用于水利工程的堤坝强度检测辅助装置及其使用方法与流程

本发明涉及水利工程堤坝强度检测技术领域，尤其涉及用于水利工程的堤坝强度检测辅助装置及其使用方法。

背景技术：

主要用闸门挡水的低水头泄水建筑物，由闸室和上下游连接段组成，闸室是泄水闸的主体，设有闸门，上游连接段的主要作用是引导水流均匀进闸，下游连接段的主要作用是消能防冲，引导水流安全排入下游河道。

在对水闸堤坝进行承受力检测时，基本上是通过在水闸堤坝钻取各位置样本来对其进行抗压检测，现存在以下缺点：1、传统检测基本上是通过人力撞击敲打样本来对其进行检测，所需的人力较大，不能对深层次的堤坝进行取样，不具备自动化检测的功能；2、在进行取样时，由于需要对同一位置样品进行切剖，取样设备缺少固定机构，导致稳定性比较差，使得样品的切面不一致强度检测误差容易偏大。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的堤坝强度检测取样不便及取样设备稳定性差的缺点，而提出的用于水利工程的堤坝强度检测辅助装置。

为了解决现有技术存在的堤坝强度检测取样不便及取样设备稳定性差的问题，本发明采用了如下技术方案：

用于水利工程的堤坝强度检测辅助装置，包括底板、支撑机构、升降机构、钻孔机构，所述底板为水平横向放置的矩形板状，所述底板的顶面四个拐角处均设有支撑机构，所述底板的顶面上方设有横向放置的矩形箱，所述矩形箱的底面四个拐角处均设有竖向固接的滑杆，每根所述滑杆的底端均与底板的顶面固接，所述底板的顶面中部开设有矩形孔，位于矩形孔上方在四根滑杆之间设有横向放置的升降板，所述矩形箱通过升降机构与升降板连接，所述升降板的底面安装有钻孔机构，所述底板的底面四个拐角里侧均设有固定座，每座所述固定座的底面均设有滚动连接的滚轮。

优选地，所述支撑机构包括矩形筒、支撑电机、外扩组件，所述矩形筒竖向贯穿插设在底板的顶面拐角处，所述矩形筒内插设有滑动贯穿的支撑板，所述支撑板的顶端设有支撑挡块，所述支撑板的正面设有竖向开始有齿条槽，所述齿条槽内设有竖向固接的齿条，位于矩形筒的一侧在底板的顶面拐角处安装有支撑电机，所述支撑电机的电机轴端部设有同轴联接的齿轮，且所述齿轮与对应的齿条啮合连接，所述支撑板的底端设有外扩组件。

优选地，所述外扩组件包括外扩筒、微型伸缩缸、外扩杆，所述支撑板的底端设有开口朝下的外扩筒，所述外扩筒内顶部安装有输出端朝下的微型伸缩缸，所述微型伸缩缸的伸缩杆端部设有u形外扩板，所述外扩筒的两侧面底部开设有一对斜向孔，每个所述斜向孔内均设有斜向活动铰接的外扩杆，每根所述外扩杆的外端均设有三角楔，所述u形外扩板的两侧分别与两根外扩杆的里端活动铰接。

优选地，所述u形外扩板的两侧面开设有限位孔，每根所述外扩杆的里端均设有椭圆孔，每个所述椭圆孔内均插设有滑动铰接的限位销，每根所述外扩杆的里端均插设在对应的限位孔内，且每根所述限位销的两端均与对应的限位孔内壁固接。

优选地，所述升降机构包括升降电机、丝杠，所述矩形箱内一侧安装有固定轴承，所述矩形箱内另一侧安装有升降电机，所述升降电机的电机轴端部设有同轴联接的丝杠，所述丝杠左右两段的丝牙呈对称螺旋套设，且所述丝杠的外端插设在固定轴承内，所述丝杠左右两段上套设有一对螺旋连接的丝筒，所述矩形箱的底面开设有一对限位滑孔，每个所述限位滑孔内均设有滑动贯穿的限位滑块，每块所述限位滑块的顶端均与对应的丝筒固接，两块所述限位滑块的底端设有一对交错放置的第一铰接杆，所述升降板的顶面设有一对交错放置的第二铰接杆，每根所述第二铰接杆的顶端均与对应的第一铰接杆的顶端活动铰接。

优选地，两根所述第一铰接杆的中部设有联动铰接轴，所述联动铰接轴的两端分别与两根第一铰接杆的中部活动铰接，其中，一根所述第二铰接杆的中部开设有扁平通孔，另一根所述第二铰接杆的中部斜向滑动贯穿扁平通孔。

优选地，所述升降板的四个拐角均设有半圆滑块，每块所述半圆滑块的外侧面均卡合在对应的滑杆的中部，每块所述半圆滑块的开口内均设有一对定位滑块，每根所述滑杆的前后两侧均竖向开设有定位滑槽，每块所述定位滑块均滑动卡合在对应的定位滑槽内。

优选地，所述钻孔机构包括钻孔电机、钻筒，所述升降板的底面设有横向固接的u形板，所述u形板内一侧安装有定位轴承，所述u形板内另一侧安装有钻孔电机，所述钻孔电机的电机轴端部设有同轴联接的蜗杆，所述蜗杆的外端插设在定位轴承内，所述u形板的底面中部安装有贯穿固接的联动轴承，所述联动轴承内插设有联动轴，所述联动轴的顶端设有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆啮合连接，所述联动轴的底端设有联轴器，所述联轴器的底端设有竖向贯通矩形孔的钻筒。

优选地，所述钻筒的底端口套设有同心固接的环形钻头，所述钻筒的两侧竖向开设有取样孔，所述钻筒内顶部安装有张力弹簧，所述张力弹簧的底端设有张力滑柱，且所述张力滑柱与钻筒内壁滑动连接。

本发明还提出了用于水利工程的堤坝强度检测辅助装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一，推动滚轮，移动底板至堤坝上，在底板的底面四个拐角对应的位置预先开凿支撑槽，各电器元件分别通过电源线与外接电源电性连接；

步骤二，通过支撑机构的配合使用，启动支撑电机，控制支撑电机的电机轴带动齿轮同步转动，由于齿轮与齿条啮合连接，啮合带动齿条及支撑板沿着矩形筒向下滑动，进而带动外扩组件内的外扩筒分别伸入对应的支撑槽内；

步骤三，通过外扩组件的配合使用，启动微型伸缩缸，控制微型伸缩缸的伸缩杆端部缓慢伸长，带动u形外扩板缓慢下降，由于限位销配合与外扩杆的里端活动铰接，带动外扩杆的中部沿着斜向孔铰接摆动，进而带动外扩杆及三角楔向外扩张，带动三角楔抵紧在支撑槽内壁；

步骤四，通过钻孔机构的配合使用，启动钻孔电机，钻孔电机的电机轴带动蜗杆同步转动，由于蜗轮与蜗杆啮合连接，啮合带动蜗轮及联动轴同步转动，通过联轴器带动钻筒及环形钻头同步转动，开始进行钻孔取样作业；

步骤五，通过升降机构的配合使用，启动升降电机，升降电机的电机轴带动丝杠同步转动，由于丝杠左右两段的丝牙呈对称螺旋套设，带动两个丝筒对向螺旋转动，带动两块限位滑块沿着限位滑孔对向滑动，带动两根第一铰接杆的中部沿着联动铰接轴交叉合拢，在铰接作用的配合下，带动两根第二铰接杆交叉合拢，带动升降板缓慢下降，带动半圆滑块沿着滑杆向下滑动，带动定位滑块沿着定位滑槽向下滑动；

步骤六，升降板下降的同时，带动钻筒及环形钻头向下进行转孔作业，取样后的堤坝混凝土进入钻筒内，取样结束后，在张力弹簧及张力滑柱的作用下，通过取样孔取出钻通内的堤坝混凝土，并对堤坝混凝土进行强度检测分析。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在本发明中，升降电机的电机轴带动丝杠同步转动，带动两个丝筒对向螺旋转动，带动两块限位滑块沿着限位滑孔对向滑动，带动两根第一铰接杆的中部沿着联动铰接轴交叉合拢，带动两根第二铰接杆交叉合拢，带动升降板缓慢下降，带动半圆滑块沿着滑杆向下滑动，带动定位滑块沿着定位滑槽向下滑动，方便了带动钻筒及环形钻头向下进行转孔作业；

2、在本发明中，通过外扩组件的配合使用，控制微型伸缩缸的伸缩杆端部缓慢伸长，带动u形外扩板缓慢下降，带动外扩杆的中部沿着斜向孔铰接摆动，进而带动外扩杆及三角楔向外扩张，带动三角楔抵紧在支撑槽内壁，增加了整体装置的稳定性；

综上所述，本发明通过各机构组件的配合使用，解决了堤坝强度检测取样不便及取样设备稳定性差的问题，且整体结构设计紧凑，增加了整体装置的稳定性，方便了对深层次的样品进行取样，提高了抗压强度检测的准确性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的主视示意图；

图2为本发明的主视剖面示意图；

图3为本发明的图2中a处放大示意图；

图4为本发明的图2中b处放大示意图；

图5为本发明的升降板与半圆滑块连接俯视示意图；

图6为本发明的使用方法示意图；

图中序号：底板1、固定座11、滚轮12、矩形筒13、支撑板14、支撑挡块15、齿条16、支撑电机17、齿轮18、外扩筒2、微型伸缩缸21、u形外扩板22、外扩杆23、三角楔24、矩形箱3、滑杆31、升降板32、半圆滑块33、升降电机34、丝杠35、丝筒36、限位滑块37、第一铰接杆38、第二铰接杆39、u形板4、钻孔电机41、蜗杆42、联动轴43、蜗轮44、联轴器45、钻筒46、环形钻头47、张力弹簧48、张力滑柱49。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：为了提高堤坝强度检测取样便捷性，增加取样设备稳定性，本实施例提供了用于水利工程的堤坝强度检测辅助装置，参见图1-5，具体的，包括底板1、支撑机构、升降机构、钻孔机构，底板1为水平横向放置的矩形板状，底板1的顶面四个拐角处均设有支撑机构，底板1的顶面上方设有横向放置的矩形箱3，矩形箱3的底面四个拐角处均设有竖向固接的滑杆31，每根滑杆31的底端均与底板1的顶面固接，底板1的顶面中部开设有矩形孔，位于矩形孔上方在四根滑杆31之间设有横向放置的升降板32，矩形箱3通过升降机构与升降板32连接，升降板32的底面安装有钻孔机构，底板1的底面四个拐角里侧均设有固定座11，每座固定座11的底面均设有滚动连接的滚轮12。

在本发明中，外扩组件包括外扩筒2、微型伸缩缸21、外扩杆23，支撑板14的底端设有开口朝下的外扩筒2，外扩筒2内顶部安装有输出端朝下的微型伸缩缸21，微型伸缩缸21的型号为hr6000，微型伸缩缸21的伸缩杆端部设有u形外扩板22，外扩筒2的两侧面底部开设有一对斜向孔，每个斜向孔内均设有斜向活动铰接的外扩杆23，每根外扩杆23的外端均设有三角楔24，u形外扩板22的两侧分别与两根外扩杆23的里端活动铰接；u形外扩板22的两侧面开设有限位孔，每根外扩杆23的里端均设有椭圆孔，每个椭圆孔内均插设有滑动铰接的限位销，每根外扩杆23的里端均插设在对应的限位孔内，且每根限位销的两端均与对应的限位孔内壁固接；通过外扩组件的配合使用，控制微型伸缩缸21的伸缩杆端部缓慢伸长，带动u形外扩板22缓慢下降，带动外扩杆23的中部沿着斜向孔铰接摆动，进而带动外扩杆23及三角楔24向外扩张，带动三角楔24抵紧在支撑槽内壁，增加了整体的稳定性。

在本发明中，升降机构包括升降电机34、丝杠35，矩形箱3内一侧安装有固定轴承，矩形箱3内另一侧安装有升降电机34，升降电机34的型号为ye2-80m2-4，升降电机34的电机轴端部设有同轴联接的丝杠35，丝杠35左右两段的丝牙呈对称螺旋套设，且丝杠35的外端插设在固定轴承内，丝杠35左右两段上套设有一对螺旋连接的丝筒36，矩形箱3的底面开设有一对限位滑孔，每个限位滑孔内均设有滑动贯穿的限位滑块37，每块限位滑块37的顶端均与对应的丝筒36固接，两块限位滑块37的底端设有一对交错放置的第一铰接杆38，升降板32的顶面设有一对交错放置的第二铰接杆39，每根第二铰接杆39的顶端均与对应的第一铰接杆38的顶端活动铰接；两根第一铰接杆38的中部设有联动铰接轴，联动铰接轴的两端分别与两根第一铰接杆38的中部活动铰接，其中，一根第二铰接杆39的中部开设有扁平通孔，另一根第二铰接杆39的中部斜向滑动贯穿扁平通孔；

升降板32的四个拐角均设有半圆滑块33，每块半圆滑块33的外侧面均卡合在对应的滑杆31的中部，每块半圆滑块33的开口内均设有一对定位滑块，每根滑杆31的前后两侧均竖向开设有定位滑槽，每块定位滑块均滑动卡合在对应的定位滑槽内；通过升降机构的配合使用，升降电机34的电机轴带动丝杠35同步转动，带动两个丝筒36对向螺旋转动，带动两块限位滑块37沿着限位滑孔对向滑动，带动两根第一铰接杆38的中部沿着联动铰接轴交叉合拢，在铰接作用的配合下，带动两根第二铰接杆39交叉合拢，带动半圆滑块33沿着滑杆31向下滑动，带动定位滑块沿着定位滑槽向下滑动，方便了带动升降板32缓慢下降。

在本发明中，钻孔机构包括钻孔电机41、钻筒46，升降板32的底面设有横向固接的u形板4，u形板4内一侧安装有定位轴承，u形板4内另一侧安装有钻孔电机41，钻孔电机41的型号为tybz-300-100l-4，钻孔电机41的电机轴端部设有同轴联接的蜗杆42，蜗杆42的外端插设在定位轴承内，u形板4的底面中部安装有贯穿固接的联动轴承，联动轴承内插设有联动轴43，联动轴43的顶端设有蜗轮44，蜗轮44与蜗杆42啮合连接，联动轴43的底端设有联轴器45，联轴器45的底端设有竖向贯通矩形孔的钻筒46；通过钻孔机构的配合使用，钻孔电机41的电机轴带动蜗杆42同步转动，啮合带动蜗轮44及联动轴43同步转动，通过联轴器45带动钻筒46及环形钻头47同步转动，开始进行钻孔取样作业。

在本发明中，钻筒46的底端口套设有同心固接的环形钻头47，钻筒46的两侧竖向开设有取样孔，钻筒46内顶部安装有张力弹簧48，张力弹簧48的底端设有张力滑柱49，且张力滑柱49与钻筒46内壁滑动连接；升降板32下降的同时，带动钻筒46及环形钻头47向下进行转孔作业，取样后的堤坝混凝土进入钻筒46内，取样结束后，在张力弹簧48及张力滑柱49的作用下，通过取样孔取出钻通46内的堤坝混凝土，并对堤坝混凝土进行强度检测分析。

实施例二：在实施例一中，还存在外扩组件不能进行调节的问题，因此，在实施例一的基础上本实施例还包括：

在本发明中，支撑机构包括矩形筒13、支撑电机17、外扩组件，矩形筒13竖向贯穿插设在底板1的顶面拐角处，矩形筒13内插设有滑动贯穿的支撑板14，支撑板14的顶端设有支撑挡块15，支撑板14的正面设有竖向开始有齿条槽，齿条槽内设有竖向固接的齿条16，位于矩形筒13的一侧在底板1的顶面拐角处安装有支撑电机17，支撑电机17的型号为yx3-112m-4，支撑电机17的电机轴端部设有同轴联接的齿轮18，且齿轮18与对应的齿条16啮合连接，支撑板14的底端设有外扩组件；通过支撑机构的配合使用，控制支撑电机17的电机轴带动齿轮18同步转动，由于齿轮18与齿条16啮合连接，啮合带动齿条16及支撑板14沿着矩形筒13向下滑动，进而带动外扩组件内的外扩筒2分别伸入对应的支撑槽内，方便了对外扩组件进行升降调节。

实施例三：参见图6，在本实施例中，本发明还提出了用于水利工程的堤坝强度检测辅助装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一，推动滚轮12，移动底板1至堤坝上，在底板1的底面四个拐角对应的位置预先开凿支撑槽，各电器元件分别通过电源线与外接电源电性连接；

步骤二，通过支撑机构的配合使用，启动支撑电机17，控制支撑电机17的电机轴带动齿轮18同步转动，由于齿轮18与齿条16啮合连接，啮合带动齿条16及支撑板14沿着矩形筒13向下滑动，进而带动外扩组件内的外扩筒2分别伸入对应的支撑槽内；

步骤三，通过外扩组件的配合使用，启动微型伸缩缸21，控制微型伸缩缸21的伸缩杆端部缓慢伸长，带动u形外扩板22缓慢下降，由于限位销配合与外扩杆23的里端活动铰接，带动外扩杆23的中部沿着斜向孔铰接摆动，进而带动外扩杆23及三角楔24向外扩张，带动三角楔24抵紧在支撑槽内壁；

步骤四，通过钻孔机构的配合使用，启动钻孔电机41，钻孔电机41的电机轴带动蜗杆42同步转动，由于蜗轮44与蜗杆42啮合连接，啮合带动蜗轮44及联动轴43同步转动，通过联轴器45带动钻筒46及环形钻头47同步转动，开始进行钻孔取样作业；

步骤五，通过升降机构的配合使用，启动升降电机34，升降电机34的电机轴带动丝杠35同步转动，由于丝杠35左右两段的丝牙呈对称螺旋套设，带动两个丝筒36对向螺旋转动，带动两块限位滑块37沿着限位滑孔对向滑动，带动两根第一铰接杆38的中部沿着联动铰接轴交叉合拢，在铰接作用的配合下，带动两根第二铰接杆39交叉合拢，带动升降板32缓慢下降，带动半圆滑块33沿着滑杆31向下滑动，带动定位滑块沿着定位滑槽向下滑动；

步骤六，升降板32下降的同时，带动钻筒46及环形钻头47向下进行转孔作业，取样后的堤坝混凝土进入钻筒46内，取样结束后，在张力弹簧48及张力滑柱49的作用下，通过取样孔取出钻通46内的堤坝混凝土，并对堤坝混凝土进行强度检测分析。

本发明通过各机构组件的配合使用，解决了堤坝强度检测取样不便及取样设备稳定性差的问题，且整体结构设计紧凑，增加了整体装置的稳定性，方便了对深层次的样品进行取样，提高了抗压强度检测的准确性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。