一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置

1.本发明涉及水泥碎石混合技术领域，具体为一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置。


背景技术：

2.水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实。其压实度接近于密实度，强度主要靠碎石间的嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高，并且强度随龄期而增加很快结成板体，因而具有较高的强度，抗渗度和抗冻性较好。
3.目前，在对不同尺寸的水泥碎石进行搅拌时，多为自行计算好不同尺寸水泥碎石的比例后，直接将所有的水泥碎石加入搅拌筒中进行搅拌，既会导致搅拌电机的瞬时负载过大造成搅拌电机损坏，也会导致不同水泥碎石之间的搅拌不均匀，同时在对水泥碎石进行压实时，多通过重力直接按压，这会导致水泥碎石之间的融合度不好，造成实验结果不精确。
4.为此，提出一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置，以解决上述背景技术中提出地将所有的水泥碎石加入搅拌筒中进行搅拌，导致搅拌电机的瞬时负载过大造成搅拌电机损坏和重力按压导致水泥碎石之间的融合度不好造成实验结果不精确的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置，包括装置外壳，所述装置外壳的顶部通过驱动机构传动连接有连接机构，所述连接机构包括连接筒，所述连接筒的顶部固定连接有进料筒；
7.所述连接筒的底部固定连接有用于压实水泥碎石的按压机构，所述按压机构包括固定连接在连接筒底部的连接框，所述连接框的内部滑动限位连接有限位杆，所述连接框的内部设置有凸轮；
8.所述连接筒的内部设置有用于对不同水泥碎石进行均匀搅拌以及避免进料筒堵塞的防堵塞机构，所述防堵塞机构包括转轴，所述转轴的外侧固定连接有连接杆，所述连接杆的内部开设有限位槽，所述限位槽的内部滑动连接有抖动杆；
9.所述连接筒的外侧固定连接有用于同步带动防堵塞机构和按压机构进行工作的传动机构；
10.所述进料筒的顶部固定连接有用于控制落料量的控制机构，所述控制机构包括固定连接在进料筒顶部的控制板，所述控制板的内部滑动连接有挡板，所述挡板的内部开设有用于配合进料筒使用的控制孔。
11.优选的：所述装置外壳的顶部开设有驱动槽，所述装置外壳的内部开设有插槽，所述插槽的内部插接有侧板，所述侧板的材料为亚克力板。
12.优选的：所述驱动机构包括固定连接在装置外壳外侧的第一电机，所述第一电机的输出轴传动连接有往复丝杆，所述往复丝杆的外侧通过滚珠螺母副连接有轴承座，所述轴承座的外侧固定连接有连接座，所述连接座与所述连接筒固定连接，所述往复丝杆和所述轴承座均设置在驱动槽的内部。
13.优选的：所述连接筒的底部开设有用于落料的落料槽，所述落料槽的内部固定连接有用于控制落料槽开闭的开闭门。
14.优选的：所述控制机构的顶部设置有用于放置不同水泥碎石的存料机构，所述存料机构包括对称固定连接在控制板顶部的第一放料筒和第二放料筒，所述第一放料筒和所述第二放料筒均与控制孔配合。
15.优选的：所述挡板的内侧固定连接有齿条，所述控制板的内部开设有滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有滑杆，所述滑杆的外侧固定连接有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合，所述控制板的顶部开设有移动槽，所述滑杆滑限位在移动槽的内部，所述滑杆的顶部固定连接有旋钮。
16.优选的：所述限位杆的底部固定连接有按压杆，所述限位杆与所述连接框之间固定连接有第一弹簧。
17.优选的：所述传动机构包括固定连接在连接筒外侧的第二电机，所述第二电机的输出端与所述转轴转动连接，所述第二电机输出端的外侧通过皮带副传动连接有驱动轴，所述驱动轴插接在所述凸轮的内部，且驱动轴与凸轮传动连接。
18.优选的：所述抖动杆与所述限位槽之间固定连接有第二弹簧，所述抖动杆的顶部开设有圆角，所述进料筒的底部开设有圆角。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.1、本发明中，将水泥碎石放置到第一放料筒和第二放料筒的内部后，工作人员通过拨动旋钮，使得滑杆在滑槽和移动槽的内部移动，当滑杆与移动槽的边缘接触后，此时齿轮就与对应的齿条接触并啮合，拧动旋钮，旋钮转动后通过齿条带动对应的挡板移动，挡板移动后会使得控制孔与进料筒之间的空隙变小，进而可以控制不同水泥碎石的落料比例，便于后续实验的进行；
21.2、本发明中，启动第二电机，第二电机转动后会带动转轴转动，转轴转动通过连接杆带动抖动杆进行转动，从而对不同尺寸的水泥碎石进行充分的搅拌，当抖动杆转动到与进料筒接触时，此时连接筒的内壁失去了对抖动杆的限位，则抖动杆在第二弹簧的作用下直接弹出到进料筒的内部，此时可以对进料筒的内部进行抖动疏通，可以避免进料筒发生堵塞，由于抖动杆与限位槽之间有限位，所以抖动杆延伸的长度是固定的，且抖动杆的顶部与进料筒的内部均开设有圆角，所以当抖动杆被转动至离开进料筒时，不会发生较大阻力；
22.3、本发明中，通过第一放料筒、第二放料筒和控制机构的配合使用，可以实现控制不同水泥碎石的落料比例，通过抖动杆既可以将不同尺寸的水泥碎石进行充分的搅拌，还可以通过配合第二弹簧使用来防止进料筒发生堵塞，同时可以实现边落料边搅拌，既可以使得不同水泥碎石之间搅拌得更加充分，还能避免一次性加入所有的水泥碎石，造成搅拌不充分影响实验结果的精确度和第二电机瞬时负载过大导致第二电机使用寿命降低甚至直接损坏。
23.4、本发明中，第二电机通过皮带副带动驱动轴转动，驱动轴转动后会带动凸轮进
行转动，当其凸出部与限位杆接触时可以推动限位杆下移，限位杆下移后可以通过按压杆将装置外壳内部的水泥碎石压平，当凸轮的不凸出部与限位杆接触时，在第一弹簧的作用下拉动限位杆复位，随着凸轮的持续转动，可以通过限位杆和按压杆对装置外壳内部的水泥碎石实行持续地抖动按压，加快不同水泥碎石之间的融合度，从而加快实验进度。
24.5、本发明中，通过侧板来实时观察水泥碎石内部的按压程度，也可以将侧板从插槽的内部取出，从而便于实验人员对水泥碎石的压实程度进行检测。
附图说明
25.图1为本发明的整体结构立体示意图；
26.图2为本发明的整体结构另一视角立体示意图；
27.图3为本发明的内部结构立体示意图；
28.图4为本发明的连接机构、控制机构、按压机构和传动机构的连接结构示意图；
29.图5为本发明的连接筒、防堵塞机构和按压机构的连接结构剖视示意图；
30.图6为本发明的按压机构的剖视示意图；
31.图7为本发明的控制机构的剖视图。
32.图中：
33.1、装置外壳；11、插槽；12、驱动槽；
34.2、驱动机构；21、第一电机；22、往复丝杆；23、连接座；
35.3、连接机构；31、连接筒；32、落料槽；33、开闭门；34、进料筒；
36.4、存料机构；41、第一放料筒；42、第二放料筒；
37.5、控制机构；51、控制板；52、挡板；53、控制孔；54、齿条；55、旋钮；56、齿轮；57、移动槽；
38.6、按压机构；61、连接框；62、限位杆；63、按压杆；64、凸轮；65、第一弹簧；
39.7、侧板；
40.8、传动机构；81、第二电机；82、皮带副；83、驱动轴；
41.9、防堵塞机构；91、转轴；92、连接杆；93、限位槽；94、第二弹簧；95、抖动杆。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.请参阅图1至图7，本发明提供一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置的技术方案：
44.一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置，包括装置外壳1，装置外壳1的顶部通过驱动机构2传动连接有连接机构3，连接机构3包括连接筒31，连接筒31的顶部固定连接有进料筒34；
45.连接筒31的底部固定连接有用于压实水泥碎石的按压机构6，按压机构6包括固定连接在连接筒31底部的连接框61，连接框61的内部滑动限位连接有限位杆62，连接框61的内部设置有凸轮64；
46.连接筒31的内部设置有用于对不同水泥碎石进行均匀搅拌以及避免进料筒34堵塞的防堵塞机构9，防堵塞机构9包括转轴91，转轴91的外侧固定连接有连接杆92，连接杆92的内部开设有限位槽93，限位槽93的内部滑动连接有抖动杆95；
47.连接筒31的外侧固定连接有用于同步带动防堵塞机构9和按压机构6进行工作的传动机构8；
48.进料筒34的顶部固定连接有用于控制落料量的控制机构5，控制机构5包括固定连接在进料筒34顶部的控制板51，控制板51的内部滑动连接有挡板52，挡板52的内部开设有用于配合进料筒34使用的控制孔53。
49.作为本发明的一种实施例，如图1和图2所示，装置外壳1的顶部开设有驱动槽12，装置外壳1的内部开设有插槽11，插槽11的内部插接有侧板7，侧板7的材料为亚克力板。
50.工作时，由于侧板7为亚克力板，因此可以通过侧板7来实时观察水泥碎石内部的按压程度，也可以将侧板7从插槽11的内部取出，从而便于实验人员对水泥碎石的压实程度进行检测。
51.作为本发明的一种实施例，如图2和图4所示，驱动机构2包括固定连接在装置外壳1外侧的第一电机21，第一电机21的输出轴传动连接有往复丝杆22，往复丝杆22的外侧通过滚珠螺母副连接有轴承座，轴承座的外侧固定连接有连接座23，连接座23与连接筒31固定连接，往复丝杆22和轴承座均设置在驱动槽12的内部，连接筒31的底部开设有用于落料的落料槽32，落料槽32的内部固定连接有用于控制落料槽32开闭的开闭门33，开闭门33为现有技术，可以控制落料槽32开闭，为本领域技术人员的公知常识，在此不作过多赘述。
52.工作时，加料完成后，可以通过控制机构5关闭加料口，搅拌完成后，将开闭门33打开，并启动第一电机21，第一电机21通过往复丝杆22、轴承座和连接座23带动连接筒31进行移动，可以将连接筒31内部的水泥碎石快速铺设到装置外壳1的内部。
53.作为本发明的一种实施例，如图3所示，控制机构5的顶部设置有用于放置不同水泥碎石的存料机构4，存料机构4包括对称固定连接在控制板51顶部的第一放料筒41和第二放料筒42，第一放料筒41和第二放料筒42均与控制孔53配合。
54.工作时，先将水泥碎石根据尺寸进行分类，再把分类后的水泥碎石分别放入到第一放料筒41和第二放料筒42的内部，随后根据实验要求，放入不同比例的水泥碎石进行实验，进而可以得到最优比例配比。
55.作为本发明的一种实施例，如图3和图7所示，挡板52的内侧固定连接有齿条54，控制板51的内部开设有滑槽，滑槽的内部滑动连接有滑杆，滑杆的外侧固定连接有齿轮56，齿轮56与齿条54啮合，控制板51的顶部开设有移动槽57，滑杆滑限位在移动槽57的内部，滑杆的顶部固定连接有旋钮55。
56.工作时，将水泥碎石放置到第一放料筒41和第二放料筒42的内部后，根据对应的比例来控制对应的控制孔53与进料筒34的大小，工作人员通过拨动旋钮55，使得滑杆在滑槽和移动槽57的内部移动，当滑杆与移动槽57的边缘接触后，此时齿轮56就与对应的齿条54接触并啮合，并根据需要的比例来拧动旋钮55，旋钮55转动后通过齿条54带动对应的挡板52移动，挡板52移动后会使得控制孔53与进料筒34之间的空隙变小，进而可以快速控制不同水泥碎石的落料比例，便于后续实验的进行。
57.作为本发明的一种实施例，如图5和图6所示，限位杆62的底部固定连接有按压杆
63，限位杆62与连接框61之间固定连接有第一弹簧65。
58.工作时，凸轮64转动后，当其凸出部与限位杆62接触时可以推动限位杆62下移，限位杆62下移后可以通过按压杆63将装置外壳1内部的水泥碎石压平，当凸轮64的不凸出部与限位杆62接触时，在第一弹簧65的作用下拉动限位杆62复位，随着凸轮64的持续转动，可以通过限位杆62和按压杆63对装置外壳1内部的水泥碎石实行持续地抖动按压，该种按压方式还能加快不同水泥碎石之间的融合度。
59.作为本发明的一种实施例，如图3、图4和图5所示，传动机构8包括固定连接在连接筒31外侧的第二电机81，第二电机81的输出端与转轴91转动连接，第二电机81输出端的外侧通过皮带副82传动连接有驱动轴83，驱动轴83插接在凸轮64的内部，且驱动轴83与凸轮64传动连接。
60.工作时，第二电机81在持续工作，因此第二电机81会通过皮带副82带动驱动轴83转动，驱动轴83转动后会带动凸轮64进行转动。
61.作为本发明的一种实施例，如图5所示，抖动杆95与限位槽93之间固定连接有第二弹簧94，抖动杆95的顶部开设有圆角，进料筒34的底部开设有圆角。
62.工作时，随后启动第二电机81，第二电机81转动后会带动转轴91转动，转轴91转动后可以带动连接杆92进行转动，由于限位槽93与抖动杆95之间设置有第二弹簧94，所以抖动杆95会在第二弹簧94的作用下抵紧在连接筒31的内壁上，连接杆92转动时会带动抖动杆95进行转动，从而对不同尺寸的水泥碎石进行充分的搅拌，当抖动杆95转动到与进料筒34接触时，此时连接筒31的内壁失去了对抖动杆95的限位，则抖动杆95在第二弹簧94的作用下直接弹出到进料筒34的内部，此时可以对进料筒34的内部进行抖动疏通，可以避免进料筒34发生堵塞，由于抖动杆95与限位槽93之间有限位，所以抖动杆95延伸的长度是固定的，且抖动杆95的顶部与进料筒34的内部均开设有圆角，所以当抖动杆95被转动至离开进料筒34时，不会发生较大阻力；
63.通过第一放料筒41、第二放料筒42和控制机构5的配合使用，可以实现控制不同水泥碎石的落料比例，通过抖动杆95既可以将不同尺寸的水泥碎石进行充分的搅拌，还可以通过配合第二弹簧94使用来防止进料筒34发生堵塞，同时可以实现边落料边搅拌，既可以使得不同水泥碎石之间搅拌得更加充分，还能避免一次性加入所有的水泥碎石，造成搅拌不充分影响实验结果的精确度和第二电机81瞬时负载过大导致第二电机81使用寿命降低甚至直接损坏。
64.工作原理：工作时，先将水泥碎石根据尺寸进行分类，再把分类后的水泥碎石分别放入到第一放料筒41和第二放料筒42的内部，随后根据实验要求，放入不同比例的水泥碎石进行实验，进而可以得到最优比例配比；
65.将水泥碎石放置到第一放料筒41和第二放料筒42的内部后，根据对应的比例来控制对应的控制孔53与进料筒34的大小，工作人员通过拨动旋钮55，使得滑杆在滑槽和移动槽57的内部移动，当滑杆与移动槽57的边缘接触后，此时齿轮56就与对应的齿条54接触并啮合，并根据需要的比例来拧动旋钮55，旋钮55转动后通过齿条54带动对应的挡板52移动，挡板52移动后会使得控制孔53与进料筒34之间的空隙变小，进而可以快速控制不同水泥碎石的落料比例，便于后续实验的进行；
66.随后启动第二电机81，第二电机81转动后会带动转轴91转动，转轴91转动后可以
带动连接杆92进行转动，由于限位槽93与抖动杆95之间设置有第二弹簧94，所以抖动杆95会在第二弹簧94的作用下抵紧在连接筒31的内壁上，连接杆92转动时会带动抖动杆95进行转动，从而对不同尺寸的水泥碎石进行充分的搅拌，当抖动杆95转动到与进料筒34接触时，此时连接筒31的内壁失去了对抖动杆95的限位，则抖动杆95在第二弹簧94的作用下直接弹出到进料筒34的内部，此时可以对进料筒34的内部进行抖动疏通，可以避免进料筒34发生堵塞，由于抖动杆95与限位槽93之间有限位，所以抖动杆95延伸的长度是固定的，且抖动杆95的顶部与进料筒34的内部均开设有圆角，所以当抖动杆95被转动至离开进料筒34时，不会发生较大阻力；
67.通过第一放料筒41、第二放料筒42和控制机构5的配合使用，可以实现控制不同水泥碎石的落料比例，通过抖动杆95既可以将不同尺寸的水泥碎石进行充分的搅拌，还可以通过配合第二弹簧94使用来防止进料筒34发生堵塞，同时可以实现边落料边搅拌，既可以使得不同水泥碎石之间搅拌得更加充分，还能避免一次性加入所有的水泥碎石，造成搅拌不充分影响实验结果的精确度和第二电机81瞬时负载过大导致第二电机81使用寿命降低甚至直接损坏；
68.加料完成后，可以通过控制机构5关闭加料口，搅拌完成后，将开闭门33打开，并启动第一电机21，第一电机21通过往复丝杆22、轴承座和连接座23带动连接筒31进行移动，可以将连接筒31内部的水泥碎石快速铺设到装置外壳1的内部，在此过程中，由于第二电机81在持续工作，因此第二电机81会通过皮带副82带动驱动轴83转动，驱动轴83转动后会带动凸轮64进行转动，凸轮64转动后，当其凸出部与限位杆62接触时可以推动限位杆62下移，限位杆62下移后可以通过按压杆63将装置外壳1内部的水泥碎石压平，当凸轮64的不凸出部与限位杆62接触时，在第一弹簧65的作用下拉动限位杆62复位，随着凸轮64的持续转动，可以通过限位杆62和按压杆63对装置外壳1内部的水泥碎石实行持续地抖动按压，该种按压方式还能加快不同水泥碎石之间的融合度；
69.由于侧板7为亚克力板，因此可以通过侧板7来实时观察水泥碎石内部的按压程度，也可以将侧板7从插槽11的内部取出，从而便于实验人员对水泥碎石的压实程度进行检测。
70.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置，包括装置外壳(1)，其特征在于：所述装置外壳(1)的顶部通过驱动机构(2)传动连接有连接机构(3)，所述连接机构(3)包括连接筒(31)，所述连接筒(31)的顶部固定连接有进料筒(34)；所述连接筒(31)的底部固定连接有用于压实水泥碎石的按压机构(6)，所述按压机构(6)包括固定连接在连接筒(31)底部的连接框(61)，所述连接框(61)的内部滑动限位连接有限位杆(62)，所述连接框(61)的内部设置有凸轮(64)；所述连接筒(31)的内部设置有用于对不同水泥碎石进行均匀搅拌以及避免进料筒(34)堵塞的防堵塞机构(9)，所述防堵塞机构(9)包括转轴(91)，所述转轴(91)的外侧固定连接有连接杆(92)，所述连接杆(92)的内部开设有限位槽(93)，所述限位槽(93)的内部滑动连接有抖动杆(95)；所述连接筒(31)的外侧固定连接有用于同步带动防堵塞机构(9)和按压机构(6)进行工作的传动机构(8)；所述进料筒(34)的顶部固定连接有用于控制落料量的控制机构(5)，所述控制机构(5)包括固定连接在进料筒(34)顶部的控制板(51)，所述控制板(51)的内部滑动连接有挡板(52)，所述挡板(52)的内部开设有用于配合进料筒(34)使用的控制孔(53)。2.根据权利要求1所述的一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置，其特征在于：所述装置外壳(1)的顶部开设有驱动槽(12)，所述装置外壳(1)的内部开设有插槽(11)，所述插槽(11)的内部插接有侧板(7)，所述侧板(7)的材料为亚克力板。3.根据权利要求1所述的一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置，其特征在于：所述驱动机构(2)包括固定连接在装置外壳(1)外侧的第一电机(21)，所述第一电机(21)的输出轴传动连接有往复丝杆(22)，所述往复丝杆(22)的外侧通过滚珠螺母副连接有轴承座，所述轴承座的外侧固定连接有连接座(23)，所述连接座(23)与所述连接筒(31)固定连接，所述往复丝杆(22)和所述轴承座均设置在驱动槽(12)的内部。4.根据权利要求1所述的一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置，其特征在于：所述连接筒(31)的底部开设有用于落料的落料槽(32)，所述落料槽(32)的内部固定连接有用于控制落料槽(32)开闭的开闭门(33)。5.根据权利要求1所述的一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置，其特征在于：所述控制机构(5)的顶部设置有用于放置不同水泥碎石的存料机构(4)，所述存料机构(4)包括对称固定连接在控制板(51)顶部的第一放料筒(41)和第二放料筒(42)，所述第一放料筒(41)和所述第二放料筒(42)均与控制孔(53)配合。6.根据权利要求1所述的一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置，其特征在于：所述挡板(52)的内侧固定连接有齿条(54)，所述控制板(51)的内部开设有滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有滑杆，所述滑杆的外侧固定连接有齿轮(56)，所述齿轮(56)与所述齿条(54)啮合，所述控制板(51)的顶部开设有移动槽(57)，所述滑杆滑限位在移动槽(57)的内部，所述滑杆的顶部固定连接有旋钮(55)。7.根据权利要求1所述的一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置，其特征在于：所述限位杆(62)的底部固定连接有按压杆(63)，所述限位杆(62)与所述连接框(61)之间固定连接有第一弹簧(65)。8.根据权利要求1所述的一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置，其特征在于：所述传动
机构(8)包括固定连接在连接筒(31)外侧的第二电机(81)，所述第二电机(81)的输出端与所述转轴(91)转动连接，所述第二电机(81)输出端的外侧通过皮带副(82)传动连接有驱动轴(83)，所述驱动轴(83)插接在所述凸轮(64)的内部，且驱动轴(83)与凸轮(64)传动连接。9.根据权利要求1所述的一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置，其特征在于：所述抖动杆(95)与所述限位槽(93)之间固定连接有第二弹簧(94)，所述抖动杆(95)的顶部开设有圆角，所述进料筒(34)的底部开设有圆角。

技术总结
本发明公开了一种模拟水泥稳定碎石现场压实装置，包括装置外壳，所述装置外壳的顶部通过驱动机构传动连接有连接机构，所述连接筒的底部固定连接有按压机构，所述连接筒的内部设置有防堵塞机构，所述连接筒的外侧固定连接有传动机构，所述进料筒的顶部固定连接有控制机构，通过抖动杆既可以将不同尺寸的水泥碎石进行充分的搅拌，还可以通过配合第二弹簧使用来防止进料筒发生堵塞，同时可以实现边落料边搅拌，既可以使得不同水泥碎石之间搅拌得更加充分，还能避免一次性加入所有的水泥碎石，造成搅拌不充分影响实验结果的精确度和第二电机瞬时负载过大导致第二电机使用寿命降低甚至直接损坏。至直接损坏。至直接损坏。


技术研发人员：张东 李冠南 王金龙 奚小亮 张鹏
受保护的技术使用者：南京工业大学
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/20