一种自动钎探装置的制作方法

1.本实用新型涉及建筑工程应用技术领域，尤其是一种自动钎探装置。


背景技术：

2.在土地上建造建筑物或构筑物之前，需要对土地基础、坑(槽)底基土质量进行钎探检查。钎探器是通过在土层上打孔以进行钎探检查的一种工具，使用时将钎探器的钎针打入土层，根据钎针进入土层的深度与进入该深度所需要的力的大小以探测土层情况或粗略估计土层的容许承载力。现有技术中关于钎探器的技术不多，公开的关于钎探器的技术均是通过人力手工实现钎探勘察。如专利号为201420197228.x的实用新型专利公开了《一种手举式钎探器》；如专利号201420197230.7的实用新型专利公开了《一种手拉式钎探器》；如专利号为201320185223.0的实用新型专利公开了《一种钎探器》。这些钎探器均是通过人工操作以实现钎探勘察。使用时，都是利用人工重锤锤击钎针或利用人力拉起钎探器使其做自由落体进行锤击。由于每次锤击所用的力可能不均等(或由于拉起钎探器高度不同导致作用力不同)，同时力的方向也不完全相同，导致测量数据的准确性不能保证；同时人工操作还存在劳动强度大、危险系数高的问题，在操作过程中，举穿心锤的人有时须登高作业，由于工作面窄，工作条件差，长时间连续作业，又无法接安全带，容易出高空坠落事故，急需进一步改进。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状提供一种操作方便、安全性高的自动钎探装置。
4.本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术现状提供一种能够调节每次锤击力保持一致的自动钎探装置。
5.本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该自动钎探装置，包括支架；
6.钎探杆，沿竖向可上下移动地限位于所述支架上；
7.电磁吸盘，设于钎探杆外周；
8.落锤挡块，设于钎探杆上且位于电磁吸盘的下方；
9.锤体，套设于钎探杆外侧且位于电磁吸盘和落锤挡块之间，所述锤体能被所述电磁吸盘吸合或释放；
10.控制箱，设置于所述支架上且能与前述电磁吸盘电信号连接。
11.本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：为了更好地驱使电磁吸盘的上升或下移，优选地，所述支架上还设有驱动装置，所述驱动装置与前述电磁吸盘驱动连接，进而驱动电磁吸盘相对于所述钎探杆上下移动。
12.为方便电磁吸盘的安装，优选地，所述钎探杆外还匹配套设有与驱动装置驱动连接的安装组件，所述电磁吸盘设置在安装组件上。
13.优选地，所述安装组件包括中空的丝杆以及螺纹套设于所述丝杆上的推杆机构；
14.所述丝杆与驱动装置驱动连接，所述丝杆在驱动装置驱动下相对于前述支架沿轴线转动，所述推杆机构基于所述丝杆的转动而相对于丝杆上下移动；
15.所述钎探杆限位于所述丝杆内，前述电磁吸盘设于所述推杆机构的下端。
16.为了方便推杆机构的成品制作以及从节省加工成本的角度考虑，优选地，所述的推杆机构还包括套设于所述丝杆外的丝杠螺母和推杆，所述丝杠螺母通过螺纹而可上下移动地连接在丝杆上，所述推杆连接在螺母下端面上；
17.所述电磁吸盘设于所述推杆下端且套设于所述丝杆外。
18.为了精确的控制电磁吸盘和落锤挡块的相对高度，优选地，所述电磁吸盘和落锤挡块上匹配设有用于检测所述电磁吸盘与落锤挡块相对位置的第一检测单元，所述第一检测单元与所述控制箱电信号连接。
19.优选地，所述第一检测单元包括设于电磁吸盘侧面上的第一拨杆开关和设于落锤挡块上的第一拨杆，所述第一拨杆自落锤挡块向上延伸而置于第一拨杆开关的上方，所述第一拨杆开关与所述控制箱电信号连接。
20.为了方便确定电磁吸盘和锤体之间的吸合关系，进而方便自动进行锤击动作，吸合所述电磁吸盘和锤体上匹配设有用于检测锤体相对于电磁吸盘吸合情况的第二检测单元，所述第二检测单元与所述控制箱电信号连接。
21.优选地，所述第二检测单元包括设于电磁吸盘侧面上的第二拨杆开关和对应于第二拨杆开关设于锤体上的第一拨杆，所述第二拨杆开关与所述控制箱电信号连接。
22.为了更精准的实现入土深度的测算，所述落锤挡块上设有用于检测相对于地面距离的超声波传感器，所述超声波传感器与所述控制箱电信号连接。
23.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该自动钎探装置设置了电磁吸盘和锤体，基于对电磁吸盘的通断电，实现对锤体的吸合和释放，吸合从而能全自动地进行锤体提升和自重下落，实现锤击钎探杆下移入土的动作，解放人力和保证安全的同时，还具有操作简单、工作效率高、无需人工统计数据优点。该自动钎探装置中用于完成锤击钎探杆下移的电磁吸盘和锤体，结构更加简单，无需额外的机械结构，工作可靠性更高。
附图说明
24.图1为本实施例的结构示意图；
25.图2为图1去除支架后的结构示意图；
26.图3为本实施例的控制箱结构示意图。
具体实施方式
27.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
28.图1～3所示的为本实施例的示意图，本实施例的自动钎探装置包括支架1、钎探杆4、锤体5、落锤挡块42、电磁吸盘31、驱动装置6、箱体7、控制箱12、安装组件、第一检测单元、第二检测单元、超声波传感器8等。
29.钎探杆4沿竖向可上下移动地限位于支架1上，在进行钎探工作时，钎探杆4要基于锤击力而相对于支架1下移插入至下方的土层中，根据钎探杆4的入土深度和锤击次数，判
断探测土层情况或估计土层的容许承载力。为了避免钎探杆4向下移动时发生倾斜，通常在支架1上开设限位孔，将钎探杆4穿入在限位孔内，保证其竖向移动方向的一致性。另外，本实施例中，还利用下述的丝杆2结构进一步保证钎探杆4竖向移动方向的一致性。
30.为了便于钎探杆4深入土层，通常会将钎探杆4的下端加工为锥状的探头41，利于钎探杆4快速入土。
31.电磁吸盘31设于钎探杆4外周，该电磁吸盘31与控制箱电信号连接，进而基于控制箱的控制而通电和断电，当电磁吸盘31通电时，电磁吸盘31产生磁力，而当电磁吸盘31断电时，电磁吸盘31的磁力消失。
32.落锤挡块42设于钎探杆4上且位于探头41的上方。本实施例中，落锤挡块42呈环状而套设于钎探杆4的外周侧，落锤挡块42位于电磁吸盘31的下方位置。本实施例中的落锤挡块42也呈环形而固定安装在钎探杆4上，基于需要，具体确定落锤挡块42在钎探杆4上的安装高度，当然可以将落锤挡块42设置为可拆装结构而方便其安装高度的调整。具体地，落锤挡块42的侧壁上贯穿设有螺孔423，一紧固件422螺纹连接并穿过螺孔423进而将落锤挡块42固定于钎探杆4上。当在使用过程中，需要对落锤挡块42的高度进行调节的时候，可以通过拧松紧固件422后，重新调整好落锤挡块42的高度后，再次拧紧紧固件422，使落锤挡块42重新固定在钎探杆4上。锤体5滑动套设于钎探杆4上，并位于落锤挡块42和电磁吸盘31之间，该锤体5采用金属材料制成，如此基于电磁吸盘31的通断电，锤体5能被电磁吸盘31吸合或释放。即当电磁吸盘31通电而产生磁力时，电磁吸盘31吸合锤体5，当电磁吸盘31断电而磁力消失时，电磁吸盘31释放锤体5，锤体5自由下落而锤击在落锤挡块42上，而由于落锤挡块42与钎探杆4相对固定，则落锤挡块42和钎探杆4基于锤体5的锤击力而同步下移，使得钎探杆4深入至土层中。在一定的锤击力下，钎探杆4下端所处位置的土层承载力越小，钎探杆4下移的深度也越深。基于电磁吸盘31和落锤挡块42之间的距离不同，相应在释放锤体5时产生的锤击力也不同，为了能够方便调整工作时所需的锤击力或者调整每次工作时锤击力的一致性，本实施例中还设置了驱动装置6，该驱动装置6与前述电磁吸盘31驱动连接，进而驱动电磁吸盘31相对于钎探杆4上下移动，如此实现了电磁吸盘31相对于落锤挡块42距离的调整。
33.驱动装置6设置在支架1上且与控制箱12电信号连接，驱动装置6在控制箱12的控制下进行工作，该驱动装置6可以采用与电磁吸盘31相连接的方式而实现对电磁吸盘31的驱动，或者采用间接的连接方式而与电磁吸盘31相连接。并且驱动装置6也可以采用现有技术中各种能保证电磁吸盘31位置稳定性的驱动机构。
34.通常钎探工作过程中所需的锤击力相对较大，相应锤体5的质量相对较大，如此在电磁吸盘31吸合锤体5时，锤体5对电磁吸盘31也有一定的冲击力，为了保证电磁吸盘31位置的稳定性，本实施例中还额外设置了安装组件来实现对电磁吸盘31的安装，同时提高其位置的稳定性。参考图1和图2，安装组件设置在支架1上，电磁吸盘31安装在安装组件上，安装组件与驱动装置6驱动连接，通过驱动装置6对安装组件的驱动而带动电磁吸盘31上下移动。
35.本实施例中，安装组件包括中空的丝杆2以及螺纹套设于丝杆2上的推杆机构3，丝杆2沿轴线贯穿设有中空的通孔，钎探杆4穿设在丝杆2的中空通孔内而限位在丝杆2内，该钎探杆4与丝杆2之间具有一定的间隙而使得钎探杆4能相对于丝杆2上下移动，如此丝杆2
则对钎探杆4的上下移动方向形成了导向，避免钎探杆4下移运动时发生倾斜的情况。
36.丝杆2与驱动装置6驱动连接，电磁吸盘31设于推杆机构3的下端。丝杆2在驱动装置6驱动下相对于支架1沿轴线转动，推杆机构3基于丝杆2的转动而相对于丝杆2上下移动，实现电磁吸盘31相对于落锤挡块42之间距离的调整。具体地，推杆机构包括套设于丝杆2外的丝杠螺母32和推杆33，丝杠螺母32通过螺纹而可上下移动地连接在丝杆2上，推杆33连接在螺母32下端面上，电磁吸盘31就设于该推杆33的下端且套设于丝杆2的外周侧，当丝杠2在驱动装置6的驱动下进行正转或反转时，会驱使推杆机构3进行上移或下移，进而驱使电磁吸盘31实现上下移动。当然，为节约成本，在制作工艺允许的情况下，也可以省掉丝杠螺母32，直接在推杆33或电磁吸盘31上设置内螺纹和丝杆2螺纹连接以实现电磁吸盘31的上下升降。基于该安装组件，可以实现电磁吸盘31高度可调，能使锤体5与电磁吸盘31而位于最高位置时，与落锤挡块42之间的相对高度能实现调节，进而能使锤体5自由落体时的锤击力实现可控。即需要增大锤体5的锤击力时，则增大电磁吸盘31相对于落锤挡块42的距离。需要减小锤体5的锤击力时，则减小电磁吸盘31相对于落锤挡块42的距离。需要保持每次锤体5的锤击力保持一致时，则需要保证每次进行锤击工作时，电磁吸盘31相对于落锤挡块42的距离保持一致。因为每次锤击后，钎探杆4会向下移动，进而带动落锤挡块42下移，改变了落锤挡块42与电磁吸盘31之间的距离，如此则每次进行锤击工作前，需要调整丝杠螺母32和推杆33相对于丝杆的位置，进而达到调整电磁吸盘31与落锤挡块42保持在特定距离的目的。参考图1，为了保证每次锤击工作时，电磁吸盘31相对于落锤挡块42的距离保持一致，本实施例中，电磁吸盘31和落锤挡块42上匹配设有用于检测电磁吸盘31与落锤挡块42相对位置的第一检测单元。第一检测单元可以采用现有技术中任一可实现距离检测和控制的检测机构，如可以采用激光测距机构。本实施例中，结构简单地，该第一检测单元包括设于电磁吸盘31侧面上的第一拨杆开关311和设于落锤挡块42上的第一拨杆421，第一拨杆421自落锤挡块42向上延伸而置于第一拨杆开关311的上方。通过第一拨杆421和第一拨杆开关311的相互作用，进而限制电磁吸盘31相对于落锤挡块42的距离。
37.为了确定电磁吸盘31和锤体5的靠近程度，进而实现电磁吸盘31对锤体5的有效吸合，避免吸合过程中锤体5对电磁吸盘31的冲击力过大，电磁吸盘31和锤体5上匹配设有用于检测锤体5相对于电磁吸盘31吸合情况的第二检测单元，结构简单地，本实施例中的第二检测单元包括设于电磁吸盘31侧面上的第二拨杆开关312和对应于第二拨杆开关312设于锤体5上的第一拨杆421，当推杆机构3在丝杆2的带动向下移动到设定位置，位于推杆机构3下端的电磁吸盘31会靠近锤体5，电磁吸盘31通电后吸合锤体5，并使带动锤体5能随推杆机构3一起上移。在推杆机构3上升或下降的过程中，分别能通过触发第一拨杆开关311和第二拨杆开关312来控制驱动装置6，从而驱使丝杆2正转或反转，进而使推杆机构3上升或下降，与此同时，控制箱12还能控制电磁吸盘31通电或断电以吸合或释放锤体5。
38.参考图2，本实施例中，驱动装置6包括电机61、齿轮组62，电机61的输出端设有主动轮63，丝杆2上设有从动轮21，主动轮63、齿轮组62及从动轮21依次啮合传动进而驱动丝杆2进行正转或反转，当然，驱动装置不仅仅局限于本实施例的装置，也可以由其他能驱使丝杆2转动的机构所替代。为方便驱动装置6与安装组件的安装，同时保证工作时的安全性，驱动装置6与安装组件内置于箱体7内，钎探杆4的顶部穿过箱体7而能外露于箱体7的顶部，并且在支架1上设置固定板11，箱体7通过设置紧固机构固定在该固定板11上，箱体7顶部还
设有能将箱体7固定于支架1上的吊环71，基于该固定板11和吊环71的设置，能使箱体7及内置于箱体7的驱动装置6安装更加牢固可靠。
39.参考图1和图3，控制箱12就设置在支架1上，该控制箱12内设有电子控制元件，并且在控制箱12上设有能控制驱动装置6和电磁吸盘31运行的操控按钮121，且能电信号连接第一拨杆开关311、第二拨杆开关312以及超声波传感器8，控制箱12上还设有能显示各种钎探数据的显示屏122。
40.参考图2，本实施中，超声波传感器8设置在落锤挡块42上，该超声波传感器8所具有的感应头垂直朝下指向地面，基于该超声波传感器8实现落锤挡块42相对于地面的距离的检测，进而能使该钎探装置所测量的钎探杆4入土深度数值更加精准。
41.本实施例的自动钎探装置的钎探方法为：将钎探杆4的探头41对准测量定位点后，按动控制箱12的操控按钮121，启动电机61，电机61正转，带动丝杠2正转，丝杠2在丝杠螺母32内旋转，使得丝杠螺母32沿竖直轨道将旋转运动变为垂直运动，带动推杆33下端的电磁吸盘31向下运行，当电磁吸盘31靠近锤体5，此时第二拨杆51会拨动第二拨杆开关312，同时电磁吸盘31通电产生电磁力，靠电磁力吸住锤体5后，并使电机61正转变反转运行，进而带动丝杠2反转，丝杠2在丝杠螺母32内反转使得丝杠螺母32向上提升，带动推杆33下端的电磁吸盘31及锤体5一起向上运行。当运行到一定高度达到设定值时，落锤挡块42上的第一拨杆421将触发第一拨杆开关311，使第一拨杆开关311关闭，停止向上运行，同时，电磁吸盘31断电，电磁力消失，锤体5靠重力落下，锤击落锤挡块42一次，再通过控制箱12内的电子控制元件记录锤击数值一次，并显示到显示屏122上。如此可反复通过实现电磁吸锤体5提升，电磁断锤体5下落，实现全自动且不间断的循环锤击动作，并且其锤击次数可通过设置在控制箱12内的单片机软件计算统计，并最终通过显示屏122显示以方便即时查阅。
42.该自动钎探装置进行钎探工作时，记录钎探杆4下锤的距离数据和锤击的次数数据，当满足下述其中一个条件时，判断土层满足持力层指标值，报警停机，数据显示，完成一次钎探工作。其中一个条件为：当钎探下降距离达到300mm时对应的锤击的次数大于17次。另一个条件为：连续锤击次数达到100次，钎探下降距离仍未达到300mm。如果当钎探下降距离达到300mm时对应的锤击的次数小于17次，则重新开始一次钎探工作。
43.控制箱12启动超声波传感器8通电工作后，超声波传感器8发射超声波到地面，超声波从地面返回到超声波传感器8。一次钎探工作开始前，先利用超声波传感器8检测获取钎探初始值h0，钎探工作开始后，每进行一次锤击，超声波传感器8测量一次到地面的距离h1，对应计算一次钎探深度h0-1，其中h0-1＝h0－h1，然后将h0-1与300mm比较大小判断钎探深度是否达到300mm，以便于进行前述的判断。如果钎探深度未达到300mm且锤击次数未达到100次，则继续进行钎探深度的检测计算。直至完成一次钎探工作。
44.并且基于超声波传感器8对每次锤击时钎探深度的计算，也可以间接的获取土层情况。
45.当落锤挡块42与地面的测量距离数值小于300mm，合锤击次数小于17次时，报警，说明落锤挡块42距离地面间距较小，此时需要上调落落锤挡块42、锤体5、电磁吸盘31的高度。