一種十字板剪切裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種十字板剪切裝置，屬于用于原位剪切土層試驗(yàn)的工程試驗(yàn)裝置。十字板剪切裝置的底板上設(shè)有控制臺(tái)與供電箱；動(dòng)力裝置布置在底板上，底板的底端通過支腳支撐；動(dòng)力裝置下方連接鉆桿，鉆桿由若干個(gè)鉆桿段連接而成；鉆桿下端布置十字剪切板軸桿，十字剪切板軸桿的底端布置十字板；所述的動(dòng)力裝置帶動(dòng)十字剪切板軸桿旋轉(zhuǎn)；支腳調(diào)節(jié)底板的水平度；供電箱為動(dòng)力裝置及控制臺(tái)供電，控制臺(tái)控制動(dòng)力裝置及支腳。本發(fā)明能夠基于陀螺儀測水準(zhǔn)反饋執(zhí)行平衡指令的機(jī)械裝置，提供了能夠多重降速并且基于普通電機(jī)能夠進(jìn)行低速率精準(zhǔn)控制的機(jī)械裝置，提供了基于壓電敏感元件的測力反饋裝置；提供了能夠獲得土層剪切破壞強(qiáng)度峰值數(shù)據(jù)的十字剪切裝置。
【專利說明】
一種十字板剪切裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種十字板剪切裝置，屬于用于原位剪切土層試驗(yàn)的工程試驗(yàn)裝置。 【背景技術(shù)】
[0002]十字板剪切試驗(yàn)已廣泛用于測定飽和軟粘性土抗剪強(qiáng)度，是求算地基地基承載力、圍堤穩(wěn)定、軟粘土的靈敏度及固結(jié)歷史等地基力學(xué)參數(shù)不可缺少的原位測試手段。十字板剪切試驗(yàn)包括室內(nèi)試驗(yàn)和室外原位試驗(yàn)，通常采用微型十字板儀。室內(nèi)試驗(yàn)測定需要經(jīng)過取樣、運(yùn)輸、切樣等過程，在這些過程中常常造成對土樣的擾動(dòng)，尤其是飽和軟粘土的高觸變性，使得土體結(jié)構(gòu)極易在取樣的過程中遭到破壞，此外，在開土切樣和加壓剪切時(shí)也容易受到較大的干擾，而且不易控制，導(dǎo)致在應(yīng)力松弛和再壓縮條件下取得的強(qiáng)度指標(biāo)失真[2]?；谏鲜鲈颍诃h(huán)境可行的情況下以及不便于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的情況下，原位十字板剪切試驗(yàn)是很有需要的以及必要的。一般，原位十字板剪切試驗(yàn)的儀器有機(jī)械式十字板儀和電測式十字板儀。這兩類十字板儀各有其使用條件、運(yùn)用范圍及局限性。機(jī)械式十字板儀能夠自動(dòng)化采集數(shù)據(jù)但是對于氣象條件和探頭絕緣要求高，而且操作繁瑣精度不高、需要進(jìn)行軸桿摩擦力的校正。電測十字板儀不需要軸桿摩擦力的校正，不打鉆孔，具有連續(xù)快速的特點(diǎn)和較高的試驗(yàn)精度，但是對氣象條件要求較高、人工干擾因素明顯。十字板剪切的試驗(yàn)的基本原理是利用剪切破壞時(shí)所施加扭矩的大小來推算出原位抗剪切強(qiáng)度，而由于傳統(tǒng)的十字板的兩個(gè)底面沿徑向剪切破壞發(fā)生在不同時(shí)間，所以我們得到的是一個(gè)平均值，而不是峰值，所以這個(gè)給分析臨界破壞點(diǎn)帶來了觀測誤差。此外，現(xiàn)有十字剪切儀裝置主要采用水準(zhǔn)儀氣泡居中校正水平，采用人工判定，既不能做到十分精確又不能夠做到實(shí)時(shí)調(diào)整。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對上述不足提供了改進(jìn)的用于原位剪切土層試驗(yàn)的工程試驗(yàn)裝置。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:本發(fā)明所述的十字板剪切裝置，包括底板，支腳，控制臺(tái)，供電箱，動(dòng)力裝置;所述的底板上設(shè)有控制臺(tái)與供電箱;動(dòng)力裝置布置在底板上，底板的底端通過支腳支撐;動(dòng)力裝置下方連接鉆桿，所述的鉆桿可由若干個(gè)鉆桿段連接而成;鉆桿下端布置十字剪切板軸桿，十字剪切板軸桿的底端布置十字板;所述的動(dòng)力裝置帶動(dòng)十字剪切板軸桿旋轉(zhuǎn);支腳調(diào)節(jié)底板的水平度;供電箱為動(dòng)力裝置及控制臺(tái)供電，控制臺(tái)控制動(dòng)力裝置及支腳。
[0005]本發(fā)明所述的十字板剪切裝置，所述的動(dòng)力裝置包括電機(jī)，錐形輪，從動(dòng)輪，轉(zhuǎn)動(dòng)輪，傳動(dòng)帶，步進(jìn)電機(jī)五；電機(jī)驅(qū)動(dòng)錐形輪轉(zhuǎn)動(dòng);錐形輪的錐面齒條與從動(dòng)輪嚙合;從動(dòng)輪通過傳動(dòng)帶帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn);轉(zhuǎn)動(dòng)輪與鉆桿相連，鉆桿與十字剪切板軸桿相連，十字剪切板軸桿的下端連接十字板;步進(jìn)電機(jī)五由供電箱供電；所述的十字板的上下兩端設(shè)有頂十字校正板與底端十字校正板，頂十字校正板、底端十字校正板與十字剪切板軸桿同軸并隨十字剪切板軸桿轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0006]本發(fā)明所述的十字板剪切裝置，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)輪上設(shè)有傳動(dòng)帶槽，轉(zhuǎn)動(dòng)輪下設(shè)有轉(zhuǎn)軸;轉(zhuǎn)軸下方設(shè)有鉆桿;鉆桿可以通過很多標(biāo)準(zhǔn)長鉆桿段連接加長，每一段鉆桿的上下端面分別設(shè)有銅片槽;鉆桿下方連接十字剪切板軸桿;鉆桿與十字剪切板軸桿相連，鉆桿內(nèi)部空腔沿四周豎立四根完整電磁線圈，套置在軸桿插頭上的磁力開關(guān)沿四周布置四根豎直永磁條，軸桿和磁力開關(guān)上分別設(shè)有四條插槽;軸桿插入鉆桿空腔內(nèi)；根據(jù)空腔四周電磁線圈通電、轉(zhuǎn)換電流方向以及斷電，形成磁極，排斥或吸引磁力開關(guān)上的永磁條，使得插頭上的磁力開關(guān)可旋轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)，軸桿與鉆桿之間可穩(wěn)固連接或拔出分離。
[0007]本發(fā)明所述的十字板剪切裝置，所述的磁力開關(guān)沿外圓周布置插銷槽，呈十字行排布，每兩個(gè)插銷槽之間布置永磁鐵條槽，永磁鐵條槽內(nèi)插有永磁鐵條;磁力開關(guān)下部設(shè)有插孔，可以和插頭連接，連接后磁力開關(guān)可以圍繞其軸線自由旋轉(zhuǎn)。
[0008]本發(fā)明所述的十字剪切裝置，所述的軸桿頂部設(shè)有四條插槽，插銷槽內(nèi)壁布置壓電敏感元件，每一個(gè)插銷槽每一個(gè)側(cè)壁布置兩塊壓電敏感元件，分別靠外側(cè)和內(nèi)側(cè)，插銷槽和插銷吻合后，旋轉(zhuǎn)擠壓插銷槽壁面上的壓電敏感元件，發(fā)出信號(hào)。
[0009]本發(fā)明所述的十字板剪切裝置，所述的錐形輪的一端與電機(jī)連接、另一端與、活動(dòng)支撐相連，活動(dòng)支撐的底端與拉條連接，拉條內(nèi)面一端面設(shè)有齒條，拉條的一端面齒條與齒輪嚙合，齒輪又與步進(jìn)電機(jī)五的驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合。
[0010]本發(fā)明所述的十字板剪切裝置，所述的十字板剪切板軸桿插入十字板的軸套筒中，軸套筒和軸桿之間沿軸桿軸線等距設(shè)置有三個(gè)單向軸承，軸套筒外壁四周對稱布置有四葉十字板;軸桿上設(shè)置有軸桿頂十字板校正板軸桿底十字板校正板，軸桿頂十字板校正板下緣與十字板上緣之間的間距為lmm-5mm，軸桿底十字板校正板上緣與十字板下緣之間的間距為〇
[0011]本發(fā)明所述的十字板剪切裝置，所述的底板成方形;底板的四個(gè)頂角端分別設(shè)置支腳;支腳分別與步進(jìn)電機(jī)相連，步進(jìn)電機(jī)控制升降。
[0012]本發(fā)明所述的十字板剪切裝置，所述的支腳包括棱錐角，穩(wěn)定板，升降柱，固定套， 升降柱螺旋紋段，升降柱豎螺紋段;所述的升降柱穿過底板，升降柱的底端設(shè)有穩(wěn)定板，穩(wěn)定板下端布置棱錐角，穩(wěn)定板上方與底板之間設(shè)置固定套;升降柱的外壁面設(shè)有升降柱螺旋紋段，升降柱螺旋紋段的上方外壁設(shè)置升降柱豎螺紋段;步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)有螺紋，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與升降柱豎螺紋段嚙合。
[0013]有益效果本發(fā)明提供一種十字板剪切裝置，在基本平臺(tái)、動(dòng)力裝置、連接裝置、測力裝置和剪切裝置方面做了改進(jìn)與創(chuàng)新，提供了能夠基于陀螺儀測水準(zhǔn)反饋執(zhí)行平衡指令的機(jī)械裝置， 提供了一種能夠多重降速并且基于普通電機(jī)能夠進(jìn)行低速率精準(zhǔn)控制的機(jī)械裝置。
[0014]十字板剪切裝置結(jié)構(gòu)機(jī)械齒輪嚙合提供速率控制辦法，同比現(xiàn)在人為控制或者單純步進(jìn)電機(jī)控制，通過一系列的機(jī)械齒輪嚙合交換速度能夠做到省力且精準(zhǔn)，提供了一種基于電磁原理的連接裝置，同比現(xiàn)在的離合裝置，這是基于電磁原理的新嘗試，由于通過通電控制，更加便利即時(shí)。
[0015]十字板剪切裝置，利用基于壓電敏感元件的測力反饋裝置，該裝置可以獲得更加精準(zhǔn)的測量，相比較傳統(tǒng)的測力環(huán)，做法更加便利和精確，并且做到操作自動(dòng)化，而與利用應(yīng)變片相比，人工干擾因素降低。
[0016]十字板剪切裝置能夠獲得土層剪切破壞峰值數(shù)據(jù)，十字板剪切的試驗(yàn)的基本原理是利用剪切破壞時(shí)所施加扭矩的大小來推算出原位抗剪切強(qiáng)度，而由于傳統(tǒng)的十字板的兩個(gè)底面沿徑向剪切破壞發(fā)生在不同時(shí)間，所以我們得到的是一個(gè)平均值，而不是峰值，所以這個(gè)給分析臨界破壞點(diǎn)帶來了觀測誤差，而本裝置通過加設(shè)上下校正十字板先行破壞十字板上下底面土層，解決了由上下底面破壞不均引起的誤差問題?！靖綀D說明】
[0017]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)俯視圖；圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)正視圖；圖4是本發(fā)明底板平臺(tái)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)正視圖；圖5是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)B1-B1剖面圖；圖6是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)B2-B2剖面圖；圖7是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)C-C剖面圖；圖8是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)D-D剖面圖；圖9是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)E-E剖面圖；圖10是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)F-F剖面圖；圖11是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)G-G剖面圖；圖12是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)H-H剖面圖；圖13是本發(fā)明鉆桿連接處一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)A1局部剖視圖；圖14是本發(fā)明鉆桿與十字板剪切板軸桿連接處一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)B1局部剖視圖；圖15是本發(fā)明十字板一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)C1剖面圖；圖16是本發(fā)明鉆桿連接處一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)D1局部剖視圖；圖17是本發(fā)明鉆桿連接處一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)E1局部剖視圖；圖18是本發(fā)明十字板單向軸承處一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)C2局部剖視圖；圖19是本發(fā)明十字板單向軸承處一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)C3局部剖視圖；圖20是本發(fā)明底板平臺(tái)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖21是本發(fā)明底板平臺(tái)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖及支撐腳F1局部示意圖；圖22是本發(fā)明支撐腳一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)F2局部示意圖；圖23是本發(fā)明動(dòng)力裝置之速率控制裝置一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)F3局部示意圖；圖24是本發(fā)明錐形輪一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)立體示意圖；圖25是本發(fā)明錐形輪一種實(shí)施例的J-J剖面圖；圖26是本發(fā)明從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)立體示意圖；圖27是本發(fā)明從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)一種實(shí)施例的平面視圖；圖28是本發(fā)明轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)立體示意圖；圖29是本發(fā)明轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)平面正視圖；圖30是本發(fā)明與十字板剪切板軸桿連接的連接段鉆桿一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)俯視圖；圖31是本發(fā)明與十字板剪切板軸桿連接的連接段鉆桿一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)仰視圖；圖32是本發(fā)明與十字板剪切板軸桿連接的連接段鉆桿一種實(shí)施例結(jié)構(gòu) K-K剖面圖；圖33是本發(fā)明與十字板剪切板軸桿連接的連接段鉆桿一種實(shí)施例結(jié)構(gòu) L-L首I』面圖；圖34是本發(fā)明與十字板剪切板軸桿連接的連接段鉆桿一種實(shí)施例結(jié)構(gòu) M-M剖面圖；圖35是本發(fā)明與十字板剪切板軸桿連接的連接段鉆桿一種實(shí)施例結(jié)構(gòu) N-N剖面圖；圖36是本發(fā)明磁力開關(guān)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；圖37是本發(fā)明磁力開關(guān)一種實(shí)施例的P-P剖面圖；圖38是本發(fā)明十字板剪切板一種實(shí)施例的軸桿與校正板結(jié)構(gòu)立體示意圖；圖39是本發(fā)明十字板剪切板軸桿的一種實(shí)施例的G1局部示意圖；圖40是本發(fā)明十字板的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)立體示意圖；圖41是本發(fā)明十字板的一種實(shí)施例的正視圖及Q-Q剖面圖；圖42是本發(fā)明所使用的單向軸承的一種實(shí)施例的示意圖。
[0018] 圖中1底板，2支撐腳，3控制臺(tái)，4供電箱，5電機(jī)，6錐形輪，7從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)，8 轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)，9傳動(dòng)帶，10步進(jìn)電機(jī)一，11步進(jìn)電機(jī)二，12步進(jìn)電機(jī)三，13步進(jìn)電機(jī)四，14 步進(jìn)電機(jī)五，15拉條，16滑槽，17鉆桿，18十字板剪切板軸桿，19十字板，20套筒，21 錐形軸承，22軸承，23螺栓，24銅片槽，25線槽，26線槽出口，27線圈，28永磁鐵條，29 磁力開關(guān)，30插銷，31A插銷槽，31B插銷槽，32壓電敏感元件A組，33壓電敏感元件B組， 34單向軸承，35軸桿頂十字板校正板，36軸桿底十字板校正板，37齒輪，38電機(jī)軸，39 活動(dòng)支承，40棱錐角，41穩(wěn)定板，42升降柱，43固定套，44升降柱螺旋紋段，45升降柱豎螺紋段，46從動(dòng)輪齒輪，47從動(dòng)輪傳動(dòng)帶槽，48轉(zhuǎn)輪傳動(dòng)帶槽，49轉(zhuǎn)軸，50螺栓孔，51 永磁鐵條槽，52插孔，53固定葉片，54插頭，55軸套筒。
[0019]【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明:實(shí)施例1:如圖1和圖2所示:一種十字板剪切裝置，包括作為加載裝置平臺(tái)的底板1，底板1四周的支撐腳2,位于底板1上的控制臺(tái)3和供電箱4。
[0021]加載裝置包括電機(jī)5、錐形輪6、從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7、轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8以及傳動(dòng)帶9和步進(jìn)電機(jī)五14。底板1上對應(yīng)四周的支撐腳2分別有步進(jìn)電機(jī)一 10、步進(jìn)電機(jī)二11、步進(jìn)電機(jī)三12、步進(jìn)電機(jī)四13用以自動(dòng)調(diào)整支撐腳2的高度以保持水平。
[0022]鉆桿17可以通過很多標(biāo)準(zhǔn)長鉆桿段連接加長，鉆桿17連接轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8和十字板剪切板軸桿18,作為傳力構(gòu)件。[〇〇23]如圖3所示，實(shí)施例中加入了套筒20,套筒20可以使得鉆桿17不需要直接和周圍土壤接觸，可以不需要校正其和土壤的摩擦力。
[0024]實(shí)施例裝置的關(guān)鍵裝置十字剪切板由十字板剪切板軸桿18和十字板19組成，如圖 5、圖6和圖15所示，十字板19通過單向軸承34和十字板剪切板軸桿18連接，十字板剪切板軸桿18通過磁力開關(guān)29和鉆桿17相連。
[0025]如圖11所示，測力裝置主要包括十字板剪切板軸桿上的壓電敏感元件A組32和B組 33以及控制臺(tái)的軟件部分，用以測量周向壓力然后換算成扭矩進(jìn)而算得土壤抗剪強(qiáng)度參數(shù)。
[0026]具體地，底板1組成包括:底板1作為基本平臺(tái)，其上開有兩個(gè)孔安置錐形軸承21和軸承22,如圖5錐形軸承21里穿過轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8的轉(zhuǎn)軸49,軸承22里穿過從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7,轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8和從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7通過皮帶相連接。
[0027]如圖1和圖2所示:底板1上還包括有控制臺(tái)3、供電箱4、動(dòng)力裝置以及平衡裝置，控制臺(tái)3用于收集信號(hào)、處理信號(hào)和發(fā)出指令，供電箱4用于供電。如圖20、圖21所示:動(dòng)力裝置包括電機(jī)5、電機(jī)軸38、活動(dòng)支承39、錐形輪6、拉條15以及步進(jìn)電機(jī)五14和滑槽16,電機(jī)5帶動(dòng)電機(jī)軸38旋轉(zhuǎn)，并傳遞至從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7,再通過傳動(dòng)帶9傳遞給轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8以旋轉(zhuǎn)十字板剪切土層，其中，步進(jìn)電機(jī)五14通過拉動(dòng)拉條15使得活動(dòng)支承39沿著滑槽16來回移動(dòng)，錐形輪 6也會(huì)沿著滑槽16軸線方向來回移動(dòng)，從而錐形輪6和從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7的接觸處的半徑不同，進(jìn)而可以獲得不同的速度。
[0028]如圖4、圖21圖22所示，底板1四周使用四個(gè)支撐腳2,分別帶有步進(jìn)電機(jī)一 10、步進(jìn)電機(jī)二11、步進(jìn)電機(jī)三12、步進(jìn)電機(jī)四13,步進(jìn)電機(jī)一 10、步進(jìn)電機(jī)二11、步進(jìn)電機(jī)三12、步進(jìn)電機(jī)四13可以調(diào)整支撐腳2的高度，用以維持平臺(tái)的水平，控制臺(tái)3中陀螺儀獲取平衡數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)装?不水平時(shí)，控制臺(tái)3分析數(shù)據(jù)并發(fā)出指令給步進(jìn)電機(jī)一 10、步進(jìn)電機(jī)二11、步進(jìn)電機(jī)三12、步進(jìn)電機(jī)四13以調(diào)整支撐腳2的高度維持底板1平衡。[0〇29]如圖1、圖4、圖21所示:底板上的動(dòng)力裝置組成包括:完整的動(dòng)力裝置包括電機(jī)5、 電機(jī)軸38、錐形輪6、活動(dòng)支承39、滑槽16、拉條15、齒輪37、步進(jìn)電機(jī)五14、從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7以及轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8和傳動(dòng)帶9。
[0030] 如圖1和圖4所示，電機(jī)5轉(zhuǎn)動(dòng)通過電機(jī)軸38帶動(dòng)錐形輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖24和圖26所示， 錐形輪6的齒槽和從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7的齒輪46嚙合，從而帶動(dòng)從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7通過傳動(dòng)帶9帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8通過鉆桿17帶動(dòng)十字板剪切土層。[0031 ]通過控制錐形輪6和從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7的接觸處半徑大小，改變從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7的從動(dòng)輪齒輪46的線速度，進(jìn)而從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7通過傳動(dòng)帶9帶動(dòng)并改變轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8的轉(zhuǎn)速，控制十字板剪切速度。[〇〇32]如圖26和圖28所示，由于從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7的從動(dòng)輪齒輪46的半徑遠(yuǎn)大于從動(dòng)輪傳動(dòng)帶槽47的半徑，而從動(dòng)輪傳動(dòng)帶槽47半徑又遠(yuǎn)小于轉(zhuǎn)輪傳動(dòng)帶槽48的半徑，這樣從電機(jī)軸 38獲得的角速度經(jīng)過錐形輪6、從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7和轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8后，十字板獲得的轉(zhuǎn)速是比較小的，這樣可以更好地利用普通電機(jī)5為剪切提供動(dòng)力，而無須配備專門的步進(jìn)電機(jī)以控制速度。動(dòng)力裝置中，錐形輪6的移動(dòng)是通過活動(dòng)支承39、拉條15、滑槽16、齒輪37和步進(jìn)電機(jī)五 14控制的，控制臺(tái)3根據(jù)扭矩信號(hào)反饋及設(shè)定給步進(jìn)電機(jī)五14發(fā)送指令控制轉(zhuǎn)速。[〇〇33]如圖1和圖23,步進(jìn)電機(jī)五14獲得指令后旋轉(zhuǎn)一定角度，齒輪37伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，與齒輪37嚙合的拉條15拉動(dòng)活動(dòng)支承39帶動(dòng)電機(jī)軸38和錐形輪6沿著滑槽16滑動(dòng)，進(jìn)而錐形輪6與從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7嚙合處的半徑變動(dòng)，使得在電機(jī)5保持同樣轉(zhuǎn)速的情形下，使得轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8和十字剪切板獲得不同速度，該控制裝置配合電機(jī)5改變十字板剪切速率，由控制臺(tái)3 配合。實(shí)施例裝置的動(dòng)力通過供電箱4供給。
[0034]如圖1至6及圖21和圖22所示:底板1的支承腳結(jié)構(gòu)組成有包括支撐腳結(jié)構(gòu)主要起到支承平臺(tái)、平衡平臺(tái)以及提供反力。[〇〇35]如圖22所示，支撐腳2由下至上包括棱錐腳40、穩(wěn)定板41、升降柱42、固定套43、升降柱螺旋紋段44以及升降柱豎螺紋段45。棱錐腳49嵌入場地，聯(lián)合穩(wěn)定板41保持平臺(tái)平穩(wěn)并且提供反力；固定套43與底板1剛結(jié)，其中穿過升降柱42,升降柱42可以伸縮控制支撐腳所在方位的平臺(tái)的高低，四個(gè)支撐腳互相配合維持平臺(tái)水平。步進(jìn)電機(jī)一 10、步進(jìn)電機(jī)二 11、步進(jìn)電機(jī)三12、步進(jìn)電機(jī)四13根據(jù)控制臺(tái)3發(fā)出的指令轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)通過升降柱豎螺紋段 45與步進(jìn)電機(jī)嚙合的升降柱42旋轉(zhuǎn)，而升降柱螺旋紋段44使得升降柱42在旋轉(zhuǎn)的過程中， 能夠自由升降。工作流程是:控制臺(tái)3內(nèi)置的陀螺儀獲得水準(zhǔn)信息，如若不滿足水平條件，控制臺(tái)3自動(dòng)計(jì)算平臺(tái)四周相對于設(shè)定參考點(diǎn)的高度，并根據(jù)預(yù)設(shè)算法計(jì)算出每一個(gè)支撐腳所對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)的角度并發(fā)送執(zhí)行指令，進(jìn)而步進(jìn)電機(jī)一 10、步進(jìn)電機(jī)二11、步進(jìn)電機(jī)三12、步進(jìn)電機(jī)四13分別得到供電箱4供電開啟工作。[〇〇36]從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7組成有:與錐形輪6嚙合的從動(dòng)輪齒輪46和從動(dòng)輪傳動(dòng)帶槽47,從動(dòng)輪傳動(dòng)帶槽47通過傳動(dòng)帶9與轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8相連。[〇〇37]如圖1、圖26和圖27所示，從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)7由于從動(dòng)輪齒輪46和從動(dòng)輪傳動(dòng)帶槽47的半徑相差較大，從而可以將從動(dòng)輪齒輪46獲得的較大的線速度轉(zhuǎn)換到從動(dòng)輪傳動(dòng)帶槽47處較小線速度輸出。[〇〇38]如圖28和圖29所示:轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8組成包括:轉(zhuǎn)輪傳動(dòng)帶槽48和轉(zhuǎn)軸49，轉(zhuǎn)輪傳動(dòng)帶槽48通過傳動(dòng)帶9與從動(dòng)輪傳動(dòng)帶槽48相連，轉(zhuǎn)輪傳動(dòng)帶槽48處獲得和從動(dòng)輪傳動(dòng)帶槽47 處同樣的線速度，而由于轉(zhuǎn)輪傳動(dòng)帶槽48的半徑遠(yuǎn)大于從動(dòng)輪傳動(dòng)帶槽47的半徑，所以轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8獲得更低的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)軸49嵌入底板1上的錐形軸承21，轉(zhuǎn)軸末端通過螺栓和鉆桿17 連接，轉(zhuǎn)軸49末端設(shè)有螺栓孔50，實(shí)施例裝置連接形式如圖13和圖16示。轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8可以從底板1上方吊入或者取出，在將每一段鉆桿17用螺栓連接拼接后從底板1上方吊入，最后將轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8下方的轉(zhuǎn)軸49通過螺栓孔50與鉆桿17用螺栓連接，如圖1、圖5和圖6所示。[〇〇39]如圖13和圖16所示鉆桿部分組成包括:鉆桿17及其上設(shè)置的螺栓孔、銅片槽24,鉆桿17是標(biāo)準(zhǔn)長鉆桿，通過將這些標(biāo)準(zhǔn)長鉆桿17通過螺栓相互連接形成足夠長的鉆桿。如圖5 和6所示:鉆桿17之間的連接方式同于鉆桿17和轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8上的轉(zhuǎn)軸49的連接方式，具體，鉆桿17—端圓截面凸起卡入另一根鉆桿17另一端圓截面凹入，并通過螺栓23連接。鉆桿17上設(shè)置的銅片槽24,大約有4mm厚度，在銅片槽24是相互連接的兩根鉆桿17之間特意留有的空隙，空隙上緣是上方鉆桿17,空隙下緣是下方連接鉆桿17,上下連接的鉆桿17此處各有約 2mm厚銅片，當(dāng)鉆桿17相互連接時(shí)，銅片槽24也是上下鉆桿17的銅片的接觸處，銅片接觸可以用于通電，每一個(gè)鉆桿17上下都有一個(gè)銅片槽24,銅片槽24里安置有銅片，每一個(gè)鉆桿17 本身上下兩端的兩個(gè)銅片都用導(dǎo)線連接好了，導(dǎo)線綁定在鉆桿17外壁上，這樣兩個(gè)銅片就連起來了，而當(dāng)鉆桿17相互連接后，銅片相互接觸，相當(dāng)于將每一個(gè)鉆桿17的導(dǎo)線串聯(lián)成一個(gè)長導(dǎo)線，便于平臺(tái)供電箱4為深入地面以下的十字板等裝置供電。
[0040]鉆桿17和十字板剪切板軸桿18連接裝置組成有:如圖14、圖32、圖36和39所示，十字板剪切板軸桿18端部的插頭54、插銷槽31A和與十字板剪切板軸桿18相連的鉆桿17的插銷30、磁力開關(guān)29、插銷槽31B。具體說明:十字板剪切板18的插頭54插入如圖36、圖37所示的磁力開關(guān)29的插孔52內(nèi)，磁力開關(guān)29主體是個(gè)圓柱體，可以圍繞插頭54軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)，磁力開關(guān)29上設(shè)有插銷槽31B和永磁鐵條槽51，在永磁鐵條槽51里插入同形狀的永磁鐵條，共有四根，將帶有磁力開關(guān)29的十字板剪切板軸桿18插入與其連接的鉆桿17,此處鉆桿17不同于中間段的標(biāo)準(zhǔn)長鉆桿17,與十字板剪切板18相連的鉆桿17的底部，如圖31所示:連接段鉆桿17的底部空腔內(nèi)設(shè)有插銷30,對應(yīng)十字板剪切板軸桿18的插銷槽31A，當(dāng)軸桿18完全插入連接段鉆桿17的空腔內(nèi)后，連接段鉆桿17的插銷30剛好對應(yīng)著十字板剪切板軸桿18的插銷槽31A。而安置在十字板剪切板軸桿18頂端的磁力開關(guān)29上也設(shè)置了插銷槽31B，當(dāng)要將十字板剪切板軸桿18插入連接段鉆桿17空腔內(nèi)時(shí)，連接段鉆桿17的插銷30先插入磁力開關(guān) 29的插銷槽31B，因?yàn)榇帕﹂_關(guān)29可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)連接段鉆桿17,使得磁力開關(guān)29 的插銷槽31B和十字板剪切板軸桿18的插銷槽31A共線，這時(shí)連接段鉆桿17的插銷30就能夠順利插入十字板剪切板軸桿18的插銷槽31。此時(shí)，十字板剪切板軸桿18和連接段鉆桿17連接在一起，而在十字板剪切板軸桿18頂端的磁力開關(guān)29也在連接段鉆桿17空腔內(nèi)，由于連接段鉆桿17的插銷30長度剛好和軸桿18插銷槽31A長度一致并且插銷30已經(jīng)完全插入插銷槽31A，所以磁力開關(guān)29的插銷槽31B內(nèi)沒有插銷了，磁力開關(guān)29可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)了。給與十字板剪切板軸桿18相連的連接段鉆桿17空腔內(nèi)的線圈27通電，使得線圈27帶有磁極。[〇〇41]如圖9所示，開始時(shí)線圈27與磁力開關(guān)29的插槽相對，共有四個(gè)，與磁力開關(guān)29上的永磁鐵條28不對應(yīng)，線圈27通電帶有磁極后，線圈27和永磁鐵條28相吸，使得磁力開關(guān)29 發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)至永磁鐵條28和線圈27相對，磁力開關(guān)29轉(zhuǎn)動(dòng)了45度角，轉(zhuǎn)動(dòng)后的磁力開關(guān)29 的插銷槽31B也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)了45度角，這時(shí)，磁力開關(guān)29的插銷槽31B和十字板剪切板軸桿18 上的插銷槽31A從之前的共線到發(fā)生了 45度角的錯(cuò)位，使得插入十字板剪切板軸桿18上的插銷槽31A里的插銷30不能被拔回，連接段鉆桿17可以直接給十字板剪切板軸桿18施加拉力或壓力了。當(dāng)需要十字板剪切板軸桿18從連接段鉆桿17的空腔內(nèi)拔出來的時(shí)候，給線圈 27同反向電流，磁極翻轉(zhuǎn)，排斥永磁鐵條28,使得磁力開關(guān)29轉(zhuǎn)回原位，這時(shí)磁力開關(guān)29的插銷槽31B和十字板剪切板軸桿18的插銷槽31A再次共線，然后連接段鉆桿17空腔內(nèi)的插銷 30沿著再次共線的插銷槽31A和插銷槽31B順利拔出。[〇〇42]線圈27引出導(dǎo)線可以通過線槽25從線槽出口 26出來，如圖8和圖17所示。該裝置利用磁力開關(guān)29控制十字板剪切板軸桿18和與其連接的連接段鉆桿17連接，并且使得十字板剪切板軸桿18插入后能夠被鎖住，以制止兩者間相對軸向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)鉆桿17將轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)8傳來的扭矩傳遞至新型十字剪切板軸桿18,進(jìn)而傳遞給十字板剪切板。
[0043]測力裝置組成包括:控制臺(tái)3的軟件部分、導(dǎo)線和壓電敏感元件A組32與壓電敏感元件B組33,如圖11所示。壓電敏感元件A組32與壓電敏感元件B組33可以安置在十字板剪切板軸桿18的插銷槽31A內(nèi)壁，也可以安置在與軸桿18連接的連接段鉆桿17空腔內(nèi)的插銷30 壁上，實(shí)施例裝置采用了前者。
[0044]如圖11所示，壓電敏感元件A組32共有8個(gè)元件，每個(gè)插銷槽內(nèi)同一側(cè)壁放置兩個(gè)， 靠插銷槽外側(cè)一個(gè)，靠插銷槽內(nèi)側(cè)一個(gè)。而壓電敏感元件B組33在壓電敏感元件A組32的對面相對設(shè)置，也共有8個(gè)元件。這樣布置的原因是:當(dāng)連接段鉆桿17開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，插入十字板剪切板軸桿18的插銷槽31A中的插銷30壁面會(huì)擠壓插銷槽31A的壁面，由于插銷30和插銷槽31A之間是有微細(xì)的間距的，那么兩者之間的傳力接觸不是整個(gè)面，而是一個(gè)局部面，例如如圖11，當(dāng)連接段鉆桿17旋轉(zhuǎn)時(shí)，其插銷30擠壓面會(huì)局限至壓電敏感元件A組32靠近插銷槽31A外側(cè)的元件所在的小面和壓電敏感元件B組33靠近插銷槽31A內(nèi)側(cè)的元件所在的小面，即每個(gè)插銷槽31A內(nèi)的主要測力位置就是如上所述的斜相對的兩個(gè)元件，而當(dāng)連接段鉆桿17轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變后則由另一對斜相對的兩個(gè)元件測定。壓電元件測定壓力后，信號(hào)傳遞至控制臺(tái)3，控制臺(tái)3自行按照設(shè)定好的算法流程計(jì)算獲得當(dāng)時(shí)扭矩，由于電信號(hào)的傳遞速度很快，所以幾乎可以做到即時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)控制十字板剪切速率。
[0045]如圖6、圖15、圖18、圖19、圖39、圖41所示:十字剪切板組成有:十字板剪切板軸桿18、固定葉片53、十字板19以及單向軸承34和軸套筒55，十字板剪切板軸桿18和鉆桿相連，十字板剪切板軸桿18上剛結(jié)有固定葉片53，如所示。固定葉片53包括兩個(gè)，如圖15所示:兩個(gè)分別為軸桿頂十字板校正板35和軸桿底十字板校正板36。十字板剪切板軸桿18插入十字板19的軸套筒55中，軸套筒55和軸桿18之間沿軸桿18軸線等距設(shè)置有三個(gè)單向軸承34，單向軸承34起到固定和控制轉(zhuǎn)向作用。具體的操作說明:當(dāng)十字板剪切板軸桿18在鉆桿17的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向是和單向軸承34允許的方向相逆時(shí)，十字板19不旋轉(zhuǎn)，固定葉片53的軸桿頂十字板校正板35和軸桿底十字板校正板36隨著軸桿18旋轉(zhuǎn)，并且剪切十字板19上下側(cè)的土層，經(jīng)過一定時(shí)間的旋轉(zhuǎn)剪切后，上下兩側(cè)土層破壞，扭矩穩(wěn)定在一定數(shù)值，此數(shù)值作為摩擦力校正值，這里摩擦力校正的內(nèi)容包括軸桿18在土層中的部分與土層接觸處的摩擦力、軸桿頂十字板校正板35與土層之間的摩擦力和軸桿底十字板校正板36與土層之間的摩擦力，要說明的是，軸桿頂十字板校正板35高度方向尺寸很小，摩擦面被認(rèn)為只有上下兩面并且上下兩面的摩擦力認(rèn)為其相等，軸桿底十字板校正板36作同樣處理。當(dāng)軸桿18換轉(zhuǎn)向后，此時(shí)，軸桿18轉(zhuǎn)向與單向軸承34允許的方向一致，十字板19與軸桿18和固定葉片53一同反向旋轉(zhuǎn)，這時(shí)，當(dāng)發(fā)生土層遭受剪切破壞時(shí)，所需的扭矩扣除之前旋轉(zhuǎn)獲得的摩擦力校正值的一半，并加一個(gè)修正因子，需要說明的是:由于之前軸桿頂十字板校正板35摩擦面被認(rèn)為只有上下兩面并且上下兩面的摩擦力認(rèn)為其相等，軸桿底十字板校正板36作同樣處理，當(dāng)校正板35和36與十字板19 一同旋轉(zhuǎn)時(shí)，整體側(cè)面圓柱面為剪切破壞面，還剩下上下兩個(gè)之前已經(jīng)破壞的摩擦面，摩擦面是之前的兩個(gè)校正板的摩擦面的一半，所以取一半，此外由于之前的摩擦力校正值還包括軸桿18沒入土層的摩擦面，所以這一半里面的只包括軸桿
18沒入土層的摩擦面摩擦力校正值的一半，這里缺少的一半(軸桿18摩擦力校正值也只取了一半)采用修正因子進(jìn)行修正。這樣處理的目的在于解決一個(gè)現(xiàn)有十字剪切板的問題:由于上下頂面的剪切發(fā)生時(shí)間點(diǎn)不同，遠(yuǎn)離軸桿的破壞早，靠近軸桿的破壞晚，那么無法獲得更精確的剪切破壞峰值，而本實(shí)施例裝置可以通過先期轉(zhuǎn)動(dòng)固定葉片53(即校正板35和36)破壞上下層面，獲得摩擦力校正值，然后在十字板19與固定葉片53同時(shí)選轉(zhuǎn)時(shí)獲得的扭矩基礎(chǔ)上減去一半摩擦力校正值并附以修正因子后，可以獲得剪切破壞峰值，改善了以往十字板不足。
[0046]本發(fā)明提供一種十字板剪切裝置，在基本平臺(tái)、動(dòng)力裝置、連接裝置、測力裝置和剪切裝置方面做了創(chuàng)新與改進(jìn)，提供了能夠基于陀螺儀測水準(zhǔn)反饋執(zhí)行平衡指令的機(jī)械裝置;提供了一種能夠多重降速并且基于普通電機(jī)能夠進(jìn)行低速率精準(zhǔn)控制的機(jī)械裝置;提供了一種基于電磁原理的連接裝置;提供了一種基于壓電敏感元件的測力反饋裝置;提供了一種能夠獲得土層剪切破壞峰值數(shù)據(jù)的十字板剪切裝置。總體改進(jìn)了現(xiàn)有十字板剪切儀，并作出了創(chuàng)新。
[0047]實(shí)施例2:
實(shí)施例2中僅對實(shí)施例1中的新型十字剪切板裝置作出改變，改變?nèi)缦?
新型十字剪切板組成有:十字板剪切板軸桿18、固定葉片53、十字板19以及單向軸承34和軸套筒55，十字板剪切板軸桿18和鉆桿相連，如圖6所示。十字板剪切板軸桿18上裝置有固定葉片53，固定葉片53和十字板剪切板軸桿18之間安放單向軸承，即軸桿頂十字板校正板35和軸桿底十字板校正板36和軸桿18之間也采用單向軸承。如圖15和圖41所示，十字板剪切板軸桿18插入十字板19的軸套筒55中，如圖15、圖18和圖19所示，軸套筒55和軸桿18之間沿軸桿18軸線等距設(shè)置有三個(gè)單向軸承34，單向軸承34起到固定和控制轉(zhuǎn)向作用。具體的操作說明:當(dāng)十字板剪切板軸桿18在鉆桿17的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向是和單向軸承34允許的方向相逆，但是和軸桿18與固定葉片53之間的單向軸承允許的轉(zhuǎn)向同向時(shí)，十字板
19不旋轉(zhuǎn)，固定葉片53的軸桿頂十字板校正板35和軸桿底十字板校正板36隨著軸桿18旋轉(zhuǎn)，并且剪切十字板19上下側(cè)的土層，經(jīng)過一定時(shí)間的旋轉(zhuǎn)剪切后，上下兩側(cè)土層破壞，扭矩穩(wěn)定在一定數(shù)值，此數(shù)值作為摩擦力校正值，這里摩擦力校正的內(nèi)容包括軸桿18在土層中的部分與土層接觸處的摩擦力、軸桿頂十字板校正板35與土層之間的摩擦力和軸桿底十字板校正板36與土層之間的摩擦力，要說明的是，軸桿頂十字板校正板35高度方向尺寸很小，摩擦面被認(rèn)為只有上下兩面并且上下兩面的摩擦力認(rèn)為其相等，軸桿底十字板校正板36作同樣處理。當(dāng)軸桿18換轉(zhuǎn)向后，此時(shí)，軸桿18轉(zhuǎn)向與單向軸承34允許的方向一致但是和軸桿18與固定葉片53之間的單向軸承允許的轉(zhuǎn)向相逆，十字板19與軸桿18 —同旋轉(zhuǎn)，而固定葉片53(即校正板35和36)不旋轉(zhuǎn)，這時(shí)，當(dāng)發(fā)生土層遭受剪切破壞時(shí)，所需的扭矩扣除之前反向旋轉(zhuǎn)獲得的摩擦力校正值的一半，并加一個(gè)修正因子，需要說明的是:由于之前軸桿頂十字板校正板35摩擦面被認(rèn)為只有上下兩面并且上下兩面的摩擦力認(rèn)為其相等，軸桿底十字板校正板36作同樣處理，當(dāng)十字板19與軸桿18 —同旋轉(zhuǎn)，而固定葉片53( S卩校正板35和36)不旋轉(zhuǎn)時(shí)，十字板19形成的圓柱面為剪切破壞面，而十字板19和上下兩個(gè)校正板(35和36)之間的兩個(gè)圓接觸面為摩擦面，摩擦面是之前的兩個(gè)校正板的摩擦面的一半，所以取一半，此外由于之前的摩擦力校正值還包括軸桿18沒入土層的摩擦面，所以這一半里面的只包括了軸桿18沒入土層的摩擦面摩擦力校正值的一半，這里缺少的一半(軸桿18摩擦力校正值也只取了一半)采用修正因子進(jìn)行修正。這樣處理的目的在于解決一個(gè)現(xiàn)有十字板剪切的問題，由于上下頂面的剪切發(fā)生時(shí)間點(diǎn)不同，遠(yuǎn)離軸桿的破壞早，靠近軸桿的破壞晚，那么無法獲得更精確地剪切破壞峰值，而本實(shí)施例裝置可以通過先期轉(zhuǎn)動(dòng)固定葉片53(SP校正板35和36)破壞上下層面，獲得摩擦力校正值，然后在十字板19隨軸桿18旋轉(zhuǎn)而固定葉片53(即校正板35和36)不旋轉(zhuǎn)時(shí)獲得的扭矩基礎(chǔ)上減去一半摩擦力校正值并附以修正因子后，可以獲得剪切破壞峰值，改善了以往十字板不足。實(shí)施例2和實(shí)施例1主要不同點(diǎn)在于固定葉片53(即校正板35和36)與軸桿是通過單向軸承連接，并且此處單向軸承允許的轉(zhuǎn)向與單向軸承34允許的轉(zhuǎn)向不同。
[0048]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種十字板剪切裝置，其特征在于:包括底板(1)，支腳(2)，控制臺(tái)(3)，供電箱(4)， 動(dòng)力裝置;所述的底板(1)上設(shè)有控制臺(tái)(3)與供電箱(4);動(dòng)力裝置布置在底板(1)上，底板 (1)的底端通過支腳(2)支撐;動(dòng)力裝置下方連接鉆桿(17)，所述的鉆桿(17)由若干個(gè)鉆桿 段連接而成;鉆桿(17)下端布置十字剪切板軸桿(18)，十字剪切板軸桿(18)的底端布置十 字板(19);所述的動(dòng)力裝置帶動(dòng)十字剪切板軸桿(18)旋轉(zhuǎn);支腳(2)調(diào)節(jié)底板(1)的水平度； 供電箱(4 )為動(dòng)力裝置及控制臺(tái)(3 )供電，控制臺(tái)(3 )控制動(dòng)力裝置及支腳(2 )。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十字板剪切裝置，其特征在于:所述的動(dòng)力裝置包括電機(jī)(5)， 錐形輪(6)，從動(dòng)輪(7)，轉(zhuǎn)動(dòng)輪(8)，傳動(dòng)帶(9)，步進(jìn)電機(jī)五(14);電機(jī)(5)驅(qū)動(dòng)錐形輪(6)轉(zhuǎn) 動(dòng)；錐形輪(6)的錐面齒條與從動(dòng)輪(7)嚙合;從動(dòng)輪(7)通過傳動(dòng)帶(9)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪(8)旋 轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)動(dòng)輪(8)與鉆桿(17)相連，鉆桿(17)與十字剪切板軸桿(18)相連，十字剪切板軸桿 (18)的下端連接十字板(19);步進(jìn)電機(jī)五(14)由供電箱(4)供電；所述的十字板(19)的上下 兩端設(shè)有頂十字校正板(35)與底端十字校正板(36)，頂十字校正板(35)、底端十字校正板 (36)與十字剪切板軸桿(18)同軸并隨十字剪切板軸桿(18)轉(zhuǎn)動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的十字板剪切裝置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)動(dòng)輪(8)上設(shè)有傳 動(dòng)帶槽(48)，轉(zhuǎn)動(dòng)輪(8)下設(shè)有轉(zhuǎn)軸(49);轉(zhuǎn)軸(49)下方設(shè)有鉆桿(17);鉆桿(17)通過若干 根標(biāo)準(zhǔn)長鉆桿段連接加長，每一段鉆桿(17)的上下端面分別設(shè)有銅片槽(24);鉆桿(17)下 方連接十字剪切板軸桿(18);鉆桿(17)與十字剪切板軸桿(18)相連，鉆桿(17)內(nèi)部空腔沿 四周豎立四根完整電磁線圈(27)，套置在軸桿(18)插頭(54)上的磁力開關(guān)(29)沿四周布置 四根豎直永磁條(28)，軸桿(18)和磁力開關(guān)(29)上分別設(shè)有四條插槽(31A)和插槽(31B); 軸桿(18)插入鉆桿(17)空腔內(nèi)；根據(jù)空腔四周電磁線圈(27)通電、轉(zhuǎn)換電流方向以及斷電， 形成磁極，排斥或吸引永磁條(28)，使得插頭(54)上的磁力開關(guān)(29)可旋轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)，軸桿 (18)與鉆桿(17)之間可穩(wěn)固連接或拔出分咼。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的十字板剪切裝置，其特征在于:所述的磁力開關(guān)(29)沿外圓周 布置插銷槽(31B)呈十字行排布，每兩個(gè)插銷槽(31B)之間布置永磁鐵條槽(51)，永磁鐵條 槽(51)內(nèi)插有永磁鐵條(28);磁力開關(guān)(29)下部設(shè)有插孔(52)，可以和插頭(54)連接，連接 后磁力開關(guān)(29)可以圍繞其軸線自由旋轉(zhuǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的十字剪切板裝置，其特征在于:所述的軸桿(18)頂部設(shè)有四條 插槽(31A)，插銷槽(31A)內(nèi)壁布置壓電敏感元件(32)和(33)，每個(gè)插銷槽的側(cè)壁布置兩塊 壓電敏感元件，分別靠外側(cè)和內(nèi)側(cè)，插銷槽(31A)和插銷(30)吻合后，旋轉(zhuǎn)擠壓插銷槽(31A) 壁面上的壓電敏感元件，發(fā)出信號(hào)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的十字板剪切裝置，其特征在于:所述的錐形輪(6)的一端與電 機(jī)(5)連接、另一端與活動(dòng)支撐(39)相連，活動(dòng)支撐(39)的底端與拉條(15)連接，拉條(15) 內(nèi)面一端面設(shè)有齒條，拉條(15)的一端面齒條與齒輪(37)嚙合，齒輪(37)又與步進(jìn)電機(jī)五 (14)的驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的十字板剪切裝置，其特征在于:所述的十字板剪切板軸桿(18) 插入十字板(19)的軸套筒(55)中，軸套筒(55)和軸桿(18)之間沿軸桿(18)軸線等距設(shè)置有 三個(gè)單向軸承(34)，軸套筒(55)外壁四周對稱布置有四葉十字板(19);軸桿(18)上設(shè)置有 軸桿頂十字板校正板(35)和軸桿底十字板校正板(36)，軸桿頂十字板校正板(35)下緣與十 字板(19)上緣之間的間距為lmm-5mm，軸桿底十字板校正板(36)上緣與十字板(19)下緣之間的間距為。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十字板剪切裝置，其特征在于:所述的底板(1)成方形；底板 (1)的四個(gè)頂角端分別設(shè)置支腳(2);支腳(2)分別與步進(jìn)電機(jī)相連，步進(jìn)電機(jī)控制升降。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的十字板剪切裝置，其特征在于:所述的支腳(2)包括棱錐角 (40)，穩(wěn)定板(41 )，升降柱(42)，固定套(43)，升降柱螺旋紋段(44)，升降柱豎螺紋段(45); 所述的升降柱(42)穿過底板(1)，升降柱(42)的底端設(shè)有穩(wěn)定板(41)，穩(wěn)定板(41)下端布置 棱錐角(40)，穩(wěn)定板(41)上方與底板(1)之間設(shè)置固定套(43);升降柱(42)的外壁面設(shè)有升 降柱螺旋紋段(44)，升降柱螺旋紋段(44)的上方外壁設(shè)置升降柱豎螺紋段(45);步進(jìn)電機(jī) 的驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)有螺紋，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與升降柱豎螺紋段(45)嚙合。
【文檔編號(hào)】G01N3/24GK105973720SQ201610289427
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】郭瑞, 李同春, 林潮寧, 林川, 寧昕揚(yáng)
【申請人】河海大學(xué)