CN115235945B - 一种土方回填压实度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种土方回填压实度检测装置，用于解决现有技术中土方回填压实度检测过程中，取样设备和称重设备是分开的，操作步骤繁多，效率低的问题；包括：升降机构、楔形取土器、第一伸缩元件、推拉力传感器和第二伸缩元件，所述升降机构包括竖向伸缩元件和连接件，所述竖向伸缩元件设置在机架上，所述竖向伸缩元件的伸缩端和所述连接件通过所述推拉力传感器连接；所述楔形取土器包括两个取土器本体，两个所述取土器本体合在一起形成一个中空的楔形体；所述第一伸缩元件设置在所述连接件上，所述第一伸缩元件的伸缩端和所述取土器本体固定连接，通过两个所述第一伸缩元件分别控制两个所述取土器本体运动。

Description

一种土方回填压实度检测装置

技术领域

本发明属于压实度检测技术领域，特别是涉及一种土方回填压实度检测装置。

背景技术

在土方回填施工过程中需要对回填土进行压实度检测，压实度表征现场压实后的密度状况，压实度越高，密度越大，整体性能越好。目前常用的检测方法较多，常见的有灌砂法、环刀法和核子密度仪法等。核子密度仪法是在现场用核子密度仪以散射法或者直射法测定路基或者路面材料的密度和含水率，并计算压实度，但费用昂贵并伴有辐射；灌砂法需要人工在施工现场钻取一个直径深度已知的孔，将孔中的填充土取出用干净均匀的细沙对钻取的孔内进行填充，对取出的填充土进行初步称重测量，以及去湿称重测量，然后按照压实度的计算原理对压实度进行计算；环刀法是用已知质量及容积的环刀，切取土样，初步称重后减去环刀质量即得土的质量，环刀的容积即为土的体积，进而可求得土的密度；其中由于环刀法操作简单，运用非常广泛。

无论是采用灌砂法还是环刀法进行压实度检测，试验人员都需要先通过土壤取样工具对土壤进行取样，进而对土样进行称重，其中取样设备和称重设备是分开的，操作步骤繁多，效率低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种土方回填压实度检测装置，用于解决现有技术中土方回填压实度检测过程中，取样设备和称重设备是分开的，操作步骤繁多，效率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种土方回填压实度检测装置，包括：升降机构、楔形取土器、第一伸缩元件、推拉力传感器和第二伸缩元件，所述升降机构包括竖向伸缩元件和连接件，所述竖向伸缩元件设置在机架上，所述竖向伸缩元件的伸缩端和所述连接件通过所述推拉力传感器连接。

所述楔形取土器包括两个取土器本体，两个所述取土器本体对称设置，两个所述取土器本体合在一起形成一个中空的楔形体，每个所述取土器本体包含一个楔面，所述第一伸缩元件设置在所述连接件上，所述第一伸缩元件的伸缩端和所述取土器本体固定连接，两个所述第一伸缩元件在同一平面内，通过两个所述第一伸缩元件分别控制两个所述取土器本体向着一个点运动，两个所述第一伸缩元件形成的夹角和所述楔形体的楔角相等。

可选地，所述第一伸缩元件和所述连接件之间设置有第二伸缩元件，所述第二伸缩元件的一端和所述第一伸缩元件的缸体铰接，所述第二伸缩元件的另一端和所述连接件铰接，所述第一伸缩元件的缸体和所述连接件上铰接座铰接，通过所述第二伸缩元件控制所述第一伸缩元件绕所述铰接座转动。

可选地，所述检测装置还包括所述烘干机构，所述烘干机构包括第三伸缩元件、烘干罩和热风机，其中，所述烘干罩包括两个烘干罩本体，所述烘干罩本体对称设置，所述第三伸缩元件固定安装在所述机架上，所述第三伸缩元件的伸缩端和所述烘干罩本体固定连接，通过两个所述第三伸缩元件控制两个所述烘干罩本体相向或相背运行，两个所述烘干罩本体相向运动并接触后形成一个顶端开口的罩子，至少其中一个所述烘干罩本体上开设有进气口，所述进气口和所述热风机通过热风管连通。

可选地，所述检测装置还包括行走机构，所述行走机构包括行走轮和升降组件，所述升降组件设置在所述机架上，所述升降组件用于控制所述行走轮升降。

可选地，所述升降组件包括驱动元件、升降架、导杆和丝杆，所述导杆固定设置在所述机架上，所述丝杆和所述导杆平行布置，所述丝杆和所述机架通过轴承转动连接，所述升降架和所述丝杆螺纹配合，所述升降架和所述丝杆之间可以设置丝杆螺母，所述丝杆螺母和所述丝杆配合，所述丝杆螺母和所述升降架固定连接，所述升降架和所述导杆滑动配合，所述行走轮设在所述升降架的支撑杆上，所述驱动元件和所述丝杆传动连接。当所述丝杆转动时，所述升降架随着上升或者下降，从而带动所述行走轮上下运动。

可选地，所述驱动元件包括手动轮，所述手动轮和所述丝杆固定连接，所述手动轮上固定安装有手柄，通过人工转动手柄带动丝杆旋转。

可选地，所述驱动元件包括电机，所述电机的输出轴和所述丝杆同轴固定连接，通过所述电机转动自动带动所述丝杆旋转，从而控制所述行走轮升降。

可选地，所述竖向伸缩元件、所述第一伸缩元件、所述第二伸缩元件和所述第三伸缩元件为气缸、油缸或者电动推杆。

可选地，所述取土器本体上开设有若干透气通孔。

可选地，所述进气口设置在所述烘干罩本体底部。

如上所述，本发明的一种土方回填压实度检测装置，至少具有以下有益效果：

1．通过所述竖向伸缩元件控制所述连接件及与其相连的第一伸缩元件和所述楔形取土器竖直往下运动，当所述取土器本体和回填土地面接触时，所述竖向伸缩元件停止运动，两个所述第一伸缩元件推动两个所述取土器本体斜向切割土壤，当两个所述取土器本体接触时，所述第一伸缩元件停止运动，所述竖向伸缩元件收缩，并带动所述楔形取土器及土壤样品远离回填土地面，通过所述推拉力传感器可获得的取土前后的拉力大小，可以推断出所述楔形取土器中土壤样品的重量，将取样和称重集合在一起，操作简单，效率高。

2．由于设置有所述烘干机构，当所述楔形取土器远离回填土地面并和所述烘干罩本体平齐时，两个所述第三伸缩元件带动两个所述烘干罩本体相向运动，当两个所述烘干罩本体接触时会将所述楔形取土器及其中的土壤样品一起包裹住，通过所述热风机向所述罩子中通入热风，所述热风中热量通过所述烘干罩本体传递给所述土壤样品，并将所述土壤样品烘干，通过所述推拉力传感器算出所述土壤样品的重量，在利用烘干前后所述土壤样品的重量可以算出所述土壤样品中的水分含量。

3. 由于设置有行走机构，方便移动所述检测装置，并且所述行走轮在所述升降组件的带动下可以上下运动，当取土检测时，所述行走轮往上运动，所述机架的四个支撑脚和地面直接接触，防止所述检测装置晃动，当检测完成后，所述升降组件带动所述行走轮往下运动，所述行走轮和地面接触，方便移动所述检测装置。

4. 由于所述取土器本体上开设有若干透气通孔，烘干土壤样品过程中，所述烘干罩中热空气可以透过所述透气通孔进入到所述土壤样品中，加速所述土壤样品的干燥。

附图说明

图1显示为本发明中土方回填压实度检测装置的立体结构示意图；

图2显示为本发明中烘干机构工作状态时土方回填压实度检测装置的立体结构示意图；

图3显示为本发明中楔形取土器取土状态的示意图；

图4显示为本发明中楔形取土器张开状态的示意图；

图5显示为本发明中取土器本体的立体结构示意图；

图6显示为本发明中楔形取土的立体结构示意图；

图7显示为本发明中图3中局部C的放大示意图。

元件标记说明

1、机架；

2、升降机构；201、竖向伸缩元件；202、连接件；

3、推拉力传感器；

4、楔形取土器；401、取土器本体；402、通气口；4011、透气通孔；4012、刀刃；

5、第一伸缩元件；

6、第二伸缩元件；

7、烘干机构；701、第三伸缩元件；702、烘干罩；7021、干罩本体；7022、进气口；

801、行走轮；802、升降组件；8022、升降架；8023、导杆；8024、丝杆；8025、手动轮；8026、手柄；8027、丝杆螺母；

10、回填土地面。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图7。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。

请参阅图1-图7，本发明提供一种土方回填压实度检测装置，所述土方回填压实度检测装置包括：升降机构2、楔形取土器4、第一伸缩元件5、推拉力传感器3和第二伸缩元件6，所述升降机构2包括竖向伸缩元件201和连接件202，所述竖向伸缩元件201设置在机架1上，所述竖向伸缩元件201的伸缩端和所述连接件202通过所述推拉力传感器3连接，通过所述推拉力传感器3可以实时监测所述连接件202和所述竖向伸缩元件201之间的推拉力变化。

所述楔形取土器4包括两个取土器本体401，两个所述取土器本体401对称设置，两个所述取土器本体401合在一起形成一个中空的楔形体，每个所述取土器本体401边缘设置刀刃，便于切割土壤。

所述第一伸缩元件5设置在所述连接件202上，所述第一伸缩元件5的伸缩端和所述取土器本体401固定连接，两个所述第一伸缩元件5在同一平面内，通过两个所述第一伸缩元件5分别控制两个所述取土器本体401向着一个点运动，此时，两个所述第一伸缩元件5形成的夹角和所述楔形体的楔角相等。

通过所述竖向伸缩元件201控制所述连接件202及与其相连的第一伸缩元件5和所述楔形取土器4竖直往下运动，当所述取土器本体401和回填土地面10接触时，所述竖向伸缩元件201停止运动，两个所述第一伸缩元件5推动两个所述取土器本体401斜向切割土壤，当两个所述取土器本体401接触时，所述第一伸缩元件5停止运动，所述竖向伸缩元件201收缩，并带动所述楔形取土器4远离所述回填土地面10，通过所述推拉力传感器3取土前后的拉力大小，可以推断出所述楔形取土器4中土壤样品的重量，所述取土器本体401插入土壤的时候，所述推拉力传感器3测算出取土器本体401受到的压力，从而可以初步判断土体密实程度和土体承载能力。

本实施例中，请参阅图1至图4，所述第一伸缩元件5和所述连接件202之间设置有第二伸缩元件6，所述第二伸缩元件6的一端和所述第一伸缩元件5的缸体铰接，所述第二伸缩元件6的另一端和所述连接件202铰接，所述第一伸缩元件5的缸体和所述连接件202上铰接座铰接，通过所述第二伸缩元件6控制所述第一伸缩元件5绕所述铰接座转动，当需要倒掉所述楔形取土器4中土壤样品的时候，通过所述第二伸缩元件6伸展，推动所述第一伸缩元件5转动，两个所述第一伸缩元件5分别带动所述取土器本体401分离，所述楔形取土器4中的土壤样品就能够掉落到地面，可以在所述取土器本体401顶端设置吹风管，所述吹风管和吹风机连通，所述吹风管正对所述取土器本体401的内壁，当所述取土器本体401中的土壤样品倒掉后，内壁可能会有残留土壤，通过所述吹风管向所述取土器本体401内壁吹风，将残留土壤吹掉。

本实施例中，请参阅图1、图2和图6，所述检测装置还包括所述烘干机构7，所述烘干机构7包括第三伸缩元件701、烘干罩702和热风机，其中，所述烘干罩702包括两个烘干罩本体7021。

所述烘干罩本体7021对称设置，所述第三伸缩元件701固定安装在所述机架1上，所述第三伸缩元件701的伸缩端和所述烘干罩本体7021固定连接，通过两个所述第三伸缩元件701控制两个所述烘干罩本体7021相向或相背运行，两个所述烘干罩本体7021相向运动并接触后形成一个顶端开口的罩子，至少其中一个所述烘干罩本体7021上开设有进气口7022，所述进气口7022和所述热风机通过热风管连通，烘干的时候土壤样品中水分可以从所述楔形取土器4顶部的通气口402中蒸发到空气中。

由于设置有所述烘干机构7，当所述楔形取土器4远离所述回填土地面10并和所述烘干罩本体7021平齐时，两个所述第三伸缩元件701带动两个所述烘干罩本体7021相向运动，当两个所述烘干罩本体7021接触时将所述楔形取土器4及其中的土壤样品一起包裹住，通过所述热风机向所述罩子中通入热风，所述热风中热量通过所述烘干罩本体7021传递给所述土壤样品，并将所述土壤样品烘干，通过所述推拉力传感器3算出所述土壤样品的重量，在利用烘干前后所述土壤样品的重量可以算出所述土壤样品中的水分含量。

本实施例中，请参阅图1和图2，所述检测装置还包括行走机构，所述行走机构包括行走轮801和升降组件802，所述升降组件802设置在所述机架1上，所述升降组件802用于控制所述行走轮801升降。由于设置有所述行走机构，方便移动所述检测装置，并且所述行走轮801在所述升降组件802的带动下可以上下运动，当取土时，所述行走轮801往上运动，所述机架1的四个支撑脚和所述回填土地面10直接接触，防止所述检测装置晃动，当检测完成后，所述升降组件802带动所述行走轮801往下运动，所述行走轮801和所述回填土地面10接触，方便移动。

本实施例中，请参阅图1和图2，所述升降组件802包括驱动元件、升降架8022、导杆8023和丝杆8024，所述导杆8023固定设置在所述机架1上，所述丝杆8024和所述导杆8023平行布置，所述丝杆8024和所述机架1通过轴承转动连接，所述升降架8022和所述丝杆8024螺纹配合，所述升降架8022和所述丝杆8024之间可以设置丝杆螺母8027，所述丝杆螺母8027和所述丝杆8024配合，所述丝杆螺母8027和所述升降架8022固定连接，所述升降架8022和所述导杆8023滑动配合，所述行走轮801设在所述升降架8022的支撑杆上，所述驱动元件和所述丝杆8024传动连接。当所述丝杆8024转动时，所述升降架8022随着上升或者下降，从而带动所述行走轮801上下运动。

本实施例中，请参阅图1和图2，所述驱动元件包括手动轮8025，所述手动轮8025和所述丝杆8024固定连接，所述手动轮8025上固定安装有手柄8026，通过转动所述手柄8026从而带动所述丝杆8024旋转。

本实施例中，请参阅图1和图2，所述驱动元件包括电机，所述电机固定安装在所述机架1上，所述电机的输出轴和所述丝杆8024同轴固定连接，通过所述电机带动所述丝杆8024旋转，从而控制所述行走轮801升降。

本实施例中，请参阅图1和图2，所述竖向伸缩元件201、所述第一伸缩元件5、所述第二伸缩元件6和所述第三伸缩元件701为气缸、油缸或者电动推杆。

本实施例中，请参阅图1、图2、图5和图6，所述取土器本体401上开设有若干透气通孔4011，由于所述取土器本体401上开设有若干透气通孔4011，烘干土壤样品过程中，所述烘干罩702中热空气可以透过所述透气通孔4011进入到所述土壤样品中，加速所述土壤样品的干燥。

本实施例中，请参阅图1，所述进气口7022设置在所述烘干罩本体7021底部。

本实施例中，利用所述土方回填压实度检测装置时，压实度的计算方法为：

试件含水量=试件原重量-试件干质量；

含水率=（试件含水量÷试件干质量）

100%；

湿密度=试件原重量÷试件的体积；

干密度=湿密度÷（1+0.01

含水率）；

压实度=干密度÷最大干密度

100%；

其中，试件原重量为试样的本身重量，试件干质量为试样烘干水分后的重量，试件体积为试件在采样地所占的体积，最大干密度为实验室测得标准件在理想条件的最大压实干密度。

因此，取样前，通过所述推拉力传感器3测出所述连接件202及其相连的部件的重 力

,所述楔形取样器取完所述土壤样品后，所述楔形取土器4带着所述土壤样品脱离地 面，此时所述推拉力传感器3测得的重力为

，所述楔形取土器4中的土壤样品重量为

，其中

为重力加速度，通过所述烘干机构7烘干后，所述推拉力传感器3测 出读数为

,则原所述土壤样品的含水量为

，烘干后的土壤样品重量为

，此时原所述土壤样品的含水率为w,

；若取 土时，所述楔形取样器插入最大深度h时，取土器中h深度的容积为V,则土壤样品的体积为 V,所述土壤样品的湿密度

，土壤样品的干密度为

，压实度为K, 则

,其中，

为实验室测得的最大干密度。

综上所述，通过所述竖向伸缩元件201控制所述连接件202及与其相连的第一伸缩元件5和所述楔形取土器4竖直往下运动，当所述取土器本体401和所述地面接触时，所述竖向伸缩元件201停止运动，两个所述第一伸缩元件5推动两个所述取土器本体401斜向切割土壤，当两个所述取土器本体401接触时，所述第一伸缩元件5停止运动，所述竖向伸缩元件201收缩，并带动所述楔形取土器4远离地面，通过所述推拉力传感器3取土前后的拉力大小，可以推断出所述楔形取土器4中土壤样品的重量，并通过所述烘干机构7对土壤样品进行烘干，操作简单，效率高。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种土方回填压实度检测装置，其特征在于，包括：

升降机构，

所述升降机构包括竖向伸缩元件和连接件，所述竖向伸缩元件设置在机架上，所述竖向伸缩元件的伸缩端和所述连接件通过推拉力传感器连接；

楔形取土器，

所述楔形取土器包括两个取土器本体，两个所述取土器本体对称设置，两个所述取土器本体合在一起形成一个中空的楔形体；

第一伸缩元件，

所述第一伸缩元件设置在所述连接件上，所述第一伸缩元件的伸缩端和所述取土器本体固定连接，两个所述第一伸缩元件在同一平面内，通过两个所述第一伸缩元件分别控制两个所述取土器本体向着一个点运动，两个所述第一伸缩元件形成的夹角和所述楔形体的楔角相等；

所述第一伸缩元件和所述连接件之间设置有第二伸缩元件，所述第二伸缩元件的一端和所述第一伸缩元件的缸体铰接，所述第二伸缩元件的另一端和所述连接件铰接，所述第一伸缩元件的缸体和所述连接件上铰接座铰接，通过所述第二伸缩元件控制所述第一伸缩元件绕所述铰接座转动；

所述检测装置还包括烘干机构，所述烘干机构包括第三伸缩元件、烘干罩和热风机，其中，所述烘干罩包括两个烘干罩本体，

所述烘干罩本体对称设置，所述第三伸缩元件固定安装在所述机架上，所述第三伸缩元件的伸缩端和所述烘干罩本体固定连接，通过两个所述第三伸缩元件控制两个所述烘干罩本体相向或相背运行，两个所述烘干罩本体相向运动并接触后形成一个顶端开口的罩子，至少其中一个所述烘干罩本体上开设有进气口，所述进气口和所述热风机通过热风管连通。

2.根据权利要求1所述的土方回填压实度检测装置，其特征在于：所述检测装置还包括行走机构，所述行走机构包括行走轮和升降组件，所述升降组件设置在所述机架上，所述升降组件用于控制所述行走轮升降。

3.根据权利要求2所述的土方回填压实度检测装置，其特征在于：所述升降组件包括驱动元件、升降架、导杆和丝杆，

所述导杆固定设置在所述机架上，所述丝杆和所述导杆平行布置，所述丝杆和所述机架转动连接，所述升降架和所述丝杆螺纹配合，所述升降架和所述导杆滑动配合，所述行走轮设在所述升降架上，所述驱动元件和所述丝杆传动连接。

4.根据权利要求3所述的土方回填压实度检测装置，其特征在于：所述驱动元件包括手动轮，所述手动轮和所述丝杆固定连接，所述手动轮上固定安装有手柄。

5.根据权利要求3所述的土方回填压实度检测装置，其特征在于：所述驱动元件包括电机，所述电机的输出轴和所述丝杆同轴固定连接。

6.根据权利要求1所述的土方回填压实度检测装置，其特征在于：所述竖向伸缩元件、所述第一伸缩元件、所述第二伸缩元件和所述第三伸缩元件为气缸、油缸或者电动推杆。

7.根据权利要求1所述的土方回填压实度检测装置，其特征在于：所述取土器本体上开设有若干透气通孔。

8.根据权利要求1所述的土方回填压实度检测装置，其特征在于：所述进气口设置在所述烘干罩本体底部。

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