不良地基承载力检测设备论文和设计-张新年

全文摘要

本实用新型提供了一种不良地基承载力检测设备，涉及地基检测的技术领域，旨在解决现有的不良地基检测设备无法满足对承载力较大的地基的检测捶打力度的要求，其包括底座，所述底座上设有倒“L”形支架，所述支架包括纵撑和固定连接于所述纵撑上端的横撑，所述横撑与所述纵撑连接处转动连接有第一滑轮，所述横撑的另一端转动连接有第二滑轮，所述第一滑轮与所述第二滑轮之间布设有拉绳，所述拉绳靠近第二滑轮一端吊设有施力锤，所述施力锤电连于检测模块，所述底座上设有绕卷装置，所述拉绳靠近所述第一滑轮一端缠绕于所述绕卷装置上，所述绕卷装置上还设有控制拉绳绕卷直径的变径机构。本实用新型具有对地基桩的捶打力度较大的效果。

主设计要求

1.一种不良地基承载力检测设备，包括底座（1），所述底座（1）上设有倒“L”形的支架（4），所述支架（4）包括纵撑（41）和固定连接于所述纵撑（41）上端的横撑（42），所述横撑（42）与所述纵撑（41）连接处转动连接有第一滑轮（421），所述横撑（42）的另一端转动连接有第二滑轮（422），所述第一滑轮（421）与所述第二滑轮（422）之间布设有拉绳（2），所述拉绳（2）靠近第二滑轮（422）一端吊设有施力锤（3），所述施力锤（3）电连于检测模块，其特征在于：所述底座（1）上设有绕卷装置（5），所述拉绳（2）靠近所述第一滑轮（421）一端缠绕于所述绕卷装置（5）上，所述绕卷装置（5）上还设有控制拉绳（2）绕卷直径的变径机构（6）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的不良地基承载力检测设备，其特征在于：所述绕卷装置（5）包括绕卷电机（12）及同轴连接于所述绕卷电机（12）输出轴上的变径筒（51），所述绕卷电机（12）的输出轴端部固定连接有挡板（9），所述挡板（9）另一侧连接所述变径筒（51），所述变径机构（6）驱动所述变径筒（51）变径。

3.根据权利要求2所述的不良地基承载力检测设备，其特征在于：所述变径筒（51）包括位于所述挡板（9）远离所述绕卷电机（12）一侧的与所述绕卷电机（12）输出轴同轴设置的转轴（8），以及套设于所述转轴（8）上的滚筒（7），所述转轴（8）远离所述挡板（9）的一端固定连接于所述底座（1）上，另一端转动连接于所述挡板（9）上，所述滚筒（7）外周向、平行于所述滚筒（7）均匀的设有缠绕臂（10），所述缠绕臂（10）与所述滚筒（7）通过连杆（11）铰接组成平行四边形连杆结构，所述缠绕臂（10）卡设于所述挡板（9）上并在所述绕卷电机（12）的驱动下随所述挡板（9）旋转，所述滚筒（7）在所述变径机构（6）的作用下相对所述缠绕臂（10）滑移设置。

4.根据权利要求3所述的不良地基承载力检测设备，其特征在于：所述变径机构（6）包括设于所述挡板（9）上的若干导向槽（91）和设于所述滚筒（7）远离所述挡板（9）一端的卡盘（71）及变径电机（61），所述导向槽（91）沿所述滚筒（7）的径向分布，所述缠绕臂（10）靠近所述挡板（9）的一端卡设并滑移设置于所述导向槽（91）内，所述卡盘（71）与所述滚筒（7）固定连接且同轴设置，所述变径电机（61）固定连接于所述卡盘（71）所在端的底座（1）上，所述变径电机（61）的输出轴上同轴连接丝杆（62），所述丝杆（62）上螺纹连接有滑块（63），所述滑块（63）设于所述卡盘（71）正下方，所述滑块（63）上方设有供所述卡盘（71）转动的卡槽（631）；所述滑块（63）下方平行于所述转轴（8）设有滑槽（64），所述滑块（63）滑移设置于所述滑槽（64）内。

5.根据权利要求4所述的不良地基承载力检测设备，其特征在于：所述转轴（8）外圆与所述挡板（9）之间同轴连接轴承（13）。

6.根据权利要求4所述的不良地基承载力检测设备，其特征在于：所述导向槽（91）的截面形状为“T”形，所述导向槽（91）相对的设置于所述挡板（9）的两侧面上，所述缠绕臂（10）于相对的两处所述导向槽（91）内分别转动连接有滚轮（101），所述滚轮（101）的中心轴垂直于所述导向槽（91）长度方向设置。

7.根据权利要求1所述的不良地基承载力检测设备，其特征在于：所述施力锤（3）上方设有吊环（31），所述拉绳（2）靠近所述第二滑轮（422）的一端设有安全扣（21）。

8.根据权利要求1所述的不良地基承载力检测设备，其特征在于：所述横撑（42）靠近所述第二滑轮（422）一端下方设有斜撑（43），所述斜撑（43）与所述横撑（42）、纵撑（41）共同构成直角三角形。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及地基检测的技术领域，尤其是涉及一种不良地基承载力检测设备。

背景技术

地基基础是建筑物的根基，地基基础施工质量的好坏和承载能力均直接影响到建筑物的安全性、经济性和合理性，基础承载力不够将会造成建筑物的倒塌，因此对承载力的检测至关重要。目前本行业常采用的方法是通过重锤打击地基桩，通过地基桩的贯入深度判定地基承载力的大小，但是重锤打击的过程具有一定的危险性。

为解决以上问题，公告号为CN207553170U的实用新型公开了一种不良地基承载力检测设备，包括支撑架、施力机构和检测模块，支撑架包括支架和底座，底座内部固定有滚筒电机，底座上部布设有油缸和第一电机，支架的上部中间布设有连接杆，连接杆上螺栓连接有第一滑轮，支架上部横向布设有横撑，横撑一端与支架连接、另一端螺栓连接有第二滑轮，施力机构包括液压缸和矩形重块，液压缸通过法兰盘与矩形重块螺栓连接，液压缸与油缸之间连接有导油管，液压缸的底部布设有撞块，矩形重块的底部布设有受力板，检测模块包括位移传感器、加速度传感器、控制器、显示模块和无线通信模块。

上述实用新型通过将油缸内的液体通过导油管导入液压缸，并利用液压缸的活塞杆推动撞块撞击受力板，从而驱动矩形重块捶打地基桩，此过程无需人员靠近施力机构，增强了检测过程中的安全性，但由于油液在导油管内的流动速度有限，因此导致液压缸的活塞杆落下的速度较小，只能对承载力较小的地基进行检测，无法满足对承载力较大的地基的检测捶打力度的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种不良地基承载力检测设备，其具有对地基桩的捶打力度较大的有益效果。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种不良地基承载力检测设备，包括底座，所述底座上设有倒“L”形支架，所述支架包括纵撑和固定连接于所述纵撑上端的横撑，所述横撑与所述纵撑连接处转动连接有第一滑轮，所述横撑的另一端转动连接有第二滑轮，所述第一滑轮与所述第二滑轮之间布设有拉绳，所述拉绳靠近第二滑轮一端吊设有施力锤，所述施力锤电连于检测模块，所述底座上设有绕卷装置，所述拉绳靠近所述第一滑轮一端缠绕于所述绕卷装置上，所述绕卷装置上还设有控制拉绳绕卷直径的变径机构。

通过采用上述技术方案，拉绳的一端吊设施力锤，另一端经第二滑轮和第一滑轮固定于绕卷装置上，当需要对不良地基的承载力进行检测时，通过绕卷装置将拉绳逐渐缠绕，从而提起施力锤，然后通过变径机构使拉绳的缠绕直径瞬间变小，此时施力锤可不受拉绳的牵引而在重力作用下自由下落对不良地基进行瞬间锤击，捶击的力度足够大，有利于对需要大力锤击的地基进行检测，施力锤将锤击瞬间的数据传送给检测模块，检测模块对其进行分析后输出，从而得出不良地基的承载力。

本实用新型进一步设置为：所述绕卷装置包括绕卷电机及同轴连接于所述绕卷电机输出轴上的变径筒，所述绕卷电机的输出轴端部固定连接有挡板，所述挡板另一侧连接所述变径筒，所述变径机构驱动所述变径筒变径。

通过采用上述技术方案，当绕卷电机转动时，带动挡板转动，挡板带动变径筒转动，从而将拉绳缠绕于变径筒上，当需要施力锤落下时，通过变径机构驱动变径筒直径变小，从而使缠绕于缠绕臂上的拉绳由于变径筒的半径变小而松开，进而使施力锤在不受拉绳的拉力的情况下自由下落而锤击地基桩。

本实用新型进一步设置为：所述变径筒包括位于所述挡板远离所述绕卷电机一侧的与所述绕卷电机输出轴同轴设置的转轴，以及套设于所述转轴上的滚筒，所述转轴远离所述挡板的一端固定连接于所述底座上，另一端转动连接于所述挡板上，所述滚筒外周向、平行于所述滚筒均匀的设有缠绕臂，所述缠绕臂与所述滚筒通过连杆铰接组成平行四边形连杆结构，所述缠绕臂卡设于所述挡板上并在所述绕卷电机的驱动下随所述挡板旋转，所述滚筒在所述变径机构的作用下相对所述缠绕臂滑移设置。

通过采用上述技术方案，通过变径机构驱动滚筒沿转轴的长度方向移动，从而使滚筒相对缠绕臂滑移，通过二者的相对滑移而改变连杆与滚筒之间的夹角，实现改变缠绕臂的分布直径大小的目的，即实现变径。当需要绕卷时，控制缠绕臂的分布直径变大，当需要重锤放下时，控制缠绕臂的分布直径变小，从而使拉绳快速抽离，进而使施力锤快速落下。

本实用新型进一步设置为：所述变径机构包括设于所述挡板上的若干导向槽和设于所述滚筒远离所述挡板一端的卡盘及变径电机，所述导向槽沿所述滚筒的径向分布，所述缠绕臂靠近所述挡板的一端卡设并滑移设置于所述导向槽内，所述卡盘与所述滚筒固定连接且同轴设置，所述变径电机固定连接于所述卡盘所在端的底座上，所述变径电机的输出轴上同轴连接丝杆，所述丝杆上螺纹连接有滑块，所述滑块设于所述卡盘正下方，所述滑块上方设有供所述卡盘转动的卡槽；所述滑块下方平行于所述转轴设有滑槽，所述滑块滑移设置于所述滑槽内。

通过采用上述技术方案，当变径电机转动时，带动与之固定连接的丝杆转动，滑块随着变径电机的转动而沿滚筒的轴向滑移，从而通过卡盘推动滚筒沿转轴滑移，滚筒的滑移改变与之铰接的连杆与缠绕臂之间的角度，从而驱动缠绕臂沿导向槽滑移，以此来改变缠绕臂的分布半径。此设置中的卡槽不仅能够实现使滑块从卡盘的两侧对滚筒进行推动，同时又不会影响卡盘随滚筒的转动，结构简单、使用方便；滑槽能够对滑块的滑移形成导向作用，减小丝杆在旋转过程的受力，同时也能够保证滑块的滑移方向。

本实用新型进一步设置为：所述转轴外圆与所述挡板之间同轴连接轴承。

通过采用上述技术方案，轴承能够减小挡板在转动过程中与转轴之间的摩擦力，保证转动更加流畅，并能够保护转轴与挡板配合端部，减小摩擦损坏。

本实用新型进一步设置为：所述导向槽的截面形状为“T”形，所述导向槽相对的设置于所述挡板的两侧面上，所述缠绕臂于相对的两处所述导向槽内分别转动连接有滚轮，所述滚轮的中心轴垂直于所述导向槽长度方向设置。

通过采用上述技术方案，缠绕臂通过滚轮直接与导向槽接触，无论缠绕臂向导向槽哪个方向上滑移，其与导向槽之间产生的都是滚动摩擦，因此摩擦力较小，调节更加灵活。

本实用新型进一步设置为：所述施力锤上方设有吊环，所述拉绳靠近所述第二滑轮的一端设有安全扣。

通过采用上述技术方案，施力锤通过吊环吊设于拉绳端部的安全扣上，连接可靠，使用时可根据需要更换不同重量的施力锤，更换方便。

本实用新型进一步设置为：所述横撑靠近所述第二滑轮一端下方设有斜撑，所述斜撑与所述横撑、纵撑共同构成直角三角形。

通过采用上述技术方案，斜撑能够对横撑的另一端部形成支撑，将施力锤通过第二滑轮作用于横撑远离纵撑端部的重量传递到纵撑上，使支架整体的结构更加稳定，受力更加可靠。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.通过在底座上设置绕卷装置，并在绕卷装置上设置变径机构，通过变径机构改变拉绳的缠绕半径的大小，从而使施力锤在上升过程中缓慢绕卷，在下降过程中急速下落，以此来对地基桩施以较大的捶打力，保证地基承载力的检测效果；

2.通过在横撑远离纵撑一端的下方设置斜撑，使横撑、纵撑和斜撑共同构成直角三角形，保证了支架整体结构的稳定性和受力的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型披露的一种不良地基承载力检测设备的整体结构示意图，其中为完整表示绕卷装置的结构而未示出绕于缠绕臂上的拉绳。

图2是绕卷装置的剖视图。

图3是图2中A部分的结构示意图。

图中，1、底座；2、拉绳；21、安全扣；3、施力锤；31、吊环；4、支架；41、纵撑；42、横撑；421、第一滑轮；422、第二滑轮；43、斜撑；5、绕卷装置；51、变径筒；6、变径机构；61、变径电机；62、丝杆；63、滑块；631、卡槽；64、滑槽；7、滚筒；71、卡盘；8、转轴；9、挡板；91、导向槽；10、缠绕臂；101、滚轮；11、连杆；12、绕卷电机；13、轴承。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种不良地基承载力检测设备，包括底座1，底座1上立设有倒“L”形的支架4，支架4包括纵撑41和固定连接于纵撑41上端的横撑42，横撑42与纵撑41连接处转动连接有第一滑轮421，横撑42的另一端转动连接有第二滑轮422，第一滑轮421与第二滑轮422之间布设有拉绳2，拉绳2靠近第二滑轮422一端吊设有施力锤3，施力锤3电连于检测模块，底座1上于第一滑轮421下方设置有绕卷装置5，拉绳2靠近第一滑轮421一端缠绕于绕卷装置5上，绕卷装置5上还设置有控制拉绳2绕卷直径的变径机构6。

拉绳2的一端吊设施力锤3，另一端经第二滑轮422和第一滑轮421固定于绕卷装置5上，当需要对不良地基的承载力进行检测时，通过绕卷装置5将拉绳2逐渐缠绕，从而提起施力锤3，然后通过变径机构6使拉绳2的缠绕直径瞬间变小，此时施力锤3可不受拉绳2的牵引而在重力作用下自由下落，从而对不良地基进行瞬间锤击，依靠重力自由下落的施力锤3，其下降的速度足够快，因此对地基桩的捶击力度足够大，有利于对需要大力锤击的地基进行检测，施力锤3将锤击瞬间的数据传送给检测模块，检测模块对其进行分析后输出，从而得出不良地基的承载力。

参照图1、图2，绕卷装置5包括绕卷电机12，绕卷电机12的输出轴上固定连接挡板9，挡板9另一侧设置变径筒51，变径筒51包括滚筒7和缠绕臂10，滚筒7同心设置于绕卷电机12的输出轴的延长线位置，滚筒7中心转动连接有转轴8，转轴8远离挡板9的一端固定连接于底座1上，另一端转动连接于挡板9上，为减小挡板9转动过程中与转轴8之间的摩擦，转轴8外圆与挡板9之间同轴连接轴承13，缠绕臂10于滚筒7的外周向、平行于滚筒7均匀的分布有四处，缠绕臂10与滚筒7通过连杆11铰接组成平行四边形连杆结构。变径机构6包括设置于挡板9上的四处导向槽91，导向槽91沿滚筒7的径向均匀分布，缠绕臂10靠近挡板9一端卡设并滑移设置于导向槽91内，滚筒7远离挡板9一端的外径上同轴设置有卡盘71，卡盘71所在端的底座1上固定连接有变径电机61，变径电机61的输出轴上同轴连接丝杆62，丝杆62上贯穿有滑块63，滑块63设于卡盘71正下方，滑块63下方平行于丝杆62设置有滑槽64，滑块63滑移设置于滑槽64内，滑块63上方开有供卡盘71转动的卡槽631。

当绕卷电机12转动时，带动挡板9转动，挡板9带动卡设于其中的缠绕臂10及与缠绕壁铰接的滚筒7一起绕转轴8旋转，从而将拉绳2逐渐缠绕于缠绕臂10上；当需要施力锤3落下时，启动变径电机61，变径电机61带动与之固定连接的丝杆62转动，滑块63随着丝杆62的转动而沿滑槽64滑移，从而使卡槽631的一侧面接触到卡盘71侧面，通过卡盘71带动滚筒7沿转轴8滑移，滚筒7的滑移改变与之铰接的连杆11与缠绕臂10之间的角度，从而驱动缠绕臂10沿导向槽91滑移，以此来改变缠绕臂10的分布半径；与此同时，控制绕卷电机12反转，以实现对拉绳2的放卷。此设置中的卡槽631不仅能够实现使滑块63从卡盘71的两侧对滚筒7进行推动，同时又不会影响卡盘71随滚筒7的转动，结构简单、使用方便。变径机构6驱动滚筒7沿转轴8滑移，从而缩小缠绕臂10的分布半径，缠绕于缠绕臂10上的拉绳2在缠绕臂10的半径变小的同时松开，使施力锤3在不受拉绳2的拉力的情况下自由下落而锤击地基桩。

参照图2、3，导向槽91的截面形状为“T”形，导向槽91相对的设置于挡板9的两侧面上，缠绕臂10于相对的两处导向槽91内分别转动连接有滚轮101，滚轮101的中心轴垂直于导向槽91长度方向设置

该结构的原理为：缠绕臂10通过滚轮101直接与导向槽91接触，无论缠绕臂10向导向槽91哪个方向上滑移，其与导向槽91之间产生的都是滚动摩擦，因此摩擦力较小，调节更加灵活。

参照图1，施力锤3上方固定连接有吊环31，拉绳2靠近第二滑轮422的一端设有安全扣21，拉伸通过安全扣21勾住吊环31实现对施力锤3的连接，从而使得施力锤3更换方便，连接可靠。

参照图1，横撑42靠近第二滑轮422一端下方设有斜撑43，斜撑43与横撑42、纵撑41共同构成直角三角形。

本结构的实施原理为：斜撑43能够对横撑42的另一端部形成支撑，将施力锤3通过第二滑轮422作用于横撑42远离纵撑41端部的重量传递到纵撑41上，使支架4整体的结构更加稳定，受力更加可靠，避免发生倾倒。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

设计图

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