[发明专利]一种海底土质剪切与承载强度力学特性测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及海底土质力学特性的详细测量，具体涉及一种海底土质剪切与承载强度力学特性测量系统。

背景技术

随着人类对金属矿产资源需求的不断加大以及陆地矿产资源的不断枯竭，海底极为丰富的矿产资源将成为人类21世纪的重要接替资源。深海矿产资源的开采需要特殊的海底采矿装备进行，海底采矿车是其中最为关键的装备之一。作为海底采矿车设计与性能评价分析的前提，海底矿床土质的剪切与承载强度力学特性需要进行详细地测量确定，并保证测量的准确性与高效性。但是现有的深海土质测量装置，不仅测试参数单一，在需要进行多种测试时就必须使用多种测量装置，导致测量效率低下，不便于深入研究的展开。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种海底土质剪切与承载强度力学特性测量系统，以解决目前测量系统测量效率低下的技术问题。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，一种海底土质剪切与承载强度力学特性测量系统，包括机架、静力触探头、静力触探头固定轴杆、导杆装置、丝杠、升降板、导线、丝杠驱动电机、电缆、十字剪切板驱动装置、十字剪切板固定轴杆和十字剪切板，所述的静力触探头固定于相静力触探头固定轴杆底端并通过轴杆固定于升降板上，所述的升降板上设有通孔和螺孔，所述的导杆装置包括导杆、导杆上部固定件和导杆下部固定件，导杆的上下端分别固定在导杆上部固定件和导杆下部固定件上，导杆上部固定件套装在丝杆的上端，导杆下部固定件套装于丝杆的下端，并固定于机架的底部，导杆穿过升降板上的通孔，丝杆穿过升降板上的螺孔并通过螺纹驱动升降板沿导杆运动，丝杠驱动电机及其密封套筒连接并驱动丝杠，十字剪切板驱动电装置固定于升降板上并连接十字剪切板固定轴杆，十字剪切板固定于十字剪切板固定轴杆的底端，丝杠驱动电机和十字剪切板驱动装置均通过信号输送导线连接上位机，信号输送导线汇集于电缆，电缆固定于机架的顶端。

所述的一种海底土质剪切与承载强度力学特性测量系统，所述的十字剪切板驱动装置包括十字剪切板驱动电机、扭矩传感器、磁性联轴器和十字剪切板驱动电机密封套筒，所述的十字剪切板驱动电机连接扭矩传感器并通过磁性联轴器连接十字剪切板固定轴杆以带动十字剪切板测试作业，十字剪切板驱动电机、扭矩传感器、磁性联轴器密封于十字剪切板驱动电机密封套筒内。

所述的一种海底土质剪切与承载强度力学特性测量系统，所述的静力触探头与十字剪切板处于同一水平高度安装于升降板的两侧。

所述的一种海底土质剪切与承载强度力学特性测量系统，所述的丝杠驱动电机外罩有丝杠驱动电机密封套筒。

所述的一种海底土质剪切与承载强度力学特性测量系统，丝杠驱动电机与十字剪切板驱动电机均为步进电机。

本发明的技术效果在于，采用十字剪切板与静力触探头同步测量矿床土质的剪切强度与承载能力，满足了数据采集的多样性与精确性，装置简单，效率高，适用于海底各种矿床沉积物力学特性的全面详细测试。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明主视图；

图2为本发明测试部分局部视图；

图3为本发明十字剪切板测试部分局部视图；

图4为本发明十字剪切板测试部分立体图。

其中，101为机架、102为静力触探头、103为静力触探头固定轴杆、104为导杆、105为丝杠、106为升降板、107为导线、108为丝杠驱动电机密封套筒、109为电缆、110为十字剪切板驱动电机密封套筒、111为扭矩传感器、112为十字剪切板固定轴杆、113为十字剪切板、114为导杆上部固定件、115为导杆下部固定件、116为磁性联轴器、117为十字剪切板驱动电机。

具体实施方式