CN116067601A - 一种土木工程结构抗震试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土木工程结构抗震试验装置，包括底板、装夹机构和吹风机构，所述底板的上端面固定连接有固定块，所述固定块的上端面固定连接有直筒，所述固定块的上端面开设有第一凹槽，所述第一凹槽中固定连接有减速电机，所述减速电机的输出端贯穿直筒的下端面并固定连接有蜗杆。本发明，通过减速电机、蜗杆和蜗轮的配合设置，可以带动横杆转动，横杆可以带动凸轮转动，凸轮可以带动横板上震动，从而模拟地震产生的纵波带动土木工程试验件上下震动；通过第一驱动电机、往复丝杠和往复丝杠套的配合设置，可以通过推杆带动安装座左右移动，从而模拟地震产生的横波带动土木工程试验件左右移动，进而提高模拟实验的精准度。

Description

一种土木工程结构抗震试验装置

技术领域

本发明涉及土木工程结构抗震实验技术领域，尤其涉及一种土木工程结构抗震试验装置。

背景技术

在大型土木工程如房屋、桥梁设计，在完成设计图纸后，往往会进行模型的制作以验证设计方案和图纸可行性，而在模型制作完成之后，则需要进行各种各样的模拟试验，以保证结构的稳定可靠，而抗震试验则是众多试验中必不可少的一种。

现有的土木工程结构抗震试验装置大多是通过振动电机带动土木工程机构模型进行震动，对试验件结构进行震动试验，但是地震时主要分为纵波和横波，通过振动电机不能模拟出纵波和横波，会对模拟实验的结果产生影响，降低模拟实验结果的精准度；而且现有的抗震试验装置不便于对物件进行固定，震动时容易导致试验件掉落，降低装置的稳定性。

针对上述问题，我们提出一种土木工程结构抗震试验装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中“现有的土木工程结构抗震试验装置大多是通过振动电机带动土木工程机构模型进行震动，对试验件结构进行震动试验，但是地震时主要分为纵波和横波，通过振动电机不能模拟出纵波和横波，会对模拟实验的结果产生影响，降低模拟实验结果的精准度；而且现有的抗震试验装置不便于对物件进行固定，震动时容易导致试验件掉落，降低装置的稳定性”的缺陷，从而提出一种土木工程结构抗震试验装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种土木工程结构抗震试验装置，包括底板、装夹机构和吹风机构，所述底板的上端面固定连接有固定块，所述固定块的上端面固定连接有直筒，所述固定块的上端面开设有第一凹槽，所述第一凹槽中固定连接有减速电机，所述减速电机的输出端贯穿直筒的下端面并固定连接有蜗杆，所述蜗杆上啮合连接有蜗轮，所述蜗轮的中心处水平固定穿插有横杆，所述横杆的两端均贯穿直筒的侧壁并固定连接有凸轮，所述直筒的上端面固定连接有固定筒，所述固定筒的上端设置有横板，所述横板内开设有第一空腔，所述第一空腔的内壁上开设有第二凹槽，所述第二凹槽的内壁上固定连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端固定连接有往复丝杠，所述往复丝杠上啮合连接有往复丝杠套，所述往复丝杠套的一侧固定连接有推杆，所述横板的上端面开设有滑孔，所述推杆的上端面贯穿滑孔并固定连接有安装座，所述安装座的上端面开设有安装槽，所述安装槽中设置有T型块，所述T型块的上端面固定连接有土木工程试验件。

优选的，所述装夹机构包括双向螺纹杆，所述安装座内开设有第二空腔，所述双向螺纹杆的一端转动连接在第二空腔的内壁上，所述双向螺纹杆上对称啮合连接有两个螺纹套，每个所述螺纹套的一侧均固定连接有竖板，所述安装座的上端面对称开设有两个通孔，每个所述竖板的上端均贯穿通孔，两个所述竖板相对的一侧均固定连接有夹板，两个所述夹板相对的一侧均抵在T型块的侧壁上，每个所述夹板的下端面均固定连接有电动伸缩杆，每个所述电动伸缩杆的伸缩端均固定连接有压板。

优选的，所述吹风机构包括第二驱动电机，所述底板的上端面固定连接支撑架，所述第二驱动电机固定连接在支撑架的上端面上，所述第二驱动电机的输出端贯穿支撑架的上端面并固定连接圆盘，所述圆盘的下端面固定连接有风机，所述风机的输出端固定连接有风管。

优选的，所述固定筒内壁上滑动连接有滑板，所述滑板的下端面固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧的下端固定连接在固定筒的内壁上，所述滑板的上端面固定连接有连接杆，所述连接杆的上端贯穿固定筒的上端面固定连接在横板的下端面上，所述连接杆滑动连接在固定筒的内壁中。

优选的，所述蜗杆的上端转动连接在直筒的内壁上，所述横杆转动连接在直筒的内壁中。

优选的，所述往复丝杠的左端转动连接在第一空腔的内壁上，所述推杆滑动连接在滑孔中。

优选的，所述双向螺纹杆的右端贯穿第二空腔并固定连接有把柄，所述双向螺纹杆转动连接在安装座的内壁中。

优选的，两个所述竖板均滑动连接在通孔中，两个所述压板的下端面均抵在T型块上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过减速电机、蜗杆和蜗轮的配合设置，可以带动横杆转动，横杆可以带动凸轮转动，凸轮可以带动横板上震动，从而模拟地震产生的纵波带动土木工程试验件上下震动；通过第一驱动电机、往复丝杠和往复丝杠套的配合设置，可以通过推杆带动安装座左右移动，从而模拟地震产生的横波带动土木工程试验件左右移动，进而提高模拟实验的精准度；

2、通过把柄、双向螺纹杆和螺纹套的配合设置，可以带动两个竖板相对移动，竖板可以带动两个夹板相对移动并抵在土木工程试验件上，对土木工程试验件进行限位固定，通过电动伸缩杆可以带动压板向下移动并抵在T型块上，进一步对土木工程试验件进行限位固定，从而方式土木工程试验件在震动时掉落，提高了土木工程试验件的稳定性；

3、通过第二驱动电机和圆盘可以带动风机转动，调整风机的方位，通过风机和风管可以对土木工程试验件进行吹风，从而模拟自然界中的风力，提高实验的精准度。

附图说明

图1为本发明提出的一种土木工程结构抗震试验装置安装时的正面剖视结构示意图；

图2为本发明提出的一种土木工程结构抗震试验装置震动时的正面结构示意图；

图3为本发明提出的图2中A处的放大结构示意图；

图4为本发明提出的图2中B处的放大结构示意图；

图5为本发明提出的一种土木工程结构抗震试验装置中凸轮的侧面结构示意图。

图中：1底板、2固定块、3直筒、4减速电机、5蜗杆、6蜗轮、7横杆、8凸轮、9固定筒、10横板、11第一驱动电机、12往复丝杠、13往复丝杠套、14推杆、15安装座、16T型块、17土木工程试验件、18电动伸缩杆、19压板、20支撑架、21第二驱动电机、22圆盘、23风机、24风管、25滑板、26复位弹簧、27连接杆、28双向螺纹杆、29螺纹套、30竖板、31夹板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-5，一种土木工程结构抗震试验装置，包括底板1、装夹机构和吹风机构，底板1的上端面固定连接有固定块2，固定块2的上端面固定连接有直筒3，固定块2的上端面开设有第一凹槽，第一凹槽中固定连接有减速电机4，减速电机4的输出端贯穿直筒3的下端面并固定连接有蜗杆5，蜗杆5上啮合连接有蜗轮6，蜗轮6的中心处水平固定穿插有横杆7，横杆7的两端均贯穿直筒3的侧壁并固定连接有凸轮8，直筒3的上端面固定连接有固定筒9，固定筒9的上端设置有横板10，横板10内开设有第一空腔，第一空腔的内壁上开设有第二凹槽，第二凹槽的内壁上固定连接有第一驱动电机11，第一驱动电机11的输出端固定连接有往复丝杠12，往复丝杠12上啮合连接有往复丝杠套13，往复丝杠套13的一侧固定连接有推杆14，横板10的上端面开设有滑孔，推杆14的上端面贯穿滑孔并固定连接有安装座15，安装座15的上端面开设有安装槽，安装槽中设置有T型块16，T型块16的上端面固定连接有土木工程试验件17，通过减速电机4、蜗杆5和蜗轮6的配合设置，可以带动横杆7转动，横杆7可以带动凸轮8转动，凸轮8可以带动横板10上震动，从而模拟地震产生的纵波带动土木工程试验件17上下震动；通过第一驱动电机11、往复丝杠12和往复丝杠套13的配合设置，可以通过推杆14带动安装座15左右移动，从而模拟地震产生的横波带动土木工程试验件17左右移动，进而提高模拟实验的精准度。

其中，装夹机构包括双向螺纹杆28，安装座15内开设有第二空腔，双向螺纹杆28的一端转动连接在第二空腔的内壁上，双向螺纹杆28上对称啮合连接有两个螺纹套29，每个螺纹套29的一侧均固定连接有竖板30，安装座15的上端面对称开设有两个通孔，每个竖板30的上端均贯穿通孔，两个竖板30相对的一侧均固定连接有夹板31，两个夹板31相对的一侧均抵在T型块16的侧壁上，每个夹板31的下端面均固定连接有电动伸缩杆18，每个电动伸缩杆18的伸缩端均固定连接有压板19，通过把柄、双向螺纹杆28和螺纹套29的配合设置，可以带动两个竖板30相对移动，竖板30可以带动两个夹板31相对移动并抵在土木工程试验件17上，对土木工程试验件17进行限位固定，通过电动伸缩杆18可以带动压板19向下移动并抵在T型块16上，进一步对土木工程试验件17进行限位固定，从而方式土木工程试验件17在震动时掉落，提高了土木工程试验件17的稳定性。

其中，吹风机构包括第二驱动电机21，底板1的上端面固定连接支撑架20，第二驱动电机21固定连接在支撑架20的上端面上，第二驱动电机21的输出端贯穿支撑架20的上端面并固定连接圆盘22，圆盘22的下端面固定连接有风机23，风机23的输出端固定连接有风管24，通过第二驱动电机21和圆盘22可以带动风机23转动，调整风机23的方位，通过风机23和风管24可以对土木工程试验件17进行吹风，从而模拟自然界中的风力，提高实验的精准度。

其中，固定筒9内壁上滑动连接有滑板25，滑板25的下端面固定连接有复位弹簧26，复位弹簧26的下端固定连接在固定筒9的内壁上，滑板25的上端面固定连接有连接杆27，连接杆27的上端贯穿固定筒9的上端面固定连接在横板10的下端面上，连接杆27滑动连接在固定筒9的内壁中，通过固定筒9、滑板25和复位弹簧26的配合设置，可以对横板10起到复位的作用。

其中，蜗杆5的上端转动连接在直筒3的内壁上，横杆7转动连接在直筒3的内壁中，蜗杆5可以带动蜗轮6转动。

其中，往复丝杠12的左端转动连接在第一空腔的内壁上，推杆14滑动连接在滑孔中，推杆14可以带动安装座15移动。

其中，双向螺纹杆28的右端贯穿第二空腔并固定连接有把柄，双向螺纹杆28转动连接在安装座15的内壁中，把柄可以带动双向螺纹杆28转动。

其中，两个竖板30均滑动连接在通孔中，两个压板19的下端面均抵在T型块16上，压板19可以对T型块16进行限位固定。

本发明中，安装时，把土木工程试验件17放在安装座15上并使T型块16放在安装槽中，然后手动旋转把柄，把柄会带动双向螺纹杆28转动，双向螺纹杆28会带动两个螺纹套29相对移动，螺纹套29会带动两个竖板30相对移动，竖板30会带动两个夹板31相对移动并抵在土木工程试验件17上，然后启动电动伸缩杆18，电动伸缩杆18会带动压板19向下移动并抵在T型块16上，进一步对土木工程试验件17进行限位固定，从而方式土木工程试验件17在震动时掉落，提高了土木工程试验件17的稳定性；

进一步的，启动减速电机4，其输出端会带动蜗杆5转动，蜗杆5会带动蜗轮6转动，蜗轮6会带动横杆7转动，横杆7会带动凸轮8转动，当凸轮8抵在横板10下端面上，会带动横板10向上移动，从而土木工程试验件17向上移动，横板10会通过连接杆27带动滑板25向上移动并拉伸复位弹簧26，当凸轮8与横板10分离时，在复位弹簧26的弹力作用下会带动横板10向下移动并带动土木工程试验件17向下移动，从而会带动土木工程试验件17上下反复上下移动，进而模拟地震时产生的纵波；

进一步的，同时启动第一驱动电机11，其输出端会带动往复丝杠12转动，往复丝杠12会带动往复丝杠套13左右移动，往复丝杠套13会带动推杆14左右移动，推杆14会带动安装座15左右移动并带动土木工程试验件17快速的左右移动，从而模拟地震时产生的横波；进而提高模拟实验的精准度；启动风机23，风机23会产生风力并通过风管24吹在土木工程试验件17上，启动第二驱动电机21，其输出端会带动圆盘22转动，圆盘22会带动风机23转动，从而模拟自然界中的风力，进一步提高实验的精准度，本说明中未作详细描的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种土木工程结构抗震试验装置，包括底板(1)、装夹机构和吹风机构，其特征在于，所述底板(1)的上端面固定连接有固定块(2)，所述固定块(2)的上端面固定连接有直筒(3)，所述固定块(2)的上端面开设有第一凹槽，所述第一凹槽中固定连接有减速电机(4)，所述减速电机(4)的输出端贯穿直筒(3)的下端面并固定连接有蜗杆(5)，所述蜗杆(5)上啮合连接有蜗轮(6)，所述蜗轮(6)的中心处水平固定穿插有横杆(7)，所述横杆(7)的两端均贯穿直筒(3)的侧壁并固定连接有凸轮(8)，所述直筒(3)的上端面固定连接有固定筒(9)，所述固定筒(9)的上端设置有横板(10)，所述横板(10)内开设有第一空腔，所述第一空腔的内壁上开设有第二凹槽，所述第二凹槽的内壁上固定连接有第一驱动电机(11)，所述第一驱动电机(11)的输出端固定连接有往复丝杠(12)，所述往复丝杠(12)上啮合连接有往复丝杠套(13)，所述往复丝杠套(13)的一侧固定连接有推杆(14)，所述横板(10)的上端面开设有滑孔，所述推杆(14)的上端面贯穿滑孔并固定连接有安装座(15)，所述安装座(15)的上端面开设有安装槽，所述安装槽中设置有T型块(16)，所述T型块(16)的上端面固定连接有土木工程试验件(17)。

2.根据权利要求1所述的一种土木工程结构抗震试验装置，其特征在于，所述装夹机构包括双向螺纹杆(28)，所述安装座(15)内开设有第二空腔，所述双向螺纹杆(28)的一端转动连接在第二空腔的内壁上，所述双向螺纹杆(28)上对称啮合连接有两个螺纹套(29)，每个所述螺纹套(29)的一侧均固定连接有竖板(30)，所述安装座(15)的上端面对称开设有两个通孔，每个所述竖板(30)的上端均贯穿通孔，两个所述竖板(30)相对的一侧均固定连接有夹板(31)，两个所述夹板(31)相对的一侧均抵在T型块(16)的侧壁上，每个所述夹板(31)的下端面均固定连接有电动伸缩杆(18)，每个所述电动伸缩杆(18)的伸缩端均固定连接有压板(19)。

3.根据权利要求1所述的一种土木工程结构抗震试验装置，其特征在于，所述吹风机构包括第二驱动电机(21)，所述底板(1)的上端面固定连接支撑架(20)，所述第二驱动电机(21)固定连接在支撑架(20)的上端面上，所述第二驱动电机(21)的输出端贯穿支撑架(20)的上端面并固定连接圆盘(22)，所述圆盘(22)的下端面固定连接有风机(23)，所述风机(23)的输出端固定连接有风管(24)。

4.根据权利要求1所述的一种土木工程结构抗震试验装置，其特征在于，所述固定筒(9)内壁上滑动连接有滑板(25)，所述滑板(25)的下端面固定连接有复位弹簧(26)，所述复位弹簧(26)的下端固定连接在固定筒(9)的内壁上，所述滑板(25)的上端面固定连接有连接杆(27)，所述连接杆(27)的上端贯穿固定筒(9)的上端面固定连接在横板(10)的下端面上，所述连接杆(27)滑动连接在固定筒(9)的内壁中。

5.根据权利要求1所述的一种土木工程结构抗震试验装置，其特征在于，所述蜗杆(5)的上端转动连接在直筒(3)的内壁上，所述横杆(7)转动连接在直筒(3)的内壁中。

6.根据权利要求1所述的一种土木工程结构抗震试验装置，其特征在于，所述往复丝杠(12)的左端转动连接在第一空腔的内壁上，所述推杆(14)滑动连接在滑孔中。

7.根据权利要求2所述的一种土木工程结构抗震试验装置，其特征在于，所述双向螺纹杆(28)的右端贯穿第二空腔并固定连接有把柄，所述双向螺纹杆(28)转动连接在安装座(15)的内壁中。

8.根据权利要求2所述的一种土木工程结构抗震试验装置，其特征在于，两个所述竖板(30)均滑动连接在通孔中，两个所述压板(19)的下端面均抵在T型块(16)上。

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