CN114898651B - 一种土木工程虚拟仿真实验平台 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种土木工程虚拟仿真实验平台，包括：底座，底座上设置有透明外壳，土木工程虚拟仿真实验在透明外壳的内部空间进行；底座的底部固定连接有储水箱，透明外壳的内部安装有与储水箱相互连通的降尘机构，透明外壳与储水箱之间还连通有清理灰尘的清尘机构。降尘机构用于将储水箱中的液体喷洒在透明外壳内部，结合清尘机构，通过液体对扬尘进行吸附清理，避免其四处飘散，保障教学环境质量。本申请解决了土木工程虚拟仿真实验中产生扬尘干扰实验观察效果的问题。

Description

一种土木工程虚拟仿真实验平台

技术领域

本发明涉及教学实验平台技术领域，尤其涉及一种土木工程虚拟仿真实验平台。

背景技术

土木工程是指除房屋建筑以外，为新建、改建或扩建各类工程的建筑物、构筑物和相关配套设施等所进行的勘察、规划、设计、施工、安装和维护等各项技术工作及其完成的工程实体，在土木工程教学工作中，通常需要进行土木工程搭建及土方爆破等虚拟仿真实验。

目前，在土木工程虚拟仿真实验教学时，教学工作通常在教学平台上进行，但在进行爆破实验教学时，会发生教学材料崩溅现象，存在安全隐患，且在教学过程中，容易产生扬尘现象，灰尘飘散会影响教学环境质量。

因此，如何提高一种避免土木工程虚拟仿真实验产生扬尘的实验展示台是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种避免产生扬尘干扰实验观察效果的土木工程虚拟仿真实验平台。

为实现上述目的，本申请提供一种土木工程虚拟仿真实验平台，包括：底座，底座的上方设置有透明外壳，透明外壳的内部用以进行仿真实验；

底座的下方固定连接有储水箱，透明外壳的内部设置降尘机构，降尘机构储水箱连通，以喷洒液体避免扬尘；透明外壳与储水箱之间连通有用以清理灰尘的清尘机构。

在一些实施例中，降尘机构包括：横置在透明外壳顶部内壁上的第一连通管，第一连通管的底部设置有用以降尘的雾化喷头；第一连通管的两端通过导水管分别连通储水箱的两侧。

在一些实施例中，清尘机构包括：吸尘机构和集尘机构；集尘机构设置在储水箱侧面，集尘机构与储水箱通过气体管道连通；吸尘机构一端连通集尘机构，另一端贯穿底座至透明外壳內部，以将灰尘吸入集尘机构内。

在一些实施例中，吸尘机构包括：贯穿底座设置的吸尘管，吸尘管的底部连通集尘机构，吸尘管侧壁设置有吸尘口，吸尘口内部设置用以吸附灰尘的吸附风扇。

在一些实施例中，吸尘机构包括：贯穿底座设置的吸尘管，吸尘管的底部连通集尘机构，吸尘管侧壁设置有吸尘口，吸尘口内部设置用以吸附灰尘的吸附风扇。

在一些实施例中，储水箱的底部设置有驱动机构，驱动机构包括：贯穿储水箱底板的螺纹杆和设置在储水箱内部的推板；推板与螺纹杆螺纹连接，且螺纹杆可带动推板相对于储水箱内壁滑动，以向降尘机构供水。

在一些实施例中，驱动机构通过传动机构连接吸尘机构；

传动机构包括：设置在储水箱下方的主动齿轮和从动齿轮；主动齿轮共轴套设在螺纹杆上，从动齿轮与主动齿轮啮合设置，从动齿轮内部共轴连接有动力传输机构，动力传输机构连接吸附风扇；

主动齿轮带动从动齿轮转动，以将动力通过动力传输机构传递给吸附风扇。

在一些实施例中，动力传输机构包括：第一传动杆、第二传动杆、第三传动杆；

从动齿轮套设在第一传动杆上并与其共轴转动；第一传动杆通过第一传送带连接传动第二传动杆，第二传动杆和第三传动杆表面通过齿轮啮合传动，第三传动杆通过第二传送带连接传动吸附风扇。

在一些实施例中，底座与透明外壳之间通过高度调节机构连接，高度调节机构包括：设置在透明外壳侧面的连接块和设置在底座表面的导向杆，导向杆竖直贯穿连接块，且可通过连接块带动透明外壳竖直升降。

相对于上述背景技术，本申请设置有底座，底座上设置有透明外壳，土木工程虚拟仿真实验在透明外壳的内部空间进行；底座的底部固定连接有储水箱，透明外壳的内部安装有与储水箱相互连通的降尘机构，透明外壳与储水箱之间还连通有清理灰尘的清尘机构。降尘机构用于将储水箱中的液体喷洒在透明外壳内部，结合清尘机构，通过液体对扬尘进行充分的吸附清理，避免其四处飘散，保障教学环境质量，并且保障实验教学过程中的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的土木工程虚拟仿真实验平台的外部结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的土木工程虚拟仿真实验平台的内部结构示意图；

图3为图2中A部分的局部结构放大图；

图4为图2中B部分的局部结构放大图；

图5为图2中C部分的局部结构放大图；

图6为本申请实施例所提供的主动齿轮与从动齿轮的局部装配示意图。

其中：

1-底座、101-支撑腿、2-透明外壳、201-闭合门、3-储水箱、301-进水管、4-第一连通管、41-导水管、5-雾化喷头、6-吸尘管、60-吸附风扇、7-吸尘口、8-集尘箱、80-密封塞、9-第二连通管、10-防尘网、11-第一螺纹杆、110-第一伺服电机、111-托板、12-推板、13-主动齿轮、14-从动齿轮、15-第一传动杆、16-第二传动杆、17-第三传动杆、18-第一传送带、19-第二传送带、20-连接块、21-导向杆、210-第二伺服电机。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

参考说明书附图1，附图1为本申请实施例所提供的土木工程虚拟仿真实验平台的外部结构示意图，包括：底座1，底座1上设置有透明外壳2，透明外壳2的前侧壁安装有闭合门201，闭合门201的设置便于使透明外壳2敞开，土木工程虚拟仿真的实验在透明外壳2所罩住的内部空间进行；底座1的底部固定连接有储水箱3，储水箱3的前侧壁贯穿安装有进水管301，进水管301上安装有阀门，能够便于向储水箱3内加入清水，透明外壳2的内顶部安装有与储水箱3相互连通的降尘机构，透明外壳2与储水箱3之间还连通有清理灰尘的清尘机构。上述降尘机构用于将储水箱3中的液体喷洒在透明外壳2内部，结合清尘机构，通过液体对扬尘进行吸附清理，避免其四处飘散，保障教学环境质量，并且保障实验教学过程中的安全性。

上述透明外壳2和储水箱3的具体结构不仅限于上述，其结构可根据实际需求进行对应更改，此处不再展开赘述。

进一步地，参考说明书附图2-附图4，图2为本申请实施例所提供的土木工程虚拟仿真实验平台的内部结构示意图、图3为图2中A部分的局部结构放大图、图4为图2中B部分的局部结构放大图，包括：上述降尘机构包括横置安装在透明外壳2内顶部的第一连通管4，第一连通管4的底部等间距安装有多个与其内部相互连通的雾化喷头5，上述雾化喷头5能够使清水雾化，便于对飘散的灰尘进行吸附降尘，当然，雾化喷头5的数量和设置位置不仅于这一种。第一连通管4的两端侧壁均连通有的导水管41，两个导水管41分别贯穿储水箱3的两侧壁并与储水箱3内密封连通，透明外壳2的两端内侧壁均固定连接有固定环，两个固定环分别套设在两个导水管41上并与其固定连接，固定环能够对导水管41起到固定及导向作用，使其能够稳定处于竖直状态。

进一步地，上述清尘机构包括：吸尘机构和集尘机构；集尘机构设置在储水箱3侧面，并与通过气体管道储水箱3连通，需要注意的是，储水箱3的液体并不进入集尘机构内部，二者只进行气体交换，目的是避免集尘机构内部气压过大。吸尘机构一端连通集尘机构，另一端贯穿底座1至透明外壳2的內部，吸尘机构将灰尘吸入集尘机构内。

进一步地，上述吸尘机构包括贯穿安装在底座1上的吸尘管6，吸尘管6底部连通集尘机构，吸尘管6在透明外壳2內部的侧壁贯穿安装有与其内部相互连通的吸尘口7，吸尘口7内设置有吸附风扇60，吸附风扇60转动能够对透明外壳2内的灰尘进行吸附。吸附风扇60可充分回收内部灰尘防止堆积。

进一步地，上述集尘机构包括固定连接在储水箱3侧壁上的集尘箱8，集尘箱8与储水箱3之间通过第二连通管9连通，上述吸尘管6底部贯穿集尘箱8的顶部并与其内部相互连通。集尘箱8的内部设置有防尘网10，第二连通管9延伸至集尘箱8内的一端位于防尘网10与集尘箱8的内侧壁之间，第二连通管9连通储水箱3内的一端仅与集尘箱8进行气体交换；防尘网10的设置能够避免灰尘进入第二连通管9，集尘箱8的底部贯穿滑动连接有密封塞80，需要注意的是，灰尘能够通过吸尘管6掉落在集尘箱8内集中收集，打开密封塞80能够便于将其排出。

上述集尘箱8的具体结构不仅限于上述，可根据实际需求做出结构更改，本文在此不再展开。

进一步地，参考说明书附图5和附图6，图5为图2中C部分的局部结构放大图、图6为本申请实施例所提供的主动齿轮与从动齿轮的局部装配示意图，包括：上述储水箱3的底部安装有延伸至其内部的驱动机构，驱动机构包括固定连接在储水箱3底部的托板111，托板111的上端安装有第一伺服电机110，第一伺服电机110的输出轴末端固定连接有螺纹杆11，上述螺纹杆11贯穿储水箱3的内底部并延伸至其内部，储水箱3内密封滑动连接有推板12，螺纹杆11贯穿推板12并与其螺纹连接，需要注意的是，螺纹杆11与推板12之间进行密封处理，使清水不会渗漏至推板12的下方，第一伺服电机110带动螺纹杆11转动，能够在其啮合作用下使推板12稳定上下滑动，从而将推板12上方空间挤压，将水沿导水管41输送到雾化喷头5喷洒，结构完善，易于操作。

进一步地，上述吸尘机构与驱动机构之间均通过传动机构连接，传动机构包括套设在第一伺服电机110的侧壁并与其同轴转动的主动齿轮13，储水箱3的底部转动连接有第一传动杆15，第一传动杆15的侧壁套设有与主动齿轮13相啮合的从动齿轮14，主动齿轮13的直径大于从动齿轮14的直径，需要注意的是，调节第一伺服电机110的转速使其带动螺纹杆11缓慢转动，在从动齿轮14与主动齿轮13的啮合作用下，能够使从动齿轮14带动第一传动杆15快速转动，集尘箱8的底部转动连接有第二传动杆16，第二传动杆16的侧壁套设有与其同轴转动的锥齿轮，第一传动杆15与第二传动杆16之间通过第一传送带18连接，底座1下方横向转动连接有第三传动杆17，第三传动杆17的侧壁套设有与第一锥齿轮32相啮合的锥齿轮，第三传动杆17与吸附风扇60的转动轴之间绕设有第二传送带19，第二传送带19贯穿集尘箱8的底部并与其密封滑动连接。此结构实现了运动传递，且只需要单独控制驱动机构就使得吸尘机构与降尘机构可同时进行运作，减少了本申请的生产制造成本。

进一步地，上述底座1与透明外壳2之间通过高度调节机构连接，高度调节机构包括分别固定连接在透明外壳2两端侧壁上的连接块20，底座1的上端固定连接有导向杆21，导向杆21贯穿连接块20并与其滑动连接，底座1的上端安装有第二伺服电机210，第二伺服电机210的输出轴末端固定连接有导向杆21，需要注意的是，两侧的导向杆21可选用且不仅限于选用螺纹啮合的方式与连接块20配合，两侧的导向杆21能够共同作用对透明外壳2起到导向作用，使其只能够稳定上下滑动，当启动第二伺服电机210使导向杆21转动时，能够在其啮合作用下，使连接块20能够带动透明外壳2向上滑动。相应的，将导水管41的竖直段设置为弹性软管，软管的设置使得导水管41与透明外壳2一起移动，避免损坏结构。在实验完成后，将透明外壳2向上移动可便于对底座1进行清理。

当在实验教学过程中，透明外壳2内部发生扬尘现象时，通过进水管301向储水箱3内加入清水，调节第一伺服电机110的转速，启动第一伺服电机110，第一伺服电机110带动螺纹杆11缓慢转动，能够在其啮合作用下使推板12在储水箱3内缓慢向上滑动，能够将储水箱3内的清水通过导水管41推出，并使其流经第一连通管4通过多个雾化喷头5喷出，对灰尘吸附起到降尘作用；

当第一伺服电机110带动主动齿轮13转动时，能够在主动齿轮13与从动齿轮14的啮合作用下，使从动齿轮14带动第一传动杆15快速转动，进而在第一传送带18、第二传送带19、第一传动杆15、第二传动杆16和第三传动杆17的共同作用下使吸附风扇60转动，将透明外壳2内的灰尘进一步通过吸尘管6吸入集尘箱8内集中收集，且推板12在向上滑动的过程中，使得推板12及储水箱3内底部之间的气压减小，进而能够通过第二连通管9进行吸气工作，避免吸尘管6发生堵塞现象，对透明外壳2内的扬尘进行充分吸附处理；

实验完成后，拔出密封塞80能够对集尘箱8内的灰尘进行清理，启动第二伺服电机210使第一导向杆21转动，使连接块20能够带动透明外壳2向上滑动，进而便于对底座1进行清理。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本申请所提供的土木工程虚拟仿真实验平台进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种土木工程虚拟仿真实验平台，其特征在于，包括：底座(1)，所述底座(1)的上方设置有透明外壳(2)，所述透明外壳(2)的内部用以进行仿真实验；

所述底座(1)的下方固定连接有储水箱(3)，所述透明外壳(2)的内部设置降尘机构，所述降尘机构所述储水箱(3)连通，以喷洒液体避免扬尘；所述透明外壳(2)与所述储水箱(3)之间连通有用以清理灰尘的清尘机构；

所述清尘机构包括：吸尘机构和集尘机构；所述集尘机构设置在所述储水箱(3)侧面，所述集尘机构与所述储水箱(3)通过气体管道连通；所述吸尘机构一端连通所述集尘机构，另一端贯穿所述底座(1)至所述透明外壳(2)内部，以将灰尘吸入所述集尘机构内；

所述吸尘机构包括贯穿所述底座(1)设置的吸尘管(6)，所述集尘机构包括设置在所述储水箱(3)侧面的集尘箱(8)，所述集尘箱(8)通过第二连通管(9)连通所述储水箱(3)；

所述吸尘管(6)底部连通所述集尘箱(8)，所述集尘箱(8)内部设置有防尘网(10)，所述防尘网(10)设置在所述吸尘管(6)与所述第二连通管(9)之间；

所述储水箱(3)的底部设置有驱动机构，所述驱动机构包括贯穿所述储水箱(3)底板的螺纹杆(11)和设置在所述储水箱(3)内部的推板(12)；所述推板(12)与所述螺纹杆(11)螺纹连接，且所述螺纹杆(11)可带动所述推板(12)相对于储水箱(3)内壁滑动，以向所述降尘机构供水；所述第二连通管(9)用以实现所述集尘箱(8)与所述储水箱(3)的气体交换。

2.根据权利要求1所述的土木工程虚拟仿真实验平台，其特征在于，所述降尘机构包括：横置在所述透明外壳(2)顶部内壁上的第一连通管(4)，所述第一连通管(4)的底部设置有用以降尘的雾化喷头(5)；所述第一连通管(4)的两端通过导水管(41)分别连通所述储水箱(3)的两侧。

3.根据权利要求2所述的土木工程虚拟仿真实验平台，其特征在于，所述吸尘管(6)的底部连通所述集尘机构，所述吸尘管(6)侧壁设置有吸尘口(7)，所述吸尘口(7)内部设置用以吸附灰尘的吸附风扇(60)。

4.根据权利要求3所述的土木工程虚拟仿真实验平台，其特征在于，所述驱动机构通过传动机构连接所述吸尘机构；

所述传动机构包括：设置在所述储水箱(3)下方的主动齿轮(13)和从动齿轮(14)；所述主动齿轮(13)共轴套设在所述螺纹杆(11)上，所述从动齿轮(14)与所述主动齿轮(13)啮合设置，所述从动齿轮(14)内部共轴连接有动力传输机构，所述动力传输机构连接所述吸附风扇(60)；

所述主动齿轮(13)带动所述从动齿轮(14)转动，以将动力通过所述动力传输机构传递给所述吸附风扇(60)。

5.根据权利要求4所述的土木工程虚拟仿真实验平台，其特征在于，所述动力传输机构包括：第一传动杆(15)、第二传动杆(16)、第三传动杆(17)；

所述从动齿轮(14)套设在所述第一传动杆(15)上并与其共轴转动；所述第一传动杆(15)通过第一传送带(18)连接传动第二传动杆(16)，所述第二传动杆(16)和所述第三传动杆(17)表面通过齿轮啮合传动，所述第三传动杆(17)通过第二传送带(19)连接传动所述吸附风扇(60)。

6.根据权利要求4所述的土木工程虚拟仿真实验平台，其特征在于，所述底座(1)与所述透明外壳(2)之间通过高度调节机构连接，所述高度调节机构包括：设置在所述透明外壳(2)侧面的连接块(20)和设置在所述底座(1)表面的导向杆(21)，所述导向杆(21)竖直贯穿所述连接块(20)，且可通过所述连接块(20)带动所述透明外壳(2)竖直升降。

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