一种测量土壤硬度的穿透计制造技术

本实用新型专利技术公开了一种测量土壤硬度的穿透计，包括升降部分、穿透计外围的挡风部分以及控制部分，升降部分用于调节锥体的高度，穿透计外围的挡风部分用于防止风影响锥体做自由落体运动导致的实验误差，控制部分用于控制锥体做自由落体运动；升降部分，包括齿轮箱(1)、蜗轮(5)、蜗杆(8)、齿轮箱(1)、丝杠(12)、底座(17)、手柄(13)、左长尺(15)和右长尺(16)、指针(9)以及防尘盖(2)。本实用新型专利技术可以随意调节所需高度，灵活性强，在调节高度上精确度高，结构非常稳定，非常方便，做实验过程中只需要一个人就能完成实验，实验得出的数据更具备可靠性。

A penetrometer for measuring soil hardness

【技术实现步骤摘要】
一种测量土壤硬度的穿透计
本技术涉及一种测量土壤物理参数方面的仪器，具体的来说是一种测量土壤硬度的穿透计。
技术介绍
本技术一种测量土壤硬度的穿透计用于测量土壤硬度。这种穿透计主要针对测量野外土壤硬度，这个数据测量具体操作需要用一个重为265g的锥子从一定高度自由落体插入土中，然后测量插入的深度。现阶段并没有针对这个数据测量的器材设计，所以这方面的实验都是用比较粗糙的方法来使265g的锥子完成一定高度的自由落体插入土中，比如：用绳子拴住锥子上端，一人提锥子，一人用长尺固定锥子的高度，然后提锥子的人释放，完成实验操作。这种方式极不方便，准确度也很低。所以本技术是针对这类实验而设计的实验仪器。这种穿透计的组成为：尺片(两片)、齿轮箱(上、下)、挡风罩、挡风罩门、底座、锥体、丝杠、手柄、蜗轮、蜗杆、指针、轴承、轴套以及各类螺钉和螺栓等。这些组成部分的每一个的结构设计、材料选择都是按实验以及穿透计需要而设计的。现阶段，本技术所针对的实验方面，因没有一个设备辅助穿透计测量土壤的硬度，故存在很多问题，大概如以下几点：1、实验进行进度慢。由于没有一个辅助设备来帮助实验完成，实验器材上的不足导致实验过程中不必要的操作过多，浪费时间，进而导致整个实验过程进展慢。2、实验过程操作麻烦。现阶段，这类实验的操作方式很原始、粗糙，操作过程很繁琐。3、准确度很低。原始的实验方法过于粗糙，测量过程中大部分为人为估计，比如高度，位置等。而且在实验过程中，锥体在下落的时候容易受风的影响以及人为释放锥体完成自由落体对实验的准确度影响都很大，使得实验数据准确度低。4、需要多人同时参与。现阶段这类实验都是由多人操作不同的分散器材(如：锥子、尺子、固定高度的挡板等等)。整个过程所耗人力过多。5、实验数据不稳定，人为操作锥子很难保证实验数据的稳定性，从而影响实验分析。首先，由于本技术所针对的是在野外做土壤硬度穿透深度的测量，所以仪器在结构上应该简洁，便携。如果实验器材结构过于复杂、笨重，将不利于野外工作，因为野外实验的周期与工作时间长，所以在这类实验的仪器设计上应考虑不让其结构上的不足而影响实验进程。其次是实验器材应该满足实验过程的大部分需要，尽量减少操作人数，比如实验所需要的高度调节、位置调节以及控制等等，操作人数越少，对实验数据的影响因素越少，从而提高实验数据的精确度，减少误差。最后是材料上，在满足实验器材本身需要的同时还需要考虑携带、操作以及价格方面。所以尽量选择质量较轻及价格合理的材质，本技术将综合考虑以上内容并尽可能满足，开发出一台满足这类野外土壤穿透度测量的穿透计。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种具有针对性的测量土壤硬度的穿透计，该穿透计将综合考虑本技术所针对的实验现阶段的需要，做出一套适用于野外并合符实验需要的实验穿透计。本技术的主要设计思路：一、满足穿透计能够任意控制锥体的高度；二、让锥体能够不受干扰地完成一定高度的自由落体运动，三、结构简单，方便野外工作。为达到上述要求与目的，本技术采取以下技术方案：一种测量土壤硬度的穿透计，包括升降部分、穿透计外围的挡风部分以及控制部分，升降部分用于调节锥体的高度，穿透计外围的挡风部分用于防止风影响锥体做自由落体运动导致的实验误差，控制部分用于控制锥体做自由落体运动；升降部分，包括齿轮箱、蜗轮、蜗杆、齿轮箱、丝杠、底座、手柄、左长尺和右长尺、指针以及防尘盖，丝杠与底座连接，蜗轮在其中心位置加工出跟丝杠相匹配的螺纹并与丝杠连接配合，即舍弃丝杠的匹配螺套，将其螺套的螺纹加工在蜗轮中心，将蜗轮视为螺套与丝杠配合，蜗杆与蜗轮连接配合，手柄与蜗杆一端连接；在蜗轮的上下各固定一个轴承套，轴承套与蜗轮用螺栓锁住，使轴承套跟着蜗轮旋转，在上、下轴承套上分别套上圆柱滚子轴承和下圆柱滚子轴承，上圆柱滚子轴承和下圆柱滚子轴承内圈与轴承套固定，齿轮箱的上、下面加工一个跟上圆柱滚子轴承和下圆柱滚子轴承外圈同大的孔并与其连接配合，并在齿轮箱左右两边加工出两个孔与蜗杆两端连接配合，在齿轮箱与蜗杆连接的两个孔处安装后深沟球轴承和前深沟球轴承，让后深沟球轴承和前深沟球轴承外圈与齿轮箱固定，内圈与蜗杆两端固定；在丝杠的上端加工一块板并有一端折弯，折弯部分用于左长尺和右长尺上端固定，在底座加工两个与左长尺和右长尺宽度和厚度一样的孔，用于左长尺和右长尺下端固定；指针安装在齿轮箱左下端突起处，指针的高度与锥体下端的高度是平齐的；在防尘盖里安装控制部分的电磁铁铁芯；穿透计外围的挡风部分，包括挡风罩、挡风罩门，挡风罩下端与底座用螺钉连接，挡风罩上端与丝杠上端的横板用螺钉连接，将挡风罩门与挡风罩连接；控制部分，具体是将电磁铁铁芯与铁芯的线圈放在防尘盖里，利用磁力吸住下方的锥体，在防尘盖里设计有线控，让线圈拉出来连接电源，有外边的电路开关控制电源的断开与连接。所述蜗轮、蜗杆、丝杠材料选择铸造合金钢。所述丝杠顶部加工一块一方折弯的长方形板，用来固定左长尺和右长尺以及挡风罩的顶部。所述挡风罩其左右两侧切出两个长方形孔来与蜗杆两端配合，挡风罩门与挡风罩采用的是推拉式配合，挡风罩门上配有手柄，挡风罩与挡风罩门材料选择一种有机玻璃，简称PMMA。所述深沟球轴承和前深沟球轴承是内径为10mm，外径为19mm的深沟球轴承(代号为：GB/T276-94深沟球轴承61800-ZN)；上圆柱滚子轴承和下圆柱滚子轴承是内径为50mm，外径为90mm的圆柱滚子轴承(代号为：GB/T283-94圆柱滚子轴承NH210E)；材料使用JIS钢种的SUJ2。所述齿轮箱、防尘盖、手柄、脚垫的材料选择polymsj的EH系列尼龙材料。所述锥体、底座采用一般密度为7.874g/cm2的铁作为材料。所述指针采用三角形设计，材料上选择透明塑料，颜色为红色，材料选择与挡风罩一样，都选择一种有机玻璃，简称PMMA。所述左长尺和右长尺选择不锈钢作为材料。本技术有以下优点：1、此穿透计可以随意调节所需高度，灵活性强，让实验能够有更多的选择性。2、此穿透计在调节高度上精确度高。长尺的刻度指针高度以及锥体下端的高度都非常准确，这让实验的误差降低很多，相比于之前没有这台穿透计的时候，误差会低很多。3、结构非常稳定，在做实验过程中不会因为穿透计的不稳定而导致实验误差大。4、非常方便，做实验过程中只需要一个人就能完成实验，在此之前，这类实验需要两到三个人才能完成，人数太多，既会增高实验误差，又耗费人力。5、实验得出的数据更具备可靠性，相比于之前没有这个穿透计的时候，实验数据可靠性更高。附图说明图1是本技术的外观图；图2是图1的A-A剖视图；图3是本技术的零件爆炸图；图4是本技术蜗轮示意图；图5是本技术蜗杆示意图；图6是本技术丝杠示意图；图7是本技术挡风罩、挡风罩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量土壤硬度的穿透计，其特征在于：包括升降部分、穿透计外围的挡风部分以及控制部分，升降部分用于调节锥体的高度，穿透计外围的挡风部分用于防止风影响锥体做自由落体运动导致的实验误差，控制部分用于控制锥体做自由落体运动；/n升降部分，包括齿轮箱(1)、蜗轮(5)、蜗杆(8)、齿轮箱(1)、丝杠(12)、底座(17)、手柄(13)、左长尺(15)和右长尺(16)、指针(9)以及防尘盖(2)，丝杠(12)与底座(17)连接，蜗轮(5)在其中心位置加工出跟丝杠(12)相匹配的螺纹并与丝杠(12)连接配合，即舍弃丝杠(12)的匹配螺套，将其螺套的螺纹加工在蜗轮中心，将蜗轮视为螺套与丝杠配合，蜗杆(8)与蜗轮(5)连接配合，手柄(13)与蜗杆一端连接；在蜗轮(5)的上下各固定一个轴承套，轴承套与蜗轮(5)用螺栓锁住，使轴承套跟着蜗轮(5)旋转，在上、下轴承套上分别套上圆柱滚子轴承(4)和下圆柱滚子轴承(6)，上圆柱滚子轴承(4)和下圆柱滚子轴承(6)内圈与轴承套固定，齿轮箱(1)的上、下面加工一个跟上圆柱滚子轴承(4)和下圆柱滚子轴承(6)外圈同大的孔并与其连接配合，在齿轮箱(1)左右两边加工出两个孔与蜗杆(8)两端连接配合，在齿轮箱(1)与蜗杆(8)连接的两个孔处安装后深沟球轴承(10)和前深沟球轴承(11)，让后深沟球轴承(10)和前深沟球轴承(11)外圈与齿轮箱(1)固定，内圈与蜗杆两端固定；在丝杠的上端加工一块板并有一端折弯，折弯部分用于左长尺(15)和右长尺(16)上端固定，在底座加工两个与左长尺(15)和右长尺(16)宽度和厚度一样的孔，用于左长尺(15)和右长尺(16)下端固定；指针(9)安装在齿轮箱左下端突起处，指针(9)的高度与锥体(3)下端的高度是平齐的；在防尘盖(2)里安装控制部分的电磁铁铁芯；/n穿透计外围的挡风部分，包括挡风罩(14)、挡风罩门(7)，挡风罩(14)下端与底座(17)用螺钉连接，挡风罩(14)上端与丝杠(12)上端的横板用螺钉连接，将挡风罩门(7)与挡风罩(14)连接；/n控制部分，具体是将电磁铁铁芯与铁芯的线圈放在防尘盖(2)里，利用磁力吸住下方的锥体(3)，在防尘盖(2)里设计有线控，让线圈拉出来连接电源，有外边的电路开关控制电源的断开与连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种测量土壤硬度的穿透计，其特征在于：包括升降部分、穿透计外围的挡风部分以及控制部分，升降部分用于调节锥体的高度，穿透计外围的挡风部分用于防止风影响锥体做自由落体运动导致的实验误差，控制部分用于控制锥体做自由落体运动；
升降部分，包括齿轮箱(1)、蜗轮(5)、蜗杆(8)、齿轮箱(1)、丝杠(12)、底座(17)、手柄(13)、左长尺(15)和右长尺(16)、指针(9)以及防尘盖(2)，丝杠(12)与底座(17)连接，蜗轮(5)在其中心位置加工出跟丝杠(12)相匹配的螺纹并与丝杠(12)连接配合，即舍弃丝杠(12)的匹配螺套，将其螺套的螺纹加工在蜗轮中心，将蜗轮视为螺套与丝杠配合，蜗杆(8)与蜗轮(5)连接配合，手柄(13)与蜗杆一端连接；在蜗轮(5)的上下各固定一个轴承套，轴承套与蜗轮(5)用螺栓锁住，使轴承套跟着蜗轮(5)旋转，在上、下轴承套上分别套上圆柱滚子轴承(4)和下圆柱滚子轴承(6)，上圆柱滚子轴承(4)和下圆柱滚子轴承(6)内圈与轴承套固定，齿轮箱(1)的上、下面加工一个跟上圆柱滚子轴承(4)和下圆柱滚子轴承(6)外圈同大的孔并与其连接配合，在齿轮箱(1)左右两边加工出两个孔与蜗杆(8)两端连接配合，在齿轮箱(1)与蜗杆(8)连接的两个孔处安装后深沟球轴承(10)和前深沟球轴承(11)，让后深沟球轴承(10)和前深沟球轴承(11)外圈与齿轮箱(1)固定，内圈与蜗杆两端固定；在丝杠的上端加工一块板并有一端折弯，折弯部分用于左长尺(15)和右长尺(16)上端固定，在底座加工两个与左长尺(15)和右长尺(16)宽度和厚度一样的孔，用于左长尺(15)和右长尺(16)下端固定；指针(9)安装在齿轮箱左下端突起处，指针(9)的高度与锥体(3)下端的高度是平齐的；在防尘盖(2)里安装控制部分的电磁铁铁芯；
穿透计外围的挡风部分，包括挡风罩(14)、挡风罩门(7)，挡风罩(14)下端与底座(17)用螺钉连接，挡风罩(14)上端与丝杠(12)上端的横板用螺钉连接，将挡风罩门(7)与挡风罩(14)连接；
控制部分，具体是将电磁铁铁芯与铁芯的线圈放在防尘盖(2)里，利用磁力吸住下方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春梅，
申请(专利权)人：贵州师范大学，
类型：新型
国别省市：贵州;52