本發(fā)明涉及土樣含水率試驗(yàn)設(shè)備，特別是涉及一種土樣含水率試驗(yàn)稱量盒自動(dòng)清洗烘干裝置，主要用于土樣含水率試驗(yàn)中的土樣稱量盒的清洗和烘干。

背景技術(shù)：

1、含水率試驗(yàn)是針對(duì)粗粒土、細(xì)粒土、有機(jī)質(zhì)土和凍土進(jìn)行含水率測(cè)定的實(shí)驗(yàn)，土樣含水率的測(cè)定是土工試驗(yàn)中的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有的土樣含水率進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，取具有代表性的試樣或用環(huán)刀中的試樣，放入稱量盒內(nèi)稱量出濕土質(zhì)量，然后再打開(kāi)盒蓋，將稱量盒置于烘箱內(nèi)，恒溫下烘至恒重后取出，放入干燥容器內(nèi)冷卻至室溫得到土樣的干重，再通過(guò)土樣濕重和干重計(jì)算出其含水率。

2、在土樣含水率測(cè)定過(guò)程中，稱量盒是必不可少的試驗(yàn)容器，而且一般在進(jìn)行含水率試驗(yàn)過(guò)程中會(huì)需要測(cè)定多組數(shù)據(jù)從而保證計(jì)算的準(zhǔn)確性，所以每次含水率試驗(yàn)會(huì)使用多個(gè)稱量盒；傳統(tǒng)方法中，土樣含水率試驗(yàn)結(jié)束后，這些試驗(yàn)用的稱量盒都是采用手動(dòng)進(jìn)行清潔，清洗完成后，再放入干燥箱中烘干后收藏，保證下次使用時(shí)其稱量盒是干凈且干燥的，不會(huì)影響試驗(yàn)的精準(zhǔn)性；有時(shí)候?yàn)榱吮ＷC試驗(yàn)的精準(zhǔn)性，在試驗(yàn)前也會(huì)對(duì)稱量盒進(jìn)行二次清洗并烘干。由于每次試驗(yàn)使用的稱量盒數(shù)量較多，且稱量盒一般是圓筒狀的，體積并不大，在進(jìn)行手動(dòng)清洗時(shí)比較麻煩，整個(gè)過(guò)程不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且還存在清潔不徹底的問(wèn)題，特別是濕土的濕度比較大，或者測(cè)量比較粘的土的時(shí)候，將稱量盒烘干后很難搽拭干凈，也會(huì)導(dǎo)致清潔不徹底，從而可能導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。此外，由于稱量盒包括盒體和盒蓋兩個(gè)部件，在進(jìn)行手動(dòng)清洗過(guò)程中，容易帶來(lái)誤差，拆卸過(guò)程中容易導(dǎo)致盒身與盒蓋匹配錯(cuò)誤的問(wèn)題，影響試驗(yàn)成果。

3、因此，開(kāi)發(fā)一種自動(dòng)化的清潔和烘干系統(tǒng)是非常必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種土樣含水率試驗(yàn)稱量盒自動(dòng)清洗烘干裝置，所述清洗烘干裝置能夠高效、自動(dòng)地完成試驗(yàn)盒的烘干和清洗，從而提高試驗(yàn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，并確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種土樣含水率試驗(yàn)稱量盒自動(dòng)清洗烘干裝置，所述清洗烘干裝置包括稱量盒固定盤(pán)和箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有廢土收集盒、輸送機(jī)構(gòu)、升降架、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、超聲波清洗槽、噴淋機(jī)構(gòu)和烘干機(jī)構(gòu)，所述輸送機(jī)構(gòu)布設(shè)在箱體的頂部，升降架通過(guò)行走機(jī)構(gòu)安裝在輸送機(jī)構(gòu)上，并沿著輸送機(jī)構(gòu)行走；所述廢土收集盒和超聲波清洗槽沿著輸送機(jī)構(gòu)的輸送方向呈直線布設(shè)在箱體的底部，且廢土收集盒位于超聲波清洗槽前側(cè)，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)位于廢土收集盒的上方，包括對(duì)稱設(shè)置在箱體內(nèi)壁的兩個(gè)翻轉(zhuǎn)架；所述噴淋機(jī)構(gòu)和烘干機(jī)構(gòu)位于超聲波清洗槽的上方，噴淋機(jī)構(gòu)包括噴淋管和多個(gè)分布在箱體側(cè)壁的噴淋頭，烘干機(jī)構(gòu)包括多個(gè)分布在箱體側(cè)壁和頂部的熱風(fēng)管及吹風(fēng)口；

3、所述稱量盒固定盤(pán)包括盒體固定盤(pán)，在盒體固定盤(pán)上設(shè)有升降架連接部、翻轉(zhuǎn)架連接部和多個(gè)與稱量盒盒體相匹配的盒體固定槽；將盒體固定盤(pán)安裝在兩個(gè)翻轉(zhuǎn)架之間，通過(guò)翻轉(zhuǎn)架翻轉(zhuǎn)將稱量盒內(nèi)的廢土倒入廢土收集盒內(nèi)，在盒體固定盤(pán)內(nèi)的廢土倒完后，保持盒體固定盤(pán)的盤(pán)口朝下與升降架連接，通過(guò)行走機(jī)構(gòu)帶動(dòng)盒體固定盤(pán)移動(dòng)至超聲波清洗槽上方，并通過(guò)升降架帶動(dòng)盒體固定盤(pán)下降至超聲波清洗槽內(nèi)清洗。

4、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述稱量盒固定盤(pán)還包括盒蓋固定盤(pán)，在盒蓋固定盤(pán)上對(duì)應(yīng)設(shè)有升降架連接卡孔和多個(gè)與稱量盒盒蓋相匹配的盒蓋固定槽，在盒蓋固定盤(pán)內(nèi)設(shè)有電磁吸盤(pán)，所述電磁吸盤(pán)位于多個(gè)盒蓋固定槽的底面；所述升降架包括至少兩根旋轉(zhuǎn)升降桿，每根旋轉(zhuǎn)升降桿的升降區(qū)域?yàn)槿问缴炜s卡管，在三段式伸縮卡管的底部設(shè)有與升降架連接部相匹配的第一連接卡塊，在三段式伸縮卡管的第二段管體底部設(shè)有與升降架連接卡孔相匹配的第二連接卡塊。

5、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述翻轉(zhuǎn)架包括第一電動(dòng)伸縮桿，其中一側(cè)的第一電動(dòng)伸縮桿的端部設(shè)有第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)，第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定安裝在箱體上，該側(cè)電動(dòng)伸縮桿安裝在第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸，另一側(cè)的第一電動(dòng)伸縮桿轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在箱體內(nèi)壁；所述翻轉(zhuǎn)架連接部包括對(duì)稱設(shè)置在盒體固定盤(pán)中部?jī)蓚?cè)的兩個(gè)與第一電動(dòng)伸縮桿相匹配的卡孔，并在兩組第一電動(dòng)伸縮桿伸開(kāi)狀態(tài)下對(duì)應(yīng)插入盒體固定盤(pán)上的兩個(gè)卡孔內(nèi)，通過(guò)第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)盒體固定盤(pán)旋轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)。

6、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述輸送機(jī)構(gòu)包括傳送電機(jī)和轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在箱體頂部的傳送螺桿，所述傳送螺桿的布設(shè)方向與廢土收集盒及超聲波清洗槽布設(shè)的直線平行，且傳送螺桿與傳送電機(jī)的輸出端連接，在箱體頂部轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有與傳送螺桿平行的導(dǎo)向桿；所述行走機(jī)構(gòu)包括安裝在升降架頂部的螺紋套和導(dǎo)向套，所述螺紋套與傳送螺桿螺紋連接，導(dǎo)向套與導(dǎo)向桿滑動(dòng)連接；并在傳送電機(jī)的作用下，帶動(dòng)升降架沿著傳送螺桿及導(dǎo)向桿移動(dòng)。

7、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述噴淋管布設(shè)在箱體的側(cè)板內(nèi)，且噴淋管的進(jìn)水端通向箱體外部，并與外部的水泵連接，噴淋管出水端通過(guò)多個(gè)分支水管與每個(gè)噴淋頭連通；所述噴淋頭布設(shè)在箱體的中下部，且高于超聲波清洗槽的噴淋頭噴水口朝下傾斜，低于超聲波清洗槽的噴淋頭噴水口朝上傾斜。

8、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述烘干機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在箱體頂部上方的熱風(fēng)機(jī)，所述熱風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與熱風(fēng)管的進(jìn)口端連接，并通過(guò)熱風(fēng)管與多個(gè)吹風(fēng)口連通，且熱風(fēng)管布設(shè)在箱體頂板和側(cè)板內(nèi)；所述箱體鄰近廢土收集盒的一側(cè)開(kāi)設(shè)有箱門(mén)，在箱體鄰近超聲波清洗槽的一側(cè)設(shè)有排污口，所述排污口與超聲波清洗槽底部連通。

9、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：每個(gè)盒體固定槽內(nèi)設(shè)有滾珠卡扣結(jié)構(gòu)，所述稱量盒的盒體下部設(shè)有與滾珠卡扣相匹配的卡槽；所述升降架設(shè)有兩組，每組升降架包括支撐板和兩根旋轉(zhuǎn)升降桿，所述支撐板與行走機(jī)構(gòu)連接，每根旋轉(zhuǎn)升降桿包括第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二電動(dòng)伸縮桿，所述第二電動(dòng)伸縮桿安裝在第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸，每根第二電動(dòng)伸縮桿設(shè)有三段伸縮卡管。

10、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述第一連接卡塊和第二連接卡塊結(jié)構(gòu)相同，均包括對(duì)稱設(shè)置在三段式伸縮卡管管體兩側(cè)的兩個(gè)凸塊，所述升降架連接部和升降架連接卡孔均為中部設(shè)有環(huán)形卡槽的孔口，所述升降架連接卡孔的上下孔口均與第二連接卡塊所在位置的橫截面相匹配，在旋轉(zhuǎn)升降桿收縮狀態(tài)下與稱量盒固定盤(pán)連接時(shí)，第一連接卡塊和第二連接卡塊均能穿過(guò)升降架連接卡孔，且第二連接卡塊卡設(shè)在升降架連接卡孔中部的環(huán)形卡槽內(nèi)，并在旋轉(zhuǎn)升降桿旋轉(zhuǎn)角度小于180°范圍內(nèi)，第二連接卡塊均與升降架連接卡孔卡接；所述升降架連接卡孔的上下孔口均設(shè)有十字型凹槽，在旋轉(zhuǎn)升降桿收縮狀態(tài)下與稱量盒固定盤(pán)連接時(shí)，第一連接卡塊卡設(shè)在升降架連接部中部的環(huán)形卡槽內(nèi)，并在旋轉(zhuǎn)升降桿旋轉(zhuǎn)角度小于45°范圍內(nèi)第一連接卡塊與升降架連接部卡接，在旋轉(zhuǎn)升降桿旋轉(zhuǎn)45°時(shí)第一連接卡塊與升降架連接部能脫離。

11、本發(fā)明還提供了一種土樣含水率試驗(yàn)稱量盒自動(dòng)清洗烘干方法，所述清洗烘干方法使用上述土樣含水率試驗(yàn)稱量盒自動(dòng)清洗烘干裝置對(duì)稱量盒進(jìn)行清洗，具體包括以下步驟：

12、s1.將含水率試驗(yàn)完成后的多個(gè)裝有干燥土樣的稱量盒固定嵌入稱量盒固定盤(pán)的盒體固定盤(pán)內(nèi)，并將裝有稱量盒的盒體固定盤(pán)安裝在兩個(gè)翻轉(zhuǎn)架之間，通過(guò)翻轉(zhuǎn)架翻轉(zhuǎn)將稱量盒內(nèi)的干燥土樣倒入廢土收集盒內(nèi)；

13、s2.在盒體固定盤(pán)內(nèi)的干燥土樣倒完后，保持盒體固定盤(pán)的盤(pán)口朝下，與升降架連接，并使盒體固定盤(pán)脫離翻轉(zhuǎn)架，通過(guò)行走機(jī)構(gòu)帶動(dòng)升降架及盒體固定盤(pán)移動(dòng)至超聲波清洗槽上方，控制噴淋機(jī)構(gòu)對(duì)盒體固定盤(pán)及盤(pán)體內(nèi)固定的稱量盒進(jìn)行一次沖洗，沖洗完成后，控制升降架伸開(kāi)帶動(dòng)盒體固定盤(pán)下降至超聲波清洗槽內(nèi)對(duì)稱量盒進(jìn)行清洗；

14、s3.清洗完成后，控制升降架收縮將盒體固定盤(pán)上升至高于超聲波清洗槽槽口的位置，控制噴淋機(jī)構(gòu)對(duì)盒體固定盤(pán)及盤(pán)體內(nèi)固定的稱量盒進(jìn)行二次沖洗；

15、s4.沖洗完成后，控制烘干機(jī)構(gòu)朝向沖洗干凈的盒體固定盤(pán)及盤(pán)體內(nèi)固定的稱量盒吹熱風(fēng)，對(duì)清洗后的稱量盒進(jìn)行快速干燥。

16、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述s1步驟中的稱量盒固定盤(pán)還包括盒蓋固定盤(pán)，所述盒蓋固定盤(pán)上對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)有多個(gè)盒蓋固定槽，并在多個(gè)盒蓋固定槽的底面設(shè)有電磁吸盤(pán)，在盒蓋固定盤(pán)上對(duì)應(yīng)設(shè)有升降架連接卡孔；所述升降架包括至少兩根旋轉(zhuǎn)升降桿，每根旋轉(zhuǎn)升降桿的升降區(qū)域?yàn)槿问缴炜s卡管，在三段式伸縮卡管的第三段卡管底部設(shè)有與升降架連接部相匹配的第一連接卡塊，在三段式伸縮卡管的第二段管體底部設(shè)有與升降架連接卡孔相匹配的第二連接卡塊；能夠升降架和盒蓋固定盤(pán)對(duì)多個(gè)嵌入盒體固定盤(pán)內(nèi)的內(nèi)稱量盒同時(shí)進(jìn)行開(kāi)蓋，其具體過(guò)程如下：

17、s101.將多個(gè)蓋有盒蓋的稱量盒固定嵌入盒體固定盤(pán)內(nèi)，然后將盒蓋固定盤(pán)與倒扣在盒體固定盤(pán)的上方，且每個(gè)稱量盒的盒蓋對(duì)應(yīng)嵌入盒蓋固定槽內(nèi)，然后將稱量盒固定盤(pán)整體安裝在兩個(gè)翻轉(zhuǎn)架之間，并對(duì)盒蓋固定盤(pán)的電磁吸盤(pán)通電，使用電磁吸盤(pán)對(duì)稱量盒的盒蓋進(jìn)行吸附固定；

18、s102.控制三段式伸縮卡管的第二段管體伸開(kāi)至第二段管體底部的第二連接卡塊嵌入盒蓋固定盤(pán)上的升降架連接卡孔內(nèi)，第三段管體底部的第一連接卡塊嵌入盒體固定盤(pán)上的升降架連接卡孔內(nèi)，控制升降架旋轉(zhuǎn)15～30°，此時(shí)第一連接卡塊和第二連接卡塊分別與盒體固定盤(pán)和盒蓋固定盤(pán)卡接；

19、s103.控制三段式伸縮卡管的第二段管體收縮，在第二段管體收縮過(guò)程中，便會(huì)帶動(dòng)盒蓋固定盤(pán)上升將多個(gè)稱量盒的盒蓋同時(shí)開(kāi)啟，且第二段管體收縮的高度大于1/2盒體固定盤(pán)的長(zhǎng)度；

20、s104.控制升降架繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至45°，此時(shí)第一連接卡塊與盒體固定盤(pán)不卡接，第二連接卡塊與盒蓋固定盤(pán)卡接，然后控制三段式伸縮卡管的第三段管體收縮脫離盒體固定盤(pán)，最后控制翻轉(zhuǎn)架帶動(dòng)盒體固定盤(pán)翻轉(zhuǎn)180度至盒體固定盤(pán)的盤(pán)口朝下，并與廢土收集盒的盒口面平行。

21、本發(fā)明通過(guò)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定住盒體固定盤(pán)后，由三段式伸縮卡管帶動(dòng)盒蓋固定盤(pán)提升，通過(guò)盒蓋固定盤(pán)將所有稱量盒的盒蓋與盒體分開(kāi)，然后控制三段式伸縮卡管與盒體固定盤(pán)分離，通過(guò)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將盒體固定盤(pán)翻轉(zhuǎn)180度，使盒體固定盤(pán)的盤(pán)口朝下，并將稱量盒內(nèi)的廢土倒入廢土收集盒內(nèi)；倒完土后，保持盒體固定盤(pán)的盤(pán)口朝下，通過(guò)三段式伸縮卡管與盒體固定盤(pán)卡緊，傳送電機(jī)開(kāi)始工作，控制傳送螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使用升降架沿著傳送螺桿及導(dǎo)向桿移動(dòng)至超聲波清洗槽的上方，首先控制噴淋機(jī)構(gòu)對(duì)盒體及盒蓋進(jìn)行沖洗，徹底清除剩余的土樣，沖洗完畢后，升降架的三段式伸縮卡管帶著盒體固定盤(pán)及盒蓋固定盤(pán)下降進(jìn)入超聲波清洗槽內(nèi)，通過(guò)高頻振動(dòng)和清洗液的協(xié)同作用，達(dá)到深度清洗效果；清洗完畢后，升降架的三段式伸縮卡管帶著盒體固定盤(pán)及盒蓋固定盤(pán)復(fù)位，控制烘干機(jī)構(gòu)工作，通過(guò)箱壁上的風(fēng)口吹出高溫?zé)犸L(fēng)對(duì)清洗后的試驗(yàn)盒進(jìn)行快速干燥，避免二次污染。

22、本發(fā)明還可以配套設(shè)置控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，采用plc(可編程邏輯控制器)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，配備人機(jī)界面(hmi)用于參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)監(jiān)控?？刂葡到y(tǒng)協(xié)調(diào)各個(gè)部分的工作，確保流水線順暢運(yùn)行。

23、本發(fā)明的土樣含水率試驗(yàn)盒自動(dòng)清洗烘干系統(tǒng)，通過(guò)流水線式設(shè)計(jì)和底部卡扣式試樣盒的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了試樣盒的自動(dòng)化處理，能夠高效、自動(dòng)地完成試驗(yàn)盒的烘干和清洗，顯著提高了試驗(yàn)的工作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了人為干預(yù)帶來(lái)的誤差，確保了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性；而且整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)便，適用于各類土工試驗(yàn)室和科研機(jī)構(gòu)。