回填土密度试验的自动化采集系统和方法与流程

1.本公开涉及建筑材料检测试验技术领域，尤其涉及一种回填土密度试验的自动化采集系统和方法。


背景技术：

2.针对当前建筑材料检测领域的土工试验，采用人工试验方法进行。在试验台上进行称重后，需要人工把土样容器放入烘干箱中进行烘干，人工操作效率低下。


技术实现要素：

3.为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种回填土密度试验的自动化采集系统和方法，以解决上述的问题。
4.根据本公开实施例的第一方面，提供一种回填土密度试验的自动化采集系统，包括：中央控制器，分别与所述中央控制器连接的称重试验单元、运输单元、烘干单元和显示单元；
5.所述称重试验单元，用于对土壤试件盒进行称重；
6.所述烘干单元，用于对土壤试件盒进行烘干处理；
7.所述中央控制器，用于控制所述称重试验单元对土壤试件盒进行称重；
8.控制所述运输单元将经过称重的土壤试件盒传输到所述烘干单元；
9.控制所述烘干单元对所述土壤试件盒进行烘干处理；
10.控制所述运输单元将经过烘干的土壤试件盒从所述烘干单元传输到所述称重试验单元；
11.控制所述称重试验单元对经过烘干处理的土壤试件盒再次进行称重得到称重结果；
12.根据所述称重结果确定所述土壤试件盒是否达到控制指标值的判定结果；
13.所述显示单元，用于显示所述判定结果。
14.在一种实施方式中，所述称重试验单元包括：试验操作台、
15.所述运输单元包括：机械臂，所述机械臂上具有抓手；所述抓手抓取所述土壤试件盒。
16.在一种实施方式中，所述中央控制器，还用于控制所述抓手将所述土壤试件盒放置在所述烘干箱中；
17.从零开始计时；
18.响应于计时时间达到预定的时间阈值；
19.控制所述运输装置将所述土壤试件盒从所述烘干箱体中移出，放置在所述试验操作台上。
20.在一种实施方式中，所述试验操作台上设有试件盒托盘，所述试件盒托盘中设置有多个土壤试件盒；
21.所述称重结果为所述托盘上的多个土壤试件盒的重量；
22.所述控制器还用于，对所述称重结果进行求平均值处理得到平均值；
23.根据所述平均值确定所述托盘上的多个土壤试件盒是否达标。
24.在一种实施方式中，还包括扫码设备，所述扫码设备与所述中央控制器电连接；
25.所述扫码设备，用于对土壤试件盒进行扫码，获取所述土壤试件盒的标识信息，将所述标识信息发送给所述中央控制器。
26.在一种实施方式中，所述控制器，还用于将所述称重结果与预定的标准值进行比较，响应于所述称重结果大于等于所述预定的标准值，确定所述土壤试件盒达标；
27.响应于所述称重结果小于所述预定的标准值，确定所述土壤试件盒不达标。
28.在一种实施方式中，所述中央控制器还用于，预先确定每个土壤试件盒中的土壤类型；
29.根据所述土壤类型确定所述土壤类型对应的标准值。
30.第二方面，本技术提出了一种回填土密度试验的自动化采集方法，回填土密度试验的自动化采集系统包括：中央控制器，分别与所述中央控制器连接的称重试验单元、运输单元、烘干单元和显示单元；
31.所述称重试验单元，用于对土壤试件盒进行称重；
32.所述烘干单元，用于对土壤试件盒进行烘干处理；
33.所述显示单元，用于显示判定结果；
34.所述方法包括：所述中央控制器控制所述称重试验单元对土壤试件盒进行称重；
35.控制所述烘干单元对所述土壤试件盒进行烘干处理；
36.控制所述运输单元将经过烘干的土壤试件盒从所述烘干单元传输到所述称重试验单元；
37.控制所述称重试验单元对经过烘干处理的土壤试件盒再次进行称重得到称重结果；
38.根据所述称重结果确定所述土壤试件盒是否达到控制指标值的判定结果。
39.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
40.本技术的上述的系统，通过设置中央控制器，分别与所述中央控制器连接的称重试验单元、运输单元、烘干单元和显示单元；中央控制器控制称重试验单元进行第一次称重，中央控制器控制所述运输单元将经过烘干的土壤试件盒从所述烘干单元传输到所述称重试验单元；中央控制单元再控制所述称重试验单元对经过烘干处理的土壤试件盒再次进行称重得到称重结果；显著提高了试验效率，避免了相关技术中，人工来对土壤试件盒进行搬运而导致的效率低，并且相关技术中，人工来确定试验的结果，主观因素大，或者误差比较大的缺陷。
41.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
42.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
43.图1是根据一示例性实施例示出的一种回填土密度试验的自动化采集系统的结构示意图；
44.图2是根据一示例性实施例示出的一种回填土密度试验的自动化采集方法的流程示意图。
具体实施方式
45.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
46.一种回填土密度试验的自动化采集系统，参见附图1，该系统包括：中央控制器10，分别与所述中央控制器10连接的称重试验单元11、运输单元12、烘干单元13和显示单元14；
47.所述称重试验单元11，用于对土壤试件盒进行称重；
48.所述烘干单元13，用于对土壤试件盒进行烘干处理；
49.所述中央控制器10，用于控制所述称重试验单元11对土壤试件盒进行称重；
50.控制所述烘干单元13对所述土壤试件盒进行烘干处理；
51.控制所述运输单元12将经过烘干的土壤试件盒从所述烘干单元13传输到所述称重试验单元11；
52.控制所述称重试验单元11对经过烘干处理的土壤试件盒再次进行称重得到称重结果；
53.根据所述称重结果确定所述土壤试件盒是否达到控制指标值的判定结果；
54.所述显示单元14，用于显示所述判定结果。
55.在本实施例中，显示单元14可以采用触摸屏实现，既可以显示数据，还可以输入控制命令。
56.本技术的上述的系统，通过设置中央控制器，分别与所述中央控制器连接的称重试验单元、运输单元、烘干单元和显示单元；中央控制器控制称重试验单元进行第一次称重，中央控制器控制所述运输单元将经过烘干的土壤试件盒从所述烘干单元传输到所述称重试验单元；中央控制单元再控制所述称重试验单元对经过烘干处理的土壤试件盒再次进行称重得到称重结果；显著提高了试验效率，避免了相关技术中，人工来对土壤试件盒进行搬运而导致的效率低，并且相关技术中，人工来确定试验的结果，主观因素大，或者误差比较大的缺陷。
57.在一种实施方式中，所述称重试验单元11包括：试验操作台、所述运输单元12包括：机械臂，所述机械臂上具有抓手；所述抓手抓取所述土壤试件盒。
58.在本实施例中，机械臂可以在中央控制单元的控制下进行运动，包括伸直，缩短，以转轴为中心的旋转运动，实现各种的姿态动作。
59.所述土壤试件盒为铝合金材质圆柱体器皿。抓手可以靠四根机械手指及上面的摩擦胶皮抓住土壤试件盒。
60.在一种实施方式中，所述中央控制器10，还用于控制所述抓手将所述土壤试件盒放置在所述烘干箱中；
61.从零开始计时；
62.响应于计时时间达到预定的时间阈值，控制所述运输装置将所述土壤试件盒从所述烘干箱体中移出，放置在所述试验操作台上。其中，时间阈值可以为12个小时。
63.在一种实施方式中，所述试验操作台上设有试件盒托盘，所述试件盒托盘中设置有多个土壤试件盒。
64.所述称重结果为所述托盘上的多个土壤试件盒的重量；
65.所述控制器还用于，对所述称重结果进行求平均值处理得到平均值；
66.根据所述平均值确定所述托盘上的多个土壤试件盒是否达标。
67.在本实施例中，所述试件盒托盘为铝合金材质，所述试件盒托盘的两侧均固定设有手柄。一个试件盒托盘上可以设置有56个土壤试件盒，每4个土壤试件盒为一组，机械手按固定的顺序抓取14个组，一个托盘上放满土盒，可检测14个组。
68.对于每一个组，可以确定4个土壤试件盒的平均值，将该平均值作为该组的4个土壤试件盒的重量值。
69.在一种实施方式中，还包括扫码设备，所述扫码设备与所述中央控制器10电连接。
70.所述扫码设备，用于对土壤试件盒进行扫码，获取所述土壤试件盒的标识信息，将所述标识信息发送给所述中央控制器10。
71.在一种实施方式中，所述控制器，还用于将所述称重结果与预定的标准值进行比较，响应于所述称重结果大于等于所述预定的标准值，确定所述土壤试件盒达标；
72.响应于所述称重结果小于所述预定的标准值，确定所述土壤试件盒不达标。
73.其中，预定的标准值可以采用标注规范规定进行，比如，可以按照《土工试验方法标准》中的规定。
74.在一些实施例中，上述的中央控制器10还可以预先确定每个土壤试件盒中的土壤类型，根据所述土壤类型确定所述土壤类型对应的标准值。有了上述的标准值，就可以根据标准值确定试验是否达标。
75.在一种实施方式中，还包括报警装置，所述报警装置与所述中央控制单元电连接；
76.所述报警装置用于，如果试验结束，或者发生故障，在所述中央控制单元控制下进行报警。
77.其中，报警装置可以采用蜂鸣器报警，也可以发出预设的声音，比如，试验结束，或者，发生故障。
78.第二方面，本技术提出了一种回填土密度试验的自动化采集方法，参见附图2，该方法应用于上述的回填土密度试验的自动化采集系统中的中央控制器，该系统包括：中央控制器，分别与所述中央控制器连接的称重试验单元、运输单元、烘干单元和显示单元；
79.所述称重试验单元，用于对土壤试件盒进行称重；
80.所述烘干单元，用于对土壤试件盒进行烘干处理；
81.所述显示单元，用于显示判定结果；
82.所述方法包括：
83.步骤s202中，所述中央控制器控制所述称重试验单元对土壤试件盒进行称重。
84.在本实施例中，通过对土壤试件盒称重得到含有湿土的重量值，根据重量值和预先测量的土壤试件盒的容积可以确定土壤的湿密度。可以预先测量出空盒的重量，用重量
值减去空盒的重量得到盒中湿土的重量。
85.步骤s204中，所述中央控制器控制所述烘干单元对所述土壤试件盒进行烘干处理。
86.步骤s206中，所述中央控制器控制所述运输单元将经过烘干的土壤试件盒从所述烘干单元传输到所述称重试验单元；
87.步骤s208中，所述中央控制器控制所述称重试验单元对经过烘干处理的土壤试件盒再次进行称重得到称重结果；
88.步骤s210中，所述中央控制器根据所述称重结果确定所述土壤试件盒是否达到控制指标值的判定结果。
89.在一种实施方式中，步骤s204中，所述中央控制器控制所述烘干单元对所述土壤试件盒进行烘干处理，进一步包括以下的步骤：
90.所述中央控制器控制所述烘干箱门打开，控制所述抓手将所述土壤试件盒放置在所述烘干箱中；
91.从零开始计时；
92.响应于计时时间达到预定的时间阈值，控制所述运输装置将所述土壤试件盒从所述烘干箱体中移出，放置在所述试验操作台上。
93.在一种实施方式中，还可以进一步包括以下的步骤：
94.所述控制器对所述称重结果进行求平均值处理得到平均值；
95.根据所述平均值确定所述试件盒托盘上的多个土壤试件盒是否达标。
96.在一种实施方式中，为了确定每组的试件盒托盘的测试是否有效，可以采用两组进行平行试验，方法还可以进一步包括：
97.对于每个试件盒托盘，将四个土壤试件盒划分为两组，每组中两个；
98.所述中央控制单元确定第一组土壤试件盒的第一密度平均值；
99.所述中央控制单元确定第二组土壤试件盒的第二密度平均值；
100.所述中央控制单元确定所述第一密度平均值和所述第二密度平均值的差值；
101.如果所述差值小于预定的差值阈值，则确定该试件盒托盘的试验数据全部有效。
102.其中差值阈值可以设定为0.03克每立方厘米。
103.再确定四个土壤试件盒的密度值。
104.其中，干密度计算公式为：
[0105][0106]
其中，ρ为湿密度；
[0107]
ρd为干密度。
[0108]
在一种实施方式中，步骤s202中，所述中央控制器控制所述称重试验单元对土壤试件盒进行称重之前，还可以进一步包括以下的步骤：
[0109]
中央控制器控制扫码设备对土壤试件盒进行扫码，接收所述扫码设备发送的所述土壤试件盒的标识信息。
[0110]
在本实施例中，可以对试件盒托盘进行扫码，还可以对每一个土壤试件盒进行扫码。
[0111]
在一种实施方式中，步骤s210中，所述中央控制器根据所述称重结果确定所述土壤试件盒是否达到控制指标值的判定结果，可以进一步包括以下的步骤：
[0112]
所述控制器将所述称重结果与预定的标准值进行比较，响应于所述称重结果大于等于所述预定的标准值，确定所述土壤试件盒达标；
[0113]
响应于所述称重结果小于所述预定的标准值，确定所述土壤试件盒不达标。
[0114]
在本实施例中，称重结果为干密度值。
[0115]
在一种实施方式中，步骤s202中，所述中央控制器控制所述称重试验单元对土壤试件盒进行称重之前，还可以包括以下的步骤：
[0116]
所述中央控制器预先确定每个土壤试件盒中的土壤类型；
[0117]
根据所述土壤类型确定所述土壤类型对应的标准值。
[0118]
在本实施例中，可以预先在中央控制器中设定每个土壤类型与对应的标准值的对应关系表。可以预先输入每个需要测试的土壤试件盒中的土壤类型，可以用标识来表示土壤类型。比如，土壤类型包括但不限于：素土、灰土等
[0119]
在一种实施方式中，如果试验结束，或者发生故障，方法还可以进一步包括以下的步骤：
[0120]
所述中央控制单元控制报警装置进行报警。
[0121]
其中，报警装置可以采用蜂鸣器报警，也可以发出预设的声音，比如，试验结束，或者，发生故障。
[0122]
本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
[0123]
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：
1.一种回填土密度试验的自动化采集系统，其特征在于，中央控制器，分别与所述中央控制器连接的称重试验单元、运输单元、烘干单元和显示单元；所述称重试验单元，用于对土壤试件盒进行称重；所述烘干单元，用于对土壤试件盒进行烘干处理；所述中央控制器，用于控制所述称重试验单元对土壤试件盒进行称重；控制所述运输单元将经过称重的土壤试件盒传输到所述烘干单元；控制所述烘干单元对所述土壤试件盒进行烘干处理；控制所述运输单元将经过烘干的土壤试件盒从所述烘干单元传输到所述称重试验单元；控制所述称重试验单元对经过烘干处理的土壤试件盒再次进行称重得到称重结果；根据所述称重结果确定所述土壤试件盒是否达到控制指标值的判定结果；所述显示单元，用于显示所述判定结果。2.根据权利要求1所述的回填土密度试验的自动化采集系统，其特征在于，所述称重试验单元包括：试验操作台、所述运输单元包括：机械臂，所述机械臂上具有抓手；所述抓手抓取所述土壤试件盒。3.根据权利要求2所述的回填土密度试验的自动化采集系统，其特征在于，所述中央控制器，还用于控制所述抓手将所述土壤试件盒放置在所述烘干箱中；从零开始计时；响应于计时时间达到预定的时间阈值；控制所述运输装置将所述土壤试件盒从所述烘干箱体中移出，放置在所述试验操作台上。4.根据权利要求2所述的回填土密度试验的自动化采集系统，其特征在于，所述试验操作台上设有试件盒托盘，所述试件盒托盘中设置有多个土壤试件盒；所述称重结果为所述托盘上的多个土壤试件盒的重量；所述控制器还用于，对所述称重结果进行求平均值处理得到平均值；根据所述平均值确定所述托盘上的多个土壤试件盒是否达标。5.根据权利要求1所述的回填土密度试验的自动化采集系统，其特征在于，还包括扫码设备，所述扫码设备与所述中央控制器电连接；所述扫码设备，用于对土壤试件盒进行扫码，获取所述土壤试件盒的标识信息，将所述标识信息发送给所述中央控制器。6.根据权利要求1所述的回填土密度试验的自动化采集系统，其特征在于，所述控制器，还用于将所述称重结果与预定的标准值进行比较，响应于所述称重结果大于等于所述预定的标准值，确定所述土壤试件盒达标；响应于所述称重结果小于述预定的标准值，确定所述土壤试件盒不达标。7.根据权利要求2所述的回填土密度试验的自动化采集系统，其特征在于，所述中央控制器还用于，预先确定每个土壤试件盒中的土壤类型；根据所述土壤类型确定所述土壤类型对应的标准值。8.一种回填土密度试验的自动化采集方法，其特征在于，回填土密度试验的自动化采集系统包括：中央控制器，分别与所述中央控制器连接的称重试验单元、运输单元、烘干单
元和显示单元；所述称重试验单元，用于对土壤试件盒进行称重；所述烘干单元，用于对土壤试件盒进行烘干处理；所述显示单元，用于显示判定结果；所述方法包括：所述中央控制器控制所述称重试验单元对土壤试件盒进行称重；控制所述烘干单元对所述土壤试件盒进行烘干处理；控制所述运输单元将经过烘干的土壤试件盒从所述烘干单元传输到所述称重试验单元；控制所述称重试验单元对经过烘干处理的土壤试件盒再次进行称重得到称重结果；根据所述称重结果确定所述土壤试件盒是否达到控制指标值的判定结果。

技术总结
本公开涉及一种回填土密度试验的自动化采集系统和方法，系统包括：中央控制器，分别与所述中央控制器连接的称重试验单元、运输单元、烘干单元和显示单元；所述中央控制器，用于控制所述称重试验单元对经过烘干处理的土壤试件盒再次进行称重得到称重结果；根据所述称重结果确定所述土壤试件盒是否达到控制指标值的判定结果。本申请通过设置中央控制单元对称重试验单元、运输单元、烘干单元进行自动控制，运输单元在控制下自动运输土壤试件盒，避免了人工运转，中央控制器自动确定试验结果，提高了试验结果的准确性，显著提高了试验效率。率。率。


技术研发人员：张静 付佳男 周浩 龙振业 张建 韩立壮 吕聃
受保护的技术使用者：北京六建集团有限责任公司
技术研发日：2023.05.04
技术公布日：2023/7/20