一種基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及土密度計(jì)算領(lǐng)域，特別涉及一種基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國土建行業(yè)的高速發(fā)展，工地現(xiàn)場高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人員十分缺乏，這使得 市場上需要簡易操作的、快速使用上手的測量儀器。在土樣參數(shù)的測算中，受技術(shù)人員的水 平參差不齊的限制，往往一個(gè)土樣不同工程技術(shù)人員測出來的結(jié)果大相徑庭，為后續(xù)的工 程評估、工程設(shè)計(jì)帶來不必要的誤差。
[0003] 當(dāng)前測算土的密度主要是通過環(huán)刀法來測量，但環(huán)刀法適用于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，通過實(shí) 地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的土密度測量方法在現(xiàn)場工程應(yīng)用中有如下的一些缺點(diǎn)：
[0004] 1、所需的專業(yè)素養(yǎng)較高；
[0005] 2、實(shí)驗(yàn)器材較多；
[0006] 3、實(shí)驗(yàn)步驟較多；
[0007] 4、需要計(jì)算才能得出結(jié)果；
[0008] 如何減少因現(xiàn)場人員操作不當(dāng)而產(chǎn)生的測量誤差，對于當(dāng)下工程勘察來說，有著 非常大的現(xiàn)實(shí)意義。
[0009] 通過分析研究發(fā)現(xiàn)造成以上缺點(diǎn)的原因如下：
[00?0] 1、器材過于分散，不夠集成化；
[0011] 2、專業(yè)儀器不易上手；
[0012] 3、測量儀器不夠智能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，提供了一種能快速便捷測定土樣體積、質(zhì)量，以此 快速測定土樣密度的只能計(jì)算儀器；
[0014] 針對現(xiàn)有測量土密度方法在工地現(xiàn)場應(yīng)用時(shí)的諸多缺陷，本發(fā)明專利提供了一種 程序化、模塊化、參數(shù)化、智能化的測量方式，有效控制現(xiàn)場測量土樣密度產(chǎn)生的誤差。
[0015] 本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0016] -種基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度儀，包括：
[0017]設(shè)置在底部的底座8;
[0018]可旋轉(zhuǎn)地安裝在底座8上的臺身1;
[0019] 設(shè)置在臺身1頂部并向外延伸懸挑的外伸梁6;
[0020] 圓柱電磁鐵3,其能上下移動(dòng)地設(shè)置在外伸梁6的端部；
[0021] 環(huán)刀5,其設(shè)置在電磁鐵3的下端端部；
[0022] 工作平臺7,其設(shè)置在所述環(huán)刀5的下方，并位于環(huán)刀5正下方位置開設(shè)有與所述環(huán) 刀5相配合的圓孔，所述工作平臺7包括內(nèi)側(cè)平臺和外側(cè)平臺，所述圓孔設(shè)置在內(nèi)側(cè)平臺和 外側(cè)平臺的連接處；
[0023] 稱重儀2,其設(shè)置在圓孔的正下方。
[0024] 進(jìn)一步地，還包括刮刀4，其可拆卸地固定在所述外側(cè)平臺上，并能在工作平臺7上 轉(zhuǎn)動(dòng)，用于刮去工作平臺7上的多余土樣。
[0025]進(jìn)一步地，所述臺身1為長方體形狀。
[0026] 進(jìn)一步地，當(dāng)電磁鐵3接電時(shí)將吸附環(huán)刀5,當(dāng)斷電時(shí)將脫離環(huán)刀5。
[0027]進(jìn)一步地，所述稱重儀2用于測量環(huán)刀5與土樣的質(zhì)量，并將數(shù)據(jù)傳至計(jì)算機(jī)處理 計(jì)算。
[0028]本發(fā)明還公開了一種基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度的方法，包括如下步驟：
[0029] 1)將基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度儀放置在平整的地方，接入電源；
[0030 ] 2)調(diào)整臺身1上的電磁鐵3的圓心正對工作臺7圓孔中心；
[0031] 3)清潔環(huán)刀5,并在環(huán)刀5內(nèi)壁涂上凡士林；
[0032] 4)將環(huán)刀5吸附在電磁鐵3正下方，其刃口向下；
[0033] 5)將土樣放置在拼裝好的工作臺7上方，并覆蓋住圓孔；
[0034] 6)啟動(dòng)開關(guān)，電磁鐵3帶著環(huán)刀5向土樣緩緩壓去，直到環(huán)刀將土樣切割到預(yù)設(shè)位 置，電磁鐵斷電，然后將電磁鐵3上移，環(huán)刀5脫離電磁鐵3;
[0035] 7)旋轉(zhuǎn)刮刀4,將工作平臺7上的高于環(huán)刀5的多余土樣刮去；
[0036] 8)稱量儀將環(huán)刀5和環(huán)刀5內(nèi)的土樣的重量數(shù)據(jù)傳至計(jì)算機(jī)處理。
[0037]本發(fā)明的有益效果是:將測定土密度的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)儀器高度集成，防止儀器的丟失、 遺漏，可以現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)，解決了現(xiàn)場技術(shù)人員測定土密度時(shí)因操作不當(dāng)所引起的誤差。程 序化、模塊化、參數(shù)化、智能化的測量儀器方便了技術(shù)人員，降低了實(shí)驗(yàn)操作的難度，提高了 工作的效率，提升了計(jì)算結(jié)果的精確性，本發(fā)明為快速測量大量土樣密度提供了捷徑。
【附圖說明】
[0038]圖1為本發(fā)明專利的自動(dòng)測算土密度儀器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039] 圖2為本發(fā)明專利的工作臺以及下設(shè)的稱重儀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040] 圖中：1_臺身，2-稱重儀，3-圓柱電磁鐵，4-環(huán)繞式刮刀，5-標(biāo)準(zhǔn)鋼制環(huán)刀，6-外伸 懸挑梁結(jié)構(gòu)，7-工作平臺，8-底座。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的和技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附 圖，對本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的 一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于所描述的本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在無需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0042]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù) 語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該 理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意 義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0043]本發(fā)明中所述的"內(nèi)、外"的含義指的是相對于設(shè)備本身而言，指向設(shè)備內(nèi)部的方 向?yàn)閮?nèi)，反之為外，而非對本發(fā)明的裝置機(jī)構(gòu)的特定限定。
[0044] 本發(fā)明中所述的"連接"的含義可以是部件之間的直接連接也可以是部件間通過 其它部件的間接連接。
[0045] 如圖1所示，本發(fā)明的基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度儀，包括:設(shè)置在底部的底座8; 可旋轉(zhuǎn)地安裝在底座8上的臺身1;設(shè)置在臺身1頂部并向外延伸懸挑的外伸梁6;圓柱電磁 鐵3,其能上下移動(dòng)地設(shè)置在外伸梁6的端部;環(huán)刀5,其設(shè)置在電磁鐵3的下端端部;工作平 臺7,其設(shè)置在環(huán)刀5的下方，并位于環(huán)刀5正下方位置開設(shè)有與環(huán)刀5相配合的圓孔，工作平 臺7包括內(nèi)側(cè)平臺和外側(cè)平臺，圓孔設(shè)置在內(nèi)側(cè)平臺和外側(cè)平臺的連接處;稱重儀2,其設(shè)置 在圓孔的正下方。
[0046] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，臺身1為長方體形狀或其它柱體形狀。
[0047]為了刮去工作平臺7上的多余土樣，還可以設(shè)置刮刀4,其可拆卸地固定在外側(cè)平 臺上，并能在工作平臺7上轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0048]本發(fā)明中，當(dāng)電磁鐵3接電時(shí)將吸附環(huán)刀5，當(dāng)斷電時(shí)將脫離環(huán)刀5。
[0049]稱重儀2用于測量環(huán)刀5與土樣的質(zhì)量，并將數(shù)據(jù)傳至計(jì)算機(jī)處理計(jì)算。
[0050]本發(fā)明還公開了一種基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度的方法，包括如下步驟：
[0051 ] 1)將基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度儀放置在平整的地方，接入電源；
[0052] 2)調(diào)整臺身1上的電磁鐵3的圓心正對工作臺7圓孔中心；
[0053] 3)清潔環(huán)刀5,并在環(huán)刀5內(nèi)壁涂上凡士林；
[0054] 4)將環(huán)刀5吸附在電磁鐵3正下方，其刃口向下；
[0055] 5)將土樣放置在拼裝好的工作臺7上方，并覆蓋住圓孔；
[0056] 6)啟動(dòng)開關(guān)，電磁鐵3帶著環(huán)刀5向土樣緩緩壓去，直到環(huán)刀將土樣切割到預(yù)設(shè)位 置，電磁鐵斷電，然后將電磁鐵3上移，環(huán)刀5脫離電磁鐵3;
[0057] 7)旋轉(zhuǎn)刮刀4,將工作平臺7上的高于環(huán)刀5的多余土樣刮去；
[0058] 8)稱量儀2將環(huán)刀5和環(huán)刀5內(nèi)的土樣的重量數(shù)據(jù)傳至計(jì)算機(jī)處理。
[0059] (二)計(jì)算原理
[0060] 1)稱重儀測出環(huán)刀與土樣質(zhì)量為ml，使用的標(biāo)準(zhǔn)鋼制環(huán)刀質(zhì)量已知為m2,標(biāo)準(zhǔn)環(huán) 刀內(nèi)部體積為V。
[0061] 2) 土試樣的密度應(yīng)按下式計(jì)算：
[0062]
[0063] 式中p-一試樣的密度(g/cm3)，準(zhǔn)確到0.01g/Cm3，nu為環(huán)刀加土樣質(zhì)量(已知），m 2 為環(huán)刀質(zhì)量(稱重所得）。
[0064]以上僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對 本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明 構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度儀，其特征在于，包括： 設(shè)置在底部的底座(8); 可旋轉(zhuǎn)地安裝在底座(8)上的臺身（1); 設(shè)置在臺身（1)頂部并向外延伸懸挑的外伸梁(6); 圓柱電磁鐵(3)，其能上下移動(dòng)地設(shè)置在外伸梁(6)的端部； 環(huán)刀(5 )，其設(shè)置在電磁鐵(3 )的下端端部； 工作平臺（7)，其設(shè)置在所述環(huán)刀（5)的下方，并位于環(huán)刀（5)正下方位置開設(shè)有與所述 環(huán)刀（5)相配合的圓孔，所述工作平臺（7)包括內(nèi)側(cè)平臺和外側(cè)平臺，所述圓孔設(shè)置在內(nèi)側(cè) 平臺和外側(cè)平臺的連接處； 稱重儀(2)，其設(shè)置在圓孔的正下方。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度儀，其特征在于，還包括刮刀 (4)，其可拆卸地固定在所述外側(cè)平臺上，并能在工作平臺（7)上轉(zhuǎn)動(dòng)，用于刮去工作平臺 (7)上的多余土樣。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度儀，其特征在于，所述臺身 (1) 為長方體形狀。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度儀，其特征在于：當(dāng)電磁鐵 (3)接電時(shí)將吸附環(huán)刀（5)，當(dāng)斷電時(shí)將脫離環(huán)刀（5)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度儀，其特征在于:所述稱重儀 (2) 用于測量環(huán)刀（5)與土樣的質(zhì)量，并將數(shù)據(jù)傳至計(jì)算機(jī)處理計(jì)算。6. -種基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度的方法，其特征在于，包括如下步驟： 將基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度儀放置在平整的地方，接入電源； 調(diào)整臺身（1)上的電磁鐵(3)的圓心正對工作臺（7)圓孔中心； 清潔環(huán)刀(5)，并在環(huán)刀(5)內(nèi)壁涂上凡士林； 將環(huán)刀(5)吸附在電磁鐵(3)正下方，其刃口向下； 將土樣放置在拼裝好的工作臺（7)上方，并覆蓋住圓孔； 啟動(dòng)開關(guān)，電磁鐵(3)帶著環(huán)刀（5)向土樣緩緩壓去，直到環(huán)刀將土樣切割到預(yù)設(shè)位置， 電磁鐵斷電，然后將電磁鐵(3)上移，環(huán)刀（5)脫離電磁鐵(3); 旋轉(zhuǎn)刮刀(4)，將工作平臺（7)上的高于環(huán)刀(5)的多余土樣刮去； 稱量儀(2)將環(huán)刀(5)和環(huán)刀(5)內(nèi)的土樣的重量數(shù)據(jù)傳至計(jì)算機(jī)處理。
【專利摘要】本發(fā)明專利公開了一種基于環(huán)刀法自動(dòng)化測土密度儀，具體包括：臺身，其整體呈長方體方柱形狀，在其頂面有外伸懸挑的外伸梁，在臺身底部設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的底座。在外伸懸挑方梁的端部有一上下運(yùn)動(dòng)的圓柱電磁鐵，電磁鐵下部吸附著鋼制環(huán)刀。環(huán)刀下則是可拆分式工作平臺，又分兩部分，在外側(cè)的工作平臺附帶一個(gè)可拆卸的刮刀，工作臺中心鉆出圓孔，圓孔下面是稱重儀器。本發(fā)明相比傳統(tǒng)環(huán)刀法測土密度有較大優(yōu)勢：將測定土密度的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)儀器高度集成，防止儀器的丟失、遺漏；可以現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)，解決了現(xiàn)場技術(shù)人員測定土密度時(shí)因操作不當(dāng)所引起的誤差，本發(fā)明為快速測量大量土樣密度提供了可靠的途徑。
【IPC分類】G01N9/02
【公開號】CN105510179
【申請?zhí)枴緾N201511027093
【發(fā)明人】石崇, 金成 , 沈俊良, 白金州, 劉蘇樂
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月31日