脉冲式动力弯沉仪及其冲击单元的制作方法

本实用新型涉及测量仪器领域，特别涉及一种脉冲式动力弯沉仪及其冲击单元。

背景技术：

弯沉（Deflection）一般指路基或路面表面在规定标准车的荷载作用下轮隙位置产生的总垂直变形值（总弯沉）或垂直回弹变形值（回弹弯沉），单位为0.01mm。

路面弯沉不仅反映路面结构层及土层的整体强度和刚度，而且与路面的使用状态存在一定的内在联系。它作为工程竣工后的一项重要检测指标，反映了路面的整体强度质量。对评价路面强度有很重要的作用。

弯沉仪可以测定在静态或动态荷载作用下路面所产生的弯沉值，所测结果可用于评定道路承载能力，预估道路的剩余使用年限，弯沉仪的发展十分迅速，自1953年贝克曼发明梁式弯沉仪以来，路面弯沉检测设备已从静力弯沉仪、稳态动力弯沉仪发展到脉冲式动力弯沉仪，脉冲式动力弯沉仪通过模拟车辆荷载对路面或道床施加的瞬时冲击作用，得到路面或道床瞬时变形情况。

目前国内大多使用脉冲式动力弯沉仪，其动态弯沉测试信号通过位移传感器采集，数据准确性较高，脉冲式动力弯沉仪使用安装在车上的落锤对路面进行击打，需要将落锤往复抬升和坠落，由于落锤的重量较大，目前多为设置液压油缸以支持落锤往复运动，但是由于油缸实现定传动比较为困难，难以精确地确定落锤下落时造成的冲击力，因此容易对弯沉的测量带来较大的误差。

技术实现要素：

本实用新型的一目的是提供一种弯沉仪用冲击单元，其具有实现定传动比简单，测量误差小的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种弯沉仪用冲击单元，包括机架和滑动连接在机架上的落锤，所述机架内设有驱动电机，驱动电机与落锤之间设有传动机构，传动机构包括铰接在机架上的杠杆臂、分别与杠杆臂和驱动电机连接的传动件，杠杆臂一端与传动件转动连接，另一端与落锤转动连接。

如此设置，弯沉仪用冲击单元工作时，驱动电机带动传动件活动，从而带动杠杆臂绕着杠杆臂与机架的铰接点旋转，以此来带动落锤上下往复运动，落锤抬升后，在杠杆臂的旋转和自身的作用下坠落，对地面造成冲击，由于杠杆臂的传动比固定，因此落锤运动时的定传动比计算较为简单，能够较为精确地对落锤下落时的冲击力进行计算，从而提高弯沉仪用冲击单元测量数值的精确度，落锤还能在电机和杠杆臂的作用下增加对地面的冲击力度，带来更好的测量效果。

进一步设置：所述传动件包括传动杆、固定连接在传动杆上的凸轮、用于连接凸轮和杠杆臂的连接部，连接部与杠杆臂铰接。

如此设置，驱动电机带动传动杆旋转，固定在传动杆上的凸轮随着传动杆同时旋转，带动连接部上下往复运动，由于连接部一端与杠杆臂铰接，杠杆臂会随着连接部的上下往复运动旋转，从而达到带动落锤往复运动的效果，凸轮的定传动比是固定的，因此以凸轮机构作为传动件可以较为精确地计算出弯沉仪用冲击单元的定传动比，进一步增加弯沉仪用冲击单元的测量数据的准确性。

进一步设置：所述传动件包括传动杆、固定连接在传动杆上的第一连杆、一端与第一连杆铰接，另一端与杠杆臂铰接的第二连杆。

如此设置，驱动电机带动传动杆旋转，从而带动固定在传动杆一端上的第一连杆转动，第一连杆将第二连杆顶起或拉低，第二连杆再将杠杆臂拉动，使杠杆臂绕着铰接点旋转，从而达到带动落锤抬升或者下坠的目的，连杆的传动更加精准，传动比容易计算，如此可以较为简单地计算出弯沉仪用冲击单元的定传动比，增加弯沉测量的准确性。

进一步设置：所述驱动电机的输出轴通过齿轮与链条配合传动带动传动杆旋转。

如此设置，链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链条的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链条的一种传动方式，与其他传动方式相比，链传动具有无弹性滑动和打滑现象发生的优点，其平均传动比准确，工作可靠并且效率高，可以进一步增加弯沉数据检测的准确性。

进一步设置：所述杠杆臂以其与机架的铰接点作为分界点，靠近传动件一侧为传动部，靠近落锤一侧为驱动部，传动部与驱动部的长度比为1:3。

如此设置，根据杠杆定理，同样的旋转角度下，长度长的一部分行程较长，因此驱动部的长度是传动部的3倍可以增加落锤的行程，从而将更多的机械能转化为落锤的重力势能，可以增加落锤对地面的冲击力度，进一步提高弯沉数据检测的准确性。

进一步设置：所述落锤包括锤体、锤杆，机架上设有滑道，锤杆上一体设有与滑道配合使用的滑块。

如此设置，锤体的自身重力较大，可以对地面造成更大的冲击，提升弯沉检测的准确性，滑道和滑块的配合设置可以让落锤在机架上滑动，同时滑道可以限制滑块的周向运动，从而限制落锤整体的周向运动，从而防止落锤在机箱中的晃动，从而进一步增加数据测量的准确性。

作为优选，所述锤杆上套设有减震弹簧，减震弹簧位于锤杆顶部与机架之间。

如此设置，落锤在下坠至地面和上升至最高处的瞬间会对锤杆和传动件造成较大的冲击，容易损坏吹干和传动件，在锤杆顶部与机架之间设置减震弹簧可以减小冲击力度，从而延长弯沉仪用冲击单元的使用寿命。

本实用新型的另一目的是提供一种脉冲式动力弯沉仪，其具有实现定传动比简单，测量误差小的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种脉冲式动力弯沉仪，带有上述弯沉仪用冲击单元。

进一步设置：包括车架、车轮和连接臂，弯沉仪用冲击单元设于车架上，连接臂上靠近地面一侧设有若干个传感器，传感器之间的距离相同。

如此设置，弯沉仪用冲击单元对地面进行冲击后，在冲击点的周围形成弯沉盆，再由若干个传感器对弯沉盆进行测定，可以较为准确地反映出弯沉盆的形状，为路面模量的反算提供基础，从而进一步分析得到路面结构的应力和应变情况，从而评价路面的承载能力。

作为优选，所述车架上设有通孔，通孔位于锤体下方，其直径大于锤体。

如此设置，通孔可以容纳落锤的锤体，能够让锤体顺利通过，并且对地面造成冲击，进而达到评估路面承载能力的目的，通孔的直径大于锤体的直径是为了防止通孔对锤体进行干扰，从而避免影响测量效果。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

落锤运动时的定传动比计算较为简单，能够较为精确地对落锤下落时的冲击力进行计算，从而提高弯沉仪用冲击单元测量数值的精确度，落锤还能在电机和杠杆臂的作用下增加对地面的冲击力度，带来更好的测量效果。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是实施例1中A的放大图；

图3是实施例2中A的放大图；

图4是实施例3的侧视图。

图中，1、机架；2、落锤；21、锤体；22、锤杆；23、滑块；24、滑道；3、传动机构；31、杠杆臂；311、传动部；312、驱动部；32、传动件；321、传动杆；322、凸轮；323、连接部；324、第一连杆；325、第二连杆；4、驱动电机；41、齿轮；42、链条；5、减震弹簧；6、车架；7、车轮；8、连接臂；9、传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：一种弯沉仪用冲击单元，如图1所示，弯沉仪用打击单元的右下角是用来给弯沉仪用打击单元提供动力的驱动电机4，驱动电机4可以是外加的电动机或者是使用汽车发动机的电机作为动力，使用外加的电动机可以使弯沉仪用打击单元的控制更加容易，使用汽车发动机则更加节省能源。

如图1所示，驱动电机4左侧的输出轴上设有齿轮41，输出轴的正上方设有一个相同的齿轮41，两个齿轮41通过齿轮41外啮合的链条42传动，上方的齿轮41上固定连接有传动件32，传动件32的顶部与杠杆臂31铰接，传动件32与杠杆臂31组合形成了传动机构3。

参见图1，杠杆臂31是一条圆柱形的直杆，杠杆臂31的中间靠右一侧与机架1铰接，铰接点的左半部分是驱动部312，右半部分是传动部311，驱动部312的长度是传动部311的3倍，这样传动部311在传动件32的作用下上下往复运动时，驱动部312可以绕着铰接点旋转，并且驱动部312具有更大的行程。

如图1所示，驱动部312的左端铰接有落锤2，落锤2的中间是锤杆22，锤杆22的直径与杠杆臂31相同，锤杆22穿过机架1，并且中间设有滑块23，滑块23呈圆柱形，机架1内部设有滑道24，滑道24的内径与滑块23相同，锤杆22的最下方是锤体21，锤体21是给地面施加压力的主体，因此锤体21的体积与重量最大，锤体21整体呈圆柱形状，直径比滑块23的直径大。

参见图1，机架1与锤杆22之间还设置有减震弹簧5，减震弹簧5绕设在锤杆22外侧，其底部与机架1连接，顶部与杠杆臂31固定，在落锤2上下往复运动时，减震弹簧5可以减小落锤2对机架1和杠杆臂31的后坐力，从而延长弯沉仪用冲击单元的使用寿命。

如图2所示，驱动电机4输出轴上方的齿轮41与传动杆321固定，传动杆321左侧固定有凸轮322，凸轮322的上方固定有连接部323，连接部323整体呈圆柱形，圆柱形的底部有突起，凸起与凸轮322型抵触，连接部323的顶部与杠杆臂31铰接。

当驱动电机4转动时，齿轮41旋转，在齿轮41和链条42的配合下，传动杆321和传动杆321上的凸轮322一起转动，从而将连接部323顶起或者拉下，铰接在连接部323顶端的杠杆臂31绕着中间的铰接点旋转，传动部311抬升时，驱动部312下降，从而带动落锤2向下运动，在落锤2自身的重力和杠杆臂31的作用下落锤2为地面施加压力，从而测得较为确定的弯沉值，当传动部311下拉时，驱动部312带动落锤2上升，为下一次冲击蓄能，如此达到了测量弯沉的目的，并且凸轮322的定传动比的确定较为容易，能够方便操作人员的计算。

实施例2：一种弯沉仪用冲击单元，与实施例1的不同之处在于，如图3所示，传动杆321的左端固定有第一连杆324，第一连杆324的上端与第二连杆325的下端铰接，第二连杆325上端与杠杆臂31铰接，这样传动杆321在带动第一连杆324转动时就能够将第二连杆325下拉或者上顶，达到同样的测试效果，并且连杆传动的定传动比确定更为容易，大大降低了操作人员计算弯沉的难度，从而带来更好的测量效果。

实施例2：一种脉冲式动力弯沉仪，如图4所示，带有实施例1或2。

参见图4，脉冲式动力弯沉仪的左侧是车架6，车架6内设有弯沉仪用冲击单元，车架6底部设有车轮7，车架6的右侧设有连接臂8，连接臂8用来连接驱动车辆，连接臂8底部设有七个传感器9，传感器9可以在弯沉仪用冲击单元对地面进行冲击后计算弯沉盆各个位置的数据以得到更为准确的弯沉值，从而得到更加良好的测量效果。

上述的实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。