CN111354255A - 一种岩土工程滑坡模型试验箱 - Google Patents

一种岩土工程滑坡模型试验箱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种岩土工程滑坡模型试验箱，包括箱体，所述箱体一侧的顶部安装有料斗，且料斗与箱体的内部连通，所述箱体另一侧的底部安装有排出管，且排出管与箱体内部连通，所述箱体的顶壁上安装有多个螺纹管，每个所述螺纹管均外接单片机，所述螺纹管的驱动端安装有第一伞齿轮，所述箱体的顶板上通过限位轴承转动安装有多个螺纹管，所述螺纹管内螺纹安装有螺纹杆，所述螺纹管的顶端安装有第二伞齿轮，且第二伞齿轮与第一伞齿轮相互啮合。本方案可通过变换布体的折线形状，从而方便的将箱体内的土体呈现出不动的坡面，增加实验的可能性和真实性，同时提供模拟雨水的功能，以为土体提供滑坡的条件。

Description

一种岩土工程滑坡模型试验箱
技术领域
本发明涉及岩土工程滑坡实验技术领域，尤其涉及一种岩土工程滑坡模型试验箱。
背景技术
滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。运动的岩(土)体称为变位体或滑移体，未移动的下伏岩(土)体称为滑床。
岩土工程中涉及土体滑坡实验，一般通过使用滑坡模型试验箱完成实验，现有的试验箱在实际使用时，采用人工构造出土体的折线状坡面，此过程十分费时费力，不便于实验的快速进行，尤其是在需要构造多种外形的折线坡面时更加的突出费时费力的缺点，妨碍试验的顺利进行，因此提出一种岩土工程滑坡模型试验箱。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种岩土工程滑坡模型试验箱。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种岩土工程滑坡模型试验箱，包括箱体，所述箱体一侧的顶部安装有料斗，且料斗与箱体的内部连通，所述箱体另一侧的底部安装有排出管，且排出管与箱体内部连通，所述箱体的顶壁上安装有多个伺服电机，每个所述伺服电机均外接单片机，所述伺服电机的驱动端安装有第一伞齿轮，所述箱体的顶板上通过限位轴承转动安装有多个螺纹管，所述螺纹管内螺纹安装有螺纹杆，所述螺纹管的顶端安装有第二伞齿轮，且第二伞齿轮与第一伞齿轮相互啮合；
所述螺纹杆的底端延伸至箱体内并转动安装有牵引杆，所述牵引杆的两端均通过竖向滑轨与箱体的内侧壁滑动连接，且竖向滑轨与箱体的内侧壁固定，所述牵引杆的底壁上均安装有限位杆，多个所述限位杆之间共同穿设有布体，所述布体靠近料斗的一端与箱体的侧壁固定，所述布体的另一端延伸至箱体的外侧壁并通过辊体绕设收集，所述辊体的转轴通过两个转动连接的支撑板与箱体的外侧壁固定，所述箱体的外侧壁上安装有安装架，所述安装架与辊体的转轴的一端共同固定有扭簧；
所述箱体远离料斗的一侧滑动插设有滑动架板，所述滑动架板包括顶板、侧板和底板，所述顶板的底壁上安装有弯管，所述弯管的底壁上安装有多个喷头，所述弯管的一端闭合，另一端安装有水管，所述箱体的外侧壁上安装有水泵，所述水管与水泵的出水端连接。
进一步地，所述伺服电机的输入端外接型号为可编程89S51型号的单片机。
进一步地，所述弯管呈S形结构。
进一步地，所述螺纹杆的底端通过限位块与牵引杆的顶部转动连接。
进一步地，所述滑动架板的底板远离侧板的一端延伸至箱体的内部并安装有限位条板。
进一步地，所述排出管上安装有推拉式阻隔挡板。
进一步地，所述布体靠近料斗的一端与箱体内侧壁的固定点位于料斗与箱体连通处的上侧。
进一步地，所述第一伞齿轮与第二伞齿轮的直径比为2:1。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
本方案可通过变换布体的折线形状，从而方便的将箱体内的土体呈现出不动的坡面，增加实验的可能性和真实性，同时提供模拟雨水的功能，以为土体提供滑坡的条件。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提出的一种岩土工程滑坡模型试验箱的整体结构示意图；
图2为本发明提出的一种岩土工程滑坡模型试验箱的俯视图；
图3为图1的内部结构示意图；
图4为本发明提出的一种岩土工程滑坡模型试验箱的弯管的放大图；
图5为本发明提出的一种岩土工程滑坡模型试验箱的牵引杆与限位杆的结构示意图；
图6为图3中A部分结构的放大图；
图7为图3中B部分结构的放大图。
图中：1箱体、2料斗、3排出管、4伺服电机、5螺纹杆、6辊体、7水泵、8水管、9滑动架板、10弯管、11喷头、12螺纹管、13第一伞齿轮、14第二伞齿轮、15限位轴承、16竖向滑轨、17牵引杆、18限位杆、19布体、20安装架、21扭簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-7，一种岩土工程滑坡模型试验箱，包括箱体1，箱体1一侧的顶部安装有料斗2，且料斗2与箱体1的内部连通，箱体1另一侧的底部安装有排出管3，且排出管3与箱体1内部连通，箱体1的顶壁上安装有多个伺服电机4，每个伺服电机4均外接单片机，伺服电机4的驱动端安装有第一伞齿轮13，箱体1的顶板上通过限位轴承15转动安装有多个螺纹管12，螺纹管12内螺纹安装有螺纹杆5，所述螺纹管12的顶端安装有第二伞齿轮14，且第二伞齿轮14与第一伞齿轮13相互啮合；
螺纹杆5的底端延伸至箱体1内并转动安装有牵引杆17，牵引杆17的两端均通过竖向滑轨16与箱体1的内侧壁滑动连接，且竖向滑轨16与箱体1的内侧壁固定，牵引杆17的底壁上均安装有限位杆18，多个限位杆18之间共同穿设有布体19，布体19靠近料斗2的一端与箱体1的侧壁固定，布体19的另一端延伸至箱体1的外侧壁并通过辊体6绕设收集，辊体6的转轴通过两个转动连接的支撑板与箱体1的外侧壁固定，箱体1的外侧壁上安装有安装架20，安装架20与辊体6的转轴的一端共同固定有扭簧21；
箱体1远离料斗2的一侧滑动插设有滑动架板9，滑动架板9包括顶板、侧板和底板，顶板的底壁上安装有弯管10，弯管10的底壁上安装有多个喷头11，弯管10的一端闭合，另一端安装有水管8，箱体1的外侧壁上安装有水泵7，水管8与水泵7的出水端连接。
进一步地，伺服电机4的输入端外接型号为可编程89S51型号的单片机。
进一步地，弯管10呈S形结构。
进一步地，螺纹杆5的底端通过限位块与牵引杆17的顶部转动连接。
进一步地，滑动架板9的底板远离侧板的一端延伸至箱体1的内部并安装有限位条板。
进一步地，排出管3上安装有推拉式阻隔挡板。
进一步地，布体19靠近料斗2的一端与箱体1内侧壁的固定点位于料斗2与箱体1连通处的上侧。
进一步地，第一伞齿轮13与第二伞齿轮14的直径比为2:1。
本发明的工作原理及使用流程：土体通过料斗2加入至箱体1内，开启排出管3的推拉式阻隔挡板时土体即可排出；实验前，通过单片机控制每个伺服电机4转动，且根据需要控制每个伺服电机4的开启时间，伺服电机4转动时，通过第一伞齿轮13与第二伞齿轮14啮合，带动螺纹管12转动，然后通过螺纹管12与螺纹杆5的螺纹配合，控制螺纹杆5的下移一定的距离，螺纹杆5无论是下移还是上移均可带动牵引杆17和限位杆18移动，从而迫使布体19在箱体1内上下移动，以便表现为多种形式的弯折状，布体19的形状确定后，停止伺服电机4，将土体通过料斗2倾倒至箱体1内，在布体19的限制下，箱体1内的土体表现位于布体19相同折线的顶面即坡度，满足不同实验坡度的构造需求，使得实验更加多样化。
布体19被迫使下移时，可造成辊体6转轴一端的扭簧21扭转，形成扭力，以便布体19上移时，提供拉力，促使布体19可保持水平。
水泵7通过进水管外接水源，并将水体通过水管8输送至滑动架板10，最后从喷头11喷出，在将滑动架板9推动至箱体1内之后，喷头11进行喷水，可模拟雨水天气，为箱体1内的土体提供滑坡的条件。
为了方便箱体1的移动可在其底部安装四个可制动万向轮。
通过变换布体19的折线形状，可方便的将箱体1内的土体呈现出不动的坡面，增加实验的可能性和真实性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种岩土工程滑坡模型试验箱，包括箱体(1)，其特征在于，所述箱体(1)一侧的顶部安装有料斗(2)，且料斗(2)与箱体(1)的内部连通，所述箱体(1)另一侧的底部安装有排出管(3)，且排出管(3)与箱体(1)内部连通，所述箱体(1)的顶壁上安装有多个伺服电机(4)，每个所述伺服电机(4)均外接单片机，所述伺服电机(4)的驱动端安装有第一伞齿轮(13)，所述箱体(1)的顶板上通过限位轴承(15)转动安装有多个螺纹管(12)，所述螺纹管(12)内螺纹安装有螺纹杆(5)，所述螺纹管(12)的顶端安装有第二伞齿轮(14)，且第二伞齿轮(14)与第一伞齿轮(13)相互啮合；
所述螺纹杆(5)的底端延伸至箱体(1)内并转动安装有牵引杆(17)，所述牵引杆(17)的两端均通过竖向滑轨(16)与箱体(1)的内侧壁滑动连接，且竖向滑轨(16)与箱体(1)的内侧壁固定，所述牵引杆(17)的底壁上均安装有限位杆(18)，多个所述限位杆(18)之间共同穿设有布体(19)，所述布体(19)靠近料斗(2)的一端与箱体(1)的侧壁固定，所述布体(19)的另一端延伸至箱体(1)的外侧壁并通过辊体(6)绕设收集，所述辊体(6)的转轴通过两个转动连接的支撑板与箱体(1)的外侧壁固定，所述箱体(1)的外侧壁上安装有安装架(20)，所述安装架(20)与辊体(6)的转轴的一端共同固定有扭簧(21)；
所述箱体(1)远离料斗(2)的一侧滑动插设有滑动架板(9)，所述滑动架板(9)包括顶板、侧板和底板，所述顶板的底壁上安装有弯管(10)，所述弯管(10)的底壁上安装有多个喷头(11)，所述弯管(10)的一端闭合，另一端安装有水管(8)，所述箱体(1)的外侧壁上安装有水泵(7)，所述水管(8)与水泵(7)的出水端连接。
2.根据权利要求1所述的一种岩土工程滑坡模型试验箱，其特征在于，所述伺服电机(4)的输入端外接型号为可编程89S51型号的单片机。
3.根据权利要求1所述的一种岩土工程滑坡模型试验箱，其特征在于，所述弯管(10)呈S形结构。
4.根据权利要求1所述的一种岩土工程滑坡模型试验箱，其特征在于，所述螺纹杆(5)的底端通过限位块与牵引杆(17)的顶部转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种岩土工程滑坡模型试验箱，其特征在于，所述滑动架板(9)的底板远离侧板的一端延伸至箱体(1)的内部并安装有限位条板。
6.根据权利要求1所述的一种岩土工程滑坡模型试验箱，其特征在于，所述排出管(3)上安装有推拉式阻隔挡板。
7.根据权利要求1所述的一种岩土工程滑坡模型试验箱，其特征在于，所述布体(19)靠近料斗(2)的一端与箱体(1)内侧壁的固定点位于料斗(2)与箱体(1)连通处的上侧。
8.根据权利要求1所述的一种岩土工程滑坡模型试验箱，其特征在于，所述第一伞齿轮(13)与第二伞齿轮(14)的直径比为2:1。
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