一种便携式公路基层压实度检测取样装置的制作方法

本发明涉及路基取样技术领域，尤其涉及一种便携式公路基层压实度检测取样装置。

背景技术：

路基是轨道或者路面的基础，是经过开挖或填筑而形成的土工构筑物，路基的主要作用是为轨道或者路面铺设及列车或行车运营提供必要条件，并承受轨道及机车车辆或者路面及交通荷载的静荷载和动荷载，同时将荷载向地基深处传递与扩散，在土木工程中，路基在施工数量、占地面积及投资方面都占有重要地位。

路基的压实程度很大程度会决定公路的使用寿命，因此在公路建设过程中，施工人员需要对路基进行取样，进行压实度的检测，由于合格的路基的压实度往往较高，即地基紧实度、相对硬质较高，传统的取样装置均为尺寸较大的大型机械，不便于携带，为此提出一种便携式公路基层压实度检测取样装置尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种便携式公路基层压实度检测取样装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种便携式公路基层压实度检测取样装置，包括基体，所述基体的下端开设有一个棱柱形且向下与外界连通的仓体，所述仓体的上壁固定连接有一个往复电机，所述往复电机的输出端固定连接有一个双向螺杆，所述双向螺杆的两端设置有旋向相反的螺纹，且两段螺纹分别螺纹连接有第一滑板和第二滑板；

所述仓体的侧壁开设有至少两个侧槽，每个所述侧槽内滑动连接有一个连动块，每个所述侧槽内均固定连接有多个锁紧弹簧，所述锁紧弹簧的一端与连动块固定连接，所述锁紧弹簧的另一端与侧槽的内壁固定连接；

所述仓体的上壁固定连接有多个触发弹簧，多个所述触发弹簧的下端共同固定连接有一个环形板，所述环形板套设在双向螺杆外，所述环形板的下端固定连接有多个弹性管；

所述仓体内壁固定连接有一个环形的固定板，所述固定板上开设供弹性管贯穿的通孔，所述固定板位于双向螺杆的中部区域；

所述第一滑板的上壁固定连接有一个环形的挤压囊，所述基体的侧壁内部开设有一个储存仓，所述挤压囊与储存仓之间连通有进液管、回液管、撞力管；

所述仓体内滑动连接有一个取样管，所述取样管的侧壁开设有一个让位槽，所述让位槽内固定连接有一个齿条，所述撞力管与齿条共同设置有冲击组件。

在上述的便携式公路基层压实度检测取样装置中，所述冲击组件包括一个“8”字型的齿轮仓，所述齿轮仓内转动连接有互相啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第二齿轮同轴固定连接有一个输出齿轮，所述输出齿轮位于齿轮仓外，所述输出齿轮与齿条啮合。

在上述的便携式公路基层压实度检测取样装置中，所述进液管内设置有一个仅允许液体单向向下流通的单向阀，所述回液管和撞力管内均设置有一个仅允许液体单向向上流通的单向阀，所述回液管和撞力管内均设置控制管道启闭的电磁阀。

在上述的便携式公路基层压实度检测取样装置中，所述环形管的下壁固定连接有至少一个收缩囊，所述收缩囊与各个弹性管连通，所述取样管的上壁固定连接有多个硬质的滑套，所述滑套与取样管滑动套接。

在上述的便携式公路基层压实度检测取样装置中，所述弹性管与收缩囊内均灌有电流变液，所述弹性管、滑套分别电性连接在外界电源的两端。

在上述的便携式公路基层压实度检测取样装置中，所述连动块包括滑板、上推板以及下推板，所述上推板以及下推板均垂直焊接在滑板侧壁，所述上推板远离滑板且靠近下推板的一侧开设有斜面；所述下推板远离滑板且靠近上推板的一侧开设有斜面，所述下推板上斜面远离滑板处开设有一个水平的限位面。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、将取样管向下敲击过程中，当弹性管与滑套不接触时，弹性管不通电，此时其内的电流变液处于液体状态，收缩囊在其自身弹性作用下将电流变液挤压至弹性管内使其伸长，待弹性管与滑套恰好接触时通电；第一滑板向下运动连动块部分向侧槽内滑动，直至环形板与连动块的上推板脱离接触，环形板和弹性管快速向下弹射，直至弹性管撞击到取样管上；

2、往复电机继续工作则会带动第一滑板向上运动，第一滑板带动环形板向上运动，第一滑板与上推板相抵会推动连动块向两侧滑动，直至第一滑板运动至上推板的上端，此时环形板部分复位，由于弹性管向下撞击取样管时必然会将其向下冲击一端距离，当环形板复位时弹性管必然与滑套脱离接触，此时弹性管断电、收缩囊继续收缩直至弹性管与滑套重新接触，此过程可保证每次弹性管的向下撞击过程的力度恒定，多次撞击直至将取样管撞击至取样深度，后续将取样管向上抽出即完成取样；

3、向上抽出取样管时，第二滑板下移时，将储存仓内的液体经撞力管向上抽至挤压囊内，往复电机带动第二滑板运动至最低点时骤然停止；此前撞力管内的液体快速、匀速向上流动，带动第一齿轮和第二齿轮运动，从而带动输出齿轮转动，进而带动与其啮合的齿条上移，最终将取样管向上拔出，此过程中将液体的动能转换为齿轮转动的机械能，从而将取样管向上提起，往复电机持续工作直至将取样管完全从地面抽出。

4、第二滑板运动至最低点而骤然停止并反向运动时，撞力管内的液体流动也瞬间停止产生水锤效应，瞬间带动少量液体在撞力管内向上运动，进一步推动输出齿轮转动带动齿条上移少量距离，此距离较小但驱动齿条上移的力度较大，故而能够有效的断开取样管底部土壤(或混凝土)等物质的连接，同时在水锤效应发生时会在其周围产生明显的震动，此震动可使得取样管周边产生一定量的缝隙，有效减小取样管上移所需的力度。

综上所述：本申请装置的动力来源于一个往复电机即可完成，通过多次的撞击来完成取样管的向下伸入地基过程，通过多次抽取储存仓内的液体驱动输出齿轮转动从而带动取样管上移，过程中产生水锤效应可松动附近的泥土或混凝土，便于快速抽出取样管，同时本申请的装置体积远小于大型机械，极大的提高了该取样装置的便携性。

附图说明

图1为本发明提出的一种便携式公路基层压实度检测取样装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种便携式公路基层压实度检测取样装置中a部分结构的放大示意图；

图3为本发明提出的一种便携式公路基层压实度检测取样装置中连动块的结构示意图。

图中：1基体、2往复电机、3双向螺杆、4环形板、5触发弹簧、6侧槽、7锁紧弹簧、8连动块、9第一滑板、10第二滑板、11固定板、12弹性管、13收缩囊、14滑套、15取样管、16挤压囊、17进液管、18回液管、19撞力管、20储存仓、21齿条、22齿轮仓、23第一齿轮、24第二齿轮、25输出齿轮。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-3，一种便携式公路基层压实度检测取样装置，包括基体1，基体1的下端开设有一个棱柱形且向下与外界连通的仓体，仓体的上壁固定连接有一个往复电机2，往复电机2的输出端固定连接有一个双向螺杆3，双向螺杆3的两端设置有旋向相反的螺纹，且两段螺纹分别螺纹连接有第一滑板9和第二滑板10，第一滑板9的至少与仓体的一个内壁相抵，第二滑板10受收缩囊13限位，故而双向螺杆3转动会使得第一滑板9和第二滑板10反向滑动；

仓体的侧壁开设有至少两个侧槽6，每个侧槽6内滑动连接有一个连动块8，每个侧槽6内均固定连接有多个锁紧弹簧7，锁紧弹簧7的一端与连动块8固定连接，锁紧弹簧7的另一端与侧槽6的内壁固定连接，第一滑板9不与连动块8相抵时，连动块8受锁紧弹簧7作用而位于靠近仓体中心的一侧；

仓体的上壁固定连接有多个触发弹簧5，多个触发弹簧5的下端共同固定连接有一个环形板4，环形板4套设在双向螺杆3外，环形板4的下端固定连接有多个弹性管12；

仓体内壁固定连接有一个环形的固定板11，固定板11上开设供弹性管12贯穿的通孔，固定板11位于双向螺杆3的中部区域；

第二滑板10的上壁固定连接有一个环形的挤压囊16，基体1的侧壁内部开设有一个储存仓20，挤压囊16与储存仓20之间连通有进液管17、回液管18、撞力管19；弹性管12与收缩囊13内均灌有电流变液，弹性管12、滑套14分别电性连接在外界电源的两端。

仓体内滑动连接有一个取样管15，取样管15的侧壁开设有一个让位槽，让位槽内固定连接有一个齿条21，撞力管19与齿条21共同设置有冲击组件。

冲击组件包括一个“8”字型的齿轮仓22，齿轮仓22内转动连接有互相啮合的第一齿轮23和第二齿轮24，第二齿轮24同轴固定连接有一个输出齿轮25，输出齿轮25位于齿轮仓22外，输出齿轮25与齿条21啮合。

进液管17内设置有一个仅允许液体单向向下流通的单向阀，回液管18和撞力管19内均设置有一个仅允许液体单向向上流通的单向阀，回液管18和撞力管19内均设置控制管道启闭的电磁阀；环形板4的下壁固定连接有至少一个收缩囊13，收缩囊13与各个弹性管12连通，取样管15的上壁固定连接有多个硬质的滑套14，滑套14与取样管15滑动套接。

连动块8包括滑板81、上推板82以及下推板83，上推板82以及下推板83均垂直焊接在滑板81侧壁，上推板82远离滑板81且靠近下推板83的一侧开设有斜面；下推板83远离滑板81且靠近上推板82的一侧开设有斜面，下推板83上斜面远离滑板81处开设有一个水平的限位面84。

本发明的装置当需要将取样管15向下敲击至地面内时，撞力管19内的电磁阀关闭，进液管17和回液管18均处于开启状态，往复电机2带动第二滑板10上下移动时，挤压囊16内的液体经进液管17和回液管18在储存仓20之间进行液体交换；此时开启弹性管12、滑套14连接的电源开关，当弹性管12与滑套14不接触时，弹性管12不通电，此时其内的电流变液处于液体状态，收缩囊13在其自身弹性作用下将电流变液挤压至弹性管12内使其伸长，待弹性管12与滑套14恰好接触时通电，此时弹性管12通电而使其内部的电流变液从液态转化为抗剪切强度极高的类固态；

往复电机2往复转动带动双向螺杆3转动使得第一滑板9向下运动，第一滑板9向下运动与下推板84的楔形面相抵并继续运动，则会带动连动块8部分向侧槽6内滑动，直至环形板4与连动块8的上推板82脱离接触，此时环形板4在触发弹簧5的作用下快速向下弹射，弹射过程中弹性管12随其同步向下运动，直至弹性管12撞击到取样管15上；

往复电机2继续工作则会带动第一滑板9向上运动，第一滑板9带动环形板54向上运动，第一滑板9运动至与上推板82的斜面相抵时，会推动连动块8向两侧滑动，直至第一滑板9运动至上推板82的上端，此时环形板4部分复位，由于弹性管12向下撞击取样管15时必然会将其向下冲击一端距离，当环形板4复位时弹性管12必然与滑套14脱离接触，此时弹性管12断电、收缩囊13继续收缩直至弹性管12与滑套14重新接触，此过程可保证每次弹性管12的向下撞击过程的力度恒定；

当取样管15的深度足够时，关闭弹性管12连接的电源、关闭回液管18的电磁阀，开启撞力管19的电磁阀，第二滑板10上移时将挤压囊16内的液体经进液管17挤压至储存仓20内，反之第二滑板10下移时，将储存仓20内的液体经撞力管19向上抽至挤压囊16内，往复电机2带动第二滑板10运动至最低点时骤然停止，此前撞力管19内的液体快速、匀速向上流动，带动第一齿轮23和第二齿轮24运动，从而带动输出齿轮25转动，进而带动与其啮合的齿条21上移，最终将取样管15向上拔出，此过程中将液体的动能转换为齿轮转动的机械能，从而将取样管15向上提起，齿轮仓部分结构为齿轮泵的功能的逆运用，其原理不再赘述；

值得说明是第二滑板10运动至最低点而骤然停止并反向运动时，撞力管19内的液体流动也瞬间停止，此时会产生水锤效应，瞬间带动少量液体在撞力管19内向上运动，进一步推动输出齿轮25转动带动齿条21上移少量距离，此距离较小但驱动齿条21上移的力度较大，故而能够有效的断开取样管15底部土壤(或混凝土)等物质的连接，同时在水锤效应发生时会在其周围产生明显的震动，此震动可使得取样管15周边产生一定量的缝隙，有效减小取样管15上移所需的力度；

往复电机2继续工作可将取样管15从地面中抽出。

尽管本文较多地使用了基体1、往复电机2、双向螺杆3、环形板4、触发弹簧5、侧槽6、锁紧弹簧7、连动块8、第一滑板9、第二滑板10、固定板11、弹性管12、收缩囊13、滑套14、取样管15、挤压囊16、进液管17、回液管18、撞力管19、储存仓20、齿条21、齿轮仓22、第一齿轮23、第二齿轮24、输出齿轮25等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。