2.根据权利要求1所述的一种低误差的旋转铺砂仪，其特征在于，所述推平组件包括：移动驱动器和/或转动驱动器；
所述移动驱动器连接于所述推平驱动件的一端，用于驱动所述推平驱动件的一端沿所述水平轨道的长度方向移动；
所述转动驱动器连接于所述水平轨道，用于驱动所述水平轨道的第二端转动于所述环形轨道。
3.根据权利要求2所述的一种低误差的旋转铺砂仪，其特征在于，还包括：光栅尺装置；
所述光栅尺装置包括：标尺光栅和光栅读数头；所述光栅读数头可活动地安装于所述标尺光栅；所述光栅读数头同步移动地连接于所述推平驱动件。
4.根据权利要求1所述的一种低误差的旋转铺砂仪，其特征在于，还包括：标识尺；
所述标识尺设置于所述水平轨道，所述标识尺沿所述水平轨道的长度方向延伸。
5.根据权利要求1所述的一种低误差的旋转铺砂仪，其特征在于，所述推平驱动件包括：竖向驱动件和横向延伸的横向驱动件；
所述竖向驱动件的上端可移动地限位于所述水平轨道，所述竖向驱动件的下端连接于所述横向驱动件的一端，所述横向驱动件的另一端连接于所述推平板的上端。
6.根据权利要求5所述的一种低误差的旋转铺砂仪，其特征在于，还包括：水平支撑板；
所述水平支撑板连接于所述机罩；所述加砂器安装于所述水平支撑板，所述加砂器位于所述机罩的中部；所述推平板活动至竖直对齐于所述加砂器。
7.根据权利要求1或5所述的一种低误差的旋转铺砂仪，其特征在于，所述加砂器为漏斗。
8.一种旋转铺砂仪的测量方法，用于使用权利要求1-7任意一项所述的一种低误差的旋转铺砂仪，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将旋转铺砂仪放置于路面上，准确量取砂，砂体积记为V，并将砂倒入加砂器；
步骤S2：移动推平驱动件，使推平板位于零点处；控制推平板做圆周运动，运动至少一周后，将推平板向圆周外的方向水平移动于水平轨道，再次进行圆周运动，重复上述过程直至将砂全部摊铺完成；
步骤S3：测量出推平板距砂圆心的距离，记为d，构造深度TD通过公式TD=1000V/（πd²）计算：
步骤S4：每一处测定多次路面的构造深度，并将测定结果取平均值后作为试验结果。
9.根据权利要求8所述的一种旋转铺砂仪的测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过位于环形轨道上的转动驱动器控制推平板做圆周运动，推平板运动至少一周后，通过控制位于水平滑轨上的移动驱动器驱动推平板向圆周外的方向水平移动。
10.一种旋转铺砂仪在测定构造深度仪器中的应用，其特征在于，所述旋转铺砂仪为权利要求1-7任意一项所述的一种低误差的旋转铺砂仪。
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