1.本发明属于土木工程试验设备领域，特别涉及一种惯性筛分仪及其数据自动传输与处理系统。
背景技术：2.社会经济的快速发展带动了机械设备智能化的不断进步，但同时机械设备智能化在发展过程中也存在着很多问题，尤其是关于工程集料筛分仪设备的发展。现有工程集料筛分仪大多采用震动筛分模式，震动筛分模式噪音大，筛分量小。每次的筛分过程都需要手动拆卸、称量、记录。过程繁琐，并且在长时间使用的条件下，筛斗经过磨损后，上槽与下槽口对接出现偏差，给拆卸过程又增加了一些难度。震动筛分过程，在长时间的使用下，会对零部件如固定螺丝、传动轴等产生磨损，需要经常更换零部件，维护周期短。这些问题严重制约工程集料筛分仪正常使用，对工作效率产生了负面影响。目前机械设备制造方对工程集料筛分仪的现存的问题并没有从根本上改进，从对策上讲，非常被动。
技术实现要素：3.本发明的目的是提供一种惯性筛分仪及其数据自动传输与处理系统，克服现有技术的不足，惯性筛分仪组装简单，使用方便，自动化程度高，结构工作稳定满足力学要求，可以高效率完成土木工程集料级配试验，自动绘制级配曲线。
4.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：技术方案之一：惯性筛分仪，其特征在于，包括筛分仪底座、高速电机、电动推杆、组合筛斗、横向吊杆、纵向吊杆和钢索，筛分仪底座的四角各垂直连接有一根电动推杆，两根电动推杆的顶部由一根横向吊杆相连接形成门形结构，横向吊杆上开有纵向长槽，两根纵向吊杆垂直设置于两根横向吊杆的纵向长槽中，组合筛斗由多个矩形筛斗层叠设置组成，每个矩形筛斗分别通过钢索吊挂在纵向吊杆上，当电动推杆完全伸开时，相邻两个矩形筛斗均拉开并保持间距20~60mm；所述组合筛斗底部的筛斗底座通过滚珠与筛分仪底座上的固定轨道滑动连接，筛斗底座上开有连接孔，所述连接孔通过曲柄连杆机构与高速电机的输出轴相连接；所述矩形筛斗的底部设有称重传感器，称重传感器与筛分仪底座内的称重电路相连接，称重电路通过数据线与计算机相通讯，实现级配曲线的绘制。
5.技术方案之二：惯性筛分仪的数据自动传输与处理系统，其特征在于，采用横向快速反复移动进行筛分的工作模式，筛分后各矩形筛斗在卡舌打开后彼此分离，各自完成筛余物的自动称重，计算机显示称量数据并自动绘制级配曲线，其具体步骤如下：步骤1）按级配分析所需要的筛孔尺寸组合选择矩形筛斗，组合顺序按照筛孔尺寸由小到大，自下而上排布，检查钢索是否与挂钩连接紧密；步骤2）将待分析的工程集料倒入最上层筛斗，准备开始筛分工作；步骤3）根据试验需要，选择是否设置筛分时间，设置完毕后，按下开始按钮，筛分仪开始工作，设置时间到，筛分结束；
步骤4）筛分完毕后，按下称量按钮，电动推杆自动升起，每层矩形筛斗依次拉开，每层矩形筛斗中所剩筛分集料进行自动称量，计算机显示每层筛斗所剩集料的重量值，并自动打印出级配曲线；步骤5）依次取下每层矩形筛斗，倒出筛斗中的集料，试验结束。
6.与现有技术相比，本发明的有益效果为：1）本发明是一款设计新颖、生产简单的惯性筛分仪，该设备填补了筛分仪在高度自动化方面的空白，使经济效益和社会效益充分得到保障，属于首创产品。2）该设备操作简便，使用过程简单，具有噪音小，筛分量大，误差小，自动化程度高等特点，能够大幅度提高工作效率。3）该设备在筛分集料过程中，采取横向反复移动的筛分模式，减少了工作过程中产生的噪音。4）该设备具有自动称量功能，称量精度高，减少了人工称量产生的重复误差。5）该设备具有定时功能，可以满足对筛分时间有特殊要求的试验。6）该设备具有绘制级配曲线的功能，根据每层筛斗的重量，自动绘制级配曲线，减少了人工绘图的时间，提高了工作效率和绘图精度。7）该设备具有仪器面板控制和计算机控制双系统，方便操作人员按照实际情况选择适合的控制模式，具有实际的应用和推广价值。
附图说明
7.图1是本发明惯性筛分仪实施例外部视图；图2是本发明实施例中筛分仪底座结构示意图；图3是本发明实施例中筛斗结构示意图；图4是本发明实施例中筛斗底座与筛分仪底座连接示意图；图5是本发明实施例中筛斗上称重传感器与数据传输线连接示意图；图6是本发明惯性筛分仪实施例使用状态图；图7是本发明实施例中筛盖结构示意图；图8是本发明实施例操作流程示意图。
8.图中：1-筛分仪底座、2-高转速电机、3-矩形筛斗、4-筛斗底座、5-固定轨道、6-轨道滚珠、7-挂钩，8-钢索，9-电动推杆，10-高精度应变片，11-横向吊杆，12-纵向吊杆，13-长摆杆，14-短摆杆，15-卡舌，16-数据传输线，17-电源线，18-打印机，19-筛盖，20-计算机，21-连接销，22-数据整理与显示系统，23-无线数据接收器。
具体实施方式
9.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
10.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
12.见图1－图7，是本发明惯性筛分仪实施例示意图，包括筛分仪底座1、高速电机2、电动推杆9、组合筛斗、横向吊杆11、纵向吊杆12和钢索8，筛分仪底座1的四角各垂直连接有一根电动推杆9，两根电动推杆9的顶部由一根横向吊杆11相连接形成门形结构，横向吊杆11上开有纵向长槽，两根纵向吊杆12垂直设置于两根横向吊杆11的纵向长槽中，组合筛斗由多个矩形筛斗3层叠设置组成，每个矩形筛斗3分别通过钢索8吊挂在纵向吊杆12上，当电动推杆9完全伸开时，相邻两个矩形筛斗3均拉开并保持间距20~60mm；组合筛斗底部的筛斗底座4通过滚珠6与筛分仪底座1上的固定轨道5滑动连接，筛斗底座4上开有连接孔，连接孔通过曲柄连杆机构与高速电机2的输出轴相连接；矩形筛斗3的底部设有高精度应变片10，高精度应变片10与筛分仪底座1内的称重电路相连接，称重电路通过数据线与计算机20相通讯，实现级配曲线的绘制。高精度应变片10的分辨率0.01g。
13.组合筛斗的最顶部设有筛盖19，相邻矩形筛斗3之间通过卡舌15结构密封连接。组合筛斗中的矩形筛斗3的孔径规格按0.075mm、0.15mm、0.3mm、0.6mm、1.18mm、2.36mm、4.75mm、9.5mm、13.2mm、16mm、19mm、26.5mm、31.5mm、37.5mm、53mm配套组合。
14.称重电路结构包括数据传输线：每个矩形筛斗都配备数据传输线16，传输高精度应变片10采集的变形数据，传输给数据整理与显示系统；数据整理与显示系统的内部包含数据整理系统、电子显示屏幕、无线数据传输器；每个矩形筛斗都配备数据整理与显示系统，接受数据传输线路所传输的变形数据，进行多路模数转换、信号放大、通讯、地址锁存，并将整理后的数据通过显示屏幕显示。通过无线数据传输器，发送至振筛机底座的无线数据接收器；无线数据接收器：接收无线数据传输器所传输的数据，并传输至振筛机所配备的电脑。本发明称重电路均为现有技术，其称重数据的采集、传输、整理和显示均为现有技术，不是本发明的重点。
15.曲柄连杆机构包括长摆杆13和短摆杆14，长摆杆13的一端垂直设置连接销21，另一端与短摆杆14的一端铰接，短摆杆14的另一端与高速电机2的输出轴固定连接，连接销21与筛斗底座4上开有连接孔匹配。
16.见图8，本发明采用横向快速反复移动进行筛分的工作模式，筛分后各矩形筛斗3在卡舌15打开后彼此分离，各自完成筛余物的自动称重，计算机20显示称量数据并自动绘制级配曲线，打印机18完成打印，其具体步骤如下：步骤1）按级配分析所需要的筛孔尺寸组合选择矩形筛斗3，组合顺序按照筛孔尺寸由小到大，自下而上排布，检查钢索8是否与挂钩连接紧密；步骤2）将待分析的工程集料倒入最上层筛斗，准备开始筛分工作；步骤3）根据试验需要，选择是否设置筛分时间，设置完毕后，按下开始按钮，筛分仪开始工作，设置时间到，筛分结束；如若筛分过程中需要暂停，按下暂停按钮即可。
17.步骤4）筛分完毕后，按下称量按钮，电动推杆9自动升起，每层矩形筛斗3依次拉开，每层矩形筛斗3中所剩筛分集料进行自动称量，计算机20显示每层筛斗所剩集料的重量值，并自动打印出级配曲线；步骤5）依次取下每层矩形筛斗3，倒出筛斗中的集料，试验结束。
18.计算机在试验前先对整个组合筛斗进行空筛检测，将其自重清零，其过程与试验过程相同，只是不添加工程集料。
19.实施例中，筛分仪底座1平放于地面上，正面有开始、暂停、停止、称量、定时控制按
钮，用于控制筛分仪的运行，暂停、停止与停止。定时控制按钮，用于设置筛分仪运行时间，时间设置上限为10min，下限为10s。底座内部安装高转速电机。底座上表面连接固定轨道与电动推杆。
20.高转速电机2工作原理为异步电动机，采用三相电源。电源种类为交流电动机并且电源方式为直流电。结构与工作原理为交流换向器电动机。
21.矩形筛斗3每台筛分仪配备一套矩形筛斗，每套筛斗包含筛底、0.075mm、0.15 mm、0.3 mm、0.6 mm、1.18 mm、2.36 mm、4.75 mm、9.5 mm、13.2 mm、16 mm、19 mm、26.5 mm、31.5 mm、37.5 mm、53 mm孔径各一个。每个筛斗的侧边底部外伸出卡舌，用于与其他筛斗侧边上部的卡槽连接。筛斗的两侧短边共伸出4个挂钩，用于与钢索8相连接，达到由钢索起吊筛斗的目的。
22.筛斗底座4放置于固定轨道上，底部中央与高转速电机采用两段钢条连接，连接方式为铰接。两段钢条长度不同，位于下侧的是短钢条，上侧的为长钢条。两段钢条将电机的圆周运动，转化为直线运动，带动筛斗反复横向移动。
23.固定轨道5固定于筛分仪底座上方，外观呈三角形。用于限制筛斗进行反复横向移动时出现其余方向的位移偏差。
24.轨道滚珠6放置于固定轨道和筛斗底座的卡槽内，双排放置。用于减少筛斗横向移动时的摩擦阻力，降低工作噪音。滚珠采用精刚材质制作，耐磨性高。
25.挂钩7焊接于筛斗短边两侧，每侧各两个。外型成j型，与起吊钢索相连接，达到由钢索起吊筛斗的目的。
26.钢索8用于起吊筛斗，一端与筛斗连接，另一端与纵向吊杆相连接。为达到起吊时各层筛斗自动分离，每层筛斗连接的钢索长度不同。
27.电动推杆9底端与筛斗底座相连接，端部与平行吊杆连接。用于抬升平行吊杆。
28.高精度应变片10安装于筛网底部，与筛网相接触。采集工程集料因重力作用对筛网产生的微小变形量。
29.横向吊杆11形状为长方体，端部实心，其余部位镂空。镂空处穿进纵向吊杆，端部与电动推杆连接。
30.纵向吊杆12形状为圆柱体，与其吊绳相连接。端部穿入纵向吊杆，由纵向吊杆带动上升与下降。
31.每层筛斗侧边下部都有卡舌15，用于跟其他层筛斗的卡槽连接。
32.数据传输线16用于传输，将每层筛斗的集料重量数据，传输给计算机。将计算机下达的命令，如启动，暂停，定时，停止，称量等命令，以数据传输的形式，控制筛分仪的运行。电源线17采用三相交流电的输送形式。打印机18用于打印出各层筛斗的集料重量和所筛分集料的级配曲线。
33.筛盖19用于筛分仪工作时，盖在最顶层筛斗，防止被筛分集料在惯性作用下飞出筛斗，对人员产生危险或集料的损失。 与最顶层筛斗的连接方式采用卡舌连接方式。
34.计算机20对数据传输线采集到的数据进行整合、处理。控制筛分仪进行启动，暂停，定时，停止，称量，筛斗升起等动作。
35.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或
变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
技术特征：1.惯性筛分仪，其特征在于，包括筛分仪底座、高速电机、电动推杆、组合筛斗、横向吊杆、纵向吊杆和钢索，筛分仪底座的四角各垂直连接有一根电动推杆，两根电动推杆的顶部由一根横向吊杆相连接形成门形结构，横向吊杆上开有纵向长槽，两根纵向吊杆垂直设置于两根横向吊杆的纵向长槽中，组合筛斗由多个矩形筛斗层叠设置组成，每个矩形筛斗分别通过钢索吊挂在纵向吊杆上，当电动推杆完全伸开时，相邻两个矩形筛斗均拉开并保持间距20~60mm；所述组合筛斗底部的筛斗底座通过滚珠与筛分仪底座上的固定轨道滑动连接，筛斗底座上开有连接孔，所述连接孔通过曲柄连杆机构与高速电机的输出轴相连接；所述矩形筛斗的底部设有称重传感器，称重传感器与筛分仪底座内的称重电路相连接，称重电路通过数据线与计算机相通讯，实现级配曲线的绘制。2.根据权利要求1所述的惯性筛分仪，其特征在于，所述组合筛斗的最顶部设有筛盖，相邻矩形筛斗之间通过卡舌密封连接。3.根据权利要求1所述的惯性筛分仪，其特征在于，所述组合筛斗中的矩形筛斗的孔径规格按0.075mm、0.15mm、0.3mm、0.6mm、1.18mm、2.36mm、4.75mm、9.5mm、13.2mm、16mm、19mm、26.5mm、31.5mm、37.5mm、53mm配套组合。4.根据权利要求1所述的惯性筛分仪，其特征在于，所述称重电路结构包括数据传输线：每个矩形筛斗都配备数据传输线，传输高精度应变片采集的变形数据，传输给数据整理与显示系统；数据整理与显示系统的内部包含数据整理系统、电子显示屏幕、无线数据传输器；每个矩形筛斗都配备数据整理与显示系统，接受数据传输线所传输的变形数据，进行多路模数转换、信号放大、通讯、地址锁存，并将整理后的数据通过显示屏幕显示，通过无线数据传输器，发送至振筛机底座的无线数据接收器；无线数据接收器：接收无线数据传输器所传输的数据，并传输至振筛机所配备的电脑。5.根据权利要求1所述的惯性筛分仪，其特征在于，所述称重传感器为高精度应变片，分辨率0.01g。6.根据权利要求1所述的惯性筛分仪，其特征在于，所述曲柄连杆机构包括长摆杆和短摆杆，长摆杆的一端垂直设置连接销，另一端与短摆杆的一端铰接，短摆杆的另一端与高速电机的输出轴固定连接，目前图示好象不能实现功能，存在干涉。7.权利要求1所述的惯性筛分仪的数据自动传输与处理系统，其特征在于，采用横向快速反复移动进行筛分的工作模式，筛分后各矩形筛斗在卡舌打开后彼此分离，各自完成筛余物的自动称重，计算机显示称量数据并自动绘制级配曲线，其具体步骤如下：步骤1）按级配分析所需要的筛孔尺寸组合选择矩形筛斗，组合顺序按照筛孔尺寸由小到大，自下而上排布，检查钢索是否与挂钩连接紧密；步骤2）将待分析的工程集料倒入最上层筛斗，准备开始筛分工作；步骤3）根据试验需要，选择是否设置筛分时间，设置完毕后，按下开始按钮，筛分仪开始工作，设置时间到，筛分结束；步骤4）筛分完毕后，按下称量按钮，电动推杆自动升起，每层矩形筛斗依次拉开，每层矩形筛斗中所剩筛分集料进行自动称量，计算机显示每层筛斗所剩集料的重量值，并自动打印出级配曲线；步骤5）依次取下每层矩形筛斗，倒出筛斗中的集料，试验结束。8.根据权利要求7所述的惯性筛分仪的数据自动传输与处理系统，其特征在于，所述步
骤3）中如若筛分过程中需要暂停，按下暂停按钮即可。9.根据权利要求7所述的惯性筛分仪的数据自动传输与处理系统，其特征在于，所述计算机在试验前先对整个组合筛斗进行空筛检测，将其自重清零，其过程与试验过程相同，只是不添加工程集料。
技术总结本发明属于土木工程试验设备领域，特别涉及一种惯性筛分仪及其数据自动传输与处理系统，包括筛分仪底座、电动推杆和组合筛斗，筛分仪底座的四角垂直连接有电动推杆，两根电动推杆由一根横向吊杆相连接形成门形结构，两根纵向吊杆垂直设置在横向吊杆上，组合筛斗由多个矩形筛斗层叠设置组成，每个矩形筛斗分别通过钢索吊挂在纵向吊杆上，当电动推杆完全伸开时，相邻两个矩形筛斗均拉开并保持间距；筛斗底座上开有连接孔通过曲柄连杆机构与高速电机相连接；矩形筛斗的底部设有称重传感器，称重电路通过数据线与计算机相通讯，实现级配曲线的绘制。本发明的优点为：具有自动称量功能，减少了人工称量的误差，具有推广价值。具有推广价值。具有推广价值。
技术研发人员：吴婧 张铁志 褚西顺 莫延英 李小斌 李捷 井浩
受保护的技术使用者：青海交通职业技术学院
技术研发日：2022.06.29
技术公布日：2022/11/1
