一種混凝土抗壓強度檢測儀的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種混凝土抗壓強度檢測儀；其包括拉脫裝置和控制裝置，拉脫裝置包括加力機構和卡爪機構，加力機構和卡爪機構之間設置有拉力傳感器，拉力傳感器的上端與加力機構的提拉桿固定連接，拉力傳感器的下端與卡爪機構固定連接，拉力傳感器的上端連接有數據線，數據線與控制裝置連接；拉力傳感器可實時采集拉力數據，同時參與了傳遞荷載，拉力傳感器與卡爪機構之間直接連接，無其他轉換裝置，使得結構更加緊湊、輕便，采集的拉力數據系統誤差小，本發明的拉力傳感器與卡爪機構之間直接連接，使得結構更加緊湊、輕便，采集的拉力數據系統誤差小。
【專利說明】一種混凝土抗壓強度檢測儀
【技術領域】
[0001]本發明涉及混凝土強度檢測【技術領域】，尤其涉及一種混凝土抗壓強度檢測儀。
【背景技術】
[0002]混凝土強度檢測技術，是工程質量控制過程中不可缺少的技術手段。現有技術公開了一種拉脫法檢測混凝土抗壓強度的儀器，其采用渦輪蝸桿加力裝置，通過搖動加力手柄帶動渦輪轉動，渦輪內孔設有螺母，螺母的上端連接有壓力螺桿，螺母的下端連接有提升螺桿，渦輪的轉動使得螺母連接的兩個螺桿同時向內移動，即提升螺桿帶動卡爪總成向上移動夾緊芯樣，壓力螺桿向下移動給傳感器傳遞壓力。現有技術中，傳感器測得的數據經過了壓力螺桿、渦輪、提升螺桿、卡爪總成等傳動部件，加力方式復雜，傳感器受壓狀態各異，傳力機構和控制機構沒有有效分離，導致互相干擾，測得的數據誤差較大。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種混凝土抗壓強度檢測儀，其拉力傳感器與卡爪機構之間直接連接，使得結構更加緊湊、輕便，采集的拉力數據系統誤差小。
[0004]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0005]一種混凝土抗壓強度檢測儀，包括拉脫裝置和控制裝置，拉脫裝置包括加力機構和卡爪機構，加力機構和卡爪機構之間設置有拉力傳感器，加力機構包括提拉桿，拉力傳感器的上端與提拉桿固定連接，拉力傳感器的下端與卡爪機構固定連接，拉力傳感器的上端連接有數據線，數據線與控制裝置連接。
[0006]其中，加力機構還包括驅動電機、主動齒輪和從動齒輪，驅動電機通過減速機與主動齒輪連接，主動齒輪與從動齒輪嚙合傳動，從動齒輪與提拉桿固定連接。
[0007]其中，從動齒輪沿其軸向設置有相連接的容納孔和第一螺紋孔，提拉桿的上部設置有與第一螺紋孔相配合的第一外螺紋，提拉桿設置有導線孔，數據線包括相連接的直線部和螺旋部，直線部位于導線孔內，螺旋部位于容納孔內，直線部連接拉力傳感器，螺旋部連接控制裝置。
[0008]其中，容納孔內設置有保護套，保護套包括筒體和端蓋，筒體位于螺旋部與容納孔的內側壁之間，端蓋設置有出線口。
[0009]其中，拉力傳感器與提拉桿的外部設置有傳感器護套，傳感器護套的下部連接有支撐桿，提拉桿與傳感器護套之間設置有塑料直線軸承，塑料直線軸承的上方設置有內擋圈，塑料直線軸承的下方設置有直線軸承擋圈。
[0010]其中，卡爪機構包括提升塊、固定盤、卡爪以及連桿機構，提升塊、固定盤和卡爪通過連桿機構連接，提升塊的上端設置有第二外螺紋，拉力傳感器的下端設置有與第二外螺紋相配合的第二螺紋孔。
[0011]其中，提升塊的下端連接有標定快接頭。
[0012]其中，卡爪包括弧形夾頭和設在弧形夾頭外側壁上的卡爪連接桿，弧形夾頭的內側壁設置有防滑槽。
[0013]其中，加力機構還包括殼體，主動齒輪的上方設置有第一軸承蓋，從動齒輪的上方設置有第二軸承蓋，第一軸承蓋、第二軸承蓋均與殼體固定連接。
[0014]其中,加力機構的外部設置有第一外殼,卡爪機構的外部設置有第二外殼。
[0015]本發明的有益效果:一種混凝土抗壓強度檢測儀，包括拉脫裝置和控制裝置，拉脫裝置包括加力機構和卡爪機構，加力機構和卡爪機構之間設置有拉力傳感器，加力機構包括提拉桿，拉力傳感器的上端與提拉桿固定連接，拉力傳感器的下端與卡爪機構固定連接，提拉桿設置有導線孔，拉力傳感器的上端連接有數據線，數據線與控制裝置連接。拉力傳感器可實時采集拉力數據，同時參與了傳遞荷載，拉力傳感器與卡爪機構之間直接連接，無其他轉換裝置，使得結構更加緊湊、輕便，采集的拉力數據系統誤差小。本發明的拉力傳感器與卡爪機構之間直接連接，使得結構更加緊湊、輕便，采集的拉力數據系統誤差小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的主視圖。
[0017]圖2是圖1中AA剖面的剖視圖。
[0018]圖3是本發明的加力機構的立體結構示意圖。
[0019]圖4是本發明的加力機構的主視圖。
[0020]圖5是圖4中AA剖面的剖視圖。
[0021]圖6是本發明的從動齒輪的結構示意圖。
[0022]圖7是本發明的拉力傳感器的結構示意圖。
[0023]圖8是本發明的提拉桿的結構示意圖。
[0024]圖9是本發明的保護套的結構示意圖。
[0025]圖10是本發明的傳感器護套的立體結構示意圖。
[0026]圖11是本發明的塑料直線軸承的結構示意圖。
[0027]圖12是本發明的卡爪機構的立體結構示意圖。
[0028]圖13是本發明的卡爪機構的主視圖。
[0029]圖14是圖13中AA剖面的剖視圖。
[0030]圖15是本發明的卡爪的立體結構示意圖。
[0031]附圖標記如下:
[0032]1-加力機構；11-驅動電機；12_減速機；13_主動齒輪；14_從動齒輪；141_容納孔；142-第一螺紋孔；15_殼體；16_提拉桿；161_導線孔；162-第一外螺紋；17-第一軸承蓋；18_第二軸承蓋；2_拉力傳感器；21_數據線；211-螺旋部；212_直線部；22_第二螺紋孔；3_卡爪機構；31-提升塊；311_第二外螺紋；32_標定快接頭；33_固定盤；34_卡爪；341-弧形夾頭；342_卡爪連接桿；343_防滑槽；35_導力桿；36_力臂；37_平衡桿；4_塑料直線軸承；5_傳感器護套；6_內擋圈；7_保護套；71_筒體；72_端蓋；721-出線口 ；8-直線軸承擋圈；9_支撐桿。
【具體實施方式】
[0033]下面結合圖1至圖15并通過具體實施例來進一步說明本發明的技術方案。
[0034]一種混凝土抗壓強度檢測儀，包括拉脫裝置和控制裝置，拉脫裝置包括加力機構I和卡爪機構3，加力機構I和卡爪機構3之間設置有拉力傳感器2，參見圖1至圖2，加力機構I包括提拉桿16，拉力傳感器2的上端與提拉桿16固定連接，拉力傳感器2的下端與卡爪機構3固定連接，拉力傳感器2的上端連接有數據線21，數據線21與控制裝置連接。拉力傳感器2可實時采集拉力數據，同時參與了傳遞荷載，拉力傳感器2與卡爪機構3之間直接連接，無其他轉換裝置，因此采集的拉力數據系統誤差小，不會因為傳動部件的磨損老化而影響拉力傳感器2數據采集的精度，同時使得結構更加緊湊、輕便。本發明的拉力傳感器2與卡爪機構3之間直接連接，使得結構更加緊湊、輕便，采集的拉力數據系統誤差小。
[0035]本實施例中，加力機構I還包括驅動電機11、主動齒輪13和從動齒輪14，參見圖3至圖5，驅動電機11通過減速機12與主動齒輪13連接，主動齒輪13與從動齒輪14嚙合傳動，從動齒輪14與提拉桿16固定連接，從動齒輪14沿其軸向設置有相連接的容納孔141和第一螺紋孔142，參見圖6，提拉桿16的上部設置有與第一螺紋孔142相配合的第一外螺紋162，參見圖8。驅動電機11通過減速機12驅動主動齒輪13轉動，主動齒輪13與從動齒輪14嚙合傳動，從動齒輪14與提拉桿16通過螺紋固定連接，即通過齒輪傳動將圓周運動轉變為直線運動，提拉桿16可在從動齒輪14的帶動下上下移動。本發明采用電動驅動，相比手動驅動更加省力，齒輪傳動使得加力更加均勻。
[0036]優選地，驅動電機11采用微型電機，鋰電池供電，使得結構更加輕便，減輕了操作者的負擔，一人即可完成全部操作，鋰電池一次充電可以完成百余次拉脫操作，可以完成野外操作和條件惡劣環境下的連續操作；主動齒輪13與從動齒輪14為斜齒輪傳動,使得傳動更加平穩可靠，加荷速度均勻，提高測試精度；進一步優選地，控制裝置位于拉脫裝置的上方，控制裝置采用微處理器管理，按照不同功能編制不同的子程序，利用面板按鈕和屏幕選擇不同的操作方式，以便達到不同的目的。微處理器通過拉力傳感器2采集的數據和回位時的驅動電流的變化，控制驅動電機11的轉動方向達到操作驅動電機11的目的，內置SD存儲卡，可以存儲大量的拉脫數據，拉脫數據安照采集日期、時間順序排列編號，可以方便和計算機相連和操作。控制裝置的顯示面板采用OLED面板，有效防止陽光的干涉，具有輕便、節能的效果。
[0037]本實施例中，從動齒輪14沿其軸向設置有相連接的容納孔141和第一螺紋孔142，提拉桿16的上部設置有與第一螺紋孔142相配合的第一外螺紋162，提拉桿16設置有導線孔161，參見圖8，數據線21包括相連接的直線部212和螺旋部211，參見圖7，直線部212位于導線孔161內，螺旋部211位于容納孔141內，直線部212連接拉力傳感器2，螺旋部211連接控制裝置。從動齒輪14與提拉桿16通過螺紋固定連接，即通過齒輪傳動將圓周運動轉變為直線運動，提拉桿16可在從動齒輪14的帶動下上下移動；提拉桿16設置有導線孔161，數據線21包括相連接的直線部212和螺旋部211，直線部212位于導線孔161內，螺旋部211位于容納孔141內，數據線21的螺旋部211的設置，使得數據線21的長度可調，當拉力傳感器2上下移動時，可避免數據線21的損壞。
[0038]本實施例中，容納孔141內設置有保護套7，保護套7包括筒體71和端蓋72，筒體71位于螺旋部211與容納孔141的內側壁之間，端蓋72設置有出線口 721，參見圖9。保護套7的設置可有效地將數據線21的螺旋部211與從動齒輪14隔離，對數據線21起到保護的作用，端蓋72設置有出線口 721，數據線21可通過出線口 721與控制裝置連接。
[0039]本實施例中，拉力傳感器2與提拉桿16的外部設置有傳感器護套5,參見圖10,傳感器護套5的下部連接有支撐桿9，提拉桿16與傳感器護套5之間設置有塑料直線軸承4，參見圖11，塑料直線軸承4的上方設置有內擋圈6，塑料直線軸承4的下方設置有直線軸承擋圈8。傳感器護套5位于拉力傳感器2與提拉桿16的連接處的外部，對拉力傳感器2與提拉桿16起到保護作用。傳感器護套5的下部連接有支撐桿9，支撐桿9與芯樣所在的混凝土結構平面直接接觸，當夾緊芯樣時，支撐桿9產生與夾緊力大小相等、方向相反的作用力，起到支撐的作用。塑料直線軸承4免潤滑，減少提拉桿16上下移動時與殼體15的摩擦。內擋圈6和直線軸承擋圈8對塑料直線軸承4起到支撐和限位的作用。
[0040]本實施例中，卡爪機構3包括提升塊31、固定盤33、卡爪34以及連桿機構，提升塊31、固定盤33和卡爪34通過連桿機構連接，參見圖12至圖14，提升塊31的上端設置有第二外螺紋311，拉力傳感器2的下端設置有與第二外螺紋311相配合的第二螺紋孔22。優選地，連桿機構包括導力桿35、力臂36和平衡桿37，導力桿35的一端與提升塊31鉸接，導力桿35的另一端與力臂36鉸接，力臂36的中段鉸接在固定盤33上，力臂36的下端鉸接在卡爪34上，平衡桿37的上端鉸接在固定盤33上，平衡桿37的下端鉸接在卡爪34上。提升塊31與拉力傳感器2通過螺紋連接，當提拉桿16帶動拉力傳感器2向上移動時，提升塊31隨之向上移動，提升塊31通過連桿機構將向上的作用力轉化為徑向夾緊力，通過卡爪34夾緊芯樣，芯樣通過卡爪34的夾緊力阻止卡爪機構3的移動，同時支撐桿9的反作用力使得提升塊31的提升拉力不斷增大，最終芯樣從混凝土結構中拉斷。
[0041 ] 本實施例中，提升塊31的下端連接有標定快接頭32。標定快接頭32可進行檢測儀的校準。即將自校儀的快接頭與檢測儀上的標定快接頭32鎖緊，按照控制裝置面板上的標定菜單進行操作，之后轉動自校儀的手柄產生拉力，當拉力值達到常用最大數值范圍內時，讀取自校儀的拉力數值作為標定砝碼數值，并將此數值按照標定菜單的要求置入到檢測儀中完成自校，然后啟動按鈕，此時僅傳感器及電路正常工作，將連接桿穿過卡爪34與拉力傳感器2的第二螺紋孔22連接，在連接桿下端連接砝碼，按照計量要求逐級加載砝碼對儀器進行檢定。
[0042]本實施例中，卡爪34包括弧形夾頭341和設在弧形夾頭341外側壁上的卡爪連接桿342，弧形夾頭341的內側壁設置有防滑槽343，參見圖15。防滑槽343可增大摩擦力，避免發生滑移。
[0043]本實施例中，加力機構I還包括殼體15，主動齒輪13的上方設置有第一軸承蓋17，從動齒輪14的上方設置有第二軸承蓋18，第一軸承蓋17、第二軸承蓋18均與殼體15固定連接，加力機構I的外部設置有第一外殼，卡爪機構3的外部設置有第二外殼。優選地，第一外殼和第二外殼均為塑料外殼。
[0044]本發明檢測混凝土抗壓強度的使用方法為:在被測混凝土上選擇N個位置作為鉆制混凝土芯樣(芯樣試件)的拉脫試件部位，在選取好的拉脫試件部位處鉆制圓柱形的混凝土芯樣(本實施例中，使用內徑44mm,外徑54mm,定位深度44_的鉆、磨、定位深度一體的專用鉆磨頭)，無需取出，然后利用檢測儀的卡爪機構3套住芯樣，啟動檢測儀按鈕，內置觸摸開關接通微型電機，微型電機通過減速機12帶動從動齒輪14轉動，使得與從動齒輪14固定連接的提拉桿16向上移動,提拉桿16的下方連接有拉力傳感器2,拉力傳感器2 —方面采集拉力數據，一方面隨提拉桿16 —起向下移動，拉力傳感器2的另一端與提升塊31直接連接，帶動提升塊31 —起向上位移，提升塊31通過連桿機構使卡爪34夾緊芯樣，并隨著拉力的增大而增大，芯樣的夾緊力和支撐桿9的反作用力一起阻止提升塊31向上移動，由于混凝土的抗壓強度遠大于混凝土的抗拉強度，芯樣最終將在不斷增大的拉力情況下被拉斷。
[0045]為了減少摩擦力，主動齒輪13與從動齒輪14的兩端均設置有軸承,從動齒輪14的上下兩端還設置有止推軸承，參見圖2和圖5。
[0046]本發明的拉力傳感器2可實時采集拉力數據，并將采集到的拉力數據傳遞給控制裝置，控制裝置采用微處理器控制，采集數據，分析、顯示，將拉力數據轉換成壓力數據儲存在SD卡內，便于計算機處理分析。微處理器可以將所有的混凝土芯樣被拔斷瞬間的抗拉力峰值，并可通過公式混凝土抗拉強度=F/S，計算出所有的混凝土芯樣的混凝土抗拉強度，其中F為抗拉力峰值，S為混凝土芯樣的截面面積，然后可將得到的混凝土抗拉強度代入混凝土測強公式，根據混凝土測強公式計算出所有的混凝土芯樣的混凝土抗壓強度，該混凝土抗壓強度又稱為混凝土換算強度，再將上述步驟中得到的N個混凝土換算強度加起來，再除以N，得到一個平均值，這個平均值即為被測混凝土的混凝土推定強度，即混凝土強度的代表值。
[0047]本發明除了可以完成拉脫操作，還設置了校準、標定、壽命試驗，最大拉力設置等附加功能，使數據采集、溯源、管理協調一致，符合相關拉力儀表的功能要求，本發明具有如下優點:
[0048]1、采用機電一體化，使得結構緊湊，操作方便，大大減輕了操作者的負擔，采用微處理器管理使得操作、數據采集、標定、校準工作簡單易操作，一人就可完成全部操作，節省了人力成本；采用微型電機驅動，斜齒輪傳動，使得加荷速度均勻，提高測試精度；
[0049]2、采用內置拉力傳感器2，直接與卡爪機構3連接，傳動部分的任何異常、如摩擦阻力，潤滑變化都不會造成拉力傳感器2的采集數據的誤差；
[0050]3、內置鋰電池，一次充電可以完成百余次拉脫操作，可以完成野外操作和條件惡劣環境下的連續操作；
[0051]4、內置SD存儲卡，可以存儲大量的拉脫數據，拉脫數據安照采集日期、時間順序排列編號，可以方便和計算機相連和操作；
[0052]5、控制裝置的顯示面板采用OLED面板，有效防止陽光的干涉，具有輕便、節能的效果，適合在室外、室內環境下操作；
[0053]6、提拉桿16的軸承采用免維護、免潤滑的塑料線性軸承，提高了儀器的適用性。
[0054]以上內容僅為本發明的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【權利要求】
1.一種混凝土抗壓強度檢測儀，包括拉脫裝置和控制裝置，所述拉脫裝置包括加力機構(I)和卡爪機構(3)，其特征在于，所述加力機構(I)和所述卡爪機構(3)之間設置有拉力傳感器(2)，所述加力機構(I)包括提拉桿(16)，所述拉力傳感器(2)的上端與所述提拉桿(16)固定連接，所述拉力傳感器(2)的下端與所述卡爪機構(3)固定連接，所述拉力傳感器(2)的上端連接有數據線(21)，所述數據線(21)與所述控制裝置連接。
2.根據權利要求1所述的一種混凝土抗壓強度檢測儀，其特征在于，所述加力機構(I)還包括驅動電機(11)、主動齒輪(13)和從動齒輪(14)，所述驅動電機(11)通過減速機(12)與所述主動齒輪(13)連接，所述主動齒輪(13)與所述從動齒輪(14)嚙合傳動，所述從動齒輪(14)與所述提拉桿(16)固定連接。
3.根據權利要求2所述的一種混凝土抗壓強度檢測儀，其特征在于，所述從動齒輪(14)沿其軸向設置有相連接的容納孔(141)和第一螺紋孔(142)，所述提拉桿(16)的上部設置有與所述第一螺紋孔(142)相配合的第一外螺紋(162)，所述提拉桿(16)設置有導線孔(161)，所述數據線(21)包括相連接的直線部(212)和螺旋部(211)，所述直線部(212)位于所述導線孔(161)內，所述螺旋部(211)位于所述容納孔(141)內，所述直線部(212)連接所述拉力傳感器(2)，所述螺旋部(211)連接所述控制裝置。
4.根據權利要求3所述的一種混凝土抗壓強度檢測儀，其特征在于，所述容納孔(141)內設置有保護套(7)，所述保護套(7)包括筒體(71)和端蓋(72)，所述筒體(71)位于所述螺旋部(211)與所述容納孔(141)的內側壁之間，所述端蓋(72)設置有出線口(721)。
5.根據權利要求1所述的一種混凝土抗壓強度檢測儀，其特征在于，所述拉力傳感器(2)與所述提拉桿(16)的外部設置有傳感器護套(5)，所述傳感器護套(5)的下部連接有支撐桿(9)，所述提拉桿(16)與所述傳感器護套(5)之間設置有塑料直線軸承(4)，所述塑料直線軸承(4)的上方設置有內擋圈￠)，所述塑料直線軸承(4)的下方設置有直線軸承擋圈⑶。
6.根據權利要求1所述的一種混凝土抗壓強度檢測儀，其特征在于，所述卡爪機構(3)包括提升塊(31)、固定盤(33)、卡爪(34)以及連桿機構，所述提升塊(31)、固定盤(33)和卡爪(34)通過所述連桿機構連接，所述提升塊(31)的上端設置有第二外螺紋(311)，所述拉力傳感器(2)的下端設置有與所述第二外螺紋(311)相配合的第二螺紋孔(22)。
7.根據權利要求6所述的一種混凝土抗壓強度檢測儀，其特征在于，所述提升塊(31)的下端連接有標定快接頭(32)。
8.根據權利要求6所述的一種混凝土抗壓強度檢測儀，其特征在于，所述卡爪(34)包括弧形夾頭(341)和設在所述弧形夾頭(341)外側壁上的卡爪連接桿(342)，所述弧形夾頭(341)的內側壁設置有防滑槽(343)。
9.根據權利要求2所述的一種混凝土抗壓強度檢測儀，其特征在于，所述加力機構(I)還包括殼體(15)，所述主動齒輪(13)的上方設置有第一軸承蓋(17)，所述從動齒輪(14)的上方設置有第二軸承蓋(18)，所述第一軸承蓋(17)、所述第二軸承蓋(18)均與所述殼體(15)固定連接。
10.根據權利要求1所述的一種混凝土抗壓強度檢測儀，其特征在于，所述加力機構(I)的外部設置有第一外殼，所述卡爪機構(3)的外部設置有第二外殼。
【文檔編號】G01N3/04GK104165804SQ201410443485
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年9月2日 優先權日:2014年9月2日
【發明者】朱躍武, 邱平, 石永, 劉羊子, 朱麗穎, 朱俊峰 申請人:建研科技股份有限公司, 深圳中建院建筑科技有限公司
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