CN114170882B - 一种地质灾害模型展示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地质灾害模型展示装置，包括底座，底座顶端设置有桶体，桶体内顶端设置有平台，平台顶部固定安装有多个地质模型，桶体内设置有底板，底板位于平台下端，底板外侧与桶体内侧固定连接，底板顶部固定安装有套筒，套筒内插设有直杆，直杆上端固定连接在平台下端中央处，直杆上套设有第一弹簧，第一弹簧两端分别固定连接在平台和套筒上；本发明通过在桶体内装入适量的水，水充满在桶体内，可根据展示需求选择水漫过桶体内的多个地质模型或是水位位于多个地质模型的下方，当水位降低到一定程度时，平台上的地质模型在第一弹簧的支撑弹力下保持原位，从而模拟了洪涝灾害时，受水位变化影响的地质模型的全程状态。

Description

一种地质灾害模型展示装置

技术领域

本发明涉及地质灾害模型展示技术领域，具体为一种地质灾害模型展示装置。

背景技术

地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产造成的损失、对环境造成破坏的地质作用或地质现象。地质灾害在时间和空间上的分布变化规律，既受制于自然环境，又与人类活动有关，往往是人类与自然界相互作用的结果。

有时候需要一些展示装置对上述场景进行展示，现有的展示多通过地壳震动来进行展示，而考虑到洪涝与地震灾害同时发生的情况下，地质灾害的模型状态区别与地壳震动，因此现有的地质灾害模型展示装置不具有洪涝灾害展示功能，为此我们提出一种地质灾害模型展示装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地质灾害模型展示装置，包括底座，所述底座顶端设置有桶体，所述桶体内顶端设置有平台，所述平台顶部固定安装有多个地质模型，所述桶体内设置有底板，所述底板位于平台下端，所述底板外侧与桶体内侧固定连接，所述底板顶部固定安装有套筒，所述套筒内插设有直杆，所述直杆上端固定连接在平台下端中央处，所述直杆上套设有第一弹簧，所述第一弹簧两端分别固定连接在平台和套筒上。

优选的，所述桶体内底端开设有通口，所述桶体底端固定安装有下桶体，所述下桶体通过通口与桶体内部连通，所述桶体外侧下端开设有若干呈圆周阵列分布的排水口，所述排水口与桶体内部连通，所述桶体内设置有多个呈圆周阵列分布的密封机构，多个所述密封机构可对多个排水口进行同步密封，所述密封机构包括两个间隔设置的竖板，两个所述竖板下端均固定安装在桶体内底部，位于一侧的所述竖板上螺纹连接有螺杆，所述螺杆贯穿竖板，所述螺杆一端固定安装有密封塞体，所述密封塞体可插入并密封排水口，位于另一侧的所述竖板上可转动安装有花键套，所述花键套贯穿竖板，所述花键套内滑动设置有花键轴，所述花键轴一端固定安装在螺杆的端部，所述花键套的另一端固定安装有第一锥齿轮。

优选的，还包括传动机构，所述传动机构包括竖轴，所述竖轴位于下桶体内，所述竖轴顶部固定安装有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮位于通口内且所述第二锥齿轮与多个第一锥齿轮同步啮合，所述竖轴下端可转动安装在下桶体内底部，所述竖轴下端贯穿下桶体，所述竖轴底端部固定安装有第一摩擦轮。

优选的，所述下桶体底端设置有槽体，所述槽体位于底座上端，所述槽体内设置有支撑机构，所述支撑机构可支撑槽体且所述支撑机构下端支撑在底座顶部，所述槽体内底部固定安装有多个呈圆周阵列分布的支撑杆，所述支撑杆上端均固定安装在下桶体底部。

优选的，还包括驱动机构，所述驱动机构包括电机，所述电机位于下桶体与槽体之间，所述电机外两侧均固定安装有侧块，所述侧块上均设置有导向杆，所述导向杆下端贯穿侧块且导向杆下端固定安装在槽体内，所述槽体内固定安装有液压缸，所述液压缸的输出端固定安装在电机底部，所述电机的输出轴端固定安装有第一转轴，所述第一转轴顶部固定安装有第二摩擦轮，所述第二摩擦轮与第一摩擦轮配合设置。

优选的，所述支撑机构包括多个呈圆周阵列分布的支撑组件，所述支撑组件包括支架，所述支架呈F形状，所述支架下端固定安装在底座顶部，所述支架一侧设置有L形连接座，所述L形连接座上端延伸至支架内，所述L形连接座下端固定安装在槽体顶部，所述L形连接座上端的底侧和顶侧均固定安装有第二弹簧，所述第二弹簧另一端分别固定安装在支架内侧。

优选的，还包括震动机构，所述震动机构包括电机座和伺服电机，所述电机座固定安装在桶体外侧，所述伺服电机固定安装在电机座上，所述伺服电机的输出轴端固定安装有偏心振子，所述偏心振子为铁质材质且所述偏心振子表面涂有防锈涂层。

优选的，所述下桶体上设置有敲击机构，所述敲击机构可使下桶体在横向发生晃动，所述敲击机构多个呈圆周阵列分布的敲击组件，所述敲击组件包括支撑块，所述支撑块固定安装在下桶体外侧，所述支撑块底端设置有竖杆，所述竖杆底部固定安装有斜块，所述支撑块底部固定安装有套管，所述竖杆顶部固定安装有插杆，所述插杆上端插入套管内且可沿着套管滑动，所述插杆上套设有第三弹簧，所述第三弹簧两端分别固定连接在竖杆和套管上，所述敲击组件还包括第二转轴，所述第二转轴上端可转动安装在下桶体底部，所述第二转轴上固定安装有外齿轮，所述第二转轴底部固定安装有L形拨杆，所述L形拨杆可拨打在斜块上，所述第一转轴上固定安装有内齿轮，所述内齿轮可与多个外齿轮啮合。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过在桶体内装入适量的水，水充满在桶体内，可根据展示需求选择水漫过桶体内的多个地质模型或是水位位于多个地质模型的下方。通过打开排水口可使桶体内的水由排水口排出，且水由排水口排出时，展示洪涝灾害时水位退去时地质模型所处的动态变化，同时水由排水口排出时，观察桶体内的水位来实时调节洪涝灾害的水位，当地质模型发生动态变化时，平台受水的浮力为竖直向上，当水位上升时，直杆可沿着套筒向上移动且第一弹簧被拉伸，当水位下降时，直杆可沿着套筒向下移动，当水位降低到一定程度时，平台上的地质模型在第一弹簧的支撑弹力下保持原位，从而模拟了洪涝灾害时，受水位变化影响的地质模型的全程状态。

2、通过伺服电机带动偏心振子转动，伺服电机与桶体连为一体，从而使桶体整体产生不规则震动；启动液压缸带动电机沿着导向杆向下移动，使电机上端的第一转轴向下移动，第二摩擦轮与第一摩擦轮分离且不再贴合，而内齿轮与多个外齿轮啮合，电机工作时，电机带动内齿轮转动，内齿轮带动多个同步外齿轮，从而带动L形拨杆绕第二转轴转动，L形拨杆转动一圈可拨打在斜块上，斜块受L形拨杆的压力，斜块和竖杆可沿着套管方向向上移动，从而通过横向敲打模拟横向地震波下地质模型的状态。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的桶体与槽体之间的放大结构示意图；

图3为本发明的下桶体底部的驱动机构的放大结构示意图；

图4为本发明的下桶体内部结构放大示意图；

图5为本发明的桶体内部传动机构的放大结构示意图；

图6为本发明的传动机构的放大俯视图；

图7为本发明的平台下端的底板处的放大结构示意图；

图中：1、底座；2、桶体；3、平台；4、地质模型；5、底板；6、套筒；7、直杆；8、第一弹簧；9、通口；10、下桶体；11、排水口；12、槽体；13、支撑杆；101、竖板；102、螺杆；103、密封塞体；104、花键套105、；花键轴；106、第一锥齿轮；201、竖轴；202、第二锥齿轮；203、第一摩擦轮；301、电机；302、侧块；303、导向杆；304、液压缸；305、第一转轴；306、第二摩擦轮；401、支架；402、L形连接座；403、第二弹簧；501、电机座；502、伺服电机；503、偏心振子；601、支撑块；602、竖杆；603、斜块；604、套管；605、插杆；606、第三弹簧；607、第二转轴；608、外齿轮；609、L形拨杆；610、内齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

地质灾害在时间和空间上的分布变化规律，既受制于自然环境，又与人类活动有关，往往是人类与自然界相互作用的结果。目前一些相关的展示装置对这类现象有所展示。

现有公开号为CN202020884741.1的一种地质灾害模型展示装置具体公开了：包括底板，所述底板的上表面固定连接有支撑柱，所述支撑柱的顶端固定连接有演示台，所述演示台的上表面开设有矩形凹槽，所述矩形凹槽的内底壁固定连接有连接柱，所述连接柱的表面套设有震动弹簧，所述震动弹簧的顶端固定连接有支撑块，所述支撑块的上表面固定连接有放置台。该地质灾害模型展示装置，通过设置震动电机、连接柱、震动弹簧、放置台和控制面板，便于震动电机的启动使放置台震动，并利用控制面板调整模拟的地震等级，学生可以观测沙土模型和房屋模型的变化，并将手部放置在手部放置块感受震动，使学生对于地震的危害有直观的认识，加强对学生的地质灾害教育。

上述展示通过地壳震动来进行展示，而考虑到洪涝与地震灾害同时发生的情况下，地质灾害的模型状态区别与地壳震动，因此这类的产品不具有洪涝灾害展示功能。相对来说，对于洪涝灾害的展示，现在的设计涉及非常少，人们对其展示过程的体验有限，对真实场景进行研究后再探索相关产品就显得很有难度。本申请在对地质灾害模型研究的过程中，很难得的做到了充分考虑。

请参阅图1至图7，本发明提供一种地质灾害模型展示装置技术方案：一种地质灾害模型展示装置，包括底座1，底座1顶端设置有桶体2，桶体2内顶端设置有平台3，平台3顶部固定安装有多个地质模型4，桶体2内设置有底板5，底板5位于平台3下端，底板5外侧与桶体2内侧固定连接，底板5顶部固定安装有套筒6，套筒6内插设有直杆7，直杆7上端固定连接在平台3下端中央处，直杆7上套设有第一弹簧8，第一弹簧8两端分别固定连接在平台3和套筒6上。

桶体2内底端开设有通口9，桶体2底端固定安装有下桶体10，下桶体10通过通口9与桶体2内部连通，桶体2外侧下端开设有若干呈圆周阵列分布的排水口11，排水口11与桶体2内部连通，桶体2内设置有多个呈圆周阵列分布的密封机构，多个密封机构可对多个排水口11进行同步密封，密封机构包括两个间隔设置的竖板101，两个竖板101下端均固定安装在桶体2内底部，位于一侧的竖板101上螺纹连接有螺杆102，螺杆102贯穿竖板101，螺杆102一端固定安装有密封塞体103，密封塞体103可插入并密封排水口11，位于另一侧的竖板101上可转动安装有花键套104，花键套104贯穿竖板101，花键套104内滑动设置有花键轴105，花键轴105一端固定安装在螺杆102的端部，花键套104的另一端固定安装有第一锥齿轮106。具体进行展示时，事先将桶体2内装入适量的水，水充满在桶体2内，可根据展示需求选择水漫过桶体2内的多个地质模型4或是水位位于多个地质模型4的下方。通过打开排水口11可使桶体2内的水由排水口11排出，且水由排水口11排出时，展示洪涝灾害时水位退去时地质模型4所处的动态变化，同时水由排水口11排出时，观察桶体2内的水位来实时调节洪涝灾害的水位，当地质模型4发生动态变化时，平台3受水的浮力为竖直向上，当水位上升时，直杆7可沿着套筒6向上移动且第一弹簧8被拉伸，当水位下降时，直杆7可沿着套筒6向下移动，当水位降低到一定程度时，平台3上的地质模型4在第一弹簧8的支撑弹力下保持原位，从而模拟了洪涝灾害时，受水位变化影响的地质模型4的全程状态。

本实施例中，优选的，还包括传动机构，传动机构包括竖轴201，竖轴201位于下桶体10内，竖轴201顶部固定安装有第二锥齿轮202，第二锥齿轮202位于通口9内且第二锥齿轮202与多个第一锥齿轮106同步啮合，竖轴201下端可转动安装在下桶体10内底部，竖轴201下端贯穿下桶体10，竖轴201底端部固定安装有第一摩擦轮203。

本实施例中，优选的，下桶体10底端设置有槽体12，槽体12位于底座1上端，槽体12内设置有支撑机构，支撑机构可支撑槽体12且支撑机构下端支撑在底座1顶部，槽体12内底部固定安装有多个呈圆周阵列分布的支撑杆13，支撑杆13上端均固定安装在下桶体10底部。

还包括驱动机构，驱动机构包括电机301，电机301位于下桶体10与槽体12之间，电机301外两侧均固定安装有侧块302，侧块302上均设置有导向杆303，导向杆303下端贯穿侧块302且导向杆303下端固定安装在槽体12内，槽体12内固定安装有液压缸304，液压缸304的输出端固定安装在电机301底部，电机301的输出轴端固定安装有第一转轴305，第一转轴305顶部固定安装有第二摩擦轮306，第二摩擦轮306与第一摩擦轮203贴合。

支撑机构包括多个呈圆周阵列分布的支撑组件，支撑组件包括支架401，支架401呈F形状，支架401下端固定安装在底座1顶部，支架401一侧设置有L形连接座402，L形连接座402上端延伸至支架401内，L形连接座402下端固定安装在槽体12顶部，L形连接座402上端的底侧和顶侧均固定安装有第二弹簧403，第二弹簧403另一端分别固定安装在支架401内侧。

当控制排水口11的通断时，启动液压缸304带动电机301沿着导向杆303向上移动，使电机301上端的第一转轴305向上移动，第一转轴305顶部的第二摩擦轮306紧密贴合在第一摩擦轮203底部，第二摩擦轮306与第一摩擦轮203处于紧密贴合并可相互带动，之后电机301启动并带动第一转轴305转动，第一转轴305带动第二摩擦轮306与第一摩擦轮203转动，竖轴201转动且第二锥齿轮202同步转动，第二锥齿轮202带动多个第一锥齿轮106同步转动，从而第一锥齿轮106与花键套104同步转动，花键套104带动花键轴105转动，花键轴105转动的同时沿着横向移动，从而螺杆102与密封塞体103转动的同时沿着横向移动，使密封塞体103向排水口11内部移动并将排水口11堵住，从而控制排水口11的通断。

本实施例中，优选的，还包括震动机构，震动机构包括电机座501和伺服电机502，电机座501固定安装在桶体2外侧，伺服电机501固定安装在电机座501上，伺服电机501的输出轴端固定安装有偏心振子503，偏心振子503为铁质材质且偏心振子503表面涂有防锈涂层。

本实施例中，优选的，下桶体10上设置有敲击机构，敲击机构可使下桶体10在横向发生晃动，敲击机构多个呈圆周阵列分布的敲击组件，敲击组件包括支撑块601，支撑块601固定安装在下桶体10外侧，支撑块601底端设置有竖杆602，竖杆602底部固定安装有斜块603，支撑块601底部固定安装有套管604，竖杆602顶部固定安装有插杆605，插杆605上端插入套管604内且可沿着套管604滑动，插杆605上套设有第三弹簧606，第三弹簧606两端分别固定连接在竖杆602和套管604上，敲击组件还包括第二转轴607，第二转轴607上端可转动安装在下桶体10底部，第二转轴607上固定安装有外齿轮608，第二转轴607底部固定安装有L形拨杆609，L形拨杆609可拨打在斜块603上，第一转轴305上固定安装有内齿轮610，内齿轮610可与多个外齿轮608啮合。通过设置震动机构和敲击机构，震动机构可模拟发生地壳震动时地质模型4的状态，敲击机构可具体模拟发生横向地震波时地质模型4的状态，具体工作时，伺服电机501带动偏心振子503转动，伺服电机501与桶体2连为一体，从而使桶体2整体产生不规则震动；启动液压缸304带动电机301沿着导向杆303向下移动，使电机301上端的第一转轴305向下移动，第二摩擦轮306与第一摩擦轮203分离且不再贴合，而内齿轮610与多个外齿轮608啮合，电机301工作时，电机301带动内齿轮610转动，内齿轮610带动多个同步外齿轮608，从而带动L形拨杆609绕第二转轴607转动，L形拨杆609转动一圈可拨打在斜块603上，斜块603受L形拨杆609的压力，斜块603和竖杆602可沿着套管604方向向上移动，从而通过横向敲打模拟横向地震波下地质模型4的状态。

工作原理和流程：演示时，在桶体2内装入适量的水，水充满在桶体2内，可根据展示需求选择水漫过桶体2内的多个地质模型4或是水位位于多个地质模型4的下方。通过打开排水口11可使桶体2内的水由排水口11排出，且水由排水口11排出时，展示洪涝灾害时水位退去时地质模型4所处的动态变化，同时水由排水口11排出时，观察桶体2内的水位来实时调节洪涝灾害的水位，当地质模型4发生动态变化时，平台3受水的浮力为竖直向上；

当水位上升时，直杆7可沿着套筒6向上移动且第一弹簧8被拉伸，当水位下降时，直杆7可沿着套筒6向下移动，当水位降低到一定程度时，平台3上的地质模型4在第一弹簧8的支撑弹力下保持原位，从而模拟了洪涝灾害时，受水位变化影响的地质模型4的全程状态。

控制排水口11的通断时，启动液压缸304带动电机301沿着导向杆303向上移动，使电机301上端的第一转轴305向上移动，第一转轴305顶部的第二摩擦轮306紧密贴合在第一摩擦轮203底部，第二摩擦轮306与第一摩擦轮203配合设置，第二摩擦轮306可与第一摩擦轮203紧密贴合并驱动第一摩擦轮203转动，之后电机301启动并带动第一转轴305转动，第一转轴305带动第二摩擦轮306与第一摩擦轮203转动，竖轴201转动且第二锥齿轮202同步转动，第二锥齿轮202带动多个第一锥齿轮106同步转动，从而第一锥齿轮106与花键套104同步转动，花键套104带动花键轴105转动，花键轴105转动的同时沿着横向移动，从而螺杆102与密封塞体103转动的同时沿着横向移动，使密封塞体103向排水口11内部移动并将排水口11堵住，从而控制排水口11的通断。

模拟开始时，伺服电机501带动偏心振子503转动，伺服电机501与桶体2连为一体，从而使桶体2整体产生不规则震动；启动液压缸304带动电机301沿着导向杆303向下移动，使电机301上端的第一转轴305向下移动，第二摩擦轮306与第一摩擦轮203分离且不再贴合，而内齿轮610与多个外齿轮608啮合，电机301工作时，电机301带动内齿轮610转动，内齿轮610带动多个同步外齿轮608，从而带动L形拨杆609绕第二转轴607转动，L形拨杆609转动一圈可拨打在斜块603上，斜块603受L形拨杆609的压力，斜块603和竖杆602可沿着套管604方向向上移动，从而通过横向敲打模拟横向地震波下地质模型4的状态(地震波分为纵向(上下)和横向(左右)两种震动)。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的远离和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种地质灾害模型展示装置，其特征在于：包括底座（1），所述底座（1）顶端设置有桶体（2），所述桶体（2）内顶端设置有平台（3），所述平台（3）顶部固定安装有多个地质模型（4），所述桶体（2）内设置有底板（5），所述底板（5）位于平台（3）下端，所述底板（5）外侧与桶体（2）内侧固定连接，所述底板（5）顶部固定安装有套筒（6），所述套筒（6）内插设有直杆（7），所述直杆（7）上端固定连接在平台（3）下端中央处，所述直杆（7）上套设有第一弹簧（8），所述第一弹簧（8）两端分别固定连接在平台（3）和套筒（6）上；

所述桶体（2）内底端开设有通口（9），所述桶体（2）底端固定安装有下桶体（10），所述下桶体（10）通过通口（9）与桶体（2）内部连通，所述桶体（2）外侧下端开设有若干呈圆周阵列分布的排水口（11），所述排水口（11）与桶体（2）内部连通，所述桶体（2）内设置有多个呈圆周阵列分布的密封机构，多个所述密封机构可对多个排水口（11）进行同步密封，所述密封机构包括两个间隔设置的竖板（101），两个所述竖板（101）下端均固定安装在桶体（2）内底部，位于一侧的所述竖板（101）上螺纹连接有螺杆（102），所述螺杆（102）贯穿竖板（101），所述螺杆（102）一端固定安装有密封塞体（103），所述密封塞体（103）可插入并密封排水口（11），位于另一侧的所述竖板（101）上可转动安装有花键套（104），所述花键套（104）贯穿竖板（101），所述花键套（104）内滑动设置有花键轴（105），所述花键轴（105）一端固定安装在螺杆（102）的端部，所述花键套（104）的另一端固定安装有第一锥齿轮（106）。

2.根据权利要求1所述的一种地质灾害模型展示装置，其特征在于：还包括传动机构，所述传动机构包括竖轴（201），所述竖轴（201）位于下桶体（10）内，所述竖轴（201）顶部固定安装有第二锥齿轮（202），所述第二锥齿轮（202）位于通口（9）内且所述第二锥齿轮（202）与多个第一锥齿轮（106）同步啮合，所述竖轴（201）下端可转动安装在下桶体（10）内底部，所述竖轴（201）下端贯穿下桶体（10），所述竖轴（201）底端部固定安装有第一摩擦轮（203）。

3.根据权利要求2所述的一种地质灾害模型展示装置，其特征在于：所述下桶体（10）底端设置有槽体（12），所述槽体（12）位于底座（1）上端，所述槽体（12）内设置有支撑机构，所述支撑机构可支撑槽体（12）且所述支撑机构下端支撑在底座（1）顶部，所述槽体（12）内底部固定安装有多个呈圆周阵列分布的支撑杆（13），所述支撑杆（13）上端均固定安装在下桶体（10）底部。

4.根据权利要求3所述的一种地质灾害模型展示装置，其特征在于：还包括驱动机构，所述驱动机构包括电机（301），所述电机（301）位于下桶体（10）与槽体（12）之间，所述电机（301）外两侧均固定安装有侧块（302），所述侧块（302）上均设置有导向杆（303），所述导向杆（303）下端贯穿侧块（302）且导向杆（303）下端固定安装在槽体（12）内，所述槽体（12）内固定安装有液压缸（304），所述液压缸（304）的输出端固定安装在电机（301）底部，所述电机（301）的输出轴端固定安装有第一转轴（305），所述第一转轴（305）顶部固定安装有第二摩擦轮（306），所述第二摩擦轮（306）与第一摩擦轮（203）配合设置。

5.根据权利要求3所述的一种地质灾害模型展示装置，其特征在于：所述支撑机构包括多个呈圆周阵列分布的支撑组件，所述支撑组件包括支架（401），所述支架（401）呈F形状，所述支架（401）下端固定安装在底座（1）顶部，所述支架（401）一侧设置有L形连接座（402），所述L形连接座（402）上端延伸至支架（401）内，所述L形连接座（402）下端固定安装在槽体（12）顶部，所述L形连接座（402）上端的底侧和顶侧均固定安装有第二弹簧（403），所述第二弹簧（403）另一端分别固定安装在支架（401）内侧。

Images