[發明專利]一種軟巖強度測試針貫入裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 202110585352.8
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113466032B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 董家興;楊潤學;郭永發;趙毅然;沈楨洛;周倫順;殷洪波;丁文云;劉正初;李貴民;楊進京
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 昆明人從眾知識產權代理有限公司 53204
• 代理人: 陳波

1.一種軟巖強度測試針貫入裝置，其特征在于：包括加載倉（2）、貫入倉（4）；

加載倉（2），用于通過電動機（2-8）提供動力，驅動齒輪組（2-6）帶動螺紋桿（2-5）向下/向上運動，從而實現加載/卸載；

貫入倉（4），用于通過加載倉（2）的加載/卸載，進而帶動貫入針（4-5）入/出巖；

所述加載倉（2）包括金屬外殼（2-1）及安裝在金屬外殼（2-1）中的螺紋桿（2-5）、齒輪組（2-6）、電動機（2-8），齒輪組（2-6）包括齒輪Ⅰ（2-6-1）、齒輪Ⅱ（2-6-2）；其中，電動機（2-8）的輸出軸固定齒輪Ⅱ（2-6-2），齒輪Ⅱ（2-6-2）外齒與齒輪Ⅰ（2-6-1）外齒嚙合，螺紋桿（2-5）從齒輪Ⅰ（2-6-1）中心開孔穿出后通過螺帽（2-7）擰緊固定；

所述加載倉（2）包括智能數控裝置（2-4）、USB接口（2-9）、蓄電池（2-10），智能數控裝置（2-4）包括顯示屏（2-4-1）、轉換器（2-4-2）、控制主板（2-4-3）、電源開關鍵（2-4-4）、加載鍵（2-4-5）、恢復鍵（2-4-6）、調節鍵（2-4-7）；還包括滑動倉（3），滑動倉（3）包括帶凸點外殼（3-1）、直線式位移傳感器（3-3）、受力桿（3-4）、壓電式壓力傳感器（3-5）、可伸縮數據線（3-6）；

所述控制主板（2-4-3）上引出數據線分別接入顯示屏（2-4-1）、轉換器（2-4-2）、電動機（2-8）、USB接口（2-9）、蓄電池（2-10），轉換器（2-4-2）上另設有可伸縮數據線（3-6）分別連接直線式位移傳感器（3-3）與壓電式壓力傳感器（3-5）；

所述控制主板（2-4-3）上的電源開關鍵（2-4-4）控制整個裝置的供電；供電后，按下控制主板（2-4-3）上的調節鍵（2-4-7）進行上下左右調整實現參數的設置，設置完成按下加載鍵（2-4-5）進入加載模式，加載模式下，控制主板（2-4-3）先控制電動機（2-8）轉動，進而通過齒輪Ⅰ（2-6-1）內圈帶動螺紋桿（2-5）向下運動實現加載；按下恢復鍵（2-4-6）進入卸載模式，卸載模式下，控制主板（2-4-3）控制電動機（2-8）轉動，進而齒輪Ⅰ（2-6-1）內圈帶動螺紋桿（2-5）向上運動實現卸載；

所述帶凸點外殼（3-1）內部從上往下依次設置受力桿（3-4）、壓電式壓力傳感器（3-5），受力桿（3-4）底部一側設有與帶凸點外殼（3-1）內壁固定的直線式位移傳感器（3-3），通過螺紋桿（2-5）的向下/向上運動，帶動受力桿（3-4）、壓電式壓力傳感器（3-5）共同向下/向上運動，進而通過直線式位移傳感器（3-3）采集向下運動的位移經可伸縮數據線（3-6）傳遞至轉換器（2-4-2），通過壓電式壓力傳感器（3-5）采集向下運動時的壓力信息經可伸縮數據線（3-6）傳遞至轉換器（2-4-2）；轉換器（2-4-2）將信息傳至控制主板（2-4-3），通過控制主板（2-4-3）驅動顯示屏（2-4-1）顯示；

還包括保護裝置，所述保護裝置包括轉動軸承（3-2）、L形開口滑槽；所述L形開口滑槽包括滑動槽（3-1-1）、鎖定槽（3-1-2）、感應片（3-1-3），轉動軸承（3-2）包括方形卡扣（3-2-1）、彈簧卡扣（3-2-2）、軸承蓋板（3-2-3）、轉動圈（3-2-4）、軸承底座（3-2-5）、鋼珠（3-2-6）、彈簧Ⅰ（3-2-7）；

所述滑動槽（3-1-1）一端與鎖定槽（3-1-2）一端連接呈L形，感應片（3-1-3）位于鎖定槽（3-1-2）自由端；方形卡扣（3-2-1）固接在轉動圈（3-2-4）外圈上，彈簧卡扣（3-2-2）固定在軸承蓋板（3-2-3）與軸承底座（3-2-5）之間，方形卡扣（3-2-1）與彈簧卡扣（3-2-2）通過彈簧Ⅰ（3-2-7）連接，軸承底座（3-2-5）的底部凸臺依次與轉動圈（3-2-4）內圈配合、與軸承底座（3-2-5）固定連接，轉動圈（3-2-4）通過鋼珠（3-2-6）安裝在軸承底座（3-2-5）的底部凸臺處且轉動圈（3-2-4）能繞軸承蓋板（3-2-3）旋轉；彈簧Ⅰ（3-2-7）處于壓縮狀態下，方形卡扣（3-2-1）、彈簧卡扣（3-2-2）及彈簧Ⅰ（3-2-7）沿滑動槽（3-1-1）滑動；

所述貫入倉（4）包括圓錐形外殼（4-1）、固定墊片Ⅱ（4-2）、貫入桿（4-3）、針夾（4-4）、貫入針（4-5）、螺旋套（4-6）、彈簧Ⅱ（4-7）；所述圓錐形外殼（4-1）內設有彈簧卡槽（4-1-1）、貫入桿滑槽（4-1-2），彈簧Ⅱ（4-7）套在彈簧卡槽（4-1-1）底部與固定墊片Ⅱ（4-2）之間，貫入桿（4-3）另一端嵌入貫入桿滑槽（4-1-2）后連接針夾（4-4），針夾（4-4）為外側帶螺紋的開口夾，貫入針（4-5）放入針夾（4-4）后通過螺旋套（4-6）旋緊固定貫入針（4-5）。