全電動地面強度檢測設備的制造方法
【專利摘要】本實用新型的名稱為全電動地面強度檢測設備。屬于測量技術領域。它主要是解決液壓執(zhí)行器對環(huán)境要求比較高和效率偏低、楔入式技術檢測周期比較長的問題。它的主要特征是：包括安裝機架、壓力傳感器、傳動裝置、伺服電機、滾珠絲杠、活塞桿、缸筒、過渡套、彈簧及彈簧座、測力觸頭；缸筒固定在安裝機架上，活塞桿位于缸筒內；滾珠絲杠與活塞桿軸心螺紋配合；傳動裝置、伺服電機裝于缸筒上；壓力傳感器安裝在滾珠絲杠頂部；彈簧及彈簧座位于過渡套內，彈簧座與過渡套連接，彈簧安裝在活塞桿底部；測力觸頭安裝在彈簧座上。本實用新型具有能快速準確檢測地面承壓強度，以滿足各種設備對地面承壓要求的特點，主要用于對地面承壓強度進行檢測。
【專利說明】
全電動地面強度檢測設備
技術領域
[0001]本實用新型屬于測量技術領域，具體涉及一種用于對地面承壓強度進行檢測的設備。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟的不斷發(fā)展和國力的強大，基礎建設投資越來越多，公路及鐵路建設的里程越來越多，對建設質量的要求越來越高，但仍會出現(xiàn)弄虛作假的豆腐渣工程。為杜絕虛假工程，提高質量，工程監(jiān)測需要更準確。
[0003]—些設備在使用前必須對所處位置的地面承壓強度首先進行檢測，只有通過檢測證明該位置地面滿足一定的承壓強度后，才能進行作業(yè)。例如:移動起吊設備，在起吊重物時，需要利用支撐腳將車輛升起，以滿足起吊重物時設備平衡穩(wěn)定及減小對輪胎的壓力，這就需要支撐地面滿足一定的承壓強度要求，否則一旦重物起吊后，地面承壓強度無法滿足要求，設備支撐腳下沉，將會發(fā)生設備傾翻的危險。
[0004]另外，對一些野外作業(yè)的特種車輛等等也存在類似的問題。
[0005]上述論述說明了對地面承壓強度進行檢測的重要性和必要性。
[0006]目前所知的有利用液壓執(zhí)行器及楔入式進行地面強度檢測的設備，這些檢測方法有優(yōu)點也有缺點。
[0007]液壓執(zhí)行器技術的缺點:1.由于密封件失效而造成系統(tǒng)漏油，從而影響產品的可靠性是所有液壓系統(tǒng)最常見的現(xiàn)象。2.對環(huán)境的要求比較高，特別是在惡劣及溫差變化幅度大的環(huán)境下，密封失效更為頻繁。3.效率偏低，反應時間較慢，特別是在嚴寒的野外更明顯。
[0008]楔入式技術的缺點:測出的地面強度與插入桿長度有關，測出的地面強度實為插入桿插入深度相同的土壤層的強度，不能真實地反映當重物停留在某處時地面的承載力，檢測周期比較長。

【發(fā)明內容】

[0009]本實用新型的目的就是針對上述不足之處而提供一種能快速準確檢測地面承壓強度，以滿足各種設備對地面承壓要求的全電動地面強度檢測設備。
[0010]本實用新型的技術解決方案是:一種全電動地面強度檢測設備，其特征在于:包括安裝機架、壓力傳感器、傳動裝置、伺服電機、滾珠絲杠、活塞桿、缸筒、過渡套、彈簧及彈簧座、測力觸頭;其中，缸筒固定在安裝機架上，活塞桿位于缸筒內；滾珠絲杠與活塞桿軸心螺紋配合;傳動裝置、伺服電機裝于缸筒上;壓力傳感器安裝在滾珠絲杠頂部;彈簧及彈簧座位于過渡套內，彈簧座與過渡套連接，彈簧安裝在活塞桿底部;測力觸頭安裝在彈簧座上。通過測力觸頭與地面的接觸施壓來檢測地面承壓強度。
[0011]本實用新型的技術解決方案中所述的缸筒內部設有位移傳感器;在活塞桿上設有磁環(huán)。用于檢測測力觸頭對地面的壓力及在測力觸頭施壓下地面沉降位移值。
[0012]本實用新型的技術解決方案中所述的彈簧座為球形鉸接頭。測力觸頭與過渡套采用球形鉸接頭連接可保證在地面不平整或有坡度的條件下，活塞桿始終承受軸向力，減小側向力對測量準確性的影響。
[0013]本實用新型的技術解決方案中所述的活塞桿與缸筒之間安裝有導向裝置。
[0014]本實用新型的關鍵技術是:伺服電機工作，通過滾珠絲杠帶動活塞桿下移，活塞桿底部通過過渡套及彈簧安裝的測力觸頭首先與地面接觸，隨著活塞桿繼續(xù)下移，過渡套內部的彈簧被壓縮，通過彈簧的壓縮測力觸頭將對地面施壓，根據(jù)作用力與反作用力，同時地面也對測力觸頭施加同樣大的反作用力，此力通過彈簧等零件傳遞到滾珠絲杠頂部的壓力傳感器上，并可檢測;活塞桿下移過程中，安裝在活塞桿及缸筒內部的位移傳感器可檢測活塞桿的位移量，從而檢測出測力觸頭的下沉位移量，并進行對比計算;考慮地面的凸凹及傾斜，測力觸頭與活塞桿之間采用球形鉸接，測力觸頭可隨地面的形狀而保持面接觸，但活塞桿始終承受軸向力，盡可能減小缸桿所受側向力，保證測量的準確性;將壓力傳感器安裝在滾珠絲杠頂部，可保證傳感器的電纜將不會隨著活塞桿一起移動。
[0015]本實用新型采用純電動技術，也不需要楔入地面內部，直接通過對地表的測量來檢測地面的承壓強度。本實用新型具有能快速準確檢測地面承壓強度，以滿足各種設備對地面承壓要求的特點。本實用新型主要用于對地面承壓強度進行檢測。
【附圖說明】

[0016]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0017]圖2是圖1中測力觸頭的局部視圖。
[0018]圖中:1-安裝機架，2-壓力傳感器，3-位移傳感器，4-傳動裝置，5-磁環(huán)，6_伺服電機，7-滾珠絲桿，8-活塞桿，9-缸筒，I O-過渡套，11 -彈簧，12-球形鉸接頭，13-測力觸頭。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳述。
[0020]如圖1及圖2所示。本實用新型全電動地面強度檢測設備由安裝機架1、壓力傳感器
2、位移傳感器3、傳動裝置4、磁環(huán)5、伺服電機6、滾珠絲杠7、活塞桿8、缸筒9、過渡套10、彈簧11及彈簧座、測力觸頭13組成。其中，缸筒9固定在安裝機架I側部，活塞桿8位于缸筒9內。滾珠絲杠7位于活塞桿8內，并與活塞桿8軸心螺紋配合。傳動裝置4裝于缸筒9上部，與滾珠絲杠7聯(lián)接，伺服電機6裝于傳動裝置4上。壓力傳感器2安裝在滾珠絲杠7頂部，用于檢測測力觸頭13對地面的壓力及在測力觸頭施壓下地面沉降位移值，保證壓力傳感器2的電纜將不會隨著活塞桿8—起移動。位移傳感器3安裝在缸筒9內部，磁環(huán)4安裝在活塞桿8上，位移傳感器3及磁環(huán)5用于測量位移。彈簧11及球形鉸接頭12位于過渡套10內，球形鉸接頭12與過渡套10連接，彈簧11安裝在活塞桿8底部，測力觸頭13安裝在球形鉸接頭12上，測力觸頭13與過渡套10采用球形鉸接頭12連接可保證在地面不平整或有坡度的條件下，活塞桿8始終承受軸向力，減小側向力對測量準確性的影響?；钊麠U8與缸筒9之間安裝有導向裝置。
[0021 ] 工作原理如下:
[0022]根據(jù)用戶需求，控制器發(fā)出工作指令，伺服電機6通過傳動裝置4驅動滾珠絲桿7旋轉，帶動動活塞桿8向下移動，由于活塞桿8與缸筒9之間安裝有導向裝置，所以滾珠絲桿7旋轉時，活塞桿8并不轉動，僅是直線移動。連接在活塞桿頭部的過渡套10、彈簧11、球形鉸接頭12及測力觸頭13隨同向下移動，當測力觸頭13觸地后，隨著活塞桿8的繼續(xù)下移，過渡套10內彈簧11逐漸被壓縮，隨著彈簧11被壓縮，彈簧11通過測力觸頭13對地面施加與彈簧壓縮力相等的力，同時彈簧力也反作用在活塞桿8上，并通過滾珠絲桿7傳遞到絲杠頂部的壓力傳感器2上，壓力傳感器2檢測的壓力即是測力觸頭13對地面的壓力。
[0023]測力觸頭13與地接觸面積為A，地面承壓強度滿足量為多P，則壓力傳感器2檢測的壓力F=PXA。程序中設定壓力傳感器檢測的三個參數(shù)，即上限值Fi:、F及下限值FT<F，程序設三次加壓為一個工作循環(huán)。
[0024]活塞桿8初始移動速度較快，當測力觸頭13觸底后，壓力傳感器2檢測到壓力，當壓力傳感器2檢測到下限值F下時，控制程序改變電機的工作方式，由快速進給變成步進進給，可減少無效工作時間，提高工作效率，同時避免壓力快速上升，造成測量誤差。設定壓力傳感器檢測到壓力上限值F上后，只要保壓壓力不小于F，最長保壓時間為2min。
[0025]1.在活塞桿8及彈簧11推壓下，測力觸頭13與地面接觸，隨著彈簧11壓縮力增大，壓力傳感器2檢測到上限壓力F上后，電機停止工作，雖然測力觸頭可能略有下沉，但只要在規(guī)定2min內下沉量不會引起彈簧力降低到F值，表明地面承壓強度滿足要求。
[0026]2.壓力傳感器檢測到上限壓力F上后，電機停止工作，隨著時間延續(xù)，測力觸頭13在彈簧力作用下可能會繼續(xù)下沉，隨著測力觸頭13下沉，彈簧11對測力觸頭13的壓力及彈簧11對活塞桿8的壓力都將減小，當壓力降低到F時，程序驅動活塞桿8繼續(xù)下移，彈簧11再次被壓縮，直至壓力達到Fh，電機停止。若在壓力F上作用下，測力觸頭13繼續(xù)下沉，程序再次啟動活塞桿8繼續(xù)加壓到F上，電機停止，若在程序規(guī)定2min內，傳感器檢測壓力始終多F，表明地面承壓強度滿足要求。
[0027]3.當?shù)孛鎻姸葯z測設備用于一些野外作業(yè)的特種車輛時，由于某些地面地表存在一層虛土層，其承壓強度較小，測力觸頭13下沉位移較多，但隨著表層的下沉，承壓強度會很快變大。為滿足野外快速測量的需求，在缸筒9內及活塞桿8上安裝位移傳感器3，當檢測壓力的同時，也可檢測每個循環(huán)過程中每次加壓時測力觸頭13下沉位移值，并對三次下沉位移值進行對比，若位移值呈遞減變化，表面此處地面強度隨著表層的壓實后，內部層的地面承壓強度會逐漸變高，可以繼續(xù)測量。若位移值呈遞增變化，表明此處可能地面承壓強度很小，為節(jié)約時間可重新選擇位置檢測。
【主權項】
1.一種全電動地面強度檢測設備，其特征在于:包括安裝機架(I)、壓力傳感器(2)、傳動裝置(4)、伺服電機(6)、滾珠絲杠(7)、活塞桿(8)、缸筒(9)、過渡套(10)、彈簧(11)及彈簧座、測力觸頭(13);其中，缸筒(9)固定在安裝機架(I)上，活塞桿(8)位于缸筒(9)內；滾珠絲杠(7)與活塞桿(8)軸心螺紋配合;傳動裝置(4)、伺服電機(6)裝于缸筒(9)上;壓力傳感器(2)安裝在滾珠絲杠(7)頂部;彈簧(11)及彈簧座位于過渡套(10)內，彈簧座與過渡套(10)連接，彈簧(11)安裝在活塞桿(8)底部;測力觸頭(13)安裝在彈簧座上。2.根據(jù)權利要求1所述的全電動地面強度檢測設備，其特征在于:所述的缸筒(9)內部設有位移傳感器(3);在活塞桿(8)上設有磁環(huán)(5)。3.根據(jù)權利要求1或2所述的全電動地面強度檢測設備，其特征在于:所述的彈簧座為球形奴接頭(12)。4.根據(jù)權利要求1或2所述的全電動地面強度檢測設備，其特征在于:所述的活塞桿(8)與缸筒(9)之間安裝有導向裝置。
【文檔編號】G01N3/08GK205719781SQ201620583681
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】駱仁星, 李軍, 鄭剛, 李小洪, 王正虎
【申請人】湖北泰和電氣有限公司