全海深十字板剪切仪制造技术

本发明专利技术公开了全海深十字板剪切仪，包括电气件仓、中空管状的贯入排泥杆、旋转杆、十字板和压力补偿器，所述压力补偿器与所述电气件仓连接，所述电气件仓与所述贯入排泥杆连通形成第一空腔，所述旋转杆穿过所述贯入排泥杆并延伸至所述电气件仓内，所述旋转杆与所述电气件仓通过第一滚动轴承连接，所述旋转杆与所述贯入排泥杆通过第二滚动轴承连接，所述旋转杆远离所述电气件仓的一端连接所述十字板，所述贯入排泥杆远离所述电气件仓的一端与所述旋转杆的杆身密封连接，所述电气件仓内设置有电机和扭矩传感器，所述电机通过齿轮组与所述旋转杆连接，所述扭矩传感器与所述旋转杆连接，所述第一空腔内的间隙空间充满变压器油。

【技术实现步骤摘要】
全海深十字板剪切仪
本专利技术涉及强度测试领域，尤其涉及全海深十字板剪切仪。
技术介绍
十字板剪切仪是一种用十字板测定软粘性土抗剪强度的原位试验。将十字板贯入软泥土中，以均匀的速度转动，通过一定的测量系统，测得其转动时所需之力矩和旋转角度，直至泥土破坏，从而计算出泥土的抗剪强度。在深海大型作业装备深海矿产资源采矿车、海底挖沟机、深海采矿车、深海载人潜器等开发中需要海底表层海泥的剪切强度作为设计基础；在深海地质科学研究中需要海泥的剪切强度作为原始研究参数。这些海泥的剪切强度均需要采用十字剪切仪来测量获得。十字板剪切仪在深海作业测量时，由于深海的压力较大，则所以要求十字板剪切仪具有足够的耐压能力要足够好，采用增加十字板剪切仪的外壁厚度能使十字板剪切仪更耐压，但是由于携带十字板剪切仪下潜作业的海底遥控机器人ROV、深海载人潜器等载体对搭乘载的部件重量有严格的限制，所以不能通过增加十字板剪切仪的外壁厚度来使十字板剪切仪更耐压，而但现有的十字板剪切仪没法同时满足耐压且重量轻的要求，无法对深海的海泥的剪切强度进行测量。此外，由于深海海底表层的海泥较为稀软，其剪切强度极较低，十字板剪切仪一般是由旋转杆带动十字板对海泥进行检测，但由于海泥会堆集在旋转杆上，使得而海泥的对旋转杆的剪切转矩有很大的影响，从而降低了旋转杆的测量精度。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供全海深十字板剪切仪，其耐压性能好、重量轻和体积小，旋转杆与贯入排泥杆采用复合结构，从而使得海泥堆集于贯入排泥杆外部而不至于堆集在旋转杆上，从而减小了海泥对剪切转矩的影响，提高了剪切旋转杆的测量精度。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：全海深十字板剪切仪，包括电气件仓、中空管状的贯入排泥杆、旋转杆、十字板和压力补偿器，所述压力补偿器与所述电气件仓连接，所述电气件仓与所述贯入排泥杆连通形成第一空腔，所述旋转杆穿过所述贯入排泥杆并延伸至所述电气件仓内，所述旋转杆与所述电气件仓通过第一滚动轴承连接，所述旋转杆与所述贯入排泥杆通过第二滚动轴承连接，所述旋转杆远离所述电气件仓的一端连接所述十字板，所述贯入排泥杆远离所述电气件仓的一端与所述旋转杆的杆身密封连接，所述电气件仓内设置有电机和扭矩传感器，所述电机通过齿轮组与所述旋转杆连接，所述扭矩传感器与所述旋转杆连接，所述第一空腔内的间隙空间充满变压器油。进一步地，所述电气件仓内还设置有电气件，所述电气件内设置有控制器和蓄电池，所述控制器与所述扭矩传感器连接，所述蓄电池与所述电机连接。进一步地，所述电气件仓上设置有耐高压水密接插件，所述耐高压水密接插件与所述电气件连接。进一步地，所述齿轮组包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合连接，所述主动齿轮与所述电机连接，所述从动齿轮与所述旋转杆连接。进一步地，所述电气件仓上设置有螺纹孔，所述压力补偿器与所述电气件仓螺纹连接。进一步地，所述电气件仓为钛电气件仓或不锈钢电气件仓，所述贯入排泥杆为钛贯入排泥杆或不锈钢贯入排泥杆，所述旋转杆为钛旋转杆或不锈钢旋转杆。进一步地，所述第一滚动轴承为圆锥滚子轴承，所述第二滚动轴承为圆锥滚子轴承。进一步地，所述压力补偿器为皮囊式压力补偿器。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于，所述压力补偿器与所述电气件仓连接，所述电气件仓与所述贯入排泥杆连通形成第一空腔，所述旋转杆穿过所述贯入排泥杆到达所述电气件仓内，所述贯入排泥杆远离所述电气件仓的一端与所述旋转杆的杆身密封连接，所述旋转杆远离所述电气件仓的一端连接有十字板，所述扭矩传感器与所述旋转杆连接，所述第一空腔内的间隙空间充满变压器油，通过在第一空腔内的间隙空间充满变压器油，能使本十字板剪切仪在深海环境下防止水下将设备被压坏，从而可以降低本十字板剪切仪的外壁厚度；此外，压力补偿器与所述电气件仓连接，压力补偿器将海水的外部高压通过皮囊传递至十字板剪切仪的仪器内部而使得该仪器的内外压力平衡，适用于全海深，而本仪器能自动调节内外压力，使得整个十字板剪切仪无需采用耐压结构设计和耐高压密封结构，从而使得十字板剪切仪的重量轻、体积小和可靠性高。此外，十字板剪切仪采用旋转杆与贯入排泥杆复合结构，从而使得海泥堆集于贯入排泥杆外部而不至于堆集在旋转杆上，从而减小了海泥对剪切转矩的影响，提高了旋转杆的测量精度。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：图1为本专利技术的结构示意图。图中：1-电气件仓、2-贯入排泥杆、3-旋转杆、4-十字板、5-压力补偿器、6-第一空腔、11-电机、12-扭矩传感器、13-齿轮组、14-电气件、15-耐高压水密接插件、71-第一滚动轴承、72-第二滚动轴承、131-主动齿轮、132-从动齿轮。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1所示，全海深十字板剪切仪，包括电气件仓1、中空管状的贯入排泥杆2、旋转杆3、十字板4和压力补偿器5，所述压力补偿器5与所述电气件仓1连接，压力补偿器5将海水的外部高压传递至十字板剪切仪的仪器内部而使得该仪器的内外压力平衡，适用于全海深，而本仪器能自动调节内外压力，使得整个十字板剪切仪无需采用耐压结构设计和耐高压密封结构，从而使得十字板剪切仪的重量轻、体积小和可靠性高。具体地，所述电气件仓1与所述贯入排泥杆2连通形成第一空腔6，所述旋转杆3穿过所述贯入排泥杆2并延伸至所述电气件仓1内，所述旋转杆3远离所述电气件仓1的一端连接所述十字板4，所述贯入排泥杆2远离所述电气件仓1的一端与所述旋转杆3的杆身密封连接，优选地，十字板剪切仪采用旋转杆3与贯入排泥杆2的复合结构，从而使得海泥堆集于贯入排泥杆2外部而不能堆集在旋转杆3上，从而减小了海泥对测量剪切转矩的影响，提高了旋转杆3的测量精度。具体地，旋转杆3带动十字板4旋转时，贯入排泥杆2是静止的，贯入排泥杆2将旋转杆3与外部隔离开，能够减少旋转杆3的侧壁摩擦力，从而有效地提高旋转杆3的测量精度。具体地，所述旋转杆3与所述电气件仓1通过第一滚动轴承71连接，所述旋转杆3与所述贯入排泥杆2通过第二滚动轴承72连接，设置有第一滚动轴承71和第二滚动轴承72能够有效地减少旋转杆3与贯入排泥杆2和电气件仓1之间的摩擦力，能有效地提高旋转杆3的测量精度。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.全海深十字板剪切仪，其特征在于：包括电气件仓(1)、中空管状的贯入排泥杆(2)、旋转杆(3)、十字板(4)和压力补偿器(5)，所述压力补偿器(5)与所述电气件仓(1)连接，所述电气件仓(1)与所述贯入排泥杆(2)连通形成第一空腔(6)，所述旋转杆(3)穿过所述贯入排泥杆(2)并延伸至所述电气件仓(1)内，所述旋转杆(3)与所述电气件仓(1)通过第一滚动轴承(71)连接，所述旋转杆(3)与所述贯入排泥杆(2)通过第二滚动轴承(72)连接，所述旋转杆(3)远离所述电气件仓(1)的一端连接所述十字板(4)，所述贯入排泥杆(2)远离所述电气件仓(1)的一端与所述旋转杆(3)的杆身密封连接，所述电气件仓(1)内设置有电机(11)和扭矩传感器(12)，所述电机通过齿轮组(13)与所述旋转杆(3)连接，所述扭矩传感器(12)与所述旋转杆(3)连接，所述第一空腔(6)内的间隙空间充满变压器油。

【技术特征摘要】
1.全海深十字板剪切仪，其特征在于：包括电气件仓(1)、中空管状的贯入排泥杆(2)、旋转杆(3)、十字板(4)和压力补偿器(5)，所述压力补偿器(5)与所述电气件仓(1)连接，所述电气件仓(1)与所述贯入排泥杆(2)连通形成第一空腔(6)，所述旋转杆(3)穿过所述贯入排泥杆(2)并延伸至所述电气件仓(1)内，所述旋转杆(3)与所述电气件仓(1)通过第一滚动轴承(71)连接，所述旋转杆(3)与所述贯入排泥杆(2)通过第二滚动轴承(72)连接，所述旋转杆(3)远离所述电气件仓(1)的一端连接所述十字板(4)，所述贯入排泥杆(2)远离所述电气件仓(1)的一端与所述旋转杆(3)的杆身密封连接，所述电气件仓(1)内设置有电机(11)和扭矩传感器(12)，所述电机通过齿轮组(13)与所述旋转杆(3)连接，所述扭矩传感器(12)与所述旋转杆(3)连接，所述第一空腔(6)内的间隙空间充满变压器油。2.根据权利要求1所述的全海深十字板剪切仪，其特征在于：所述电气件仓(1)内还设置有电气件(14)，所述电气件(14)内设置有控制器和蓄电池，所述控制器与所述扭矩传感器(12)连接，所述蓄电池与所述电机(11)连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李力，
申请(专利权)人：中南大学，广州中勘工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43