一种改进型振冲挤密砂桩的桩内夯锤升降测量装置的制作方法

本实用新型公开一种改进型振冲挤密砂桩的桩内夯锤升降测量装置，属于土建工程技术领域。

背景技术：

改进型振冲挤密砂桩是在振冲挤密砂桩机的桩管内加入柱状夯锤，在挤密砂桩成桩过程中桩管内柱状夯锤对填料进行夯击加固以提高挤密砂桩的充盈系数和桩身密实度，在成桩过程中桩管对周边土体产生高频振冲、挤压、置换、夯击以及扰动作用，以及成桩后进行的中、低能强夯，都致使砂桩周边土体产成超孔隙水压力，在此过程中结合真空负压排水使土体快速降低含水率、快速消散超孔隙水压力，达到软土加固所需的各项技术指标的一种方法，因此挤密砂桩成型时需要反复测量夯锤的升降高度，从而计算出成型的挤密砂桩是否满足要求。

公告为cn103471541b的发明专利公开了一种强夯机夯深测量装置，设置在强夯机上，包括：夯锤位置触发传感器、无线信号发射器、无线信号接收器、plc、编码器和显示器，其中：所述夯锤位置触发传感器设置在强夯机夯锤上，夯锤位置触发传感器的输出端与无线信号发射器连接；所述无线信号发射器与无线信号接收器通信连接，所述无线信号接收器输出端连接所述plc；所述编码器输入端连接卷扬，所述编码器输出端连接所述plc；所述显示器与所述plc连接。

上述专利中夯深测量方法是通过夯锤位置触发传感器感知夯锤底面与地面接触的瞬间而产生绳长记录触发信号，并利用plc计算绳长值l，再将其发送至显示屏显示，由于触发传感器位于夯锤的底面，反复多次夯锤之后容易出现元件损坏的情况，从而影响夯锤的测量深度。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决上述的问题而提供一种改进型振冲挤密砂桩的桩内夯锤升降测量装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种改进型振冲挤密砂桩的桩内夯锤升降测量装置，包括用于保持绳索处于张紧状态的弹力机构以及测量处于最低点时的绳索长度的测量仪，所述测量仪水平安装在车身桁架上，所述弹力机构包括与绳索滑动连接的张紧滑轮以及与张紧滑轮连接的伸缩杆，所述伸缩杆与车身桁架垂直，且伸缩杆的外侧套设有第一弹簧，所述测量仪包括外壳、与绳索配合传动的滚动机构、与滚动机构同轴设置的单向传动机构以及用于记录单向传动机构转动距离的计数器，所述滚动机构包括从动滚轮和压紧轮，所述压紧轮通过液压缸将绳索按压在从动滚轮的外圆周面上，所述单向传动机构通过第一连接轴连接，所述单向传动机构包括内转动盘、外转动盘、位于内转动盘与外转动盘之间的定位结构以及与外转动盘啮合的单向卡紧结构，所述单向卡紧结构包括与外转动盘啮合的锁紧齿轮，所述内转动盘安装在第一连接轴上。

通过采用上述技术方案，设置弹力机构，在绳索放卷和收卷的过程中，可以保证其始终处于张紧状态，以便于后续计数器准确的测量外转动盘的转动角度，并由此计算出从动滚轮的滚动距离，使得计算出夯锤的夯实深度更加精确，避免夯锤因自由落体时，使得绳索处于松软状态而影响夯实深度的测量，而夯实深度的测量是基于夯锤到达最低点后，利用收卷机收卷绳索的长度所得出的，其具体是夯锤到达最低点后、绳索收卷之前，绳索因弹力机构处于张紧状态，此时通过气缸带动压紧轮将绳索竖直压在从动滚轮上，利用收卷机收卷伸缩而带动从动滚轮转动，以使内转动盘带动外转动盘发生转动，同时计数器测量外转动盘的转动角度，并以此计算出收卷绳索的长度，在减去夯锤位于地面初始状态时的绳索长度，从而得出最终的夯实深度，而绳索在放卷过程中不会带动从动滚轮转动，即使竖直状态的绳索与从动滚轮之间存在摩擦，从动滚轮也会由于锁紧齿轮的单向锁紧作用而处于静止状态。

优选的，所述锁紧齿轮的一侧设置有抵紧结构，所述抵紧结构包括安装座以及与安装座转动的抵紧杆，所述抵紧杆远离安装座的一端卡进锁紧齿轮的齿槽中，所述抵紧杆与安装座之间连接有第二弹簧。

通过采用上述技术方案，设置抵紧杆，当锁紧齿轮朝一个方向转动时，若此时第二弹簧处于压缩状态时，抵紧杆会对锁紧齿轮产生抵触作用，使得外转动盘会发生转动，而锁紧齿轮朝反方向转动时，此时第二弹簧处于拉伸状态，抵紧杆不会对锁紧齿轮产生抵触作用，使得外转动盘随着内转动盘的转动而转动，以用于在收卷绳索的同时测量其长度。

优选的，所述计数器包括若干个位于外转动盘上的永磁铁、与永磁铁相对设置的干簧管以及与干簧管耦接的微处理器。

通过采用上述技术方案，若干个永磁铁围绕外转动盘的分布呈环形，利用干簧管在永磁铁的作用下使得常开点闭合，而干簧管每次闭合都会产生脉冲信号，并传输至微处理器中进行计数，进而将数据信息以电信号的形式传输至外部显示器中，从而完成可计算出测量结果。

优选的，所述内转动盘上设置有多个用于安装定位结构的第一凹槽，多个所述第一凹槽呈阵列分布，所述定位结构的一端与第一凹槽的侧壁固定连接，另一端抵在外转动盘的内壁上。

通过采用上述技术方案，设置第一凹槽，定位结构嵌入安装在第一凹槽内，以使整个结构更加紧凑。

优选的，所述定位结构包括第三弹簧以及连接在第三弹簧上的定位珠，所述外转动盘上设置有与定位珠配合传动的定位槽。

通过采用上述技术方案，设置定位槽，当定位珠嵌入定位槽中，外转动盘是否转动与定位珠在定位槽内的滑动是否遇到阻力有关。

优选的，所述定位槽包括弧形段和倾斜段，所述倾斜段的一端与内转动盘的外圆周面接触，另一端朝远离内转动盘的圆心方向倾斜并与弧形段顺滑连接。

通过采用上述技术方案，设置弧形段和倾斜段，在内转动盘带动定位结构沿着倾斜段转动并滑动至下一个弧形段内，由于外转动盘在锁紧齿轮的作用下而不发生转动，而在内转动盘反向转动时，由于定位珠是位于弧形段内，此时内转动盘转动遇阻，锁紧齿轮缺少抵紧力将不再对外转动盘产生限位作用，使得外转动盘将与内转动盘一起转动。

优选的，所述外转动盘包括前卡盘和后卡盘，所述前卡盘与后卡盘上设置有环形槽，所述内转动盘嵌入环形槽中，以使其无法向前或向后脱出外转动盘。

通过采用上述技术方案，将前卡盘和后卡盘通过螺栓连接后，利用两个环形槽所形成一个封闭的限位结构，用于阻挡内转动盘向外脱出外转动盘，同时限位结构的宽度大于内转动盘的厚度，不会影响其转动。

优选的，所述前卡盘与后卡盘上分别设置有定位凸台和卡槽，且两者通过螺栓固定连接。

通过采用上述技术方案，前卡盘和后卡盘通过定位和卡槽实现定位，以便于两者在装配时不会发生错位和滑动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

通过采用上述技术方案，设置弹力机构，在绳索放卷和收卷的过程中，可以保证其始终处于张紧状态，以便于后续计数器准确的测量外转动盘的转动角度，并由此计算出从动滚轮的滚动距离，使得计算出夯锤的夯实深度更加精确，避免夯锤因自由落体时，使得绳索处于松软状态而影响夯实深度的测量，而夯实深度的测量是基于夯锤到达最低点后，利用收卷机收卷绳索的长度所得出的，其具体是夯锤到达最低点后、绳索收卷之前，绳索因弹力机构处于张紧状态，此时通过气缸带动压紧轮将绳索竖直压在从动滚轮上，利用收卷机收卷伸缩而带动从动滚轮转动，以使内转动盘带动外转动盘发生转动，同时计数器测量外转动盘的转动角度，并以此计算出收卷绳索的长度，在减去夯锤位于地面初始状态时的绳索长度，从而得出最终的夯实深度。

附图说明

图1为夯锤处于初始状态的结构示意图；

图2为夯锤处于最低点的结构示意图；

图3为本实用新型一种改进型振冲挤密砂桩的桩内夯锤升降测量装置的结构示意图；

图4为单向传动机构的结构示意图；

图5为定位结构安装在外转动盘中的结构示意图；

图6为前卡盘的结构示意图。

附图标记：1、第一弹簧；2、张紧滑轮；3、伸缩杆；4、绳索；5、车身桁架；6、测量仪；7、外壳；8、第一连接轴；9、从动滚轮；10、单向传动机构；11、计数器；12、单向卡紧结构；13、抵紧结构；14、永磁铁；15、第一凹槽；16、外转动盘；17、锁紧齿轮；18、安装座；19、第二弹簧；20、抵紧杆；21、弧形段；22、倾斜段；23、定位结构；24、卡槽；25、内转动盘；26、环形槽；27、后卡盘；28、定位珠；29、第三弹簧；30、前卡盘；31、定位凸台；32、液压缸；33、压紧轮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图6所示，一种改进型振冲挤密砂桩的桩内夯锤升降测量装置，包括用于保持绳索4处于张紧状态的弹力机构以及测量处于最低点时的绳索4长度的测量仪6，测量仪6水平安装在车身桁架5上，弹力机构包括与绳索4滑动连接的张紧滑轮2以及与张紧滑轮2连接的伸缩杆3，伸缩杆3与车身桁架5垂直，且伸缩杆3的外侧套设有第一弹簧1，绳索4在放卷之后，由于夯锤在自由落体中的下落速度很快而使得绳索4留有余量，绳索4因此变得松弛，利用第一弹簧1带动张紧滑轮2顶住绳索4，使其保持张紧状态，可以保证后续计数器11准确的测量外转动盘16的转动角度，使得计算出夯锤的夯实深度更加精确。

测量仪6包括外壳7、与绳索4配合传动的滚动机构、与滚动机构同轴设置的单向传动机构10以及用于记录单向传动机构10转动距离的计数器11，滚动机构包括从动滚轮9和压紧轮33，压紧轮33通过液压缸32将绳索4按压在从动滚轮9的外圆周面上，在收卷绳索4时，利用两者的摩擦力而带动从动滚轮9转动，以使通过第一连接轴8与从动滚轮9连接的单向传动机构10也随之发生转动，而单向传动机构10包括内转动盘25、外转动盘16、位于内转动盘25与外转动盘16之间的定位结构23以及与外转动盘16啮合的单向卡紧结构12，定位结构23由第三弹簧29和定位珠28构成，第三弹簧29安装在第一凹槽15内，外转动盘16上有与定位珠28配合传动的定位槽，定位槽包括弧形段21和倾斜段22，倾斜段22的一端与内转动盘25的外圆周面接触，另一端朝远离内转动盘25的圆心方向倾斜并与弧形段21顺滑连接，在内转动盘25带动定位结构23沿着倾斜段22转动并滑动至下一个弧形段21内，由于外转动盘16在锁紧齿轮17的作用下而不发生转动，而在内转动盘25反向转动时，由于定位珠28是位于滑行段内，此时内转动盘25转动遇阻，锁紧齿轮17缺少抵紧力将不再对外转动盘16产生限位作用，从而使得外转动盘16将与内转动盘25一起转动。

外转动盘16包括前卡盘30和后卡盘27，前卡盘30与后卡盘27上设置有环形槽26，内转动盘25嵌入环形槽26中以使其无法向前或向后脱出外转动盘16，前卡盘30与后卡盘27上分别设置有定位凸台31和卡槽24，且两者通过螺栓固定连接，前卡盘30和后卡盘27通过螺栓连接后，可以两个环形槽26形成一个封闭的限位机构，用于阻挡内转动盘25向外脱出外转动盘16，同时环形槽26的宽度大于内转动盘25的厚度，不会影响其转动，前卡盘30和后卡盘27通过定位和卡槽24实现定位，以便于两者在装配时不会发生错位和滑动。

单向卡紧结构12包括与外转动盘16啮合的锁紧齿轮17，锁紧齿轮17的一侧设置有抵紧结构13，抵紧结构13包括安装座18以及与安装座18转动的抵紧杆20，抵紧杆20远离安装座18的一端卡进锁紧齿轮17的齿槽中，抵紧杆20与安装座18之间连接有第二弹簧19，当锁紧齿轮17朝一个方向转动时，若此时第二弹簧19处于压缩状态时，抵紧杆20会对锁紧齿轮17产生抵触作用，使得外转动盘16会发生转动，而锁紧齿轮17朝反方向转动时，此时第二弹簧19处于拉伸状态，抵紧杆20不会对锁紧齿轮17产生抵触作用，使得外转动盘16随着内转动盘25的转动而转动，用于在收卷绳索4的同时测量其长度。

计数器11包括若干个位于外转动盘16上的永磁铁14、与永磁铁14相对设置的干簧管以及与干簧管耦接的微处理器，永磁铁14围绕外转动盘16上的分布呈环形，利用干簧管在永磁铁14的作用下使得常开点闭合，而干簧管每次闭合都会产生脉冲信号，并传输至微处理器中计数，进而将数据信息以电信号的形式传输至外部显示器中，从而完成可计算出测量结果，以永磁铁14的数量为a个，从动滚轮9的外圆周长为l计算，微处理器每接收一个脉冲信号，从动滚轮9转动的距离为x＝l/a，当收卷绳索4完成后，微处理器接收到n个脉冲信号，那么绳索4的收卷长度为y1＝nx，而夯锤位于地面初始状态时，位于夯锤与测量仪6之间的绳索4长度为y2，因此夯锤的夯实深度即可通过计算得出y＝y1-y2，上述参数中a、l、y2均为已知数，其中微处理器将信号传输至外部显示器，并将最终结果显示出来的工作原理均为现有技术，在此不过多叙述。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。