CN112289112B - 一种多变坡式径流场水蚀模拟教学系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多变坡式径流场水蚀模拟教学系统，包括工作台，其特征是，所述工作台的正上方设有底座，底座与工作台之间通过角度调节机构连接，底座的上端横向等距分布有若干竖立隔板，相邻两竖立隔板之间形成未封闭容纳腔，相邻两隔板之间分别设置有多坡板，竖立隔板后侧的底座上设有人工降雨机构；所述底座前侧插接有过滤筛板组件，过滤筛板组件正下方的工作台上放置有积水箱；本发明的径流场水蚀模拟教学系统的结构紧凑，使径流场占地面积缩小、试验成本大大降低、操作方便快捷、实验周期大大缩短，且通过变换坡面的不同倾斜程度、不同凹凸形态对土壤水蚀过程进行有效测算分析，增加了本发明实用性。
Description
技术领域
本发明涉及土壤径流治理技术领域，特别涉及一种多变坡式径流场水蚀模拟教学系统。
背景技术
径流场，是指进行野外或者人工模拟降雨土壤侵蚀试验的一个试验场，有不同的规格和配置，径流场一般分为试验小区、接流池、分流池和排水渠等，根据试验目的和具体情况进行修建，标准径流场大概22米长，1－2米宽；但是，采用天然的径流场进行试验存在的问题在于：第一，建造天然径流场占地面积大、使用成本较高，同时采用天然径流场由于利用的是天然降雨，但自然降雨的周期较长原因会导致径流场的实验周期较长，所以设计一种径流场的模拟教学系统代替现有天然径流场进行模拟实验，使径流场占地面积缩小、试验成本大大降低、操作方便快捷、实验周期大大缩短；第二，现有的径流场水蚀试验模型通常必须要求能够调节坡度以便更加适应实地环境，尽管部分模型已经达到这一要求，但是随着科学研究的不断深入，对坡面形态要求也越来越复杂，越来越多的研究需要变换坡面的凹凸形态，从而分析不同凹凸形态坡面对土壤水蚀过程的影响，所以设计一种多变坡式的侵径流场测定装置是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多变坡式径流场水蚀模拟教学系统，能够有效解决上述背景技术中提到的问题。
本发明采用的技术方案如下：一种多变坡式径流场水蚀模拟教学系统，包括工作台，所述工作台的正上方设有底座，底座与工作台之间通过角度调节机构连接，底座的上端横向等距分布有若干竖立隔板，相邻两隔板之间形成未封闭容纳腔，相邻两隔板之间均设有多坡板，其中，多坡板包括第一坡板、第二坡板、第三坡板，第一坡板与第二坡板之间连接有第一塑胶过渡带，第一坡板与第二坡板的下端装配有变坡机构，第二坡板与第三坡板之间通过第二塑胶过渡带连接，第三坡板的自由端下侧与相对应未封闭容纳腔的前侧左右两侧壁沿前后方向滑动连接，第一坡板、第二坡板、第三坡板与相对应的未封闭容纳腔左右两侧壁虚接触，竖立隔板后侧的底座上设有人工降雨机构；所述未封闭容纳腔前侧的底座上开设有相对应的导流槽，导流槽的前侧向前延伸贯通底座的前侧端，导流槽上可拆卸连接有过滤筛板组件，过滤筛板组件正下方的工作台上放置有相对应的积水箱。
优选地，所述角度调节机构包括外筒、伸缩弹簧、内柱、挡块、锁紧筒、连接块、支座；所述外筒内设有锁紧筒、锁紧筒的筒口同侧放置，锁紧筒的筒底中心设有通孔且通孔内活动适配有内柱，内柱的一端与位于锁紧筒内的挡块固接，内柱的另一端与外筒筒底中心固接，锁紧筒与外筒之间的内柱上套设有伸缩弹簧，伸缩弹簧处于自然状态时，挡块与锁紧筒挤压接触；所述锁紧筒置于外筒筒口外端的侧壁与底座固接，外筒的下侧外壁与工作台固接。
优选地，所述角度调节机构还包括操作杆、旋钮、第一调节片、指针、销钉；所述锁紧筒内壁的通孔四周均匀设有一圈销钉，销钉头部对应的挡块端面上设有一圈与其对应的销孔；所述锁紧筒筒口上装配有安装杆，且安装杆远离锁紧筒的一端设有旋钮，安装杆的上侧设有第一调节片，第一调角片及第一调节片上滑槽均为异形状，第一调节片适配于安装杆的外壁且第一调节片固接于底座上；所述第一调角片上均匀刻有对应的角度值，且相邻两角度值之间的分度分别与相邻两销孔之间的间距相对应，旋钮的侧壁上设有指针且指针与第一调节片上的角度值相对应。
优选地，所述底座与工作台之间连接有若干缓冲弹簧。
优选地，所述第一坡板、第二坡板与第一塑胶过渡带的连接端均呈U型结构，第一塑胶过渡带的两端分别通过连接弹簧与第一坡板、第二坡板的U型结构内壁连接。
优选地，所述第三坡板的前端下侧固接有铰接耳，铰接耳通过滑柱与相对应未封闭容纳腔的两侧壁滑动连接。
优选地，所述变坡机构包括第一支臂、第二支臂、第二调角片、旋转锁紧组件，所述第一支臂的底端与第二支臂的底端通过销轴转接，且第一支臂固接于销轴上，销轴的两端分别与第二支臂底端左右侧壁转接，销轴外壁的中部位置环形阵列有轮齿，轮齿上啮合连接有齿轮座，齿轮座的下端与第二支臂底端上壁固接；所述第二调角片、第二调节片上开设的滑槽均为异形状，第二调角片上均匀刻有对应的角度值，第二调角片上的滑槽内滑动设有与第二调角片上角度值适配的限位柱，第二调角片的另一端与第二支臂固接；所述第二支臂的左右两端均以同心第二调角片、销轴的方式固接有连接轴，连接轴转动贯穿相近端的竖立隔与下一未封闭容纳腔中的第二支臂固接，其中最外侧的一连接轴上装配有旋转锁紧组件。
优选地，所述旋转锁紧组件包括基座、齿条、驱动轮、锁定单元，所述基座套设在齿条上，基座的长度方向平行于齿条的延伸方向，基座包括驱动腔和与驱动腔一端连接或一体成型的锁定腔，驱动腔内设有驱动轮，连接轴转动贯通驱动腔左右侧壁且同心贯通驱动轮中心，驱动腔的下端与工作台固接；所述锁定腔内设置有锁定单元，锁定单元包括锁定板、凸耳、弹性件、支柱、滑动耳，所述锁定腔的上端设有锁口，锁定板的头部穿过锁口与齿条的凹槽部分插接适配，锁定板的两侧壁分别设有凸耳，凸耳的外侧端通过支柱与滑动耳转动连接，滑动耳的另一端内侧通过限位块与相近端的锁定腔侧壁沿齿条延伸方向滑动连接，支柱上套设有弹性件且弹性件的两端分别与凸耳、滑动耳连接。
优选地，所述人工降雨机构包括安装在竖立隔板后侧底座上端的支撑架，所述支撑架的顶部朝向未封闭容纳腔的上方设有若干支撑杆，所述支撑杆的底部固定有喷水管，喷水管朝下设有喷水嘴，喷水管靠近支撑架的一端穿过支撑架后连接有布水管，布水管通过连接管与底座上端固接的蓄水池内水泵连接。
应用多变坡式径流场水蚀模拟教学系统的测定方法，包括如下步骤：
步骤一,试验人员从室外上的不同区域、不同地点分别进行采集砂质土、壤土、黏质土土样，根据实验设计的要求，将砂质土、壤土、黏质土土样进行过筛后，分别分层填装、压实到3个未封闭容纳腔内的多坡板上；
步骤二,通过调节角度调节机构将3个未封闭容纳腔以及内部多坡板调整到实验设计所需的倾斜坡度；通过调节变坡机构将多坡板调整到实验设计所需的凹凸形态；
步骤三,在正式人工降雨前，通过控制器率定实验所需的降雨强度，然后打开人工降雨机构，开始降雨实验，各未封闭容纳腔内的土壤侵蚀部分分别通过下端相对应的导流槽、过滤板组件流入相对应的积水箱内，通过过滤板组件可分离出侵蚀土壤的侵蚀情况，流失土壤留存于导流槽中，流失水分在积水箱中收集；
步骤四,通过调整不同倾斜坡度、不同凹凸形态，精准测算坡面土壤水蚀的侵蚀形态、土壤流失途径和侵蚀量。
本发明的有益效果在于：
本发明的径流场水蚀模拟教学系统的结构紧凑，可完成多角度坡度倾斜及不同凹凸坡面调节的土壤侵蚀实验，可代替现有的径流场进行模拟实验，使径流场占地面积缩小、试验成本大大降低、操作方便快捷、实验周期大大缩短，同时本发明可以通过变换坡面的不同倾斜程度、不同凹凸形态对土壤水蚀过程进行有效测算分析，增加了本发明实用性。
本发明通过安装有角度调节机构，可以有效的使底座发生翻转，从而可调节未封闭容纳腔内第一坡板、第二坡板、第三坡板的倾斜程度，进而实现坡面不同角度的调节，调节方便快捷；其中，通过设置有安装杆以及旋钮使试验人员方便快捷对角度调节机构进行操作，通过第一调角片、指针与销钉、销孔之间的相互配合，进而使底座翻转的角度更加精确无误，从而使底座上端的多坡板准确的达到试验人员预期的倾斜程度，最终保证模拟实验更加接近于自然环境下进行的实验。
本发明通过第一支臂、第二支臂与旋转锁紧组件的相互配合，进而达到对上端第一坡板、第二坡板坡度的任意角度调节，从而充分满足实验要求，同时，通过销轴外壁上轮齿与齿轮座的相互啮合作用下，保证在旋转锁紧组件带动连接轴实现正反转时，带动第一支臂以及第一支臂上的轮齿发生转动，轮齿由于与连接轴同心，从而轮齿绕销轴外壁上轮齿旋转，进而在啮合作用下带动第一支臂实现同向翻转，进而最终实现第一支臂、第二支臂的闭合或张开，第二调角片与限位柱的相互配合则可以有效的保证第一支臂、第二支臂角度调节的精确性，且变坡机构操作简单，调节角度时单手操作即可，且占用空间小，承载抗压能力较强。
附图说明
图1为本发明的前端立体结构示意图。
图2为本发明的侧端的立体结构示意图。
图3为人工降雨机构的立体结构示意图。
图4为本发明的局部立体结构示意图。
图5为本发明的局部炸开立体结构示意图。
图6为旋转锁紧组件的立体结构示意图。
图7为角度调节机构的装配结构示意图。
图8为角度调节机构的局部炸开结构示意图。
图9为轮齿与齿轮座的配合结构示意图。
图10为过滤筛板组件的炸开结构示意图。
图中：工作台1、底座2、角度调节机构3、外筒3-1、伸缩弹簧3-2、内柱3-3、挡块3-4、锁紧筒3-5、连接块3-6、支座3-7、操作杆3-8、旋钮3-9、第一调节片3-10、指针3-11、销钉3-12、竖立隔板4、未封闭容纳腔5、多坡板6、第一坡板6-1、第二坡板6-2、第三坡板6-3、第一塑胶过渡带7、变坡机构8、第一支臂8-1、第二支臂8-2、第二调角片8-3、旋转锁紧组件8-4、驱动腔8-4-1、锁定腔8-4-2、齿条8-4-3、驱动轮8-4-4、锁定板8-4-5、凸耳8-4-6、扭簧8-4-7、支柱8-4-8、滑动耳8-4-9、第二塑胶过渡带9、人工降雨机构10、支撑架10-1、支撑杆10-2、喷水管10-3、喷水嘴10-4、布水管10-5、蓄水池10-6、水泵10-7、导流槽11、过滤筛板组件12、装配框12-1、过滤筛网12-2、积水箱13、缓冲弹簧14、连接弹簧15、铰接耳16、滑柱17、弹簧18、销轴19、轮齿20、齿轮座21、限位柱22、连接轴23、观察口24、挡板25、销孔26、控制器27。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍，以下所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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；此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
结合图1至图10示意一种多变坡式径流场水蚀模拟教学系统，包括工作台1，所述工作台1的正上方设有底座2，底座2与工作台1之间通过角度调节机构3连接，底座2的上端沿左右方向等距分布有若干竖立隔板4，相邻两隔板之间形成未封闭容纳腔5，本发明的竖立隔板4的数量采用4块，进而未封闭容纳腔5的数量为3个，各未封闭容纳腔5内分别设置有多坡板6，3个未封闭容纳腔5内的多坡板6上可盛放不同的土壤进行模拟侵蚀实验，进而可获得更多的实验数据，其中，多坡板6包括第一坡板6-1、第二坡板6-2、第三坡板6-3，第一坡板6-1与第二坡板6-2之间伸缩连接有第一塑胶过渡带7，第一坡板6-1与第二坡板6-2的下端装配有变坡机构8，第二坡板6-2与第三坡板6-3之间通过第二塑胶过渡带9连接，第三坡板6-3的自由端下侧与相对应未封闭容纳腔5的前侧左右两侧壁沿前后方向滑动连接，第一坡板6-1、第二坡板6-2、第三坡板6-3与相对应的未封闭容纳腔5左右两侧壁虚接触，由于第一坡板6-1与第二坡板6-2之间、第二坡板6-2与第三坡板6-3之间均通过软连接，在变坡机构8的作用下，从而使多坡板6呈现凹凸形态，从而便于试验人员分析不同凹凸形态坡面对土壤水蚀过程的影响，竖立隔板4后侧的底座2上安装有人工降雨机构10；所述未封闭容纳腔5前侧的底座2上开设有相对应的导流槽11，导流槽11的前侧向前延伸贯通底座2的前侧端，贯通底座2前侧的槽口上插接连接有过滤筛板组件12，过滤筛板组件12正下方的工作台1上放置有3个对应的积水箱13。本发明的径流场水蚀模拟教学系统的结构紧凑，可完成多角度坡度倾斜及不同凹凸坡面调节的土壤侵蚀实验，可代替现有的径流场进行模拟实验，使径流场占地面积缩小、试验成本大大降低、操作方便快捷、实验周期大大缩短，同时本发明可以通过变换坡面的不同倾斜程度、不同凹凸形态对土壤水蚀过程进行有效测算分析，增加了本发明实用性。
作为优选实施例，所述角度调节机构3包括外筒3-1、伸缩弹簧3-2、内柱3-3、挡块3-4、锁紧筒3-5、连接块3-6、支座3-7；所述外筒3-1内设有锁紧筒3-5、锁紧筒3-5的筒口同侧放置，锁紧筒3-5的筒底中心设有通孔且通孔内活动适配有内柱3-3，内柱3-3的一端与位于锁紧筒3-5内的挡块3-4焊接，内柱3-3的另一端与外筒3-1筒底中心焊接，锁紧筒3-5与外筒3-1之间的内柱3-3上套设有伸缩弹簧3-2，伸缩弹簧3-2处于自然状态时，挡块3-4与锁紧筒3-5挤压接触；所述锁紧筒3-5置于外筒3-1筒口外端的侧壁上通过竖立的连接块3-6与底座2焊接，且连接块3-6处于锁紧筒3-5的正上方时，底座2底端与工作台1上端面水平，外筒3-1的下侧外壁通过支座3-7与工作台1焊接。本发明通过安装有角度调节机构3，可以有效的使底座2发生翻转，从而可调节未封闭容纳腔5内第一坡板6-1、第二坡板6-2、第三坡板6-3的倾斜程度，进而实现坡面不同角度的调节，调节方便快捷。角度调节机构3的使用方法：使用时，试验人员首先向外筒3-1内腔推动锁紧筒3-5以此挤压伸缩弹簧3-2，进而使锁紧筒3-5与挡块3-4脱离挤压，此时转动锁紧筒3-5进而实现调节角度的目的，调转角度完毕后松开锁紧筒3-5，伸缩弹簧3-2由于其自身形变力作用下将锁紧筒3-5复位，进而通过挡块3-4使锁紧筒3-5再次进行固定，进而实现了调整工件翻转的目的，提高了零部件的加工效率。
作为优选实施例，所述角度调节机构3还包括操作杆3-8、旋钮3-9、第一调节片3-10、指针3-11、销钉3-12；所述锁紧筒3-5内壁的通孔四周均匀设有一圈销钉3-12，销钉3-12头部对应的挡块3-4端面上设有一圈与其对应的销孔26，通过销钉3-12与销孔26相互配合，进一步加强了锁紧筒3-5与外筒3-1的紧固性，避免调整角度后的角度调节机构3因挡块3-4与锁紧筒3-5挤压不牢固，造成挤压筒仍然进行翻转；所述锁紧筒3-5筒口上装配有安装杆，且安装杆远离锁紧筒3-5的一端焊接有旋钮3-9，安装杆的上侧设有第一调节片3-10且第一调角片为异形状，本实施例呈半环状，第一调节片3-10的滑槽为异形状，本实施例也呈对应的半环状，第一调节片3-10的下端凹陷部分与安装杆的外壁活动套设，第一调节片3-10的上端通过连接座与底座2焊接，第一调角片上均匀刻有对应的角度值，且两两角度值之间的分度分别与两两销孔26之间的间距相对应，旋钮3-9的侧壁上设有指针3-11且指针3-11与第一调节片3-10上的角度值相对应，通过设置有安装杆以及旋钮3-9使试验人员方便快捷对角度调节机构3进行操作，通过第一调角片、指针3-11与销钉3-12、销孔26之间的相互配合，进而使底座2翻转的角度更加精确无误，从而使底座2上端的多坡板6准确的达到试验人员预期的倾斜程度，最终保证模拟实验更加接近于自然环境下进行的实验。
作为优选实施例，所述底座2与工作台1之间连接有若干缓冲弹簧14，本实施例中缓冲弹簧14采用4根且4根缓冲弹簧14分别置于底座2的4个边角，缓冲弹簧14的作用在于对底座2起到辅助支撑的作用，避免角度调节机构3的承载力无法承受底座2及底座2上端设备的重量。
作为优选实施例，为了避免第一坡板6-1、第二坡板6-2在变坡机构8调节作用下造成第一塑胶过渡带7与第一坡板6-1、第二坡板6-2不在贴合，因此，第一坡板6-1、第二坡板6-2与第一塑胶过渡带7的连接端均呈U型结构，第一塑胶过渡带7的两端分别通过连接弹簧15与第一坡板6-1、第二坡板6-2的U型结构内壁连接。
作为优选实施例，所述第三坡板6-3的前端下侧焊接有铰接耳16，铰接耳16通过滑柱17与相对应未封闭容纳腔5的前侧左右两侧壁沿前后方向滑动连接，本发明中一种实施例滑柱17为1根，滑柱17滑动贯穿各个竖立隔板4上沿前后方向延伸的通槽，且滑柱17均与铰接耳16活动链接，另一种实施例滑柱17为3根，各未封闭容纳腔5中铰接耳16上均活动连接有滑柱17，滑柱17与相对应未封闭容纳腔5左右两侧壁沿前后方向延伸的滑槽滑动连接；无论以哪种方式连接，置于相对应未封闭容纳腔5中的滑柱17上均连接有弹簧18，弹簧18的另一端与竖立隔板4前侧的挡板25连接。本发明通过弹簧18、滑柱17的相互配合，进而保证在第二坡板6-2发生角度变化的时候，第三坡板6-3以同样的角度倾斜，从而充分实现对凹凸地面的模拟，满足实验研究要求。
作为优选实施例，所述变坡机构8包括第一支臂8-1、第二支臂8-2、第二调角片8-3、旋转锁紧组件8-4，所述第一支臂8-1的底端与第二支臂8-2的底端通过销轴19转接，且第一支臂8-1固接于销轴19上，销轴19的两端分别与第二支臂8-2底端左右侧壁转动连接，销轴19外壁的中部位置环形阵列有轮齿20，轮齿20上啮合连接有齿轮座21，齿轮座21的下端与第二支臂8-2底端上壁焊接；所述第二调角片8-3为异形状，本实施例呈半环状，第二调节片上设有对应的滑槽且滑槽为异形状，本实施例也呈对应的半环状，第二调角片8-3上均匀刻有对应的角度值，第二调角片8-3上的滑槽内滑动设有与第二调角片8-3上角度值适配的限位柱22，限位柱22的另一端与第一支臂8-1螺接固定，第二调角片8-3的另一端则固定在第二支臂8-2上；所述第二支臂8-2的左右两端均以同心第二调角片8-3、销轴19的方式固接有连接轴23，连接轴23转动贯穿相近端的竖立隔板4与下一未封闭容纳腔5中的第二支臂8-2固接，其中最外侧的一连接轴23上装配有便于调节第一支臂8-1与第二支臂8-2之间角度的旋转锁紧组件8-4。本发明通过第一支臂8-1、第二支臂8-2与旋转锁紧组件8-4的相互配合，进而达到对上端第一坡板6-1、第二坡板6-2坡度的任意角度调节，从而充分满足实验要求，同时，通过销轴19外壁上轮齿20与齿轮座21的相互啮合作用下，保证在旋转锁紧组件8-4带动连接轴23实现正反转时，带动第一支臂8-1以及第一支臂8-1上的轮齿20发生转动，轮齿20由于与连接轴23同心，从而轮齿20绕销轴19外壁上轮齿20旋转，进而在啮合作用下带动第一支臂8-1实现同向翻转，进而最终实现第一支臂8-1、第二支臂8-2的闭合或张开，第二调角片8-3与限位柱22的相互配合则可以有效的保证第一支臂8-1、第二支臂8-2角度调节的精确性，且变坡机构8操作简单，调节角度时单手操作即可，且占用空间小，承载抗压能力较强。
作为优选实施例，所述旋转锁紧组件8-4包括基座、齿条8-4-3、驱动轮8-4-4、锁定单元，所述基座套设在齿条8-4-3上，基座的长度方向平行于齿条8-4-3的延伸方向，基座包括驱动腔8-4-1和与驱动腔8-4-1一端连接或一体成型的锁定腔8-4-2，驱动腔8-4-1内设有驱动轮8-4-4，连接轴23转动贯通驱动腔8-4-1左右侧壁且同心贯通驱动轮8-4-4中心，驱动腔8-4-1的下端与工作台1螺栓连接，通过拉动齿条8-4-3进而带动驱动腔8-4-1内的驱动轮8-4-4转动，驱动轮8-4-4的转动进而通过连接轴23间接带动第二支臂8-2转动；所述锁定腔8-4-2内设置有锁定单元，锁定单元包括锁定板8-4-5、凸耳8-4-6、弹性件、支柱8-4-8、滑动耳8-4-9，所述锁定腔8-4-2的上端设有锁口，锁定板8-4-5的头部穿过锁口与齿条8-4-3的凹槽部分插接适配，锁定板8-4-5的两侧壁分别焊接有凸耳8-4-6，凸耳8-4-6的外侧端通过支柱8-4-8与滑动耳8-4-9转动连接，滑动耳8-4-9的另一端内侧通过限位块与相近端的锁定腔8-4-2侧壁沿齿条8-4-3延伸方向滑动连接，本实施例中，弹性件为扭簧8-4-7，扭簧8-4-7安装在支柱8-4-8上，扭簧8-4-7的一端与滑动耳8-4-9连接，扭簧的另一端与凸耳8-4-6连接，通过设置有锁定单元，可以有效的对移动到一定位置的齿条8-4-3进行定位锁定，避免齿条8-4-3的运动进而带动驱动轮8-4-4发生转动，进而间接导致调节好的坡度再次发生改变，最终对实验结果造成影响。
作为优选实施例，所述人工降雨机构10包括安装在竖立隔板4后侧底座2上端的支撑架10-1，所述支撑架10-1的顶部朝向未封闭容纳腔5的上方设有若干支撑杆10-2，本实施例中支撑杆10-2的数量为3根，所述支撑杆10-2的底部固定有喷水管10-3，保证支撑杆10-2的数量与未封闭容纳腔5的数量保持一致，使各支撑杆10-2及喷水管10-3与各未封闭容纳腔5一一对应，进而保证使未封闭容纳腔5内的土壤喷洒均匀，喷水管10-3朝下设有喷水嘴10-4，喷水管10-3靠近支撑架10-1的一端穿过支撑架10-1后连接有布水管10-5，布水管10-5通过连接管与底座2上端焊接的蓄水池10-6内水泵10-7连接。
作为优选实施例，所述竖立隔板4上开设有观察口24，且观察口24与第二调角片8-3相对应，本发明的实施例采用与第二调角片8-3相对应的半环形结构，进而便于试验人员进行观察第二调角片8-3的旋转角度。
作为优选实施例，所述过滤筛板组件12包括装配框12-1、过滤筛网12-2，所述过滤筛网12-2通过螺栓固接的方式安装于装配框12-1内，进而便于后续试验人员对于过滤筛网12-2的拆装和维护。
作为优选实施例，工作台上安装有控制器27，控制器27与本发明电连接(控制面板为现有技术，此处不再赘述）。
应用上述多变坡式径流场水蚀模拟教学系统使用以下测定方法，包括如下步骤：
S1,试验人员从室外上的不同区域、不同地点分别进行采集砂质土、壤土、黏质土土样，根据实验设计的要求，将砂质土、壤土、黏质土土样进行过筛后，分别分层填装、压实到3个未封闭容纳腔5内的多坡板6上；
S2,通过调节角度调节机构3将3个未封闭容纳腔5以及内部多坡板6调整到实验设计所需的倾斜坡度；通过调节变坡机构8将多坡板6调整到实验设计所需的凹凸形态；
S3,在正式人工降雨前，通过控制器27率定实验所需的降雨强度，然后打开人工降雨机构10，开始降雨实验，各未封闭容纳腔5内的土壤侵蚀部分分别通过下端相对应的导流槽11、过滤板组件流入相对应的积水箱13内，通过过滤板组件可分离出侵蚀土壤的侵蚀情况，流失土壤留存于导流槽11中，流失水分在积水箱13中收集；
S4,通过调整不同倾斜坡度、不同凹凸形态，进而精准测算坡面土壤水蚀的侵蚀形态、土壤流失途径和侵蚀量，通过多组对比实验数据充分准确的分析土壤水蚀情况。
不同类型土壤的透气性、保水性、流失情况，如下：
同种类型土壤在不同倾斜坡度上的水土流失情况，如下：
同种类型土壤在凹凸程度不同的坡度上水土流失情况，如下：
尽管参照前述实例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行和修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多变坡式径流场水蚀模拟教学系统，包括工作台，其特征是，所述工作台的正上方设有底座，底座与工作台之间通过角度调节机构连接，底座的上端横向等距分布有若干竖立隔板，相邻两隔板之间形成未封闭容纳腔，相邻两隔板之间均设有多坡板，其中，多坡板包括第一坡板、第二坡板、第三坡板，第一坡板与第二坡板之间连接有第一塑胶过渡带，第一坡板与第二坡板的下端装配有变坡机构，第二坡板与第三坡板之间连接有第二塑胶过渡带，第三坡板的自由端下侧与相对应未封闭容纳腔的前侧两侧壁滑动连接，第一坡板、第二坡板、第三坡板与相对应的未封闭容纳腔左右两侧壁虚接触，竖立隔板后侧的底座上设有人工降雨机构；所述未封闭容纳腔前侧的底座上开设有相对应的导流槽，导流槽的前侧向前延伸贯通底座的前侧端，导流槽上可拆卸连接有过滤筛板组件，过滤筛板组件正下方的工作台上放置有相对应的积水箱；第一坡板、第二坡板、第三坡板分别通过第一塑胶过渡带、第二塑胶过渡带连接形成为凹凸面结构；
所述变坡机构包括第一支臂、第二支臂、第二调角片、旋转锁紧组件，所述第一支臂的底端与第二支臂的底端通过销轴转接，且第一支臂固接于销轴上，销轴的两端分别与第二支臂底端左右侧壁转接，销轴外壁的中部位置环形阵列有轮齿，轮齿上啮合连接有齿轮座，齿轮座的下端与第二支臂底端上壁固接；所述第二调角片、第二调节片上开设的滑槽均为异形状，第二调角片上均匀刻有对应的角度值，第二调角片上的滑槽内滑动设有与第二调角片上角度值适配的限位柱，第二调角片的另一端与第二支臂固接；所述第二支臂的左右两端均以同心第二调角片、销轴的方式固接有连接轴，连接轴转动贯穿相近端的竖立隔与下一未封闭容纳腔中的第二支臂固接，其中最外侧的一连接轴上装配有旋转锁紧组件。
2.根据权利要求1所述的一种多变坡式径流场水蚀模拟教学系统，其特征在于：所述角度调节机构包括外筒、伸缩弹簧、内柱、挡块、锁紧筒、连接块、支座；所述外筒内设有锁紧筒、锁紧筒的筒口同侧放置，锁紧筒的筒底中心设有通孔且通孔内活动适配有内柱，内柱的一端与位于锁紧筒内的挡块固接，内柱的另一端与外筒筒底中心固接，锁紧筒与外筒之间的内柱上套设有伸缩弹簧；所述伸缩弹簧处于自然状态时，挡块与锁紧筒挤压接触；所述锁紧筒置于外筒筒口外端的侧壁与底座固接，外筒的下侧外壁与工作台固接。
3.根据权利要求2所述的一种多变坡式径流场水蚀模拟教学系统，其特征在于：所述锁紧筒内壁的通孔四周均匀设有一圈销钉，销钉头部对应的挡块端面上设有一圈与其对应的销孔；所述锁紧筒筒口上装配有安装杆，且安装杆远离锁紧筒的一端设有旋钮，安装杆的上侧设有第一调节片，第一调角片及第一调节片上滑槽均为异形状，第一调节片适配于安装杆的外壁且第一调节片固接于底座上；所述第一调角片上均匀刻有对应的角度值，且相邻两角度值之间的分度分别与相邻两销孔之间的间距相对应，旋钮的侧壁上设有指针且指针与第一调节片上的角度值相对应。
4.根据权利要求1所述的一种多变坡式径流场水蚀模拟教学系统，其特征在于：所述底座与工作台之间连接有若干缓冲弹簧。
5.根据权利要求1所述的一种多变坡式径流场水蚀模拟教学系统，其特征在于：所述第一坡板、第二坡板与第一塑胶过渡带的连接端均呈U型结构，第一塑胶过渡带的两端分别通过连接弹簧与第一坡板、第二坡板的U型结构内壁连接。
6.根据权利要求1所述的一种多变坡式径流场水蚀模拟教学系统，其特征在于：所述第三坡板的前端下侧固接有铰接耳，铰接耳通过滑柱与相对应未封闭容纳腔的两侧壁滑动连接。
7.根据权利要求1所述的一种多变坡式径流场水蚀模拟教学系统，其特征在于：所述旋转锁紧组件包括基座、齿条、驱动轮、锁定单元，所述基座套设在齿条上，基座的长度方向平行于齿条的延伸方向，基座包括驱动腔和与驱动腔一端连接或一体成型的锁定腔，驱动腔内设有驱动轮，连接轴转动贯通驱动腔左右侧壁且同心贯通驱动轮中心，驱动腔的下端与工作台固接；所述锁定腔内设置有锁定单元，锁定单元包括锁定板、凸耳、弹性件、支柱、滑动耳，所述锁定腔的上端设有锁口，锁定板的头部穿过锁口与齿条的凹槽部分插接适配，锁定板的两侧壁分别设有凸耳，凸耳的外侧端通过支柱与滑动耳转动连接，滑动耳的另一端内侧通过限位块与相近端的锁定腔侧壁沿齿条延伸方向滑动连接，支柱上套设有弹性件且弹性件的两端分别与凸耳、滑动耳连接。
8.根据权利要求1所述的一种多变坡式径流场水蚀模拟教学系统，其特征在于：所述人工降雨机构包括安装在竖立隔板后侧底座上端的支撑架，所述支撑架的顶部朝向未封闭容纳腔的上方设有若干支撑杆，所述支撑杆的底部固定有喷水管，喷水管朝下设有喷水嘴，喷水管靠近支撑架的一端穿过支撑架后连接有布水管，布水管通过连接管与底座上端固接的蓄水池内水泵连接。
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