一种野外岩石测定设备及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种野外岩石测定设备及其使用方法，其测定设备包括顶板，顶板的底部四角均固定连接有立柱，顶板的底部开设有凹槽，凹槽的两侧内壁上均开设有转动孔，转动孔内转动连接有水平设置的蜗杆，凹槽内转动连接有两个对称设置的蜗轮，蜗杆的外侧设置有两个旋向相反的螺旋齿，且两组螺旋齿分别与两个蜗轮相啮合，蜗轮的前侧固定连接有齿轮，凹槽内滑动连接有竖直设置的齿杆，齿杆的两侧均设置有与齿轮相啮合的齿条，齿杆的底部开设有滑槽。本发明专利技术设计可以调整岩石支撑点的高度差，进而能够稳固支撑住非平整的岩石，通过旋转手轮即可控制上压头将载荷施加到岩石表面，能够准确测得岩石重量和载荷数据，方便计算得到岩石的载荷强度。荷强度。荷强度。

【技术实现步骤摘要】
一种野外岩石测定设备及其使用方法


[0001]本专利技术涉及岩石测试设备
，尤其涉及一种野外岩石测定设备及其使用方法。

技术介绍

[0002]点载荷试验是岩体工程中岩体分级（RMR、CSMR等）研究和强度参数的一个十分重要的指标，对各类大型岩体工程，特别是矿山和大型地下岩体工程的支护以及围岩稳定性分析具有十分重要的作用。例如，申请公布号为CN106404540A的中国专利公开了一种野外测定岩石点荷载强度和结构面摩擦角的仪器，包括下底板、上底板，下底板与上底板之间安装有支撑柱，上底板上安装有涡轮减速机，涡轮减速机分别与收纳式手轮、螺杆相连，支撑柱上安装有滑块，螺杆与连接块相连，连接块与滑块相连，连接块与下底板之间安装有岩石点荷载强度测量装置或岩石结构面摩擦角测量装置。该设计使现有岩石点荷载仪器的重量大幅减轻、使仪器测量参数直接存储传输，无需人工记录，满足野外测定岩石点荷载强度对仪器轻便化智能化的需求,同时解决现场通过目测来测量岩石结构面摩擦角的做法，增加结构面摩擦角测量功能。
[0003]由于岩石表面并不是完全平整的，而现有的岩石测定设备岩石无法稳定支撑住形状不规则的岩石，且岩石的载荷加载过程中容易出现错位导致岩石直接崩裂，影响测量准确率，因此我们提出了一种野外岩石测定设备及其使用方法用于解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术的缺点，而提出的一种野外岩石测定设备及其使用方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种野外岩石测定设备，包括顶板，所述顶板的底部四角均固定连接有立柱，所述顶板的底部开设有凹槽，所述凹槽的两侧内壁上均开设有转动孔，所述转动孔内转动连接有水平设置的蜗杆，所述凹槽内转动连接有两个对称设置的蜗轮，所述蜗杆的外侧设置有两个旋向相反的螺旋齿，且两组螺旋齿分别与两个蜗轮相啮合，所述蜗轮的前侧固定连接有齿轮，所述凹槽内滑动连接有竖直设置的齿杆，所述齿杆的两侧均设置有与齿轮相啮合的齿条，所述齿杆的底部开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑杆，且四个立柱的外侧滑动套接有基板，所述滑杆的底端与基板的顶部分别固定连接有上压头和下压头，且四个立柱的外侧底部固定连接有同一个支撑板，所述支撑板的顶部滑动连接有四个竖直设置的导向杆，且四个导向杆的顶端延伸至支撑板的上方并固定连接有同一个称重传感器，所述称重传感器的顶端与基板的底部活动抵接，所述基板的顶部开设有安装孔，所述安装孔内转动连接有第一螺杆，所述第一螺杆的外侧螺纹套接有滑板，所述滑板的外侧滑动连接于相对应的安装孔内，所述滑板的顶侧开设有开口，所述开口内固定连接有水平设置的定位轴，所述定位轴的外侧转动套接有顶杆，所述顶杆的顶部前后两侧均固定连接有橡胶柱，所述滑板的
外侧螺纹连接有第二螺杆，所述第二螺杆的一端与相对应的顶杆的外侧活动抵接，所述支撑板的顶部开设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有第三螺杆，所述第三螺杆的顶端与称重传感器的底侧活动抵接。
[0006]优选的，所述称重传感器的底部固定连接有耐磨垫，所述第三螺杆的顶端与耐磨垫的底部活动抵接。
[0007]优选的，所述立柱靠近称重传感器的一侧底部焊接有限位板，且限位板位于基板的下方。
[0008]优选的，所述基板的顶部四角均开设有通孔，且通孔内转动连接有滑轮，所述立柱的外侧与相对应的滑轮滚动连接。
[0009]优选的，所述滑槽内固定连接有压力传感器，所述滑杆的顶端与压力传感器的底端固定连接。
[0010]优选的，所述蜗杆的外侧固定套接有轴承的内圈，且轴承的外圈固定套接于转动孔的内壁上。
[0011]优选的，所述蜗杆的一端延伸至顶板的外侧并固定套接有手轮，且四个立柱的底端固定连接有同一个底座。
[0012]本专利技术还提出了一种野外岩石测定设备的使用方法，包括以下步骤：步骤S1：首先将该设备放置到一个平面上，将称重传感器调整归零，将待检测的岩石搭放在下压头和四个橡胶柱顶侧部位，若岩石底面为非平整平面，旋动第一螺杆，第一螺杆旋转时带动滑板在安装孔内升降滑动，滑板带动顶杆和四个橡胶柱升降移动，可以调整橡胶柱与下压头之间的高度差，且旋松第二螺杆，将第二螺杆与顶杆分离，然后顶杆便可绕定位轴偏转，顶杆带动橡胶柱偏转，可以调整同一顶杆上的两个橡胶柱的高度差，将四个橡胶柱和下压头均抵接在岩石下表面即可稳固支撑住岩石，然后再旋紧第二螺杆并抵接在滑板表面，此时岩石的重量施加在称重传感器上，称重传感器便可读取岩石的重量；步骤S2：岩石重量测量完毕后，旋动第三螺杆，第三螺杆旋转时自身下降，称重传感器和基板在重力作用下下降，当基板下降后便可抵接在限位板顶侧，此时旋动蜗杆，蜗杆旋转时通过两组旋向相反的螺旋齿来带动两个蜗轮和两个齿轮同时旋转，且使得位于左侧的蜗轮和齿轮顺时针旋转，使得位于右侧的蜗轮和齿轮逆时针旋转，齿轮通过齿条带动齿杆、滑杆和上压头下降，上压头下降后抵接在岩石上表面，继续旋转蜗杆，上压头继续下降并将载荷施加到岩石上，上压头与岩石之间的载荷由压力传感器实时监测，进而可以计算岩石的载荷强度。
[0013]与现有技术相比，本专利技术中提供了一种野外岩石测定设备及其使用方法，具备以下有益效果：（1）通过将称重传感器调整归零，将岩石搭放在下压头和四个橡胶柱顶侧部位，通过旋动第一螺杆带动滑板升降，滑板带动顶杆和四个橡胶柱升降移动，调整橡胶柱与下压头之间的高度差；（2）通过旋松第二螺杆，将第二螺杆与顶杆分离，顶杆便可偏转并带动橡胶柱偏转，调整同一顶杆上的两个橡胶柱的高度差，将四个橡胶柱和下压头均抵接在岩石下表面即可稳固支撑住岩石，岩石的重量施加在称重传感器上，称重传感器便可读取岩石的重量；（3）在岩石重量测量完毕后，通过旋动第三螺杆，第三螺杆旋转时自身下降，称重传感
器和基板在重力作用下下降，基板下降后抵接在限位板顶侧，通过旋动蜗杆，蜗杆旋转带动两个蜗轮和两个齿轮旋转，齿轮通过齿条带动齿杆、滑杆和上压头下降，上压头下降后抵接在岩石上表面，上压头继续下降并将载荷施加到岩石上，上压头与岩石之间的载荷由压力传感器实时监测，进而可以计算岩石的载荷强度；本专利技术设计可以调整岩石支撑点的高度差，进而能够稳固支撑住非平整的岩石，通过旋转手轮即可控制上压头将载荷施加到岩石表面，能够准确测得岩石重量和载荷数据，方便计算得到岩石的载荷强度。
附图说明
[0014]图1为本专利技术提出的一种野外岩石测定设备的结构示意图；图2为本专利技术提出的一种野外岩石测定设备的剖视图；图3为本专利技术提出的一种野外岩石测定设备的A部分的结构示意图；图4为本专利技术提出的一种野外岩石测定设备的B部分的结构示意图；图5为本专利技术提出的一种野外岩石测定设备的滑板、顶杆、橡胶柱的侧视图。
[0015]图中：1、顶板；2、立柱；3、凹槽；4、转动孔；5、蜗轮；6、齿轮；7、齿杆；8、滑槽；9、滑杆；10、基板；11、上压头；12、下压头；13、支撑板；14、导向杆；15、称重传感器；16、第三螺杆；17、耐磨垫；18、安装孔；19、第一螺杆；20、滑板；21、顶杆；2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种野外岩石测定设备，包括顶板（1），所述顶板（1）的底部四角均固定连接有立柱（2），其特征在于，所述顶板（1）的底部开设有凹槽（3），所述凹槽（3）的两侧内壁上均开设有转动孔（4），所述转动孔（4）内转动连接有水平设置的蜗杆（26），所述凹槽（3）内转动连接有两个对称设置的蜗轮（5），所述蜗杆（26）的外侧设置有两个旋向相反的螺旋齿，且两组螺旋齿分别与两个蜗轮（5）相啮合，所述蜗轮（5）的前侧固定连接有齿轮（6），所述凹槽（3）内滑动连接有竖直设置的齿杆（7），所述齿杆（7）的两侧均设置有与齿轮（6）相啮合的齿条（29），所述齿杆（7）的底部开设有滑槽（8），所述滑槽（8）内滑动连接有滑杆（9），且四个立柱（2）的外侧滑动套接有基板（10），所述滑杆（9）的底端与基板（10）的顶部分别固定连接有上压头（11）和下压头（12），且四个立柱（2）的外侧底部固定连接有同一个支撑板（13），所述支撑板（13）的顶部滑动连接有四个竖直设置的导向杆（14），且四个导向杆（14）的顶端延伸至支撑板（13）的上方并固定连接有同一个称重传感器（15），所述称重传感器（15）的顶端与基板（10）的底部活动抵接，所述基板（10）的顶部开设有安装孔（18），所述安装孔（18）内转动连接有第一螺杆（19），所述第一螺杆（19）的外侧螺纹套接有滑板（20），所述滑板（20）的外侧滑动连接于相对应的安装孔（18）内，所述滑板（20）的顶侧开设有开口，所述开口内固定连接有水平设置的定位轴（31），所述定位轴（31）的外侧转动套接有顶杆（21），所述顶杆（21）的顶部前后两侧均固定连接有橡胶柱（22），所述滑板（20）的外侧螺纹连接有第二螺杆（23），所述第二螺杆（23）的一端与相对应的顶杆（21）的外侧活动抵接，所述支撑板（13）的顶部开设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有第三螺杆（16），所述第三螺杆（16）的顶端与称重传感器（15）的底侧活动抵接。2.根据权利要求1所述的一种野外岩石测定设备，其特征在于，所述称重传感器（15）的底部固定连接有耐磨垫（17），所述第三螺杆（16）的顶端与耐磨垫（17）的底部活动抵接。3.根据权利要求1所述的一种野外岩石测定设备，其特征在于，所述立柱（2）靠近称重传感器（15）的一侧底部焊接有限位板（25），且限位板（25）位于基板（10）的下方。4.根据权利要求1所述的一种野外岩石测定设备，其特征在于，所述基板（10）的顶部四角均开设有通孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：海连富，陶瑞，母彩霞，杨保国，杨宗仁，白金鹤，宋扬，王磊，李明涛，马一平，
申请(专利权)人：宁夏回族自治区矿产地质调查院，
类型：发明
国别省市：