CN115434297B - 海洋土强度测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地质勘探技术领域，具体涉及一种海洋土强度测试设备。本发明提供的海洋土强度测试设备包括：底座；移动装置，可转动地设置在所述底座上；第一驱动组件，设置在所述底座上，适于控制所述移动装置在所述底座上转动；测试装置，可移动地设置在所述移动装置上，所述测试装置上设置有安装位和第二驱动组件，所述安装位安装有探杆，所述第二驱动组件适于控制所述探杆升放。本发明提供的海洋土强度测试设备，可以允许探杆定位在该设备周围大范围面积内的任一位置，一次下水安装，可以选择多个位置勘探孔位，进行多次勘探测量动作，解决了当前勘测装置一次下水只能测量一个勘探孔位的问题，有效提高了勘探效率。

Description

海洋土强度测试设备

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，具体涉及一种海洋土强度测试设备。

背景技术

在开展地基土强度测试时，原位测试方法由于其对地基土扰动小，其获取的土体强度值，在工程设计或试验分析中一直是优先考虑的，原位测试结果也是极为重要和极具价值的。

而在海洋地质勘察中，现有海洋土原位测试装置，每次只能对一个勘探孔位进行测试，该勘探点位测试完成后，需收回测试装置，移动基座(勘察船或是勘探平台)至下一位置进行测试，点位勘探不便，移动和重新定位过程需要耗费大量时间，测试效率较低下。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的海洋土点位勘探不便，更换点位时需调整基座位置，测试效率低的缺陷。从而提供一种海洋土强度测试设备。

本发明提供的海洋土强度测试设备，包括：

底座；

移动装置，可转动地设置在所述底座上；

第一驱动组件，设置在所述底座上，适于控制所述移动装置在所述底座上转动；

测试装置，可移动地设置在所述移动装置上，所述测试装置上设置有安装位和第二驱动组件，所述安装位安装有探杆，所述第二驱动组件适于控制所述探杆升放。

可选的，所述移动装置上设置有至少一段条形通槽，所述条形通槽的延伸方向与所述测试装置在所述移动装置上的移动方向一致，适于所述探杆在所述条形通槽内移动。

可选的，所述移动装置上设置有第一齿形导轨，所述第一齿形导轨的延伸方向与所述测试装置在所述移动装置上的移动方向一致，所述测试装置上设置有第三驱动组件，所述第三驱动组件包括与所述第一齿形导轨啮合传动的齿轮。

可选的，所述探杆上沿其轴向方向设置有一列第二齿形导轨，所述第二驱动组件包括传动齿轮，所述传动齿轮与所述探杆啮合传动。

可选的，所述安装位为弧形槽，所述第二齿形导轨裸露在所述弧形槽外。

可选的，所述弧形槽内设置有利于所述探杆升放的滚珠。

可选的，所述移动装置包括转台和长臂梁，所述转台与所述底座转动连接，所述长臂梁的一端与所述转台铰接；

所述底座上设置有收线装置，所述收线装置包括柔性绳，所述柔性绳的一端与所述长臂梁的另一端连接，所述收线装置适于控制所述长臂梁的升放。

可选的，所述收线装置包括：

一对端板，固定设置在所述底座上；

轮轴，与所述端板均转动连接，所述轮轴上绕有所述柔性绳；

第四驱动组件，适于控制所述轮轴转动。

可选的，所述移动装置与所述底座间设置有利于相对转动的第一滚动部；

和/或所述测试装置与所述移动装置间设置有利于所述测试装置在所述移动装置上移动的第二滚动部。

可选的，所述底座上远离所述移动装置的一侧设置有配重块。

本发明具有以下优点：

1.本发明提供的海洋土强度测试设备，移动装置可转动地设置在底座上，由第一驱动组件控制其转动，测试装置可移动地设置在移动装置上，测试装置上安装有探杆，通过移动装置和测试装置的运动组合，可以允许探杆定位在该设备周围大范围面积内的任一位置，一次下水安装，可以选择多个位置勘探孔位，进行多次勘探测量动作，解决了当前勘测装置一次下水只能测量一个勘探孔位的问题，有效提高了勘探效率。

2.本发明提供的海洋土强度测试设备，移动装置包括转台和长臂梁，转台与底座转动连接，长臂梁的一端与转台铰接，通过收线装置实现升放。移动装置的可折叠式设计，能够减少其非工作状态下的占地空间，方便设备的运输，同时，也能允许移动装置具有足够的长度，提升勘探范围。

3.本发明提供的海洋土强度测试设备，配重块利于维持设备的平衡，增加了设备的自重，使设备有足够的重量对探杆贯入施加竖向荷载，大大增加探杆可贯入深度，实现了较深水域的海洋土强度测量，解决了已有海床式勘探技术勘探深度有限的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例海洋土强度测试设备的正视图；

图2为图1的测试装置处的放大图；

图3为本发明实施例海洋土强度测试设备的俯视图；

图4为图3的测试装置处的放大图。

附图标记说明：

10、底座；11、第一驱动组件；12、收线装置；121、柔性绳；122、端板；123、轮轴；124、第四驱动组件；13、配重块；14、立板；15、支撑板；20、移动装置；21、转台；211、第一滚动部；22、长臂梁；201、条形通槽；202、第一齿形导轨；30、测试装置；31、第三驱动组件；32、第二驱动组件；33、弧形槽；331、滚珠；34、第二滚动部；341、导向轮；342、轨道；41、探杆；411、第二齿形导轨；42、探头；43、传感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

参考图1-图4，本发明实施例提供的海洋土强度测试设备，包括：

底座10；

移动装置20，可转动地设置在底座10上；

第一驱动组件11，设置在底座10上，适于控制移动装置20在底座10上转动；

测试装置30，可移动地设置在移动装置20上，测试装置30上设置有安装位和第二驱动组件32，安装位安装有探杆41，第二驱动组件32适于控制探杆41升放。

本实施例中，移动装置20可转动地设置在底座10上，由第一驱动组件11控制其转动，测试装置30可移动地设置在移动装置20上，测试装置30上安装有探杆41，通过移动装置20和测试装置30的运动组合，可以允许探杆41定位在该设备周围大范围面积内的任一位置，一次下水安装，可以选择多个位置勘探孔位，进行多次勘探测量动作，解决了当前勘测装置一次下水只能测量一个勘探孔位的问题，有效提高了勘探效率。

本实施例中，作为设备基础承载结构的底座10，为高强度刚性平台结构，用于安装设备其它细部结构。底座10可以安装在各类勘探主体结构上，如勘探船和勘探平台，也可以直接作为勘探主体结构的一部分。

本实施例中，参考图1，第一驱动组件11包括电机和安装在电机输出轴上的输出齿轮，移动装置20的转动轴上对应地设置有与输出齿轮啮合传动的传动齿轮。因电机规格较大，优选地，底座10上还设置有支撑板15用于支撑电机的输出轴，避免其转动时晃动。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，移动装置20与底座10间设置有利于相对转动的第一滚动部211，第一滚动部211可以减少移动装置20转动时与底座10间的摩擦，同时也能对移动装置20起到一定的支撑作用。具体的，第一滚动部211可以是安装在移动装置20上的滚轮。

本实施例中，探杆41下放的端部可以安装各类测试件，此处不作具体限定，作为一种实施方式，探杆41最下端为探头42，探头42为锥形，可减小贯入阻力，探杆41与探头42之间螺纹连接，探头42内部安装有传感器43，传感器43可测量探头42进入海洋土时受到的贯入阻力。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，移动装置20上设置有至少一段条形通槽201，条形通槽201的延伸方向与测试装置30在移动装置20上的移动方向一致，适于探杆41在条形通槽201内移动。

本实施例中，通过在移动装置20内部设置条形通槽201，探杆41在条形通槽201内活动，可以使测试装置30和探杆41的整体重心靠向移动装置20，利于移动装置20调整平衡。

本实施例中，测试装置30可移动地设置在移动装置20上，对测试装置30与移动装置20间的连接及传动结构不作具体限定，作为一种实施方式，测试装置30与移动装置20滑动连接，移动装置20上设置有滑槽，测试装置30上设置有与滑槽适配的凸块，测试装置30与移动装置20上的一丝杠螺纹连接，丝杠的一端与电机的输出轴固定连接，通过电机转动可带动测试装置30在移动装置20上滑动。

作为另一种实施方式，参考图2和图4，移动装置20上设置有第一齿形导轨202，第一齿形导轨202的延伸方向与测试装置30在移动装置20上的移动方向一致，测试装置30上设置有第三驱动组件31，第三驱动组件31包括与第一齿形导轨202啮合传动的齿轮。具体的，第三驱动组件31包括电机、安装在电机输出轴上的输出齿轮，以及同时与输出齿轮、第一齿形导轨202啮合传动的中间齿轮。

上述实施方式中，采用啮合传动的传动方式可以使传动平稳、可靠性高、传动效率高。易于想到的，能够实现与第一齿形导轨202啮合传动的第三驱动组件31结构多样，上述具体实施方式仅是举例说明，而并非是对实施方式的限定。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，参考图2和图4，测试装置30与移动装置20间设置有利于测试装置30在移动装置20上移动的第二滚动部34。具体的，移动装置20底部的下表面设置两列条形凹槽，测试装置30底部对应地安装两列滚轮，滚轮在条形凹槽内滚动。

本实施例中，测试装置30设置有第二驱动组件32用于控制探杆41升放，对其结构不作具体限定，作为一种实施方式，探杆41上沿其轴向方向设置有一列第二齿形导轨411，第二驱动组件32包括传动齿轮，传动齿轮与探杆41啮合传动。具体的，第二驱动组件32为电机及安装在电机输出轴上的传动齿轮。

本实施例中，采用齿轮齿条啮合传动的传动方式，可靠性强，传递动力大，使第二驱动组件32能够对探杆41施加足够大的竖向载荷，保证探杆41能够贯入足够大的深度。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，安装位为弧形槽33，第二齿形导轨411裸露在弧形槽33外。安装位为弧形槽33，可半包围住探杆41，第二齿形导轨411裸露在弧形槽33外，利于测试装置30与探杆41间的动力传递。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，弧形槽33内设置有利于探杆41升放的滚珠331。弧形槽33内设置的滚珠331减小了探杆41升放时与弧形槽33间的摩擦。

本实施例中，对滚珠331的设置数目及排布方式不作具体限定，需要注意的是，滚珠331应在弧形槽33中均匀设置，避免后续探杆41安装后易在弧形槽33内晃动。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，移动装置20包括转台21和长臂梁22，转台21与底座10转动连接，长臂梁22的一端与转台21铰接；

底座10上设置有收线装置12，收线装置12包括柔性绳121，柔性绳121的一端与长臂梁22的另一端连接，收线装置12适于控制长臂梁22的升放。

本实施例中，移动装置20包括转台21和长臂梁22，转台21与底座10转动连接，长臂梁22的一端与转台21铰接，通过收线装置12实现升放。移动装置20的可折叠式设计，能够减少其非工作状态下的占地空间，方便设备的运输，同时，也能允许移动装置20具有足够的长度，提升勘探范围。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，长臂梁22与底座10间设置第一滚动部211，第一滚动部211可以减少移动装置20转动时与底座10间的摩擦，同时也能对长臂梁22起到一定的支撑作用。具体的，第一滚动部211可以是安装在长臂梁22上的滚轮。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，收线装置12包括：

一对端板122，固定设置在底座10上；

轮轴123，与端板122均转动连接，轮轴123上绕有柔性绳121；

第四驱动组件124，适于控制轮轴123转动。

本实施中，轮轴123上绕有柔性绳121，第四驱动组件124控制轮轴123转动，进而带动长臂梁22升放。

本实施例中，对柔性绳121的材质不作具体限定，具有足够大的强度即可，具体的，柔性绳121可以是钢丝绳。

本实施例中，端板122固定设置在底座10上，为便于控制长臂梁22升放，同时避免与底座10上的其它结构干涉，参考图1，底座10上的一侧安装有立板14，立板14具有一定的高度，第四驱动组件124包括电机，电机与端板122均安装在立板14上，其中电机通过螺栓固定在立板14上，轮轴123转动设置在一对端板122间，其轴部部分外伸于一端板122，该部分安装有传动齿轮，与电机输出轴上安装的输出齿轮啮合传动。柔性绳121两侧的挡板，用于聚拢束缚柔性绳121，柔性绳121大部分缠绕在轮轴123上，另有延伸段与刚性的长臂梁22连接。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，底座10上远离移动装置20的一侧设置有配重块13。配重块13的重量由移动装置20等结构的重量及排布位置而定。

本实施中，配重块13利于维持设备的平衡，增加了设备的自重，使设备有足够的重量对探杆41贯入施加竖向荷载，大大增加探杆41可贯入深度，实现了较深水域的海洋土强度测量，解决了已有海床式勘探技术勘探深度有限的问题。

基于上述具体实施方式，本实施例海洋土强度测试设备的工作过程为：

S1.设备安装。规划所需开展勘探工作的区域，将多个勘探孔位进行划片勘探，安装本设备至片区合理位置，保证本设备在长臂梁22和测试装置30协同工作下能覆盖片区内所有勘探孔位。

S2.定位勘探孔。根据设计勘探孔位位置，转动长臂梁22，保证勘探孔位于长臂梁22所在直线上，启动测试装置30中第三驱动组件31的电机，使测试装置30沿着长臂梁22移动至勘探孔位上方。

S3.探杆41贯入测试。启动测试装置30中第二驱动组件32的电机，推进探杆41压入海洋土，开展贯入测试，测试结束后控制探杆41从海洋土中提出至泥面以上，准备进行下一勘探孔测试。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种海洋土强度测试设备，其特征在于，包括：

底座(10)；

移动装置(20)，可转动地设置在所述底座(10)上；

第一驱动组件(11)，设置在所述底座(10)上，适于控制所述移动装置(20)在所述底座(10)上转动；

测试装置(30)，可移动地设置在所述移动装置(20)上，所述测试装置(30)上设置有安装位和第二驱动组件(32)，所述安装位安装有探杆(41)，所述第二驱动组件(32)适于控制所述探杆(41)升放；

所述移动装置(20)上设置有至少一段条形通槽(201)，所述条形通槽(201)的延伸方向与所述测试装置(30)在所述移动装置(20)上的移动方向一致，适于所述探杆(41)在所述条形通槽(201)内移动；

所述移动装置(20)上设置有第一齿形导轨(202)，所述第一齿形导轨(202)的延伸方向与所述测试装置(30)在所述移动装置(20)上的移动方向一致，所述测试装置(30)上设置有第三驱动组件(31)，所述第三驱动组件(31)包括与所述第一齿形导轨(202)啮合传动的齿轮；

所述移动装置(20)包括转台(21)和长臂梁(22)，所述转台(21)与所述底座(10)转动连接，所述长臂梁(22)的一端与所述转台(21)铰接；

所述底座(10)上设置有收线装置(12)，所述收线装置(12)包括柔性绳(121)，所述柔性绳(121)的一端与所述长臂梁(22)的另一端连接，所述收线装置(12)适于控制所述长臂梁(22)的升放；

根据设计勘探孔位位置，转动所述长臂梁(22)，保证勘探孔位于所述长臂梁(22)所在直线上，启动所述测试装置(30)中所述第三驱动组件(31)的电机，使所述测试装置(30)沿着所述长臂梁(22)移动至勘探孔位上方。

2.根据权利要求1所述的海洋土强度测试设备，其特征在于，所述探杆(41)上沿其轴向方向设置有一列第二齿形导轨(411)，所述第二驱动组件(32)包括传动齿轮，所述传动齿轮与所述探杆(41)啮合传动。

3.根据权利要求2所述的海洋土强度测试设备，其特征在于，所述安装位为弧形槽(33)，所述第二齿形导轨(411)裸露在所述弧形槽(33)外。

4.根据权利要求3所述的海洋土强度测试设备，其特征在于，所述弧形槽(33)内设置有利于所述探杆(41)升放的滚珠(331)。

5.根据权利要求1所述的海洋土强度测试设备，其特征在于，所述收线装置(12)包括：

一对端板(122)，固定设置在所述底座(10)上；

轮轴(123)，与所述端板(122)均转动连接，所述轮轴(123)上绕有所述柔性绳(121)；

第四驱动组件(124)，适于控制所述轮轴(123)转动。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的海洋土强度测试设备，其特征在于，所述移动装置(20)与所述底座(10)间设置有利于相对转动的第一滚动部(211)；

和/或所述测试装置(30)与所述移动装置(20)间设置有利于所述测试装置(30)在所述移动装置(20)上移动的第二滚动部(34)。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的海洋土强度测试设备，其特征在于，所述底座(10)上远离所述移动装置(20)的一侧设置有配重块(13)。