一种改进型全自动轻型动力触探设备的制作方法

本发明涉及一种用于工程地质勘察、地基基础检测及施工验槽的轻型动力触探设备，尤其涉及一种改进型全自动轻型动力触探设备。

背景技术：

轻型动力触探仪是用于工程地质勘察、地基基础检测及施工验槽的一种器具，它可用于推定天然地基的地基承载力，鉴别其岩土性状，此外还可用于推定处理土地基的承载力，评价其地基处理效果，检验复合地基增强体的桩体成桩质量，鉴别混凝土灌注桩桩端持力层岩土性状。

传统的轻型动力触探仪由触探杆、活动套设在触探杆上的穿心锤(质量10kg)和位于触探杆上的锤垫组成，锤垫处于穿心锤的下方，穿心锤最终下落在锤垫上。测试时由1人扶住触探杆，另一人将穿心锤提高到50cm落距后自由下落，记录触探杆每贯入30cm的锤击数，当贯入30cm锤击数超过100或贯入15cm锤击数超过50时终止试验，然后用拔杆器将触探杆拔出。

传统轻型动力触探仪在以上操作过程中存在以下缺陷：⑴操作时非常耗费体力，为了保证测试效率，一台轻型动力触探仪除了记录人员外，常常还需要3～4名辅助工人，操作人数较多；⑵《规范》要求轻型动力触探仪的锤击速率为15～30击/min，落距为50cm，采用人工操作，锤击速率和落距都很难严格达到规范要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单、方便快捷、省时省力、减少操作人员、测试精度高、搬运和拆卸方便且快捷、提高工作效率的改进型全自动轻型动力触探设备。

本发明的目的通过以下技术措施来实现：一种改进型全自动轻型动力触探设备，它包括电控装置、支撑架、自动提升机构、触探杆、活动套设在触探杆上的穿心锤和位于触探杆上的锤垫，所述锤垫处于穿心锤的下方，所述自动提升机构设置在所述支撑架上，所述电控装置控制自动提升机构拉动穿心锤使之升起，再撤销拉力使穿心锤自由下落从而完成一次锤击，重复操作以实现多次连续锤击，其特征在于：所述支撑架为龙门式折叠支架，所述龙门式折叠支架包括一对桁架、支撑盘、底座和驱动机构，该对桁架位于所述自动提升机构的两侧，所述桁架的上端铰接在所述支撑盘上，其下端则铰接在底座上，每个桁架主要由数组支杆单元组成，所述支杆单元为一对于中部铰接的支杆，所述数对支杆的杆端在竖向上依次铰接，在该对桁架上设有连接二者的连接杆，所述驱动机构设于所述桁架上以便驱动撑开各桁架实现整个支撑架的自动升起或者收折各桁架实现整个支撑架的自动折叠。

本发明采用龙门式折叠支架，采用驱动机构驱动龙门式折叠支架，可实现支撑架的自动升起和折叠，方便运输和使用，提高了工作效率。另外，本发明还可实现穿心锤的自动上升和自由下落，将传统的手工操作变成全自动操作，降低了测试时的劳动强度，方便快捷，不但省时省力，减少了操作人员，而且精确度高，使其达到操作规范化和标准化的目的。

作为本发明的一种实施方式，所述连接杆连接在该对桁架中每个支杆单元相对应的支杆上，且相邻设置的连接杆位于不同侧，而间隔设置的连接杆则位于同侧。

作为本发明的一种优选实施方式，所述驱动机构为一对液压驱动机构，每个液压驱动机构安装在一个桁架上，所述液压驱动机构包括液压杆和安装在液压杆上的第一电机，所述电控装置与第一电机相连，所述液压杆的两端固定在两相对支杆上，所述电控装置控制第一电机驱动液压杆伸长或缩短以撑开各桁架实现整个支撑架的自动升起或者收折各桁架实现整个支撑架的自动折叠。

作为本发明的一种改进，所述支撑盘和底座均为框架结构，所述支撑盘和底座分别具有固定杆，所述自动提升机构安装在所述支撑盘的固定杆上，所述底座的固定杆上设有竖向的扶正套管，且在所述底座的固定杆上开有与扶正套管上下相贯通的通孔，所述探触杆的下部穿过扶正套管和通孔贯入地面以保证试验时触探杆的垂直度。

作为本发明的一种实施方式，所述自动提升机构包括第二电机、与第二电机的动力输出端传动连接的卷线轮、绳索、安装在触探杆上部的限位装置、电磁铁座、固定在电磁铁座上的电磁铁和定位开关，所述电控装置分别与第二电机、电磁铁相连，所述卷线轮安装在所述支撑盘上，所述绳索的一端绕于卷线轮上，所述绳索的另一端固定在电磁铁座上，所述电磁铁座活动套装在触探杆上，所述电控装置控制电磁铁通电，电磁铁吸住穿心锤形成一电路回路，电控装置控制第二电机开启通过驱动卷线轮带动穿心锤上升直至电磁铁座碰触限位装置，由定位开关切断电路回路使电磁铁和第二电机停止工作，穿心锤自由下落完成一次锤击，电磁铁再在自身重力作用下下落和穿心锤接触，再次形成电路回路，准备下一次锤击。

作为本发明的一种改进，所述限位装置主要由套装在触探杆上端的固定盘、套于触探杆上的弹簧和活动套装在触探杆上的活动盘组成，所述弹簧的上端连接固定盘，所述弹簧的下端连接活动盘，电磁铁座上升碰触活动盘，弹簧压缩为电磁铁提供缓冲力，并在弹簧伸长时为电磁铁下落提供推力。

本发明所述电磁铁座主要由活动套装在触探杆上的圆形筒和槽口朝下的圆形槽体组成，所述圆形筒穿过圆形槽体的顶面于圆形槽体内形成环形空腔，所述电磁铁安装在环形空腔中，所述定位开关固定在所述圆形槽体的顶面上。

本发明还可以做以下改进，所述绳索分成两条后对称固定在电磁铁座的圆形槽体顶面上。

作为本发明的一种实施方式，所述电控装置包括箱体、位于箱体内控制设备运行的启动开关、用于自动记录锤击数的计数装置、用于调节锤击次数的调速器、为电磁铁、第一电机和第二电机提供电力的锂电池组。由于采用自动计数装置，避免了人工计数所导致的误差，所采集的数据更加准确、可靠。

与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：

⑴本发明采用龙门式折叠支架，采用驱动机构驱动龙门式折叠支架，可实现支撑架的自动升起和折叠，方便运输和使用，提高了工作效率。另外，本发明还可实现穿心锤的自动上升和自由下落，将传统的手工操作变成全自动操作，降低了测试时的劳动强度，方便快捷，不但省时省力，减少了操作人员，而且精确度高，使其达到操作规范化和标准化的目的。

⑵本发明采用固定在底座上的扶正套管，以确保试验时触探杆的垂直度。⑶

本发明采用电控装置中集成的锂电池给电磁铁和电机供电，无需连接电源，方便整套设备的搬运和使用。

⑷采用自动锤击，每次锤击落距都严格控制在50cm，锤击速率可稳定在15-30击/min，且由于采用自动计数装置，避免了人工计数所导致的误差，采集的数据比传统轻型触探仪要更加准确和可靠，使其达到操作规范化和标准化的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明测试时的主视示意图；

图2是本发明测试时的侧视示意图；

图3是电磁铁座的剖视图；

图4是本发明龙门式折叠支架收折后的结构示意图。

具体实施方式

如图1～4所示，是本发明一种改进型全自动轻型动力触探设备，它包括电控装置5、支撑架4、自动提升机构、触探杆1、活动套设在触探杆1上的穿心锤2和位于触探杆1上的锤垫3，其中，锤垫3与触探杆1一体制成，锤垫3处于穿心锤2的下方，自动提升机构设置在支撑架4上，电控装置5控制自动提升机构拉动穿心锤使之升起，再撤销拉力使穿心锤自由下落从而完成一次锤击，重复操作以实现多次连续锤击。支撑架4为龙门式折叠支架，龙门式折叠支架包括一对桁架41、支撑盘42、底座43和驱动机构，该对桁架41位于自动提升机构的两侧，桁架41的上端铰接在支撑盘42上，其下端则铰接在底座43上，每个桁架41主要由数组支杆单元组成，支杆单元为一对于中部铰接的支杆，数对支杆的杆端在竖向上依次铰接，在该对桁架41上设有连接二者的连接杆(图中未画出)，连接杆连接在该对桁架41中每个支杆单元相对应的支杆上，且相邻设置的连接杆位于不同侧，而间隔设置的连接杆则位于同侧。在本实施例中，驱动机构为一对液压驱动机构，每个液压驱动机构安装在一个桁架41上，液压驱动机构包括液压杆8和安装在液压杆8上的第一电机18，电控装置与第一电机18相连，液压杆8的两端固定在两相对支杆上，电控装置控制第一电机18驱动液压杆8伸长或缩短以撑开各桁架实现整个支撑架的自动升起或者收折各桁架实现整个支撑架的自动折叠。如图1和2所示是整个支撑架4的自动升起状态，图4所示是整个支撑架4的折叠状态，折叠后，支撑架的体积减小，方便搬运和使用。

在本实施例中，自动提升机构包括第二电机12、与第二电机12的动力输出端传动连接的卷线轮6、绳索7、安装在触探杆1上部的限位装置、电磁铁座9、固定在电磁铁座9上的电磁铁10和定位开关11，绳索7采用钢丝绳，限位装置主要由套装在触探杆1上端的固定盘13、套于触探杆1上的弹簧14和活动套装在触探杆1上的活动盘15组成，弹簧14的上端连接固定盘13，弹簧14的下端连接活动盘15，电控装置5分别通过电缆17与第二电机12、电磁铁10相连，卷线轮6安装在支撑盘42上，绳索7的一端绕于卷线轮6上，绳索7的另一端固定在电磁铁座9上，电磁铁座9活动套装在触探杆1上，电控装置5控制电磁铁10通电，电磁铁10吸住穿心锤2形成一电路回路，电控装置5控制第二电机12开启通过驱动卷线轮6带动穿心锤2上升直至电磁铁座9碰触活动盘15，弹簧14压缩为电磁铁10提供缓冲力，由定位开关11切断电路回路使电磁铁10和第二电机12停止工作，穿心锤2自由下落完成一次锤击，电磁铁10再在自身重力作用下下落和穿心锤2接触，弹簧15伸长会为电磁铁下落提供推力，再次形成电路回路，准备下一次锤击。

如图3所示，电磁铁座9主要由活动套装在触探杆1上的圆形筒91和槽口朝下的圆形槽体92组成，圆形筒91穿过圆形槽体92的顶面于圆形槽体内形成环形空腔，电磁铁10安装在环形空腔中，定位开关11固定在圆形槽体92的顶面上。绳索7分成两条后对称固定在电磁铁座9的圆形槽体92顶面上。

在本实施例中，支撑盘42和底座43均为框架结构，支撑盘42和底座43分别具有固定杆，自动提升机构安装在支撑盘42的固定杆上，底座43的固定杆上设有竖向的扶正套管19，且在底座43的固定杆上开有与扶正套管19上下相贯通的通孔，探触杆1的下部穿过扶正套管19和通孔贯入地面以保证试验时触探杆1的垂直度。

电控装置5包括箱体、位于箱体内控制设备运行的启动开关、用于自动记录锤击数的计数装置、用于调节锤击次数的调速器、为电磁铁、第一电机、第二电机提供电力的锂电池组。由于采用自动计数装置，避免了人工计数所导致的误差，所采集的数据更加准确、可靠。

本发明的操作过程如下：将本发明搬运到触探点位，支撑架通电后自动升到预定高度，采用电缆16、17分别将电控装置和电磁铁、第一电机、第二电机连接起来，连接好触探杆，按下电控装置上的启动开关和计数器，设备开始自动锤击，通过计数器记录每贯入30cm的锤击数，当一根触探杆全部贯入时，切断设备电源并连接另外一条触探杆继续锤击。

本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，本发明的自动提升机构、支撑架、限位装置、电磁铁座等具体结构还具有其它实施方式。因此，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。