CN117124427A - 大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统及方法，涉及模型试验技术领域。包括：模型台架；自动配料搅拌输送子系统，位于模型台架的一侧，自动配料搅拌输送子系统包括干料混合装置，干料混合装置用于混合相似材料；3D智能建造铺设子系统，设置于模型台架的顶部，3D智能建造铺设子系统包括湿料混合装置，湿料混合装置通过第一真空上料机与干料混合装置连通，湿料混合装置用于混合相似材料和水；废料回收子系统，设置于3D智能建造铺设子系统的底部，用于切削破碎模型并将产生的废弃物料吸出。本发明整套系统自动化程度高，相似材料配制及试验模型制作全程自动完成，无需人工参与，提高了模型试验效率，提高了试验安全。

Description

大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统及方法

技术领域

本发明涉及模型试验技术领域，具体涉及大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统及方法。

背景技术

在地下工程研究过程中，理论研究假设条件理想化，数值模拟参数简化，现场研究难度大、成本高、误差大导致结果失真且不直观。而物理模拟试验以其可重复模拟多条件、多工况、多因素下施工灾变演化全过程的优势，成为深部工程发现新现象、探索新规律、揭示新机理、验证新理论不可或缺的重要手段。

物理模拟试验是根据相似原理对相应工程问题进行缩尺研究的一种手段，通过一定的相似比尺换算，模型试验可以反映地质构造和工程结构关系，更精确地模拟施工过程和影响，试验结果更加直观，更容易分析岩体工程的受力分布、变形规律及稳定性特点。但是原岩力学参数较为复杂，等比折减后无法通过单一材料模拟，因此配制适合特定地层参数的相似材料并且合理的进行相似模型制作是模型试验研究准确的必要条件。传统的模型实验都是通过人工或半人工配料与铺料，主要存在以下缺点：

(1)误差大：模型试验用料较多，相似材料配制与铺设需要分批循环进行，人工条件下每次循环参数(压实强度、铺设路线等)无法准确控制，容易造成每层材料参数产生误差。

(2)效率低：地质相似模型制作智能化程度低，主要依靠人工完成，费时费力。

(3)污染大：一般相似材料原料多为粉状颗粒，配制与铺设过程中会产生较大的粉尘污染，严重影响实验室环境卫生。

基于上述问题，现有技术中的相似模型自动化制作系统主要有以下几种：

中国专利CN201921131181.6发明了基于3D打印快速成型技术的相似模拟实验系统及实验方法，该发明将3D快速成型技术应用于采矿物理相似模拟模型的配料和铺料实验当中，能进行褶曲、断层、陷落柱等传统手段无法铺设的复杂地质构造岩体模型的铺设。但是此系统输料过程中粘稠的相似材料会堵塞输料管，而且模型制作过程中会出现铺设死角造成铺料不均，不具备压实模块，相似模型成型效果较差。

中国专利CN201911064657.3发明了一种复杂大尺度结构模型的3D打印系统，通过结构打印组件和机械臂组同时协作，能实现高质量、高效率和高精度三高并存的复杂大尺度结构模型的精细加工。但是此系统无法实现相似材料自动称重混合，统一不具备压实模块，相似模型成型效果不可控。

东北大学博士论文《岩体三维物理模型3D打印技术研发及应用》研发了一套大型三维物理模型3D打印设备，应用该设备实现了多种巷道、断层等工程与地质结构物理模型的3D打印制作，进而对模型成型精度和力学性质开展评价。但系统仅能制作膏状体模型，且不具备压实机构，无法控制材料密实度。

现有相似模型自动化制作系统各有特点，但其主要局限性如下：

(1)缺少系统化的材料智能配送模块及理念，无法合理管控在相似材料配制过程，输送过程中容易造成粉料的散落和飞扬；

(2)现有打印模块主要适用于混凝土材料，凝固快，强度不可控，不符合相似准则，不适用于打印含水率低、流动性差的相似材料；

(3)现有相似模拟试验3D打印模块不具备振动压实装置，无法控制材料的强度及密实度，影响模型成型的效果；不能实现复杂地质的精确还原；

(4)不具备废料回收模块，试验结束后废料处理较为困难，材料浪费严重，同时不利于实验室环境卫生。

发明内容

本发明主要目的在于提供大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统及方法，以解决现有技术存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：

大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统，包括：

模型台架；

自动配料搅拌输送子系统，所述自动配料搅拌输送子系统位于所述模型台架的一侧，所述自动配料搅拌输送子系统包括干料混合装置，所述干料混合装置用于混合相似材料；

3D智能建造铺设子系统，所述3D智能建造铺设子系统设置于所述模型台架的顶部，所述3D智能建造铺设子系统包括湿料混合装置，所述湿料混合装置通过第一真空上料机与所述干料混合装置连通，所述湿料混合装置用于混合相似材料和水；

废料回收子系统，所述废料回收子系统设置于所述3D智能建造铺设子系统的底部，用于切削破碎模型并将产生的废弃物料吸出。

进一步的，所述自动配料搅拌输送子系统还包括：

无尘投料站，所述无尘投料站位于所述模型台架一侧的地面上；

料仓，所述料仓的进料口通过第二真空上料机与所述无尘投料站连通，所述料仓的出料口通过第三真空上料机与所述干料混合装置连通。

进一步的，所述料仓的内部设有计量传感器，所述料仓的出料口处设有开关阀，所述料仓的出料口底部设有自动称量装置。

进一步的，所述3D智能建造铺设子系统还包括：

主体框架，所述主体框架包括两根横梁和一根竖梁，所述竖梁设置于两根所述横梁之间，两根所述横梁平行设置于所述模型台架顶部的滑轨支架上；

三维移动导轨，所述三维移动导轨包括X轴轨道、Y轴轨道和Z轴轨道，所述X轴轨道固定设置于所述滑轨支架的顶部，所述Y轴轨道固定设置于所述横梁的内壁上，所述Z轴轨道固定设置于所述竖梁的外侧壁上；

双向滑板，所述双向滑板一侧滑动设置于所述Y轴轨道上，另一侧滑动设置于所述Z轴轨道上，两根所述横梁通过所述X轴轨道与所述滑轨支架滑动连接；

下料管，所述下料管设置于所述竖梁的内部，所述下料管的进料端与设置于所述竖梁上部的湿料混合装置连通，所述下料管的出料端延伸至所述模型台架内。

进一步的，模型铺设阶段，所述竖梁底部通过旋转机构安装动静复合加载压实机构；模型材料回收阶段，所述竖梁底部安装废料回收子系统。

进一步的，所述动静复合加载压实机构包括：

静载机构，所述静载机构包括静载油缸，所述静载油缸的一端通过连接板与所述旋转机构连接，另一端通过球铰连接上压板的支座；

动载机构，所述包括振动电机和振动弹簧，所述振动电机固定设置于其底部的下压板上，所述下压板与所述上压板之间通过导向柱连接，所述导向柱底部固定设置于所述下压板上，顶部贯穿所述上压板的螺栓孔，所述振动弹簧套设于所述导向柱的外侧。

进一步的，所述静载油缸的一侧布置有倾斜油缸，另一侧布置有伸缩导向杆，所述倾斜油缸和所述伸缩导向杆的一端均与所述连接板铰接，另一端均与所述上压板铰接。

进一步的，所述废料回收子系统包括：

刀盘，所述刀盘连接于所述竖梁的底部；

吸尘通道，所述吸尘通道设置于所述刀盘的中间部位，

掘进刀头，所述掘进刀头围绕所述吸尘通道分布于所述刀盘上；

驱动电机，所述驱动电机设置于所述刀盘的顶部并与所述掘进刀头连接；

废料输送子系统，所述废料输送子系统用于将产生的废料通过所述吸尘通道输送至指定回收区域。

大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、根据试验模型制作体积，确定每层铺设所需相似材料，并计算每种原料所需重量；

S2、将料仓底部的开关阀打开，材料落入自动称重装置，当到达预定重量时料仓的开关阀关闭，将称重完毕的原料通过第三真空上料机输送至干料混合装置进行一级搅拌；

S3、将搅拌完成的干料通过第一真空上料机输送至湿料混合装置，加入预定重量的水进行二次搅拌，完成相似材料配制；

S4、将配制完成的相似材料通过下料管输送至模型台架内，同时3D智能建造铺设系统在X、Y方向移动将材料均匀铺设；

S5、通过动静复合加载压实机构与主体框架实现材料的压实，可通过调整静载油缸的出力及振动电机振幅控制压实密实度；

S6、重复以上步骤直至完成模型铺设；

S7、试验结束后，将动静复合加载压实机替换为废料回收子系统，将材料破碎并通过吸尘通道吸走，完成相似材料回收。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)自动配料搅拌输送系统中无尘投料站、料仓可实现相似材料原材料的无尘投放和智能分类储存；采用真空上料机可实现相似材料的无尘输送；

(2)自动称量系统与料仓配合可实现相似材料不同原料的智能称量，减少称量误差，并且可以实时记录不同材料的用量，方便是试验管理；

(3)相似材料混合采用干料混合及湿料混合两级混合方式，先将相似材料干料在干粉混合机中混合均匀，再输送至湿料混合装置中添加水与添加剂混合，减少了湿料在管道中输送的时间与距离，适合含水率低、流动性差的相似材料；

(4)3D智能建造铺设系统区别于传统的3D打印后模型自然成型，本系统动静复合加载压实机构可以通过施加动静荷载控制试验模型的强度与密实度，并且调度调整及旋转装置实现满足煤岩层多角度无死角的铺设需要，真是实现相似物理模型精准重构；

(5)发明的破岩回收装置可实现相似模型的粉碎、收集、输送，实现了高效率自动化的模型废料回收，可改善模型废料丢弃浪费的现状，符合绿色环保理念；

(6)整套系统自动化程度高，相似材料配制及试验模型制作全程自动完成，无需人工参与，提高了模型试验效率，提高了试验安全。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明自动配料搅拌输送子系统示意图。

图3为本发明3D智能建造铺设子系统示意图。

图4为本发明下料管布置图。

图5为本发明动静复合加载压实机构结构示意图。

图6为本发明废料回收原理图。

图7为本发明废料回收子系统示意图。

其中，1、自动配料搅拌输送子系统，1-1、第二真空上料机，1-2、大料仓，1-3、小料仓，1-4、干料混合装置，1-5、无尘投料站，1-6、自动称量装置，2、3D智能建造铺设子系统，2-1、竖梁，2-2、第一真空上料机，2-3、Z轴轨道，2-4、湿料混合装置，2-5、下料管，2-6、横梁，2-7、双向滑板、2-8、旋转电机，2-9、X轴轨道，2-10、Y轴轨道，2-11、旋转机构，2-12、滑轨支架，3、模型台架，4、动静复合加载压实机构，4-1、倾斜油缸，4-2、静载油缸，4-3、球铰，4-4、振动弹簧，4-5、振动电机，4-7、上压板，4-8、下压板，4-9、伸缩导向杆，5、废料回收子系统，5-1、驱动电机，5-2、刀盘，5-3、吸尘通道，5-4、掘进刀块，6、废料输送子系统，7、指定回收区域。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

结构图1至图7，本实施例提供一种大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统，包括：模型台架3、自动配料搅拌输送子系统1、3D智能建造铺设子系统2、废料回收子系统5；

所述自动配料搅拌输送子系统1位于所述模型台架3的一侧，所述自动配料搅拌输送子系统1包括干料混合装置1-4，所述干料混合装置1-4用于混合相似材料；

所述3D智能建造铺设子系统2设置于所述模型台架3的顶部，所述3D智能建造铺设子系统2包括湿料混合装置2-4，所述湿料混合装置2-4通过第一真空上料机2-2与所述干料混合装置1-4连通，所述湿料混合装置2-4用于混合相似材料和水；

所述废料回收子系统5设置于所述3D智能建造铺设子系统2的底部，用于切削破碎模型并将产生的废弃物料吸出。

工作时，将相似材料混合采用干料混合及湿料混合两级混合方式，先将相似材料干料在干粉混合机中混合均匀，再输送至湿料混合装置中添加水与添加剂混合，减少了湿料在管道中输送的时间与距离，适合含水率低、流动性差的相似材料。

优选的，所述自动配料搅拌输送子系统1还包括无尘投料站1-5和料仓，所述无尘投料站1-5位于所述模型台架3一侧的地面上；所述料仓的进料口通过第二真空上料机1-1与所述无尘投料站1-5连通，所述料仓的出料口通过第三真空上料机与所述干料混合装置1-4连通。

本实施例中，料仓分为大料仓1-2与小料仓1-3，可根据相似材料需求量分别储存，料仓内还具有除尘设施，防止落料时灰尘飞扬。

本实施例中，所述料仓的内部设有计量传感器，所述料仓的出料口处设有开关阀，所述料仓的出料口底部设有自动称量装置1-6。

工作时，相似材料原料依次投放至无尘投料站1-5，无尘投料站1-5可通过产生一定负压，抽走投掷物料时弥漫的粉尘，阻止粉尘外泄，实现相似材料无尘投放，并通过第二真空上料机1-1分别抽至料仓中；每个料仓底部安装的开关阀，称重时会自动打开，输送材料进入自动称量装置1-6称取所需用量，可同时实现对多种物料的计量配比，同时料仓中设计的计量传感器可以实时统计每个料仓中材料的余量，方便试验管理；对于黏结性较强相似材料，为避免相似材料运送过程中堵塞管道，将称取的相似材料在干料混合装置1-4中进行搅拌混合，通过顶部第一真空上料机2-2输送至湿料搅拌装置2-4，加入预定量的水和添加剂继续搅拌，完成相似材料的配制；从而解决了现有技术中缺少系统化的材料智能配送模块及理念，无法合理管控在相似材料配制过程，输送过程中容易造成粉料的散落和飞扬的问题。

优选的，所述3D智能建造铺设子系统2还包括：主体框架、三维移动导轨、双向滑板2-7和下料管2-5；

所述主体框架包括两根横梁2-6和一根竖梁2-1，所述竖梁2-1设置于两根所述横梁2-6之间，两根所述横梁2-6平行设置于所述模型台架3顶部的滑轨支架2-12上；所述三维移动导轨包括X轴轨道2-9、Y轴轨道2-10和Z轴轨道2-3，所述X轴轨道2-9固定设置于所述滑轨支架2-12的顶部，所述Y轴轨道2-10固定设置于所述横梁2-6的内壁上，所述Z轴轨道2-3固定设置于所述竖梁2-1的外侧壁上；所述双向滑板2-7一侧滑动设置于所述Y轴轨道2-10上，另一侧滑动设置于所述Z轴轨道2-3上，两根所述横梁2-6通过所述X轴轨道2-9与所述滑轨支架2-12滑动连接；所述下料管2-5设置于所述竖梁2-1的内部，所述下料管2-5的进料端与设置于所述竖梁2-1上部的湿料混合装置2-4连通，所述下料管2-5的出料端延伸至所述模型台架3内。

本实施例中，横梁2-6可通过电机带动沿x轴导轨2-9移动实现x方向材料铺设，竖梁2-1与横梁2-6之间通过轨道与双向滑板2-7连接，竖梁2-1通过电机带动可以相对于横梁2-6在y方向及z方向移动。

竖梁2-1中间为肋板结构，最顶部肋板用于固定湿料混合装置2-4，其中肋板为中空结构，内部穿管下料管2-5，将配制完成的相似材料输送至试验台架3内。

优选的，模型铺设阶段，所述竖梁2-1底部通过旋转机构2-11连接动静复合加载压实机构4；模型材料回收阶段，所述竖梁2-1底部连接废料回收子系统5。

本实施例中，所述动静复合加载压实机构4包括：静载机构和动载机构，所述静载机构包括静载油缸4-2，所述静载油缸4-2的一端通过连接板与所述旋转机构2-11连接，另一端通过球铰4-3连接上压板4-7的支座；所述动载机构包括振动电机4-5和振动弹簧4-4，所述振动电机4-5固定设置于其底部的下压板4-8上，所述下压板4-8与所述上压板4-7之间通过导向柱连接，所述导向柱底部固定设置于所述下压板4-8上，顶部贯穿所述上压板4-7的螺栓孔，所述振动弹簧4-4套设于所述导向柱的外侧。

工作时，旋转电机2-8带动旋转机构2-11即可使得动静复合加载压实机构4旋转，静载机构与液压加载系统连接，可施加预定静态推力，静载油缸4-2顶部通过球铰4-3与上压板4-7的支座连接，可实现静态荷载的倾斜传递；动载机构可输出预定频率的振动荷载，下压板4-8布置于上压板4-7底部，二者通过导向柱连接，导向柱穿过上压板4-7螺栓孔，并相对于上压板4-7可活动，适应不同材料的变形要求，振动弹簧4-4套于导向杆，既能传递来自上压板4-7的静态荷载，又能使下压板4-8在振动电机4-5的带动下在一定范围内振动。静载机构与动载机构配合输出动静组合叠加荷载压实相似材料，使相似材料强度、密实度更均匀；通过调整动载和静载强度，可适应不同强度相似材料的铺设要求。从而解决了现有相似模拟试验3D打印模块不具备振动压实装置，无法控制材料的强度及密实度，影响模型成型的效果，不能实现复杂地质的精确还原的问题。

本实施例中，所述静载油缸4-2的一侧布置有倾斜油缸4-1，另一侧布置有伸缩导向杆4-9，所述倾斜油缸4-1和所述伸缩导向杆4-9的一端均与所述连接板铰接，另一端均与所述上压板4-7铰接。倾斜油缸4-1顶部通过支座、销子与旋转机构2-11连接，底部通过支座、销子与上压板4-7连接，试验时，可通过控制倾斜油缸伸缩，带动伸缩导向杆4-9伸缩，从而将上下压板倾斜指定角度，可以实现相似材料摊平处理，满足倾斜煤岩层的自动化铺设要求；倾斜油缸4-1与旋转机构2-11配合，可实现不同倾斜方向的煤岩模型自动化铺设。

本实施例中，所述废料回收子系统5包括：刀盘5-2、吸尘通道5-3、掘进刀头5-4、驱动电机5-1和废料输送子系统6，所述刀盘5-2连接于所述竖梁2-1的底部；所述吸尘通道5-3设置于所述刀盘5-2的中间部位，所述掘进刀头5-4围绕所述吸尘通道5-3分布于所述刀盘5-2上；所述驱动电机5-1设置于所述刀盘5-2的顶部并与所述掘进刀头5-4连接；所述废料输送子系统6用于将产生的废料通过所述吸尘通道5-3输送至指定回收区域7。

本实施例中，掘进刀头5-4的扇叶采用高强度硬质合金刀和金刚石刀交叉布置，破岩能力强，效率高，每个刀头5-4由单独驱动电机5-1驱动，驱动电机安装在刀盘表面，带动刀头旋转，在刀盘中部设有渐缩喇叭形吸尘通道，通道末端布置真空泵，在通道内部产生负压，减少粉尘；当刀头5-4切削模型时，产生的废弃物料经由吸尘通道5-3抽出，经由废料输送系统6排至实验室内指定回收区域7。从而解决了现有技术中不具备废料回收模块，试验结束后废料处理较为困难，材料浪费严重，同时不利于实验室环境卫生的问题。

实施例2

本实施例提供一种大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、根据试验模型制作体积，确定每层铺设所需相似材料，并计算每种原料所需重量；

S2、将料仓底部的开关阀打开，材料落入自动称重装置，当到达预定重量时料仓的开关阀关闭，将称重完毕的原料通过第三真空上料机输送至干料混合装置1-4进行一级搅拌；

S3、将搅拌完成的干料通过第一真空上料机2-2输送至湿料混合装置2-4，加入预定重量的水进行二次搅拌，完成相似材料配制；

S4、将配制完成的相似材料通过下料管2-5输送至模型台架3内，同时3D智能建造铺设系统在X、Y方向移动将材料均匀铺设；

S5、通过动静复合加载压实机构4与主体框架实现材料的压实，可通过调整静载油缸4-2的出力及振动电机4-5振幅控制压实密实度；

S6、重复以上步骤直至完成模型铺设；

S7、试验结束后，将动静复合加载压实机替换为废料回收子系统5，将材料破碎并通过吸尘通道5-3吸走，完成相似材料回收。

采用上述系统和方法，本发明通过自动配料搅拌输送子系统、3D智能建造铺设子系统、废料回收子系统分别完成相似材料无尘输送、相似物理模型精准重构、废料绿色回收；整套系统自动化程度高，相似材料配制及试验模型制作全程自动完成，无需人工参与，提高了模型试验效率，提高了试验安全。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (9)

1.大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统，其特征在于，包括：

模型台架；

自动配料搅拌输送子系统，所述自动配料搅拌输送子系统位于所述模型台架的一侧，所述自动配料搅拌输送子系统包括干料混合装置，所述干料混合装置用于混合相似材料；

3D智能建造铺设子系统，所述3D智能建造铺设子系统设置于所述模型台架的顶部，所述3D智能建造铺设子系统包括湿料混合装置，所述湿料混合装置通过第一真空上料机与所述干料混合装置连通，所述湿料混合装置用于混合相似材料和水；

废料回收子系统，所述废料回收子系统设置于所述3D智能建造铺设子系统的底部，用于切削破碎模型并将产生的废弃物料吸出。

2.如权利要求1所述的大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统，其特征在于，所述自动配料搅拌输送子系统还包括：

无尘投料站，所述无尘投料站位于所述模型台架一侧的地面上；

料仓，所述料仓的进料口通过第二真空上料机与所述无尘投料站连通，所述料仓的出料口通过第三真空上料机与所述干料混合装置连通。

3.如权利要求2所述的大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统，其特征在于，所述料仓的内部设有计量传感器，所述料仓的出料口处设有开关阀，所述料仓的出料口底部设有自动称量装置。

4.如权利要求1或2所述的大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统，其特征在于，所述3D智能建造铺设子系统还包括：

主体框架，所述主体框架包括两根横梁和一根竖梁，所述竖梁设置于两根所述横梁之间，两根所述横梁平行设置于所述模型台架顶部的滑轨支架上；

三维移动导轨，所述三维移动导轨包括X轴轨道、Y轴轨道和Z轴轨道，所述X轴轨道固定设置于所述滑轨支架的顶部，所述Y轴轨道固定设置于所述横梁的内壁上，所述Z轴轨道固定设置于所述竖梁的外侧壁上；

双向滑板，所述双向滑板一侧滑动设置于所述Y轴轨道上，另一侧滑动设置于所述Z轴轨道上，两根所述横梁通过所述X轴轨道与所述滑轨支架滑动连接；

下料管，所述下料管设置于所述竖梁的内部，所述下料管的进料端与设置于所述竖梁上部的湿料混合装置连通，所述下料管的出料端延伸至所述模型台架内。

5.如权利要求4所述的大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统，其特征在于，模型铺设阶段，所述竖梁底部通过旋转机构安装动静复合加载压实机构；模型材料回收阶段，所述竖梁底部安装废料回收子系统。

6.如权利要求5所述的大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统，其特征在于，所述动静复合加载压实机构包括：

静载机构，所述静载机构包括静载油缸，所述静载油缸的一端通过连接板与所述旋转机构连接，另一端通过球铰连接上压板的支座；

动载机构，所述包括振动电机和振动弹簧，所述振动电机固定设置于其底部的下压板上，所述下压板与所述上压板之间通过导向柱连接，所述导向柱底部固定设置于所述下压板上，顶部贯穿所述上压板的螺栓孔，所述振动弹簧套设于所述导向柱的外侧。

7.如权利要求6所述的大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统，其特征在于，所述静载油缸的一侧布置有倾斜油缸，另一侧布置有伸缩导向杆，所述倾斜油缸和所述伸缩导向杆的一端均与所述连接板铰接，另一端均与所述上压板铰接。

8.如权利要求5所述的大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统，其特征在于，所述废料回收子系统包括：

刀盘，所述刀盘连接于所述竖梁的底部；

吸尘通道，所述吸尘通道设置于所述刀盘的中间部位，

掘进刀头，所述掘进刀头围绕所述吸尘通道分布于所述刀盘上；

驱动电机，所述驱动电机设置于所述刀盘的顶部并与所述掘进刀头连接；

废料输送子系统，所述废料输送子系统用于将产生的废料通过所述吸尘通道输送至指定回收区域。

9.如权利要求1-8任一项所述大型物理模拟试验模型智能铺设与废料回收系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据试验模型制作体积，确定每层铺设所需相似材料，并计算每种原料所需重量；

S2、将料仓底部的开关阀打开，材料落入自动称重装置，当到达预定重量时料仓的开关阀关闭，将称重完毕的原料通过第三真空上料机输送至干料混合装置进行一级搅拌；

S3、将搅拌完成的干料通过第一真空上料机输送至湿料混合装置，加入预定重量的水进行二次搅拌，完成相似材料配制；

S4、将配制完成的相似材料通过下料管输送至模型台架内，同时3D智能建造铺设系统在X、Y方向移动将材料均匀铺设；

S5、通过动静复合加载压实机构与主体框架实现材料的压实，可通过调整静载油缸的出力及振动电机振幅控制压实密实度；

S6、重复以上步骤直至完成模型铺设；

S7、试验结束后，将动静复合加载压实机替换为废料回收子系统，将材料破碎并通过吸尘通道吸走，完成相似材料回收。