CN109506868A - 一种土木工程结构抗震试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种土木工程结构抗震试验装置，有效的解决了现有抗震试验装置震动平均无方向性，不具有卡紧功能的问题；其解决的技术方案是包括无顶中空外壳，外壳内转动连接有驱动齿轮，驱动齿轮左右两侧均啮合有转动连接在外壳内的从动齿轮，两个从动齿轮均同轴固定连接有驱动链轮，两个驱动链轮均通过链条和多个转动连接在外壳内的从动链轮相连，两个驱动链轮和多个从动链轮均同轴固定连接有驱动轴，每个驱动轴上均均匀的同轴固定连接有若干凸轮，若干凸轮上方接触连接有上下滑动连接在外壳内的平台，平台内设有卡紧装置；本发明结构简洁，操作简单，制造成本低廉，效果良好，实用性强。

Description

一种土木工程结构抗震试验装置

技术领域

本发明涉及建筑试验装置技术领域，具体是一种土木工程结构抗震试验装置。

背景技术

在大型土木工程如房屋、桥梁设计，在完成设计图纸后，往往会进行模型的制作以验证设计方案和图纸可行性，而在模型制作完成之后，则需要进行各种各样的模拟试验，以保证结构的稳定可靠，而抗震试验则众多试验中必不可少的一种。

在进行模型的抗震试验时，往往需要利用到震动台，而现有的震动台多为利用震动电机实现的整个平台的震动效果。而众所周知的是，真实的地震是以波的形式传递的，其带有明显的方向性，同时，很多土木工程结构的设计并不是完全对称的，即很多情况下模型各个方向的承重抗震能力可能因结构和设计要求的原因而并不相同，故需要一种具有抗震试验装置能模拟具有方向性周期性的地震波。且现有的震动台多不具有卡紧固定的功能。

综上，在土木工程结构抗震试验的过程中，急需一种能模拟方向性周期性地震波，且具有卡紧结构的试验装置。

因此，本发明提供一种新的土木工程结构抗震试验装置来解决此问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种土木工程结构抗震试验装置，有效的解决了现有抗震试验装置震动平均无方向性，不具有卡紧功能的问题。

本发明包括无顶中空外壳，其特征在于，所述的外壳内转动连接有驱动齿轮，所述的驱动齿轮左右两侧均啮合有转动连接在所述外壳内的从动齿轮，两个所述的从动齿轮均同轴固定连接有驱动链轮，两个所述的驱动链轮均通过链条和多个转动连接在所述外壳内的从动链轮相连，两个所述的驱动链轮和多个所述的从动链轮均同轴固定连接有驱动轴，每个所述的驱动轴上均均匀的同轴固定连接有若干凸轮，若干所述的凸轮上方接触连接有上下滑动连接在所述外壳内的平台，所述的平台内设有卡紧装置。

优选的，所述的外壳前端面左右滑动连接有调节杆，两个所述的从动齿轮均转动连接在所述的调节杆上，两个所述的从动齿轮同一时刻只有一个可和所述的驱动齿轮啮合，所述的外壳内设有和每个所述的驱动轴均相连的辅助从动结构。

优选的，所述的调节杆上固定连接有把手和指针。

优选的，两个所述的驱动链轮一侧均转动连接有张紧连杆，两个所述的张紧连杆另一端均转动连接有上下滑动连接在所述外壳内的滑动张紧轮，两个所述的驱动链轮均通过绕过所述滑动张紧轮的链条和若干所述的从动链轮相连。

优选的，所述的辅助从动结构包括同轴固定连接在每个所述的驱动轴上的辅助驱动链轮，每个所述的辅助驱动链轮之间均通过链条相连。

优选的，每两个相邻的从动链轮之间均设有转动连接在所述的外壳内的张紧轮，每两个相邻的辅助驱动链轮之间均设有转动连接在所述外壳内的张紧轮。

优选的，卡紧装置包括转动连接在所述平台四面的驱动螺杆，每个所述的驱动螺杆外均套设有和相应的驱动螺杆啮合的从动螺纹套，每个所述的从动螺纹套一端均固定连接有滑动连接在所述的平台上的卡板。

优选的，每个所述的驱动螺杆均穿过所述的平台侧壁同轴固定连接有调节手轮。

优选的，所述的平台下端固定连接有多个限位弹簧，每个所述的限位弹簧另一端均固定连接在所述外壳内。

本发明针对现有抗震试验装置震动平均无方向性，不具有卡紧功能的问题做出改进，利用不同角度的凸轮实现震动的方向性模拟；同时增设可调节装置，使本装置可模拟不用方向的震动；增设卡紧装置，以便于将模型牢固的固定在装置上，本发明结构简洁，操作简单，制造成本低廉，效果良好，实用性强。

附图说明

图1为本发明俯视示意图。

图2为本发明立体示意图。

图3为本发明去平台俯视示意图。

图4为本发明去平台立体示意图。

图5为本发明内部结构立体示意图。

图6为本发明驱动齿轮、从动齿轮、调节杆及其相关结构主视示意图。

图7为本发明驱动齿轮、从动齿轮、调节杆及其相关结构立体示意图。

图8本发明辅助驱动链轮、张紧轮及其相关结构剖视示意图。

图9为本发明平台及其卡紧装置立体示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图9对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

实施例一，本发明为一种土木工程结构抗震试验装置，包括无顶中空外壳1，所述的外壳1为方形外壳1，其为本装置的主体，为后续结构提供固定基础，其特征在于，所述的外壳1内转动连接有驱动齿轮2，所述的驱动齿轮2和固定连接在所述外壳1内的驱动电机相连，并由驱动电机驱动，所述的驱动电机可外接电源相连，所述的驱动齿轮2左右两侧均啮合有转动连接在所述外壳1内的从动齿轮3，两个所述的从动齿轮3均同轴固定连接有驱动链轮4，两个所述的驱动链轮4均通过链条和多个转动连接在所述外壳1内的从动链轮5相连，即所述的驱动齿轮2转动可带动两侧啮合的从动齿轮3转动，从而带动同轴固定连接的驱动链轮4转动，并通过链条带动多个从动链轮5转动，两个所述的驱动链轮4和多个所述的从动链轮5均同轴固定连接有驱动轴6，每个所述的驱动轴6上均均匀的同轴固定连接有若干凸轮7，所述的从动链轮5转动通过同轴固定连接的驱动轴6带动相应的凸轮7转动，若干所述的凸轮7上方接触连接有上下滑动连接在所述外壳1内的平台8，所述的平台8用于承载待检测的模型，需注意的是，同一驱动轴6上的凸轮7的凸起处和水平面的夹角相同，而不同驱动轴6上的凸轮7的凸起处和水平面的夹角均不相同且一次递增，其中，相距最远的两个凸轮7的凸起处夹角应为180度，此时，在驱动齿轮2转动带动多个所述的驱动轴6转动时，不同驱动轴6上的凸轮7凸起处才会依次和所述的平台8下表面接触，即在平台8下端面由左至右或由右至左依次震动并呈周期性循环，以此模拟地震波震动的方向性，所述的平台8内设有卡紧装置，所述的卡紧装置用于将置于平台8上的模型卡紧，本实施例在具体使用时，用户只需将待检测的模型放置在平台8上并通过卡紧装置将模型卡紧，之后启动驱动电机即可，驱动电机启动带动所述的驱动齿轮2转动，通过从动齿轮3、驱动链轮4、从动链轮5、链条带动多个所述的驱动轴6转动，从而带动多个所述的凸轮7转动并依次和所述的平台8底面接触从而带动平台8震动，以模拟地震情况。

实施例二，在实施例一的基础上，本实施例提供一种调节结构，可使本装置模拟的震动波可在由左至右和由右至左之间切换和选择，具体的，所述的外壳1前端面左右滑动连接有调节杆9，两个所述的从动齿轮3均转动连接在所述的调节杆9上，具体的，参考图7，所述的外壳1上开设有通槽，所述的调节杆9两端均设有置于通槽内的齿轮座，两个所述的从动齿轮3分别转动连接在相应的齿轮座内并置于外壳1内部，两个所述的从动齿轮3同一时刻只有一个可和所述的驱动齿轮2啮合，本实施例的设置的目的在于当一侧的从动齿轮3和驱动齿轮2啮合时，通过驱动链轮4、从动链轮5带动驱动轴6正转，从而模拟地震波从一侧发出的过程，而当另一侧的从动齿轮3和动齿轮啮合时，通过驱动链轮4、从动链轮5带动驱动轴6反转，从而模拟地震波从另一侧发出的过程，该模拟过程中反向的改变来自驱动轴6转动方向的改变，故两个所述的从动齿轮3转动和驱动齿轮2啮合时转动方向应相反，在此处可参考图7在一个所述的从动齿轮3和驱动齿轮2增设转动连接在所述外壳1内的惰轮，以使两个所述的从动齿轮3转动和驱动齿轮2啮合时转动方向相反，同时为防止两个所述的从动齿轮3和所述的驱动齿轮2或惰轮啮合时出现碰齿的情况，两个所述的从动齿轮3、驱动齿轮2和惰轮均可采用斜齿轮，所述的外壳1内设有和每个所述的驱动轴6均相连的辅助从动结构，即一个所述的从动齿轮3转动和所述的驱动齿轮2啮合并通过驱动链轮4、从动链轮5带动外壳1内一半的驱动轴6转动时，所述的驱动轴6可通过辅助从动结构带动剩余的驱动轴6转动，本实施例在具体使用时，用户启动驱动电机，将所述的调节杆9向右拨动，左侧的从动齿轮3和所述的驱动齿轮2啮合，右侧的从动齿轮3和所述的惰轮脱离啮合，此时，左侧的从动齿轮3通过左侧的驱动链轮4和多个左侧的从动链轮5带动左侧的驱动轴6正转，左侧的驱动轴6正转通过辅助从动结构带动右侧的多个驱动轴6正转，从而实现模拟地震波从左侧向右侧周期性波动的情况；将所述的调节杆9向左拨动，左侧的从动齿轮3和所述的驱动齿轮2脱离啮合，右侧的从动齿轮3和所述的惰轮啮合，此时，右侧的从动齿轮3通过右侧的驱动链轮4和多个右侧的从动链轮5带动右侧的驱动轴6反转，右侧的驱动轴6反转通过辅助从动结构带动左侧的多个驱动轴6反转，从而实现模拟地震波从左侧向左侧周期性波动的情况。

实施例三，在实施例二的基础上，所述的调节杆9上固定连接有把手10和指针11，所述把手10的设置便于用于拨动所述的调节杆9，所述的指针11用于用户判断和调节模拟地震波的方向，即指针11被拨到右侧时地震波从左向右，指针11被拨到左侧时地震波从右向左，为配合指针11，可在外壳1外壁相应位置刻下代表地震波运动方向的标记。

实施例四，在实施例二的基础上，因所述的从动齿轮3可左右滑动，故所述的驱动链轮4将也可左右滑动，而所述的驱动链轮4又通过链条和从动链轮5相连，左侧的从动齿轮3向右滑动或右侧的从动齿轮3向左同样的相当于将链条张紧，然而不和驱动齿路或惰轮啮合的从动齿轮3的闲置将会使相应的驱动链轮4和相应驱动链轮4相邻的从动链轮5之间链条松弛，这相对不利于结构的稳定，故为保证传动结构的稳定性，本实施例提供一种具体的张紧结构，以保证结构稳定性，具体的，两个所述的驱动链轮4一侧均转动连接有张紧连杆12，两个所述的张紧连杆12另一端均转动连接有上下滑动连接在所述外壳1内的滑动张紧轮13，具体的，所述的外壳1内壁开设有竖向的滑槽，所述的滑动张紧轮13的转轴置于相应的滑槽内，两个所述的驱动链轮4均通过绕过所述滑动张紧轮13的链条和若干所述的从动链轮5相连，本实施例在具体使用时，左侧的从动齿轮3向右滑动和驱动齿轮2啮合时，在张紧连杆12的作用下带动左侧的滑动张紧轮13向下滑动，以保证左侧的驱动链轮4和相邻的从动链轮5之间的链条时刻被张紧。

实施例五，在实施例一的基础上，本实施例提供一种辅助从动结构的具体的结构，具体的，所述的辅助从动结构包括同轴固定连接在每个所述的驱动轴6上的辅助驱动链轮14，每个所述的辅助驱动链轮14之间均通过链条相连，即位于左侧的驱动轴6转动时可带动相应的辅助驱动链轮14正转，从而通过链条带动右侧的辅助驱动链轮14正转，从而带动右侧的驱动轴6正转，同样的位于右侧的驱动轴6转动时可带动相应的辅助驱动链轮14反转，从而通过链条带动左侧的辅助驱动链轮14反转，从而带动左侧的驱动轴6反转。

实施例六，在实施例五的基础上，因每个所述的驱动齿轮2均和相应的多个从动链轮5之间通过一条长链条相连，每个所述的辅助驱动链轮14之间也通过一条长链条相连，为保证长链条传动的稳定性，本实施例提供一种提高传动稳定性的结构，具体的，每两个相邻的从动链轮5之间均设有转动连接在所述的外壳1内的张紧轮15，每两个相邻的辅助驱动链轮14之间均设有转动连接在所述外壳1内的张紧轮15，张紧轮15的设置提高了链条长距离传动的稳定性，所述的张紧轮15为类滑轮结构而不是链轮结构，降低了张紧轮15对传动能量的损耗。

实施例七，在实施例一的基础上，本实施提供一种具体的卡紧装置，以将放置在平台8上的模型卡紧，具体的，卡紧装置包括转动连接在所述平台8四面的驱动螺杆16，每个所述的驱动螺杆16外均套设有和相应的驱动螺杆16啮合的从动螺纹套17，每个所述的从动螺纹套17一端均固定连接有滑动连接在所述的平台8上的卡板18，即所述的驱动螺杆16转动可带动相应的从动螺纹套17前后移动，从而带动相应的卡板18前后移动，即利用螺杆和螺纹套的自锁实现卡紧的效果，本实施例在具体使用时，用户只需依次调节平台8四周的四个卡板18，以将模型卡紧在平台8上即可。

实施例八，在实施例七的基础上，每个所述的驱动螺杆16均穿过所述的平台8侧壁同轴固定连接有调节手轮19，用户在将模型卡紧时只需转动调节手轮19即可带动相应的驱动螺杆16转动，从而带动卡板18前后滑动。

实施例九，在实施例一的基础上，所述的平台8下端固定连接有多个限位弹簧20，每个所述的限位弹簧20另一端均固定连接在所述外壳1内，所述的限位弹簧20用于限制平台8的左右移动，同时也可在驱动电机停止工作后使平台8的震动逐渐消减，以模拟余波的效果。

本发明在具体使用时，用户需先将模型放在平台8上的各个卡板18中间，通过调节手轮19带动相应的驱动螺杆16转动，从而调节卡板18的位置，依次转动各个并依次调节平台8四周的四个卡板18，以将模型卡紧在平台8上；

之后启动驱动电机，并根据需要通过把手10调节调节杆9的位置，从而模拟地震波的方向，具体的，用户启动驱动电机，将所述的调节杆9向右拨动，左侧的从动齿轮3和所述的驱动齿轮2啮合，右侧的从动齿轮3和所述的惰轮脱离啮合，此时，左侧的从动齿轮3通过左侧的驱动链轮4和多个左侧的从动链轮5带动左侧的驱动轴6正转，左侧的驱动轴6转动时可带动相应的辅助驱动链轮14正转，从而通过链条带动右侧的辅助驱动链轮14正转，从而带动右侧的驱动轴6正转，从而实现模拟地震波从左侧向右侧周期性波动的情况；将所述的调节杆9向左拨动，左侧的从动齿轮3和所述的驱动齿轮2脱离啮合，右侧的从动齿轮3和所述的惰轮啮合，此时，右侧的从动齿轮3通过右侧的驱动链轮4和多个右侧的从动链轮5带动右侧的驱动轴6反转，右侧的驱动轴6转动时可带动相应的辅助驱动链轮14反转，从而通过链条带动左侧的辅助驱动链轮14反转，从而带动左侧的驱动轴6反转，从而实现模拟地震波从左侧向左侧周期性波动的情况。

本发明针对现有抗震试验装置震动平均无方向性，不具有卡紧功能的问题做出改进，利用不同角度的凸轮实现震动的方向性模拟；同时增设可调节装置，使本装置可模拟不用方向的震动；增设卡紧装置，以便于将模型牢固的固定在装置上，本发明结构简洁，操作简单，制造成本低廉，效果良好，实用性强。

Claims (9)

1.一种土木工程结构抗震试验装置，包括无顶中空外壳（1），其特征在于，所述的外壳（1）内转动连接有驱动齿轮（2），所述的驱动齿轮（2）左右两侧均啮合有转动连接在所述外壳（1）内的从动齿轮（3），两个所述的从动齿轮（3）均同轴固定连接有驱动链轮（4），两个所述的驱动链轮（4）均通过链条和多个转动连接在所述外壳（1）内的从动链轮（5）相连，两个所述的驱动链轮（4）和多个所述的从动链轮（5）均同轴固定连接有驱动轴（6），每个所述的驱动轴（6）上均均匀的同轴固定连接有若干凸轮（7），若干所述的凸轮（7）上方接触连接有上下滑动连接在所述外壳（1）内的平台（8），所述的平台（8）内设有卡紧装置。

2.根据权利要求1所述的一种土木工程结构抗震试验装置，其特征在于，所述的外壳（1）前端面左右滑动连接有调节杆（9），两个所述的从动齿轮（3）均转动连接在所述的调节杆（9）上，两个所述的从动齿轮（3）同一时刻只有一个可和所述的驱动齿轮（2）啮合，所述的外壳（1）内设有和每个所述的驱动轴（6）均相连的辅助从动结构。

3.根据权利要求2所述的一种土木工程结构抗震试验装置，其特征在于，所述的调节杆（9）上固定连接有把手（10）和指针（11）。

4.根据权利要求2所述的一种土木工程结构抗震试验装置，其特征在于，两个所述的驱动链轮（4）一侧均转动连接有张紧连杆（12），两个所述的张紧连杆（12）另一端均转动连接有上下滑动连接在所述外壳（1）内的滑动张紧轮（13），两个所述的驱动链轮（4）均通过绕过所述滑动张紧轮（13）的链条和若干所述的从动链轮（5）相连。

5.根据权利要求1所述的一种土木工程结构抗震试验装置，其特征在于，所述的辅助从动结构包括同轴固定连接在每个所述的驱动轴（6）上的辅助驱动链轮（14），每个所述的辅助驱动链轮（14）之间均通过链条相连。

6.根据权利要求5所述的一种土木工程结构抗震试验装置，其特征在于，每两个相邻的从动链轮（5）之间均设有转动连接在所述的外壳（1）内的张紧轮（15），每两个相邻的辅助驱动链轮（14）之间均设有转动连接在所述外壳（1）内的张紧轮（15）。

7.根据权利要求1所述的一种土木工程结构抗震试验装置，其特征在于，卡紧装置包括转动连接在所述平台（8）四面的驱动螺杆（16），每个所述的驱动螺杆（16）外均套设有和相应的驱动螺杆（16）啮合的从动螺纹套（17），每个所述的从动螺纹套（17）一端均固定连接有滑动连接在所述的平台（8）上的卡板（18）。

8.根据权利要求7所述的一种土木工程结构抗震试验装置，其特征在于，每个所述的驱动螺杆（16）均穿过所述的平台（8）侧壁同轴固定连接有调节手轮（19）。

9.根据权利要求1所述的一种土木工程结构抗震试验装置，其特征在于，所述的平台（8）下端固定连接有多个限位弹簧（20），每个所述的限位弹簧（20）另一端均固定连接在所述外壳（1）内。