CN113668450B - 一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置及其模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置及其模拟方法，一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置包括底板，所述底板设置在模型箱顶部，还包括用于驱动疏浚模拟机构水平移动的驱动机构以及用于模拟航道疏浚的疏浚模拟机构，驱动机构位于所述底板上端两侧，疏浚模拟机构位于驱动机构上端，本发明的有益效果是结构简单，通过各机构之间的相互配合，可以实现在与模型箱配套的离心机不停机的情况下，自动模拟航道疏浚施工，从而提高试验工作效率，性能可靠，制作简便，并且可以在真实模拟土和水应力状态的情况下，准确的模拟绞吸船的施工过程，使外加工况模拟的更加真实，为研究航道岸坡的整体稳定性或航道下部的结构物稳定性提供有效参考。

Description

一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置及其模拟方法

技术领域

本发明涉及航道疏浚试验设备技术领域，尤其是涉及一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置及其模拟方法。

背景技术

目前，我国过江河隧道多达百余条，当江河航道需要进行疏浚开挖时，隧道上覆土层厚度急剧变化，会造成隧道的局部上浮隆起，当隧道上浮超过一定的位移时，会影响隧道的整体稳定性，严重影响高铁、地铁等交通工具的安全运行。因此，随着这类过江海通道的建设和隧道内交通工具运行速度的不断加快，隧道的整体稳定性受到人们的极大关注。在航道疏浚试验设备领域，常需要一种可以模拟航道疏浚的试验装置，该装置可以自动模拟水下淤泥土的绞吸作业，进而研究土层厚度急剧变化对下部隧道的影响。而内河航道的规模从几百米到几十公里不等，由于受试验场地等因素的限制，开展航道整治类项目的试验研究需要制作缩尺模型。在超重力场下，将实际工程缩尺到模型箱内，模型箱内土体和水体的应力场与现场实际情况相同，即土体内的土压力和孔隙水压力及河流水体压力与实际一致，因此在此种环境下实现航道的动态开挖更加真实的反应土和水的应力状态，然而现有技术中缺少在此种环境下对航道疏浚工程进行模拟的试验装置。

申请号为：202021589698.2的中国实用新型专利公开了一种基于BIM的长江干线航道疏浚装置，包括水箱，所述水箱一侧外壁竖向设置有刻度线，移动支座下表面两侧分别通过牵引轴与疏浚装置固定连接，输泥软管一端穿过软管固定座与收集箱固定连接，另一端与疏浚泥收集框固定连接，疏浚泥收集框两端分别通过螺栓与固定座固定连接。然而，该种基于BIM的长江干线航道疏浚装置无法实现在离心机不停机的情况下，自动模拟航道疏浚施工，并且其无法在真实模拟土和水应力状态的情况下，准确的模拟绞吸船的施工过程，外加工况模拟不接近真实情况，无法为研究航道岸坡的整体稳定性或航道下部的结构物稳定性提供有效参考。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置及其模拟方法。

为实现上述目的，本发明提出的技术方案是：

一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置，包括底板，所述底板设置在模型箱顶部，还包括用于驱动疏浚模拟机构水平移动的驱动机构以及用于模拟航道疏浚的疏浚模拟机构，驱动机构位于所述底板上端两侧，疏浚模拟机构位于驱动机构上端。

驱动机构包括直线滑轨以及直线滑块，所述直线滑轨有两条，两条所述直线滑轨并排间隔设置在所述底板上端且与所述底板固定连接，所述直线滑块对应两条所述直线滑轨有两组，两组所述直线滑块分别设置在两条所述直线滑轨上部且与对应的所述直线滑轨滑动连接，还包括伺服电机、行星减速机、滚珠丝杠以及丝杠滑块，所述伺服电机对应两条所述直线滑轨有两个，两个所述伺服电机分别设置在两条所述直线滑轨的一端上方且通过支座与所述底板固定连接，所述行星减速机对应两个所述伺服电机有两个，两个所述行星减速机分别设置在两个所述伺服电机的输出端且其输入端与对应的所述伺服电机的输出端固定连接，所述滚珠丝杠对应两个所述伺服电机有两个，两个所述滚珠丝杠分别设置在两个所述行星减速机的输出端且其一端通过联轴器与对应的所述行星减速机的输出端固定连接，两个所述滚珠丝杠远离所述行星减速机的一端通过支座与所述底板连接，所述滚珠丝杠位于所述直线滑轨上方，所述丝杠滑块对应两个所述滚珠丝杠有两组，两组所述丝杠滑块分别套设在两个所述滚珠丝杠的外侧且与对应的所述滚珠丝杠螺纹连接，两组所述丝杠滑块分别与两组所述直线滑块固定连接。

疏浚模拟机构包括支撑横梁、用于在水平面上做弧线折返运动的水平摆动组件、用于调节水平摆动组件角度的角度调节组件、用于对泥浆进行吸取的吸泥组件以及用于搅松泥土的搅泥组件，所述支撑横梁设置在两组丝杠滑块的上端且其两端分别与两组丝杠滑块固定连接，水平摆动组件、角度调节组件、吸泥组件以及搅泥组件均设置在所述支撑横梁上。

水平摆动组件包括转动电机、立轴以及摆动臂，所述转动电机设置在所述支撑横梁上端中部且与所述支撑横梁固定连接，所述转动电机的输出端贯穿所述支撑横梁朝向下方设置，所述立轴对应所述转动电机设置在所述支撑横梁下方，所述立轴的上端通过齿盘以及齿轮与所述转动电机的输出端固定连接，所述立轴的侧面设有刻度线，所述摆动臂设置在所述立轴的底部且其一端通过铰接环与所述立轴的底部铰接，所述摆动臂的内部为中空结构。

角度调节组件包括调节电机、钢丝绳、升降环以及摆臂拉杆，所述调节电机设置在所述支撑横梁上端且与所述支撑横梁固定连接，所述调节电机的输出端水平设置，所述钢丝绳的上端通过卷轴与所述调节电机的输出端固定连接，所述升降环设置在立轴中部外侧且与立轴套接，所述钢丝绳贯穿所述支撑横梁且其下端与所述升降环固定连接，所述摆臂拉杆设置在立轴与摆动臂之间，所述摆臂拉杆的下端设置在摆动臂的中部且与摆动臂铰接，所述摆臂拉杆的上端与所述升降环铰接。

吸泥组件包括抽泥泵、吸泥管、沉淀盒以及回水管，所述抽泥泵设置在所述支撑横梁上端且与所述支撑横梁的上端固定连接，所述吸泥管设置在立轴一侧且与立轴固定连接，所述吸泥管的下端位于摆动臂内部，所述吸泥管的上端与所述抽泥泵的进口连通，所述沉淀盒设置在所述支撑横梁上端且与所述支撑横梁固定连接，所述抽泥泵的出口与所述沉淀盒的内部连通，所述回水管设置在所述沉淀盒远离所述抽泥泵的一端且与所述沉淀盒连通。

搅泥组件包括搅泥电机以及搅泥钻头，所述搅泥电机对应立轴设置在所述支撑横梁上端且与所述支撑横梁固定连接，所述搅泥电机的输出端朝向下方设置，所述搅泥钻头设置在摆动臂远离其与立轴连接的一端，所述搅泥钻头通过光轴、万向节以及齿轮与所述搅泥电机的输出端连接。

一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置的模拟方法，包括如下步骤：

a、将底板安装于模型箱的顶部并通过调节电机调整摆动臂的初始角度；

b、启动与模型箱配套的土工离心机，待加速度稳定后，加载自动程序，程序中确定首先开启搅泥电机，使搅泥电机带动搅泥钻头转动，搅泥钻头转动的同时抽泥泵通过吸泥管将泥浆混合物抽入沉淀盒中沉淀；

c、控制转动电机正反转，通过立轴带动摆动臂在水平面上往复摆动，使搅泥钻头在水平面上做弧线折返运动；

d、当完成一个往复的弧线运动后，伺服电机开启，通过丝杠滑块带动疏浚模拟机构按照程序中设定好的距离进行移动，继续步骤c的过程；

e、重复步骤c和步骤d的过程，使搅泥钻头在水平面上整体呈现Z字形的弧线运动；

f、当模型箱中一层泥土开挖疏浚过后，通过调节电机调节摆动臂的角度，重复步骤c、步骤d以及步骤e的过程，完成航道整体疏浚的模拟。

步骤b中，沉淀盒中的多级过滤实现泥浆和水的分离。

本发明的有益效果是：

结构简单，通过各机构之间的相互配合，可以实现在与模型箱配套的离心机不停机的情况下，自动模拟航道疏浚施工，从而提高试验工作效率，性能可靠，制作简便，并且可以在真实模拟土和水应力状态的情况下，准确的模拟绞吸船的施工过程，使外加工况模拟的更加真实，为研究航道岸坡的整体稳定性或航道下部的结构物稳定性提供有效参考。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明立轴结构示意图；

图3是本发明角度调节组件与支撑横梁配合示意图；

图4是本发明工作状态示意图。

图中：1、底板；2、模型箱；3、直线滑轨；4、直线滑块；5、伺服电机；6、行星减速机；7、滚珠丝杠；8、丝杠滑块；9、支撑横梁；10、转动电机；11、立轴；12、摆动臂；13、调节电机；14、钢丝绳；15、升降环；16、摆臂拉杆；17、抽泥泵；18、吸泥管；19、沉淀盒；20、回水管；21、搅泥电机；22、搅泥钻头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述，

一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置，包括底板1，底板1设置在模型箱2顶部，还包括用于驱动疏浚模拟机构水平移动的驱动机构以及用于模拟航道疏浚的疏浚模拟机构，驱动机构位于底板1上端两侧，疏浚模拟机构位于驱动机构上端，本发明整体结构示意图如图1所示。

驱动机构包括直线滑轨3以及直线滑块4，直线滑轨3有两条，两条直线滑轨3并排间隔设置在底板1上端且与底板1固定连接，直线滑块4对应两条直线滑轨3有两组，两组直线滑块4分别设置在两条直线滑轨3上部且与对应的直线滑轨3滑动连接，驱动机构通过直线滑轨3以及直线滑块4配合，带动疏浚模拟机构移动，其中，直线滑轨3用于为直线滑块4提供安装支撑的同时为直线滑块4提供运动轨迹，直线滑块4用于带动疏浚模拟机构移动。

还包括伺服电机5、行星减速机6、滚珠丝杠7以及丝杠滑块8，伺服电机5对应两条直线滑轨3有两个，两个伺服电机5分别设置在两条直线滑轨3的一端上方且通过支座与底板1固定连接，行星减速机6对应两个伺服电机5有两个，两个行星减速机6分别设置在两个伺服电机5的输出端且其输入端与对应的伺服电机5的输出端固定连接，滚珠丝杠7对应两个伺服电机5有两个，两个滚珠丝杠7分别设置在两个行星减速机6的输出端且其一端通过联轴器与对应的行星减速机6的输出端固定连接，两个滚珠丝杠7远离行星减速机6的一端通过支座与底板1连接，滚珠丝杠7位于直线滑轨3上方，丝杠滑块8对应两个滚珠丝杠7有两组，两组丝杠滑块8分别套设在两个滚珠丝杠7的外侧且与对应的滚珠丝杠7螺纹连接，两组丝杠滑块8分别与两组直线滑块4固定连接，其中，伺服电机5用于配合行星减速机6带动滚珠丝杠7转动，滚珠丝杠7用于在伺服电机5以及行星减速机6的作用下带动带动丝杠滑块8沿着滚珠丝杠7滑动，丝杠滑块8用于在直线滑块4的作用下限定运动轨迹并带动疏浚模拟机构移动，滚珠丝杠7以及丝杠滑块8通过T型螺母以及螺母固定块进行螺纹连接，联轴器为梅花型铝合金弹性联轴器，用于安装伺服电机5以及滚珠丝杠7的支座由Q345合金钢支撑，且内部设有滚珠轴承。

疏浚模拟机构包括支撑横梁9、用于在水平面上做弧线折返运动的水平摆动组件、用于调节水平摆动组件角度的角度调节组件、用于对泥浆进行吸取的吸泥组件以及用于搅松泥土的搅泥组件，支撑横梁9设置在两组丝杠滑块8的上端且其两端分别与两组丝杠滑块8固定连接，水平摆动组件、角度调节组件、吸泥组件以及搅泥组件均设置在支撑横梁9上，其中，支撑横梁9用于为水平摆动组件、角度调节组件、吸泥组件以及搅泥组件提供安装支撑。

水平摆动组件包括转动电机10、立轴11以及摆动臂12，转动电机10设置在支撑横梁9上端中部且与支撑横梁9固定连接，转动电机10的输出端贯穿支撑横梁9朝向下方设置，立轴11对应转动电机10设置在支撑横梁9下方，立轴11的上端通过齿盘以及齿轮与转动电机10的输出端固定连接，立轴11的侧面设有刻度线，摆动臂12设置在立轴11的底部且其一端通过铰接环与立轴11的底部铰接，摆动臂12的内部为中空结构，水平摆动组件通过转动电机10、立轴11以及摆动臂12配合，带动搅泥钻头22在水平面上做弧线折返运动，其中，转动电机10用于通过齿轮以及齿盘带动立轴11转动，立轴11用于连接转动电机10以及摆动臂12并在转动电机10的作用下转动，从而实现摆动臂12在水平方向上的摆动，摆动臂12用于在立轴11的带动下进行摆动，转动电机10可正转以及反转，从而通过齿轮以及齿盘带动立轴11转动，进而带动摆动臂12在水平方向上进行摆动，中空结构的摆动臂12便于搅泥钻头22的连接轴转过和吸取泥浆，本发明立轴11结构示意图如图2所示。

角度调节组件包括调节电机13、钢丝绳14、升降环15以及摆臂拉杆16，调节电机13设置在支撑横梁9上端且与支撑横梁9固定连接，调节电机13的输出端水平设置，钢丝绳14的上端通过卷轴与调节电机13的输出端固定连接，升降环15设置在立轴11中部外侧且与立轴11套接，钢丝绳14贯穿支撑横梁9且其下端与升降环15固定连接，摆臂拉杆16设置在立轴11与摆动臂12之间，摆臂拉杆16的下端设置在摆动臂12的中部且与摆动臂12铰接，摆臂拉杆16的上端与升降环15铰接，角度调节机构通过调节电机13、钢丝绳14、升降环15以及摆臂拉杆16配合，对摆动臂12的角度进行调节，可通过调节电机13对钢丝绳14进行收卷或放松，从而带动升降环15上升或下降，进而通过摆臂拉杆16带动摆动臂12上下动作，实现对摆动臂12俯仰角度的调节，其中，调节电机13用于连接钢丝绳14并对钢丝绳14进行收卷或放松，钢丝绳14用于连接调节电机13以及升降环15，升降环15用于连接摆臂拉杆16的上端并在调节电机13的作用下带动摆臂拉杆16的上端沿着立轴11上下移动，摆臂拉杆16用于连接摆动臂12与升降环15，本发明角度调节组件与支撑横梁9配合示意图如图3所示。

吸泥组件包括抽泥泵17、吸泥管18、沉淀盒19以及回水管20，抽泥泵17设置在支撑横梁9上端且与支撑横梁9的上端固定连接，吸泥管18设置在立轴11一侧且与立轴11固定连接，吸泥管18的下端位于摆动臂12内部，吸泥管18的上端与抽泥泵17的进口连通，沉淀盒19设置在支撑横梁9上端且与支撑横梁9固定连接，抽泥泵17的出口与沉淀盒19的内部连通，回水管20设置在沉淀盒19远离抽泥泵17的一端且与沉淀盒19连通，吸泥组件通过抽泥泵17、吸泥管18、沉淀盒19以及回水管20配合，在搅泥钻头22转动的同时对泥浆进行吸取，其中，抽泥泵17用于配合吸泥管18将泥浆混合物抽入沉淀盒19内，吸泥管18用于在抽泥泵17的作用下对泥浆进行吸取，沉淀盒19用于实现泥浆和水的分离，回水管20用于将沉淀盒19内分离出的水分排出。

其中，吸泥管18和回水管20为硅胶管，沉淀盒19内部设有三级过滤网，可根据模型土颗粒的大小更换不同孔径的滤网。

搅泥组件包括搅泥电机21以及搅泥钻头22，搅泥电机21对应立轴11设置在支撑横梁9上端且与支撑横梁9固定连接，搅泥电机21的输出端朝向下方设置，搅泥钻头22设置在摆动臂12远离其与立轴11连接的一端，搅泥钻头22通过光轴、万向节以及齿轮与搅泥电机21的输出端连接，搅泥组件通过搅泥电机21以及搅泥钻头22配合，模拟绞吸式挖泥船挖泥时铰刀的工作状态，其中，搅泥电机21用于驱动搅泥钻头22转动，搅泥钻头22用于在搅泥电机21的作用下模拟绞吸式挖泥船挖泥时铰刀的工作状态。

其中，搅泥钻头22内部设有螺旋扇叶，螺旋扇叶用于配合搅泥钻头将搅拌好的泥浆送入吸泥管18中。

其中，可设置控制单元，用于控制各机构以及组件进行自动工作。

一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置的模拟方法，包括如下步骤：

a、将底板1安装于模型箱2的顶部并通过调节电机13调整摆动臂12的初始角度；

b、启动与模型箱2配套的土工离心机，待加速度稳定后，加载自动程序，程序中确定首先开启搅泥电机21，使搅泥电机21带动搅泥钻头22转动，搅泥钻头22转动的同时抽泥泵17通过吸泥管18将泥浆混合物抽入沉淀盒19中沉淀；

c、控制转动电机10正反转，通过立轴11带动摆动臂12在水平面上往复摆动，使搅泥钻头22在水平面上做弧线折返运动；

d、当完成一个往复的弧线运动后，伺服电机5开启，通过丝杠滑块8带动疏浚模拟机构按照程序中设定好的距离进行移动，继续步骤c的过程；

e、重复步骤c和步骤d的过程，使搅泥钻头22在水平面上整体呈现Z字形的弧线运动；

f、当模型箱2中一层泥土开挖疏浚过后，通过调节电机13调节摆动臂12的角度，重复步骤c、步骤d以及步骤e的过程，完成航道整体疏浚的模拟。

步骤b中，通过沉淀盒19中的多级过滤实现泥浆和水的分离。

通过疏浚模拟机构可以模拟绞吸式挖泥船挖泥时的过程，并在伺服电机5的作用下可以实现疏浚模拟机构的平移，从而实现与模型箱2配套的离心机不停机的情况下，灵活移动加载点的位置，本发明工作状态示意图如图4所示。

工作原理：

通过伺服电机5可以实现装置水平位置的变动，并且通过不同机构或组件之间的相互配合，实现搅泥钻头22的往复运动和高度的调节，从而实现在离心机不停机的情况下，自动模拟航道疏浚施工，另外通过摆动臂12的水平摆动模拟真实绞吸船铰刀扇形前进的挖泥过程，更加符合实际情况，在真实模拟土和水应力状态的情况下，准确的模拟绞吸船的施工过程，使外加工况模拟的更加真实，以此研究航道岸坡的整体稳定性或航道下部的结构物稳定性等内容。

本发明的有益效果是结构简单，通过各机构之间的相互配合，可以实现在与模型箱配套的离心机不停机的情况下，自动模拟航道疏浚施工，从而提高试验工作效率，性能可靠，制作简便，并且可以在真实模拟土和水应力状态的情况下，准确的模拟绞吸船的施工过程，使外加工况模拟的更加真实，为研究航道岸坡的整体稳定性或航道下部的结构物稳定性提供有效参考。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置，包括底板(1)，所述底板(1)设置在模型箱(2)顶部，其特征在于，还包括用于驱动疏浚模拟机构水平移动的驱动机构以及用于模拟航道疏浚的疏浚模拟机构，驱动机构位于所述底板(1)上端两侧，疏浚模拟机构位于驱动机构上端；

驱动机构包括直线滑轨(3)以及直线滑块(4)，所述直线滑轨(3)有两条，两条所述直线滑轨(3)并排间隔设置在所述底板(1)上端且与所述底板(1)固定连接，所述直线滑块(4)对应两条所述直线滑轨(3)有两组，两组所述直线滑块(4)分别设置在两条所述直线滑轨(3)上部且与对应的所述直线滑轨(3)滑动连接，还包括伺服电机(5)、行星减速机(6)、滚珠丝杠(7)以及丝杠滑块(8)，所述伺服电机(5)对应两条所述直线滑轨(3)有两个，两个所述伺服电机(5)分别设置在两条所述直线滑轨(3)的一端上方且通过支座与所述底板(1)固定连接，所述行星减速机(6)对应两个所述伺服电机(5)有两个，两个所述行星减速机(6)分别设置在两个所述伺服电机(5)的输出端且其输入端与对应的所述伺服电机(5)的输出端固定连接，所述滚珠丝杠(7)对应两个所述伺服电机(5)有两个，两个所述滚珠丝杠(7)分别设置在两个所述行星减速机(6)的输出端且其一端通过联轴器与对应的所述行星减速机(6)的输出端固定连接，两个所述滚珠丝杠(7)远离所述行星减速机(6)的一端通过支座与所述底板(1)连接，所述滚珠丝杠(7)位于所述直线滑轨(3)上方，所述丝杠滑块(8)对应两个所述滚珠丝杠(7)有两组，两组所述丝杠滑块(8)分别套设在两个所述滚珠丝杠(7)的外侧且与对应的所述滚珠丝杠(7)螺纹连接，两组所述丝杠滑块(8)分别与两组所述直线滑块(4)固定连接；

疏浚模拟机构包括支撑横梁(9)、用于在水平面上做弧线折返运动的水平摆动组件、用于调节水平摆动组件角度的角度调节组件、用于对泥浆进行吸取的吸泥组件以及用于搅松泥土的搅泥组件，所述支撑横梁(9)设置在两组丝杠滑块(8)的上端且其两端分别与两组丝杠滑块(8)固定连接，水平摆动组件、角度调节组件、吸泥组件以及搅泥组件均设置在所述支撑横梁(9)上；

水平摆动组件包括转动电机(10)、立轴(11)以及摆动臂(12)，所述转动电机(10)设置在所述支撑横梁(9)上端中部且与所述支撑横梁(9)固定连接，所述转动电机(10)的输出端贯穿所述支撑横梁(9)朝向下方设置，所述立轴(11)对应所述转动电机(10)设置在所述支撑横梁(9)下方，所述立轴(11)的上端通过齿盘以及齿轮与所述转动电机(10)的输出端固定连接，所述立轴(11)的侧面设有刻度线，所述摆动臂(12)设置在所述立轴(11)的底部且其一端通过铰接环与所述立轴(11)的底部铰接，所述摆动臂(12)的内部为中空结构；

吸泥组件包括抽泥泵(17)、吸泥管(18)、沉淀盒(19)以及回水管(20)，所述抽泥泵(17)设置在所述支撑横梁(9)上端且与所述支撑横梁(9)的上端固定连接，所述吸泥管(18)设置在立轴(11)一侧且与立轴(11)固定连接，所述吸泥管(18)的下端位于摆动臂(12)内部，所述吸泥管(18)的上端与所述抽泥泵(17)的进口连通，所述沉淀盒(19)设置在所述支撑横梁(9)上端且与所述支撑横梁(9)固定连接，所述抽泥泵(17)的出口与所述沉淀盒(19)的内部连通，所述回水管(20)设置在所述沉淀盒(19)远离所述抽泥泵(17)的一端且与所述沉淀盒(19)连通。

2.如权利要求1所述的一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置，其特征在于，角度调节组件包括调节电机(13)、钢丝绳(14)、升降环(15)以及摆臂拉杆(16)，所述调节电机(13)设置在所述支撑横梁(9)上端且与所述支撑横梁(9)固定连接，所述调节电机(13)的输出端水平设置，所述钢丝绳(14)的上端通过卷轴与所述调节电机(13)的输出端固定连接，所述升降环(15)设置在立轴(11)中部外侧且与立轴(11)套接，所述钢丝绳(14)贯穿所述支撑横梁(9)且其下端与所述升降环(15)固定连接，所述摆臂拉杆(16)设置在立轴(11)与摆动臂(12)之间，所述摆臂拉杆(16)的下端设置在摆动臂(12)的中部且与摆动臂(12)铰接，所述摆臂拉杆(16)的上端与所述升降环(15)铰接。

3.如权利要求2所述的一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置，其特征在于，搅泥组件包括搅泥电机(21)以及搅泥钻头(22)，所述搅泥电机(21)对应立轴(11)设置在所述支撑横梁(9)上端且与所述支撑横梁(9)固定连接，所述搅泥电机(21)的输出端朝向下方设置，所述搅泥钻头(22)设置在摆动臂(12)远离其与立轴(11)连接的一端，所述搅泥钻头(22)通过光轴、万向节以及齿轮与所述搅泥电机(21)的输出端连接。

4.一种如权利要求3所述的模拟航道疏浚的离心模型试验装置的模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、将底板(1)安装于模型箱(2)的顶部并通过调节电机(13)调整摆动臂(12)的初始角度；

b、启动与模型箱(2)配套的土工离心机，待加速度稳定后，加载自动程序，程序中确定首先开启搅泥电机(21)，使搅泥电机(21)带动搅泥钻头(22)转动，搅泥钻头(22)转动的同时抽泥泵(17)通过吸泥管(18)将泥浆混合物抽入沉淀盒(19)中沉淀；

c、控制转动电机(10)正反转，通过立轴(11)带动摆动臂(12)在水平面上往复摆动，使搅泥钻头(22)在水平面上做弧线折返运动；

d、当完成一个往复的弧线运动后，伺服电机(5)开启，通过丝杠滑块(8)带动疏浚模拟机构按照程序中设定好的距离进行移动，继续步骤c的过程；

e、重复步骤c和步骤d的过程，使搅泥钻头(22)在水平面上整体呈现Z字形的弧线运动；

f、当模型箱(2)中一层泥土开挖疏浚过后，通过调节电机(13)调节摆动臂(12)的角度，重复步骤c、步骤d以及步骤e的过程，完成航道整体疏浚的模拟。

5.如权利要求4所述的一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置的模拟方法，其特征在于，步骤b中，沉淀盒(19)中的多级过滤实现泥浆和水的分离。

Images