落锤式弯沉仪制造技术

一种落锤式弯沉仪(1)包括适于接合测试表面的承载板(2)、适于将力传到该承载板(2)的传力装置、缓冲装置(19)、落锤(8)。该落锤(8)适于经由所述缓冲装置(19)来冲击所述传力装置从而经由所述传力装置来提供要传到所述承载板的力。该落锤式弯沉仪进一步包括用于将所述落锤(8)提升到所述传力装置上方的预定高度的至少一个线性电动马达(15)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】落锤式弯沉仪本专利技术涉及一种落锤式弯沉仪。落锤式弯沉仪(FWD)是土木工程师用来评估路面结构物理特性的无损测试设备。来自FWD的数据主要用于估计承载能力，尤其是包括波特兰(Portland)水泥混凝土(PCC)或沥青混凝土(AC)表面的路面的承载能力。用途包括道路、机场路面、集装箱堆场、以及铁路轨道。典型地，落锤式弯沉仪被整合在拖车上，拖车可以通过另一车辆被牵引到测试位置，而且落锤式弯沉仪还可以被整合在车辆本身中。落锤式弯沉仪被设计为对路面表面施加模拟由滚动的车轮产生的载荷的载荷脉冲。通过在一组橡胶缓冲器上落下大的重锤来产生载荷。所产生的力通过圆形承载板传到路面。称重传感器或其他载荷感测传感器被安装在承载板的顶上并且测量施加在路面表面上的载荷。比如地震检波器或加速度计等一系列弯沉传感器沿着从承载板中心延伸的梁线性地安装、并且响应于距所施加载荷的中心不同距离处的载荷来测量产生的路面表面弯沉。可以使用FWD数据来计算刚度相关参数，例如，多层式路面结构的层的杨氏模量，比如包括PCC或AC的道路或机场的路面。传统上，在FWD中，重锤是沿着竖直导杆或柱以液压方式抬升、并且通过止挡机构保持在预定高度，直到执行测量并且由FWD操作者发出下落命令。然后释放止挡机构，并且重锤下落到传力装置上，传力装置包括已知直径的圆形承载板，承载板在重锤下落之前降低以在期望的测量位置与路面接触。在传力装置与重锤之间提供弹性装置(例如呈橡胶块形式的缓冲器)，以便对路面产生理想的半正弦冲击力。传力装置一般包括力感测装置，以测量实际冲击力。由于落锤质量很大，典型地在50kg至750kg之间，所以通常通过液压提升机构等等将落锤拾起并提升回到锁定位置。例如在JP-A-2007-205955和DE-U-9305327中找到了上述FWD的实例。这种FWD的实例也在文章“Faldloddetshistorie”中，Bohn，AxelO.，Asfalt期刊，第4-11页，1989年9月，ISSN0004-4318加以描述，描述了从1964年到1989年落锤式弯沉仪的发展。这种液压操作的FWD的一个主要缺点是测量循环需要相对较长的时间，特别是如果在相同位置进行连续测量。这种情况的主要原因是液压提升装置降低以提起重锤、将重锤抬升到锁闩、并且使重锤从液压提升装置脱离的过程相对较慢。而且，在一个位置重复下落几次之后，必须将承载板抬升到运输位置并紧固，并且在下一个测量位置再次下降。在现有技术中，后一原因是长测试循环的主要因素。当要沿着待勘测道路进行数千次连贯测量时，过程的累计持续时间会降低整个勘测的效率。在通过援引并入本文的WO2015/051798中，已经提出了使用电动提升机构。电动提升机构包括直接与螺纹主轴联接的大转矩电动马达。要提升和下落的重锤与游动螺母布置中的主轴永久接合，从而允许重锤通过对电动马达进行通电或断电而相应地提升或下落。尽管这种电动升降机构在缩短提升循环和下落循环的循环时间方面已经证明非常成功，但它仍然有一些缺点。显然，重锤和螺纹主轴与电动马达之间的永久接合与落锤的自由落体的意图相矛盾，因为在重锤下落过程中会将使主轴和马达旋转。因此，一些势能用于加速主轴和马达的旋转。此外，即使在开路端子的情况下，电动马达仍可能产生制动效果，在下落过程中充当发电机。如WO2015/051798中所说明的那样，这种制动效果不得不被忽略或者被补偿，后者进一步使控制机构复杂化。基于此现有技术，本专利技术的目的是提供一种FWD，其克服了上述缺点同时仍提供至少在循环速度方面与现有技术的FWD相同的优点。根据本专利技术，此目的是通过一种落锤式弯沉仪实现的，该落锤式弯沉仪包括：承载板，该承载板适于接合测试表面；传力装置，该传力装置适于将力传到该承载板；缓冲装置；落锤，该落锤适于经由所述缓冲装置来冲击所述传力装置从而经由所述传力装置来提供要传到所述承载板的力；引导装置，该引导装置用于引导所述落锤朝向所述传力装置；以及提升装置，该提升装置包括用于将所述落锤提升到所述传力装置上方的预定高度的至少一个电动马达，其中所述至少一个电动马达是线性马达。与使用驱动主轴来提升落锤的电动马达或比如液压马达等传统马达的现有技术相比，使用线性电动马达作为提升装置的落锤式弯沉仪将会包括很少的可移动部分，并且因此消除了马达内的大部分内部摩擦源。此外，即使与其他电动马达相比线性电动马达也可以提供非常快的加速度和提升。这进而意味着可以快速执行完整的测试循环，即落锤的提升和下落，使得FWD在每个测试地点花费更少的时间。根据本专利技术的实施例，所述至少一个电动马达包括永磁体。通过使用永磁体来形成线性电动马达的电枢，与电磁体不同，因为不需要布线，该设备变得更容易维护。此外，典型地，永磁体是预先成排制造的，这使得FWD的初始组装快速并且成本效益高。在优选实施例中，永磁体形成所述落锤的一部分。通过将落锤直接联接到马达的移动部分上，即永磁体上，就不需要比如丝杠、正时皮带、齿条和小齿轮以及蜗轮传动装置等机械传动元件。因此，没有机械磨损，从而产生出色的可靠性和更长的使用寿命，并且更少的机械部件将维护降至最低并且降低系统成本。根据本专利技术的实施例，该提升装置包括四个线性电动马达。通过提供额外的和/或更多的强力马达，FWD将能够提升较重的落锤，由此增加FWD可操作的冲击力范围，从而使其更加通用。当使用具有两个正交对称轴线的落锤时，通过使用四个线性电动马达，可以提供对称提升，例如，在每个角落都有一个线性电动马达进行提升，这样在提升落锤时不会产生转矩。根据本专利技术的实施例，落锤包括至少一个线性编码器。通过使用线性编码器，在下落循环期间将始终知道落锤的位置。与由线性电动马达提供的高精确度和控制度相结合，这意味着马达可以在落锤冲击弹性缓冲器并弹开之后立即重新接合，以便能够更快返回到提升操作并开始下一个下落循环。除了允许更短的下落循环之外，这可能在不需要弹跳落锤的后续冲击的测试过程中特别有用，因为线性电动马达可以在第一次冲击之后抓住落锤。现在将参考附图基于优选实施例更详细地描述本专利技术，在附图中：图1示出了根据实施例的落锤式弯沉仪的第一示意性透视图，图2示出了图1的落锤式弯沉仪的第二示意性透视图，图3示出了图1的落锤式弯沉仪安装在支撑框架中的进一步示意性透视图，图4示出了图1的落锤式弯沉仪的示意性侧视图，图5示出了图3的落锤式弯沉仪安装在支撑框架中的示意性俯视图，图6a-e示意性地示出了FWD承载板下降到表面上以及随后的落锤提升和下落，图7示出了根据本专利技术的另一实施例的落锤式弯沉仪的第一示意性透视图，图8示出了图7的落锤式弯沉仪的第二示意性透视图，并且图9示出了图7的落锤式弯沉仪的示意性俯视图。首先转到图1和图2的透视图，示出了根据本专利技术的具有线性电动马达15的落锤式弯沉仪1的可移动部分的第一实施例。在整个说明书中，当涉及方向时，落锤式弯沉仪1将被描述为具有包括两端的纵向方向L和包括两侧的横向方向W，如图5和图9所示。此外，方向向上和向下将是指落锤式弯沉仪1在使用过程中的取向。至于线性电动马达15，其包括一般静止的定子以及一般可移动的电枢。在下面的描述中遵循这个惯例。而且，如将会清楚的，定子一般被理解为产生受控磁场的部件，该受控磁场进而引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种落锤式弯沉仪，包括承载板，该承载板适于接合测试表面，传力装置，该传力装置适于将力传至该承载板，缓冲装置，落锤，该落锤适于经由所述缓冲装置来冲击所述传力装置从而经由所述传力装置来提供要传到所述承载板的力，引导装置，该引导装置用于朝向所述传力装置引导所述落锤，以及提升装置，该提升装置包括用于将所述落锤提升到所述传力装置上方的预定高度的至少一个电动马达，其特征在于，所述至少一个电动马达是线性马达。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种落锤式弯沉仪，包括承载板，该承载板适于接合测试表面，传力装置，该传力装置适于将力传至该承载板，缓冲装置，落锤，该落锤适于经由所述缓冲装置来冲击所述传力装置从而经由所述传力装置来提供要传到所述承载板的力，引导装置，该引导装置用于朝向所述传力装置引导所述落锤，以及提升装置，该提升装置包括用于将所述落锤提升到所述传力装置上方的预定高度的至少一个电动马达，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉姆·拉森·麦克莱恩，本·卡明，杰克·拉森，艾伯特·纳瓦罗·康姆斯，
申请(专利权)人：迪纳泰斯特国际有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK