一种带有旋转导电滑环的十字板探头制造技术

本实用新型专利技术公开了带有旋转导电滑环的十字板探头，扭矩传感器的一端与十字板板头连接，另一端与钻杆连接；钻杆内部设有旋转导电环，旋转导电环与扭矩传感器连接，旋转导电环包括转子和定子，定子套装在转子的外部，转子的外部缠绕有导电线圈，定子内部设有电刷，电刷有束缚的一端从定子端部导出，无束缚的一端依附在导电线圈上，以使转子与定子间形成通路。本实用新型专利技术的有益效果是旋转导电环安装在钻杆内，旋转导电环中的定子与转子之间传递电信号和电能传递，旋转导电环与扭矩传感器连接，能够传递其感应信号，避免出现在钻杆安装时导线穿入多节钻杆内部而出现的导线缠绕的问题，极大地提高了试验效率，不会影响数据采集。

A Cross Plate Probe with Rotating Conductive Sliding Ring

【技术实现步骤摘要】
一种带有旋转导电滑环的十字板探头
本技术属于岩土工程原位测试
，尤其是涉及一种带有旋转导电滑环的十字板探头。
技术介绍
十字板剪切试验作为一种获取土体力学特性的技术手段在国内被广泛采用，十字板剪切是将安装在钻杆下的十字板压入土中至测试的深度，再由地面上的扭力装置对钻杆施加扭矩，使埋在土中的十字板扭转，直至土体剪切破坏(破坏面为十字板旋转所形成的圆柱面)。十字板剪切试验方法属于原位测定饱和软粘性土不排水抗剪强度和灵敏度的试验，由于该试验方法直接在原位进行试验，不必取土样，土体所受的扰动较小，因此，被认为是比较能反映土体原位强度的测试方法，能够准确得到土体抗剪强度参数，为工程安全设计和计算提供可靠依据。目前，市面上出现了机械式和电测式十字板剪切仪。电测试十字板剪切仪的工作原理是将十字板板头由钻孔压入孔底软土中，并以匀速转动，十字板板头所受扭矩通过传感器传送到数据采集仪器，从而测出土体破坏时的抗剪强度。但是，由于测量土层深度不同，需要十字板探头尾部连接多节钻杆以使其到达土层指定深度，钻杆与钻杆之间依靠螺纹连接，且连接之前需要将导线穿入多节钻杆内部，每安装一节钻杆需要拧动多圈，由于导线与数据采集仪器在钻杆安装前已提前连接，且导线长度较长，再安装钻杆时极易引起杆外导线缠绕，致使缠绕的导线无法解开，影响钻杆安装困难，若强行安装，极易拧断导线，导致传感器和数据采集仪无法通过导线得到信息，影响正常土体测试。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种结构简单、操作简单、导线不会被缠绕扭断、数据能及时采集、测量结果准确的带有旋转导电滑环的十字板探头。本技术的技术方案如下：一种带有旋转导电滑环的十字板探头，包括十字板板头、扭矩传感器和钻杆，所述扭矩传感器的一端与十字板板头连接，另一端与所述钻杆连接；所述钻杆内部设有旋转导电环，所述旋转导电环与扭矩传感器连接，所述旋转导电环包括转子和定子，所述定子套装在所述转子的外部，所述转子的外部缠绕有导电线圈，所述导电线圈通过导线与所述扭矩传感器连接，所述定子内部设有电刷，所述电刷有束缚的一端从定子端部导出，无束缚的一端依附在所述导电线圈上，以使所述转子与定子间形成通路。在上述技术方案中，所述电刷无束缚的一端呈散状。在上述技术方案中，所述旋转导电环的转子端部朝向所述钻杆的出线口。在上述技术方案中，所述十字板板头包括探杆杆轴和安装在该探杆杆轴上的两块剪切板，所述探杆杆轴与所述钻杆连接。在上述技术方案中，两块所述剪切板的尺寸相同，且呈90°正交布置。在上述技术方案中，所述剪切板可拆卸地安装在所述探杆杆轴上。在上述技术方案中，所述剪切板为矩形或正方形。在上述技术方案中，所述扭矩传感器与钻杆螺纹连接。在上述技术方案中，所述钻杆由多根相同尺寸的钻杆节连接组成，相邻的所述钻杆节通过螺纹连接。在上述技术方案中，每根所述钻杆节的长度为1m。本技术具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，旋转导电环安装在钻杆内，旋转导电环中的定子与转子之间传递电信号和电能传递，旋转导电环与扭矩传感器连接，能够传递其感应信号，避免出现在钻杆安装时导线穿入多节钻杆内部而出现的导线缠绕的问题，极大地提高了试验效率，并且在十字板剪切过程中不会出现导线被扭断的隐患，不会影响数据采集，具有十分广阔的应用前景。附图说明图1是本技术的带有旋转导电滑环的十字板探头的结构示意图；图2是本技术中旋转导线环的结构示意图。图中：1、十字板板头11、探杆杆轴12、剪切板2、钻杆3、扭矩传感器4、旋转导电环5、转子6、定子7、导电线圈8、电刷具体实施方式以下结合具体实施例对本技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，并不用于限定本技术，决不限制本技术的保护范围。实施例1如图1、图2所示，本技术的带有旋转导电滑环的十字板探头，包括十字板板头1、扭矩传感器3和钻杆2，扭矩传感器3的一端与十字板板头1连接，另一端与钻杆2螺纹连接；钻杆2内部设有旋转导电环4，旋转导电环4与扭矩传感器3连接，旋转导电环4包括转子5和定子6，定子6套装在转子5的外部，转子5的外部缠绕有导电线圈7，导电线圈7通过导线与扭矩传感器3连接，定子6内部设有电刷8，电刷8有束缚的一端从定子6端部导出，无束缚的一端呈散状依附在导电线圈7上，从而使转子5与定子6间连通形成通路，旋转导电环4的转子5端部朝向钻杆2的出线口，扭矩传感器3的导线穿过转子5与定子6，从而与十字板剪切仪的电机相连。进一步，旋转导电环4是工业控制领域和机械制造领域中不可或缺的一种零部件，旋转导电环的工作原理是在固定座架转动部件与滚动或滑动部件之间传递电信号和电能传递，从而实现两个相对转动机构的电流传递，旋转导电环4中的电刷8采用滑行电气接触设计，其原理是将金属丝装进金属管内，电刷8有束缚的一端从定子6端部导出，无束缚的一端呈散状依附在导电线圈7上(导电线圈7的表面上有槽，电刷8通过槽与导电线圈7相接触)，从而使转子5与定子6间连通形成通路。在使用十字板探头时，对钻杆2施加扭力，钻杆2带动十字板板头1旋转对土体进行剪切，导线所受扭力带动转子5旋转，扭矩传感器3的数据信息通过导线传送至记录仪器中，直接读取数据；旋转导电环4安装在钻杆2的内部，避免钻杆2在转动时引起外部导线缠绕，解决了十字板剪切时内部导线被扭断而导致数据无法采集的问题。实施例2在实施例1的基础上，十字板板头1包括探杆杆轴11和安装在该探杆杆轴11上的两块剪切板12，探杆杆轴11与钻杆2连接，两块剪切板12的尺寸相同，且呈90°正交布置，剪切板12可拆卸地安装在探杆杆轴11上，剪切板为矩形。实施例3在实施例1的基础上，钻杆2由多根相同尺寸的钻杆节连接组成，相邻的钻杆节通过螺纹连接，每根钻杆节的长度为1m。根据钻孔深度而确定螺纹连接的钻杆节的根数，使得十字板探头的适用范围广。以上对本技术的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本技术的较佳实施例，不能被认为用于限定本技术的实施范围。凡依本技术申请范围所作的等同变化与改进等，均应仍归属于本技术的专利涵盖范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有旋转导电滑环的十字板探头，其特征在于：包括十字板板头(1)、扭矩传感器(3)和钻杆(2)，所述扭矩传感器(3)的一端与十字板板头(1)连接，另一端与所述钻杆(2)连接；所述钻杆(2)内部设有旋转导电环(4)，所述旋转导电环(4)与扭矩传感器(3)连接，所述旋转导电环(4)包括转子(5)和定子(6)，所述定子(6)套装在所述转子(5)的外部，所述转子(5)的外部缠绕有导电线圈(7)，所述导电线圈(7)通过导线与所述扭矩传感器(3)连接，所述定子(6)内部设有电刷(8)，所述电刷(8)有束缚的一端从定子(6)端部导出，无束缚的一端依附在所述导电线圈(7)上，以使所述转子(5)与定子(6)间形成通路。

【技术特征摘要】
1.一种带有旋转导电滑环的十字板探头，其特征在于：包括十字板板头(1)、扭矩传感器(3)和钻杆(2)，所述扭矩传感器(3)的一端与十字板板头(1)连接，另一端与所述钻杆(2)连接；所述钻杆(2)内部设有旋转导电环(4)，所述旋转导电环(4)与扭矩传感器(3)连接，所述旋转导电环(4)包括转子(5)和定子(6)，所述定子(6)套装在所述转子(5)的外部，所述转子(5)的外部缠绕有导电线圈(7)，所述导电线圈(7)通过导线与所述扭矩传感器(3)连接，所述定子(6)内部设有电刷(8)，所述电刷(8)有束缚的一端从定子(6)端部导出，无束缚的一端依附在所述导电线圈(7)上，以使所述转子(5)与定子(6)间形成通路。2.根据权利要求1所述的十字板探头，其特征在于：所述电刷(8)无束缚的一端呈散状。3.根据权利要求2所述的十字板探头，其特征在于：所述旋转导电环(4)的转子(5)端部朝向所述钻...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁方龙，马桂林，陈运涛，朱耀庭，王雪奎，朱洪满，刘宝忠，张瑞棋，李东军，陈举，
申请(专利权)人：中交天津港湾工程研究院有限公司，中交第一航务工程局有限公司，天津港湾工程质量检测中心有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12