十字板剪切试验加载装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种十字板剪切试验加载装置，该装置包括驱动部分、测矩部分及控制部分，驱动部分与测矩部分分别通过信号控制连接线与控制部分连接；整个装置通过电源线与外部电源相连，所述步进电机、控制器均固定在底板上，支撑轴承及轴承套通过支座固定在底板上，在底板上设有保护罩。本实用新型专利技术效果是使用该装置将驱动装置与测读装置集成于一处，体积小，重量轻，易于搬运，免去传统电测式仪器中的电缆连接，提高了试验效率，克服了数据飘移，消除了机械式仪器人力手摇读数时的误差，加荷速率稳定，试验数据准确，影响因素少，适用范围广。能准确测出不同强度软土层的试验数据。适合于各种水域工程勘察中的试验检测，特别是采用船载勘探平台进行海域工程地质勘察的检测。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种十字板剪切试验加载装置，该装置包括驱动部分、测矩部分及控制部分，驱动部分与测矩部分分别通过信号控制连接线与控制部分连接；整个装置通过电源线与外部电源相连，所述步进电机、控制器均固定在底板上，支撑轴承及轴承套通过支座固定在底板上，在底板上设有保护罩。本技术效果是使用该装置将驱动装置与测读装置集成于一处，体积小，重量轻，易于搬运，免去传统电测式仪器中的电缆连接，提高了试验效率，克服了数据飘移，消除了机械式仪器人力手摇读数时的误差，加荷速率稳定，试验数据准确，影响因素少，适用范围广。能准确测出不同强度软土层的试验数据。适合于各种水域工程勘察中的试验检测，特别是采用船载勘探平台进行海域工程地质勘察的检测。【专利说明】十字板剪切试验加载装置
本技术设备为一种应用于水域、陆域的工程地质勘察原位测试设备，能对软粘性土的抗剪强度进行量测的十字板剪切试验加载装置。
技术介绍
在港口、水利、公路、桥梁、人工岛等水域工程项目中，软土地基的抗剪强度是一个非常重要的工程指标。对这项指标的测量仪器目前国内外有多种设备，总体分为机械式和电测式两种:机械式采用人力手摇，人工读数，摇速不稳定，读数误差大；电测式的传感器在板头处，通过穿过钻杆的电缆与外部连接，当测试深度较深时，需频繁往钻杆中穿引电缆，操作繁琐，费时费力，且传感器多在地下水位下作业，数据飘移严重。所以目前传统的设备，实际应用范围极为有限，尤其是在受波浪、水流影响较大的水域环境下，其测量值大多离散或失真，工作效率低，试验误差大。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种十字板剪切试验加载装置，能够在试验剪切中，特别是在水城勘察的试验剪切中，有效降低试验误差，提高试验精度，减少外界因素影响，拓宽试验使用范围。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是提供一种十字板剪切试验加载装置，其中:该装置包括三部分:驱动部分、测矩部分及控制部分，驱动部分与测矩部分分别通过信号控制连接线与控制部分连接；驱动部分包括有步进电机、蜗杆、蜗轮，测矩部分包括有力矩传感器、轴杆、销键、支撑轴承及轴承套，控制部分包括有控制器、显示屏及控制按钮，整个装置通过电源线与外部电源相连，所述步进电机、控制器均固定在底板上，所述支撑轴承及轴承套通过支座固定在底板上，在底板上设有保护罩。本技术的效果是使用该装置，用电机驱动代替人工手摇，用自动测读代替人工读数，将驱动装置与测读装置集成于一处，体积小，重量轻，易于搬运，免去传统电测式仪器中的电缆连接，提高了试验效率，克服了数据飘移，消除了机械式仪器人力手摇读数时的误差，加荷速率稳定，试验数据准确，影响因素少，适用范围广。此设备能够脱离水上试验平台，能够与套管独立连接，在保证规范要求的条件下，可以在不同条件的软土层进行十字板剪切原位测试，能准确测出不同强度软土层的试验数据。本装置适合于各种水域工程勘察中的试验检测，特别是采用船载勘探平台进行海域工程地质勘察的项目。【专利附图】【附图说明】图1为本技术电动十字板剪切试验加载装置结构示意图；图2为图1的侧视图；图3为采用新型电动十字板剪切试验装置试验操作示意图；图中:1、步进电机2、力矩传感器3、控制器4、蜗杆5、蜗轮6、轴杆 7、显示屏及控制按钮 8、信号控制连接线9、电源线10、底板11、保护罩12、支撑轴承及轴承套13、销键 14、支座15、反力杆插入套16、反力杆17、套管 18、钻杆19、十字板头20、专用套管适配冒【具体实施方式】结合附图对本技术的十字板剪切试验加载装置的结构进一步说明。本技术的十字板剪切试验加载装置设计思想是，通过步进电机实现对扭矩的匀速稳定传输，以克服传统机械式人力手摇的不稳定性。步进电机与电脑控制器相连，通过参数设置可控制其转速及转向。步进电机通过蜗杆蜗轮将扭矩传递到中间轩轴处。本装置用力矩传感器代替传统设备的钢环、百分表，消除了人工读数的误差，传感器置于钻孔外，克服了传统电测式设备的电缆连接及数据飘移，提高了试验的效率及数据的准确性。本装置的控制器由电脑芯片、主板、显示屏及控制按钮或触摸屏、存储卡等组成，通过显示屏面板上的控制按钮或触摸屏，设置参数，控制电机的转速及转向，将力矩传感器传送来的检测数据显示于显示屏中，并同步存储于外插存储卡中，这样使试验人员既可根据显示屏显示数据进行纸质记录，亦可用计算机从外接存储卡中直接读取数据，操作简便，数据可靠。控制器外接电源为24V?36V直流电源，可由大容量电瓶提供，或由电源适配器自220V交流电源提供，适用范围广泛。控制器负责向步进电机及力矩传感器提供电源。本装置各个器件均整合集成于一底板上，体积小，重量轻，便于携带搬运。如图1所示，本技术的十字板剪切试验加载装置，该装置包括三部分:驱动部分、测矩部分及控制部分，驱动部分与测矩部分分别通过信号控制连接线8与控制部分连接；驱动部分包括有步进电机1、蜗杆4、蜗轮5，测矩部分包括有力矩传感器2、轴杆6、销键13、支撑轴承及轴承套12，控制部分包括有控制器3、显示屏及控制按钮7，整个装置通过电源线9与外部电源相连，所述电源线9所连接外接电源为24V?36V直流电源。所述步进电机1、控制器3均固定在底板10上，所述支撑轴承及轴承套12通过支座14固定在底板10上，在底板10上设有保护罩11。所述保护罩11靠近轴杆6位置设有开孔，保护罩11靠近显示屏及控制按钮7位置为软质透明材料制作的透明窗口。在所述底板10的底部四角处设有反力杆插入套15，反力杆插入套15截面为圆形或方形。所述驱动部分的步进电机I连接蜗杆4，蜗轮5与蜗杆4啮合，蜗轮5上设有力矩传感器2，并通过销键13连接在轴杆6上，轴杆6固定在支撑轴承及轴承套12上；所述控制器3上设有显示屏及控制按钮7。所述力矩传感器2为盘式中间带孔的力矩传感器，力矩传感器2的下盘与蜗轮5固接，力矩传感器2的上盘中间孔带销键槽，通过销键13与轴杆6固接。所述所述销键13为随时插拔的可插拔式销键。所述控制器3的外周设有密封罩，控制器3的底部设有避震的橡胶垫圈，在显示屏及控制按钮7上设有存储卡插接口。显示屏及控制按钮7为集成一体式触摸屏。本技术的十字板剪切试验加载装置功能是这样实现的:该装置通过所述显示屏面板上的控制按钮7，可设置输入参数，从而通过控制器3控制步进电机I的转速、转向，进而实现对轴杆6的转速及转向的控制。所述步进电机I通过蜗杆4驱动蜗轮5，所述蜗轮5下端接支撑轴承及轴承套12，上端固接力矩传感器2。所述力矩传感器2为一盘式中间带孔力矩传感器，其下盘固接蜗轮5的信号，上盘通过销键槽及销键13固接轴杆6，为方便销键13插拔，所述力矩传感器2的上盘中间圆孔边缘等距分布3个销键槽。所述蜗轮5的转动带动力矩传感器2的转动，进而驱动轴杆6的转动。所述力矩传感器2对轴杆6的力矩、转速进行实时监测，并通过信号控制连接线8将检测数据实时传送到控制器3。控制器3接收信号控制连接线8实时传送来的数据，并对其进行初步处理，将处理结果数据实时显示于显示屏及控制按钮7上，并同步存储于外接存储卡上。所述控制器3自带一密封罩，通过电源线9接入外部电源，外接电源为24V?36V直流电源，可由大容量电瓶提供，或由电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种十字板剪切试验加载装置，其特征是：该装置包括三部分：驱动部分、测矩部分及控制部分，驱动部分与测矩部分分别通过信号控制连接线（8）与控制部分连接；驱动部分包括有步进电机（1）、蜗杆（4）、蜗轮（5），测矩部分包括有力矩传感器（2）、轴杆（6）、销键（13）、支撑轴承及轴承套（12），控制部分包括有控制器（3）、显示屏及控制按钮（7），整个装置通过电源线（9）与外部电源相连，所述步进电机（1）、控制器（3）均固定在底板（10）上，所述支撑轴承及轴承套（12）通过支座（14）固定在底板（10）上，在底板（10）上设有保护罩（11）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵居代，杨鸿钧，张喜平，周庆礼，马军鹏，亢保军，
申请(专利权)人：中交第一航务工程勘察设计院有限公司，
类型：实用新型
国别省市：