用于公路施工的路面基层测量装置的制作方法

本申请涉及公路施工技术领域，具体而言，涉及一种用于公路施工的路面基层测量装置。

背景技术：

在对公路施工完成后，一般需要对施工的情况进行验收。在验收时，需要对公路路面基层的情况进行评估。目前的公路路面基层的评估一般是在抽检点处进行取样等操作，取样时利用钻头钻设，然后测量取样点的基层路面情况。现有的取样操作为刚性钻孔取样，由于其为刚性施工，会给路面基层造成毁灭性地破坏，破坏基层的取样位置以外内部结构，影响公路的寿命。

技术实现要素：

本申请提供了一种用于公路施工的路面基层测量装置，其能够解决现有取样施工，对路面基层造成毁灭性地破坏，破坏基层的取样位置以外内部结构，影响公路的寿命的问题。

本申请提供了一种用于公路施工的路面基层测量装置，包括机座、升降机构以及取样机构。升降机构固定于机座，取样机构设于升降机构的执行端，以被配置为通过升降机构的驱动进行升降。取样机构包括外壳、取样驱动部、sea机构以及取样钻头，取样驱动部和sea机构安装于外壳中，取样钻头可拆卸地安装于sea机构的动力输出端，取样驱动部被配置为通过sea机构向取样钻头输出柔性转矩。sea机构包括动力承接盘、动力输出盘以及弹性件；

动力承接盘与取样驱动部的执行部连接，动力承接盘的中心形成有转动凹槽，转动凹槽的中心凸设有活动轴；

动力输出盘设于转动凹槽中且与活动轴转动配合，动力输出盘的动力输出端安装取样钻头，弹性件连接动力承接盘和动力输出盘。

上述方案中，提供了一种能够输出柔性转矩，以适应性地对路面基层基层进行取样，且不破坏其他基层结构的装置。当用于公路施工的路面基层测量装置开始工作时，通过升降机构的运转使得取样机构在竖向上升降，以逐渐调整取样的深度。取样机构通过取样驱动部、sea机构(串联弹性驱动器，serialelasticactuator)以及取样钻头相互配合，即，取样驱动部输出刚性转矩通过sea机构的柔性转换，使得柔性转矩传导向取样钻头输出，从而能够使得取样钻头能够在路面基层进行柔性钻孔，从而能够适应性地逐步深入基层，且不对取样钻头的作用点以外的基层造成破坏，精准取样。其中，sea机构包括动力承接盘、动力输出盘以及弹性件，取样驱动部与动力承接盘连接，即刚性转矩的输出部在动力承接盘处，通过弹性件地往复式弹性作用，带动动力输出盘转动，从而输出柔性转矩。当取样钻孔进行钻孔工作时，动力承接盘和动力输出盘之间的弹性件不仅进行动力柔性转换输出，还起到缓冲钻孔的反作用力，使得反作用力和钻孔输入力均在sea机构中进行，保证钻孔的精确度，且保证取样钻孔不破坏非作用点的基层结构。

可选地，在一种可能的实现方式中，动力承接盘的内壁形成有多个第一固定块，多个第一固定块绕转动凹槽的中心均匀分布；

动力输出盘的外壁形成有多个第二固定块，多个第二固定块绕动力输出盘的中轴线均匀分布；

第一固定块和第二固定块的数量相同，且两者成对分布，每对第一固定块和第二固定块之间间隔分布且通过弹性件连接。

可选地，在一种可能的实现方式中，第一固定块包括第一固定基座和第一卡接座，第一固定基座的底面固定于动力承接盘的内壁，第一固定基座的顶面连接第一卡接座，且第一固定基座和第一卡接座共同形成第一l形构件；

第二固定块包括第二固定基座和第二卡接座，第二固定基座的底面固定于动力输出盘的内壁，第二固定基座的顶面连接第二卡接座，且第二固定基座和第二卡接座共同形成第二l形构件；

其中，第一l形构件和第二l形构件的内陷位置相对设置，且分别形成有用于卡接弹性件的卡块。

可选地，在一种可能的实现方式中，弹性件为卡接于两个卡块之间的钛合金弹簧；

第一卡接座和第二卡接座的最大夹角为8度；

第一卡接座和第二卡接座的最大夹角为3度。

可选地，在一种可能的实现方式中，动力输出盘的底面分别设有密封环板，密封环板与动力承接盘的底面密封连接，以使得动力承接盘和动力输出盘在转动凹槽中共同形成密封腔室；

密封腔室填充有非牛顿流体。

可选地，在一种可能的实现方式中，动力承接盘的内壁形成多个压差壳体，压差壳体绕转动凹槽的中心均匀分布且位于相邻两对第一固定块和第二固定块之间；

压差壳体的一端开放，多个压差壳体的开放端口呈时针转动分布；

压差壳体的另一端形成有第一缩口，第一缩口的口径小于开放端口的口径。

可选地，在一种可能的实现方式中，压差壳体的内部固定有隔板，隔板形成有第二缩口，第一缩口与第二缩口具有高度差，且第二缩口的口径数值位于第一缩口和开放端口的口径数值之间。

可选地，在一种可能的实现方式中，取样驱动部包括取样电机、第一带轮、第二带轮、同步带、谐波减速器以及法兰盘；

取样电机固定于外壳中，第一带轮固定于电机的输出轴，第二带轮固定于谐波减速器的输入轴，同步带套置于第一带轮和第二带轮上；

谐波减速器的输出端固定法兰盘，法兰盘通过螺栓连接动力承接盘；

动力输出盘的动力输出端通过轴承支撑于外壳，且动力输出端的端部形成有插销孔，用于通过插销连接取样钻头。

可选地，在一种可能的实现方式中，机座包括支撑底盘，支撑底盘形成有导向孔，以使得取样钻头能够贯穿导向孔进行取样工作；

升降机构包括旋转电机、导向杆、丝杆以及丝杆螺母；

旋转电机固定于支撑底盘，多个导向杆分别固定于支撑底盘的边缘且穿设外壳；

丝杆固定于旋转电机的输出端，且通过丝杆螺母与外壳螺纹配合。

可选地，在一种可能的实现方式中，取样机构位于外壳的中央位置，取样机构还包括固定板，与导向杆数量对应的固定板通过螺栓固定于外壳的边缘，每一个固定板嵌设有直线轴承，用于与导向杆配合；

机座的底面固定有橡胶层。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实施例中用于公路施工的路面基层测量装置的结构示意图；

图2为本实施例中一种sea机构的结构示意图；

图3为本实施例中另一种sea机构的结构示意图。

图标：10-用于公路施工的路面基层测量装置；11-机座；110-支撑底盘；

12-升降机构；120-旋转电机；121-导向杆；122-丝杆；123-丝杆螺母；

20-取样机构；21-外壳；22-取样驱动部；23-取样钻头；200-固定板；220-驱动电机；221-第一带轮；222-第二带轮；223-同步带；224-谐波减速器；225-法兰盘；

30-sea机构；31-动力承接盘；32-动力输出盘；33-弹性件；310-转动凹槽；311-活动轴；312-第一固定块；320-第二固定块；321-密封环板；3120-第一固定基座；3121-第一卡接座；3200-第二固定基座；3201-第二卡接座；

70-插销；80-压差壳体；81-第一缩口；82-隔板；83-第二缩口；90-密封腔室。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本实施例提供一种用于公路施工的路面基层测量装置10，其能够解决现有取样施工，对路面基层造成毁灭性地破坏，破坏基层的取样位置以外内部结构，影响公路的寿命的问题。

请参见图1，图1示出了用于公路施工的路面基层测量装置10的结构示意图。

用于公路施工的路面基层测量装置10包括机座11、升降机构12以及取样机构20。升降机构12固定于机座11，取样机构20设于升降机构12的执行端，以被配置为通过升降机构12的驱动进行升降。

取样机构20包括外壳21、取样驱动部22、sea机构30以及取样钻头23，取样驱动部22和sea机构30安装于外壳21中，取样钻头23可拆卸地安装于sea机构30的动力输出端，取样驱动部22被配置为通过sea机构30向取样钻头23输出柔性转矩。

sea机构30包括动力承接盘31、动力输出盘32以及弹性件33。

动力承接盘31与取样驱动部22的执行部连接，动力承接盘31的中心形成有转动凹槽310，转动凹槽310的中心凸设有活动轴311。

动力输出盘32设于转动凹槽310中且与活动轴311转动配合，动力输出盘32的动力输出端安装取样钻头23，弹性件33连接动力承接盘31和动力输出盘32。

上述方案中，提供了一种能够输出柔性转矩，以适应性地对路面基层基层进行取样，且不破坏其他基层结构的装置。当用于公路施工的路面基层测量装置10开始工作时，通过升降机构12的运转使得取样机构20在竖向上升降，以逐渐调整取样的深度。取样机构20通过取样驱动部22、sea机构30(串联弹性驱动器，serialelasticactuator)以及取样钻头23相互配合，即，取样驱动部22输出刚性转矩通过sea机构30的柔性转换，使得柔性转矩传导向取样钻头23输出，从而能够使得取样钻头23能够在路面基层进行柔性钻孔，从而能够适应性地逐步深入基层，且不对取样钻头23的作用点以外的基层造成破坏，精准取样。其中，sea机构30包括动力承接盘31、动力输出盘32以及弹性件33，取样驱动部22与动力承接盘31连接，即刚性转矩的输出部在动力承接盘31处，通过弹性件33地往复式弹性作用，带动动力输出盘32转动，从而输出柔性转矩。当取样钻孔进行钻孔工作时，动力承接盘31和动力输出盘32之间的弹性件33不仅进行动力柔性转换输出，还起到缓冲钻孔的反作用力，使得反作用力和钻孔输入力均在sea机构30中进行，保证钻孔的精确度，且保证取样钻孔不破坏非作用点的基层结构。

机座11包括支撑底盘110，支撑底盘110形成有导向孔，以使得取样钻头23能够贯穿导向孔进行取样工作。

升降机构12包括旋转电机120、导向杆121、丝杆122以及丝杆螺母123。

旋转电机120固定于支撑底盘110，多个导向杆121分别固定于支撑底盘110的边缘且穿设外壳21。

丝杆122固定于旋转电机120的输出端，且通过丝杆螺母123与外壳21螺纹配合。

可选地，在一种可能的实现方式中，取样机构20位于外壳21的中央位置，取样机构20还包括固定板200，与导向杆121数量对应的固定板200通过螺栓固定于外壳21的边缘，每一个固定板200嵌设有直线轴承，用于与导向杆121配合。机座11的底面固定有橡胶层。

请参见图2，图2示出了本实施例中sea机构30的一种具体结构。

动力承接盘31的内壁形成有多个第一固定块312，多个第一固定块312绕转动凹槽310的中心均匀分布。

动力输出盘32的外壁形成有多个第二固定块320，多个第二固定块320绕动力输出盘32的中轴线均匀分布。

第一固定块312和第二固定块320的数量相同，且两者成对分布，每对第一固定块312和第二固定块320之间间隔分布且通过弹性件33连接。

可选地，在一种可能的实现方式中，第一固定块312包括第一固定基座3120和第一卡接座3121，第一固定基座3120的底面固定于动力承接盘31的内壁，第一固定基座3120的顶面连接第一卡接座3121，且第一固定基座3120和第一卡接座3121共同形成第一l形构件。

第二固定块320包括第二固定基座3200和第二卡接座3201，第二固定基座3200的底面固定于动力输出盘32的内壁，第二固定基座3200的顶面连接第二卡接座3201，且第二固定基座3200和第二卡接座3201共同形成第二l形构件。

其中，第一l形构件和第二l形构件的内陷位置相对设置，且分别形成有用于卡接弹性件33的卡块(图中未示出)。

其中，本实施例中，弹性件33为卡接于两个卡块之间的钛合金弹簧。钛合金的密度低，可以降低运动零件的惯性质量，同时钛合金弹簧可以增加自由振动，减弱sea机构30的振颤，保证动力平稳地输出。

本实施例中，第一卡接座3121和第二卡接座3201的最大夹角为8度，第一卡接座3121和第二卡接座3201的最大夹角为3度。即动力承接盘31和动力输出盘32之间最大偏转角度为8度，最小为3度，即偏转差值为5度，其能够保证动力承接盘31和动力输出盘32之间的振幅在0-5度，保证了基层对取样机构20的反作用力在5度之间得到缓冲，同时，在5度以内，能够保证取样钻头23的启动，使得取样机构20在能够柔性地适应性地取样的同时，保证取样钻头23的旋转效率。

可选地，在一种可能的实现方式中，请参见图1。

动力输出盘32的底面设有密封环板321，密封环板321与动力承接盘31的底面密封连接，以使得动力承接盘31和动力输出盘32在转动凹槽310中共同形成密封腔室90。密封腔室90填充有非牛顿流体。

非牛顿流体，是指不满足牛顿黏性实验定律的流体，即其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。非牛顿流体广泛存在于生活、生产和大自然之中。绝大多数生物流体都属于所定义的非牛顿流体。人身上血液、淋巴液、囊液等多种体液，以及像细胞质那样的“半流体”都属于非牛顿流体。

非牛顿流体，当作用在流体上的剪切力发生改变时，其粘度发生改变，本申请中，非牛顿型流体的粘度随剪切速度的增加而升高(称为切力增稠现象)。

其中，上述提供了一种能够显著提供sea机构30动力输出效率的技术方案，通过在动力承接盘31和动力输出盘32在转动凹槽310中共同形成密封腔室90中填充非牛顿流体，能够在取样钻头23在适应基层，且钻孔一定深度后，动力承接盘31和动力输出盘32之间通过弹性件33高频率的偏转，此时，非牛顿型流体粘度升高，从而动力承接盘31和动力输出盘32之间的动力转换效率升高，取样钻头23的旋转效率增高，从而能够快速地进行旋转取样。

可选地，在一种可能的实现方式中，请参见图3，图3示出了本实施例中sea机构的另一种的具体结构。

在上文描述的动力承接盘31和动力输出盘32在转动凹槽310中共同形成密封腔室90且密封腔室90填充有非牛顿流体的条件下。

动力承接盘31的内壁形成多个压差壳体80，压差壳体80绕转动凹槽310的中心均匀分布且位于相邻两对第一固定块312和第二固定块320之间。

压差壳体80的一端开放，多个压差壳体80的开放端口呈时针转动分布。压差壳体80的另一端形成有第一缩口81，第一缩口81的口径小于开放端口的口径。

其中，由于第一缩口81的口径小于开放端口的口径，故非牛顿流体在由开放端口进入第一缩口81后，其速度变化升高，剪切速度的增加，非牛顿型流体的粘度升高，故动力承接盘31和动力输出盘32之间的动力转换效率升高，取样钻头23的旋转效率增高，从而能够快速地进行旋转取样。

可选地，在一种可能的实现方式中，压差壳体80的内部固定有隔板82，隔板82形成有第二缩口83，第一缩口81与第二缩口83具有高度差，且第二缩口83的口径数值位于第一缩口81和开放端口的口径数值之间。

同理，上述方案亦是为了提高非牛顿流体的剪切速度，即，粘度升高，故动力承接盘31和动力输出盘32之间的动力转换效率升高，取样钻头23的旋转效率增高，从而能够快速地进行旋转取样。

请重新参见图1。

取样驱动部22包括驱动电机220、第一带轮221、第二带轮222、同步带223、谐波减速器224以及法兰盘225。

其中，谐波齿轮减速器(谐波减速器224)是一种由固定的内齿刚轮、柔轮、和使柔轮发生径向变形的波发生器组成，谐波齿轮减速机是齿轮减速机中的一种新型传动结构，它是利用柔性齿轮产生可控制的弹性变形波，引起刚轮与柔轮的齿间相对错齿来传递动力和运动。这种传动与一般的齿轮传递具有本质上的差别，在啮合理论、集合计算和结构设计方面具有特殊性。谐波齿轮减速器具有高精度、高承载力等优点，和普通减速器相比，由于使用的材料要少50％，其体积及重量至少减少1/3。

驱动电机220固定于外壳21中，第一带轮221固定于电机的输出轴，第二带轮222固定于谐波减速器224的输入轴，同步带223套置于第一带轮221和第二带轮222上。

谐波减速器224的输出端固定法兰盘225，法兰盘225通过螺栓连接动力承接盘31。

动力输出盘32的动力输出端通过轴承支撑于外壳21，且动力输出端的端部形成有插销孔，用于通过插销70连接取样钻头23。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除