专利名称：一种深海稀软底质承载力原位测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种承载力原位测试仪,尤其是涉及一种用于深海稀软底质的承载力现 场测试的深海稀软底质承载力原位测试仪。
背景技术：
准确获得深海底稀软底质的力学性质参数，对于海底工程施工、海底作业车辆设计和地 质科学研究等有着极为重要的意义。承载力作为稀软底质的力学性质参数中的一个重要参数， 直接关系着海底工程的可靠施工和海底作业车辆的科学设计。因此，进行深海稀软底质的承 载力力学性质参数测量是很有必要的。
目前，深海底沉积物的力学性质参数测量方法大都是采用抓斗、箱式、多管、柱状等取 样器进行沉积物取样，保存至水面支持母船上进行试验室样品测量和分析。试验样品在被提 升至海面的过程中，上覆水与海水不断地进行交换，同时由于沉积物中水分流失和释压，以 及在提升过程中不可避免的扰动，使得在船上测得的数据往往失真，存在较大的测量误差。

实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种深海稀软底质承载力原位测试仪，以克服现有技术测量数 据失真的不足，提高深海稀软底质承载力参数的测量精度。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是其主要包括驱动装置、传动装置和测 量装置，所述驱动装置包括联轴器、保护罩、橡胶皮囊和步进电机，保护罩周向对称焊接两 块支撑板，支撑板焊接在固定板上，固定板通过螺栓连接固定在底板上；步进电机置于保护 罩内，其固定法兰与连接法兰连接，连接法兰与保护罩的法兰连接，步进电机输出轴穿过连 接法兰的中心孔与联轴器连接；保护罩顶部开一螺纹孔，橡胶皮囊的底部螺管在螺纹孔位置 与保护罩连接，呈竖直状；保护罩和橡胶皮囊注满液压绝缘油，步进电机法兰、连接法兰和 保护罩法兰间通过O型密封圈静密封，步进电机输出轴与连接法兰采用O型密封圈动密封，橡 胶皮囊与保护罩采用O型圈静密封；
所述传动装置包括有蜗杆、丝杠、集成蜗轮、圆柱形箱体、C形管；圆柱形箱体的中心和 侧面开有两通孔，中心孔呈三段阶梯状，上、下段对称，其内径大于蜗轮轴承外径，中段内 径大于蜗轮外径侧面通孔与箱体上、下面距离相等，离中心线距离大于蜗轮外半径而小于 圆柱形箱体外半径，C形管为钢管一侧面中间段按箱体通孔形状切割而成，切孔朝内与箱体正中焊接成一体；蜗杆轴嵌套在蜗杆轴承内，蜗杆法兰压紧蜗杆轴承，通过螺钉固定在C形管两 端，蜗杆输出轴与联轴器连接；集成蜗轮外部为阶梯状，上、下两段为对称的轴，中段为轮 齿，中心开螺纹通孔，两对蜗轮轴承固定在集成蜗轮上、下两段轴上，上法兰和底法兰分别 压紧上、下两对蜗轮轴承，通过螺钉固定在箱体上下两端，底法兰通过螺栓连接固定在底板 上；集成蜗轮与蜗杆呈90度外啮合，丝杠在集成蜗轮螺纹孔内；
所述测量装置包括传感器、连接杆和承载板；丝杠、传感器、连接杆和承载板采用螺纹 方式顺序连接。
本实用新型能自锁和对压陷速度和深度进行远程准确地控制和调整，推进力大，具有测 量直接、连续、快速、准确、结构紧凑、体积小、重量轻、无噪音、安装方便、使用灵活、 功能多、可靠性高、使用寿命长、运行平稳、环境适应性好等优点。


图1是本实用新型一实施例的主视图。 图2是图1所示实施例的A-A剖视图。 图3是图1所示实施例的B-B视图。
图中l.蜗杆，2.丝杠，3.集成蜗轮，4.箱体，5.C形管，6.联轴器，7.保护罩，8.橡胶 皮囊，9.步进电机，IO.底板，ll.支撑板，12.固定板，13.连接法兰，14.底法兰，15.传感 器，16.连接杆，17.承载板，18.上法兰，19.蜗轮轴承，20.蜗杆轴承，21.蜗杆法兰。
具体实施方式卜-面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 本实施例包括驱动装置、传动装置和测量装置；
参照附图，所述驱动装置包括联轴器6、保护罩7、橡胶皮囊8和步进电机9;保护罩7周向 对称焊接两块支撑板ll，支撑板11焊接在固定板12上，固定板12通过螺栓连接固定在底板10 上；步进电机9置于保护罩7内，其固定法兰与连接法兰13连接，连接法兰13与保护罩7的法兰 连接，步进电机9输出轴穿过连接法兰13的中心孔与联轴器6连接。保护罩7顶部幵一螺纹孔， 安全皮囊8的底部螺管在螺纹孔位置与保护罩7连接，呈竖直状；保护罩7和安全皮囊8注满液 压绝缘油，步进电机9法兰、连接法兰13和保护罩7法兰间通过0型密封圈静密封，步进电机9 输出轴与连接法兰13采用0型密封圈动密封，安全皮囊8与保护罩7采用0型圈静密封；
传动装置包括有蜗杆l、丝杠2、集成蜗轮3、圆柱形箱体4、 C形管5;圆柱形箱体4的中心 和侧面开有两通孔，中心孔呈三段阶梯状，上、下段对称，其内径大于蜗轮轴承19外径，中 段内径大于蜗轮3外径；侧面通孔与箱体3上、下面距离相等，离中心线距离大于蜗轮3外半径 而小于圆柱形箱体3外半径；如图3所示，C形管5为钢管一侧面中间段按箱体4通孔形状切割而成，切孔朝内与箱体4正中焊接成一体；蜗杆1轴嵌套在蜗杆轴承20内，蜗杆法兰21压紧蜗杆 轴承20,通过螺钉固定在C形管5两端，蜗杆1输出轴与联轴器6连接；集成蜗轮3外部为阶梯状， 上、下两段为对称的轴，中段为轮齿，中心开螺纹通孔，两对蜗轮轴承19固定在集成蜗轮3 上、下两段轴上，上法兰18和底法兰14分别压紧上、下两对蜗轮轴承19，通过螺钉固定在箱 体3上下两端，底法兰14通过螺栓连接固定在底板10上；集成蜗轮3与蜗杆1呈90度外啮合，丝 杠2在集成蜗轮3螺纹孔内；
所述测量装置包括传感器15、连接杆16和承载板17;丝杠2、传感器15、连接杆16和承载 板17采用螺纹方式顺序连接。
本实用新型深海稀软底质承载力原位测试仪测量原理是步进电机9通过联轴器6驱动蜗 杆l，集成蜗轮3跟随转动，带动丝杠2轴向移动，承载板17经连接杆16压陷底质，受到的阻力 经连接杆16作用于传感器i5转化为压力信号输出，从而获得深海稀软底质的承载力测量值。
本实施例具有以下优点①采用蜗杆1传动，测量过程中可以自锁；②采用步进电机9驱 动，可以对压陷速度和深度进行远程准确地控制和调整；③调速范围广压陷速度可达 45mm/min 250mm/min;④压陷深度大通过改变丝杠2的长度和有效行程来改变压陷深度， 深度可达0 2m;⑤推进力大采用步进电机9驱动、蜗杆1传动和丝杠2副结构，承载板17压 陷底质的推进力可达0—10T。
权利要求1、一种深海稀软底质承载力原位测试仪，包括驱动装置、传动装置和测量装置，其特征在于，所述驱动装置包括联轴器(6)、保护罩(7)、橡胶皮囊(8)和步进电机(9)，保护罩(7)周向对称焊接两块支撑板(11)，支撑板(11)焊接在固定板(12)上，固定板(12)通过螺栓连接固定在底板(10)上；步进电机(9)置于保护罩(7)内，其固定法兰与连接法兰(13)连接，连接法兰(13)与保护罩(7)的法兰连接，步进电机(9)输出轴穿过连接法兰(13)的中心孔与联轴器(6)连接；保护罩(7)顶部开一螺纹孔，橡胶皮囊(8)的底部螺管在螺纹孔位置与保护罩(7)连接，呈竖直状；保护罩(7)和橡胶皮囊(8)注满液压绝缘油，步进电机(9)法兰、连接法兰(13)和保护罩(7)法兰间通过O型密封圈静密封，步进电机(9)输出轴与连接法兰(13)采用O型密封圈动密封，橡胶皮囊(8)与保护罩(7)采用O型圈静密封；所述传动装置包括有蜗杆(1)、丝杠(2)、集成蜗轮(3)、圆柱形箱体(4)、C形管(5)；圆柱形箱体(4)的中心和侧面开有两通孔，中心孔呈三段阶梯状，上、下段对称，其内径大于蜗轮轴承(19)外径，中段内径大于蜗轮(3)外径；侧面通孔与箱体(3)上、下面距离相等，离中心线距离大于蜗轮(3)外半径而小于圆柱形箱体(3)外半径，C形管(5)为钢管一侧面中间段按箱体(4)通孔形状切割而成，切孔朝内与箱体(4)正中焊接成一体；蜗杆(1)轴嵌套在蜗杆轴承(20)内，蜗杆法兰(21)压紧蜗杆轴承(20)，通过螺钉固定在C形管(5)两端，蜗杆(1)输出轴与联轴器(6)连接；集成蜗轮(3)外部为阶梯状，上、下两段为对称的轴，中段为轮齿，中心开螺纹通孔，两对蜗轮轴承(19)固定在集成蜗轮(3)上、下两段轴上，上法兰(18)和底法兰(14)分别压紧上、下两对蜗轮轴承(19)，通过螺钉固定在箱体(3)上下两端，底法兰(14)通过螺栓连接固定在底板(10)上；集成蜗轮(3)与蜗杆(1)呈90度外啮合，丝杠(2)在集成蜗轮(3)螺纹孔内；所述测量装置包括传感器(15)、连接杆(16)和承载板(17)；丝杠(2)、传感器(15)、连接杆(16)和承载板(17)采用螺纹方式顺序连接。
专利摘要一种深海稀软底质承载力原位测试仪，其主要包括驱动装置、传动装置和测量装置；驱动装置通过传动装置与测量装置连接，所述驱动装置包括联轴器、保护罩、橡胶皮囊和步进电机，步进电机置于保护罩内，橡胶皮囊与保护罩连通；传动装置包括有蜗杆、丝杠、集成蜗轮、圆柱形箱体、C形管，蜗杆一端与步进电机输出轴连接，另一端与丝杠连接，丝杠与集成蜗轮连接，蜗杆、丝杠、集成蜗轮均置于圆柱形箱体内；所述测量装置包括传感器、连接杆和承载板，传动装置的丝杠与传感器、连接杆和承载板采用螺纹方式顺序连接。本实用新型能自锁和对压陷速度和深度进行远程准确控制，推进力大，具有测量准确、结构紧凑、重量轻、安装方便、可靠性高、运行平稳等优点。
文档编号G01N3/44GK201364298SQ20092006306
公开日2009年12月16日 申请日期2009年1月22日 优先权日2009年1月22日
发明者丁六怀, 吴鸿云, 孙大伟, 高宇清 申请人:长沙矿山研究院