CN109702882B - 变体积实验室长方体试件制作与脱模装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

变体积实验室长方体试件制作与脱模装置，包括气动机、气动压实装置、气动推拉装置、气动振动装置、多功能无线控制器和四根立柱，四根立柱的上端和下端分别连接有顶板和底板，顶板下方设有变体积长方体模具，变体积长方体模具底部设有支撑板，底板上侧面与支撑板下侧面之间连接有四根竖直液压支柱，气动压实装置设在顶板上方，气动推拉装置设在顶板下侧面，气动振动装置安装在支撑板下侧面，气动压实装置、气动推拉装置和气动振动装置均与气动机连接，气动机、气动压实装置、气动推拉装置、气动振动装置和四根竖直液压支柱均与多功能无线控制器连接。本发明能制作不同体积的长方体试件、无需击打试件而实现脱模、安全、可掌握试件质量。

Description

变体积实验室长方体试件制作与脱模装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及实验室试件制作与脱模技术领域，具体的说，涉及一种变体积实验室长方体试件制作与脱模装置及其操作方法。

背景技术

实验室的建设对科技的进步起着至关重要的作用，然而实验室中部分器材在实验过程中暴露出很多不足。在工程研究中，需要制作大量的混泥土试件，而现在实验室中用到的一些试件制作与脱模的机具有很多缺点。在制作试件时，根据不同体积的试件需要准备不同的模具，使得制作过程变得繁琐，工作非常繁重，而且制作试件的过程中试件出现裂隙也不能及时观测到，制作出的试件没有保证；在脱模的时候需要卸开模具击打脱模或是直接强行击打脱模，操作具有危险性，还会损坏模具和试件，会直接影响到实验的结果。因此实验室试件制作与脱模装置的改进势在必行。

发明内容

本发明的目的是提供一种能根据实验需要制作不同体积的混凝土长方体试件、节省人力、无需击打试件而实现脱模、安全、可掌握试件质量的变体积实验室长方体试件制作与脱模装置及其操作方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

变体积实验室长方体试件制作与脱模装置，包括气动机、气动压实装置、气动推拉装置、气动振动装置、多功能无线控制器和四根垂直设置的立柱，四根立柱的上端连接有顶板，四根立柱的下端连接有底板，顶板和底板均水平设置，顶板的中部开设有进料通孔，顶板的下侧面固定安装有与进料通孔同中心的矩形框架，矩形框架上设置有位于矩形框架下方且上下通透的变体积长方体模具，变体积长方体模具的底部水平设有支撑板，底板的上侧面安装有四根竖直液压支柱，四根竖直液压支柱的伸缩杆顶部分别与支撑板下侧面四角铰接，顶板的上侧面在进料通孔的外部设置有支架，支架顶部水平设置有平板，气动压实装置安装在平板上，气动压实装置正对进料通孔的中心竖向设置，气动推拉装置设在顶板下侧面并与变体积长方体模具连接，气动振动装置安装在支撑板的下侧面中部，气动压实装置、气动推拉装置和气动振动装置均通过气体管路与气动机连接，气动机、气动压实装置、气动推拉装置、气动振动装置和四根竖直液压支柱均与多功能无线控制器连接。

变体积长方体模具包括分别对应设置在矩形框架的前侧、左侧、后侧和右侧的第一竖直挡板、第二竖直挡板、第三竖直挡板和第四竖直挡板，第一竖直挡板、第二竖直挡板、第三竖直挡板和第四竖直挡板的下侧边均平齐，第一竖直挡板与矩形框架的前侧底部固定连接，第二竖直挡板的前侧边和后侧边分别沿左右方向滑动连接在矩形框架的前侧内壁和后侧内壁，第三竖直挡板的左侧边沿前后方向滑动连接在第二竖直挡板的上侧部，第三竖直挡板的上侧部沿左右方向滑动连接在矩形框架的右侧，第三竖直挡板的上侧部与第四竖直挡板的后侧边滑动连接，第四竖直挡板沿前后方向滑动连接在第一竖直挡板的右侧部。

矩形框架的前侧和后侧的内壁分别沿左右方向开设有水平滑槽，矩形框架的右侧开设有左右通透的第一水平长孔，第一竖直挡板的右侧部开设有竖直导孔，第一竖直挡板的上侧边与矩形框架的前侧底部固定连接，第二竖直挡板的上侧部沿前后方向开设有第二水平长孔，第二竖直挡板的前侧边上部和后侧边上部分别设有第一导块和第二导块，第三竖直挡板的上侧边一体成型有滑条，第三竖直挡板的上侧边沿左右方向开设有第三水平长孔，滑条与第三竖直挡板的上侧边之间开设有第四水平长孔，第三水平长孔和第四水平长孔均前后通透，第三竖直挡板的左侧边上部设有第一卡勾，第四竖直挡板的后侧边上部设有第二卡勾，第一导块和第二导块分别卡接滑动在前后两侧的水平滑槽中，第三竖直挡板上侧的滑条嵌设滑动在第一水平长孔中，第一卡勾卡接滑动在第二水平长孔中，第二卡勾卡接滑动在第三水平长孔中，第四竖直挡板的前侧嵌设滑动在竖直导孔中。

气动压实装置包括第一气缸和压板，第一气缸竖直设置，平板上开设有M型滑槽安装孔，第一气缸的缸体嵌设滑动在M型滑槽安装孔中，压板连接在第一气缸的活塞杆下端，压板包括中心板和两个折叠板，两个折叠板分别通过铰链对称铰接在中心板两侧边，铰链上设置有用于驱动两个折叠板向下转动到水平状态与中心板贴合的扭簧，中心板和两个折叠板均为矩形板，两个折叠板的大小相同，中心板和两个折叠板的厚度相同，中心板的大小是折叠板的二倍，两个折叠板分别绕左右两侧的铰链翻转折叠，两个折叠板翻转折叠至中心板的下侧面且固定连接，第一气缸通过气体管路与气动机连接。

气动振动装置包括气动振动器和振动杆，气动振动器竖直设置，振动杆连接在气动振动器的上部，气动振动器的上侧面固定连接在支撑板的下侧面中部，支撑板的中部开设有振动通孔，振动杆上下振动贯穿振动通孔，振动通孔的直径为8cm。

气动推拉装置包括第二气缸和第三气缸，第二气缸沿左右方向水平设置，第三气缸沿前后方向水平设置，第二气缸的缸体固定安装在第二竖直挡板左侧的顶板下侧面，第二气缸的活塞杆的右端固定连接在第二竖直挡板的左侧面中部，第三气缸的缸体固定安装在第三竖直挡板后侧的顶板下侧面，第三气缸的活塞杆的前端固定连接在第三竖直挡板的后侧面中部。

顶板的上侧面还通过两个支杆铰接有填料斗，填料斗为上下敞口且通透的矩形框体，填料斗的下端口设置在进料通孔的上方，底板的下侧面四角安装有带自锁功能的万向轮。

四根立柱的一侧还设置有实验台，多功能无线控制器设置在实验台上，实验台上还设置有混凝土超声断层扫描仪、温湿度检测仪和显示器，第一竖直挡板、第二竖直挡板、第三竖直挡板和第四竖直挡板均为透明玻璃钢挡板，第一竖直挡板中内置有裂隙监测传感器、温度传感器和湿度传感器，裂隙监测传感器与混凝土超声断层扫描仪连接，温度传感器和湿度传感器分别与温湿度检测仪连接，混凝土超声断层扫描仪和温湿度检测仪均通过导线与显示器连接。

变体积实验室长方体试件制作与脱模装置的操作方法，包括以下步骤：

（1）调节第一竖直挡板、第二竖直挡板、第三竖直挡板和第四竖直挡板的相对位置，围成符合体积要求的变体积长方体模具：启动气动机，利用多功能无线控制器控制第二气缸动作，第二气缸的活塞杆推拉第二竖直挡板在左右方向移动，由于第三竖直挡板的左侧边上部的第一卡勾卡接滑动在第二竖直挡板上侧部的第二水平长孔中，第二竖直挡板左右移动时，第二竖直挡板带动第三竖直挡板左右移动，使第三竖直挡板的上侧的滑条在矩形框架右侧的第一水平长孔中左右滑动，调节好第二竖直挡板的位置后，第二气缸停止动作，利用多功能无线控制器控制第三气缸动作，第三气缸的活塞杆推拉第三竖直挡板在前后方向移动，由于第四竖直挡板的后侧边上部的第二卡勾卡接滑动在第三竖直挡板上侧部的第三水平长孔中，第三竖直挡板前后移动时，第三竖直挡板带动第四竖直挡板前后移动，使第四竖直挡板的前侧在第一竖直挡板右侧部的竖直导孔中前后滑动，调节好第三竖直挡板的位置后，第三气缸停止动作，如此，完成变体积长方体模具体积大小的调节工作，使第一竖直挡板、第二竖直挡板、第三竖直挡板和第四竖直挡板围成符合体积要求的上下敞口且通透的变体积长方体模具；

（2）装填混凝土：利用多功能无线控制器控制四个液压支柱同步动作，四个液压支柱的伸缩端顶起支撑板，使支撑板向上移动至支撑板的上侧面与第一竖直挡板、第二竖直挡板、第三竖直挡板和第四竖直挡板的下侧边均紧压接触，四个液压支柱停止，调整填料斗的角度，使填料斗的下端口正对变体积长方体模具的上端敞口，然后，从填料斗的上端口装填混凝土，混凝土便从填料斗的下端口掉落至变体积长方体模具中，利用多功能无线控制器控制气动振动器振动，气动振动器带动振动杆振动，振动杆的上端穿过支撑板中心的振动通孔上下振动，使混凝土在变体积长方体模具中装填均匀，气动振动器停止；

（3）压实变体积长方体模具中的混凝土：利用多功能无线控制器控制第一气缸动作，根据变体积长方体模具的上端敞口大小，调节压板的面积，如需要增大压板面积，将两个折叠板从中心板的下侧面翻转至水平与中心板齐平并固定，如需要减小压板面积，将两个折叠板折叠翻转至中心板的下侧面并固定，调整第一气缸在平板上的M型滑槽安装孔中的位置至第一气缸的活塞杆正对变体积长方体模具的上端敞口中心，固定第一气缸，第一气缸的活塞杆向下伸展，带动压板向下移动至变体积长方体模具中，紧压混凝土，活塞杆往复伸缩移动，使压板压实混凝土，裂隙监测传感器检测混凝土内部层间裂隙大小，并将数据传至混凝土超声断层扫描仪，混凝土超声断层扫描仪将数据实时传至显示器，实验人员根据显示器显示的裂隙大小判断混凝土是否压实至实验要求，确认压实后，第一气缸的活塞杆向上收缩至高位并移出变体积长方体模具；

（4）维持变体积长方体模具固定，使压实的混凝土静置一段时间，温度传感器和湿度传感器检测变体积长方体模具中的混凝土温度和湿度，并将数据分别传至温湿度检测仪，温湿度检测仪将数据实时传至显示器，实验人员根据显示器显示的温度和湿度判断混凝土干燥的温度和湿度是否达到实验要求，确认温度和湿度达到实验要求后，接着进行混凝土长方体试件的脱模工作，至此，混凝土长方体试件制作完成。

步骤（4）中的混凝土长方体试件的脱模方法为：启动气动机，利用多功能无线控制器分别控制四个液压支柱、第一气缸、第二气缸和第三气缸动作，四个液压支柱向下收缩，带动支撑板向下平移，之后，第一气缸的活塞杆向下伸展，向下推压混凝土长方体试件，之后，第二气缸的活塞杆向左收缩拉动第二竖直挡板向左移动，第二竖直挡板向左移动的同时带动第三竖直挡板向左移动，之后，第三气缸的活塞杆向后收缩拉动第三竖直挡板向后移动，第三竖直挡板向后移动的同时带动第四竖直挡板向后移动，如此，变体积长方体模具的体积变大，使得混凝土长方体试件脱离变体积长方体模具，完成混凝土长方体试件的脱模工作。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明的第一竖直挡板、第二竖直挡板、第三竖直挡板和第四竖直挡板通过与矩形框架结合围成上下敞口且通透的变体积长方体模具，能够根据实验需要制作不同体积的混凝土长方体试件，摆脱了制作不同体积的长方体试件而用不同的模具的现有情况，可以更好的满足现实的需求；设计科学、结构合理，具有完整的试件制作与脱模系统，在试件制作与脱模全程节省了人力资源，同时不需击打试件而使其实现脱模，减少了噪音，同时使制作过程更加安全化；第一竖直挡板中内置有裂隙监测传感器、温度传感器和湿度传感器，能够实时检测试件在制作过程中的各项指标，保证了制作试件质量。

本发明的变体积实验室长方体试件制作与脱模装置及其操作方法能根据实验需要制作不同体积的混凝土长方体试件、节省人力、无需击打试件而实现脱模、安全、可掌握试件质量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的俯视结构示意图。

图3是图1中A处局部放大图。

图4是本发明中变体积长方体模具的结构示意图一。

图5是本发明中变体积长方体模具的结构示意图二。

图6是本发明中矩形框架和第一竖直挡板的结构示意图一。

图7是本发明中矩形框架和第一竖直挡板的结构示意图二。

图8是本发明中第二竖直挡板的结构示意图。

图9是本发明中第三竖直挡板的结构示意图。

图10是本发明中第四竖直挡板的结构示意图。

图中：1.立柱；2.气动机；3.多功能无线控制器；4.顶板；5.底板；6.进料通孔；7.矩形框架；8.第一竖直挡板；9.第二竖直挡板；10.第三竖直挡板；11.第四竖直挡板；12.支撑板；13.竖直液压支柱；14.平板；15.水平滑槽；16.第一水平长孔；17.竖直导孔；18.第二水平长孔；19.第一导块；20.第二导块；21.滑条；22.第三水平长孔；23.第一卡勾；24.第二卡勾；25.第一气缸；26.压板；27.M型滑槽安装孔；28.中心板；29.折叠板；30.气动振动器；31.振动杆；32.振动通孔；33.第二气缸；34.填料斗；35.万向轮；36.实验台；37.混凝土超声断层扫描仪；38.温湿度检测仪；39.显示器；40.第四水平长孔。

实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

如图1-图10所示，变体积实验室长方体试件制作与脱模装置，包括气动机2、气动压实装置、气动推拉装置、气动振动装置、多功能无线控制器3和四根垂直设置的立柱1，四根立柱1的上端连接有顶板4，四根立柱1的下端连接有底板5，顶板4和底板5均水平设置，顶板4的中部开设有进料通孔6，顶板4的下侧面固定安装有与进料通孔6同中心的矩形框架7，矩形框架7上设置有位于矩形框架7下方且上下通透的变体积长方体模具，变体积长方体模具的底部水平设有支撑板12，底板5的上侧面安装有四根竖直液压支柱13，四根竖直液压支柱13的伸缩杆顶部分别与支撑板12下侧面四角铰接，顶板4的上侧面在进料通孔6的外部设置有支架，支架顶部水平设置有平板14，气动压实装置安装在平板14上，气动压实装置正对进料通孔6的中心竖向设置，气动推拉装置设在顶板4下侧面并与变体积长方体模具连接，气动振动装置安装在支撑板12的下侧面中部，气动压实装置、气动推拉装置和气动振动装置均通过气体管路与气动机2连接，气动机2、气动压实装置、气动推拉装置、气动振动装置和四根竖直液压支柱13均与多功能无线控制器3连接。

变体积长方体模具包括分别对应设置在矩形框架7的前侧、左侧、后侧和右侧的第一竖直挡板8、第二竖直挡板9、第三竖直挡板10和第四竖直挡板11，第一竖直挡板8、第二竖直挡板9、第三竖直挡板10和第四竖直挡板11的下侧边均平齐，第一竖直挡板8与矩形框架7的前侧底部固定连接，第二竖直挡板9的前侧边和后侧边分别沿左右方向滑动连接在矩形框架7的前侧内壁和后侧内壁，第三竖直挡板10的左侧边沿前后方向滑动连接在第二竖直挡板9的上侧部，第三竖直挡板10的上侧部沿左右方向滑动连接在矩形框架7的右侧，第三竖直挡板10的上侧部与第四竖直挡板11的后侧边滑动连接，第四竖直挡板11沿前后方向滑动连接在第一竖直挡板8的右侧部。

矩形框架7的前侧和后侧的内壁分别沿左右方向开设有水平滑槽15，矩形框架7的右侧开设有左右通透的第一水平长孔16，第一竖直挡板8的右侧部开设有竖直导孔17，第一竖直挡板8的上侧边与矩形框架7的前侧底部固定连接，第二竖直挡板9的上侧部沿前后方向开设有第二水平长孔18，第二竖直挡板9的前侧边上部和后侧边上部分别设有第一导块19和第二导块20，第三竖直挡板10的上侧边一体成型有滑条21，第三竖直挡板10的上侧边沿左右方向开设有第三水平长孔22，滑条21与第三竖直挡板10的上侧边之间开设有第四水平长孔40，第三水平长孔22和第四水平长孔40均前后通透，第三竖直挡板10的左侧边上部设有第一卡勾23，第四竖直挡板11的后侧边上部设有第二卡勾24，第一导块19和第二导块20分别卡接滑动在前后两侧的水平滑槽15中，第三竖直挡板10上侧的滑条21嵌设滑动在第一水平长孔16中，第一卡勾23卡接滑动在第二水平长孔18中，第二卡勾24卡接滑动在第三水平长孔22中，第四竖直挡板11的前侧嵌设滑动在竖直导孔17中。

气动压实装置包括第一气缸25和压板26，第一气缸25竖直设置，平板14上开设有M型滑槽安装孔27，第一气缸25的缸体嵌设滑动在M型滑槽安装孔27中，压板26连接在第一气缸25的活塞杆下端，压板26包括中心板28和两个折叠板29，两个折叠板29分别通过铰链对称铰接在中心板28两侧边，铰链上设置有用于驱动两个折叠板29向下转动到水平状态与中心板28贴合的扭簧，中心板28和两个折叠板29均为矩形板，两个折叠板29的大小相同，中心板28和两个折叠板29的厚度相同，中心板28的大小是折叠板29的二倍，两个折叠板29分别绕左右两侧的铰链翻转折叠，两个折叠板29翻转折叠至中心板28的下侧面且固定连接，第一气缸25通过气体管路与气动机2连接。

气动振动装置包括气动振动器30和振动杆31，气动振动器30竖直设置，振动杆31连接在气动振动器30的上部，气动振动器30的上侧面固定连接在支撑板12的下侧面中部，支撑板12的中部开设有振动通孔32，振动杆31上下振动贯穿振动通孔32，振动通孔32的直径为8cm。

气动推拉装置包括第二气缸33和第三气缸，第二气缸33沿左右方向水平设置，第三气缸沿前后方向水平设置，第二气缸33的缸体固定安装在第二竖直挡板9左侧的顶板4下侧面，第二气缸33的活塞杆的右端固定连接在第二竖直挡板9的左侧面中部，第三气缸的缸体固定安装在第三竖直挡板10后侧的顶板4下侧面，第三气缸的活塞杆的前端固定连接在第三竖直挡板10的后侧面中部。

第一气缸25、第二气缸33和第三气缸均为现有技术中常用设备，工作原理和具体构造不再赘述。

顶板4的上侧面还通过两个支杆铰接有填料斗34，填料斗34为上下敞口且通透的矩形框体，填料斗34的下端口设置在进料通孔6的上方，底板5的下侧面四角安装有带自锁功能的万向轮35，通过万向轮35，实验人员方便移动本发明。

四根立柱1的一侧还设置有实验台36，多功能无线控制器3设置在实验台36上，实验台36上还设置有混凝土超声断层扫描仪37、温湿度检测仪38和显示器39，第一竖直挡板8、第二竖直挡板9、第三竖直挡板10和第四竖直挡板11均为透明玻璃钢挡板，第一竖直挡板8中内置有裂隙监测传感器、温度传感器和湿度传感器，裂隙监测传感器与混凝土超声断层扫描仪37连接，温度传感器和湿度传感器分别与温湿度检测仪38连接，混凝土超声断层扫描仪37和温湿度检测仪38均通过导线与显示器39连接。

变体积实验室长方体试件制作与脱模装置的操作方法，包括以下步骤：

（1）调节第一竖直挡板8、第二竖直挡板9、第三竖直挡板10和第四竖直挡板11的相对位置，围成符合体积要求的变体积长方体模具：启动气动机2，利用多功能无线控制器3控制第二气缸33动作，第二气缸33的活塞杆推拉第二竖直挡板9在左右方向移动，由于第三竖直挡板10的左侧边上部的第一卡勾23卡接滑动在第二竖直挡板9上侧部的第二水平长孔18中，第二竖直挡板9左右移动时，第二竖直挡板9带动第三竖直挡板10左右移动，使第三竖直挡板10上侧的滑条21在矩形框架7右侧的第一水平长孔16中左右滑动，调节好第二竖直挡板9的位置后，第二气缸33停止动作，利用多功能无线控制器3控制第三气缸动作，第三气缸的活塞杆推拉第三竖直挡板10在前后方向移动，由于第四竖直挡板11的后侧边上部的第二卡勾24卡接滑动在第三竖直挡板10上侧部的第三水平长孔22中，第三竖直挡板10前后移动时，第三竖直挡板10带动第四竖直挡板11前后移动，使第四竖直挡板11在第一竖直挡板8右侧部的竖直导孔17中前后滑动，调节好第三竖直挡板10的位置后，第三气缸停止动作，如此，完成变体积长方体模具体积大小的调节工作，使第一竖直挡板8、第二竖直挡板9、第三竖直挡板10和第四竖直挡板11围成符合体积要求的上下敞口且通透的变体积长方体模具；

（2）装填混凝土：利用多功能无线控制器3控制四个液压支柱同步动作，四个液压支柱的伸缩端顶起支撑板12，使支撑板12向上移动至支撑板12的上侧面与第一竖直挡板8、第二竖直挡板9、第三竖直挡板10和第四竖直挡板11的下侧边均紧压接触，四个液压支柱停止，调整填料斗34的角度，使填料斗34的下端口正对变体积长方体模具的上端敞口，然后，从填料斗34的上端口装填混凝土，混凝土便从填料斗34的下端口掉落至变体积长方体模具中，利用多功能无线控制器3控制气动振动器30振动，气动振动器30带动振动杆31振动，振动杆31的上端穿过支撑板12中心的振动通孔32上下振动，使混凝土在变体积长方体模具中装填均匀，气动振动器30停止；

（3）压实变体积长方体模具中的混凝土：利用多功能无线控制器3控制第一气缸25动作，根据变体积长方体模具的上端敞口大小，调节压板26的面积，如需要增大压板26面积，将两个折叠板29从中心板28的下侧面翻转至水平与中心板28齐平并固定，如需要减小压板26面积，将两个折叠板29折叠翻转至中心板28的下侧面并固定，调整第一气缸25在平板14上的M型滑槽安装孔27中的位置至第一气缸25的活塞杆正对变体积长方体模具的上端敞口中心，固定第一气缸25，第一气缸25的活塞杆向下伸展，带动压板26向下移动至变体积长方体模具中，紧压混凝土，活塞杆往复伸缩移动，使压板26压实混凝土，裂隙监测传感器检测混凝土内部层间裂隙大小，并将数据传至混凝土超声断层扫描仪37，混凝土超声断层扫描仪37将数据实时传至显示器39，实验人员根据显示器39显示的裂隙大小判断混凝土是否压实至实验要求，确认压实后，第一气缸25的活塞杆向上收缩至高位并移出变体积长方体模具；

（4）维持变体积长方体模具固定，使压实的混凝土静置一段时间，温度传感器和湿度传感器检测变体积长方体模具中的混凝土温度和湿度，并将数据分别传至温湿度检测仪38，温湿度检测仪38将数据实时传至显示器39，实验人员根据显示器39显示的温度和湿度判断混凝土干燥的温度和湿度是否达到实验要求，确认温度和湿度达到实验要求后，接着进行混凝土长方体试件的脱模工作，至此，混凝土长方体试件制作完成。

步骤（4）中的混凝土长方体试件的脱模方法为：启动气动机2，利用多功能无线控制器3分别控制四个液压支柱、第一气缸25、第二气缸33和第三气缸动作，四个液压支柱向下收缩，带动支撑板12向下平移，之后，第一气缸25的活塞杆向下伸展，向下推压混凝土长方体试件，之后，第二气缸33的活塞杆向左收缩拉动第二竖直挡板9向左移动，第二竖直挡板9向左移动的同时带动第三竖直挡板10向左移动，之后，第三气缸的活塞杆向后收缩拉动第三竖直挡板10向后移动，第三竖直挡板10向后移动的同时带动第四竖直挡板11向后移动，如此，变体积长方体模具的体积变大，使得混凝土长方体试件脱离变体积长方体模具，完成混凝土长方体试件的脱模工作。

本发明的第一竖直挡板8、第二竖直挡板9、第三竖直挡板10和第四竖直挡板11通过与矩形框架7结合围成上下敞口且通透的变体积长方体模具，能够根据实验需要制作不同体积的混凝土长方体试件，摆脱了制作不同体积的长方体试件而用不同的模具的现有情况，可以更好的满足现实的需求；结构设计合理，具有完整的试件制作与脱模系统，在试件制作与脱模全程节省了人力资源，同时不需击打试件而使其实现脱模，减少了噪音，同时使制作过程更加安全化；第一竖直挡板8中内置有裂隙监测传感器、温度传感器和湿度传感器，能够实时检测试件在制作过程中的各项指标，保证制作试件的质量。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.变体积实验室长方体试件制作与脱模装置，其特征在于：包括气动机、气动压实装置、气动推拉装置、气动振动装置、多功能无线控制器和四根垂直设置的立柱，四根立柱的上端连接有顶板，四根立柱的下端连接有底板，顶板和底板均水平设置，顶板的中部开设有进料通孔，顶板的下侧面固定安装有与进料通孔同中心的矩形框架，矩形框架上设置有位于矩形框架下方且上下通透的变体积长方体模具，变体积长方体模具的底部水平设有支撑板，底板的上侧面安装有四根竖直液压支柱，四根竖直液压支柱的伸缩杆顶部分别与支撑板下侧面四角铰接，顶板的上侧面在进料通孔的外部设置有支架，支架顶部水平设置有平板，气动压实装置安装在平板上，气动压实装置正对进料通孔的中心竖向设置，气动推拉装置设在顶板下侧面并与变体积长方体模具连接，气动振动装置安装在支撑板的下侧面中部，气动压实装置、气动推拉装置和气动振动装置均通过气体管路与气动机连接，气动机、气动压实装置、气动推拉装置、气动振动装置和四根竖直液压支柱均与多功能无线控制器连接；

变体积长方体模具包括分别对应设置在矩形框架的前侧、左侧、后侧和右侧的第一竖直挡板、第二竖直挡板、第三竖直挡板和第四竖直挡板，第一竖直挡板、第二竖直挡板、第三竖直挡板和第四竖直挡板的下侧边均平齐，第一竖直挡板与矩形框架的前侧底部固定连接，第二竖直挡板的前侧边和后侧边分别沿左右方向滑动连接在矩形框架的前侧内壁和后侧内壁，第三竖直挡板的左侧边沿前后方向滑动连接在第二竖直挡板的上侧部，第三竖直挡板的上侧部沿左右方向滑动连接在矩形框架的右侧，第三竖直挡板的上侧部与第四竖直挡板的后侧边滑动连接，第四竖直挡板沿前后方向滑动连接在第一竖直挡板的右侧部。

2.根据权利要求1所述的变体积实验室长方体试件制作与脱模装置，其特征在于：矩形框架的前侧和后侧的内壁分别沿左右方向开设有水平滑槽，矩形框架的右侧开设有左右通透的第一水平长孔，第一竖直挡板的右侧部开设有竖直导孔，第一竖直挡板的上侧边与矩形框架的前侧底部固定连接，第二竖直挡板的上侧部沿前后方向开设有第二水平长孔，第二竖直挡板的前侧边上部和后侧边上部分别设有第一导块和第二导块，第三竖直挡板的上侧边一体成型有滑条，第三竖直挡板的上侧边沿左右方向开设有第三水平长孔，滑条与第三竖直挡板的上侧边之间开设有第四水平长孔，第三水平长孔和第四水平长孔均前后通透，第三竖直挡板的左侧边上部设有第一卡勾，第四竖直挡板的后侧边上部设有第二卡勾，第一导块和第二导块分别卡接滑动在前后两侧的水平滑槽中，第三竖直挡板上侧的滑条嵌设滑动在第一水平长孔中，第一卡勾卡接滑动在第二水平长孔中，第二卡勾卡接滑动在第三水平长孔中，第四竖直挡板的前侧嵌设滑动在竖直导孔中。

3.根据权利要求2所述的变体积实验室长方体试件制作与脱模装置，其特征在于：气动压实装置包括第一气缸和压板，第一气缸竖直设置，平板上开设有M型滑槽安装孔，第一气缸的缸体嵌设滑动在M型滑槽安装孔中，压板连接在第一气缸的活塞杆下端，压板包括中心板和两个折叠板，两个折叠板分别通过铰链对称铰接在中心板两侧边，铰链上设置有用于驱动两个折叠板向下转动到水平状态与中心板贴合的扭簧，中心板和两个折叠板均为矩形板，两个折叠板的大小相同，中心板和两个折叠板的厚度相同，中心板的大小是折叠板的二倍，两个折叠板分别绕左右两侧的铰链翻转折叠，两个折叠板翻转折叠至中心板的下侧面且固定连接，第一气缸通过气体管路与气动机连接。

4.根据权利要求3所述的变体积实验室长方体试件制作与脱模装置，其特征在于：气动振动装置包括气动振动器和振动杆，气动振动器竖直设置，振动杆连接在气动振动器的上部，气动振动器的上侧面固定连接在支撑板的下侧面中部，支撑板的中部开设有振动通孔，振动杆上下振动贯穿振动通孔，振动通孔的直径为8cm。

5.根据权利要求4所述的变体积实验室长方体试件制作与脱模装置，其特征在于：气动推拉装置包括第二气缸和第三气缸，第二气缸沿左右方向水平设置，第三气缸沿前后方向水平设置，第二气缸的缸体固定安装在第二竖直挡板左侧的顶板下侧面，第二气缸的活塞杆的右端固定连接在第二竖直挡板的左侧面中部，第三气缸的缸体固定安装在第三竖直挡板后侧的顶板下侧面，第三气缸的活塞杆的前端固定连接在第三竖直挡板的后侧面中部。

6.根据权利要求5所述的变体积实验室长方体试件制作与脱模装置，其特征在于：顶板的上侧面还通过两个支杆铰接有填料斗，填料斗为上下敞口且通透的矩形框体，填料斗的下端口设置在进料通孔的上方，底板的下侧面四角安装有带自锁功能的万向轮。

7.根据权利要求6所述的变体积实验室长方体试件制作与脱模装置，其特征在于：四根立柱的一侧还设置有实验台，多功能无线控制器设置在实验台上，实验台上还设置有混凝土超声断层扫描仪、温湿度检测仪和显示器，第一竖直挡板、第二竖直挡板、第三竖直挡板和第四竖直挡板均为透明玻璃钢挡板，第一竖直挡板中内置有裂隙监测传感器、温度传感器和湿度传感器，裂隙监测传感器与混凝土超声断层扫描仪连接，温度传感器和湿度传感器分别与温湿度检测仪连接，混凝土超声断层扫描仪和温湿度检测仪均通过导线与显示器连接。

8.如权利要求7中所述的变体积实验室长方体试件制作与脱模装置的操作方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）调节第一竖直挡板、第二竖直挡板、第三竖直挡板和第四竖直挡板的相对位置，围成符合体积要求的变体积长方体模具：启动气动机，利用多功能无线控制器控制第二气缸动作，第二气缸的活塞杆推拉第二竖直挡板在左右方向移动，由于第三竖直挡板的左侧边上部的第一卡勾卡接滑动在第二竖直挡板上侧部的第二水平长孔中，第二竖直挡板左右移动时，第二竖直挡板带动第三竖直挡板左右移动，使第三竖直挡板的上侧的滑条在矩形框架右侧的第一水平长孔中左右滑动，调节好第二竖直挡板的位置后，第二气缸停止动作，利用多功能无线控制器控制第三气缸动作，第三气缸的活塞杆推拉第三竖直挡板在前后方向移动，由于第四竖直挡板的后侧边上部的第二卡勾卡接滑动在第三竖直挡板上侧部的第三水平长孔中，第三竖直挡板前后移动时，第三竖直挡板带动第四竖直挡板前后移动，使第四竖直挡板的前侧在第一竖直挡板右侧部的竖直导孔中前后滑动，调节好第三竖直挡板的位置后，第三气缸停止动作，如此，完成变体积长方体模具体积大小的调节工作，使第一竖直挡板、第二竖直挡板、第三竖直挡板和第四竖直挡板围成符合体积要求的上下敞口且通透的变体积长方体模具；

（2）装填混凝土：利用多功能无线控制器控制四个液压支柱同步动作，四个液压支柱的伸缩端顶起支撑板，使支撑板向上移动至支撑板的上侧面与第一竖直挡板、第二竖直挡板、第三竖直挡板和第四竖直挡板的下侧边均紧压接触，四个液压支柱停止，调整填料斗的角度，使填料斗的下端口正对变体积长方体模具的上端敞口，然后，从填料斗的上端口装填混凝土，混凝土便从填料斗的下端口掉落至变体积长方体模具中，利用多功能无线控制器控制气动振动器振动，气动振动器带动振动杆振动，振动杆的上端穿过支撑板中心的振动通孔上下振动，使混凝土在变体积长方体模具中装填均匀，气动振动器停止；

（3）压实变体积长方体模具中的混凝土：利用多功能无线控制器控制第一气缸动作，根据变体积长方体模具的上端敞口大小，调节压板的面积，如需要增大压板面积，将两个折叠板从中心板的下侧面翻转至水平与中心板齐平并固定，如需要减小压板面积，将两个折叠板折叠翻转至中心板的下侧面并固定，调整第一气缸在平板上的M型滑槽安装孔中的位置至第一气缸的活塞杆正对变体积长方体模具的上端敞口中心，固定第一气缸，第一气缸的活塞杆向下伸展，带动压板向下移动至变体积长方体模具中，紧压混凝土，活塞杆往复伸缩移动，使压板压实混凝土，裂隙监测传感器检测混凝土内部层间裂隙大小，并将数据传至混凝土超声断层扫描仪，混凝土超声断层扫描仪将数据实时传至显示器，实验人员根据显示器显示的裂隙大小判断混凝土是否压实至实验要求，确认压实后，第一气缸的活塞杆向上收缩至高位并移出变体积长方体模具；

（4）维持变体积长方体模具固定，使压实的混凝土静置一段时间，温度传感器和湿度传感器检测变体积长方体模具中的混凝土温度和湿度，并将数据分别传至温湿度检测仪，温湿度检测仪将数据实时传至显示器，实验人员根据显示器显示的温度和湿度判断混凝土干燥的温度和湿度是否达到实验要求，确认温度和湿度达到实验要求后，接着进行混凝土长方体试件的脱模工作，至此，混凝土长方体试件制作完成。

9.根据权利要求8所述的变体积实验室长方体试件制作与脱模装置的操作方法，其特征在于：步骤（4）中的混凝土长方体试件的脱模方法为：启动气动机，利用多功能无线控制器分别控制四个液压支柱、第一气缸、第二气缸和第三气缸动作，四个液压支柱向下收缩，带动支撑板向下平移，之后，第一气缸的活塞杆向下伸展，向下推压混凝土长方体试件，之后，第二气缸的活塞杆向左收缩拉动第二竖直挡板向左移动，第二竖直挡板向左移动的同时带动第三竖直挡板向左移动，之后，第三气缸的活塞杆向后收缩拉动第三竖直挡板向后移动，第三竖直挡板向后移动的同时带动第四竖直挡板向后移动，如此，变体积长方体模具的体积变大，使得混凝土长方体试件脱离变体积长方体模具，完成混凝土长方体试件的脱模工作。