一體化的靜力觸探系統(tǒng)能夠適應(yīng)惡劣環(huán)境，并可以在多種條件下開展靜力觸探試驗(yàn)。歐美大地帶大家深度了解一下陸上靜力觸探設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作過程。

Panther 200履帶式靜力觸探車組成結(jié)構(gòu)詳解

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(xué)研究院順利交付現(xiàn)場(chǎng)拍攝

Panther 200的設(shè)計(jì)科學(xué)合理，與國內(nèi)的靜力觸探設(shè)備相比，具有諸多優(yōu)點(diǎn)：

★ 完整的一體化靜力觸探車。

集貫入裝置、探桿、電纜、探頭、數(shù)據(jù)采集儀于一體，開展試驗(yàn)方便、快捷。

★自動(dòng)化程度高。

Panther 200的自動(dòng)化主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：自動(dòng)夾具可以自動(dòng)夾緊和松開探桿；深度編碼器對(duì)深度進(jìn)行自動(dòng)、準(zhǔn)確測(cè)定；接近開關(guān)能自動(dòng)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(shè)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(jī)動(dòng)性能好。

Panther 200自帶兩條履帶，單條履帶寬70cm，降低了對(duì)混凝土路面的破壞，同時(shí)使得Panther200可以在崎嶇、泥濘、松軟的不良工地現(xiàn)場(chǎng)行動(dòng)自如。

★結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。

將發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置在履帶車的后部，與工作艙之間設(shè)置隔音板，降低了噪音對(duì)工作艙內(nèi)操作人員的影響。

★裝配有性能強(qiáng)勁的發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)。

Panther 200能快速靈活地行走、爬坡、轉(zhuǎn)彎，能提供20KN的貫入液壓，能支撐起20.6噸的整個(gè)履帶車。

★全封閉式的工作艙。

無論外面刮風(fēng)下雨的惡劣環(huán)境，不影響在艙內(nèi)開展靜力觸探試驗(yàn)，改善了工作環(huán)境。

★全車的設(shè)計(jì)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(yuǎn)離履帶車的位置進(jìn)行操作，保證操作人員的安全；履帶車的頂部四周設(shè)置有安全警示燈，警示周圍操作人員注意安全；遙控器上設(shè)置有緊急停止開關(guān)，防止發(fā)生緊急情況，可以及時(shí)終止；履帶車上重點(diǎn)部位設(shè)置警示標(biāo)簽，提醒操作人員注意防護(hù)。

★全天候工作。

履帶車內(nèi)設(shè)計(jì)有電源系統(tǒng)，工作艙內(nèi)有六盞燈。即使在夜晚或者光線差的時(shí)候也不影響試驗(yàn)進(jìn)行。

★工作艙內(nèi)的布局符合人體工學(xué)的設(shè)計(jì)。

工作臺(tái)、探桿架布置在順手的位置，方便拿?。挥?jì)算機(jī)的位置、控制臺(tái)的高度、傾斜度均按照人體工學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)，方便了操作者進(jìn)行控制和查看。

★可以實(shí)時(shí)查看靜力觸探試驗(yàn)狀態(tài)。

通過計(jì)算機(jī)上顯示的數(shù)據(jù)和曲線，可以實(shí)時(shí)查看探頭的錐尖阻力、側(cè)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(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。

1、Panther 200的外部結(jié)構(gòu)

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(zhuǎn)彎等。Panther-200自重20.6噸，底盤上有配重塊，占據(jù)了履帶車的大部分重量。底盤的前后共有三個(gè)液壓千斤頂，前面兩個(gè)后面一個(gè)，用于將履帶車升起、調(diào)平，充分提供反力。千斤頂?shù)纳凳峭ㄟ^工作艙內(nèi)控制臺(tái)上的手柄進(jìn)行控制的。

工作艙前部有一個(gè)門，操作人員可以進(jìn)入；工作艙的墻壁上有4個(gè)窗戶，可以透光；工作艙的頂部有一個(gè)風(fēng)箱，可以伸縮，試驗(yàn)時(shí)升起，試驗(yàn)結(jié)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(dòng)力部分，里面有發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓油箱、柴油箱、冷卻器（圖3）。

圖3 履帶車的后部以及發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓油箱

2、Panther 200工作艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)

打開工作艙的門，就可以進(jìn)入到工作艙內(nèi)部（圖4）。

圖4 Panther-200工作艙內(nèi)部照片

2.1 貫入架

工作艙內(nèi)部，天花板上有6盞燈，墻壁上開關(guān)，可以在光線不足時(shí)點(diǎn)亮燈光。工作艙的中間，是靜力觸探試驗(yàn)的貫入架，貫入架上有夾具、接近開關(guān)以及深度編碼器。試驗(yàn)過程中，往下貫入探桿時(shí)，夾具會(huì)自動(dòng)夾緊探桿，接近開關(guān)自動(dòng)接通，采集儀開始記錄數(shù)據(jù)。往上提貫入架時(shí)，夾具會(huì)自動(dòng)松開，接近開關(guān)自動(dòng)斷開，采集儀停止數(shù)據(jù)記錄。如此，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。回收探桿時(shí)，自動(dòng)夾具的功能又是反過來的。往上提時(shí)夾緊，往下降時(shí)松開。國產(chǎn)的貫入設(shè)備是沒有自動(dòng)夾具的，需要人工去插拔，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。深度編碼器是用來自動(dòng)記錄探頭貫入的深度的。

2.2 遙控器

工作艙的右邊有一個(gè)桌子，桌子上安裝有臺(tái)鉗，現(xiàn)場(chǎng)可以在桌子上進(jìn)行一些工作。桌子上掛有一個(gè)遙控器，遙控器上各個(gè)按鈕的功能如圖5所示。履帶車的移動(dòng)是通過這個(gè)遙控器進(jìn)行控制的。它可以通過WIFI與履帶車的動(dòng)力控制系統(tǒng)連接，也可以通過有線的方式進(jìn)行連接。最主要的兩個(gè)按鈕，分別控制履帶車兩側(cè)的履帶前進(jìn)和后退。同時(shí)向上按，履帶車前進(jìn)；同時(shí)向下按，履帶車后退；一個(gè)向上按一個(gè)向下按，履帶車轉(zhuǎn)彎。履帶車的行進(jìn)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(guān)，履帶車立刻停止移動(dòng)。

圖5 履帶車的遙控器

2.3 探桿架與儲(chǔ)物柜

工作艙的右邊還有一個(gè)探桿架，探桿全部頭對(duì)尾、尾對(duì)頭整齊地排列在架子上。探桿架下方有一個(gè)儲(chǔ)物柜，可以存放物品（圖6）。

圖6 Panther-200的探桿架和儲(chǔ)物柜

2.4 控制臺(tái)

工作艙的左邊是履帶車的控制臺(tái)，這個(gè)控制臺(tái)控制著全車的動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

控制臺(tái)的頂部是一個(gè)平面，試驗(yàn)過程中，可以將計(jì)算機(jī)擺放在這里，可以方便地實(shí)時(shí)查看探頭的狀態(tài)，以便對(duì)貫入過程進(jìn)行控制。

控制臺(tái)的中部有很多手柄，通過這些手柄實(shí)現(xiàn)對(duì)靜力觸探車各個(gè)部分的控制。左上角是一個(gè)功能選擇手柄。往上時(shí)，液壓系統(tǒng)用于履帶車的調(diào)平。這時(shí)可以通過右上角的三個(gè)手柄對(duì)履帶車進(jìn)行調(diào)平。右上角的三個(gè)手柄依次控制左前方、后方、右前方三個(gè)液壓千斤頂。試驗(yàn)之前，要將三個(gè)液壓千斤頂完全伸出，以便充分提供靜力觸探試驗(yàn)所需的200KN反力。通過觀看水平調(diào)節(jié)氣泡居中，可以將履帶車調(diào)平。功能選擇手柄向下時(shí)，液壓系統(tǒng)用于操作履帶車的貫入架。右下角有兩個(gè)手柄，一個(gè)手柄是控制貫入架的升降。這個(gè)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(zhuǎn)左側(cè)的壓力或速度旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。另一個(gè)手柄是控制探桿保持鎖的開閉。向上時(shí)，探桿保持鎖打開，探桿被鎖住，無法移動(dòng)，可以防止探桿掉入到鉆孔內(nèi)。向下時(shí)，探桿保持鎖關(guān)閉，探桿可以自由移動(dòng)。左下角的這個(gè)手柄是控制貫入架快速升降的。貫入架向下移動(dòng)時(shí)可以以20mm/s的速度勻速下降，上升時(shí)，可以快速升起。

控制臺(tái)的下部控制履帶車的電源、動(dòng)力和數(shù)據(jù)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(gè)履帶車電力系統(tǒng)的開關(guān)，打開這個(gè)開關(guān)后，履帶車內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)、頂燈、警示燈、電源線路才會(huì)通電。中間的這個(gè)按鈕是履帶車警示燈的開關(guān)，按下以后，履帶車外面四個(gè)角的警示燈會(huì)閃爍，提醒工作艙外面的人員注意安全。這個(gè)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(dòng)器，通過旋轉(zhuǎn)鑰匙，可以啟動(dòng)履帶車的發(fā)動(dòng)機(jī)。旁邊有一個(gè)小搖桿，可以上下調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速會(huì)在電子啟動(dòng)器的顯示屏上顯示出來。啟動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為750rpm，行進(jìn)時(shí)，要將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增大到1200rpm左右，試驗(yàn)過程中轉(zhuǎn)速為900rpm左右。最下面是一臺(tái)嵌入式靜力觸探數(shù)據(jù)采集儀，控制著靜力觸探試驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集。采集儀的面板上只有三個(gè)按鈕：一個(gè)開關(guān)，一個(gè)復(fù)位鍵，一個(gè)深度記錄選擇鍵。正常工作情況下，只需設(shè)置為AUTO即可。

控制臺(tái)上各個(gè)部分的說明如圖7所示。

圖7工作艙內(nèi)的控制臺(tái)