CN214703000U - 一种直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机，包括有支撑座、击实仪、击实筒、机械手、加土装置、称重装置、含水量测量装置和信号采集与控制装置，其中击实仪、击实筒、机械手、加土装置、称重装置、含水量测量装置和信号采集与控制装置均集成在支撑座的腔体内，击实仪装配在支撑座背板的顶部，击实筒对应装配在击实仪的下部，支撑座背板的内侧壁上设置有同步带滑轨，机械手装配在同步带滑轨上并能够在同步带滑轨上进行移动，有益效果：全程不用人工操作，能够实现土样击实，击实过程中自动清洁锤头，击实后自动脱模，脱模后自动称重，称重后自动测量含水量，整体装置自动化程度高，减少了人工操作的误差。

Description

一种直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机

技术领域

本实用新型涉及一种土样击实脱模自动一体机，特别涉及一种直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机。

背景技术

目前，对扰动土进行击实测量重量和含水量最后算得最优含水率下对应的最大干密度，对施工现场填筑土的物理性质的调整有指导意义。

现有的扰动土的击实和脱模是分开的，土配好水后，向击实仪的击实筒内加土进行击实，反复五次后，将处理过的击实筒整体放到脱模仪上进行脱模，然后进行称重，称重完成后取小土块放在铝盒中进行烘干，测量含水量。上述整个试验过程操作繁琐，费时费力，工序步骤多，尤其在施工现场不能得到及时的数据支持。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有的土样击实仪在使用过程中存在的操作繁琐、费时费力、工序步骤多以及在施工现场不能得到及时数据支持的问题，而提供的一种直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机。

本实用新型提供的直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机包括有支撑座、击实仪、击实筒、机械手、加土装置、称重装置、含水量测量装置和信号采集与控制装置，其中击实仪、击实筒、机械手、加土装置、称重装置、含水量测量装置和信号采集与控制装置均集成在支撑座的腔体内，击实仪装配在支撑座背板的顶部，击实筒对应装配在击实仪的下部，支撑座背板的内侧壁上设置有同步带滑轨，机械手装配在同步带滑轨上并能够在同步带滑轨上进行移动，机械手移动过程中能够把击实筒顶端突出的土样带走运送到指定位置处，加土装置设在击实筒的一侧，加土装置的出料口对应击实筒的上端口设置，加土装置内的土样通过出料口能够被送入到击实筒内，含水量测量装置装配在支撑座一侧的端板内壁上，含水量测量装置与击实筒相对设置，称重装置设在击实筒与含水量测量装置之间，击实仪、击实筒、机械手、加土装置、称重装置和含水量测量装置均与信号采集与控制装置相连接，信号采集与控制装置根据采集的数据信号控制击实仪、击实筒、机械手、加土装置和含水量测量装置的工作。

击实仪的底部抵靠在锤头的部位设置有毛刷，通过毛刷能够清洁锤头上残留的土样。

击实筒上套设有第一齿轮，第一齿轮与第一电机输出轴上的第二齿轮相啮合，第一电机驱使第二齿轮通过第一齿轮带动击实筒进行转动，第一电机与信号采集与控制装置相连接，信号采集与控制装置控制第一电机与击实仪同步运行，击实筒的内腔中设置有移动板，移动板装配在第一液压杆的顶部，移动板能够在第一液压杆的作用下在击实筒的内腔中进行上下移动，第一液压杆上设有第一位移传感器，第一位移传感器与信号采集与控制装置相连接，信号采集与控制装置通过第一位移传感器的传输数据控制第一液压杆的工作。

同步带滑轨连接有第二电机，第二电机驱使同步带滑轨带动机械手沿同步带滑轨进行移动，机械手为半圆筒状结构，机械手的底板上设有刮土刀，机械手的侧壁上连接有转动电机，转动电机能够驱使机械手进行转动，机械手在移动过程中通过刮土刀的切割能够把击实筒顶端突出的土样带入到称重装置处并转动翻转把土样放入到称重装置上，第二电机和转动电机均同信号采集与控制装置相连接并由信号采集与控制装置控制工作。

加土装置的顶部设置有加土槽，加土槽的底部设置有重量秤，重量秤与信号采集与控制装置相连接，重量秤能够实时把加土槽内的土样重量数据传输给信号采集与控制装置，加土槽对应击实筒的上端口的侧壁上开设有出料口，出料口处设置有挡土板，挡土板上装配有齿条，齿条与第三齿轮相啮合，第三齿轮连接有第三电机，第三电机通过第三齿轮和齿条驱使挡土板进行上下移动，第三电机同信号采集与控制装置相连接并由信号采集与控制装置控制工作。

含水量测量装置包括有挡板、探针和第二液压杆，其中挡板通过上下两个支撑杆固定在支撑座侧板的内壁上，挡板对应称重装置设置，挡板上设置有通孔，探针能够穿过挡板上的通孔深入到称重装置上的土样中，探针与第二液压杆相连接，探针在第二液压杆的控制下进行往返移动，第二液压杆固定在两个支撑杆之间支撑座侧板的内壁上，第二液压杆上装配有第二位移传感器，探针、第二液压杆和第二位移传感器均同信号采集与控制装置相连接，探针和第二位移传感器能够把采集的数据实时传输给信号采集与控制装置，信号采集与控制装置根据采集的数据控制第二液压杆的工作。

挡板的下部设置有传送带，探针通过挡板通孔被刮掉的土样会掉落到传送带上，传送带连接有第四电机，第四电机驱使传送带运行，第四电机同信号采集与控制装置相连接并由信号采集与控制装置控制工作。

信号采集与控制装置包括有电源模块、信号采集模块、上位机、击实仪控制器、第一电机控制器、第一液压杆控制器、第二电机控制器、转动电机控制器、第三电机控制器、第二液压杆控制器、第四电机控制器和编码器，其中电源模块与信号采集模块、上位机、击实仪控制器、第一电机控制器、第一液压杆控制器、第二电机控制器、转动电机控制器、第三电机控制器、第二液压杆控制器、第四电机控制器和编码器相连接，电源模块为整个装置提供电力，信号采集模块与上位机相连接，信号采集模块能够把采集的数据实时传输给上位机，上位机分别与击实仪控制器、第一电机控制器、第一液压杆控制器、第二电机控制器、转动电机控制器、第三电机控制器、第二液压杆控制器和第四电机控制器相连接并控制击实仪控制器、第一电机控制器、第一液压杆控制器、第二电机控制器、转动电机控制器、第三电机控制器、第二液压杆控制器和第四电机控制器的工作，编码器分别嵌设在第一电机、第二电机、转动电机、第三电机和第四电机内，编码器与信号采集模块相连接，编码器能够把采集的数据实时传输到信号采集模块，信号采集模块还分别与击实仪、第一位移传感器、加土槽内的重量秤、称重装置、探针和第二位移传感器相连接，信号采集模块能够实时采集击实仪、第一位移传感器、加土槽内的重量秤、称重装置、探针和第二位移传感器的传输数据。

击实仪控制器与击实仪相连接并控制击实仪的工作，第一电机控制器与第一电机相连接并控制第一电机的工作，第一液压杆控制器与第一液压杆相连接并控制第一液压杆的工作，第二电机控制器与第二电机相连接并控制第二电机的工作，转动电机控制器与转动电机相连接并控制转动电机的工作，第三电机控制器与第三电机相连接并控制第三电机的工作，第二液压杆控制器与第二液压杆相连接并控制第二液压杆的工作，第四电机控制器与第四电机相连接并控制第四电机的工作。

上述的击实仪、第一电机、第一液压杆、第二电机、转动电机、第三电机、第二液压杆、第四电机、第一位移传感器、重量秤、称重装置、探针、第二位移传感器、电源模块、信号采集模块、上位机、击实仪控制器、第一电机控制器、第一液压杆控制器、第二电机控制器、转动电机控制器、第三电机控制器、第二液压杆控制器、第四电机控制器和编码器均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。

本实用新型的工作原理：

本实用新型提供的直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机在使用时先向加土装置顶部的加土槽中加入配好水的土后，打开电源模块，整套***供电，在上位机中设定各部分运动位置参数。

首先上位机发出信号给第三电机控制器驱使第三电机转动，从而带动加土槽上的挡土板下行，由于加土槽设计有倾斜角度，在重力作用下加土槽内的土会顺着出料口进入到击实筒中，整个过程中，第三电机的运动信息由编码器采集，并且实时地上传给信号采集模块进而上传给上位机，上位机能够计算出挡土板的下行的距离，当达到设定的下行量后上位机发出信号给第三电机控制器驱动第三电机停止转动，加土槽中的重量秤实时地与信号采集模块通讯，加土槽的重量实时由信号采集模块采集并上传给上位机，上位机经过计算，当加土量达到设定值时，上位机发出信号给第三电机控制器，第三电机控制器驱动第三电机反转并带动挡土板上行，信号采集模块采集第三电机的运动信息上传给上位机，上位机经过计算，当达到挡土板上行设定量时，上位机给第三电机控制器发出信号，第三电机控制器控制第三电机停止转动，停止加土，一次加土完毕。

击实筒内加完设定量的土样后，上位机给击实仪控制器和第一电机控制器发出指令驱使击实仪开始击实、击实筒开始同步转动，击实仪底部锤头附近设置有毛刷，毛刷的毛和锤头产生干涉，能够实现每次击实时锤头的自清洁，击实锤上下运动进行击实，击实筒也在同步转动，保证了土样被击实的均一性。击实仪的击实次数由信号采集模块采集上传给上位机，当达到设定的击实次数时，上位机给击实仪控制器发出指令控制击实仪停止工作，一次击实完毕。同时，上位机发出信号给第三电机控制器进行再一次加土后击实，如此反复此过程直至达到击实规范中的要求时，击实完毕。击实仪与击实筒同步运行，均由上位机控制。击实完毕后，上位机发出信号给第一液压杆控制器控制第一液压杆上行顶起击实筒底部的移动板，第一位移传感器获取第一液压杆的运动位移量并上传给信号采集模块，信号采集模块把获取的位移量数据上传给上位机，当第一液压杆向上行程到达刮浮土设定值时，上位机发出信号给第一液压杆控制器控制第一液压杆停止工作，同时上位机发出信号给第二电机控制器控制第二电机驱使同步带滑轨带动机械手向击实筒的方向移动，刮掉浮土，第二电机的运动信息由编码器采集并传递给信号采集模块并上传到上位机，上位机计算机械手运动的距离，当到达设定值后，上位机发出信号给第二电机控制器控制第二电机反转带动机械手快速返回初始位置，此时，上位机发出信号给第一液压杆控制器控制第一液压杆继续上行顶出制备好的土样，当土样被完全顶出时，上位机就会收到第一位移传感器采集的位移量达到设定的值，上位机发出信号给给第一液压杆控制器控制第一液压杆停止工作，同时，上位机发出信号给第二电机控制器控制第二电机工作，第二电机驱使同步带滑轨带动机械手向称重装置的方向移动，机械手移动到称重装置的上方时，上位机发出信号给第二电机控制器控制第二电机停止工作，此时上位机发出信号给转动电机控制器控制转动电机带动机械手转动，机械手转动90°时，土样掉落在称重装置中，称重装置底面为凹槽设计，当土样落在称重装置上面时，会对土样进行限位防止掉落，然后上位机发出信号给转动电机控制器控制转动电机停止工作，停顿2s后，上位机发出信号给转动电机控制器控制转动电机反向转动回到初始位置时停止运动，此时上位机发出信号给第二电机控制器控制第二电机工作，带动同步带滑轨上的机械手返程，回到初始位置。

称重装置进行土样称重，得到的土样重量由信号采集模块采集上传到上位机中。称重完成后，上位机发出信号给第二液压杆控制器控制第二液压杆顶着含水量测量装置中的探针向着称重装置的方向移动，第二位移传感器采集第二液压杆的运动信息给信号采集模块并上传给上位机，当第二位移传感器采集的位移量达到设定值时，上位机发出信号给第二液压杆控制器控制第二液压杆停止运动，此时含水量测量装置中的探针已经进入土样预定位置进行含水量测量，土样含水量由信号采集模块采集上传到上位机中，测量完成后，上位机发出信号给第二液压杆控制器控制第二液压杆回程，当探针通过挡板上的通孔时，挡板会刮掉探针上的土渣并掉落在传送带上，第二液压杆回到初始位置时停止运动，此时，上位机发出信号给第四电机控制器控制第四电机运动，将传送带上的废弃土样运离整体装置。一个土样击实脱模测量工作结束，上位机储存数据，以备后续分析使用。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机全程不用人工操作，能够实现土样击实，击实过程中自动清洁锤头，击实后自动脱模，脱模后自动称重，称重后自动测量含水量，整体装置自动化程度高，减少了人工操作的误差。

附图说明

图1为本实用新型所述的土样击实脱模自动一体机整体结构示意图。

图2为本实用新型所述的土样击实脱模自动一体机去掉加土装置后的主视图。

图3为本实用新型所述的击实筒结构示意图。

图4为本实用新型所述的的机械手结构示意图。

图5为本实用新型所述的加土装置内部结构示意图。

图6为本实用新型所述的信号采集与控制装置结构框图。

上图中的标注如下：

1、支撑座 2、击实仪 3、击实筒 4、机械手 5、加土装置

6、称重装置 7、含水量测量装置 8、信号采集与控制装置

9、同步带滑轨 10、出料口 11、毛刷 12、第一齿轮

13、第一电机 14、第二齿轮 15、移动板 16、第一液压杆

17、第一位移传感器 18、第二电机 19、刮土刀 20、转动电机

21、加土槽 22、重量秤 23、挡土板 24、齿条 25、第三齿轮

26、第三电机 27、挡板 28、探针 29、第二液压杆

30、第二位移传感器 31、传送带 32、第四电机 33、电源模块

34、信号采集模块 35、上位机 36、击实仪控制器 37、第一电机控制器

38、第一液压杆控制器 39、第二电机控制器 40、转动电机控制器

41、第三电机控制器 42、第二液压杆控制器 43、第四电机控制器

44、编码器。

具体实施方式

请参阅图1至图6所示：

本实用新型提供的直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机包括有支撑座1、击实仪2、击实筒3、机械手4、加土装置5、称重装置6、含水量测量装置7和信号采集与控制装置8，其中击实仪2、击实筒3、机械手4、加土装置5、称重装置6、含水量测量装置7和信号采集与控制装置8均集成在支撑座1的腔体内，击实仪2装配在支撑座1背板的顶部，击实筒3对应装配在击实仪2的下部，支撑座1背板的内侧壁上设置有同步带滑轨9，机械手4装配在同步带滑轨9上并能够在同步带滑轨9上进行移动，机械手4移动过程中能够把击实筒3顶端突出的土样带走运送到指定位置处，加土装置5设在击实筒3的一侧，加土装置5的出料口10对应击实筒3的上端口设置，加土装置5内的土样通过出料口10能够被送入到击实筒3内，含水量测量装置7装配在支撑座1一侧的端板内壁上，含水量测量装置7与击实筒3相对设置，称重装置6设在击实筒3与含水量测量装置7之间，击实仪2、击实筒3、机械手4、加土装置5、称重装置6和含水量测量装置7均与信号采集与控制装置8相连接，信号采集与控制装置8根据采集的数据信号控制击实仪2、击实筒3、机械手4、加土装置5和含水量测量装置7的工作。

击实仪2的底部抵靠在锤头的部位设置有毛刷11，通过毛刷11能够清洁锤头上残留的土样。

击实筒3上套设有第一齿轮12，第一齿轮12与第一电机13输出轴上的第二齿轮14相啮合，第一电机13驱使第二齿轮14通过第一齿轮12带动击实筒3进行转动，第一电机13与信号采集与控制装置8相连接，信号采集与控制装置8控制第一电机13与击实仪2同步运行，击实筒3的内腔中设置有移动板15，移动板15装配在第一液压杆16的顶部，移动板15能够在第一液压杆16的作用下在击实筒3的内腔中进行上下移动，第一液压杆16上设有第一位移传感器17，第一位移传感器17与信号采集与控制装置8相连接，信号采集与控制装置8通过第一位移传感器17的传输数据控制第一液压杆16的工作。

同步带滑轨9连接有第二电机18，第二电机18驱使同步带滑轨9带动机械手4沿同步带滑轨9进行移动，机械手4为半圆筒状结构，机械手4的底板上设有刮土刀19，机械手4的侧壁上连接有转动电机20，转动电机20能够驱使机械手4进行转动，机械手4在移动过程中通过刮土刀19的切割能够把击实筒3顶端突出的土样带入到称重装置6处并转动翻转把土样放入到称重装置6上，第二电机18和转动电机20均同信号采集与控制装置8相连接并由信号采集与控制装置8控制工作。

加土装置5的顶部设置有加土槽21，加土槽21的底部设置有重量秤22，重量秤22与信号采集与控制装置8相连接，重量秤22能够实时把加土槽21内的土样重量数据传输给信号采集与控制装置8，加土槽21对应击实筒3的上端口的侧壁上开设有出料口10，出料口10处设置有挡土板23，挡土板23上装配有齿条24，齿条24与第三齿轮25相啮合，第三齿轮25连接有第三电机26，第三电机26通过第三齿轮25和齿条24驱使挡土板23进行上下移动，第三电机26同信号采集与控制装置8相连接并由信号采集与控制装置8控制工作。

含水量测量装置7包括有挡板27、探针28和第二液压杆29，其中挡板27通过上下两个支撑杆固定在支撑座1侧板的内壁上，挡板对27应称重装置6设置，挡板27上设置有通孔，探针28能够穿过挡板27上的通孔深入到称重装置6上的土样中，探针28与第二液压杆29相连接，探针27在第二液压杆29的控制下进行往返移动，第二液压杆29固定在两个支撑杆之间支撑座1侧板的内壁上，第二液压杆29上装配有第二位移传感器30，探针28、第二液压杆29和第二位移传感器30均同信号采集与控制装置8相连接，探针28和第二位移传感器30能够把采集的数据实时传输给信号采集与控制装置8，信号采集与控制装置8根据采集的数据控制第二液压杆29的工作。

挡板27的下部设置有传送带31，探针28通过挡板27通孔被刮掉的土样会掉落到传送带31上，传送带31连接有第四电机32，第四电机32驱使传送带31运行，第四电机32同信号采集与控制装置8相连接并由信号采集与控制装置8控制工作。

信号采集与控制装置8包括有电源模块33、信号采集模块34、上位机35、击实仪控制器36、第一电机控制器37、第一液压杆控制器38、第二电机控制器39、转动电机控制器40、第三电机控制器41、第二液压杆控制器42、第四电机控制器43和编码器44，其中电源模块33与信号采集模块34、上位机35、击实仪控制器36、第一电机控制器37、第一液压杆控制器38、第二电机控制器39、转动电机控制器40、第三电机控制器41、第二液压杆控制器42、第四电机控制器43和编码器44相连接，电源模块33为整个装置提供电力，信号采集模块34与上位机35相连接，信号采集模块34能够把采集的数据实时传输给上位机35，上位机35分别与击实仪控制器36、第一电机控制器37、第一液压杆控制器38、第二电机控制器39、转动电机控制器40、第三电机控制器41、第二液压杆控制器42和第四电机控制器43相连接并控制击实仪控制器36、第一电机控制器37、第一液压杆控制器38、第二电机控制器39、转动电机控制器40、第三电机控制器41、第二液压杆控制器42和第四电机控制器43的工作，编码器44分别嵌设在第一电机13、第二电机18、转动电机20、第三电机26和第四电机32内，编码器44与信号采集模块34相连接，编码器44能够把采集的数据实时传输到信号采集模块34，信号采集模块34还分别与击实仪2、第一位移传感器17、加土槽21内的重量秤22、称重装置6、探针28和第二位移传感器30相连接，信号采集模块34能够实时采集击实仪2、第一位移传感器17、加土槽21内的重量秤22、称重装置6、探针28和第二位移传感器30的传输数据。

击实仪控制器36与击实仪2相连接并控制击实仪2的工作，第一电机控制器37与第一电机13相连接并控制第一电机13的工作，第一液压杆控制器38与第一液压杆16相连接并控制第一液压杆16的工作，第二电机控制器39与第二电机18相连接并控制第二电机18的工作，转动电机控制器40与转动电机20相连接并控制转动电机20的工作，第三电机控制器41与第三电机26相连接并控制第三电机26的工作，第二液压杆控制器42与第二液压杆29相连接并控制第二液压杆29的工作，第四电机控制器43与第四电机32相连接并控制第四电机32的工作。

上述的击实仪2、第一电机13、第一液压杆16、第二电机18、转动电机20、第三电机26、第二液压杆29、第四电机32、第一位移传感器17、重量秤22、称重装置6、探针28、第二位移传感器30、电源模块33、信号采集模块34、上位机35、击实仪控制器36、第一电机控制器37、第一液压杆控制器38、第二电机控制器39、转动电机控制器40、第三电机控制器41、第二液压杆控制器42、第四电机控制器43和编码器44均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。

本实用新型的工作原理：

本实用新型提供的直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机在使用时先向加土装置5顶部的加土槽21中加入配好水的土后，打开电源模块33，整套***供电，在上位机35中设定各部分运动位置参数。

首先上位机35发出信号给第三电机控制器41驱使第三电机26转动，从而带动加土槽21上的挡土板23下行，由于加土槽21设计有倾斜角度，在重力作用下加土槽21内的土会顺着出料口10进入到击实筒3中，整个过程中，第三电机26的运动信息由编码器44采集，并且实时地上传给信号采集模块34进而上传给上位机35，上位机35能够计算出挡土板23的下行的距离，当达到设定的下行量后上位机35发出信号给第三电机控制器41驱动第三电机26停止转动，加土槽21中的重量秤22实时地与信号采集模块34通讯，加土槽21的重量实时由信号采集模块34采集并上传给上位机35，上位机35经过计算，当加土量达到设定值时，上位机35发出信号给第三电机控制器41，第三电机控制器41驱动第三电机26反转并带动挡土板23上行，信号采集模块34采集第三电机26的运动信息上传给上位机35，上位机35经过计算，当达到挡土板23上行设定量时，上位机35给第三电机控制器41发出信号，第三电机控制器41控制第三电机26停止转动，停止加土，一次加土完毕。

击实筒3内加完设定量的土样后，上位机35给击实仪控制器36和第一电机控制器37发出指令驱使击实仪2开始击实、击实筒3开始同步转动，击实仪2底部锤头附近设置有毛刷11，毛刷11的毛和锤头产生干涉，能够实现每次击实时锤头的自清洁，击实锤上下运动进行击实，击实筒3也在同步转动，保证了土样被击实的均一性。击实仪2的击实次数由信号采集模块34采集上传给上位机35，当达到设定的击实次数时，上位机35给击实仪控制器36发出指令控制击实仪2停止工作，一次击实完毕。同时，上位机35发出信号给第三电机控制器41进行再一次加土后击实，如此反复此过程直至达到击实规范中的要求时，击实完毕。击实仪2与击实筒3同步运行，均由上位机35控制。击实完毕后，上位机35发出信号给第一液压杆控制器38控制第一液压杆16上行顶起击实筒3底部的移动板15，第一位移传感器17获取第一液压杆16的运动位移量并上传给信号采集模块34，信号采集模块34把获取的位移量数据上传给上位机35，当第一液压杆16向上行程到达刮浮土设定值时，上位机35发出信号给第一液压杆控制器38控制第一液压杆16停止工作，同时上位机35发出信号给第二电机控制器39控制第二电机18驱使同步带滑轨9带动机械手4向击实筒3的方向移动，刮掉浮土，第二电机18的运动信息由编码器44采集并传递给信号采集模块34并上传到上位机35，上位机35计算机械手4运动的距离，当到达设定值后，上位机35发出信号给第二电机控制器39控制第二电机18反转带动机械手4快速返回初始位置，此时，上位机35发出信号给第一液压杆控制器38控制第一液压杆16继续上行顶出制备好的土样，当土样被完全顶出时，上位机35就会收到第一位移传感器17采集的位移量达到设定的值，上位机35发出信号给给第一液压杆控制器38控制第一液压杆16停止工作，同时，上位机35发出信号给第二电机控制器39控制第二电机18工作，第二电机18驱使同步带滑轨9带动机械手4向称重装置6的方向移动，机械手4移动到称重装置6的上方时，上位机35发出信号给第二电机控制器39控制第二电机18停止工作，此时上位机35发出信号给转动电机控制器40控制转动电机20带动机械手4转动，机械手4转动90°时，土样掉落在称重装置6中，称重装置6底面为凹槽设计，当土样落在称重装置6上面时，会对土样进行限位防止掉落，然后上位机35发出信号给转动电机控制器40控制转动电机20停止工作，停顿2s后，上位机35发出信号给转动电机控制器40控制转动电机20反向转动回到初始位置时停止运动，此时上位机35发出信号给第二电机控制器39控制第二电机18工作，带动同步带滑轨9上的机械手4返程，回到初始位置。

称重装置6进行土样称重，得到的土样重量由信号采集模块34采集上传到上位机35中。称重完成后，上位机35发出信号给第二液压杆控制器42控制第二液压杆29顶着含水量测量装置7中的探针28向着称重装置6的方向移动，第二位移传感器30采集第二液压杆29的运动信息给信号采集模块34并上传给上位机35，当第二位移传感器30采集的位移量达到设定值时，上位机35发出信号给第二液压杆控制器42控制第二液压杆29停止运动，此时含水量测量装置7中的探针28已经进入土样预定位置进行含水量测量，土样含水量由信号采集模块34采集上传到上位机35中，测量完成后，上位机35发出信号给第二液压杆控制器42控制第二液压杆29回程，当探针28通过挡板27上的通孔时，挡板27会刮掉探针28上的土渣并掉落在传送带31上，第二液压杆29回到初始位置时停止运动，此时，上位机35发出信号给第四电机控制器43控制第四电机32运动，将传送带31上的废弃土样运离整体装置。一个土样击实脱模测量工作结束，上位机35储存数据，以备后续分析使用。

Claims (9)

1.一种直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机，其特征在于：包括有支撑座、击实仪、击实筒、机械手、加土装置、称重装置、含水量测量装置和信号采集与控制装置，其中击实仪、击实筒、机械手、加土装置、称重装置、含水量测量装置和信号采集与控制装置均集成在支撑座的腔体内，击实仪装配在支撑座背板的顶部，击实筒对应装配在击实仪的下部，支撑座背板的内侧壁上设置有同步带滑轨，机械手装配在同步带滑轨上并能够在同步带滑轨上进行移动，机械手移动过程中能够把击实筒顶端突出的土样带走运送到指定位置处，加土装置设在击实筒的一侧，加土装置的出料口对应击实筒的上端口设置，加土装置内的土样通过出料口能够被送入到击实筒内，含水量测量装置装配在支撑座一侧的端板内壁上，含水量测量装置与击实筒相对设置，称重装置设在击实筒与含水量测量装置之间，击实仪、击实筒、机械手、加土装置、称重装置和含水量测量装置均与信号采集与控制装置相连接，信号采集与控制装置根据采集的数据信号控制击实仪、击实筒、机械手、加土装置和含水量测量装置的工作。

2.根据权利要求1所述的一种直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机，其特征在于：所述的击实仪的底部抵靠在锤头的部位设置有毛刷，通过毛刷能够清洁锤头上残留的土样。

3.根据权利要求1所述的一种直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机，其特征在于：所述的击实筒上套设有第一齿轮，第一齿轮与第一电机输出轴上的第二齿轮相啮合，第一电机驱使第二齿轮通过第一齿轮带动击实筒进行转动，第一电机与信号采集与控制装置相连接，信号采集与控制装置控制第一电机与击实仪同步运行，击实筒的内腔中设置有移动板，移动板装配在第一液压杆的顶部，移动板能够在第一液压杆的作用下在击实筒的内腔中进行上下移动，第一液压杆上设有第一位移传感器，第一位移传感器与信号采集与控制装置相连接，信号采集与控制装置通过第一位移传感器的传输数据控制第一液压杆的工作。

4.根据权利要求1所述的一种直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机，其特征在于：所述的同步带滑轨连接有第二电机，第二电机驱使同步带滑轨带动机械手沿同步带滑轨进行移动，机械手为半圆筒状结构，机械手的底板上设有刮土刀，机械手的侧壁上连接有转动电机，转动电机能够驱使机械手进行转动，机械手在移动过程中通过刮土刀的切割能够把击实筒顶端突出的土样带入到称重装置处并转动翻转把土样放入到称重装置上，第二电机和转动电机均同信号采集与控制装置相连接并由信号采集与控制装置控制工作。

5.根据权利要求1所述的一种直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机，其特征在于：所述的加土装置的顶部设置有加土槽，加土槽的底部设置有重量秤，重量秤与信号采集与控制装置相连接，重量秤能够实时把加土槽内的土样重量数据传输给信号采集与控制装置，加土槽对应击实筒的上端口的侧壁上开设有出料口，出料口处设置有挡土板，挡土板上装配有齿条，齿条与第三齿轮相啮合，第三齿轮连接有第三电机，第三电机通过第三齿轮和齿条驱使挡土板进行上下移动，第三电机同信号采集与控制装置相连接并由信号采集与控制装置控制工作。

6.根据权利要求1所述的一种直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机，其特征在于：所述的含水量测量装置包括有挡板、探针和第二液压杆，其中挡板通过上下两个支撑杆固定在支撑座侧板的内壁上，挡板对应称重装置设置，挡板上设置有通孔，探针能够穿过挡板上的通孔深入到称重装置上的土样中，探针与第二液压杆相连接，探针在第二液压杆的控制下进行往返移动，第二液压杆固定在两个支撑杆之间支撑座侧板的内壁上，第二液压杆上装配有第二位移传感器，探针、第二液压杆和第二位移传感器均同信号采集与控制装置相连接，探针和第二位移传感器能够把采集的数据实时传输给信号采集与控制装置，信号采集与控制装置根据采集的数据控制第二液压杆的工作。

7.根据权利要求6所述的一种直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机，其特征在于：所述的挡板的下部设置有传送带，探针通过挡板通孔被刮掉的土样会掉落到传送带上，传送带连接有第四电机，第四电机驱使传送带运行，第四电机同信号采集与控制装置相连接并由信号采集与控制装置控制工作。

8.根据权利要求1或3或4或5或6或7所述的一种直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机，其特征在于：所述的信号采集与控制装置包括有电源模块、信号采集模块、上位机、击实仪控制器、第一电机控制器、第一液压杆控制器、第二电机控制器、转动电机控制器、第三电机控制器、第二液压杆控制器、第四电机控制器和编码器，其中电源模块与信号采集模块、上位机、击实仪控制器、第一电机控制器、第一液压杆控制器、第二电机控制器、转动电机控制器、第三电机控制器、第二液压杆控制器、第四电机控制器和编码器相连接，电源模块为整个装置提供电力，信号采集模块与上位机相连接，信号采集模块能够把采集的数据实时传输给上位机，上位机分别与击实仪控制器、第一电机控制器、第一液压杆控制器、第二电机控制器、转动电机控制器、第三电机控制器、第二液压杆控制器和第四电机控制器相连接并控制击实仪控制器、第一电机控制器、第一液压杆控制器、第二电机控制器、转动电机控制器、第三电机控制器、第二液压杆控制器和第四电机控制器的工作，编码器分别嵌设在第一电机、第二电机、转动电机、第三电机和第四电机内，编码器与信号采集模块相连接，编码器能够把采集的数据实时传输到信号采集模块，信号采集模块还分别与击实仪、第一位移传感器、加土槽内的重量秤、称重装置、探针和第二位移传感器相连接，信号采集模块能够实时采集击实仪、第一位移传感器、加土槽内的重量秤、称重装置、探针和第二位移传感器的传输数据。

9.根据权利要求8所述的一种直接测量含水量的土样击实脱模自动一体机，其特征在于：所述的击实仪控制器与击实仪相连接并控制击实仪的工作，第一电机控制器与第一电机相连接并控制第一电机的工作，第一液压杆控制器与第一液压杆相连接并控制第一液压杆的工作，第二电机控制器与第二电机相连接并控制第二电机的工作，转动电机控制器与转动电机相连接并控制转动电机的工作，第三电机控制器与第三电机相连接并控制第三电机的工作，第二液压杆控制器与第二液压杆相连接并控制第二液压杆的工作，第四电机控制器与第四电机相连接并控制第四电机的工作。

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