一种适用于高速公路路基动态回弹模量测试仪的制作方法

1.本发明涉及公路路基检测设备领域，具体涉及一种适用于高速公路路基动态回弹模量测试仪。


背景技术：

2.目前，路基动态回弹模量测试仪的基本原理是通过一定质量的重物落锤自由落下锤击一块具有一定刚性的承载板作用于路面，然后通过力传感器和按一定间距布置的位移传感器测定路表所受的冲击力和变形响应，从而可以根据这些数据反算得到动态回弹模量。
3.现有的手持(便携)式路基动态回弹模量测试仪在测试时，需要人工提升落锤，并反复多次，存在重复性操作，不仅操作人员容易感觉到疲劳，且测试效率低。
4.因此，发明一种适用于高速公路路基动态回弹模量测试仪来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种适用于高速公路路基动态回弹模量测试仪，以解决现有的路基动态回弹模量测试仪存在重复性操作，不仅操作人员容易感觉到疲劳，且测试效率低的问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于高速公路路基动态回弹模量测试仪，包括机架，所述机架用于安装路基动态回弹模量测试部件；
7.落锤机构，所述落锤机构包括两个电动伸缩缸以及设置成圆筒状结构的卡座，两个所述电动伸缩缸呈对称设置，所述电动伸缩缸固定在机架顶板的底部，所述电动伸缩缸的活塞杆与卡座顶部相连，所述卡座内顶板的中心处安装有定位套筒；
8.移动机构，所述移动机构通过载物板设置在机架外部，所述移动机构用于使装置便于移动；
9.重锤组件以及设置在重锤组件上的固定组件，所述重锤组件包括砝码盘以及安装在砝码盘顶部中心处的锤杆，所述锤杆的下部固定套接有与定位套筒适配的定位块，且所述固定组件通过固定盘设置在砝码盘顶部；
10.承载板，所述承载板设置在机架内侧，所述承载板用于将重锤组件下落时的冲击作用于路面。
11.作为本发明的优选方案，所述定位套筒的上部套接固定有环形电磁铁，所述环形电磁铁的下方设置有轻质移动环，所述轻质移动环的截面形状设置为梯形，所述轻质移动环顶部嵌设有环形强磁铁，所述环形强磁铁的内侧设置有至少三个契形挡件，所述契形挡件采用环形阵列方式均布在卡座底板的顶部，所述契形挡件的底部安装有滑动杆，所述滑动杆的中心处开设有贯穿孔；
12.所述卡座的底板上开设有与滑动杆相匹配的滑动槽，所述滑动槽的内侧安装有与
贯穿孔适配的引导杆，所述引导杆的截面形状设置为t形，所述引导杆的外壁上套设有复位弹簧一，所述复位弹簧一的两端分别与滑动槽和滑动杆固定连接，且所述定位套筒内部设置有六个助力弹簧，六个所述助力弹簧采用环形阵列方式均布在卡座顶板上并与卡座顶板固定连接。
13.作为本发明的优选方案，所述轻质移动环上开设有至少三个贯通孔，所述贯通孔沿圆周均布在轻质移动环上，每个所述贯通孔内均设有导向杆，所述导向杆的两端分别与环形电磁铁底部和卡座内底板固定连接，所述导向杆的上部套设有复位弹簧二，所述复位弹簧二被夹持在环形电磁铁与轻质移动环之间。
14.作为本发明的优选方案，所述固定组件包括螺纹杆a，所述螺纹杆a固定在固定盘顶部中心处，所述螺纹杆a外套接有压板a，所述压板a的顶部中心处焊接固定有调整螺母，所述调整螺母采用螺纹套接在螺纹杆a外。
15.作为本发明的优选方案，所述固定组件包括固定筒和锁紧部，所述固定筒固定在固定盘顶部，所述固定筒的内部安装有固定板，所述固定筒的外壁上对称开设有滑槽，所述固定筒外滑动套接有压板b，所述压板b的顶部对称安装有弧形连接板；
16.所述固定盘的中心处转动设置有螺纹杆b，所述螺纹杆b设置在固定筒内部，所述螺纹杆b的另一端安装有转动柄，且所述螺纹杆b的外壁上通过螺纹啮合连接有滑座，所述滑座的外壁上对称设置有与滑槽配合的滑块，所述滑块与弧形连接板相连接；
17.所述锁紧部包括内螺纹套、锁紧套和转动套，所述转动套固定套接在螺纹杆b外部并转动设置在固定板中心处，所述内螺纹套转动设置在固定筒远离固定盘的一端中心处，所述内螺纹套内部通过螺纹连接有外螺纹套，所述外螺纹套的一端与锁紧套相贯通，且所述内螺纹套的一端套设有弹性卡套，所述弹性卡套与固定筒内壁固定连接，且所述内螺纹套的另一端外壁上沿圆周设置有至少三个握柄。
18.作为本发明的优选方案，所述移动机构包括移动支架、丝杠和调节组件，所述移动支架底部的四个顶角处逐一安装有万向轮，所述移动支架上开设有避让槽，所述避让槽设置在远离丝杠的一端，且所述移动支架通过螺纹套接在丝杠外部，所述丝杠转动设置在载物板上，所述载物板与机架固定连接；
19.所述调节组件包括电机和伸缩杆，所述电机固定在机架顶板的底部，所述电机的输出轴键连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮的一侧啮合连接有从动齿轮，所述从动齿轮套接固定在伸缩杆上部，所述伸缩杆上端安装有调节柄，所述伸缩杆下端与丝杠上端法兰连接。
20.作为本发明的优选方案，所述承载板顶部边缘处安装有两个固定耳板，两个所述固定耳板之间通过锁紧螺栓设置有传感器支架，所述锁紧螺栓通过螺母与固定耳板相连；
21.所述传感器支架上插接固定有至少三个位移传感器，三个所述位移传感器的一侧螺接有调平螺栓，且所述承载板的顶部安装有至少一个力传感器。
22.作为本发明的优选方案，所述砝码盘顶部放置有至少一个增重砝码，所述增重砝码上开设有与锤杆适配的缺口。
23.作为本发明的优选方案，所述机架顶板的中心处插接设置有与锤杆相配合的导向筒，且所述锤杆的上端安装有提拉手柄。
24.作为本发明的优选方案，所述机架的一侧对称安装有推拉把手，所述推拉把手位于载物板外侧，所述推拉把手设置在机架上部。
25.在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
26.1、通过设置的落锤机构、重锤组件和移动机构，能够完成路基动态回弹模量的测试，在测试过程中，利用落锤机构替代了人工提升重锤组件，在有效避免由于重复性操作导致操作人员容易感觉到疲劳的基础上，提高了测试效率，且保留了采用人工方式提升重锤组件的功能，能够提高装置的适用性；
27.2、通过电机控制驱动齿轮与从动齿轮啮合传动，从而带动丝杠旋转，对移动支架的高度进行调节，从而能够调节万向轮的高度，便于用户使用，能有效避免在检测时装置出现移动的情况，还可以调节伸缩杆的高度，使从动齿轮脱离驱动齿轮，然后人工转动调节柄，使丝杠旋转，对移动支架的高度进行调节，将电动与人工调节结合在一起，能够提高装置的适用性，使用更加方便；
28.3、可以通过用工具旋转调整螺母，使压板a压紧增重砝码，还可以通过用手旋转转动柄，使螺纹杆b转动，利用螺纹啮合，使滑座带动压板b移动来压紧增重砝码，再利用锁紧部锁紧螺纹杆b，能有效防止由于误触转动柄导致螺纹杆b旋转的情况出现，且通过改变增重砝码的数量，能够改变荷载，进而能够在不同荷载下对路基动态回弹模量进行测量，使得测试结果的准确性更高。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明的第一视角立体图；
31.图2为本发明的图1中a处放大图；
32.图3为本发明的第二视角立体图；
33.图4为本发明卡座的剖视图；
34.图5为本发明图4中b处放大图；
35.图6为本发明实施例一的安装图；
36.图7为本发明实施例一的使用图；
37.图8为本发明实施例二的示意图；
38.图9为本发明实施例二的剖视图；
39.图10为本发明承载板的结构示意图。
40.附图标记说明：
41.1、机架；11、导向筒；12、载物板；2、落锤机构；21、电动伸缩缸；22、卡座；221、滑动槽；222、引导杆；223、复位弹簧一；23、定位套筒；24、助力弹簧；25、环形电磁铁；26、轻质移动环；261、环形强磁铁；27、导向杆；28、复位弹簧二；29、契形挡件；291、滑动杆；3、承载板；31、固定耳板；32、传感器支架；33、位移传感器；34、调平螺栓；35、锁紧螺栓；4、推拉把手；5、移动机构；51、移动支架；511、避让槽；52、丝杠；53、电机；54、驱动齿轮；55、从动齿轮；56、伸缩杆；57、万向轮；58、调节柄；6、重锤组件；61、锤杆；62、砝码盘；63、定位块；64、增重砝码；65、提拉手柄；7、固定组件；71、螺纹杆a；72、调整螺母；73、压板a；74、固定筒；741、滑槽；742、固定板；75、螺纹杆b；751、转动柄；76、压板b；761、弧形连接板；77、滑座；78、固定盘；
79、锁紧部；791、内螺纹套；792、外螺纹套；793、转动套；794、锁紧套；795、弹性卡套；796、握柄。
具体实施方式
42.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
43.本发明提供了如图1-10所示的一种适用于高速公路路基动态回弹模量测试仪，包括机架1，机架1用于安装路基动态回弹模量测试部件；
44.落锤机构2，落锤机构2包括两个电动伸缩缸21以及设置成圆筒状结构的卡座22，两个电动伸缩缸21呈对称设置，电动伸缩缸21固定在机架1顶板的底部，电动伸缩缸21的活塞杆与卡座22顶部相连，卡座22内顶板的中心处安装有定位套筒23；
45.移动机构5，移动机构5通过载物板12设置在机架1外部，移动机构5用于使装置便于移动；
46.重锤组件6以及设置在重锤组件6上的固定组件7，重锤组件6包括砝码盘62以及安装在砝码盘62顶部中心处的锤杆61，锤杆61的下部固定套接有与定位套筒23适配的定位块63，且固定组件7通过固定盘78设置在砝码盘62顶部；
47.承载板3，承载板3设置在机架1内侧，承载板3用于将重锤组件6下落时的冲击作用于路面。
48.具体的，将承载板3放置在预先定好的测点上，利用移动机构5移动装置，使重锤组件6处于承载板3的正上方，然后通过落锤机构2控制重锤组件6下落，进行路基动态回弹模量测试，在测试过程中，利用固定组件7可以增减荷载，从而能够提高测试结果的准确性。
49.需要说明的是，各个执行机构共用一套控制器，如plc控制器，可以与主机(装有分析软件)进行数据交互，进而能算出动态回弹模量。
50.在上述技术方案中，结构中承载板3顶部边缘处安装有两个固定耳板31，两个固定耳板31之间通过锁紧螺栓35设置有传感器支架32，锁紧螺栓35通过螺母与固定耳板31相连，通过松动锁紧螺栓35，可以调节传感器支架32的角度，不用时可以将传感器支架32调节至竖直方向，占用空间更小，方便收纳；
51.其中，结构中传感器支架32上插接固定有至少三个位移传感器33，三个位移传感器33的一侧螺接有调平螺栓34，有利于调平传感器支架32，且结构中承载板3的顶部安装有至少一个力传感器，利用设置的位移传感器33能测距，利用力传感器测量承载板3受到的作用力。
52.在上述技术方案中，结构中砝码盘62顶部放置有至少一个增重砝码64，增重砝码64上开设有与锤杆61适配的缺口，通过改变增重砝码64的数量可以改变荷载大小。
53.在上述技术方案中，结构中机架1顶板的中心处插接设置有与锤杆61相配合的导向筒11，且锤杆61的上端安装有提拉手柄65，设置的提拉手柄65有利于手动提升锤杆61。
54.在上述技术方案中，结构中机架1的一侧对称安装有推拉把手4，推拉把手4位于载物板12外侧，推拉把手4设置在机架1上部，设置的推拉把手4使使用者移动装置更加方便。
55.为了实现自动提升重锤组件6，做出如下改进，结构中定位套筒23的上部套接固定有环形电磁铁25，环形电磁铁25的下方设置有轻质移动环26，轻质移动环26的截面形状设
置为梯形，轻质移动环26顶部嵌设有环形强磁铁261，环形强磁铁261的内侧设置有至少三个契形挡件29，契形挡件29的截面形状类似“7”字形，契形挡件29采用环形阵列方式均布在卡座22底板的顶部，契形挡件29的底部安装有滑动杆291，滑动杆291的中心处开设有贯穿孔，滑动杆291起到导向作用；
56.其中，结构中卡座22的底板上开设有与滑动杆291相匹配的滑动槽221，滑动槽221的内侧安装有与贯穿孔适配的引导杆222，引导杆222的截面形状设置为t形，引导杆222的外壁上套设有复位弹簧一223，复位弹簧一223用于使契形挡件29复位，复位弹簧一223的两端分别与滑动槽221和滑动杆291固定连接，且定位套筒23内部设置有六个助力弹簧24，六个助力弹簧24采用环形阵列方式均布在卡座22顶板上并与卡座22顶板固定连接，设置的助力弹簧24能加快重锤组件6的下落速度。
57.另外，结构中轻质移动环26上开设有至少三个贯通孔，贯通孔沿圆周均布在轻质移动环26上，每个贯通孔内均设有导向杆27，导向杆27起到导向作用，导向杆27的两端分别与环形电磁铁25底部和卡座22内底板固定连接，导向杆27的上部套设有复位弹簧二28，复位弹簧二28用于使轻质移动环26复位，复位弹簧二28被夹持在环形电磁铁25与轻质移动环26之间。
58.具体的，对环形电磁铁25通电，环形电磁铁25产生的吸引力使环形强磁铁261带动轻质移动环26上移，通过轻质移动环26挤压复位弹簧二28，同时利用复位弹簧一223的弹力使契形挡件29远离圆心，之后启动电动伸缩缸21，通过电动伸缩缸21控制卡座22下移，使定位块63进入定位套筒23并挤压助力弹簧24，然后对环形电磁铁25断电，利用复位弹簧二28的弹力和轻质移动环26本身的重力使轻质移动环26下移，通过轻质移动环26挤压契形挡件29，使契形挡件29靠近圆心，利用契形挡件29阻挡定位块63以防止锤杆61下落，利用电动伸缩缸21提升重锤组件6至一定高度后，对环形电磁铁25通电，使契形挡件29远离圆心，此时利用重力以及助力弹簧24的弹力，重锤组件6自由下落，重复上述操作，即可进行多次测量。
59.为了避免砝码掉落的情况出现，结构中固定组件7包括螺纹杆a71，螺纹杆a71固定在固定盘78顶部中心处，螺纹杆a71外套接有压板a73，压板a73的顶部中心处焊接固定有调整螺母72，调整螺母72采用螺纹套接在螺纹杆a71外。
60.为了使固定组件7使用更加便捷，做出进一步改进，结构中固定组件7包括固定筒74和锁紧部79，固定筒74固定在固定盘78顶部，固定筒74的内部安装有固定板742，固定筒74的外壁上对称开设有滑槽741，固定筒74外滑动套接有压板b76，压板b76的顶部对称安装有弧形连接板761，设置的弧形连接板761便于安装压板b76；
61.其中，结构中固定盘78的中心处转动设置有螺纹杆b75，螺纹杆b75设置在固定筒74内部，螺纹杆b75的另一端安装有转动柄751，转动柄751方便转动螺纹杆b75，且结构中螺纹杆b75的外壁上通过螺纹啮合连接有滑座77，滑座77的外壁上对称设置有与滑槽741配合的滑块，滑块与弧形连接板761相连接，滑块与滑槽741滑动配合，用于导向、限位；
62.另外，结构中锁紧部79包括内螺纹套791、锁紧套794和转动套793，转动套793固定套接在螺纹杆b75外部并转动设置在固定板742中心处，内螺纹套791转动设置在固定筒74远离固定盘78的一端中心处，内螺纹套791内部通过螺纹连接有外螺纹套792，外螺纹套792的一端与锁紧套794相贯通，且结构中内螺纹套791的一端套设有弹性卡套795，弹性卡套795采用橡胶制作，能够锁紧锁紧套794，能够有效避免由于误触到握柄796导致锁紧螺纹杆
b75的情况出现，弹性卡套795与固定筒74内壁固定连接，且结构中内螺纹套791的另一端外壁上沿圆周设置有至少三个握柄796，设置的握柄796方便转动内螺纹套791。
63.具体的，实施例一，通过用工具旋转调整螺母72，来调节压板a73的高度，利用压板a73能压紧增重砝码64，还有利于调节增重砝码64的数量；
64.实施例二，通过用手旋转转动柄751，使螺纹杆b75转动，利用螺纹啮合，使滑座77带动压板b76移动，对压板b76的高度进行调节，利用压板b76能够压紧增重砝码64，需要锁紧螺纹杆b75时，通过用手转动握柄796使内螺纹套791转动，利用螺纹啮合使外螺纹套792带动锁紧套794下移，使转动套793卡入锁紧套794，对螺纹杆b75进行锁紧，反向转动内螺纹套791即可解锁，使用更加便捷，不需要额外携带工具。
65.为了便于移动装置，结构中移动机构5包括移动支架51、丝杠52和调节组件，移动支架51底部的四个顶角处逐一安装有万向轮57，设置的万向轮57实现装置的便于移动，方便携带，移动支架51上开设有避让槽511，设置的避让槽511能避免传感器支架32对装置移动造成阻碍，避让槽511设置在远离丝杠52的一端，且结构中移动支架51通过螺纹套接在丝杠52外部，丝杠52转动设置在载物板12上，载物板12与机架1固定连接，载物板12用于支撑丝杠52；
66.其中，结构中调节组件包括电机53和伸缩杆56，电机53固定在机架1顶板的底部，电机53的输出轴键连接有驱动齿轮54，驱动齿轮54的一侧啮合连接有从动齿轮55，从动齿轮55套接固定在伸缩杆56上部，伸缩杆56上端安装有调节柄58，设置的调节柄58可以用于转动丝杠52，也可以方便伸缩杆56的调节，伸缩杆56下端与丝杠52上端法兰连接，伸缩杆56采用现有技术中的结构，需要具备自锁装置，如螺栓，在此不对伸缩杆56的具体伸缩结构作限定。
67.具体的，能够提供电源时，启动电机53，通过电机53控制驱动齿轮54与从动齿轮55啮合传动，从而带动丝杠52旋转，对移动支架51的高度进行调节，从而能够调节万向轮57的高度，便于用户使用，能有效避免在检测时装置出现移动的情况，无法提供电源时，调节伸缩杆56的高度，使从动齿轮55脱离驱动齿轮54，然后人工转动调节柄58，使丝杠52旋转，对移动支架51的高度进行调节。
68.本发明工作原理：
69.能够提供电源时，对装置通电，将承载板3放置在预先定好的测点上，启动电机53，通过电机53控制驱动齿轮54与从动齿轮55啮合传动，从而带动丝杠52旋转，对移动支架51的高度进行调节，使万向轮57与地面接触，然后握住推拉把手4并用力，即可移动装置，使重锤组件6处于承载板3的正上方，然后在砝码盘62上放置一定数量的增重砝码64，可以通过用工具旋转调整螺母72，使压板a73压紧增重砝码64，还可以通过用手旋转转动柄751，使螺纹杆b75转动，利用螺纹啮合，使滑座77带动压板b76移动来压紧增重砝码64，固定好增重砝码64后，对环形电磁铁25通电，环形电磁铁25产生的吸引力使环形强磁铁261带动轻质移动环26上移，通过轻质移动环26挤压复位弹簧二28，同时利用复位弹簧一223的弹力使契形挡件29远离圆心，之后启动电动伸缩缸21，通过电动伸缩缸21控制卡座22下移，使定位块63进入定位套筒23并挤压助力弹簧24，然后对环形电磁铁25断电，利用复位弹簧二28的弹力和轻质移动环26本身的重力使轻质移动环26下移，通过轻质移动环26挤压契形挡件29，使契形挡件29靠近圆心，利用契形挡件29阻挡定位块63以防止锤杆61下落，利用电动伸缩缸21
提升重锤组件6至一定高度后，对环形电磁铁25通电，使契形挡件29远离圆心，此时利用重力以及助力弹簧24的弹力，重锤组件6自由下落，利用锤杆61、砝码盘62和增重砝码64组成的重锤锤击承载板3，通过力传感器和位移传感器33分别检测荷载值和路基结构层的回弹变形位移值，重复落锤操作，即可进行多次检测，有利于提高检测效率；
70.不能够提供电源或电源不充足时，通过调节伸缩杆56的高度，使从动齿轮55脱离驱动齿轮54，然后人工转动调节柄58，使丝杠52旋转，对移动支架51的高度进行调节，进行落锤操作时，则握住提拉手柄65，采用人工方式提升重锤组件6进行测试。
71.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。