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Panther 200履帶式靜力觸探車的組成結構詳解
發布時間:2018-11-28 瀏覽次數:2722 來源:歐美大地


圖1 平板拖車上的Panther-200
說明:上圖來自2016年7月向山西省交通科學研究院順利交付現場拍攝
 
        Panther 200是一套完整的靜力觸探設備,能在惡劣的環境中開展靜力觸探試驗。Panther 200的設計科學合理,與國內的靜力觸探設備相比,具有諸多優點:
       完整的一體化靜力觸探車。集貫入裝置、探桿、電纜、探頭、數據采集儀于一體,開展試驗方便、快捷。
       自動化程度高。Panther 200的自動化主要體現在以下幾個方面:自動夾具可以自動夾緊和松開探桿;深度編碼器對深度進行自動、準確測定;接近開關能自動感知探桿是否在往下貫入。
        無需下地錨即可提供20噸的反力。Panther 200自重20.6噸,與需要下地錨的貫入設備相比,Panther 200無需下地錨即可提供20噸的反力,大大提高了工作效率。
        機動性能好。Panther 200自帶兩條履帶,單條履帶寬70cm,降低了對混凝土路面的破壞,同時使得Panther200可以在崎嶇、泥濘、松軟的不良工地現場行動自如。
        結構設計合理。將發動機設置在履帶車的后部,與工作艙之間設置隔音板,降低了噪音對工作艙內操作人員的影響。
        裝配有性能強勁的發動機、液壓系統。Panther 200能快速靈活地行走、爬坡、轉彎,能提供20KN的貫入液壓,能支撐起20.6噸的整個履帶車。
        全封閉式的工作艙。無論外面刮風下雨的惡劣環境,不影響在艙內開展靜力觸探試驗,改善了工作環境。
        全車的設計涵蓋了安全理念。履帶車的行走必須通過操作人員使用遙控器站在遠離履帶車的位置進行操作,保證操作人員的安全;履帶車的頂部四周 設置有安全警示燈,警示周圍操作人員注意安全;遙控器上設置有緊急停止開關,防止發生緊急情況,可以及時終止;履帶車上重點部位設置警示標簽,提醒操作人員注意防護。
        全天候工作。履帶車內設計有電源系統,工作艙內有六盞燈。即使在夜晚或者光線差的時候也不影響試驗進行。
工作艙內的布局符合人體工學的設計。工作臺、探桿架布置在順手的位置,方便拿取;計算機的位置、控制臺的高度、傾斜度均按照人體工學進行設計,方便了操作者進行控制和查看。
       可以實時查看靜力觸探試驗狀態。通過計算機上顯示的數據和曲線,可以實時查看探頭的錐尖阻力、側壁摩阻力、孔隙水壓力、探頭傾斜度以及貫入速度,以便操作者進行控制和調節。
 
      下文,將對Panther 200的各個部分進行詳細介紹。
 
1. Panther 200的外部結構
      Panther 200履帶式靜力觸探車主要由兩部分組成:下部是底盤,上部是工作艙(圖2)。
      底盤上有兩條鋼履帶,控制著履帶車的行走、爬坡、轉彎等。Panther-200自重20.6噸,底盤上有配重塊,占據了履帶車的大部分重量。底盤的前后共有三個液壓千斤頂,前面兩個后面一個,用于將履帶車升起、調平,充分提供反力。千斤頂的升降是通過工作艙內控制臺上的手柄進行控制的。
      工作艙前部有一個門,操作人員可以進入;工作艙的墻壁上有4個窗戶,可以透光;工作艙的頂部有一個風箱,可以伸縮,試驗時升起,試驗結束后縮回。
 


圖2 履帶車的底盤和工作艙

 
工作艙后部是履帶車的動力部分,里面有發動機、液壓油箱、柴油箱、冷卻器(圖3)。
 


圖3 履帶車的后部以及發動機和液壓油箱
 
2. Panther 200工作艙內部結構
 
打開工作艙的門,就可以進入到工作艙內部(圖4)。
 


圖4 Panther-200工作艙內部照片

2.1 貫入架
 
       工作艙內部,天花板上有6盞燈,墻壁上開關,可以在光線不足時點亮燈光。工作艙的中間,是靜力觸探試驗的貫入架,貫入架上有夾具、接近開關以及深度編碼器。試驗過程中,往下貫入探桿時,夾具會自動夾緊探桿,接近開關自動接通,采集儀開始記錄數據。往上提貫入架時,夾具會自動松開,接近開關自動斷開,采集儀停止數據記錄。如此,實現了數據的自動采集。回收探桿時,自動夾具的功能又是反過來的。往上提時夾緊,往下降時松開。國產的貫入設備是沒有自動夾具的,需要人工去插拔,費時費力。深度編碼器是用來自動記錄探頭貫入的深度的。
 
2.2 遙控器
 
       工作艙的右邊有一個桌子,桌子上安裝有臺鉗,現場可以在桌子上進行一些工作。桌子上掛有一個遙控器,遙控器上各個按鈕的功能如圖5所示。履帶車的移動是通過這個遙控器進行控制的。它可以通過WIFI與履帶車的動力控制系統連接,也可以通過有線的方式進行連接。最主要的兩個按鈕,分別控制履帶車兩側的履帶前進和后退。同時向上按,履帶車前進;同時向下按,履帶車后退;一個向上按一個向下按,履帶車轉彎。履帶車的行進速度也是可以選擇的,“兔子”是快速,“烏龜”是慢速。遇到緊急情況,可以迅速按下紅色緊急開關,履帶車立刻停止移動。
 
 


圖5履帶車的遙控器
 
2.3 探桿架與儲物柜
 
      工作艙的右邊還有一個探桿架,探桿全部頭對尾、尾對頭整齊地排列在架子上。探桿架下方有一個儲物柜,可以存放物品(圖6)。
 


圖6 Panther-200的探桿架和儲物柜

 
2.4 控制臺
 
        工作艙的左邊是履帶車的控制臺,這個控制臺控制著全車的動力系統、液壓系統、電力系統、數據采集系統。
        控制臺的頂部是一個平面,試驗過程中,可以將計算機擺放在這里,可以方便地實時查看探頭的狀態,以便對貫入過程進行控制。
        控制臺的中部有很多手柄,通過這些手柄實現對靜力觸探車各個部分的控制。左上角是一個功能選擇手柄。往上時,液壓系統用于履帶車的調平。這時可以通過右上角的三個手柄對履帶車進行調平。右上角的三個手柄依次控制左前方、后方、右前方三個液壓千斤頂。試驗之前,要將三個液壓千斤頂完全伸出,以便充分提供靜力觸探試驗所需的200KN反力。通過觀看水平調節氣泡居中,可以將履帶車調平。功能選擇手柄向下時,液壓系統用于操作履帶車的貫入架。右下角有兩個手柄,一個手柄是控制貫入架的升降。這個手柄主要是用來控制探桿以20mm/s的速度勻速貫入的。如果速度過快或者過慢,可以旋轉左側的壓力或速度旋鈕進行調節。另一個手柄是控制探桿保持鎖的開閉。向上時,探桿保持鎖打開,探桿被鎖住,無法移動,可以防止探桿掉入到鉆孔內。向下時,探桿保持鎖關閉,探桿可以自由移動。左下角的這個手柄是控制貫入架快速升降的。貫入架向下移動時可以以20mm/s的速度勻速下降,上升時,可以快速升起。
        控制臺的下部控制履帶車的電源、動力和數據采集。左上角是遙控器的電池充電器,如果遙控器的電池沒電了,可以插在這里充電。充電器的下面是整個履帶車電力系統的開關,打開這個開關后,履帶車內的發動機、頂燈、警示燈、電源線路才會通電。中間的這個按鈕是履帶車警示燈的開關,按下以后,履帶車外面四個角的警示燈會閃爍,提醒工作艙外面的人員注意安全。這個按鈕的下面是履帶車的油箱油量表,該履帶車使用的燃料是柴油。右邊是履帶車的電子啟動器,通過旋轉鑰匙,可以啟動履帶車的發動機。旁邊有一個小搖桿,可以上下調節發動機的轉速。發動機的實時轉速會在電子啟動器的顯示屏上顯示出來。啟動后,發動機的轉速為750rpm,行進時,要將發動機的轉速增大到1200rpm左右,試驗過程中轉速為900rpm左右。最下面是一臺嵌入式靜力觸探數據采集儀,控制著靜力觸探試驗的數據采集。采集儀的面板上只有三個按鈕:一個開關,一個復位鍵,一個深度記錄選擇鍵。正常工作情況下,只需設置為AUTO即可。
        控制臺上各個部分的說明如圖7所示。
 
 



圖7工作艙內的控制臺
 

       控制臺的背面有電源插座,可以給計算機、真空泵等供電。
 
2.5 工作艙的地板
 
       工作艙的地面上有兩塊蓋板:一塊小蓋板和一塊大蓋板。打開小蓋板,可以看到一個金屬格網(圖8),可以通過這個金屬格網查看探頭是否接觸地面。打開大蓋板,可以看到里面有幾個蓄電池,它們為履帶車供電。
 


圖8工作艙內的地板
 
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