落重弯沉仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及落重弯沉仪。
【背景技术】
[0002] 落重弯沉仪(FWD)是由±木工程师使用的用于评估路面结构的物理特性的非破坏 性测试设备。来自FWD的数据主要地用于估计载荷承受能力，尤其是包括波特兰水泥混凝± (PCC)或渐青混凝±(AC)表面的路面。用途包括公路、机场路面、W及铁路轨道。落重弯沉仪 通常地集成在可W通过另一个车辆拖到测试位置处的挂车中，但是也可W集成在车辆自身 中。
[0003] 落重弯沉仪设计为将载荷脉冲给予到路面表面，运模仿了由滚动车轮产生的载 荷。通过使大的重物下落在一组橡胶缓冲件上产生该载荷。产生的力通过圆形加载板传送 到路面。测压元件或者其它载荷感测传感器安装在加载板的顶部并且测量在路面表面上施 加的载荷。诸如地震检波器的一系列偏斜传感器沿着从加载板的中屯、延伸出的梁线性地安 装并且根据在距离施加载荷的几何中屯、多个距离处的载荷来测量产生的路面表面偏斜。 FWD数据可W用于计算刚性相关的参数，例如多层路面结构诸如包括PCC或AC的公路或机场 的路面的各层的杨氏模量。
[0004] 在现有技术FWD中，重物通常沿着竖直的引导杆或柱被液压地升高并且通过束缚 机构保持在预定高度处直到执行测量并且通过FWD操作器发出下落命令。束缚机构然后被 释放并且重物下落在包括已知直径的圆形加载板的力传递装置上，该加载板在重物下落W 前已下降W便与路面表面在期望测量位置处接触。在力传递装置与重物之间设置有减震装 置，例如W橡胶块的形式出现的缓冲件，W将理想的半正弦撞击力传递到路面。力传递装置 通常包括力感测装置W便测量实际撞击力。由于下落重物质量是巨大的，通常在50与750kg 之间，因此通常地通过液压提升机构等将下落重物拾取与提升回到锁定位置。例如通过肝-A-2007-205955和DE-U-9305327已知如上所述的现有技术FWD。在文章 "Faldloddets historie"，Bohn，Axel 0.，43'曰1*，4-11页，1989年9月的155狮004-4318中也描述了现有技 术FWD的实例，描述了从1964年到1989年落重弯沉仪的发展。
[0005] 运些现有技术FWD的一个主要缺点在于测量周期占用相对长的时间，如果在相同 位置处进行连续测量尤其如此。其主要原因是液压提升装置降低W拾取重物、将重物升高 到円锁、W及使重物与液压提升装置脱离接合的过程相对缓慢。此外，在一个位置处的几次 重复下落W后，加载板必须升高到输送位置并且固定，并且再次下降在下一个测量位置处。 在现有技术中，后者是测试周期长的主要原因。当要沿着待调查的公路进行几千次连续测 量时，该过程的累计持续时间降低了整体调查的效率。
【发明内容】
[0006] 在此背景下本发明的目的是提供落重弯沉仪，其允许W较短间隔进行连续测量并 且由此提高了路面偏转测量的测试速率与总体生产率。
[0007] 根据本发明的第一方面，通过落重弯沉仪实现了此目的，落重弯沉仪包括适于与 测试表面接合的加载板;适于将力传递到加载板的力传递装置;缓冲装置;重物，其适于经 由所述缓冲装置撞击所述力传递装置W便提供待经由所述力传递装置传递到所述加载板 的力；引导装置，其用于朝向所述力传递装置引导所述重物；W及提升装置，其用于将重物 提升到所述力传递装置W上的预定高度，其特征在于所述提升装置包括驱动与重物接合的 螺纹轴的电机。
[0008] 通过使用与重物接合的螺纹轴，提升机构与下落重物集成，使得能够在重物下落 W撞击W后立即将重物向回升高到顶部位置处。特别地，由于提升机构与下落重物集成在 一起，为了将其向回提升到顶部位置将其附接到提升机构的单独动作是必要的。此外，螺纹 轴的使用允许加载板和力传递装置迅速地且有效地移动到升高的输送位置。
[0009] 当根据优选实施方式螺纹轴与重物永久接合时运尤其是此种情形。在此情形中， 当重物在撞击后由于缓冲装置与整个系统中的其它弹性而弹回时，可W通过适当地控制电 机简单地继续返回运动。
[0010] 根据另一个优选实施方式，螺纹轴与电机永久接合。通过螺纹轴与重物和电机永 久接合，无需接合联接件等，并且通过适当地控制电机，返回运动可W简单地直接地继续。 尽管运设及下落重物迫使电机旋转并且用作发电机，经验显示运不阻碍重物的下落，并且 仍可W实现充分有力的撞击。将全部=个部分，即电机、螺纹轴与下落重物集成在一个传动 系统中极大地简化了落重弯沉仪的构造。
[0011] 根据另一个优选实施方式，螺纹轴直接地通过电机驱动。现代永磁体电机完全地 能够将足够转矩直接地提供到轴上W提升重物，即使螺纹轴具有高的升角。运进一步简化 了落重弯沉仪的构造。
[0012] 在此方面中，根据其它优选实施方式升角如此高使得螺纹轴与重物成非自锁接 合。具有高的升角是有利的因为其允许下落重物几乎自由地下落，即具有非常小的阻力，由 此提供了足够的撞击力。由此，根据又一个优选实施方式，螺纹轴具有超过40°、优选地超过 50°的升角。运允许重物下落而不太多地受到由旋转在此时用作发电机的电机造成的损失 的影响。电机已经仔细选择为使得不产生过多的反电动势力，即少于600VW便没有损坏控 制电子设备的风险。
[0013] 根据另一个优选实施方式，螺纹轴与重物之间的接合在丝杠、滚柱丝杠或滚珠丝 杠接合中选择。运提供了低摩擦，并且由此甚至较少妨碍了重物的下落。
[0014] 根据另一个优选实施方式，落重弯沉仪还包括用于电机的电机控制器，所述电机 控制器适于控制下落重物的速度。通过使电机控制器适于控制下落重物的速度，变得能够 W多种有利方式影响下落重物，与现有技术的简单下落相比尤其允许更多受控的撞击。
[0015] 根据又一个优选实施方式，落重弯沉仪还包括用于电机的电机控制器，所述电机 控制器适于控制下落重物的位置。通过使电机控制器适于控制下落重物的位置变得能够W 多种有利方式影响下落重物，与现有技术的简单下落相比尤其允许更多受控的撞击。
[0016] 根据另一个优选实施方式，落重弯沉仪包括框架W及用于相对于框架固定下落重 物的装置。固定下落重物允许使用螺纹轴提升与降低力传递装置，更具体地说通过电机将 其下降到与测试表面接合W及将其提升到输送位置处。
【附图说明】
[0017] 现在将参照附图更加详细地描述本发明，在附图中：
[0018] 图1示出了根据本发明的落重弯沉仪的核屯、部分的示意性立体图；
[0019] 图2是包括框架的部分的落重弯沉仪的不同实施方式的示意性立体图；
[0020] 图3示出了图1的落重弯沉仪的示意性立体图；
[0021] 图4示出了现有技术中的下落与提升顺序的高度对时间的示意图；
[0022] 图5示出了根据本发明的下落与提升顺序的高度对时间的示意图；W及
[0023] 图6a-图6f示意性示出了 FWD加载板下降到表面上W及重物的随后下落。
【具体实施方式】
[0024] 首先参照图1，示出了根据本发明的落重弯沉仪1的核屯、部分的立体图。为了可移 动