一种岩土试件超声波测试设备的制作方法

本发明涉及地质实验，尤其是涉及一种岩土试件超声波测试设备。

背景技术：

1、岩土试件超声波检测的原理与地震勘探的原理十分类似，基础为研究弹性波在岩土介质中的传播特征，声波在不同类型的介质中具有不同的传播特征。岩土介质的结构和密度等因素发生变化时，声波的传播速度和能量衰减以及频谱成分等都将发生相应的变化。

2、超声波测试的方法包括平透法和直达波法，直达波法相较于平透法所接收的信号能量强且声波清晰易识别，使得直达波法相较于平透法所测的精度高。直达波法检测是需要对岩土样体的端面进行钻孔，然后将超声波检测设备中的发射换能器和接收换能器放置于岩土样体的不同的孔洞内侧，发射换能器和接收换能器与岩土样体的端面之间距离相同。

3、针对上述的相关技术，现目前超声波测试的方法都是首先进行人工打孔的操作，然后是通过人工用气枪清理残渣的操作，最后是通过放置超声波测试用的发射换能器和接收换能器进行检测；打孔、清理和检测都是分段进行的降低了工作人员的工作效率。

技术实现思路

1、为了改善打孔、清理和检测都是分段进行而降低了工作人员的工作效率的效果，本技术提供一种岩土试件超声波测试设备。

2、本技术提供的一种岩土试件超声波测试设备，采用如下的技术方案：

3、一种岩土试件超声波测试设备，包括承载平台、设于承载平台表面用于夹持岩土样体的夹持结构、设于承载平台上方的检测结构、设于承载平台下方的钻孔结构；所述检测结构包括通过测试条板转动于承载平台上方的测试圆杆、两根绕设于测试圆杆周侧的线缆；两根线缆一端均与检测设备相连接，两根线缆另一端分别安装有发射换能器和接收换能器，还包括两个水平设置的承载面板、水平转动安装于两个所述承载面板之间的承托直杆；所述承载平台转动于两个承载面板之间，所述承托直杆穿过所述承载平台并与所述承载平台固定连接。

4、通过采用上述技术方案，夹持结构使得岩土样体锁紧于承载平台顶部的位置，承托电机通过承托直杆带动承载平台实现180度的翻转；岩土样体转动至承载平台靠近钻孔结构的一侧，钻孔结构能够实现岩土样体钻孔的操作；岩土样体转动至承载平台靠近检测结构一侧，测试结构能够实现岩土样体超声波测试的操作，以达到承载平台的旋转即可实现钻孔和清洁的效果。

5、可选的，钻孔结构包括水平设于承载平台下方的升降圆台、设于所述升降圆台顶部的钻孔部件和清洁部件，所述钻孔部件和所述清洁部件以升降圆台的轴心为周向等间距设置；所述钻孔部件包括转动于升降圆台顶部的钻头导柱、固定于钻头导柱靠近岩土样体的端部的合金钻头，所述清洁部件包括穿过升降圆台的清洁导筒，所述升降圆台底部设有用于驱动所述升降圆台升降的升降结构，所述升降圆台顶部设有用于驱动钻头导柱和清洁导筒同步旋转的同步结构。

6、通过采用上述技术方案，升降结构带动升降圆台朝向靠近岩土样体的方向移动，钻头导柱上的合金钻头用于岩土样体表面的钻孔操作，清洁导筒用于岩土样体孔洞的清洁操作，同步结构能够实现钻头导柱和清洁导筒同步旋转的效果。

7、可选的，所述同步结构包括固定于升降圆台顶面的气动马达、转动安装于所述升降圆台顶面的同步圆杆、同轴固定于所述气动马达输出轴的蜗杆、同轴固定于所述同步圆杆周侧的蜗轮，所述蜗杆与蜗轮相啮合；所述同步结构还包括转动安装于所述升降圆台顶部的锥齿轮一、同轴固定所述钻头导柱周侧的锥齿轮二、同轴固定于同步圆杆两端的锥齿轮三；两个锥齿轮三分别与锥齿轮一和锥齿轮二相啮合，所述清洁导筒同轴穿过锥齿轮一，所述清洁导筒和所述锥齿轮一之间设有用于使得清洁导筒和锥齿轮一同步旋转的限位部件。

8、通过采用上述技术方案，气动马达通过蜗轮和蜗杆相啮合的关系带动同步圆杆旋转，同步圆杆通过自身两端的锥齿轮三带动锥齿轮一和锥齿轮二旋转,锥齿轮一通过钻头导柱带动合金钻头旋转，锥齿轮二带动清洁导筒旋转，以此达到清洁导筒和合金钻头同步转动的效果。

9、可选的，所述升降结构包括设于升降圆台下方的底座箱体、转动安装于底座箱体顶部的升降筒体、滑移于升降筒体内的升降活塞、固定于所述升降活塞顶部的升降滑杆；所述升降滑杆顶端穿过升降筒体并与升降圆台固定连接，所述升降活塞外周面与升降筒体内周面紧密贴合；所述底座箱体顶部设有驱动升降筒体旋转的传动机构。

10、通过采用上述技术方案，气动马达内的稳定气流通过波纹软管灌输至升降筒体，此时第一电磁阀和气泵呈关闭状态，升降筒体内的气压逐渐增加并驱动升降活塞和升降滑杆竖向朝上移动，达到合金钻头朝向岩土样体进行第一孔洞的钻孔的效果；第一电磁阀、第二电磁阀和气泵开启，升降筒体内的气体通过气泵增压和波纹软管传导灌注至清洁导筒，升降筒体内的气压减小而带动升降滑杆竖向朝下移动，达到升降圆台带动合金钻头和清洁导筒与岩土样体相脱离的效果。

11、可选的，所述传动机构包括固定于底座箱体顶部的驱动筒体、滑移于所述驱动筒体内的驱动活塞、固定于所述驱动活塞靠近升降筒体的表面的驱动滑杆、连接于所述驱动活塞与所述驱动筒体之间的弹力绳，所述驱动滑杆穿过驱动筒体并靠近升降筒体；所述传动机构还包括固定于所述驱动滑杆远离所述驱动活塞的端部的齿条、同轴固定于所述驱动筒体周侧的齿圈，所述齿条与所述齿圈相啮合，所述驱动活塞外周面与驱动筒体内周面紧密贴合。

12、通过采用上述技术方案，合金钻头和清洁导筒与岩土样体保持相脱离状态，第二电磁阀关闭使得气体通过气泵的增压灌注至驱动筒体，驱动筒体内的气体逐渐压缩并带动驱动活塞和驱动滑杆滑移，驱动滑杆通过齿圈和齿条相啮合的关系带动升降筒体旋转180度，清洁导筒和钻头导柱带动旋转圆顶旋转，旋转圆顶会将残渣完全甩入残渣收集盒。

13、可选的，所述清洁导筒表面设有若干个喷气口，所述清洁导筒顶部以自身的轴心为周向环绕固定有若干排螺旋状的清洁刷毛。

14、通过采用上述技术方案，清洁导筒伸入至岩土样体的孔洞，清洁导筒顶部的螺旋式的清洁刷毛清理着孔洞内的顽固残渣，第一电磁阀、第二电磁阀和气泵开启，气体通过清洁导筒表面的若干个喷气口喷出以清理孔洞内的灰尘；以达到清洁导筒多次清理岩土样体的孔洞的效果。

15、可选的，所述升降筒体和驱动筒体周侧均设有进气口和出气口，所述气动马达出气口与升降筒体进气口、所述升降筒体出气口与驱动筒体进气口、所述驱动筒体出气口与清洁导筒均通过波纹软管相连通，所述气动马达进气口与供气设备相连通，所述升降筒体与驱动筒体之间的波纹软管周侧设有第一电磁阀和气泵，所述驱动筒体与清洁导筒之间的波纹软管周侧设有第二电磁阀。

16、通过采用上述技术方案，通过第一电磁阀、气泵和第二电磁阀的启闭以及波纹软管的传导能够实现升降圆台沿竖直方向的升降运动；通过第一电磁阀、气泵和第二电磁阀的启闭以及波纹软管的传导能够实现升降圆台沿竖直方向旋转的效果；通过第一电磁阀、气泵和第二电磁阀的启闭以及波纹软管的传导能够实现清洁导筒表面的若干个喷气口喷出气体来清理孔洞内的灰尘。

17、可选的，所述承载面板下方设有用于收集岩土样体钻孔所产生的残渣的收集结构，收集结构包括设于所述岩土样体下方的残渣收集盒、转动于所述残渣收集盒顶部的旋转圆顶；两个所述承载面板均通过两个承托条板架设于所述残渣收集盒上方，所述旋转圆顶表面沿着自身的中心位置指向自身的圆周边缘方向由上至下倾斜设置，所述清洁导筒和所述钻头导柱均穿过旋转圆顶。

18、通过采用上述技术方案，岩土样体的洞口竖直朝下设置，使得岩土样体钻孔所产生的残渣通过重力作用掉落至旋转圆顶表面，残渣然后通过旋转圆顶倾斜的表面掉落至残渣收集盒；驱动滑杆通过齿圈和齿条相啮合的关系带动升降筒体旋转度，清洁导筒和钻头导柱带动旋转圆顶旋转，旋转圆顶会将残渣完全甩入残渣收集盒，以达到残渣收集的效果。

19、可选的，所述夹持结构包括若干个设于承载平台底面靠近两个承托条板的位置的承托支架、若干个固定安装于承载平台靠近岩土样体的表面的双向气缸，所述双向气缸两端的输出轴分别与两个承托支架固定连接，所述岩土样体设于两个承托支架之间；所述夹持结构还包括若干个固定于两个所述承托支架相靠近的侧壁的夹持套筒、穿设于所述夹持套筒靠近所述岩土样体的端部的夹持锥体、固定连接于所述夹持锥体与所述夹持套筒远离岩土样体的内壁之间的压缩弹簧，所述夹持锥体靠近岩土样体的端部呈尖锥形。

20、通过采用上述技术方案，双向气缸启动并通过自身两端的输出轴带动两个承托支架相互靠近，直至两个承托支架上的夹持锥体的尖锥端与岩土样体侧壁相抵接，以达到岩土样体固定于承载平台表面的效果。

21、可选的，所述清洁导筒设有贯穿自身外周面的限位通槽，所述限位部件包括通过限位通槽卡接于清洁导筒周侧的限位平键，所述限位平键与所述锥齿轮一固定连接。

22、通过采用上述技术方案，限位平键通过限位通槽卡接于清洁导筒周侧的位置，实现锥齿轮一驱动清洁导筒旋转的同时，锥齿轮一不影响清洁导筒竖向移动的效果。

23、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

24、1.岩土样体转动至承载平台靠近钻孔结构的一侧，钻孔结构能够实现岩土样体钻孔的操作；岩土样体转动至承载平台靠近检测结构一侧，测试结构能够实现岩土样体超声波测试的操作，以达到承载平台的旋转即可实现钻孔和清洁的效果；

25、2.通过第一电磁阀、气泵和第二电磁阀的启闭以及波纹软管的传导能够实现升降圆台沿竖直方向的升降运动；通过第一电磁阀、气泵和第二电磁阀的启闭实现升降圆台沿竖直方向旋转的效果；通过第一电磁阀、气泵和第二电磁阀的启闭以及波纹软管的传导能够实现清洁导筒表面的若干个喷气口喷出气体来清理孔洞内的灰尘；

26、3.岩土样体的洞口竖直朝下设置，使得岩土样体钻孔所产生的残渣通过重力作用掉落至旋转圆顶表面，残渣然后通过旋转圆顶倾斜的表面掉落至残渣收集盒；清洁导筒和钻头导柱带动旋转圆顶旋转，旋转圆顶会将残渣完全甩入残渣收集盒。