一种重型落锤式弯沉仪承载盘自适应路面装置的制作方法

本发明涉及落锤式弯沉仪技术领域，具体为一种重型落锤式弯沉仪承载盘自适应路面装置。

背景技术：

落锤式弯沉仪（或重型落锤式弯沉仪）是一种脉冲动力弯沉仪，它具有无破损、测速快、精度高等优点，并很好地模拟了行车荷载作用，检测结果为弯沉盆数据，其应用范围主要是在路面养护管理方面，落锤式弯沉仪的工作原理是，通过把一定质量的重锤由液压传动装置提升至一定高度后自由落下，冲击力作用于承载板上并传递到路面，从而对路面施加脉冲荷载，导致路面表面产生瞬时变形，分布于距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形，即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆。

现代的落锤式弯沉仪在使用过程中，在面对路面坡度因素的影响时，所做出的反应动作或抵消方式并不够理想，当重型落锤式弯沉仪放到路面的时候，有的被测路面由于坡度的原因，不能保证锤体的冲击力竖直向下作用于被测路面，正常情况下，锤体的冲击力方向是垂直于路面的，但这就不符合行车车辆在坡面路面行驶时其重力对路面的冲击情况，导致最终落锤式弯沉仪所获取的弯沉盆数据较真实情况来说有较大误差。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种重型落锤式弯沉仪承载盘自适应路面装置，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种重型落锤式弯沉仪承载盘自适应路面装置，包括承载主体、抬架机构、落锤机构、自调节机构和基底，所述承载主体的内侧两侧均设置有抬架机构，所述抬架机构的下方安置有落锤机构，所述承载主体的内侧中下方设置有自调节机构，所述自调节机构的下方安装有基底，所述承载主体由上抬盘和下抬盘构成，且下抬盘设置在上抬盘的下方，所述落锤机构包含第一重锤和第二重锤，所述第一重锤分别设置在基底的上方前侧右角和上方后侧左角，且第二重锤分别位于基底的上方前侧左角和上方后侧右角，所述自调节机构由中心架杆构成，且中心架杆的上端内部贯穿设置有固定轴，所述中心架杆通过固定轴与下抬盘转动连接，且固定轴的外壁与中心架杆的上端内壁之间安置有轴承，所述中心架杆的下端固定有调节球，且调节球的中段外侧套设有限位圈，所述限位圈的内壁均匀镶嵌有磁珠，所述基底由底座构成，且底座的上表面内部嵌入设置有转盘，所述调节球与底座和转盘之间尺寸均相配合，且限位圈嵌入转盘的上表面内部与转盘固定连接。

可选的，所述上抬盘的上表面内部嵌入设置有转轴，且转轴的中部外侧安置有连架，所述上抬盘的下表面两侧均固定连接有液压机座，且液压机座的内部吊装有液压动力缸，所述液压动力缸的下部连接端安装有液压动力杆。

可选的，所述上抬盘的下表面中间固定安装有液压协助缸，且液压协助缸的下部连接端连接有液压协助杆，所述液压协助杆的底部与下抬盘的中部上表面焊连，且下抬盘的两侧内部均贯穿设置有通槽，所述第一重锤和第二重锤均与通槽之间尺寸相配合。

可选的，所述抬架机构由固定架和气吸吊盘组成，且气吸吊盘焊连在固定架的下方，所述固定架的上表面与液压动力杆的末端焊连。

可选的，所述气吸吊盘的上表面中间固定安置有真空泵，且真空泵的接口端连接有气管，所述气管的末端伸入气吸吊盘的内部，且气吸吊盘的内部呈“u”形回环设置有气道，所述气道与气管之间相连相通，且气道的下方均匀贯通有贯穿流口，所述贯穿流口的端口连接有吸盘，且吸盘通过贯穿流口与气道构成连通结构。

可选的，所述气吸吊盘的下表面垂直固定有导杆，且导杆分别从第一重锤的内部中心和第二重锤的内部中心竖向贯穿，所述第一重锤和第二重锤的底面中心均等距固定有压块，且第一重锤和第二重锤的底面外圈均固定连接有导向弹簧，并且第一重锤的厚度为第二重锤厚度的一半。

可选的，所述下抬盘与转盘之间安置有橡胶软柱，且橡胶软柱共设置有两个，并且橡胶软柱分别位于自调节机构的两侧。

可选的，所述调节球由磁性层和球芯构成，且磁性层固定包裹在球芯的外部，所述调节球的外部结构与限位圈的内部结构之间相互配合，所述磁性层与磁珠之间磁极相同。

可选的，所述底座的内部水平贯设有滑槽，且滑槽的内侧壁一体化连接有滑轨，所述滑槽的内侧通过滑轨配合有监测架，所述底座的下方内部设置有气囊，且气囊的下方连接连通有气胶管，所述气胶管的下表面等距设置有气口，所述底座的底面固定有锤盘，且锤盘的边缘倒角角度为45度。

可选的，所述监测架的下方等距安置有传感探柱，且传感探柱与监测架的连接端内部贯穿有连接杆，所述连接杆与传感探柱之间通过扭簧构成弹性机构。

本发明提供了一种重型落锤式弯沉仪承载盘自适应路面装置，具备以下有益效果：

1．该重型落锤式弯沉仪承载盘自适应路面装置，通过自调节机构的设置，使得该装置能够进行自动调节，即根据路面坡度，始终保持对路面的冲击方向为竖直方向，而不与路面呈垂直状态，利用轴承套设在固定轴外部的结构设置，使得中心架杆能够在下抬盘的基础上进行旋转，即实现竖直面上的角度旋转目的，利用调节球与限位圈之间的尺寸配合，可以使得中心架杆在限位圈的基础上进行大范围的角度旋转，从而带着基底整体进行大范围的角度调节，利用上述两处位置的结构调节，使得基底可以最大程度地配合路面的坡面角度，即在落锤后，带坡面斜度的路面能够受到竖直向下的冲击力作用，磁性层和磁珠选用同磁极的磁性材料制成，二者之间具有相互排斥力，这使得调节球在限位圈中所受的摩擦阻力较小，即调节球在限位圈中处于非常灵活的状态，能够更好地顺应路面坡面的变化完成相应的角度翻转，橡胶软柱采用橡胶材质，质地软，具有良好的结构弹性，能够对自调节机构的角度偏转提供柔性支撑，保证整个装置的结构牢固性和结构强度。

2．该重型落锤式弯沉仪承载盘自适应路面装置，通过承载主体构成整个装置的骨架结构，上抬盘用于承托和固定液压动力缸和液压协助缸，下抬盘用于为落锤动作提供结构支撑，通过液压动力缸和液压协助缸各自的液压作用，使得液压动力杆和液压协助杆均相应收缩，当液压协助杆伸缩时，整个装置的落锤高度范围将会得到重新定义，当液压动力杆伸长时，则能够带着抬架机构进行下降，使落锤动作重新复位，继而重新开始。

3.该重型落锤式弯沉仪承载盘自适应路面装置，通过抬架机构的设置，使得能够在落锤之前，对落锤机构进行气吸吊固，抬架机构中存在气吸固定结构，在气吸吊盘上安装的真空泵，在工作后，可通过气管将气道内部的空气泵出，从而降低了气道内部的气压，由于各个吸盘均通过贯穿流口与气道相连相通，且各个吸盘均为向内凹陷的橡胶碗状结构，在各个吸盘凹面中心处气压降低后，当各个吸盘与落锤机构相接触后，便会在外界大气压的作用下，将落锤机构紧紧吸住，结合液压动力杆的收缩，使落锤机构上抬，继而使落锤机构本身具有了重力势能，会有向下掉落的趋势，当真空泵向气道内部泵入气体时，各个吸盘处吸力瞬间消失，在重力的作用下，使得落锤机构下降，完成落锤动作。

4．该重型落锤式弯沉仪承载盘自适应路面装置，通过落锤机构的设置，实现该装置落锤工作的目的，第一重锤和第二重锤分别位于基底的上方四角位置，且第一重锤和第二重锤之间均呈对角线设置，使得基底上方总体所受到的冲击力能够被均衡，当抬架机构将落锤机构松开时，第一重锤和第二重锤均会向下坠落，导向弹簧起到导向的目的，同时亦能够削弱部分冲击力，对装置本身进行一定的保护，第一重锤和第二重锤均顺着导杆向下掉落，压块使得第一重锤和第二重锤与基底接触后，冲击力集中，避免冲击力的消耗，第一重锤和第二重锤之间厚度不同的设置，使得第一重锤和第二重锤重量不同，结合第一重锤和第二重锤在基底上的分布布局，使得基底不管是前后还是左右，两侧的冲击力均能够相互补充，得到均衡，有利于平衡基底，使落锤时，路面所受冲击力较为均衡，且落锤后基底跳动性较小。

5.该重型落锤式弯沉仪承载盘自适应路面装置，通过转盘嵌入在底座中的结构设置，使得底座与转盘之间能够进行相对旋转，从而能够在落锤时，找到较好的冲击面，并使其上的监测架的方向自动自发的转至最佳监测状态，锤盘作为底座上与地面直接接触的锤击面，底座内部下方的气囊用于缓冲底座受冲击后的变形，当底座受到向上的反作用冲力后，气囊相应收缩，其内部的气体会进入到气胶管中，由气口向外均匀散出，在该吹气的过程中，可以同步实现对路面渣滓的清理目的，在落锤结束后，外界空气大量的回充到气囊中，使得气囊快速恢复原来状态，利用气囊的形变，减缓了底座所受的形变压力，底座内部的滑轨用于滑动监测架，将监测架向外抽出，其上的传感探柱均与监测架呈垂直角度，并且传感探柱朝下设置，使得传感探柱能够感测当前弯沉盆数据，当监测架向内推入后，其上的传感探柱将会在扭簧的弹性作用下，向监测架靠近，使得传感探柱被收入到滑槽中，将监测架伸入抽出的过程实际上是调节弯沉盆结构层受测长度的过程。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明背面结构示意图；

图3为本发明正面落锤后结构示意图；

图4为本发明抬架机构结构示意图；

图5为本发明自调节机构与下抬盘组装结构示意图；

图6为本发明自调节机构下端结构示意图；

图7为本发明基底内部局部结构示意图；

图8为本发明图7中a处放大结构示意图。

图中：1、承载主体；2、抬架机构；3、落锤机构；4、自调节机构；5、基底；6、上抬盘；7、转轴；8、连架；9、液压机座；10、液压动力缸；11、液压动力杆；12、液压协助缸；13、液压协助杆；14、下抬盘；15、通槽；16、固定架；17、气吸吊盘；18、真空泵；19、气管；20、气道；21、贯穿流口；22、吸盘；23、导杆；24、第一重锤；25、第二重锤；26、压块；27、导向弹簧；28、橡胶软柱；29、中心架杆；30、固定轴；31、轴承；32、调节球；33、磁性层；34、球芯；35、限位圈；36、磁珠；37、底座；38、转盘；39、滑槽；40、滑轨；41、监测架；42、传感探柱；43、连接杆；44、扭簧；45、气囊；46、气胶管；47、气口；48、锤盘。

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。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图8，本发明提供一种技术方案：一种重型落锤式弯沉仪承载盘自适应路面装置，包括承载主体1、抬架机构2、落锤机构3、自调节机构4和基底5，承载主体1的内侧两侧均设置有抬架机构2，抬架机构2的下方安置有落锤机构3，承载主体1的内侧中下方设置有自调节机构4，自调节机构4的下方安装有基底5，承载主体1由上抬盘6和下抬盘14构成，且下抬盘14设置在上抬盘6的下方，落锤机构3包含第一重锤24和第二重锤25，第一重锤24分别设置在基底5的上方前侧右角和上方后侧左角，且第二重锤25分别位于基底5的上方前侧左角和上方后侧右角，自调节机构4由中心架杆29构成，且中心架杆29的上端内部贯穿设置有固定轴30，中心架杆29通过固定轴30与下抬盘14转动连接，且固定轴30的外壁与中心架杆29的上端内壁之间安置有轴承31，中心架杆29的下端固定有调节球32，且调节球32的中段外侧套设有限位圈35，限位圈35的内壁均匀镶嵌有磁珠36，基底5由底座37构成，且底座37的上表面内部嵌入设置有转盘38，调节球32与底座37和转盘38之间尺寸均相配合，且限位圈35嵌入转盘38的上表面内部与转盘38固定连接；

利用轴承31套设在固定轴30外部的结构设置，使得中心架杆29能够在下抬盘14的基础上进行旋转，即实现竖直面上的角度旋转目的，利用调节球32与限位圈35之间的尺寸配合，可以使得中心架杆29在限位圈35的基础上进行大范围的角度旋转，从而带着基底5整体进行大范围的角度调节，利用上述两处位置的结构调节，使得基底5可以最大程度地配合路面的坡面角度，即在落锤后，带坡面斜度的路面能够受到竖直向下的冲击力作用；

上抬盘6的上表面内部嵌入设置有转轴7，且转轴7的中部外侧安置有连架8，上抬盘6的下表面两侧均固定连接有液压机座9，且液压机座9的内部吊装有液压动力缸10，液压动力缸10的下部连接端安装有液压动力杆11，当液压动力杆11伸长时，则能够带着抬架机构2进行下降，使落锤动作重新复位，继而重新开始，上抬盘6的下表面中间固定安装有液压协助缸12，且液压协助缸12的下部连接端连接有液压协助杆13，液压协助杆13的底部与下抬盘14的中部上表面焊连，且下抬盘14的两侧内部均贯穿设置有通槽15，第一重锤24和第二重锤25均与通槽15之间尺寸相配合，当液压协助杆13伸缩时，整个装置的落锤高度范围将会得到重新定义；

抬架机构2由固定架16和气吸吊盘17组成，且气吸吊盘17焊连在固定架16的下方，固定架16的上表面与液压动力杆11的末端焊连，通过抬架机构2的设置，使得能够在落锤之前，对落锤机构3进行气吸吊固，气吸吊盘17的上表面中间固定安置有真空泵18，且真空泵18的接口端连接有气管19，气管19的末端伸入气吸吊盘17的内部，且气吸吊盘17的内部呈“u”形回环设置有气道20，气道20与气管19之间相连相通，且气道20的下方均匀贯通有贯穿流口21，贯穿流口21的端口连接有吸盘22，且吸盘22通过贯穿流口21与气道20构成连通结构，在气吸吊盘17上安装的真空泵18，在工作后，可通过气管19将气道20内部的空气泵出，从而降低了气道20内部的气压，由于各个吸盘22均通过贯穿流口21与气道20相连相通，且各个吸盘22均为向内凹陷的橡胶碗状结构，在各个吸盘22凹面中心处气压降低后，当各个吸盘22与落锤机构3相接触后，便会在外界大气压的作用下，将落锤机构3紧紧吸住，结合液压动力杆11的收缩，使落锤机构3上抬，继而使落锤机构3本身具有了重力势能，会有向下掉落的趋势，当真空泵18向气道20内部泵入气体时，各个吸盘22处吸力瞬间消失，在重力的作用下，使得落锤机构3下降，完成落锤动作；

气吸吊盘17的下表面垂直固定有导杆23，且导杆23分别从第一重锤24的内部中心和第二重锤25的内部中心竖向贯穿，第一重锤24和第二重锤25的底面中心均等距固定有压块26，且第一重锤24和第二重锤25的底面外圈均固定连接有导向弹簧27，并且第一重锤24的厚度为第二重锤25厚度的一半，第一重锤24和第二重锤25分别位于基底5的上方四角位置，且第一重锤24和第二重锤25之间均呈对角线设置，使得基底5上方总体所受到的冲击力能够被均衡，当抬架机构2将落锤机构3松开时，第一重锤24和第二重锤25均会向下坠落，导向弹簧27起到导向的目的，同时亦能够削弱部分冲击力，对装置本身进行一定的保护，第一重锤24和第二重锤25均顺着导杆23向下掉落，压块26使得第一重锤24和第二重锤25与基底5接触后，冲击力集中，避免冲击力的消耗，第一重锤24和第二重锤25之间厚度不同的设置，使得第一重锤24和第二重锤25重量不同，结合第一重锤24和第二重锤25在基底5上的分布布局，使得基底5不管是前后还是左右，两侧的冲击力均能够相互补充，得到均衡，有利于平衡基底5，使落锤时，路面所受冲击力较为均衡，且落锤后基底5跳动性较小；

下抬盘14与转盘38之间安置有橡胶软柱28，且橡胶软柱28共设置有两个，并且橡胶软柱28分别位于自调节机构4的两侧，橡胶软柱28采用橡胶材质，质地软，具有良好的结构弹性，能够对自调节机构4的角度偏转提供柔性支撑，保证整个装置的结构牢固性和结构强度，调节球32由磁性层33和球芯34构成，且磁性层33固定包裹在球芯34的外部，调节球32的外部结构与限位圈35的内部结构之间相互配合，磁性层33与磁珠36之间磁极相同，磁性层33和磁珠36选用同磁极的磁性材料制成，二者之间具有相互排斥力，这使得调节球32在限位圈35中所受的摩擦阻力较小，即调节球32在限位圈35中处于非常灵活的状态，能够更好地顺应路面坡面的变化完成相应的角度翻转；

底座37的内部水平贯设有滑槽39，且滑槽39的内侧壁一体化连接有滑轨40，滑槽39的内侧通过滑轨40配合有监测架41，底座37的下方内部设置有气囊45，且气囊45的下方连接连通有气胶管46，气胶管46的下表面等距设置有气口47，底座37的底面固定有锤盘48，且锤盘48的边缘倒角角度为45度，通过转盘38嵌入在底座37中的结构设置，使得底座37与转盘38之间能够进行相对旋转，从而能够在落锤时，找到较好的冲击面，并使其上的监测架41的方向自动自发的转至最佳监测状态，锤盘48作为底座37上与地面直接接触的锤击面，底座37内部下方的气囊45用于缓冲底座37受冲击后的变形，当底座37受到向上的反作用冲力后，气囊45相应收缩，其内部的气体会进入到气胶管46中，由气口47向外均匀散出，在该吹气的过程中，可以同步实现对路面渣滓的清理目的，在落锤结束后，外界空气大量的回充到气囊45中，使得气囊45快速恢复原来状态，利用气囊45的形变，减缓了底座37所受的形变压力，监测架41的下方等距安置有传感探柱42，且传感探柱42与监测架41的连接端内部贯穿有连接杆43，连接杆43与传感探柱42之间通过扭簧44构成弹性机构，底座37内部的滑轨40用于滑动监测架41，将监测架41向外抽出，其上的传感探柱42均与监测架41呈垂直角度，并且传感探柱42朝下设置，使得传感探柱42能够感测当前弯沉盆数据，当监测架41向内推入后，其上的传感探柱42将会在扭簧44的弹性作用下，向监测架41靠近，使得传感探柱42被收入到滑槽39中，将监测架41伸入抽出的过程实际上是调节弯沉盆结构层受测长度的过程。

综上，该重型落锤式弯沉仪承载盘自适应路面装置，使用时，首先需要将连架8固定在重型落锤式弯沉仪仪架上，利用转轴7，可以对承载主体1相对重型落锤式弯沉仪仪架的角度进行调节，将重型落锤式弯沉仪移动到合适的位置上（该位置一般为路面），利用型号为hob系列的液压协助缸12，在其液压控制的作用下，使得液压协助杆13相应伸缩，当液压协助杆13伸长后，下抬盘14与上抬盘6之间的距离将会被拉大，此时落锤式弯沉仪的落锤高度被加长，在液压协助杆13伸长的过程中，抬架机构2和落锤机构3均被向上抬起，第一重锤24和第二重锤25分别穿过通槽15，并且各自与转盘38之间的距离被拉长，在进行落锤时，启动型号为2bv系列的真空泵18，真空泵18开启后，通过气管19向气道20中泵入空气，使气道20内部气压恢复正常，此时各吸盘22处吸力消失，从而在重力作用下，使得第一重锤24和第二重锤25均分别沿着导杆23向下掉落，最终砸至基底5上，基底5上通过锤盘48完成对路面的击打动作；

在上述落锤动作完成后，需要将第一重锤24和第二重锤25归为原位，做法是，先启动液压动力缸10，在液压动力缸10的作用下，液压动力杆11向下伸长，将抬架机构2向下推动，至气吸吊盘17与第一重锤24和第二重锤25接触，与落锤过程相反，即真空泵18通过气管19从气道20中抽气，使各个吸盘22处气压下降，此时由于各个吸盘22均与第一重锤24或第二重锤25接触，在外界大气压的压力作用下，使得第一重锤24或第二重锤25被重新吸回在抬架机构2上，随抬架机构2进行上下移动，为下一次的落锤工作进行准备；

在面对有坡度的路面时，传统的落锤式弯沉仪在落锤时，冲击力垂直作用于路面，导致弯沉盆所得数据失真，然而在本落锤式弯沉仪中，对这一问题进行了解决，即增设了一处自调节机构4，利用轴承31，使得中心架杆29能够在下抬盘14的基础上进行旋转，利用调节球32与限位圈35之间的尺寸配合，可以使得中心架杆29在限位圈35的基础上进行大范围的角度旋转，利用上述两处位置的结构调节，使得基底5可以最大程度地配合路面的坡面角度，磁性层33和磁珠36选用同磁极的磁性材料制成，二者之间具有相互排斥力，使调节球32在限位圈35中所受的摩擦阻力较小，调节球32在限位圈35中处于非常灵活的状态，能够更好地顺应路面坡面的变化完成相应的角度翻转，橡胶软柱28采用橡胶材质，质地软，具有良好的结构弹性，能够对自调节机构4的角度偏转提供柔性支撑，保证整个装置的结构牢固性和结构强度；

在落锤前，需要结合实际情况，合理选择监测架41在底座37上的伸出长度，利用滑轨40可以将监测架41从滑槽39中抽出，或向滑槽39中推入，当监测架41被抽出时，传感探柱42脱离了滑槽39的限制，在扭簧44的弹力作用下，快速与监测架41之间构成垂直角度，从而能够与地面相接触，传感探柱42端部设置有压力传感器，可以对该弯沉盆结构层进行压力数据的采集，在落锤之后，锤盘48所受的冲击作用会传递至底座37，使得底座37相应收缩形变，此时气囊45收缩，其内部的气体从气口47中冲出，能够相应吹开路面渣滓，当落锤动作结束后，外界空气通过气口47向气囊45中汇聚，气囊45在底座37中的作用等同于缓冲空腔，起到缓解底座37变形的作用。

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。