專利名稱：多用自動擊實儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于公路交通系統(tǒng)用于室內(nèi)試驗的儀器，它既能對路基土的各種基層、底基層材料作輕、重型擊實試驗，又能為路面瀝青混合料試驗成型標(biāo)準(zhǔn)試件。
我國現(xiàn)有技術(shù)中，相當(dāng)一部分單位采用人工擊實的方法，勞動強(qiáng)度大，擊實功難以控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，近幾年來，我國先后研制出了不同結(jié)構(gòu)型式的擊實儀，有土壤擊實儀、瀝青混合料擊實儀、土壤/瀝青混合料多功能擊實儀，但不同程度都存在一些問題，例如中國專利申請?zhí)?5205640《雙用途電動擊實儀》，專利申請?zhí)?9220944.5《多功能電動擊實儀》，專利申請?zhí)?4221599《多功能電動擊實儀》都存在著不少問題，第一種錘體質(zhì)量和落高固定，只能實現(xiàn)對路基土的重型擊實試驗，無法進(jìn)行輕型擊實試驗，制備瀝青混合料試件時，擊實臺不符合交通部行業(yè)試驗標(biāo)準(zhǔn)，不是200×200×457硬木墩組成的柔性擊實臺，并且擊實速度低，第二種在第一種基礎(chǔ)上作了一些改進(jìn)，克服了第一種只能做路基土的重型擊實的缺陷，增加了做輕型擊實試驗的功能，但仍沒有改變擊實座的結(jié)構(gòu)和解決擊實速度低的問題，且同前一種相比，反倒使結(jié)構(gòu)變得繁鎖，復(fù)雜，體積大，錘體定位不準(zhǔn)確，落錘偏差大，轉(zhuǎn)角間隙旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)常失靈或失效等，第三種是在前兩種無法應(yīng)用的情況下，將多功能擊實儀改為單功能擊實儀，僅能對公路路基土和基層材料做輕、重型擊實試驗的儀器。
本實用新型的目的是設(shè)計一種既能對路基土的各種基層、底基層材料做輕、重型擊實試驗，又能為路面瀝青混合料試驗成型標(biāo)準(zhǔn)試件的多用自動擊實儀，將兩種不同類型的擊實儀器溶為一體，使兩臺儀器的功能集于一臺儀器上得以實現(xiàn)。
本實用新型的目的是以下述方式實現(xiàn)的一種既能對路基土的各種基層、底基層材料作輕、重型擊實試驗，又能為路面瀝青混合料試驗成型標(biāo)準(zhǔn)試件的多用自動擊實儀，由設(shè)于上箱體內(nèi)的動力機(jī)構(gòu)(1)、傳動機(jī)構(gòu)(2)、升降機(jī)構(gòu)(3)、擊實錘組件(4)、控制機(jī)構(gòu)(7)和設(shè)于下箱體內(nèi)的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)(5)、擊實筒組件(6)組成，動力機(jī)構(gòu)(1)的輸出端與傳動機(jī)構(gòu)(2)連接，傳動機(jī)構(gòu)(2)與升降機(jī)構(gòu)(3)的升降體(31)連接，擊實錘組件(4)由升降機(jī)構(gòu)(3)控制升降高度，轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)(5)由柱銷(51)、壓桿(52)、滑板(53)、棘輪棘爪機(jī)構(gòu)(55)構(gòu)成，土壤擊實臺(56)固定在棘輪軸上，與棘輪棘爪機(jī)構(gòu)(55)構(gòu)成一體，擊實筒組件(6)設(shè)于土壤擊實臺(56)上，所說的擊實錘組件(4)包括可組合替換的土工擊實試驗擊實錘、螺管、附加重錘和瀝青混合料試件成型擊實錘組件(44)，所說的擊實筒組件(6)包括可選擇替換的土工擊實試驗大擊實筒、小擊實筒和瀝青混合料試件成型擊實臺總成(63)，土工擊實試驗擊實錘組件由螺管與擊實錘固定連接，擊實錘上可設(shè)有附加重錘，瀝青混合料試件成型擊實錘組件(44)由導(dǎo)桿(443)上設(shè)有定位塊(445)、限位塊(444)、擊實錘(442)和壓實頭(441)組成，瀝青混合料試件成型擊實臺總成63由底板(631)、硬木墩構(gòu)成的柔性擊實臺(632)、上板(633)和擊實筒(634)構(gòu)成。
本儀器是按照交通部頒發(fā)的最新公路試驗行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制造的儀器，它的技術(shù)性能指標(biāo)符合交通部頒發(fā)的《公路土工試驗規(guī)程》中的擊實試驗(70131-93)、承載比(CBR)試驗、彈性模量試驗中的夯擊試驗?zāi)Ｐ偷囊螅瑫r還符合《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中的瀝青混合料試件制作方法(擊實法)(T07002-93)中的夯擊試驗?zāi)Ｐ偷囊?，能為土工擊實試驗中的輕、重型擊實試驗等夯擊標(biāo)準(zhǔn)試件，又能為瀝青混合料試驗夯擊標(biāo)準(zhǔn)試件，擊實錘質(zhì)量和落高可按試驗要求自由選配，自由調(diào)節(jié)，擊實次數(shù)由0～99按試驗要求人工設(shè)置，自動數(shù)顯，自動控制。該儀器采用計數(shù)顯示控制一體化集成電路，控制系統(tǒng)操作方便、抗干擾能力強(qiáng)，工作可靠，機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，設(shè)計緊湊，運(yùn)行可靠，造型美觀，移動方便，能適應(yīng)較為惡劣的工作環(huán)境，使試驗工作規(guī)范化，提高了試驗精度，減輕了勞動強(qiáng)度，一機(jī)多用，節(jié)省資金。
以下結(jié)合附圖對本實用新型詳細(xì)說明。


圖1為本實用新型機(jī)械原理圖。
圖2為本實用新型上箱體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實用新型下箱體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為瀝青混合料擊實錘組件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為瀝青混合料擊實臺總成結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為控制電路框圖。
圖7為控制電路原理圖。
多用自動擊實儀，由設(shè)于上箱體內(nèi)的動力機(jī)構(gòu)1、傳動機(jī)構(gòu)2、升降機(jī)構(gòu)3、擊實錘組件4、控制機(jī)構(gòu)7和設(shè)于下箱體內(nèi)的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)5、擊實筒組件6組成，動力機(jī)構(gòu)1由雙速電動機(jī)11、彈性聯(lián)軸器12、蝸輪蝸桿減速器13依次連接構(gòu)成，傳動機(jī)構(gòu)2由上鏈輪21、下鏈輪23、滾子鏈條22構(gòu)成，減速器13的輸出軸通過連接軸與上鏈輪21相連接，上鏈輪21通過滾子鏈條22與下鏈輪23相連接，滾子鏈條上裝一銷軸24，升降機(jī)構(gòu)3由升降體31和導(dǎo)軌32組成，升降體31沿著導(dǎo)軌32移動，升降體31底部設(shè)有滑塊311，滑塊311一端與銷軸24連接，滑塊311可在升降體31底部滑槽內(nèi)水平移動，升降體31上設(shè)有提升板312通過導(dǎo)軌32上定位板321碰撞，與擊實錘組件4中的鋸齒形螺管嚙合，提升擊實錘組件4到所需高度，由導(dǎo)軌32上的定位板322或323碰撞升降體中的推板，提升板312脫開鋸齒形螺管，擊實錘組件4自由下落，夯擊擊實筒組件6內(nèi)的試料。轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)(5)由柱銷51、壓桿52、滑板53、棘輪棘爪機(jī)構(gòu)55構(gòu)成，棘輪棘爪機(jī)構(gòu)55安裝于下箱體內(nèi)，剛性土壤擊實臺56置于下箱體上面，用螺釘固定在棘輪軸上，與棘輪棘爪機(jī)構(gòu)55構(gòu)成一體，擊實筒組件6設(shè)于土壤擊實臺56上，當(dāng)做土壤擊實試驗時，升降體31在下降的同時，壓迫柱銷51帶動壓桿52下移，與壓桿52固定的滑板53下移，推動棘輪棘爪轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)55中的撥桿及棘爪前移，當(dāng)升降體31上升時，在壓桿彈簧54力的作用下，撥桿及棘爪后退，棘爪撥動棘輪轉(zhuǎn)過一個齒，即轉(zhuǎn)過40°，棘輪帶動土壤擊實臺56及擊實筒轉(zhuǎn)動40°，此時擊實錘組件4夯擊一次試料，棘輪轉(zhuǎn)動一圈，擊實錘組件4夯擊9次試料。土壤試驗中的輕、重型擊實高度由升降體31上部推板和導(dǎo)軌32上的定位板相互配合調(diào)整決定，導(dǎo)軌32后面的定位板不在一條豎直線上，推板左右移動，就可使擊實高度定位在30CM和45CM。擊實錘組件4質(zhì)量根據(jù)輕、重型擊實要求也可以調(diào)整。擊實錘組件4中鋸齒形螺管和擊實錘是用兩只螺釘壓緊聯(lián)接的，可以拆卸，擊實錘上可設(shè)有附加重錘，擊實錘組件4的質(zhì)量為2.5Kg或4.5Kg，擊實速度30次/分。大擊實筒或小擊實筒用四只壓緊銷釘固定在土壤擊實臺56上。
當(dāng)做瀝青混合料擊實試驗時，取掉壓桿52上的柱銷51，使升降體31在下降時，無法與柱銷51接觸，棘輪棘爪機(jī)構(gòu)55因得不到驅(qū)動力而轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)不能轉(zhuǎn)動，裝上瀝青混合料試件成型擊實錘組件44和瀝青混合料試件成型擊實臺總成63，瀝青混合料試件成型擊實錘組件44由導(dǎo)桿443上設(shè)有壓實頭441、擊實錘442、限位塊444、定位塊445組成，升降體31提升擊實錘442到導(dǎo)軌32上定位板323高度，提升板312與擊實錘442脫開，擊實錘442由于慣性上沖至限位塊444，擊實錘442自由下落，夯擊試料。夯擊試件高度由擊實錘組件44上的限位塊444決定，即為45.7CM，夯擊試件的錘重由導(dǎo)軌32上定位板323和擊實錘組件44自身決定，即為4.536Kg，夯擊速度為60次/分。瀝青混合料試件成型擊實臺總成63由底板631、硬木墩構(gòu)成的柔性擊實臺632、上板633、擊實筒634組成，把它置于土壤擊實臺56上。
控制機(jī)構(gòu)7控制雙速電動機(jī)11轉(zhuǎn)速和擊實次數(shù)，控制機(jī)構(gòu)7包括寄存、減法計數(shù)電路72接收、寄存BCD碼撥盤73預(yù)置的擊實次數(shù)，土信號傳感器72或瀝信號傳感器71輸出信號連到寄存、減法計數(shù)電路74輸入端，寄存、減法計數(shù)電路74進(jìn)行減法運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果送入譯碼、顯示電路75在面板上顯示數(shù)值，寄存、減法計數(shù)電路74輸出端連接判零電路76輸入端，判零電路76輸出端連接光電隔離電路77輸入端，光電隔離電路77輸出端連接控制電機(jī)電路78輸入端，光電隔離電路接收零信號并截斷控制電機(jī)電路，控制電機(jī)電路78連接動力機(jī)構(gòu)1的雙速電動機(jī)11?？刂齐娐凡糠盅b在電器控制箱內(nèi)，控制箱面板上設(shè)有控制按鍵和擊實次數(shù)顯示窗口，控制按鍵包括BCD碼撥盤、置數(shù)鍵、起動鍵、暫停鍵、土/瀝轉(zhuǎn)換開關(guān)，便于試驗人員操作和隨時掌握擊實情況，土或瀝信號霍爾傳感器71、72置于儀器上箱體內(nèi)側(cè)，它與升降體31中的滑塊311上設(shè)有的永久磁鋼配合完成擊實次數(shù)采樣。永久磁鋼粘接在滑塊311上，滑塊311裝在升降體31下部滑槽內(nèi)，其一端與滾子鏈條22相連，滾子鏈條22轉(zhuǎn)動一圈，升降體31帶著擊實錘組件4在導(dǎo)軌32上往復(fù)運(yùn)動一次，滑塊311在升降體31下部滑槽內(nèi)由右向左移動一次，當(dāng)升降體31提著擊實錘組件4上升，恰好滑塊311帶著永久磁鋼滑到升降體的左邊，永久磁鋼無接觸地通過霍爾傳感器71或72表面，產(chǎn)生一個記數(shù)脈沖，這一記數(shù)脈沖通過連接電線送給控制箱內(nèi)的控制電路，控制電路對記數(shù)脈沖作減法處理，并將結(jié)果顯示在前面板上。雙速電動機(jī)供電電源為AC380V，控制電路供電電源為AC220V，交流電壓經(jīng)整流、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成DC5V直流電供控制電路使用。整流、穩(wěn)壓電路由安全開關(guān)XL5-11H、變壓器E、橋整流塊RS206L、濾波電容C1、C2、穩(wěn)壓塊CW7805和濾波電容C3、C4組成。8421BCD碼撥盤由兩組2×KA-1組成，它的輸出端分別與兩只可預(yù)置、可逆計數(shù)顯示器2×CL412的置數(shù)端J1、J2、J3、J4端相連接，并通過8只電阻與DC5V電源負(fù)端相連接。兩只霍爾傳感器2×HST04-1C分別完成土信號采樣和瀝青混合料信號采樣，它們的輸出端接在土/瀝轉(zhuǎn)換鍵Z11上，Z11鍵的輸出端接在1/6 74LS04六反相器上，六反相器的輸出端接在CL412的脈沖輸入端CP-上CL412具有寄存、可逆計數(shù)、譯碼驅(qū)動、LED顯示四合一功能。由它們完成擊實次數(shù)1～99次的計數(shù)。個位無效零熄滅輸入端RB1通過電阻R1接在電源DC5V正端，輸出端RB0接十位的無效零熄滅輸入端RB1，個位借位輸出端B0接十位的減法計數(shù)脈沖輸入端CP-，個位置數(shù)輸入PE與十位置數(shù)輸入PE與置數(shù)鍵Z2連接，并通過R1接DC5V正端，計數(shù)輸出端Q1、Q2、Q3、Q4分別接兩只2輸入四或門芯片74LS32的1A～2B端，CL412加法脈沖輸入CP+、VCC接DC5V正端，VSS、小數(shù)點(diǎn)控制DP1、數(shù)碼管顯示控制端V消隱或顯示BL、寄存或送數(shù)控制LE、計數(shù)或復(fù)位控制R接入DC5V的負(fù)端。個位2輸入四或門芯片74LS32中的1Y接3A，2Y接3B；十位74LS32中的1Y接3A，2Y接3B，3Y接4B，4Y接2/6 74LS04六反相器輸入端，2/6 74LS32輸出端接JGX-3F光電隔離電路SSR負(fù)端，正端接DC5V正端，輸出端的一端接AC220V電源火線，另一端與暫停鍵Z3連接，Z3的輸出端接起動鍵Z4，Z4輸出端接雙聯(lián)土/瀝青混合料擊實轉(zhuǎn)換開關(guān)Z12和JQX-13繼電器的線圈，JQX-13下觸點(diǎn)J1并接在Z4兩端，JQX-13輸出端連接三只LC1-D129交流接觸器線圈和AC220V零線。3只LC1-D129接觸器線圈另一端接在Z12按鍵上。接觸器A1的觸點(diǎn)接雙速電動機(jī)M的1W、1V、1U和電源AC380V，A2觸點(diǎn)接雙速電動機(jī)M的2W、2V、2U和AC380V電源，A3觸點(diǎn)短路雙速電動機(jī)M的1W、1V、1U。當(dāng)做土工擊實試驗時，先由人工在2×KA-1BCD碼撥盤上置入1～99次擊實次數(shù)，按置數(shù)鍵Z2，擊實次數(shù)立即顯示在可預(yù)置、可逆計數(shù)器2×CL412中，土/瀝轉(zhuǎn)換鍵Z11、Z12置于土位置。按起動鍵Z4，JQX-13F繼電器線圈接入AC220V回路中，觸點(diǎn)J1吸合，LC1-D129A1線圈接通，A1觸點(diǎn)吸合，雙速電動機(jī)M的1W、1V、1U通過A1觸點(diǎn)接在AC380V電源端子上，此時，電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，以30次/分速度夯擊試料。在儀器工作過程中，每夯擊一次試料，由土霍爾傳感器產(chǎn)生一個擊實脈沖，經(jīng)1/6 74LS04反相后送入CL412減法脈沖輸入端CP-，送入一個脈沖，CL412減一個數(shù)，兩片2×74LS32判余數(shù)是否為零，若不為零，繼續(xù)減數(shù)，若為零時，由2×74LS32判別后，由4Y端送出低電平信號，送2/6 74LS04，2/6 74LS04反相后成高電平送SSR，SSR輸出端斷開，JQX-13F線圈J斷電，觸點(diǎn)J1釋放，A1線圈斷開，觸點(diǎn)釋放，雙速電機(jī)停轉(zhuǎn)。
當(dāng)做瀝青混合料試件擊實時，電路工作過程基本和做土壤擊實試驗相符，所不同的就是做瀝青混合料擊實試驗時需把土/瀝轉(zhuǎn)換鍵Z11、Z12置向瀝混料位置，此時，瀝混料霍爾傳感器接通，采樣擊實信號；控制電機(jī)電路中的交流接觸器A2、A3接通，觸點(diǎn)吸合，A2觸點(diǎn)吸合使雙速電動機(jī)M接入AC380V電源中，A3觸點(diǎn)吸合短接了雙速電動機(jī)的低速端，雙速電動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，夯擊試料。Z3是暫停鍵，它可以在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中隨時按下此鍵停機(jī)。
權(quán)利要求1.一種既能對路基土的各種基層、底基層材料作輕、重型擊實試驗，又能為路面瀝青混合料試驗成型標(biāo)準(zhǔn)試件的多用自動擊實儀，由設(shè)于上箱體內(nèi)的動力機(jī)構(gòu)(1)、傳動機(jī)構(gòu)(2)、升降機(jī)構(gòu)(3)、擊實錘組件(4)、控制機(jī)構(gòu)(7)和設(shè)于下箱體內(nèi)的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)(5)、擊實筒組件(6)組成，動力機(jī)構(gòu)(1)的輸出端與傳動機(jī)構(gòu)(2)連接，傳動機(jī)構(gòu)(2)與升降機(jī)構(gòu)(3)的升降體(31)連接，擊實錘組件(4)由升降機(jī)構(gòu)(3)控制升降高度，轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)(5)由柱銷(51)、壓桿(52)、滑板(53)、棘輪棘爪機(jī)構(gòu)(55)構(gòu)成，土壤擊實臺(56)固定在棘輪軸上，與棘輪棘爪機(jī)構(gòu)(55)構(gòu)成一體，擊實筒組件(6)設(shè)于土壤擊實臺(56)上，其特征在于擊實錘組件(4)包括可組合替換的土工擊實試驗擊實錘、螺管、附加重錘和瀝青混合料試件成型擊實錘組件(44)，擊實筒組件(6)包括可選擇替換的土工擊實試驗大擊實筒、小擊實筒和瀝青混合料試件成型擊實臺總成(63)，土工擊實試驗擊實錘組件由螺管與擊實錘固定連接，擊實錘上可設(shè)有附加重錘，瀝青混合料試件成型擊實錘組件(44)由導(dǎo)桿(443)上設(shè)有定位塊(445)、限位塊(444)、擊實錘(442)和壓實頭(441)組成，瀝青混合料試件成型擊實臺總成63由底板(631)、硬木墩構(gòu)成的柔性擊實臺(632)、上板(633)和擊實筒(634)構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的多用自動擊實儀，其特征在于控制機(jī)構(gòu)(7)包括寄存、減法計數(shù)電路(74)接收、寄存BCD碼撥盤(73)預(yù)置的擊實次數(shù)，土信號傳感器(72)或瀝信號傳感器(71)輸出信號到寄存、減法計數(shù)電路(74)輸入端，寄存、減法計數(shù)電路(74)進(jìn)行減法運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果送入譯碼、顯示電路(75)在面板上顯示數(shù)值，寄存、減法計數(shù)電路(74)輸出端連接判零電路(76)輸入端，判零電路(76)輸出端連接光電隔離電路(77)輸入端，光電隔離電路(77)輸出端連接控制電機(jī)電路(78)輸入端，光電隔離電路接收零信號并截斷控制電機(jī)電路，控制電機(jī)電路(78)連接動力機(jī)構(gòu)(1)的雙速電動機(jī)(11)。
專利摘要一種既能對路基土的各種基層、底基層材料作輕、重型擊實試驗，又能為路面瀝青混合料試驗成型標(biāo)準(zhǔn)試件的多用自動擊實儀，由設(shè)于上箱體內(nèi)的動力機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、擊實錘組件、控制機(jī)構(gòu)和設(shè)于下箱體內(nèi)的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、擊實筒組件組成，擊實錘質(zhì)量和落高可按試驗要求自由選配，自由調(diào)節(jié)，擊實次數(shù)由0～99按試驗要求人工設(shè)置，自動數(shù)顯，自動控制。該儀器控制系統(tǒng)操作方便、抗干擾能力強(qiáng)，工作可靠，機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，設(shè)計緊湊。
文檔編號G01B5/30GK2263331SQ96236098
公開日1997年9月24日 申請日期1996年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月5日
發(fā)明者任玉霞, 王永康, 張煥浪 申請人:西安公路研究所