[實(shí)用新型]一種降低擾動土填裝誤差的試驗(yàn)用土柱自動裝填裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920994502.9
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN210604116U
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周蓓蓓;陳曉鵬;劉國歡;梁超凡;楊璐
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: G01N1/36
• 分類號: G01N1/36
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 王蕊轉(zhuǎn)

本實(shí)用新型公開了一種降低擾動土填裝誤差的試驗(yàn)用土柱自動裝填裝置，包括工作平臺，工作平臺上設(shè)置有可拆卸的土柱，工作平臺還固接有豎直的支撐柱，支撐柱外壁設(shè)置有紅外限位傳感器，支撐柱的頂端固定有輸送模組、夯實(shí)模組、刮毛模組，輸送模組、夯實(shí)模組、刮毛模組與支撐柱同向；同時(shí)還公開了一種使用該裝置的裝填方法。本實(shí)用新型通過三組模組配合使用，高效完成土柱填裝作業(yè)，省時(shí)省力，節(jié)省了人為勞動力的投入；通過機(jī)械作用消除了人為操作的誤差，提高土柱實(shí)驗(yàn)的精度，為批量次土壤水分運(yùn)動分析試驗(yàn)的開展提供有力支持，且裝置結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，適用于各類試驗(yàn)環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于土壤水分運(yùn)動測量儀器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種降低擾動土填裝誤差的試驗(yàn)用土柱自動裝填裝置。

背景技術(shù)

目前，在開展土壤水分運(yùn)動的試驗(yàn)研究中，土柱試驗(yàn)是觀測土壤水運(yùn)動過程及分析水力參數(shù)的有效手段，廣泛應(yīng)用于農(nóng)、林、地質(zhì)、水利、土木和環(huán)境等行業(yè)中。一般土柱的材質(zhì)為有機(jī)玻璃，透過透明的柱體可以實(shí)時(shí)觀測濕潤鋒的推進(jìn)及土壤水環(huán)境的變化。另外，土柱實(shí)驗(yàn)可以和野外土壤模擬實(shí)驗(yàn)互補(bǔ)，系統(tǒng)探討分析水分、鹽分等物質(zhì)遷移的動態(tài)變化規(guī)律，可以較為精確地計(jì)算出土壤環(huán)境中水、鹽、肥及污染物等物質(zhì)的輸入和輸出，進(jìn)而分析小區(qū)域生態(tài)環(huán)境的變化過程。

土柱實(shí)驗(yàn)可根據(jù)試驗(yàn)規(guī)模選取不同尺寸的土柱，柱體基本為有機(jī)玻璃圓筒，柱底固定以法蘭式透氣底板，供水裝置采用馬利奧特瓶。目前，土柱的填裝過程基本靠人為操作，通過將計(jì)算定量的土壤樣品填裝到土柱內(nèi)，使用鐵錘均勻發(fā)力夯實(shí)土體，以滿足試驗(yàn)設(shè)計(jì)的土壤容重。但是，在實(shí)際操作過程中，土柱中的土壤樣品的填裝對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響很大，往往因土壤樣品填裝不均勻?qū)е略囼?yàn)失敗。系統(tǒng)分析原因后，人為填裝土柱存在以下問題：①由于不同地區(qū)土壤容重不一致，遇到較大容重的土壤進(jìn)行土柱填裝時(shí)，人為夯實(shí)土體過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作效率較低；②填裝土壤樣品時(shí)，由于土柱內(nèi)部空間較長，直接將土壤樣品倒入土柱中，容易因土壤顆粒重力不一致而導(dǎo)致土壤顆粒分布不均勻，無法精確模擬自然土壤狀態(tài)；③人為夯實(shí)土體的過程中，鐵錘用力完全靠人為感知判斷，無法滿足系列對比實(shí)驗(yàn)中土壤結(jié)構(gòu)的一致性，進(jìn)而直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種降低擾動土填裝誤差的試驗(yàn)用土柱自動裝填裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在擾動土裝填過程中受力不均勻進(jìn)而導(dǎo)致土壤容重及顆粒分布產(chǎn)生誤差的問題。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種降低擾動土填裝誤差的試驗(yàn)用土柱自動裝填裝置，包括工作平臺，工作平臺上設(shè)置有可拆卸的土柱，工作平臺還固接有豎直的支撐柱，支撐柱外壁設(shè)置有紅外限位傳感器，支撐柱的頂端設(shè)置有主控電機(jī)，主控電機(jī)的輸出軸固定有套管，套管可繞支撐柱作周向運(yùn)動，套管固定有輸送模組、夯實(shí)模組、刮毛模組，輸送模組、夯實(shí)模組、刮毛模組與支撐柱同向；輸送模組包括電缸A，電缸A與支撐柱同向，電缸 A包括本體和運(yùn)動體，電缸A的本體固定于支撐柱，電缸A的運(yùn)動體上固定有連接平臺A，連接平臺上固定電機(jī)A及與支撐柱同向的套筒，套筒內(nèi)設(shè)置有輸送桿，輸送桿與電機(jī)A的輸出軸相連；夯實(shí)模組包括電缸B，電缸B 與支撐柱同向，電缸B包括本體和運(yùn)動體，電缸B的本體固定于支撐柱，電缸B的運(yùn)動體上固定有連接平臺B，連接平臺B上固定電機(jī)B及與支撐柱同向的夯實(shí)動力桿，夯實(shí)動力桿的一端固定有夯實(shí)錘，夯實(shí)動力桿的另一端與電機(jī)B的輸出軸相連；刮毛模組包括電缸C，電缸C與支撐柱同向，電缸C包括本體和運(yùn)動體，電缸C的本體固定于支撐柱，電缸C的運(yùn)動體上固定有連接平臺C，連接平臺C上固定電機(jī)C及與支撐柱同向的刮毛動力桿，刮毛動力桿的一端固定有刮毛刷，刮毛動力桿的另一端與電機(jī)C的輸出軸相連；主控電機(jī)、電缸A、電機(jī)A、電缸B、電機(jī)B、電缸C、電機(jī)C電性連接。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于：

紅外限位傳感器沿支撐柱外壁軸向等距設(shè)置。

夯實(shí)錘與土柱、刮毛刷與土柱為間隙配合。

工作平臺上設(shè)置有土柱固定卡槽，土柱安置在土柱固定卡槽內(nèi)。

輸送桿為螺旋形桿件。