CN104867391A - 多维动态地层褶皱演示模型装置 - Google Patents

多维动态地层褶皱演示模型装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多维动态地层褶皱演示模型装置，属于地质学模型演示装置领域。本发明包括基座，基座上设置水平位移调节机构，水平位移调节机构的上端设置具有控制地层区位移的可调式移动支架，可调式移动支架的上端设置通过塑性材料加工成型的地层区，通过水平位移调节机构调节可以驱动可调式移动支架位移，可调式移动支架带动地层区挤压变形。本发明克服以往褶皱构造地质模型呆板、抽象的展示过程，将褶皱发生过程的空间变化、受力过程、发育结果直观再现，适合高校地矿类专业教学演示和少年儿童科普教育需求。

Description

多维动态地层褶皱演示模型装置
技术领域
本发明属于地质学模型演示装置领域，尤其与一种多维动态地层褶皱演示模型装置有关。
背景技术
岩层在形成时，一般是水平的，岩层在构造运动作用下，因受力而发生弯曲，一个弯曲称褶曲，如果发生的是一系列波状的弯曲变形，就叫褶皱。褶皱是地质学领域最重要的构造现象，是岩层在构造运动作用下，因受力而发生的一系列波状弯曲变形，是自然界最常见、最重要构造之一。褶皱作为地质教育的专业名词，常见于各类教科书中，涉及地质、矿产类专业高等教育、中小学科普教育，社会大众科技素养普及教育等均可见到该地质专业名词。褶皱构造的发生、发展与水平岩层所受的长期应力作用密切相关，但这一因素在现有展示模型中均难以体现，目前各类教育层次所用演示模型演示的只是褶皱构造发育之后的显示结果，即不同产状的褶皱类型，如直立褶皱(轴面近于直立，两翼倾向相反，倾角近于相等)、斜立褶皱(轴面倾斜，两翼倾向相反)、倒转褶皱(轴面倾斜，两翼倾向相同)、平卧褶皱(轴面近于水平，一翼地层正常，另一翼地层倒转)、翻卷褶皱(轴面弯曲的平卧褶皱)等。地层褶皱展示模型一般以木制、塑料或其他材质刷以不同颜色、不同形状来标识地层变形，展示褶皱构造现象，而不能演示过程及成因。针对该问题，本专利申请人研究开发了一种可以演示褶皱的演变过程的多维动态地层褶皱演示模型装置。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有的地层褶皱展示模型存在的只能以木制、塑料或其他材质刷以不同颜色、不同形状来标识地层变形来展示褶皱构造现象，而不能演示褶皱受力变化过程及成因的缺陷，提供一种可以演示褶皱的发育过程的多维动态地层褶皱演示模型装置。
为此，本发明采用以下技术方案：多维动态地层褶皱演示模型装置，其特征是，所述的模型装置包括基座，基座上设置水平位移调节机构，水平位移调节机构的上端设置具有控制地层区位移的可调式移动支架，可调式移动支架的上端设置通过塑性材料加工成型的地层区，通过水平位移调节机构调节可以驱动可调式移动支架位移，可调式移动支架带动地层区挤压变形，从而实现地层区褶皱的演变过程。
作为对上述技术方案的补充和完善，本发明还包括以下技术特征。
所述的水平位移调节机构包括弧形齿轮、直线齿条和复位弹簧，所述的弧形齿轮安装于所述的基座上，弧形齿轮通过调节旋转开关控制旋转，所述的直线齿条与弧形齿轮配合安装于弧形齿轮的上方，所述的复位弹簧连接于所述直线齿条的一侧部，从而通过调节旋转开关旋转实现可调式移动支架的位移。
所述的可调式移动支架包括固定卡板、底板和活动卡板，固定卡板和所述的底板的一侧部固定连接，位于所述的直线齿条的上端，所述的活动卡板设置于所述的底板的另一侧，并通过所述的直线齿条带动位移，通过活动卡板带动所述的地层区往所述的固定卡板方向位移，从而实现地层区褶皱的演变过程。
所述的复位弹簧连接于所述直线齿条的一侧部为所述的活动卡板往固定卡板水平运动方向的一侧。
所述的地层区顶部通过透明材料成型的防护罩盖装。
所述的透明材料为玻璃或压克力材料。
所述的基座为非透明材质矩形空间，所述的弧形齿轮、直线齿条和复位弹簧位于该矩形空间内。
使用本发明可以达到以下有益效果：本发明克服以往褶皱构造地质模型呆板、抽象的展示过程，将褶皱发生过程的空间变化、受力过程、发育结果直观再现，适合高校地矿类专业教学演示和少年儿童科普教育需求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为水平位移调节机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
实施例：如图1～图2所示，本发明包括基座1，基座1上设置水平位移调节机构，水平位移调节机构的上端设置具有控制地层区3位移的可调式移动支架2，可调式移动支架2的上端设置通过塑性材料加工成型的地层区3，通过水平位移调节机构调节可以驱动可调式移动支架2位移，可调式移动支架2带动地层区3挤压变形，从而实现地层区3褶皱的演变过程。
作为优选地，水平位移调节机构包括弧形齿轮5、直线齿条6和复位弹簧7，弧形齿轮5安装于基座1上，弧形齿轮5通过调节旋转开关控制旋转，直线齿条6与弧形齿轮5配合安装于弧形齿轮5的上方，复位弹簧7连接于直线齿条6的一侧部，从而通过调节旋转开关旋转实现可调式移动支架2的位移。
更进一步地，可调式移动支架包括固定卡板8、底板9和活动卡板10，固定卡板8和底板9的一侧部固定连接，位于直线齿条6的上端，活动卡板10设置于底板9的另一侧，并通过直线齿条6带动位移，通过活动卡板10带动地层区3往固定卡板8方向位移，从而实现地层区褶皱的演变过程。
较佳地，复位弹簧7连接于直线齿条6的一侧部为活动卡板10往固定卡板8水平运动方向的一侧。
更进一步地，地层区3顶部通过透明材料成型的防护罩4盖装。
作为优选，透明材料为玻璃或压克力材料，基座1为非透明材质矩形空间，弧形齿轮5、直线齿条6和复位弹簧7位于该矩形空间内。
本发明在操作过程中，正面通过调节旋转开关控制调节地层区的水平位移的间距与幅度，从而控制褶皱类型；背面正对对演示对象，展示褶皱构造发育结果。本发明结合岩层受力过程与时间因素，可动态演示褶皱构造的各要素(核、翼部、枢纽、轴面、转折端等)，发育过程及构造结果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.多维动态地层褶皱演示模型装置，其特征在于：所述的模型装置包括基座(1)，基座(1)上设置水平位移调节机构，水平位移调节机构的上端设置具有控制地层区(3)位移的可调式移动支架(2)，可调式移动支架(2)的上端设置通过塑性材料加工成型的地层区(3)，通过水平位移调节机构调节可以驱动可调式移动支架(2)位移，可调式移动支架(2)带动地层区(3)挤压变形实现地层区(3)褶皱的演变过程。
2.根据权利要求1所述的多维动态地层褶皱演示模型装置，其特征在于：所述的水平位移调节机构包括弧形齿轮(5)、直线齿条(6)和复位弹簧(7)，所述的弧形齿轮(5)安装于所述的基座(1)上，弧形齿轮(5)通过调节旋转开关控制旋转，所述的直线齿条(6)与弧形齿轮(5)配合安装于弧形齿轮(5)的上方，所述的复位弹簧(7)连接于所述直线齿条(6)的一侧部。
3.根据权利要求2所述的多维动态地层褶皱演示模型装置，其特征在于：所述的可调式移动支架包括固定卡板(8)、底板(9)和活动卡板(10)，固定卡板(8)和所述的底板(9)的一侧部固定连接，位于所述的直线齿条(6)的上端，所述的活动卡板(10)设置于所述的底板(9)的另一侧，并通过所述的直线齿条(6)带动位移，通过活动卡板(10)带动所述的地层区(3)往所述的固定卡板(8)方向位移。
4.根据权利要求3所述的多维动态地层褶皱演示模型装置，其特征在于：所述的复位弹簧(7)连接于所述直线齿条(6)的一侧部为所述的活动卡板(10)往固定卡板(8)水平运动方向的一侧。
5.根据权利要求4所述的多维动态地层褶皱演示模型装置，其特征在于：所述的地层区(3)顶部通过透明材料成型的防护罩(4)盖装。
6.根据权利要求5所述的多维动态地层褶皱演示模型装置，其特征在于：所述的透明材料为玻璃或压克力材料。
7.根据权利要求6所述的多维动态地层褶皱演示模型装置，其特征在于：所述的基座(1)为非透明材质矩形空间，所述的弧形齿轮(5)、直线齿条(6)和复位弹簧(7)位于该矩形空间内。
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