专利名称：路基刚度测试仪中可自动定心的位移传感头机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于道路测量中的路基刚度检测装置，具体涉及路基刚度测试中位移传感头机构的结构改进，以提高位移传感器工作的可靠性。
背景技术：
在路基刚度测试中，路基刚度测试仪主要依赖电感式位移传感器和力传感器来检测路面受到冲击力时，路面的反弹位移和力的变化情况。电感式位移传感器和力传感器的工作好坏直接影响到测试的结果，而电感式位移传感器的工作情况所产生的影响更为突出；由于路基刚度测试中电感式位移传感器不能受到与测试冲击力方向垂直的任何干扰力作用，并且它的安装条件的限制使得该传感器的定心要求较为严格。目前的路基刚度测试仪的位移传感头机构均未具备自动对心功能，其一般结构如图1、图2、图3所示，承载板底盘6上安装位移传感器位移头5的内孔为圆柱孔，图1所示为位移传感头机构处于提升位置，位移传感器外壳4由于无自动定心机构，故它可能处于承载板底盘6的中心附近的任意位置；如图2所示，本机构处于准备测量位置时，此时该位移传感器外壳4轴线与承载板底盘6的中心无偏离或偏离不严重，可得到正确的测量数据；而如图3所示，此时位移传感器外壳4的轴线不处于承载板底盘6的中心，偏离严重，它们之间会有机械接触，一旦系统工作，承载板底盘6在测量冲击力的作用下，承载板底盘6与位移传感器外壳4的接触点上将产生垂直于冲击力方向上的横向作用力，使位移传感器外壳4产生横向摆动，从而使位移传感器外壳4的输出信号产生严重的畸变而失真，导致测量数据不能正确反映路面的弹性变化。为防止上述现象的发生，目前的作法是增大电感式位移传感器位移头5与承载板底盘6内孔之间的间隙，使两者不容易接触，但在工程实际测量中，纯依赖此间隙不能完全防止上述不足现象的发生。因此，常常导致多次测量的数据作废，使测量工作量增大，浪费大量的时间。而且在提升对中时，须垂直提升，这样较为费力。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种可防止位移传感器在测试过程中与承载板底盘之间机械接触而对测量产生干扰、使输出信号产生畸变而失真的现象，提高测试的可靠性且可减少测试工作量，使测量信号更为准确有效的路基刚度测试仪中可自动定心的位移传感头机构。
为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案。一种路基刚度测试仪中可自动定心的位移传感头机构，包括底座、定位弹簧、其内设有位移传感器的位移传感器外壳、承载板底盘和承载板外盘，所述承载板底盘装设于承载板外盘中央所设安装孔中，底座置于承载板底盘之上，位移传感器外壳置于底座内，位移传感器外壳的上端与底座内壁间设置定位弹簧，位移传感器外壳底部的中央设有位移头，所述位移头置于承载板底盘所设中心孔内，并与中心孔之间设有间隙，其特征在于所述位移传感器外壳下端设有一个凸锥面，所述承载板底盘上端的中心设有一个与凸锥面相对的凹锥面。
作为本实用新型的进一步改进，所述凸锥面和凹锥面的锥角α为30°～60°)。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，在位移传感器外壳下端设置下凸锥面，与承载板底盘上端中心所设凹锥面相配合，在路面刚度测试过程中可自动对心，确保位移传感器外壳与承载板底盘之间在测试过程中不产生接触性机械运动干涉，避免了位移传感器受到垂直于该传感器纵轴线方向的干扰力，从而避免了输出信号产生畸变而失真的现象，提高了测试的可靠性，减少测试工作量，使所测得的位移信号能准确地反映道路路面受到冲击力作用时的振动变化过程，使测量信号更为准确、有效。而且，本实用新型在提升对中时，可采取倾斜提升，较为省力。
图1为现有技术处于提升位置的结构示意图；图2为现有技术处于落下准备测量位置位移传感器外壳轴线无偏离或少偏离时的结构示意图；图3为现有技术处于落下准备测量位置位移传感器外壳轴线有严重偏离时的结构示意图；图4为本实用新型实施例处于提升位置的结构示意图；图5为本实用新型实施例处于落下准备测量位置的结构示意图；图6为图5的局部放大图；图7为本实用新型实施例处于倾斜提升的结构示意图。
图中各标号表示1、承载板外盘2、底座3、定位弹簧 4、位移传感器外壳5、位移头6、承载板底盘7、凸锥面8、凹锥面具体实施方式
如图4、5所示，本实用新型的路基刚度测试仪中可自动定心的位移传感头机构，包括底座2、定位弹簧3、其内设有电感式位移传感器的位移传感器外壳4、承载板底盘6和承载板外盘1，承载板底盘6装设于承载板外盘1中央所设安装孔中，两者紧固连接。底座2置于承载板底盘6之上，由紧固件固定，位移传感器外壳4置于底座2内，该位移传感器外壳4的上端与底座2内壁间设置定位弹簧3，位移传感器外壳4底部的中央设有位移头5，位移头5置于承载板底盘6所设中心孔内，并与中心孔之间设有一定间隙，该中心孔为一上小下大的阶梯孔，位移头5由轴径较小的连接部和较大的测量头部组成，位于位移头5下端的测量头部置于阶梯孔的大头内，该测量头部的外径小于阶梯孔大头的内径，位于位移头5上端的连接部则穿过阶梯孔的小头与位移传感器外壳4底部相连，该连接部的外径小于阶梯孔小头的内径，位移传感器外壳4下端设有一个凸锥面7，承载板底盘6上端的中心设有一个与凸锥面7相对的凹锥面8，基于凸凹锥体在结合时能够自动定心，解决了置于位移传感器外壳4中的电感式位移传感器在测试过程中与承载板底盘6之间的不对心问题；如图6所示，凸锥面7和凹锥面8的锥角α为30°～60°，考虑到各项综合因素最佳角度为40°。
如图4、7所示，本实用新型提起(平提或斜提)时，其内装有电感式位移传感器的位移传感器外壳4，在安装于底座2内的定位弹簧3作用下下移，位移传感器外壳4具有凸锥面7的一端与承载板底盘6上端的凹锥面8相结合，由于两锥面的共同作用使位移传感器外壳4自动地处于承载板底盘6的中心线上(电感式位移传感器外壳4的纵轴线与承载板底盘6的中心轴线重合)，实现了电感式位移传感器的自动定心；此时，位移头5的下平面凸出于承载板底盘6的下平面。如图5所示，当本实用新型放置于待测道路路面时，承载板底盘6的下平面与待测地面接触，与此同时，电感式位移传感器外壳4底部的位移头5的下平面也与待测地面接触。由于位移头5的下平面在提起时是凸出于承载板底盘6的下平面的，故此时位移传感器外壳4会相对于承载板底盘6向上运动，使位移传感器外壳4的下凸锥面7离开承载板底盘6上端的凹锥面8，位移传感器外壳4与承载板底盘6分离，且位移传感器外壳4的纵轴线与承载板底盘6的中心线轴线仍能保持重合。又由于位移传感器外壳4底部的位移头5的外径小于承载板底盘6上中心孔的内径，实现了位移传感器外壳4中的电感式位移传感器与承载板底盘6之间的自动对心。确保位移传感器外壳4与承载板底盘6之间在测试过程中不产生接触性机械运动干涉，避免了电感式位移传感器受到垂直于该传感器纵轴线方向的干扰力，使所测得的位移信号能准确地反映道路路面受到冲击力作用时的振动变化过程，使测量信号更为准确有效。而且，如图7所示，本实用新型在提起定心时，可如图4所示平提，也可如图7所示斜提，由于本实用新型所应用的设备有较大的自重重量，由此对操作人员来说更为方便省力。
权利要求1.一种路基刚度测试仪中可自动定心的位移传感头机构，包括底座(2)、定位弹簧(3)、其内设有位移传感器的位移传感器外壳(4)、承载板底盘(6)和承载板外盘(1)；所述承载板底盘(6)装设于承载板外盘(1)中央所设安装孔中，底座(2)置于承载板底盘(6)之上，位移传感器外壳(4)置于底座(2)内，位移传感器外壳(4)的上端与底座(2)内壁间设置定位弹簧(3)，位移传感器外壳(4)底部的中央设有位移头(5)，所述位移头(5)置于承载板底盘(6)所设中心孔内，并与中心孔之间设有间隙，其特征在于所述位移传感器外壳(4)下端设有一凸锥面(7)，所述承载板底盘(6)上端的中心设有一个与凸锥面(7)相对的凹锥面(8)。
2.根据权利要求1所述的路基刚度测试仪中可自动定心的位移传感头机构，其特征在于所述凸锥面(7)和凹锥面(8)的锥角α为30°～60°。
专利摘要一种路基刚度测试仪中可自动定心的位移传感头机构，包括底座、定位弹簧、其内设有位移传感器的位移传感器外壳、承载板底盘和承载板外盘，承载板底盘装设于承载板外盘中央所设安装孔中，底座置于承载板底盘之上，位移传感器置于底座内，位移传感器外壳的上端与底座内壁间设置定位弹簧，位移传感器外壳的底部设有位移头，位移头置于承载板底盘所设中心孔中，本实用新型的特点是位移传感器外壳下端设有一凸锥面，承载板底盘上端的中心设有一与凸锥面相对的凹锥面。本实用新型可使位移传感器自动定心，使所测得的位移信号能准确反映道路路面受冲击力作用时的振动变化过程，使测量信号更为准确有效。
文档编号G01N3/30GK2844895SQ20052005248
公开日2006年12月6日 申请日期2005年11月17日 优先权日2005年11月17日
发明者查旭东, 袁翔, 李岳林, 周育才, 秦志斌, 曾志伟, 肖秋明, 张起森, 曾昭茂, 罗云飞 申请人:长沙理工大学