Устройство для определения механических характеристик грунта Советский патент 1984 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к области исследования физико-механических характеристик грунта и может быть использовано для оперативного прогнозирования проходимости и оценки параметров движения транспортного средства в процессе его перемещения по трассе.

Известно устройство для определения механических характеристик грунта, прогнозирования проходимости и оценки траекторных характеристик транспортного средства, включающее транспортное средство, штамп с приводом поворота в горизонтальной плоскости, нагрузочное и измерительное приспособления 1.

Недостатком устройства является невозможность получения физико-механических характеристик грунта в процессе движения транспортного средства, а также сложность одновременного определения параметров движения транспортного средства, обусловленная использованием специального ведомого колеса с приводом опускания и подъема.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения механических характеристик грунта, включающее опору, жестко закрепленную на транспортном средстве, щтангу со шта.мпом, нагружающий механизм с приводом вертикального перемещения и датчиком его положения, контрольно-регистрирующие приборы 2.

Недостатком известного устройства является высокая погрешность при определении физико-механических характеристик грунта, обусловленная протаскиванием штампа при его внедрении в грунт за счет жесткой кинематической связи с колесом транспортного средства, зависимостью условий внедрения штампа в грунт от скорости и траектории движения транспортного средства, сложностью регулирования параметров движения для получения режимов нагружения штампа, близких к задаваемым, а также невозможностью одновременного определения сдвиговых характеристик грунта и параметров движения транспортного средства.

Цель изобретения - повыщение точности и оперативности получения физико-механических характеристик грунта и одновременного определения параметров движения транспортного средства, а также регулирование величины нагрузки и определение характеристик сдвига.

Цель достигается тем, что в устройстве для определения механических характеристик грунта, содержащем опору, жестко закрепленную на транспортном средстве, штангу со штампом, нагружающий механизм с приводом вертикального перемещения и датчиком его положения, контрольно-регистрирующие приборы, нагружающий механизм снабжен приводом поворота в горизонтальной плоскости и датчиком угла поворота и выполнен в виде шарнирного параллелограмма, одно звено которого установлено поворотно на опоре, а на противоположном конце звена шарнирно закреплена штанга со штампом, снабженная автономным приводом поворота в горизонтальной плоскости и датчиком угла поворота и выполненная в виде консольного рычага, кроме того, контрольно-регистрирующие приборы снабжены вычислителем, а привод вертикального перемещения выполнен автономным.

При этом привод вертикального перемещения снабжен синусным механизмом, а

штамп - приводом поворота в горизонтальной плоскости.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид

0 сверху.

Устройство содержит опору 1, жестко закрепленную на транспортном средстве 2, штангу 3, выполненную в виде консольного рычага, со штампом 4, нагружающий механизм 5 в виде шарнирного параллелограмма

с приводом б его вертикального перемещения и датчиком 7 его положения, привод 8 поворота нагружающего механизма в горизонтальной плоскости, датчик 9 угла поворота нагружающего механизма, автономный привод 10 поворота штанги в горизонтальной плоскости, датчик 11 угла поворота штанги, синусный механизм 12 и привод 13 поворота штампа в горизонтальной плоскости. Позицией 14 показаны контрольно-регистрирующие приборы.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу оператора или системы управления начинает двигаться транспортное средство. Одновременно привод 6 вертикального перемещения через синусный механизм 12 передает заданную нагрузку посредством нагружающего механизма 5 и штанги 3 на штамп 4. При этом штамп внедряется в грунт с заданным усилием, определяемым 5 кинематикой нагружающего механизма. Датчиком 7 регистрируют угол поворота нагружающего механизма в вертикальной плоскости или определяют величину перемещения штампа вниа (вверх).

0После погружения штампа в грунт проис.ходит раскладывание звеньев нагружающего механизма за счет перемещения транспортного средства (приводы 8 и 10 разблокированы). За счет поворота оси опоры и одновременного разворота штанги вокруг оси, параллельной оси опоры, производят замер углов поворота датчиков 9 и 11. Приводом 13 поворачивают штамп вокруг вертикальной оси на задаваемый тол,

одновременно замеряют усилие внедрения и сопротивление сдвигу грунта.

Цикл измерения заканчивается при развороте звеньев нагружающего механизма до максимально допустимых углов, фиксируемых датчиками 9 и 11 углов поворота.

После этого с контрольно-регистрирующих приборов 14 подается сигнал приводу 6 вертикального перемещения нагружающего механизма, и щтамп 4 выходит из грунта и поднимается вверх. Одновременно происходит складывание звеньев нагружающего механизма 5 за счет поворота штанги и нагружающего механизма вокруг осей приводами 8 и 10.

Далее цикл повторяется.

Устройство позволяет опреде.чнть параметры движения транспортного средства (пройденный путь, скорость перемещения, величины увода и сноса от заданном траектории -движения, буксование и юз) посредством обработки в вычислителе данны.х от датчиков угла поворота в вертика.чьной и горизонтальной плоскостях и известной длины звеньев.

Устройство позволяет также повысить точность и оперативность получения физико-механических характеристик грунта, расщиряет диапазон исследований грунта и одновременно определяет параметры движения транспортного средства в процессе его перемещения по трассе.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА, содержащее опору, жестко закрепленную на транспортном средстве, штангу со штампом, нагружающий механизм с приводом вертикального перемещения и датчиком его положения, контрольнорегистрирующие приборы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и оперативности получения характеристик грунта и одновременного определения параметров движения транспортного средства, нагружающий механизм снабжен приводом поворота в горизонтальной плоскости и датчиком угла поворота и выполнен в виде шарнирного параллелограмма, одно звено которого установлено поворотно на опоре, а на противоположном звене шарнирпо размещена штанга со штампом, снабженная автономным приводом поворота в горизонтельной плоскости и датчиком угла поворота и выполненная в виде консольного рычага, кроме того, контрольно-регистрирующие приборы снабжены вычислителем, а привод вертикального перемещения выполнен автономным. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью регулирования величины нагрузш СП ки, привод вертикального перемещения снабжен синусным механизмом. 3.Устройство по п. I, отличающееся тем, что, с целью определения характеристик сдвига, штамп снабжен приводом поворота в горизонтальной плоскости. 05 00 4