CN112647762A - 一种针对铁路振动减隔振试验研究的屏障设置辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种针对铁路振动减隔振试验研究的屏障设置辅助装置，包括套筒、箱体支架、套筒滑轨系统、传力组件、升降装置，所述箱体支架内部设置有套筒滑轨系统，所述套筒滑轨系统内部设置有套筒，所述套筒滑轨系统的两侧分别设置有升降装置，所述升降装置与套筒连接，所述升降装置之间连接有传力组件，且所述传力组件设置在箱体支架内侧。本发明结构简单，使用方便，成本低，可实现隔振屏障埋置过程中对周围土体的扰动以及对试验场地的破坏，实现试验场地的重复使用，且可实现隔振屏障的准确埋置，减小试验误差，并且采用电动驱动，节省体力。

Description

一种针对铁路振动减隔振试验研究的屏障设置辅助装置

技术领域

本发明属于土工模型试验装置技术领域，尤其涉及一种针对铁路振动减隔振试验研究的屏障设置辅助装置。

背景技术

我国国土面积大，地域辽阔，铁路运输将各大城市紧密地了联系起来。目前我国铁路建设已达到世界顶尖水平，且铁路里程排名世界第二，其中高铁排名世界第一，这在我国经济建设中起到了重要作用。在21世纪绿色环保生活当代主题下，列车运行过程引起的环境振动问题引起了社会的高度关注。

总体来说，研究列车振动问题主要分为有限元分析、现场试验和模型试验法三种，而由于有限元分析结果误差较大，现场试验费用高且难度大，故模型试验是常采用的研究方法，其结果相对于有限元分析更精确，对于现场试验费用低且省时省力。

针对模型试验隔振屏障埋置有以下几个问题：(1)屏障位置、角度、埋置深度以及排布方式的准确控制；(2)屏障埋置过程中对周围土体的扰动以及屏障埋置区域的重复使用；

上述装置针对以上问题有很好的解决，在模型试验中是重要的一个环节。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种针对铁路振动减隔振试验研究的屏障设置辅助装置，包括套筒、箱体支架、套筒滑轨系统、传力组件、升降装置，所述箱体支架内部设置有套筒滑轨系统，所述套筒滑轨系统内部设置有套筒，所述套筒滑轨系统的两侧分别设置有升降装置，所述升降装置与套筒连接，所述升降装置之间连接有传力组件，且所述传力组件设置在箱体支架内侧。

优选的，所述套筒包括竖板、切土刀和齿板，所述竖板与齿板横向连接，所述切土刀与竖板及齿板底部连接，且所述齿板内包括上升卡槽和下降卡槽，所述上升卡槽与下降卡槽横向连接。

优选的，所述箱体支架包括立面板、防陷角板和控制开关，所述防陷角板的个数为四个，分别设置在立面板底部的四角处，且所述立面板侧面设置有控制开关。

优选的，所述套筒滑轨系统包括套筒滑轨和上下平面滑轨，所述套筒滑轨主要包括扣件一、承重板和角钢，所述角钢的上下端分别通过扣件一与上下平面滑轨连接，且角钢下端还设置有承重板；所述上下平面滑轨包括竖向滑轨、横向滑轨以及扣件二，所述竖向滑轨两端分别设置有扣件二，且所述竖向滑轨通过两端的扣件二与横向滑轨连接。

优选的，所述传力组件包括杆件体系和驱动装置，所述杆件体系包括横接杆、承接装置、竖向转动装置、竖摆杆、衔接杆、斜杆，所述衔接杆的一端连接竖向齿轮的边缘内侧，所述衔接杆的另一端通过竖向转动装置与竖摆杆连接，所述竖向转动装置包含有球形外壳和实心球，所述球形外壳与竖摆杆连接，所述实心球与衔接杆连接，所述球形外壳同心包裹实心球，所述横接杆通过承接装置与竖摆杆连接，所述横接杆还与斜杆固定连接，所述斜杆的内外两侧开有螺栓孔，通过螺栓与套筒滑轨连接，且所述斜杆一端设置有滑动卡头。

优选的，所述驱动装置由传动齿轮、电动机、竖向齿轮、连接臂组成，所述传动齿轮与竖向齿轮啮合，所述电动机与竖向齿轮分别通过连接臂固定在角钢的侧面。

优选的，所述承接装置包括约束立板、螺栓以及中间板，所述约束立板与横接杆中部连接，所述中间板与竖摆杆端部连接，所述约束立板和中间板(423)通过螺栓连接。

优选的，所述升降装置包括承接台、滑轨顶板、咬合器、连接杆、弹簧一、咬合器滑轨，所述咬合器包括上外壳、下降咬合装置、上升咬合装置、左弹簧片、右弹簧片、切换旋钮、转轴、下外壳、滑槽，所述上外壳与下外壳通过螺栓连接，并通过滑槽与咬合器滑轨衔接，所述左弹簧片和右弹簧片分别置于转轴的左右两端，所述转轴横向布置于上外壳和下外壳中间，所述转轴一侧设置有上升咬合装置和下降咬合装置，所述切换旋钮与转轴的右端连接，所述承接台内部有横向空腔，所述连接杆的上端与承接台连接，所述连接杆的下端与咬合器连接，所述弹簧一贯穿于连接杆中，且所述弹簧一的上下两端分别固定于滑轨顶板和咬合器上，所述咬合器滑轨的上端与滑轨顶板连接，所述咬合器滑轨的下端与套筒滑轨上的承重板连接。

优选的，所述下降咬合装置包括下咬合板、第一伸缩杆、弹簧二、第一立面板和第一承接杆，所述下咬合板一端两侧分别设置有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆远离下咬合板的一端外部套有弹簧二，且第一伸缩杆穿过第一立面板与第一承接杆连接；所述上升咬合装置包括上咬合板、第二伸缩杆、弹簧三、第二立面板和第二承接杆，所述上咬合板一端两侧分别设置有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆远离上咬合板的一端外部套有弹簧三，且第二伸缩杆穿过第二立面板与第二承接杆连接；所述转轴包括上升曲轴、下降曲轴、左弹簧片接口、右弹簧片接口，所述转轴的上下侧分别设置有上升曲轴和下降曲轴，所述转轴的左侧设置有左弹簧片接口，所述转轴右侧设置有右弹簧片接口。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明结构简单，使用方便，成本低，可实现隔振屏障埋置过程中对周围土体的扰动以及对试验场地的破坏，实现试验场地的重复使用，且可实现隔振屏障的准确埋置，减小试验误差，并且采用电动驱动，节省体力。

附图说明

图1为本发明的整体示意图；

图2为本发明的整体剖面示意图；

图3为本发明的套筒结构示意图；

图4为本发明的齿板结构示意图；

图5为本发明的箱体支架结构示意图；

图6为本发明的箱体支架剖面示意图；

图7为本发明的套筒滑轨系统结构示意图；

图8为本发明的套筒滑轨结构示意图；

图9为本发明的上下平面滑轨结构示意图；

图10为本发明的传力组件整体结构示意图；

图11为本发明的承接装置结构示意图；

图12为本发明的竖向转动装置的结构示意图；

图13为本发明的驱动装置的结构示意图；

图14为本发明的斜杆的结构示意图；

图15为本发明的升降装置的整体结构示意图；

图16为本发明的承接台的整体结构示意图；

图17为本发明的咬合器的整体结构示意图；

图18为本发明的上升咬合装置和下降咬合装置的整体结构示意图；

图19为本发明的切换旋钮的结构示意图；

图20为本发明的转轴的结构示意图。

图中：

1-套筒；11-竖板；12-切土刀；13-齿板；131-上升卡槽；132-下降卡槽；2-箱体支架；21-立面板；22-防陷角板；23-控制开关；3-套筒滑轨系统；31-套筒滑轨；311-扣件一；312-承重板；313-角钢；32-上下平面滑轨；321-竖向滑轨；322-横向滑轨；323-扣件二；4-传力组件；41-横接杆；42-承接装置；421-约束立板；422-螺栓一；423-螺栓二；43-竖向转动装置；44-驱动装置；441-传动齿轮；442-电动机；45-竖摆杆；451-球形外壳；46-衔接杆；461-实心球；47-竖向齿轮；48-连接臂；49-斜杆；491-滑动卡头；492-螺栓孔；5-升降装置；51-承接台；511-横向空腔；52-滑轨顶板；53-咬合器；531-上外壳；532-下降咬合装置；5321-下咬合板；5322-第一伸缩杆；5323-弹簧二；5324-第一立面板；5325-第一承接杆；533-上升咬合装置；5331-上咬合板；5332-第二伸缩杆；5333-弹簧三；5334-第二立面板；5335-第二承接杆；534-左弹簧片；535-右弹簧片；536-切换旋钮；537-转轴；5371-上升曲轴，5372-下降曲轴；5373-左弹簧片接口；5374-右弹簧片接口；538-下外壳；539-滑槽；54-连接杆；55-弹簧一；56-咬合器滑轨。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

实施例：

如附图1、2所示，本发明提供一种针对铁路振动减隔振试验研究的屏障设置辅助装置，包括套筒1、箱体支架2、套筒滑轨系统3、传力组件4、升降装置5，所述箱体支架2内部设置有套筒滑轨系统3，所述套筒滑轨系统3内部设置有套筒1，所述套筒滑轨系统3的两侧分别设置有升降装置5，所述升降装置5与套筒1连接，所述升降装置5之间连接有传力组件4，且所述传力组件4设置在箱体支架2内侧。

如附图3、4所示，所述套筒1包括竖板11、切土刀12和齿板13，所述竖板11与齿板13横向连接，所述切土刀12与竖板11及齿板13底部连接，且所述齿板13内包括上升卡槽131和下降卡槽132，所述上升卡槽131与下降卡槽132横向连接。

如附图5、6所示，所述箱体支架2包括立面板21、防陷角板22和控制开关23，所述防陷角板22的个数为四个，分别设置在立面板21底部的四角处，且所述立面板21侧面设置有控制开关23。

如附图7、8、9所示，所述套筒滑轨系统3包括套筒滑轨31和上下平面滑轨32，所述套筒滑轨31主要包括扣件一311、承重板312和角钢313，所述角钢313的上下端分别通过扣件一311与上下平面滑轨32连接，且角钢313下端还设置有承重板312；所述上下平面滑轨32包括竖向滑轨321、横向滑轨322以及扣件二323，所述竖向滑轨321两端分别设置有扣件二323，且所述竖向滑轨321通过两端的扣件二323与横向滑轨322连接。

如附图10-14所示，所述传力组件4包括杆件体系和驱动装置44，所述杆件体系包括横接杆41、承接装置42、竖向转动装置43、竖摆杆45、衔接杆46、斜杆49，所述承接装置42包括约束立板421、螺栓422以及中间板423，所述约束立板421与横接杆41中部连接，所述中间板423与竖摆杆45端部连接，所述约束立板421和中间板423通过螺栓422连接，所述衔接杆46的一端连接竖向齿轮47的边缘内侧，所述衔接杆46的另一端通过竖向转动装置43与竖摆杆45连接，所述竖向转动装置43包含有球形外壳451和实心球461，所述球形外壳451与竖摆杆45连接，所述实心球461与衔接杆46连接，所述球形外壳451同心包裹实心球461，所述横接杆41通过承接装置42与竖摆杆45连接，所述横接杆41还与斜杆49固定连接，所述斜杆49的内外两侧开有螺栓孔492，通过螺栓与套筒滑轨31连接，且所述斜杆49一端设置有滑动卡头491；所述驱动装置44由传动齿轮441、电动机442、竖向齿轮47、连接臂48组成，所述传动齿轮441与竖向齿轮47啮合，所述电动机442与竖向齿轮47分别通过连接臂48固定在角钢313的侧面。

如附图15-20所示，所述升降装置5包括承接台51、滑轨顶板52、咬合器53、连接杆54、弹簧一55、咬合器滑轨56，所述下降咬合装置532包括下咬合板5321、第一伸缩杆5322、弹簧二5323、第一立面板5324和第一承接杆5325，所述下咬合板5321一端两侧分别设置有第一伸缩杆5322，所述第一伸缩杆5322远离下咬合板5321的一端外部套有弹簧二5323，且第一伸缩杆5322穿过第一立面板5324与第一承接杆5325连接；所述上升咬合装置533包括上咬合板5331、第二伸缩杆5332、弹簧三5333、第二立面板5334和第二承接杆5335，所述上咬合板5331一端两侧分别设置有第二伸缩杆5332，所述第二伸缩杆5332远离上咬合板5331的一端外部套有弹簧三5333，且第二伸缩杆5332穿过第二立面板5334与第二承接杆5335连接；所述转轴537包括上升曲轴5371、下降曲轴5372、左弹簧片接口5373、右弹簧片接口5374，所述转轴537的上下侧分别设置有上升曲轴5371和下降曲轴5372，所述转轴537的左侧设置有左弹簧片接口5373，所述转轴537右侧设置有右弹簧片接口5374；所述咬合器53包括上外壳531、下降咬合装置532、上升咬合装置533、左弹簧片534、右弹簧片535、切换旋钮536、转轴537、下外壳538、滑槽539，所述上外壳531与下外壳538通过螺栓连接，并通过滑槽539与咬合器滑轨56衔接，所述左弹簧片534和右弹簧片535分别置于转轴537的左右两端，所述转轴537横向布置于上外壳531和下外壳538中间，所述转轴537一侧设置有上升咬合装置533和下降咬合装置532，所述切换旋钮536与转轴537的右端连接，所述承接台51内部有横向空腔，所述连接杆54的上端与承接台51连接，所述连接杆54的下端与咬合器53连接，所述弹簧一55贯穿于连接杆54中，且所述弹簧一55的上下两端分别固定于滑轨顶板52和咬合器53上，所述咬合器滑轨56的上端与滑轨顶板52连接，所述咬合器滑轨56的下端与套筒滑轨31上的承重板312连接。

工作原理：

(1)将屏障辅助装置设置在屏障设置区域附近的土层表面，操作人员通过套筒滑轨系统3左右调整套筒滑轨至精确位置。

(2)将切换旋钮536调整成下降状态，连接电源，打开控制开关23，此时电动机转子带动传动齿轮441开始转动，随后传动齿轮441带动竖向齿轮47转动，竖向齿轮47带动衔接杆46在竖直平面内转动，从而实现衔接杆46上下移动，由于竖向转动装置43的存在，只允许竖摆杆45上端相对于衔接杆46转动，其余上下左右前后几个方向均形成约束，竖向齿轮47的转动会通过衔接杆46对竖摆杆45下端造成竖直平面内横向摆动，而竖摆杆45下端只需做传力点不需要横向移动，对此可通过竖向转动装置43实现上述效果。螺栓穿过螺栓孔492将斜杆49固定在套筒滑轨侧边上，可实现斜杆49绕螺栓孔492竖向转动，形成杠杆，竖摆杆45将竖向位移传给横接杆41，使横接杆41两端上下移动，经过斜杆49的杠杆作用，斜杆49的滑动卡头491做圆弧转动，由此产生的横向位移会对升降装置5造成不利影响，故通过在承接台51中设置横向空腔来抵消滑动卡头491的横向位移作用，同时将竖向位移通过连接杆54顺利传给咬合器53，咬合器滑轨56使咬合器53只能进行竖向位移，切换旋钮536顺时针旋转，然后下降曲轴5372会通过第一承接杆5325、第一伸缩杆5322将下咬合板5321顶出，此时下咬合板5321嵌于下降卡槽132内，带动套筒1在套筒滑轨31内向下移动，由于切土刀12对土体有剪切作用，能加快套筒1的下降，咬合器53的反复上下移动，上移过程中由于下咬合板5321的斜切面和左弹簧片538和右弹簧片535的存在，使下咬合板532收回咬合器53立面内，当咬合器53重新回到最高处，下咬合板5321自动弹出，重复此动作，从而为套筒反复提供下降动力。

(3)待套筒1下降到指定位置后旋转切换旋钮536切换至上升档，此时上咬合板5331自动弹出，而下咬合板5332由于弹簧二5324作用收回咬合器53内，对上升过程不造成影响，上升过程中咬合器53上下移动，原理与下降过程原理相同，由于土体与套筒1内臂的接触而产生摩擦阻力将土样带出表面，在土体内部形成空洞。

(4)放置隔振材料，将隔振材料放置在空洞内，进行隔振试验研究。

(5)试验完成，将隔振材料取出并将所取土填回原来位置。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种针对铁路振动减隔振试验研究的屏障设置辅助装置，其特征在于，包括套筒(1)、箱体支架(2)、套筒滑轨系统(3)、传力组件(4)、升降装置(5)，所述箱体支架(2)内部设置有套筒滑轨系统(3)，所述套筒滑轨系统(3)内部设置有套筒(1)，所述套筒滑轨系统(3)的两侧分别设置有升降装置(5)，所述升降装置(5)与套筒(1)连接，所述升降装置(5)之间连接有传力组件(4)，且所述传力组件(4)设置在箱体支架(2)内侧。

2.如权利要求1所述的一种针对铁路振动减隔振试验研究的屏障设置辅助装置，其特征在于，所述套筒(1)包括竖板(11)、切土刀(12)和齿板(13)，所述竖板(11)与齿板(13)横向连接，所述切土刀(12)与竖板(11)及齿板(13)底部连接，且所述齿板(13)内包括上升卡槽(131)和下降卡槽(132)，所述上升卡槽(131)与下降卡槽(132)横向连接。

3.如权利要求1所述的一种针对铁路振动减隔振试验研究的屏障设置辅助装置，其特征在于，所述箱体支架(2)包括立面板(21)、防陷角板(22)和控制开关(23)，所述防陷角板(22)的个数为四个，分别设置在立面板(21)底部的四角处，且所述立面板(21)侧面设置有控制开关(23)。

4.如权利要求1所述的一种针对铁路振动减隔振试验研究的屏障设置辅助装置，其特征在于，所述套筒滑轨系统(3)包括套筒滑轨(31)和上下平面滑轨(32)，所述套筒滑轨(31)主要包括扣件一(311)、承重板(312)和角钢(313)，所述角钢(313)的上下端分别通过扣件一(311)与上下平面滑轨(32)连接，且角钢(313)下端还设置有承重板(312)；所述上下平面滑轨(32)包括竖向滑轨(321)、横向滑轨(322)以及扣件二(323)，所述竖向滑轨(321)两端分别设置有扣件二(323)，且所述竖向滑轨(321)通过两端的扣件二(323)与横向滑轨(322)连接。

5.如权利要求1所述的一种针对铁路振动减隔振试验研究的屏障设置辅助装置，其特征在于，所述传力组件(4)包括杆件体系和驱动装置(44)，所述杆件体系包括横接杆(41)、承接装置(42)、竖向转动装置(43)、竖摆杆(45)、衔接杆(46)、斜杆(49)，所述衔接杆(46)的一端连接竖向齿轮(47)的边缘内侧，所述衔接杆(46)的另一端通过竖向转动装置(43)与竖摆杆(45)连接，所述竖向转动装置(43)包含有球形外壳(451)和实心球(461)，所述球形外壳(451)与竖摆杆(45)连接，所述实心球(461)与衔接杆(46)连接，所述球形外壳(451)同心包裹实心球(461)，所述横接杆(41)通过承接装置(42)与竖摆杆(45)连接，所述横接杆(41)还与斜杆(49)固定连接，所述斜杆(49)的内外两侧开有螺栓孔(492)，通过螺栓与套筒滑轨(31)连接，且所述斜杆(49)一端设置有滑动卡头(491)。

6.如权利要求5所述的一种针对铁路振动减隔振试验研究的屏障设置辅助装置，其特征在于，所述驱动装置(44)由传动齿轮(441)、电动机(442)、竖向齿轮(47)、连接臂(48)组成，所述传动齿轮(441)与竖向齿轮(47)啮合，所述电动机(442)与竖向齿轮(47)分别通过连接臂(48)固定在角钢(313)的侧面。

7.如权利要求5所述的一种针对铁路振动减隔振试验研究的屏障设置辅助装置，其特征在于，所述承接装置(42)包括约束立板(421)、螺栓(422)以及中间板(423)，所述约束立板(421)与横接杆(41)中部连接，所述中间板(423)与竖摆杆(45)端部连接，所述约束立板(421)和中间板(423)通过螺栓(422)连接。

8.如权利要求1所述的一种针对铁路振动减隔振试验研究的屏障设置辅助装置，其特征在于，所述升降装置(5)包括承接台(51)、滑轨顶板(52)、咬合器(53)、连接杆(54)、弹簧一(55)、咬合器滑轨(56)，所述咬合器(53)包括上外壳(531)、下降咬合装置(532)、上升咬合装置(533)、左弹簧片(534)、右弹簧片(535)、切换旋钮(536)、转轴(537)、下外壳(538)、滑槽(539)，所述上外壳(531)与下外壳(538)通过螺栓连接，并通过滑槽(539)与咬合器滑轨(56)衔接，所述左弹簧片(534)和右弹簧片(535)分别置于转轴(537)的左右两端，所述转轴(537)横向布置于上外壳(531)和下外壳(538)中间，所述转轴(537)一侧设置有上升咬合装置(533)和下降咬合装置(532)，所述切换旋钮(536)与转轴(537)的右端连接，所述承接台(51)内部有横向空腔，所述连接杆(54)的上端与承接台(51)连接，所述连接杆(54)的下端与咬合器(53)连接，所述弹簧一(55)贯穿于连接杆(54)中，且所述弹簧一(55)的上下两端分别固定于滑轨顶板(52)和咬合器(53)上，所述咬合器滑轨(56)的上端与滑轨顶板(52)连接，所述咬合器滑轨(56)的下端与套筒滑轨(31)上的承重板(312)连接。

9.如权利要求8所述的一种针对铁路振动减隔振试验研究的屏障设置辅助装置，其特征在于，所述下降咬合装置(532)包括下咬合板(5321)、第一伸缩杆(5322)、弹簧二(5323)、第一立面板(5324)和第一承接杆(5325)，所述下咬合板(5321)一端两侧分别设置有第一伸缩杆(5322)，所述第一伸缩杆(5322)远离下咬合板(5321)的一端外部套有弹簧二(5323)，且第一伸缩杆(5322)穿过第一立面板(5324)与第一承接杆(5325)连接；所述上升咬合装置(533)包括上咬合板(5331)、第二伸缩杆(5332)、弹簧三(5333)、第二立面板(5334)和第二承接杆(5335)，所述上咬合板(5331)一端两侧分别设置有第二伸缩杆(5332)，所述第二伸缩杆(5332)远离上咬合板(5331)的一端外部套有弹簧三(5333)，且第二伸缩杆(5332)穿过第二立面板(5334)与第二承接杆(5335)连接；所述转轴(537)包括上升曲轴(5371)、下降曲轴(5372)、左弹簧片接口(5373)、右弹簧片接口(5374)，所述转轴(537)的上下侧分别设置有上升曲轴(5371)和下降曲轴(5372)，所述转轴(537)的左侧设置有左弹簧片接口(5373)，所述转轴(537)右侧设置有右弹簧片接口(5374)。

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