[发明专利]一种用于测量土壤承压和剪切特性的测量仪

权利要求书

1.一种用于测量土壤承压和剪切特性的测量仪，其特征在于：该测量仪包括有测量杆组件(1)、驱动组件(2)、传感组件(3)、第一扶手(4)、第二扶手(5)、三角支架(6)和测量压板(7)；传感组件(3)包括有扭矩传感器(301)、压力传感器(302)、位移传感器(303)；测量压板(7)安装在测量杆组件(1)的推杆(103)下端，第一扶手(4)和第二扶手(5)对称安装在三角支架(6)的角架座(61)上；

测量杆组件(1)包括有外套筒(101)、内套筒(102)、推杆(103)、连接套(104)、套接件(105)和连接板(106)；

外套筒(101)的外缘上对称设有A纵向滑道(101A)、B纵向滑道(101B)；

内套筒(102)的外缘上对称设有C纵向滑道(102A)、D纵向滑道(102B)；

推杆(103)的上端为连接头(103A)，推杆(103)的下端设有销孔(103B)；

连接板(106)的一端开有通孔(106A)，该通孔(106A)用于放置位移传感器(303)下端的凸圆柱；连接板(106)的另一端开有U形开口(106B)，该U形开口(106B)用于推杆(103)的连接头(103A)穿过；

外套筒(101)的下端外部套接有连接套(104)，外套筒(101)的上端与承压剪切接头(208)连接，外套筒(101)内套有内套筒(102)；

内套筒(102)的上端与丝杠螺母(207)连接，丝杠螺母(207)套接在滚珠丝杠(206)上，内套筒(102)的下端通过套接件(105)与推杆(103)的连接头(103A)连接；

推杆(103)的连接头(103)通过套接件(105)与内套筒(102)的下端连接，推杆(103)下端的销孔(103B)通过与销钉的配合实现将测量压板(7)安装在推杆(103)的下端；

驱动组件(2)包括有电机(201)、主动齿轮(202)、从动齿轮(203)、电机壳(204)、电机盖(205)、滚珠丝杠(206)、丝杠螺母(207)、承压剪切接头(208)、单向推力球轴承(209)、深沟球轴承(210)、推力球轴承(211)；

承压剪切接头(208)的外缘对称设有A凸耳(208A)、B凸耳(208B)，承压剪切接头(208)的中心开有花键孔(208C)，花键孔(208C)内用于安装从动齿轮(203)的花键齿轮(203B)；

从动齿轮(203)的齿轮缘(203A)上设有与主动齿轮(202)啮合的多个齿牙，从动齿轮(203)的轴承柱(203C)的端部为花键齿轮(203B)；从动齿轮(203)的轴承柱(203C)上安装有单向推力球轴承(209)，花键齿轮(203B)安装在承压剪切接头(208)的花键孔(208C)内；

电机盖(205)上设有轴承孔(205A)，该轴承孔(205A)用于放置深沟球轴承(210)；

电机壳(204)分为机壳上体(204A)和机壳下体(204B)，机壳下体(204B)的侧面设有纵向滑道(204C)，纵向滑道(204C)用于安装位移传感器(303)；

机壳上体(241)的中心是C空腔(204K)，C空腔(204K)的内壁对称设有支撑连接柱(204J)，通过支撑连接柱(204J)实现电机盖(205)与电机壳(204)的机壳上体(204A)安装在一起；

机壳下体(204B)的内部对称设有A空腔(204D)和B空腔(204E)，A空腔(204D)用于放置滚珠丝杠(206)，B空腔(204E)用于放置电机(201)；电机(201)的壳体通过螺钉与螺纹孔(244)的配合固定在B空腔(204E)端部；电机(201)的输出轴上连接有主动齿轮(202)，主动齿轮(202)与从动齿轮(203)啮合；滚珠丝杠(206)的上端顺次穿过丝杠螺母(207)、承压剪切接头(208)、单向推力球轴承(209)、从动齿轮(203)后与深沟球轴承(210)连接；A空腔(204D)的上端为沉头孔(204F)，沉头孔(204F)的底部对称设有A卡槽(204G)和B卡槽(204H)，A卡槽(204G)用于放置承压剪切接头(208)的A凸耳(208A)，B卡槽(204H)用于放置承压剪切接头(208)的B凸耳(208B)；

在电机(201)驱动下主动齿轮(202)转动，进而使从动齿轮(203)转动，由于从动齿轮(203)上的花键齿轮(203B)与承压剪切接头(208)连接，在从动齿轮(203)的转动条件下滚珠丝杠(206)被带动旋转；由于丝杠螺母(207)与内套筒(102)固连，在滚珠丝杠(206)的运动下，通过丝杠螺母(207)使得内套筒(102)与外套筒(101)运动，该运动传递给推杆(103)；

当承压剪切接头(208)上的A凸耳(208A)、B凸耳(208B)卡在电机壳(204)的沉头孔(204F)的A卡槽(204G)、B卡槽(204H)里时，内套筒(102)作上下运动，实现承压特性测量；

当承压剪切接头(208)上的A凸耳(208A)、B凸耳(208B)脱离电机壳(204)的沉头孔(204F)上的A卡槽(204G)、B卡槽(204H)时，内套筒(102)与外套筒(101)相对于电机壳(204)作同步旋转，实现剪切特性测量；

扭矩传感器(301)的安装座(301A)上部连接有电控盒(304)；扭矩传感器(301)的敏感轴(301B)从上至下连接有推力球轴承(211)、压力传感器(302)、深沟球轴承(210)，深沟球轴承(210)安装在电机上盖(205)的轴承孔(205A)内；位移传感器(303)安装在电机壳(204)的机壳下体(204B)的纵向滑道(204C)内。