一种土壤贯入阻力测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种土壤贯入阻力测量装置，包括有基本框架、升降机部件、丝杠副和执行部件、位移编码器、力传感器、锥头和PC数据采集器，丝杠副安装于基本框架上，升降机安装于丝杠副中间，执行部件安装于升降机下端；通过顺时针旋转主手轮快速带动升降机向下移动，带动锥头与待测土壤表面接触，此时停止旋转主手轮，进而顺时针匀速摇动副手轮使得升降机继续下降，锥头缓慢进入土壤，编码器和力传感器分别测量记录下降位移和贯入阻力并传给PC数据采集器，当锥头达到测量深度后，逆时针旋转主手轮使得锥头快速离开待测土壤，完成一次土壤硬度的测量。本实用新型操作方便，稳定性强，工作过程高效，具有较好的不同土壤层适应能力。
【专利说明】
一种土壤贯入阻力测量装置
技术领域
[0001]本实用新型属于土工学技术领域，具体涉及到一种土壤贯入阻力测量装置。
【背景技术】
[0002]土壤圆锥指数在上个世纪四十年代初，由美军水道实验站研发出的一种快速判定车辆通过性的一种方法，该方法将土壤贯入阻力和推力特性的机械性质合成了一个数值一“圆锥指数(Cl)”。圆锥指数是用直径为12.75mm，锥头为30°的圆锥锥头贯入土壤中的阻力来表示，该方法至现今一直被应用，该方法可以快速地判断车辆在该地面区域的通过性。目前存在的土壤硬度测量装置主要为小型便携式土壤硬度仪，使用过程中主要通过人力将其压入土壤中进行测量，数据采集频率和精确度严重依赖测试人员下压仪器速度的平稳性，且小型的土壤硬度仪仅用于松软表层土壤贯入阻力的测量。基于此，设计一种数据采集平稳，适合深层密实土壤贯入阻力测量的装置具有重要意义。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种土壤贯入阻力测量装置，本实用新型能实现大容重土壤的贯入阻力的测量，以克服现有土壤硬度仪的局限性。
[0004]本实用新型包括有基本框架、升降机部件、丝杠副和执行部件和PC数据采集器，丝杠副安装于基本框架上，升降机安装于丝杠副中间，执行部件安装于升降机下端；
[0005]所述的基本框架包括下底板和上顶板；
[0006]所述的丝杠副包括丝杠、丝杠底座、丝杠轴套、丝杠顶座、光杠、光杠底座、光杠轴套、光杠顶座、限位卡扣和主手轮，丝杠通过丝杠底座和丝杠顶座分别安装于下底板和上顶板上，光杠通过光杠底座和光杠顶座分别安装于下底板和上顶板上，丝杠轴套和光杠轴套安装于升降机安装板上，限位卡扣固定在光杠上，位于上顶板和升降机安装板之间，主手轮安装于丝杠顶端；
[0007]升降机部件包括升降机、升降机安装板和副手轮，升降机安装于升降机安装板中间位置，副手轮安装于升降机侧面;执行部件包括位移编码器、力传感器和锥头，位移编码器安装于升降机侧面，力传感器安装于升降机底端，锥头安装于力传感器底端;移编码器和力传感器与PC数据采集器信号连接。
[0008]本实用新型的工作过程和原理:
[0009]首先将本实用新型安置于待测土壤上，使其正对于下地板中间圆孔位置;顺时针旋转主手轮使得升降机和锥头快速向下移动，当与待测土壤表面接触，停止旋转主手轮;打开PC数据采集器的数据采集软件，顺时针匀速摇动副手轮使得升降机继续下降，锥头缓慢进入土壤，编码器和力传感器分别测量记录下降位移和贯入阻力，并将数据传输至数据采集器记录保存；当锥头达到测量深度后，逆时针旋转主手轮使得锥头快速离开待测土壤，当升降机安装板接近限位卡扣时，停止旋转主手轮，继续逆时针旋转副手轮，使得锥头回到初始位置，完成一次土壤贯入阻力的测量。
[0010]本实用新型的有益效果:
[0011]本实用新型结构简单，操作方便，稳定性强，工作过程高效，具有适用于多种密实度地面，对于地面力学研究中土壤机械特性参数的测量提供了重要的试验平台。
【附图说明】
[0012]图1是实用新型的主视图。
[0013]图2是实用新型的侧视图。
[0014]其中:1、下底板;2、光杠底座;3、光杠;4、光杠轴套;5、限位卡扣;6、上顶板;7、光杠顶座;8、副手轮;9、升降机；10、主手轮；11、丝杠顶座；12、丝杠轴套；13、升降机安装板；14、位移编码器;15、力传感器;16、锥头；17、丝杠；18、丝杠底座；19、PC数据采集器。
【具体实施方式】
[0015]请参阅图1和图2所示，本实用新型包括有基本框架、升降机部件、丝杠副和执行部件和PC数据采集器19，丝杠副安装于基本框架上，升降机安装于丝杠副中间，执行部件安装于升降机下端；
[0016]所述的基本框架包括下底板I和上顶板6;
[0017]所述的丝杠副包括丝杠17、丝杠底座18、丝杠轴套12、丝杠顶座11、光杠3、光杠底座2、光杠轴套4、光杠顶座7、限位卡扣5和主手轮10，丝杠17通过丝杠底座18和丝杠顶座11分别安装于下底板I和上顶板6上，光杠3通过光杠底座2和光杠顶座7分别安装于下底板I和上顶板6上，丝杠轴套12和光杠轴套4安装于升降机安装板13上，限位卡扣5固定在光杠3上，位于上顶板6和升降机安装板13之间，主手轮10安装于丝杠17顶端；
[0018]升降机部件包括升降机9、升降机安装板13和副手轮8，升降机9安装于升降机安装板13中间位置，副手轮8安装于升降机9侧面;执行部件包括位移编码器14、力传感器15和锥头16，位移编码器14安装于升降机9侧面，力传感器15安装于升降机9底端，锥头16安装于力传感器15底端;移编码器14和力传感器15与PC数据采集器19信号连接。
[0019]本实用新型的工作过程和原理:
[0020]首先将本实用新型安置于待测土壤上，使其正对于下地板I中间圆孔位置;顺时针旋转主手轮10使得升降机9和锥头16快速向下移动，当与待测土壤表面接触，停止旋转主手轮10;打开PC数据采集器19的数据采集软件，顺时针匀速摇动副手轮8使得升降机9继续下降，锥头16缓慢进入土壤，编码器14和力传感器15分别测量记录下降位移和贯入阻力，并将数据传输至数据采集器19记录保存；当锥头16达到测量深度后，逆时针旋转主手轮10使得锥头16快速离开待测土壤，当升降机安装板13接近限位卡扣5时，停止旋转主手轮10，继续逆时针旋转副手轮8，使得锥头16回到初始位置，完成一次土壤贯入阻力的测量。
【主权项】
1.一种土壤贯入阻力测量装置，其特征在于:包括有基本框架、升降机部件、丝杠副和执行部件和PC数据采集器(19)，丝杠副安装于基本框架上，升降机安装于丝杠副中间，执行部件安装于升降机下端； 所述的基本框架包括下底板(I)和上顶板(6); 所述的丝杠副包括丝杠(17)、丝杠底座(18)、丝杠轴套(12)、丝杠顶座(11)、光杠(3)、光杠底座(2)、光杠轴套(4)、光杠顶座(7)、限位卡扣(5)和主手轮(10)，丝杠(17)通过丝杠底座(18)和丝杠顶座(11)分别安装于下底板(I)和上顶板(6)上，光杠(3)通过光杠底座(2)和光杠顶座(7)分别安装于下底板(I)和上顶板(6)上，丝杠轴套(12)和光杠轴套(4)安装于升降机安装板(13)上，限位卡扣(5)固定在光杠(3)上，位于上顶板(6)和升降机安装板(13)之间，主手轮(1)安装于丝杠(17)顶端； 升降机部件包括升降机(9)、升降机安装板(13)和副手轮(8)，升降机(9)安装于升降机安装板(13)中间位置，副手轮(8)安装于升降机(9)侧面;执行部件包括位移编码器(14)、力传感器(15)和锥头(16)，位移编码器(14)安装于升降机(9)侧面，力传感器(15)安装于升降机(9)底端，锥头(16)安装于力传感器(15)底端;移编码器(14)和力传感器(15)与PC数据采集器(19)信号连接。
【文档编号】G01N3/42GK205538516SQ201620069719
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月24日
【发明人】黄晗, 李建桥, 吴宝广, 薛龙, 王颖, 张广权
【申请人】吉林大学