阅读说明：本技术 一种土工试样自动称重系统及其自动称重方法 (Automatic weighing system and automatic weighing method for geotechnical sample ) 是由 张晨 陈新军 陈则连 于 2020-04-13 设计创作，主要内容包括：一种土工试样自动称重系统,该称重系统上放置多个带有土工试样的密封样品盒,称重系统包括备样台、称重台及回收箱,其中备样台的出料端设置在承重台进料端的正上方,且称重台出料端的下方设置回收箱；称重台包括履带及光滑支撑台,其中履带的多个带板上均制有穿装并限位密封样品盒的限位通槽；光滑支撑台水平穿透并固定支撑在履带中部,该光滑支撑台的顶面滑动配合支撑密封样品盒,且光滑支撑台的顶面上固装有重力传感器及电子天平；重力传感器及电子天平的顶面与光滑支撑台的顶面高度相同。该自动称重系统及其自动称重方法,有效解决了针对岩土试样称重数量多,人工重复工作量大,出错率高等问题,实现土工试样的自动称量。(An automatic weighing system for geotechnical samples is provided with a plurality of sealed sample boxes with geotechnical samples, and comprises a sample preparation table, a weighing table and a recycling box, wherein the discharge end of the sample preparation table is arranged right above the feed end of a bearing table, and the recycling box is arranged below the discharge end of the weighing table; the weighing platform comprises a crawler belt and a smooth supporting platform, wherein a plurality of belt plates of the crawler belt are respectively provided with a limiting through groove for penetrating and limiting and sealing the sample box; the smooth supporting platform horizontally penetrates through and is fixedly supported in the middle of the crawler belt, the top surface of the smooth supporting platform is in sliding fit with the sealed sample box, and a gravity sensor and an electronic balance are fixedly arranged on the top surface of the smooth supporting platform; the top surfaces of the gravity sensor and the electronic balance are the same as the top surface of the smooth supporting platform in height. The automatic weighing system and the automatic weighing method thereof effectively solve the problems of large weighing quantity, large manual repeated workload, high error rate and the like of the rock soil samples, and realize the automatic weighing of the soil samples.)

一种土工试样自动称重系统及其自动称重方法

技术领域

本发明涉及计量检测技术领域，具体涉及一种土工试样自动称重系统及其自动称重方法。

背景技术

在工程勘察的整个流程中，土工试验是极为重要的内容，其结果的准确性和及时性对整个工程勘察的结果产生巨大影响。在实际工作中，有很多因素会导致测试结果产生误差，进而对施工安全性和稳定性产生不利的影响。

而作为一项如此重要的勘察设计环节，室内土工试验要确定的样品参数也种类多样，试验步骤繁琐。在这些繁琐的试验环节中，最常见的内容就是对试验样品的重量测试工作。由于很多物理力学参数的最终确定均需要对试样的重量进行确定，且往往在地质勘察过程中，针对一些重大工程，会有大量的试样需要进行测试，进而就造成需要被称量的岩土试样数量极为巨大。目前，试验技术人员为了完成试验项目，往往要进行大量的手工操作、数据读取、人工录入等工作，付出巨大的时间和精力。而恰恰因为有大量人工操作的干预，对土样的重量称量这一基本环节经常出现错漏等情况，直接影响到试验进展和质量。

目前市面上流行的土工试验自动化装备中，只能实现单个试样的称重信息化工作，尚不存在可以直接将大量土样批量进行自动化识别、称重、信息化的系统。这也是造成目前试验人员在称量试样时，需要付出大量重复劳动且效果较差的主要原因。

通过公开专利检索，未发现相关对比文件。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种土工试样自动称重系统及其自动称重方法，该自动称重系统及其自动称重方法，有效解决了针对岩土试样称重数量多，人工重复工作量大，出错率高等问题，实现土工试样的自动称量。

一种土工试样自动称重系统，该称重系统上放置多个带有土工试样的密封样品盒，称重系统包括备样台、称重台及回收箱，其中备样台的出料端设置在承重台进料端的正上方，且称重台出料端的下方设置回收箱；称重台包括履带及光滑支撑台，其中履带的多个带板上均制有穿装并限位密封样品盒的限位通槽；光滑支撑台水平穿透并固定支撑在履带中部，该光滑支撑台的顶面滑动配合支撑密封样品盒，且光滑支撑台的顶面上固装有重力传感器及电子天平；重力传感器及电子天平的顶面与光滑支撑台的顶面高度相同。

而且，备样台的进料端设有传送带，备样台的出料端制有出料平台；出料平台的一端与传送带切向高度配合，出料平台的顶部一体制出有导流板，出料平台的中部制有出料口，出料平台的底部滑动安装有导向管，且出料平台的出料端固装有为导向管提供平移动力的导向气缸。

而且，光滑支撑台上固装有扫码摄像头，该扫码摄像头设置在电子天平的正上方。

一种土工试样自动称重系统的自动称重方法，包括以下步骤：

S1、测试启动：按照规则将带有土工试样的密封样品盒放置在备样台上，计算机控制传动带接通电源，备样台的传送带开始滚动并推动密封样品盒至导流板围成的样品码放区域内；而后计算机控制导向气缸通气带动导向管内部与出料口连通；

S2、试样传送：密封样品盒落入到限位通槽内由履带提供平移输送力，由光滑支撑台提供滑动支撑；而后光滑支撑台上的重力传感器检测到密封样品盒落入到限位通槽内后，通过计算机控制传动带切断电源，导向气缸复位并断开出料口与导向管的联通，保证一次只有一组密封样品盒进入履带；同时计算机控制履带继续运动；

S3、编码识别：密封样品盒被运送到电子天平上之后，扫码摄像头识别密封样品盒上的标示码，此时由计算机记录该密封样品盒的标示码及该密封样品盒的重量；

S4、数据记录：计算机接收到对应的密封样品盒标示码和重量信息之后，控制履带继续运动，将样品送入回收箱。

本发明的优点和技术效果是：

本发明的一种土工试样自动称重系统，针对室内土工试验中称重土样数量大、流程繁琐的特点，采用备样台整齐码放并输送密封样品盒；采用出料平台、导向管及导向气缸确保密封样品盒的单一检测下落数量，避免误检；采用履带内的限位通槽提供密封样品盒的输送动力，并采用光滑支撑台为密封样品盒提供支撑，由光滑支撑台上的重力传感器检测样品密封盒的输送位置，并且由电子天平及扫码摄像头配合为密封样品盒打标并精确测量其重量，解决了大批量土工试样自动化称重的问题。

本发明的一种土工试样自动称重系统的自动称重方法，可有效将试样自动称重、自动识别、信息化结合在一起，真正实现了土样称重的流水线式自动作业，彻底解放了人力，且原理简单，效果良好，性能稳定，再结合成熟的二维码识别土样编号的技术，能够保证整套系统的稳健运行和数据入库的精准性。

附图说明

图1为本发明的连接示意图(局部剖视)；

图2为本发明备样台的俯视图；

图3为本发明履带带板的俯视图；

图4为本发明的电路连接示意图；

图中：1-密封样品盒；2-备样台；3-传送带；4-出料平台；5-出料口；6-导向管；7-导向气缸；8-扫码摄像头；9-回收箱；10-电子天平；11-限位通槽；12-带板；13-光滑支撑台；14-重力传感器；15-履带；16-导流板；17-计算机。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本发明的保护范围。

一种土工试样自动称重系统，该称重系统上放置多个带有土工试样的密封样品盒1，称重系统包括备样台2、称重台及回收箱9，其中备样台的出料端设置在承重台进料端的正上方，且称重台出料端的下方设置回收箱；称重台包括履带15及光滑支撑台13，其中履带的多个带板12上均制有穿装并限位密封样品盒的限位通槽11；光滑支撑台水平穿透并固定支撑在履带中部，该光滑支撑台的顶面滑动配合支撑密封样品盒，且光滑支撑台的顶面上固装有重力传感器14及电子天平10；重力传感器及电子天平的顶面与光滑支撑台的顶面高度相同。

而且，备样台的进料端设有传送带3，备样台的出料端制有出料平台4；出料平台的一端与传送带切向高度配合，出料平台的顶部一体制出有导流板16，出料平台的中部制有出料口5，出料平台的底部滑动安装有导向管6，且出料平台的出料端固装有为导向管提供平移动力的导向气缸7。

而且，光滑支撑台上固装有扫码摄像头8，该扫码摄像头设置在电子天平的正上方。

一种土工试样自动称重系统的自动称重方法，包括以下步骤：

S1、测试启动：按照规则将带有土工试样的密封样品盒放置在备样台上，计算机17控制传动带接通电源，备样台的传送带开始滚动并推动密封样品盒至导流板围成的样品码放区域内；而后计算机控制导向气缸通气带动导向管内部与出料口连通；

S2、试样传送：密封样品盒落入到限位通槽内由履带提供平移输送力，由光滑支撑台提供滑动支撑；而后光滑支撑台上的重力传感器检测到密封样品盒落入到限位通槽内后，通过计算机控制传动带切断电源，导向气缸复位并断开出料口与导向管的联通，保证一次只有一组密封样品盒进入履带；同时计算机控制履带继续运动；

S3、编码识别：密封样品盒被运送到电子天平上之后，扫码摄像头识别密封样品盒上的标示码，此时由计算机记录该密封样品盒的标示码及该密封样品盒的重量；

S4、数据记录：计算机接收到对应的密封样品盒标示码和重量信息之后，控制履带继续运动，将样品送入回收箱。

另外，本发明优选的，电子天平、扫码摄像头及重力传感器均采用现有技术中的成熟产品，其中电子天平采用DS-C型；扫码摄像头采用OY26-RF型；重力传感器采用T119(钢制力传感器)。

另外，本发明优选的，履带采用现有技术中的成熟产品，履带的带板采用柔性材质支撑，履带带动带板的传动方式采用现有技术中的成熟技术手段。

另外，本发明优选的，导向气缸沿水平方向固定在出料平台的侧壁上，该导向气缸的活塞杆滑动穿透出料平台的底部边沿，且活塞杆的末端与导向管的侧壁固定连接。

为了更清楚地说明本发明的具体实施方式，下面提供一种实施例：

图4为本发明涉及的土工试样自动称重系统的连接示意图，如图所示包括；备样台、履带、电子天平、扫码摄像头、计算机和回收箱。

备样台具有长方体不锈钢外壳，外壳正上方为传送带或者滚轴式传送装置，在传送带或者滚轴式传送装置尽头设置有出料平台。出料平台底部的导向气缸及导向管起到开关作用，控制密封样品盒从出料口下落的时间及数量，且导向气缸和传送带或者滚轴式传送装置的动力装置均与计算机通过电缆连接在一起。备样台上的土工试样应按照一定距离等间距的排列，样品的编号二维码保证朝着正上方放置。

履带的进料端设置在导向管的正下方，履带的每一个带板上均开设有限位通槽。履带的动力装置和光滑支撑台的重力传感器均与计算机通过电缆连接在一起。在静止的初始状态时，需要注意的是：履带与光滑支撑台的垂直距离为密封样品盒高度的三分之一。光滑支撑台的主体结构呈长方体，设置在履带中部。

电子天平安装在光滑支撑台的顶面凹槽内，电子天平的称量面与光滑支撑台的顶面高度一致，电子天平与计算机通过电缆连接在一起。

扫码摄像头，在电子天平和履带正上方放置，也通过电缆与计算机相连。

回收箱，在履带尽头，紧靠着履带放置，回收箱边缘比履带上沿高度低10cm。

计算机放置在上述系统的附近，通过电缆与上述系统连接。

本发明涉及的土工试样自动称重系统的自动称重方法，包括如下几个步骤：

S1、测试启动：按照规则将土工试样放置在备样台上，接通电源，备样台的传送带开始运动。

S2、试样传送：备样台将样品送入履带带板的限位通槽内，此时密封样品盒底面由光滑支撑台的顶面滑动配合支撑，由光滑支撑台上的重力传感器感应密封样品盒是否准确落入到限位通槽内，并将重力信号发送至计算机，由计算机控制备样台的传送带或输送滚轴停止运转，同时导向气缸复位(即关闭出料口)，保证一次只有一个密封样品盒进入履带。同时计算机控制履带继续运动。

S3、编码识别：当样品被运送到电子天平之后，履带停止运动，样品正上方的扫码摄像头对样品的二维码进行识别，传入计算机。

S4、试样称量：电子天平自动对土工试样进行重量称量，将重量信息传入计算机中，与对应的样品编号对应起来；数据记录：计算机接收到对应的样品编号和重量信息之后，通知履带继续运动，将样品送入回收箱。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。