CN117804984A - 一种近岸泥沙堆积实验模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及泥沙堆积模拟技术领域,具体涉及一种近岸泥沙堆积实验模拟装置,包括模拟单元,模拟单元的顶部开设有水槽,水槽内设置有推动板,模拟单元的外壁上固定设置有一号气缸,水槽的内壁上开设有凹槽,凹槽的内壁上铰接有一号抬升板,一号抬升板的一端铰接有二号抬升板,模拟单元的外壁上固定设置有二号气缸。本发明设计了推动板、一号抬升板和二号抬升板,通过一号气缸带动推动板往复移动,模拟水体的运动幅度,并将泥沙带到二号抬升板上,通过二号气缸改变一号抬升板的倾斜度,模拟不同河岸的地形,通过改变推动板的运动幅度和一号抬升板的倾斜程度,便于做泥沙堆积的对比实验。
Description
技术领域
本发明涉及泥沙堆积模拟技术领域,尤其涉及一种近岸泥沙堆积实验模拟装置。
背景技术
泥沙是在土壤侵蚀的过程中产生的沉积的土体、矿物岩石等固体颗粒,泥沙普遍存在于河流和海洋中,同时泥沙也是反应水质的重要标准之一,当水域中泥沙较多时,泥沙会在水体自身运动的作用下被带至岸上并堆积,对一些周围环境具有一定影响。
在现有技术中,研究泥沙的堆积一般通过实地考察来实现,通过测量、拍摄等方式记录数据,并依据数据进行定量分析,在相同地点,其水体的运动幅度在短时间内一般不会产生较大变化,这导致泥沙的堆积量一般相同,同时在不同地域中,岸边的结构往往大不相同,无法进行对比实验来测得泥沙的堆积程度,在变量的控制上具有一定局限性,难以进行模拟实验。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中的问题,而提出的一种近岸泥沙堆积实验模拟装置。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种近岸泥沙堆积实验模拟装置,包括模拟单元,所述模拟单元的顶部开设有水槽,水槽内设置有推动板,推动板的两侧均与水槽的内壁抵触,模拟单元的外壁上固定设置有一号气缸,一号气缸的伸缩端与推动板固定连接;
所述水槽的内壁上开设有凹槽,凹槽的内壁上铰接有一号抬升板,一号抬升板远离凹槽的一端铰接有二号抬升板,凹槽的底部开设有一号滑槽,一号滑槽内滑动连接有滑动台,滑动台的顶部开设有升降槽,升降槽内插设有升降板,升降板远离滑动台的一端与二号抬升板固定连接,模拟单元的外壁上固定设置有二号气缸,二号气缸的伸缩端与滑动台固定连接。
在上述的一种近岸泥沙堆积实验模拟装置中,所述推动板靠近二号气缸的一侧固定安装有驱动齿条,驱动齿条设置有两个并相互对称,水槽的内壁上转动连接有传动齿轮,传动齿轮与驱动齿条一一对应,驱动齿条与对应的传动齿轮啮合,两个传动齿轮之间设置有转动杆,转动杆的两端分别转动连接在两个传动齿轮上,转动杆的外壁上固定安装有若干沿其周向均匀分布的搅动板,转动杆和传动齿轮上固定设置有棘轮机构。
在上述的一种近岸泥沙堆积实验模拟装置中,所述模拟单元的顶部开设有二号滑槽,二号滑槽内滑动连接有同步滑块,同步滑块远离二号滑槽的一端延伸出二号滑槽并固定安装有固定板,二号抬升板远离一号抬升板的一侧开设有插槽,插槽开设有两个并相互对称,固定板上固定安装有两个插杆,插杆与插槽一一对应并插入对应的插槽内,二号抬升板和固定板之间设置有滑动块,滑动块套设在两个插杆上,滑动块的顶部固定安装有L形结构的弹簧板,两个插杆上均套设有挤压弹簧,挤压弹簧的两端分别与固定板和滑动块抵触,弹簧板上设置有刮除机构。
在上述的一种近岸泥沙堆积实验模拟装置中,所述刮除机构由滑动板和固定横杆组成,弹簧板的顶部开设有通槽,滑动板贯穿通槽,滑动板的一侧开设有解锁槽口,固定横杆通过支架固定安装在模拟单元的顶部,固定横杆靠近滑动板的一端开设有抬升斜面。
在上述的一种近岸泥沙堆积实验模拟装置中,所述推动板靠近弹簧板的一侧固定安装有复位推杆,复位推杆与弹簧板抵触。
在上述的一种近岸泥沙堆积实验模拟装置中,所述滑动板的两侧均固定安装有限位块,限位块的底部与弹簧板的顶部抵触。
在上述的一种近岸泥沙堆积实验模拟装置中,所述一号抬升板的两侧均开设有弧形面,水槽的内壁上固定安装有两个对称设置的密封块,密封块的顶部呈弧形结构,密封块与弧形面一一对应,密封块与对应的弧形面抵触。
在上述的一种近岸泥沙堆积实验模拟装置中,所述推动板靠近二号气缸的一侧固定安装有铲刀,铲刀的顶部铰接有摆动板,摆动板上固定安装有拉绳,拉绳远离摆动板的一端固定安装在复位推杆的底部。
与现有的技术相比,本发明的优点在于:1、本发明设计了推动板、一号抬升板和二号抬升板,通过一号气缸带动推动板往复移动,模拟水体的运动幅度,并将泥沙带到二号抬升板上,通过二号气缸改变一号抬升板的倾斜度,模拟不同河岸的地形,通过改变推动板的运动幅度和一号抬升板的倾斜程度,便于做泥沙堆积的对比实验。
2、本发明设计了驱动齿条、传动齿轮、转动杆、搅动板和棘轮机构,通过推动板使驱动齿条带动传动齿轮转动,进而使搅动板转动,配合棘轮机构,使搅动板单向转动,使水槽底部的泥沙被扬起,便于增强泥沙的堆积效果。
3、本发明设计了刮除机构和复位推杆,通过二号抬升板运动至指定距离,使弹簧板在挤压弹簧的作用下被推出,使二号抬升板上的泥沙被刮至水槽内,通过一号气缸带动复位推杆推动弹簧板,使弹簧板复位,便于重复进行泥沙的堆积模拟实验,提高实验效率。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的局部剖视结构示意图。
图3是本发明的图2中A处的局部放大结构示意图。
图4是本发明的插槽和插杆的立体剖视结构示意图。
图5是本发明的通槽和解锁槽口的立体剖视结构示意图。
图6是本发明的密封块的立体剖视结构示意图。
图中:1、模拟单元;11、水槽;12、推动板;2、一号气缸;13、凹槽;14、一号抬升板;15、二号抬升板;16、一号滑槽;17、滑动台;18、升降槽;19、升降板;3、二号气缸;110、驱动齿条;111、传动齿轮;112、转动杆;113、搅动板;114、棘轮机构;115、二号滑槽;116、同步滑块;4、固定板;151、插槽;41、插杆;42、滑动块;43、弹簧板;44、挤压弹簧;45、滑动板;47、固定横杆;471、抬升斜面;431、通槽;451、解锁槽口;5、复位推杆;6、限位块;142、弧形面;7、密封块;8、铲刀;9、摆动板;10、拉绳。
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-图6,一种近岸泥沙堆积实验模拟装置,包括模拟单元1,模拟单元1的顶部开设有水槽11,水槽11内设置有推动板12,推动板12的两侧均与水槽11的内壁抵触,模拟单元1的外壁上固定设置有一号气缸2,一号气缸2的伸缩端与推动板12固定连接,水槽11的内壁上开设有凹槽13,凹槽13的内壁上铰接有一号抬升板14,一号抬升板14远离凹槽13的一端铰接有二号抬升板15,凹槽13的底部开设有一号滑槽16,一号滑槽16内滑动连接有滑动台17,滑动台17的顶部开设有升降槽18,升降槽18内插设有升降板19,升降板19远离滑动台17的一端与二号抬升板15固定连接,模拟单元1的外壁上固定设置有二号气缸3,二号气缸3的伸缩端与滑动台17固定连接,推动板12靠近二号气缸3的一侧固定安装有驱动齿条110,驱动齿条110设置有两个并相互对称,水槽11的内壁上转动连接有传动齿轮111,传动齿轮111与驱动齿条110一一对应,驱动齿条110与对应的传动齿轮111啮合,两个传动齿轮111之间设置有转动杆112,转动杆112的两端分别转动连接在两个传动齿轮111上,转动杆112的外壁上固定安装有若干沿其周向均匀分布的搅动板113,转动杆112和传动齿轮111上固定设置有棘轮机构114,通过一号气缸2带动推动板12移动,通过推动板12带动水产生波动效果,通过水的波动带动泥沙扬起并留在二号抬升板15上,实现模拟泥沙堆积的效果,通过二号气缸3带动滑动台17移动,通过滑动台17带动一号抬升板14转动指定角度,可以达到模拟不同近岸角度的效果,通过推动板12使驱动齿条110带动传动齿轮111转动,通过传动齿轮111使转动轴带动搅动板113转动,可以将水槽11内的泥沙扬起,提高实验的模拟效果,棘轮机构114用于使转动杆112单向转动。
模拟单元1的顶部开设有二号滑槽115,二号滑槽115内滑动连接有同步滑块116,同步滑块116远离二号滑槽115的一端延伸出二号滑槽115并固定安装有固定板4,二号抬升板15远离一号抬升板14的一侧开设有插槽151,插槽151开设有两个并相互对称,固定板4上固定安装有两个插杆41,插杆41与插槽151一一对应并插入对应的插槽151内,二号抬升板15和固定板4之间设置有滑动块42,滑动块42套设在两个插杆41上,滑动块42的顶部固定安装有L形结构的弹簧板43,两个插杆41上均套设有挤压弹簧44,挤压弹簧44的两端分别与固定板4和滑动块42抵触,弹簧板43上设置有刮除机构,刮除机构由滑动板45和固定横杆47组成,弹簧板43的顶部开设有通槽431,滑动板45贯穿通槽431,滑动板45的一侧开设有解锁槽口451,固定横杆47通过支架固定安装在模拟单元1的顶部,固定横杆47靠近滑动板45的一端开设有抬升斜面471,推动板12靠近弹簧板43的一侧固定安装有复位推杆5,复位推杆5与弹簧板43抵触,当一号抬升板14转动指定角度时抬升斜面471抵触解锁槽口451使滑动板45上移,当滑动板45上移指定角度时,在挤压弹簧44的作用下,使弹簧板43被推出,可以将二号抬升板15上的泥沙刮除并使其重新进入水中,通过一号气缸2带动复位推杆5推动弹簧板43,当弹簧板43移动指定距离时,在重力的作用下使滑动板45下移并再次将弹簧板43锁死,通过弹簧板43和复位推杆5反复运动的过程,实现了重复多次模拟,提高了模拟的效率。
滑动板45的两侧均固定安装有限位块6,限位块6的底部与弹簧板43的顶部抵触,限位块6用于避免弹簧板43下移过多距离从而影响后续解锁过程。
一号抬升板14的两侧均开设有弧形面142,水槽11的内壁上固定安装有两个对称设置的密封块7,密封块7的顶部呈弧形结构,密封块7与弧形面142一一对应,密封块7与对应的弧形面142抵触,密封块7和弧形面142用于隔离一号抬升板14两侧的空间,避免渗水。
推动板12靠近二号气缸3的一侧固定安装有铲刀8,铲刀8的顶部铰接有摆动板9,摆动板9上固定安装有拉绳10,拉绳10远离摆动板9的一端固定安装在复位推杆5的底部,通过一号气缸2推动复位推杆5和铲刀8,此时,通过复位推杆5带动拉升将摆动板9拉起,进一步起到将水槽11底部的泥沙扬起的效果。
下面对本发明具体的工作原理和使用方法作出详细的解释:使用时,通过一号气缸2带动推动板12产生波动效果,在一号抬升板14模拟岸边的情况下,使泥沙留在二号抬升板15上,实现模拟泥沙堆积的效果,通过二号气缸3带动滑动台17移动,通过滑动台17带动一号抬升板14转动指定角度,可以达到模拟不同近岸角度的效果;
通过推动板12使驱动齿条110带动传动齿轮111转动,通过传动齿轮111使转动轴带动搅动板113转动,可以将水槽11内的泥沙扬起,提高实验的模拟效果,与此同时,通过一号气缸2推动复位推杆5和铲刀8,此时,通过复位推杆5带动拉升将摆动板9拉起,进一步起到将水槽11底部的泥沙扬起的效果。
当一号抬升板14转动指定角度时抬升斜面471抵触解锁槽口451使滑动板45上移,当滑动板45上移指定角度时,在挤压弹簧44的作用下,使弹簧板43被推出,可以将二号抬升板15上的泥沙刮除并使其重新进入水中,通过一号气缸2带动复位推杆5推动弹簧板43,当弹簧板43移动指定距离时,在重力的作用下使滑动板45下移并再次将弹簧板43锁死,通过弹簧板43和复位推杆5反复运动的过程,实现了重复多次模拟,提高了模拟的效率。
进一步说明,上述固定连接,除非另有明确的规定和限定,否则应做广义理解,例如,可以是焊接,也可以是胶合,或者一体成型设置等本领域技术人员熟知的惯用手段。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种近岸泥沙堆积实验模拟装置,包括模拟单元(1),其特征在于:所述模拟单元(1)的顶部开设有水槽(11),水槽(11)内设置有推动板(12),推动板(12)的两侧均与水槽(11)的内壁抵触,模拟单元(1)的外壁上固定设置有一号气缸(2),一号气缸(2)的伸缩端与推动板(12)固定连接;
所述水槽(11)的内壁上开设有凹槽(13),凹槽(13)的内壁上铰接有一号抬升板(14),一号抬升板(14)远离凹槽(13)的一端铰接有二号抬升板(15),凹槽(13)的底部开设有一号滑槽(16),一号滑槽(16)内滑动连接有滑动台(17),滑动台(17)的顶部开设有升降槽(18),升降槽(18)内插设有升降板(19),升降板(19)远离滑动台(17)的一端与二号抬升板(15)固定连接,模拟单元(1)的外壁上固定设置有二号气缸(3),二号气缸(3)的伸缩端与滑动台(17)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种近岸泥沙堆积实验模拟装置,其特征在于:所述推动板(12)靠近二号气缸(3)的一侧固定安装有驱动齿条(110),驱动齿条(110)设置有两个并相互对称,水槽(11)的内壁上转动连接有传动齿轮(111),传动齿轮(111)与驱动齿条(110)一一对应,驱动齿条(110)与对应的传动齿轮(111)啮合,两个传动齿轮(111)之间设置有转动杆(112),转动杆(112)的两端分别转动连接在两个传动齿轮(111)上,转动杆(112)的外壁上固定安装有若干沿其周向均匀分布的搅动板(113),转动杆(112)和传动齿轮(111)上固定设置有棘轮机构(114)。
3.根据权利要求1所述的一种近岸泥沙堆积实验模拟装置,其特征在于:所述模拟单元(1)的顶部开设有二号滑槽(115),二号滑槽(115)内滑动连接有同步滑块(116),同步滑块(116)远离二号滑槽(115)的一端延伸出二号滑槽(115)并固定安装有固定板(4),二号抬升板(15)远离一号抬升板(14)的一侧开设有插槽(151),插槽(151)开设有两个并相互对称,固定板(4)上固定安装有两个插杆(41),插杆(41)与插槽(151)一一对应并插入对应的插槽(151)内,二号抬升板(15)和固定板(4)之间设置有滑动块(42),滑动块(42)套设在两个插杆(41)上,滑动块(42)的顶部固定安装有L形结构的弹簧板(43),两个插杆(41)上均套设有挤压弹簧(44),挤压弹簧(44)的两端分别与固定板(4)和滑动块(42)抵触,弹簧板(43)上设置有刮除机构。
4.根据权利要求3所述的一种近岸泥沙堆积实验模拟装置,其特征在于:所述刮除机构由滑动板(45)和固定横杆(47)组成,弹簧板(43)的顶部开设有通槽(431),滑动板(45)贯穿通槽(431),滑动板(45)的一侧开设有解锁槽口(451),固定横杆(47)通过支架固定安装在模拟单元(1)的顶部,固定横杆(47)靠近滑动板(45)的一端开设有抬升斜面(471)。
5.根据权利要求4所述的一种近岸泥沙堆积实验模拟装置,其特征在于:所述推动板(12)靠近弹簧板(43)的一侧固定安装有复位推杆(5),复位推杆(5)与弹簧板(43)抵触。
6.根据权利要求4所述的一种近岸泥沙堆积实验模拟装置,其特征在于:所述滑动板(45)的两侧均固定安装有限位块(6),限位块(6)的底部与弹簧板(43)的顶部抵触。
7.根据权利要求5所述的一种近岸泥沙堆积实验模拟装置,其特征在于:所述一号抬升板(14)的两侧均开设有弧形面(142),水槽(11)的内壁上固定安装有两个对称设置的密封块(7),密封块(7)的顶部呈弧形结构,密封块(7)与弧形面(142)一一对应,密封块(7)与对应的弧形面(142)抵触。
8.根据权利要求1所述的一种近岸泥沙堆积实验模拟装置,其特征在于:所述推动板(12)靠近二号气缸(3)的一侧固定安装有铲刀(8),铲刀(8)的顶部铰接有摆动板(9),摆动板(9)上固定安装有拉绳(10),拉绳(10)远离摆动板(9)的一端固定安装在复位推杆(5)的底部。
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