CN115541418B - 一种用于冲击试验的岩石发射装置及应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于冲击试验的岩石发射装置及应用方法，包括支架系统、发射系统、牵引动力系统和电路系统；支架系统起到整个装置支撑受力与安装调整的作用；岩石发射装置的发射原理为：开始试验时，电机带动主动齿轮旋转，然后带动从动齿轮，迫使齿状卡带向后移动，从而压缩高强弹簧，借用棘轮机构固定齿状卡带积累弹性势能。当高强弹簧压缩到预定位置时，关闭电机，通过旋柄将从动齿轮从主动齿轮和齿状卡带之间抽离出来，进而规避从动齿轮对岩石弹拖释放的影响。通过电磁铁，进行高强弹簧弹性势能的释放，从而对岩石进行加速。对不同质量岩样的速度标定，模拟真实情况下，不同质量岩石的冲击效果，灵活可调，自动化程度高、经济适用、方便实施。

Description

一种用于冲击试验的岩石发射装置及应用方法
技术领域
本发明属于岩石动力学实验领域，具体涉及一种用于冲击试验的岩石发射装置及应用方法。
背景技术
在泥石流、崩坍、滑坡等典型地质灾害中，岩石的动载冲击往往是灾害防治中的不可控因素，对拦挡结构起严重的破坏作用，因此岩石的动载特性研究具有重要意义。目前，岩石的冲击试验研究中，模拟岩石启动装置往往是简单的落锤、摆锤试验，其基本原理往往是通过撞击使岩石弹射出去，这与岩石在泥石流、崩塌、滑坡等地质灾害发生运动过程中的岩石运动方式吻合度较低，因此这些实验装置模拟岩石冲击试验所得数据无法为治理工程设计提供可靠的设计依据。然而，可靠的岩石动载冲击数据不仅是地质灾害危险评估、建筑物抗灾强度评估的重要指标，更是设计各种地质灾害防治工程的重要参考。
当前模拟岩石发射的装置主要有两种，一种是通过特制元件的重力式运动模拟岩石的冲击效果，另一种是通过元件撞击岩石样品，使其获得初速度从而弹射出去。第一种装置通过制作可以发生摆动的摆锤或者发生自由落体的落锤模拟岩石的动荷载，模拟过程简单，较为经济，但是这种测试方法不确定因素较多，对操作人员和操作方法要求较高，而且模拟形式单一，适用性较低，其结果可信度较低；第二种模拟装置往往电磁力、液压、气压等方式推动撞击元件撞击岩样，使其发射出去，这类装置不仅对结构的抗震要求较高，而且所模拟的岩样尺寸受限，撞击对岩样还有强烈的破坏作用，而且在岩样发射位置不能很好的保证其发射速度，随机性增加，不经济。因此，现有的方法想实现快速、经济又符合地灾灾害发生过程中岩石的动载冲击实际情况，并能达到拦挡结构设计指导的效果，上述方法难以得到解决。
当前，实现岩样加速的方法主要有气流推动携带试件的弹托从发射筒中快速发射或电磁弹射装置采用电磁轨道炮原理产生强大的洛伦兹力将模拟岩样以极高的速度弹射出去。其中通过气压推动弹托发射岩样，对发生装置的气密性要求较高，装置整体花费较大，实验成本较高；通过电磁轨道炮原理则需要用铁球模拟岩样发生弹射，其与真实情况相差较大，适用性较低；因次，现有的方法难以简便而精确地进行岩石的发射，并达到真实模拟效果。本专利发明提出一种通过弹簧加速弹托，从而发射岩样的一种用于冲击试验的岩石发射装置，其很好的解决了现有岩石发射装置的不足点，且经济高效。
发明内容
本发明所为了解决背景技术中存在的技术问题，目的在于提供了一种用于冲击试验的岩石发射装置及应用方法，包括支架系统、发射系统、牵引动力系统和电路系统；支架系统起到整个装置支撑受力与安装调整的作用；岩石发射装置的发射原理为：开始试验时，电机带动主动齿轮旋转，然后带动从动齿轮，迫使齿状卡带向后移动，从而压缩高强弹簧，借用棘轮机构固定齿状卡带积累弹性势能。当高强弹簧压缩到预定位置时，关闭电机，通过旋柄将从动齿轮从主动齿轮和齿状卡带之间抽离出来，进而规避从动齿轮对岩石弹拖释放的影响。通过电磁铁，进行高强弹簧弹性势能的释放，从而对岩石进行加速。对不同质量岩样的速度标定，模拟真实情况下，不同质量岩石的冲击效果，灵活可调，自动化程度高、经济适用、方便实施。
为了解决技术问题，本发明的技术方案是：
一种用于冲击试验的岩石发射装置，包括支架系统、发射系统、动力系统和供电系统；
所述支架系统：试验台；所述试验台上开设有条型槽，所述发射系统部分设置在条型槽内的一端，所述发射系统滑动连接条型槽；位于试验台的条型槽另一端处开设有柱形凹槽，所述柱形凹槽用于安置动力系统，所述试验台内设置有置物板，所述置物板安装在试验台内，所述供电系统安装在置物板上；所述供电系统供电于动力系统，所述动力系统驱动所述发射系统发射；
所述发射系统包括：载物台、实验岩样、高强弹簧、弹簧底座、滑动机构；所述载物台包括后缘板、侧缘板和岩石弹拖；所述滑动机构安装在条型槽内并于岩石弹拖刚性相连；所述实验岩样放置在岩石弹拖上，所述侧缘板安装在岩石弹拖的运动方向两侧，所述后缘板安装在岩石弹拖的弹簧蓄力运动方向面上，所述弹簧底座固定安装在试验台上，所述高强弹簧的一端安装在后缘板上，另一端安装在弹簧底座上。
进一步，所述滑动机构包括：钢珠和钢珠轨槽；所述钢珠轨槽安装在条型槽两侧用于钢珠运动，所述钢珠与岩石弹拖刚性连接。
进一步，所述弹簧底座沿条型槽的轴线左右对称分布，所述高强弹簧的一端安装在后缘板靠近两端的位置上；所述试验台上还设置有：弹性桩，所述弹性桩安装在靠近发射系统初始位置处的两侧，并于弹簧底座处于同一条水平线上，用于在后缘板恢复初始状态运动时，对其进行限位并抵消弹力，在初始状态时，所述发射系统的岩石弹拖位于条型槽的左侧，高强弹簧处于无力状态；在发射状态时，所述发射系统的岩石弹拖位于条型槽的右侧，高强弹簧处于压缩状态。
进一步，所述动力系统包括：齿状卡带、卡齿、弹簧、电磁铁、电磁铁供电线、铁片、从动齿轮、从动齿轮旋转轴、直线轴承、螺纹杆、旋柄、主动齿轮和轴承；所述齿状卡带位于试验台表面，一端与后缘板相连，所述卡齿位于齿状卡带下侧，卡齿本身连有一根刚性杆，刚性杆另一端连接铁片，铁片下侧间隔安装有电磁铁，所述电磁铁通电吸附铁片，带动卡齿脱离齿状卡带，所述弹簧一端与卡齿相连，另一端固定在试验台内；
主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮旋转轴穿过从动齿轮，螺纹杆与从动齿轮旋转轴采用轴承连接，螺纹杆与轴承内环刚接，从动齿轮旋转轴与轴承外环刚接，从动齿轮旋转轴另一端采用直线轴承固定，螺纹杆外侧安装有旋柄。
进一步，所述卡齿、弹簧、电磁铁、电磁铁供电线和铁片分布在试验台内。
进一步，所述从动齿轮安装在柱形凹槽内并与齿状卡带啮合，驱动齿状卡带运动，并对高强弹簧进行压缩，所述主动齿轮安装在试验台内部。
进一步，所述供电系统包括：电机、电机转轴、电机供电线、电机支架、控制面板、电线和电箱；所述电机支架固定连接电机，所述电机转轴穿过主动齿轮中心，所述电箱通过电机供电线、电磁铁供电线和电线分别给电机、电磁铁和控制面板供电，其中，所述控制面板设置于试验台表面，所述电机、电机转轴和电箱安装在置物板上。
进一步，电机通过电机转轴为主动齿轮提供动力，主动齿轮通过齿合迫使从动齿轮转动，从动齿轮再带动齿状卡带移动，岩石弹拖向后移动，高强弹簧受压缩蓄能，岩石弹拖移动到预定位置，关闭电机，利用旋柄旋转螺纹杆改变从动齿轮位置，使从动齿轮与齿状卡带分离，规避岩石弹拖释放过程中从动齿轮的影响；电磁铁通电吸附铁片，带动卡齿脱离齿状卡带，岩石弹拖在高强弹簧作用下无阻碍向前运动；岩石弹拖到达轨道终点，高强弹簧势能释放完毕，岩石弹拖撞到弹性桩停下，实验岩样在惯性作用下被发射出去，设置在试验台表面的测速仪可测得实验岩样的发射速度。
进一步，所述柱形凹槽贯通试验台内部，所述柱形凹槽内壁的两侧还开设有圆柱形凹槽，所述从动齿轮分布在柱形凹槽内，所述螺纹杆穿过一侧的圆柱形凹槽后通过安装轴承与从动齿轮旋转轴连接，所述从动齿轮旋转轴插入另一侧的圆柱形凹槽内采用直线轴承固定。
一种用于冲击试验的岩石发射装置的应用方法，应用于上述中任一所述的一种用于冲击试验的岩石发射装置，所述方法包括：
S1、实验前标定：通过实验，标定岩样的标准速度大小；通过从动齿轮带动齿状卡带移动，改变高强弹簧压缩长度；通过测速仪测量岩样发射的初速度；从而标定岩样达到发射速度所需要的高强弹簧压缩长度，进而在控制面板上设置好相应的电流电压；
S2、实验前准备：启动供电系统，调节岩石弹拖位于最左端初始位置，调节卡齿固定住齿状卡带，并转动旋柄使从动齿轮到达预定位置；
S3、放置实验岩样：将实验岩样放置在岩石弹拖载物台上，岩样需放置平稳，贴近岩石弹拖后缘板，同时岩石弹拖两侧设有挡板，防止岩样发射过程中发生相对位移，脱离岩石弹拖；
S4、调节发射位置：在控制面板中按下电机控制按钮，启动动力系统，主动齿轮带动从动齿轮开始转动，从动齿轮转动使得齿状卡带向后移动，发射系统压缩高强弹簧，直至高强弹簧压缩到标定位置，关闭动力系统，高强弹簧停止压缩，发射系统在卡齿的约束下固定在预定位置；
S5、发射岩样：转动旋柄使从动齿轮移到齿状卡带外侧，从而避免从动齿轮与齿状卡带接触，影响实验岩样的发射；启动控制面板上的电磁铁控制按钮，卡齿受力向下移动，卡齿对齿状卡带的控制释放，发射系统在压缩弹簧的作用下，顺着钢珠轨槽加速，直至到达钢珠轨槽末端，发射系统受弹性桩控制停止，实验岩样被发射，并通过发射系统最前端布置的测速仪，测出实验岩样的初始速度；
S6、恢复实验装置：释放电磁铁控制按钮，卡齿在弹簧回弹作用下再次固定齿状卡带，转动旋柄使从动齿轮到达预定位置，启动电机控制按钮，将高强弹簧压缩至标定位置，关闭动力系统，在卡齿的约束下发射系统固定在预定位置；
S7、重复实验步骤S3～S6，即可进行下一组岩样的冲力试验测试。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
其一：本发明通过标定高强弹簧压缩长度的方式标定出实验岩样的冲击速度，其原理为压缩高强弹簧释放后，弹性势能转化为发射系统的动能，通过对不同质量岩样的速度标定，可以模拟真实情况下，不同质量岩石的冲击效果。
其二：本发明卡齿在自身弹簧的作用下，不会影响齿轮带动齿状卡带移动，但会限制齿状卡带反方向移动。同时利用电磁铁片和弹簧共同控制齿状卡带的固定与释放，按下电磁铁控制按钮，电磁铁片通电吸附，卡齿受力向下移动，弹簧受力压缩，发射装置的约束取消，从而达到发射实验岩样的效果；释放电磁铁控制按钮，卡齿在弹簧的回弹作用下回到初始位置，从而达到固定发射装置的效果。
其三：本发明动力系统采用了两个齿轮，电机转轴使得主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动。从动齿轮可以通过从动齿轮旋转轴旋出，从而在提供动力的同时，不会限制发射装置后续移动。
其四：本发明螺纹杆与从动齿轮旋转轴采用轴承连接，螺纹杆与轴承内环刚接，从动齿轮旋转轴与轴承外环刚接，螺纹杆通过设置在发射系统上的内嵌螺纹，在不会造成从动齿轮转动的情况下，可以使从动齿轮发生横向移动；同理因为通过轴承连接从动齿轮在主动齿轮带动旋转下，也不会使螺纹杆产生位移。从动齿轮旋转轴另一端采用直线轴承固定，可以满足从动齿轮的轴向抽离和转动，但固定了从动齿轮的横向位移。
其五：本发明发射系统采用岩石弹拖作为载物台，岩石弹拖设有直线型轨道，且不锈钢珠置于凹形钢珠轨槽中，在发射过程中岩石弹拖沿固定轨道加速，直至受到弹性桩的阻挡。
其六：本发明操作简单，可重复实验，经济实用。
附图说明
图1为岩石发射装置整体结构剖面正视图；
图2为岩石发射装置整体结构俯视图；
图3为岩石发射装置动力系统剖面左视图；
图4为岩石发射装置旋柄结构放大示意图；
图5为岩石发射装置岩石弹拖剖面左视图。
附图标记
11、试验台；12、钢珠轨槽；13、置物板；14、圆柱形凹槽；15、弹性桩；16、测速仪；21、载物台；212、后缘板；213、侧缘板；214、岩石弹拖；22、钢珠；23、实验岩样；24、高强弹簧；25、弹簧底座；31、齿状卡带；311、卡带凹槽；321、卡齿；322、弹簧；331、电磁铁；332、电磁铁供电线；333、铁片；341、从动齿轮；342、从动齿轮旋转轴；35、直线轴承；361、螺纹杆；362、旋柄；37、主动齿轮；38、轴承；411、电机；412、电机转轴；413、电机供电线；42、电机支架；43、控制面板；44、电线；45、电箱。
具体实施方式
下面结合实施例描述本发明具体实施方式：
需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1：
本发明提供的一种用于冲击试验的岩石发射装置。如图1所示，该发明包括支架系统、发射系统、动力系统和供电系统。
其中，支架系统如图1所示，起到整个装置支撑受力与安装调整的作用。具体有试验台11、钢珠轨槽12、置物板13、圆柱形凹槽14、弹性桩15、测速仪16。其中试验台11是整个装置的主体结构，发射系统分为表层和中下部，表层部分为实心体，实心体前中部挖有一个长条形凹槽，凹槽两侧有用于钢珠22运动的钢珠轨槽12，后部开有圆形凹槽，用于放置从动齿轮341、从动齿轮旋转轴342、卡齿321、弹簧322，其中圆柱形凹槽14可容纳从动齿轮旋转轴342的一部分体积，且发射系统表面固定有弹性桩15，安置有测速仪16；中下部为矩形中空体，安放有置物板13，电机411、电箱45。
其中，发射系统如图2、图5所示，具体有岩石弹拖214、后缘板212、侧缘板213、钢珠22、实验岩样23、高强弹簧24、弹簧底座25。钢珠22内嵌于钢珠轨槽12，钢珠22与岩石弹拖214刚性相连，岩石弹拖214两侧固定有侧缘板213，后面固定有后缘板212，实验岩样放置于岩石弹拖214上，弹簧底座25固定在试验台11表面，弹拖弹簧24一端固定在弹簧底座25上，另一端于后缘板212相连。
其中，牵引动力装置(动力系统)如图1～图4所示，是为发射系统提供动力的部分，具体有齿状卡带31、卡齿321、弹簧322、电磁铁331、电磁铁供电线332、铁片333、从动齿轮341、从动齿轮旋转轴342、直线轴承35、螺纹杆361、旋柄362、主动齿轮37、轴承38。齿状卡带31位于试验台表面，一端与后缘板212相连，卡齿321位于齿状卡带31下侧，卡齿本身连有一根刚性杆，刚性杆另一端连接铁片333，此外弹簧322一端也与卡齿321相连，另一端固定在试验台内，电机转轴412穿过主动齿轮37中心，螺纹杆361与从动齿轮旋转轴342采用轴承38连接，螺纹杆361与轴承内环刚接，从动齿轮旋转轴342与轴承外环刚接，从动齿轮旋转轴342另一端采用直线轴承35固定。
其中，电路系统如图1、图2所示，具体为电机411、电机转轴412、电机供电线413、电机支架42、控制面板43、电线44、电箱45。电箱45通过电机供电线413、电磁铁供电线332、电线44分别给电机411、电磁铁331、控制面板43供电，其中控制面板43设置于发射系统表面。
进一步的，电机411可以通过电机转轴412为主动齿轮37提供动力，主动齿轮37通过齿合迫使从动齿轮341转动，从动齿轮341再带动齿状卡带31移动，岩石弹拖向后移动，弹簧24受压缩蓄能。
进一步的，岩石弹拖移动到预定位置，关闭电机411，利用旋柄362旋转螺纹杆361改变从动齿轮341位置，使从动齿轮341与齿状卡带31分离，规避岩石弹拖释放过程中从动齿轮341的影响。
进一步的，打开电磁铁开关，电磁铁331通电吸附铁片333，带动卡齿321脱离齿状卡带31，岩石弹拖在弹簧24作用下无阻碍向前运动。
进一步的，岩石弹拖到达轨道终点，弹簧24势能释放完毕，岩石弹拖撞到弹性桩15停下，岩样在惯性作用下被发射出去，发射系统表面的测速仪16可测得岩样的发射速度。
进一步的，为了控制高强弹簧压缩的长度，控制面板可以控制电机的电流电压大小，从而控制电机的转速，进而根据试验需要，调节高强弹簧的压缩长度。
本发明的一种用于冲击试验的岩石发射装置的应用方法，包括以下步骤：
S1、实验前标定：通过实验，标定岩样的标准速度大小。用电机411提供动力，通过齿轮带动齿状卡带31移动，改变高强弹簧24压缩长度；通过测速仪16测量岩样发射的初速度；从而标定岩样达到发射速度所需要的高强弹簧压缩长度。
S2、实验前准备：启动供电系统，调节岩石弹拖位于最左端初始位置，调节卡齿321与齿状卡带31齿合，并转动旋柄362使从动齿轮341到达预定位置。
S3、放置实验岩样：将实验岩样放置在岩石弹拖214上，岩样需放置平稳，贴近岩石弹拖后缘板212，减少发射过程中的相对位移。
S4、调节发射位置：按下控制面板43上的电机控制按钮，启动动力系统，主动齿轮37带动从动齿轮341开始转动，从动齿轮341转动使得齿状卡带31向后移动，发射系统压缩高强弹簧，直至高强弹簧压缩到标定位置，关闭动力系统，高强弹簧24停止压缩，发射系统达到预定位置。
S5、发射岩样：转动旋柄362使从动齿轮341移到齿状卡带31外侧，从而避免从动齿轮341与齿状卡带31接触，影响实验岩样的发射。启动控制面板43上的电磁铁控制按钮，卡齿321受力向下移动，卡齿321对齿状卡带31的控制释放，发射系统在高强弹簧24的作用下，顺着钢珠轨槽加速，直至到达钢珠轨槽末端，发射系统受弹性桩15控制停止，实验岩样被发射，并通过初始位置布置的测速仪16，测出实验岩样的初始速度。
S6、恢复实验装置：释放电磁铁控制按钮，卡齿321在弹簧322作用下与齿状卡带31齿合，转动旋柄362使从动齿轮341到达预定位置。
S7、重复实验步骤S3～S6，即可进行下一组岩样的冲力试验测试。
上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (5)

1.一种用于冲击试验的岩石发射装置，其特征在于，包括支架系统、发射系统、动力系统和供电系统；
所述支架系统：试验台(11)；所述试验台(11)上开设有条型槽，所述发射系统部分设置在条型槽内的一端，所述发射系统滑动连接条型槽；位于试验台(11)的条型槽另一端处开设有柱形凹槽，所述柱形凹槽用于安置动力系统，所述试验台(11)内设置有置物板(13)，所述置物板(13)安装在试验台(11)内，所述供电系统安装在置物板(13)上；所述供电系统供电于动力系统，所述动力系统驱动所述发射系统发射；
所述发射系统包括：载物台(21)、实验岩样(23)、高强弹簧(24)、弹簧底座(25)、滑动机构；所述载物台(21)包括后缘板(212)、侧缘板(213)和岩石弹拖(214)；所述滑动机构安装在条型槽内并于岩石弹拖(214)刚性相连；所述实验岩样(23)放置在岩石弹拖(214)上，所述侧缘板(213)安装在岩石弹拖(214)的运动方向两侧，所述后缘板(212)安装在岩石弹拖(214)的弹簧蓄力运动方向面上，所述弹簧底座(25)固定安装在试验台(11)上，所述高强弹簧(24)的一端安装在后缘板(212)上，另一端安装在弹簧底座(25)上；
所述动力系统包括：齿状卡带(31)、卡齿(321)、弹簧(322)、电磁铁(331)、电磁铁供电线(332)、铁片(333)、从动齿轮(341)、从动齿轮旋转轴(342)、直线轴承(35)、螺纹杆(361)、旋柄(362)、主动齿轮(37)和轴承(38)；所述齿状卡带(31)位于试验台(11)表面，一端与后缘板(212)相连，所述卡齿(321)位于齿状卡带(31)下侧，卡齿(321)本身连有一根刚性杆，刚性杆另一端连接铁片(333)，铁片(333)下侧间隔安装有电磁铁(331)，所述电磁铁(331)通电吸附铁片(333)，带动卡齿(321)脱离齿状卡带(31)，所述弹簧(322)一端与卡齿(321)相连，另一端固定在试验台(11)内；
主动齿轮(37)与从动齿轮(341)啮合，从动齿轮旋转轴(342)穿过从动齿轮(341)，螺纹杆(361)与从动齿轮旋转轴(342)采用轴承(38)连接，螺纹杆(361)与轴承(38)内环刚接，从动齿轮旋转轴(342)与轴承(38)外环刚接，从动齿轮旋转轴(342)另一端采用直线轴承(35)固定，螺纹杆(361)外侧安装有旋柄(362)；
所述从动齿轮(341)安装在柱形凹槽内并与齿状卡带(31)啮合，驱动齿状卡带(31)运动，并对高强弹簧(24)进行压缩，所述主动齿轮(37)安装在试验台(11)内部；
所述供电系统包括：电机(411)、电机转轴(412)、电机供电线(413)、电机支架(42)、控制面板(43)、电线(44)和电箱(45)；所述电机支架(42)固定连接电机(411)，所述电机转轴(412)穿过主动齿轮(37)中心，所述电箱(45)通过电机供电线(413)、电磁铁供电线(332)和电线(44)分别给电机(411)、电磁铁(331)和控制面板(43)供电，其中，所述控制面板(43)设置于试验台(11)表面，所述电机(411)、电机转轴(412)和电箱(45)安装在置物板(13)上；
电机(411)通过电机转轴(412)为主动齿轮(37)提供动力，主动齿轮(37)通过齿合迫使从动齿轮(341)转动，从动齿轮(341)再带动齿状卡带(31)移动，岩石弹拖(214)向后移动，高强弹簧(24)受压缩蓄能，岩石弹拖(214)移动到预定位置，关闭电机(411)，利用旋柄(362)旋转螺纹杆(361)改变从动齿轮(341)位置，使从动齿轮(341)与齿状卡带(31)分离，规避岩石弹拖释放过程中从动齿轮(341)的影响；电磁铁(331)通电吸附铁片(333)，带动卡齿(321)脱离齿状卡带(31)，岩石弹拖(214)在高强弹簧(24)作用下无阻碍向前运动；岩石弹拖(214)到达轨道终点，高强弹簧(24)势能释放完毕，岩石弹拖(214)撞到弹性桩(15)停下，实验岩样(23)在惯性作用下被发射出去，设置在试验台(11)表面的测速仪(16)可测得实验岩样(23)的发射速度；
所述柱形凹槽贯通试验台(11)内部，所述柱形凹槽内壁的两侧还开设有圆柱形凹槽(14)，所述从动齿轮(341)分布在柱形凹槽内，所述螺纹杆(361)穿过一侧的圆柱形凹槽(14)后通过安装轴承(38)与从动齿轮旋转轴(342)连接，所述从动齿轮旋转轴(342)插入另一侧的圆柱形凹槽(14)内采用直线轴承(35)固定。
2.根据权利要求1所述的一种用于冲击试验的岩石发射装置，其特征在于，所述滑动机构包括：钢珠(22)和钢珠轨槽(12)；所述钢珠轨槽(12)安装在条型槽两侧用于钢珠(22)运动，所述钢珠(22)与岩石弹拖(214)刚性连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于冲击试验的岩石发射装置，其特征在于，所述弹簧底座(25)沿条型槽的轴线左右对称分布，所述高强弹簧(24)的一端安装在后缘板(212)靠近两端的位置上；所述试验台(11)上还设置有：弹性桩(15)，所述弹性桩(15)安装在靠近发射系统初始位置处的两侧，并于弹簧底座(25)处于同一条水平线上，用于在后缘板(212)恢复初始状态运动时，对其进行限位并抵消弹力，在初始状态时，所述发射系统的岩石弹拖(214)位于条型槽的左侧，高强弹簧(24)处于无力状态；在发射状态时，所述发射系统的岩石弹拖(214)位于条型槽的右侧，高强弹簧(24)处于压缩状态。
4.根据权利要求3所述的一种用于冲击试验的岩石发射装置，其特征在于，所述卡齿(321)、弹簧(322)、电磁铁(331)、电磁铁供电线(332)和铁片(333)分布在试验台(11)内。
5.一种用于冲击试验的岩石发射装置的应用方法，其特征在于，应用于权利要求4中所述的一种用于冲击试验的岩石发射装置，所述方法包括：
S1、实验前标定：通过实验，标定岩样的标准速度大小；通过从动齿轮(341)带动齿状卡带(31)移动，改变高强弹簧(24)压缩长度；通过测速仪(16)测量实验岩样(23)发射的初速度；从而标定实验岩样(23)达到发射速度所需要的高强弹簧(24)压缩长度，进而在控制面板(43)上设置好相应的电流电压；
S2、实验前准备：启动供电系统，调节岩石弹拖(214)位于最左端初始位置，调节卡齿(321)固定住齿状卡带(31)，并转动旋柄(362)使从动齿轮(341)到达预定位置；
S3、放置实验岩样(23)：将实验岩样(23)放置在岩石弹拖的载物台(21)上，实验岩样(23)需放置平稳，贴近岩石弹拖后缘板(212)，同时岩石弹拖(214)两侧设有挡板，防止实验岩样(23)发射过程中发生相对位移，脱离岩石弹拖(214)；
S4、调节发射位置：在控制面板(43)中按下电机控制按钮，启动动力系统，主动齿轮(37)带动从动齿轮(341)开始转动，从动齿轮(341)转动使得齿状卡带(31)向后移动，发射系统压缩高强弹簧(24)，直至高强弹簧(24)压缩到标定位置，关闭动力系统，高强弹簧(24)停止压缩，发射系统在卡齿(321)的约束下固定在预定位置；
S5、发射实验岩样(23)：转动旋柄(362)使从动齿轮(341)移到齿状卡带(31)外侧，从而避免从动齿轮(341)与齿状卡带(31)接触，影响实验岩样(23)的发射；启动控制面板(43)上的电磁铁控制按钮，卡齿(321)受力向下移动，卡齿(321)对齿状卡带(31)的控制释放，发射系统在压缩高强弹簧(24)的作用下，顺着钢珠轨槽(12)加速，直至到达钢珠轨槽(12)末端，发射系统受弹性桩(15)控制停止，实验岩样(23)被发射，并通过发射系统最前端布置的测速仪(16)，测出实验岩样(23)的初始速度；
S6、恢复实验装置：释放电磁铁控制按钮，卡齿(321)在弹簧(322)回弹作用下再次固定齿状卡带(31)，转动旋柄(362)使从动齿轮(341)到达预定位置，启动电机控制按钮，将高强弹簧(24)压缩至标定位置，关闭动力系统，在卡齿(321)的约束下发射系统固定在预定位置；
S7、重复实验步骤S3～S6，即可进行下一组岩样的冲力试验测试。
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