标准贯入仪的制作方法

1.本实用新型涉及土工试验地基土静力特性原位测试技术领域，更为具体地，涉及一种标准贯入仪。


背景技术：

2.标准贯入试验是动力触探的一种，设备主要由标准贯入器、触探杆和穿心锤三部分组成。它是利用一定的锤击能量，将标准规格的贯入器打入钻孔底部土层中，至预定深度，根据打入土中的贯入阻力的大小，判别土层的变化情况和土的工程性质。随着标准贯入仪不断完善，穿心锤的提升也改为电动提升。但是标准贯入仪器装置仍需吊运，比较繁琐；穿心锤的提升、自由下落仍人为控制，锤击能量存在较大误差；整个试验装置需要的操作人员较多，提高了试验成本；锤击次数由人工计数，容易导致误差存在，影响试验结果的准确性。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种标准贯入仪，设置在可移动的底盘上，移动方便，能够自动控制锤击过程、记录锤击次数，提高了工作效率。
4.本实用新型提供的一种标准贯入仪，包括行走机构和标准贯入试验机构，其中，所述行走机构包括履带底盘、发动机、电瓶和控制平台，所述发动机设置在所述履带底盘上并与所述履带底盘的驱动轮连接，所述电瓶与所述发动机连接以为所述发动机供电，所述控制平台与所述发动机连接以控制所述发动机的运行；并且，在所述履带底盘的上部设置有底板；所述标准贯入实验机构包括机架，所述机架设置在所述底板的上方，在所述机架的内部设置有导杆，在所述导杆的上部设置有穿心锤上限位板，在所述穿心锤上限位板的下部设置有上压力传感器，在所述导杆的下部设置有穿心锤下限位板，在所述穿心锤下限位板的上部设置有下压力传感器，在所述导杆的底端连接有贯入器，所述贯入器穿过所述底板，在所述导杆上设置有锤垫，所述锤垫与所述穿心锤下限位板的上部之间相隔有设定的距离，在所述锤垫和所述穿心锤上限位板之间穿设有穿心锤，在所述穿心锤的上部连接有穿心锤升降系统，所述穿心锤升降系统、所述上压力传感器和所述下压力传感器均与控制器连接。
5.所述穿心锤升降系统包括设置在所述底板上的卷扬机，所述卷扬机的滑轮组设置在所述机架顶部，所述卷扬机的钢丝绳通过所述滑轮组与所述穿心锤的上部连接，所述卷扬机和所述控制器连接。
6.进一步，包括计数器，所述计数器与所述上压力传感器连接。
7.在所述导杆末端套设有第一导向器，所述第一导向器固定在所述机架内壁上。
8.在所述底板上设置有第二导向器，所述第二导向器套设在所述贯入器外部。
9.所述机架为圆柱形壳体。
10.所述设定的距离为需要锤击入土的厚度。
11.在所述底板上设置有贯入器穿孔。
12.所述锤垫为固定穿设在导杆上的圆柱形橡胶块，所述圆柱形橡胶块的横截面积与所述穿心锤的横截面积相同。
13.所述电瓶为所述卷扬机和所述控制器供电。
14.从上面的描述可知，本实用新型提供的标准贯入仪，具有可以移动的履带底盘，可以自行移动易于爬坡，免去铺设枕木设备吊运等前期操作。控制器自动控制穿心锤升降系统的工作，计数器自动记录锤击次数，操作简便，节省人力，操作锤击能量控制更为精确。
附图说明
15.通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
16.图1为根据本实用新型实施例1的标准贯入仪的结构示意图；
17.图2为根据本实用新型实施例2的标准贯入仪的结构示意图；
18.其中，1
‑
履带底盘、2
‑
发动机、3
‑
电瓶、4
‑
控制平台、5
‑
底板、6
‑
机架、7
‑
导杆、8
‑
穿心锤上限位板、9
‑
上压力传感器、10
‑
穿心锤下限位板、11
‑
下压力传感器、12
‑
贯入器、13
‑
锤垫、14
‑
穿心锤、15
‑
控制器、16
‑
穿心锤升降系统、17
‑
计数器、18
‑
卷扬机、19
‑
滑轮组、20
‑
第一导向器、21
‑
第二导向器、22
‑
液压升降器。
19.在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
20.以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。
21.实施例1
22.图1为根据本实用新型实施例1的标准贯入仪的结构示意图；
23.如图1所示，本实施例提出的标准贯入仪，可用于在较深地层有效贯入试验。包括行走机构和标准贯入试验机构。
24.行走机构用于带动其上面的标准贯入试验机构移动，省去了采用其他机械吊运的繁琐。行走机构包括履带底盘1、发动机2、电瓶3和控制平台4。发动机2设置在履带底盘1上并与履带底盘1的驱动轮连接，用于驱动履带底盘1运动。电瓶3与发动机2连接，用于为发动机2供电，控制平台4与发动机2连接用于控制发动机2的运行。当一个地点实验完毕，工人在控制平台4上操作，控制履带底盘1移动，将标准贯入试验机构带到下一地点进行实验。履带底盘1便于爬坡，适合在各种条件的工地上行走，在履带底盘1上部设置有底板5，标准贯入试验机构设置在底板5上。
25.标准贯入实验机构包括机架6，机架6可为圆柱形壳体，机架6设置在底板5上方大约中部的位置。在机架6内部中央设置有导杆7，穿心锤14穿在导杆7上，沿导杆7上下运动。在导杆7上部设置有穿心锤上限位板8，在穿心锤上限位板8的下部设置有上压力传感器9，在导杆7的下部设置有穿心锤下限位板10，在穿心锤下限位板10的上部设置有下压力传感器11。在导杆7的底端连接有贯入器12，导杆7可与贯入器12螺纹连接，在底板5上设置有贯入器穿孔，贯入器12穿过贯入器穿孔接触地面。在导杆7上设置有锤垫13，锤垫13与穿心锤下限位板10上部之间间隔有设定的距离，在锤垫13和穿心锤上限位板8之间穿设有穿心锤
14，穿心锤14在穿心锤上限位板8和锤垫13之间运动，多次锤击锤垫13直到锤垫13落到穿心锤下限位板10上，停止锤击。锤垫13与穿心锤下限位板10之间的设定的距离即为贯入实验需要锤击入土的厚度，穿心锤14在锤垫13与穿心锤下限位板10之间下落的次数即为锤击次数。在本标准贯入仪不工作时，穿心锤14落在锤垫13上方。
26.为了实现穿心锤14的自动锤击和自动记录锤击次数，在穿心锤14上部连接有穿心锤升降系统16，穿心锤升降系统16、上压力传感器9和下压力传感器11均与控制器15连接，控制器15根据上压力传感器9和下压力传感器11的信号，控制穿心锤升降系统16的运行。上压力传感器9还连接有计数器17，计数器17记录穿心锤14下落锤击锤垫13的次数。
27.具体工作过程：履带底盘1停稳后，使机架6与地面垂直，启动控制器15，控制器15控制穿心锤升降系统16提升穿心锤14到穿心锤上限位板8，穿心锤14接触上压力传感器9，上压力传感器9将压力信号转化为电信号，传递给控制器15，控制器15控制穿心锤升降系统16下放穿心锤14，使穿心锤14落在锤垫13上，锤击锤垫13下落一定的距离，但是还没有落到下压力传感器11上，贯入器12钻入地面一定的深度；控制器15再次控制穿心锤升降系统16提升穿心锤14到穿心锤上限位板8，穿心锤14接触上压力传感器9，上压力传感器9将压力信号转化为电信号，传递给控制器15，控制器15控制穿心锤升降系统16再次下放穿心锤14，使穿心锤14落在锤垫13上，锤击锤垫13再次下落一定的距离；如此反复，直到锤垫13接触到下压力传感器11，贯入器12钻入地面设定的距离，下压力传感器11将压力信号转化为电信号，传递给控制器15，控制器15停止控制穿心锤升降系统16提升。实验完成。
28.穿心锤升降系统16每次下放穿心锤的速度和时间均相同，且由控制器15控制，保持每次下放穿心锤14的力量是相同的。
29.在每次穿心锤14接触上压力传感器9时，上压力传感器9将信号传递给计数器17，计数器17自动记录次数，实验结束后即记录下了锤击次数。
30.锤垫13可为固定穿设在导杆7上的圆柱形橡胶块，圆柱形橡胶块的横截面积与穿心锤14的横截面积相同。为了使导杆7和贯入器12在竖直方向上运动，不会偏移，在导杆7末端套设有第一导向器20，第一导向器20固定在机架6内壁上，在底板5上设置有第二导向器21，第二导向器21套设在贯入器12外部，第一导向器20和第二导向器21共同使导杆7和贯入器12保持竖直上下移动。
31.本实施例中穿心锤升降系统16可为设置在底板5上的卷扬机18，卷扬机18的滑轮组19设置在机架6顶部，卷扬机18的钢丝绳通过滑轮组19与穿心锤14的上部连接，卷扬机18和控制器15连接。控制器15通过控制卷扬机18的转向，钢丝绳通过滑轮组19，使穿心锤14下落或提升。电瓶3为卷扬机18和控制器15等用电部件供电。
32.具体的，控制器15控制卷扬机18以15cm/s的速度吊升穿心锤14，穿心锤14吊升76cm后撞击上压力传感器9，压力传感器通过导线将信号传递给计数器17，计数器17记录一次提升，控制器15控制卷扬机18下方3s，以使穿心锤14自由下落3s，3s以后控制器15控制卷扬机18提升穿心锤14，如此反复，当贯入器12贯入土中设定的距离时，锤垫13触发位于穿心锤下限位板10上的下压力传感器11，下压力传感器将信号传递给控制器15，停止提升，试验结束，断开电源。
33.实施例2
34.图2为根据本实用新型实施例2的标准贯入仪的结构示意图；
35.如图2所示，本实施例提供的标准贯入仪，在实施例1的基础上，穿心锤升降系统16可采用液压升降器22，液压升降器22设置在机架的顶部，液压升降器的升降柱与穿心锤14的上部连接，液压升降器22和控制器15连接。
36.控制器15控制液压升降器22吊升穿心锤14，穿心锤14吊升76cm后撞击上压力传感器9，压力传感器通过导线将信号传递给计数器17，计数器17记录一次提升，控制器15控制液压升降器22下方3s，3s以后控制器15控制液压升降器22提升穿心锤14，如此反复，当贯入器12贯入土中设定的距离时，锤垫13触发位于穿心锤下限位板10上的下压力传感器11，下压力传感器将信号传递给控制器15，停止提升，试验结束，断开电源。
37.液压升降器22每次下放穿心锤的力量相同的，由控制器15控制。
38.上参照附图以示例的方式描述根据本实用新型的标准贯入仪。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的标准贯入仪，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。