一种高速公路路面质量检测用取芯装置及操作方法与流程

本发明属于路面取芯检测，具体的说是一种高速公路路面质量检测用取芯装置及操作方法。

背景技术：

1、公路工程施工完成后，需对路面结构层的厚度、压实度、粘结强度等关键质量指标进行抽样检测，路面钻芯取样是公路竣工验收与后期养护检测的核心工序，通过取芯机钻取成型路面芯样，可直观判定路面各结构层的施工质量，为工程质量评定提供可靠数据支撑，目前行业内普遍采用立式路面取芯机完成钻芯作业，通过高速旋转的钻筒切入路面及路基内部，获取柱状芯样以开展后续理化检测。

2、然而，在钻筒钻进取样完成后，芯样根部容易与路基基层保持固接状态，直接抬升钻筒极易导致芯样滞留于路基钻孔内部，取芯成功率低，其次，若是芯样被钻筒直接带出，芯样易与钻筒内壁发生粘连卡滞，存在卸料困难的问题，强行取料容易导致芯样破损，无法保证芯样完整性，影响检测精度，另外，传统取芯作业仅依靠外部喷淋方式对钻筒进行降温冷却，钻筒与路面路基紧密贴合形成封堵结构，冷却液喷洒至路面后易向四周扩散，难以有效渗入钻筒切削区域，导致降温效果有限。

3、为此，本发明提供一种高速公路路面质量检测用取芯装置及操作方法。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决在钻筒钻进取样完成后，芯样根部容易与路基基层保持固接状态，直接抬升钻筒极易导致芯样滞留于路基钻孔内部，取芯成功率低，其次，若是芯样被钻筒直接带出，芯样易与钻筒内壁发生粘连卡滞，存在卸料困难、芯样破损断裂的问题，无法保证芯样完整性，影响检测精度，另外，传统取芯作业仅依靠外部喷淋方式对钻筒进行降温冷却，钻筒与路面路基紧密贴合形成封堵结构，冷却液喷洒至路面后易向四周扩散，难以有效渗入钻筒切削区域，导致降温效果有限的问题，本发明提出一种高速公路路面质量检测用取芯装置及操作方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种高速公路路面质量检测用取芯装置，包括底座，所述底座的顶部固定连接有固定架，所述固定架的顶部固定连接有第一电机，所述第一电机的输出端贯穿固定架且固定连接有丝杆，所述丝杆的端部与底座转动连接，所述丝杆的外壁通过丝杠螺母副连接有滑块，所述滑块与固定架滑动连接，所述滑块的一侧固定连接有侧板，所述侧板与固定架滑动连接，所述侧板的一侧固定连接有支撑板，所述支撑板的顶部固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端固定连接有第一转轴，所述第一转轴的外壁滑动卡接有第二转轴，二者可相对轴向滑移并周向同步传动，所述第二转轴的底部固定连接有钻筒，所述钻筒的内部设置有切料组件。

3、优选的，所述支撑板的底部固定连接有套筒，所述套筒的底部固定连接有固定环，所述钻筒的外壁转动连接有支撑环，所述支撑环的外壁滑动连接有滑板，所述滑板设置为环形且与固定环的内壁固定连接。

4、优选的，所述切料组件包括两个第一安装槽，两个所述第一安装槽对称开设于钻筒的内壁，两个所述第一安装槽内壁的底部均滑动连接有切割块，所述切割块的底部设置为斜面，所述切割块的内部开设有第二安装槽，所述第二安装槽的内部设置有第二弹簧，所述第二弹簧的一端与切割块固定连接，所述第二弹簧的另一端与钻筒固定连接，所述支撑环的顶部设置有驱动单元。

5、优选的，所述驱动单元包括两个第一液压缸，两个所述第一液压缸对称固定安装在支撑环的顶部，两个所述第一液压缸的输出端共同固定连接有连接环，所述连接环的底部转动连接有转环，所述转环的底部对称固定连接有两个连接杆，所述连接杆与钻筒滑动连接，且所述连接杆底部贯穿至第一安装槽的内部，所述连接杆与切割块之间转动连接有连接轴。

6、优选的，所述固定环内壁对称固定连接有两个安装板，两个所述安装板的内壁均转动连接有第三转轴，两个所述第三转轴的外壁均转动连接有凸轮，所述凸轮位于支撑环的下方，所述支撑环的内部呈环形阵列固定安装有若干个滑轴，若干个所述滑轴均与滑板滑动连接，若干个所述滑轴的外壁均套设有第一弹簧，所述第一弹簧的顶部与滑板固定连接，所述第一弹簧的底部与支撑环固定连接，所述凸轮的内部设置有调节组件。

7、优选的，所述调节组件包括第三安装槽，所述第三安装槽开设于凸轮的内部，所述第三安装槽的内壁滑动连接有卡块，所述卡块的底部固定连接有第三弹簧，所述第三弹簧的底部与凸轮固定连接，所述卡块的截面为直角梯形，两个所述卡块为中心对称设置，所述第三转轴的外壁开设有卡槽，所述卡块贴合卡槽的内壁，所述第一转轴的外壁设置有联动单元。

8、优选的，所述联动单元包括第一锥齿轮，所述第一锥齿轮固定安装在第一转轴的外壁，两个所述安装板的内壁均转动连接有第四转轴，两个所述第四转轴的一端均固定连接有第二锥齿轮，两个所述第二锥齿轮均与第一锥齿轮啮合连接，两个所述第四转轴的另一端均固定连接有第一同步轮，两个所述第三转轴的端部均固定连接有第二同步轮，所述第一同步轮与第二同步轮之间通过同步带传动连接。

9、优选的，两个所述安装板的底部共同固定连接有环形管道，所述环形管道的内壁呈环形阵列固定安装有若干个喷头，所述底座的顶部固定连接有水箱，所述水箱的顶部固定连接有水泵，所述水泵的输入端固定连接有抽水管道，所述抽水管道的端部延伸至水箱的内部，所述水泵的输出端固定连接有出水管道，所述出水管道的端部延伸至环形管道的内部。

10、优选的，所述底座的内壁固定连接有两个支架，两个所述支架的顶部均固定连接有第二液压缸，两个所述第二液压缸的输出端共同固定连接有限流环，所述限流环的顶部设置为环形的斜面，所述限流环的内径大于钻筒的外径。

11、一种高速公路路面质量检测用取芯装置的操作方法，该操作方法适用于上述的一种高速公路路面质量检测用取芯装置，该操作方法步骤如下所示：

12、s1：移动底座至待取样的路面，启动第一电机控制钻筒向下移动，并启动第二电机控制钻筒转动，向路基内部钻进；

13、s2：启动水泵，将冷却剂抽至环形管道内，通过若干个喷头将冷却剂喷出，对钻筒的表面喷淋降温；

14、s3：启动第一液压缸控制切割块伸出，配合钻筒的旋转动作，带动切割块周向切削；

15、s4：控制取芯后的钻筒移出地面，启动第二电机控制钻筒持续向下震动，将粘连在钻筒内的芯样震落。

16、本发明的有益效果如下：

17、1.本发明所述的一种高速公路路面质量检测用取芯装置及操作方法，在钻芯作业完成后，利用第一液压缸驱动连接环、连接杆整体下行，通过机械传动抵推连接轴发生角度偏移，使切割块稳定伸出并切入芯样根部，配合钻筒旋转动作，带动切割块周向切削，实现芯样根部与路基基层的切断分离，便于将芯样从路基基层内取出，有效避免了因芯样滞留钻孔、强行拔取造成芯样分层断裂、端面缺损、结构破坏等不良现象，大幅提升芯样取出的完整性与成型质量。

18、2.本发明所述的一种高速公路路面质量检测用取芯装置及操作方法，通过第二电机控制第一转轴正转，能够对路基切削，通过第二电机控制第一转轴反转，在卡块与卡槽的配合下，使凸轮能够保持转动，将支撑环与钻筒顶起，当凸轮的凸起端转动到远离支撑环的位置时，在第一弹簧与钻筒自身重力的作用下，使钻筒向下移动并震动，由此通过往复式机械震动，可利用惯性效应快速剥离、震落粘连卡在钻筒内壁的芯样，无需人工敲击、撬动卸料，彻底避免人工卸料造成的芯样崩角、破碎、结构损伤，大幅提升卸料效率与芯样完整性，保证路面质量检测数据的精准可靠。

19、3.本发明所述的一种高速公路路面质量检测用取芯装置及操作方法，通过环形管道配合阵列式喷头实现冷却介质全方位、均匀喷淋，可对钻筒外壁进行全覆盖降温处理，通过第二液压缸驱动限流环下移并紧密贴合路面，利用限流环斜面围挡结构对喷淋流淌的冷却剂进行有效汇聚约束，避免冷却剂向四周扩散，延长了冷却剂与钻筒的接触时间，起到的降温效果更佳，且被围挡滞留的冷却剂可充分渗入钻筒与路面的切削间隙内部，能够对伸入路基深处的钻筒工作段进行持续冷却，有效解决传统外置喷淋冷却不充分、深部降温失效的问题。