CN211652850U - 一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置，其特征在于，运动导轨装置、多功能集成装置的底座、多功能集成装置的滑动导轨、钻削模块、排屑模块、支护模块、监测模块、旋转体、控制装置；采用安装于模型力学试验装置上的运动导轨装置，通过自动控制，电机驱动，使得与水平滑块固连的多功能集成装置体，可在模型平面内任意移动，且精确定位，实现按照既定规划路径，任意位置，任意形状，任意工序作业，拓展了模型试验适用范围。

Description

一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置

技术领域

本实用新型涉及一种模型试验采挖装置，具体的说是涉及到一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置。

背景技术

模型试验广泛应用于岩土、水利、交通、采矿等领域，可在地质勘探基础上，针对关键地质剖面，按照相似原理，砌筑或铺设相似材料模型，对其施加应力和位移边界条件，模拟地应力环境，进一步根据实际工程进度和相似比例，在预定位置采挖，模拟实际工况，同步观测变形、应力、裂隙发育、破坏带等，最终对岩体工程的稳定性进行评价。

稳定性评价准确与否，取决于多种因素，如相似材料的设定配比与实际配比、各分层的密实度、模型的风干程度、采挖的准确性等。相似比越大，以上因素带来的累计误差越大。就采挖而言，当相似比取100 时，模型上1mm的采挖误差，相当于原型中100mm的采挖量出入，相似比取200时，累计的误差会更大，因此导致的应力位移分布误差会更大，稳定性评价依据也偏差更大。

传统模型试验中，模拟工程采掘，多采用螺丝刀(或类似条状工具)人工采挖，每次采挖量取决于实验人员的专注力，在采挖的精度方面难以持续保证，清理积屑时也会对采挖面二次损伤，进而也使得通过模型试验进行稳定性评价的准确性不足。另一方面，除采挖之外，采区支护和监测也是模型试验的重要环节，当前，也多采用人工方式，在一致性、时效性和准确性方面存在缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是寻求制造一种结构紧凑，结合自动控制技术，能定量采挖、及时排屑，临时支护、实时监测，大幅改善模型试验现存问题的一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置，其特征在于，包括运动导轨装置、多功能集成装置的底座、多功能集成装置的滑动导轨、钻削模块、排屑模块、支护模块、监测模块、旋转体、控制装置；所述运动导轨装置通过固定螺栓杆与模型力学试验装置固定连接；所述多功能集成装置的底座通过螺栓Ⅰ与所述运动导轨装置上的水平滑块固定连接，电机Ⅲ和电机Ⅳ通过螺栓Ⅱ配合分别固定在所述多功能集成装置的底座内，所述电机Ⅳ与所述旋转体通过键固定连接，所述电机Ⅲ与圆柱齿轮通过花键固定连接，所述圆柱齿轮与齿条相互啮合，所述齿条固设于所述多功能集成装置的滑动导轨的下部；所述多功能集成装置的滑动导轨安装在所述多功能集成装置的底座上方的导轨槽中；所述钻削模块、所述排屑模块、所述支护模块和所述监测模块通过燕尾导轨分别与所述旋转体中的燕尾槽依次按顺序滑动配合连接，所述钻削模块、所述排屑模块、所述支护模块和所述监测模块分别通过电磁滑块Ⅰ、电磁滑块Ⅱ、电磁滑块Ⅲ和电磁滑块Ⅳ与所述多功能集成装置的滑动导轨的一端相互固定连接；所述控制装置固设于所述运动导轨装置的侧边上。

进一步地，所述运动导轨装置包括竖直导轨和水平导轨，所述竖直导轨共两个，通过所述水平导轨的两端相连接，所述竖直导轨包括螺栓杆、导轨框架Ⅰ、竖直滑块、丝杠Ⅰ、电机Ⅰ和轴承，所述螺栓杆固定安装在所述导轨框架Ⅰ的两端，所述电机Ⅰ通过螺栓杆Ⅲ固定安装在所述导轨框架Ⅰ的一端，所述轴承共两个，分别固定安装在所述导轨框架Ⅰ的两端，所述丝杠Ⅰ通过轴承安装在所述导轨框架Ⅰ上，所述丝杠Ⅰ的一端与所述电机Ⅰ相互固定连接连接，所述竖直滑块安装在所述丝杠Ⅰ上，通过所述电机Ⅰ带动所述丝杠Ⅰ转动与所述竖直滑块螺纹配合在所述导轨框架Ⅰ中上下移动；所述水平导轨的两端分别与所述竖直导轨上的所述竖直滑块的端面相互固定连接，所述水平导轨包括导轨框架Ⅱ、水平滑块、丝杠Ⅱ、电机Ⅱ和轴承，所述电机Ⅱ通过螺栓Ⅳ固定安装在所述导轨框架Ⅱ的一端，所述轴承共两个，分别固定安装在所述导轨框架Ⅱ的两端，所述丝杠Ⅱ通过轴承安装在所述导轨框架Ⅱ上，所述丝杠Ⅱ的一端与所述电机Ⅱ相互固定连接，所述水平滑块安装在所述丝杠Ⅱ上，通过所述电机Ⅱ带动所述丝杠Ⅱ转动与所述水平滑块螺纹配合在所述导轨框架Ⅱ上左右移动。

进一步地，所述多功能集成装置的滑动导轨包括导轨主体、进液管、通气管、快速接头母头Ⅰ、快速接头母头Ⅱ；所述导轨主体一端设有通电口，所述进液管垂直固定安装在所述导轨主体一端，所述进液管与小型吸尘器相连接，所述通气管垂直固定安装在所述导轨主体一端，所述通气管与小型混凝土喷射机相连接；所述快速接头母头Ⅰ与所述快速接头母头Ⅱ垂直固定安装在所述导轨主体的一端。

进一步地，所述钻削模块包括电磁滑块Ⅰ、小电机、钻夹头和小钻头；所述电磁滑块Ⅰ一端设有通电柱，所述通电柱与所述多功能集成装置的滑动导轨上的通电口同心配合使得所述电磁滑块Ⅰ通电，所述电磁滑块Ⅰ底端设有两条燕尾导轨对称分布，所述小电机通过螺栓Ⅴ固定安装在所述电磁滑块Ⅰ内，所述钻夹头垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅰ上，所述小钻头与所述钻夹头同轴心夹紧配合安装，所述电机与所述小钻头通过所述钻夹头相互固定连接。

进一步地，所述排屑模块包括电磁滑块Ⅱ、快速接头公头Ⅰ、铁垫圈、弹簧、吸尘管；所述电磁滑块Ⅱ设有通孔，以传输气体，所述电磁滑块Ⅱ一端设有通电柱，所述通电柱与所述多功能集成装置的滑动导轨上的通电口同心配合使得所述电磁滑块Ⅱ通电，所述电磁滑块Ⅱ底面设有两条燕尾导轨对称分布，所述快速接头公头Ⅰ垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅱ一端面上，所述弹簧垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅱ上与所述快速接头公头Ⅰ同心分布，所述铁垫圈固定安装在所述弹簧上，所述吸尘管与所述通孔同轴心配合垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅱ一端。

进一步地，所述支护模块包括电磁滑块Ⅲ、快速接头公头Ⅱ、铁垫圈、弹簧、混凝土喷射管；所述电磁滑块Ⅲ设有通孔，以传输液体，所述电磁滑块Ⅲ一端设有通电柱，所述通电柱与所述多功能集成装置的滑动导轨上的通电口同心配合使得所述电磁滑块Ⅲ通电，所述电磁滑块Ⅲ底面设有两条燕尾导轨对称分布，所述快速接头公头Ⅱ垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅲ一端面上，所述弹簧垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅲ上与所述快速接头公头Ⅱ同心分布，所述铁垫圈固定安装在所述弹簧上，所述混凝土喷射管与所述通孔同轴心配合垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅲ一端。

进一步地，所述监测模块包括电磁滑块Ⅳ、探头；所述电磁滑块Ⅳ一端设有通电柱，所述通电柱与所述多功能集成装置的滑动导轨上的通电口同心配合使电磁滑块Ⅳ通电，所述电磁滑块Ⅳ底面设有两条燕尾导轨对称分布，所述探头垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅳ的一端。

进一步的，所述控制装置包括控制器外壳、含(PID)可编程的单片机芯片，LED液晶显示屏和操作按钮；所述含(PID)的单片机芯片通过螺栓Ⅴ固定在所述控制器外壳内，所述LED液晶显示屏垂直固定安装在所述控制器外壳一端面上，所述操作按钮垂直固定安装在所述控制器外壳的端面上；所述运动导轨装置中的电机Ⅰ和电机Ⅱ通过所述控制装置控制运转，将所述多功能集成装置带到指定位置；所述多功能集成装置的底座中的电机Ⅲ通过控制装置控制运转进而控制多功能集成装置的滑动导轨的运动；所述多功能集成装置的底座中的电机Ⅳ通过控制装置控制运转进而控制旋转体的转动进而控制所述钻削模块、所述排屑模块、所述支护模块和所述检测模块的工作。

进一步的，所述模型力学试验装置为实验室常用的模型试验装置，包括模型试验装置底座、框架、横梁、油泵千斤顶、压板、压力传感器等，在框架中制作模型试件，由油泵千斤顶提供压力，压板上有压力传感器，获得压力值传给控制器，保证压力恒定做模型蠕变试验。

实施本实用新型一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置，其有益效果在于：

采用安装于模型力学试验装置上的运动导轨装置，通过自动控制，电机驱动，使得与水平滑块固连的多功能集成装置，可在模型平面内任意移动，且精确定位，实现按照既定规划路径，任意位置，任意形状，任意工序作业，拓展了模型试验适用范围。

安装于多功能集成装置钻削模块上的细小钻头，在程序控制下沿三维方向进给，各向进给量微小可控，避免了手工开挖偶然误差和精度不足而导致的稳定性评价失真。

多功能集成装置，结构紧凑，工序间免拆，结合自动控制技术，后续配套小型吸尘和进液设备，由钻削模块负责开挖进给，排屑模块负责吸出钻屑，支护模块负责喷射护壁，监测模块负责内窥探测，可实现定量采挖、及时排屑，临时支护、实时监测，采、排、监、护一体，提升模型试验的自动化和智能化，更接近于所模拟的工程实际。

附图说明

图1为本实用新型一种用于模型试验的采、排、监、护一体自动化装装置的模型力学试验装置示意图；

图2为本实用新型一种用于模型试验的采、排、监、护一体自动化装装置的运动导轨装置示意图；

图3为本实用新型一种用于模型试验的采、排、监、护一体自动化装装置的多功能集成装置示意图；

图4为本实用新型一种用于模型试验的采、排、监、护一体自动化装装置的多功能集成装置的底座示意图；

图5为本实用新型一种用于模型试验的采、排、监、护一体自动化装装置的多功能集成装置的滑动导轨示意图；

图6为为本实用新型一种用于模型试验的采、排、监、护一体自动化装装置的多功能集成装置的钻削模块示意图；

图7为为本实用新型一种用于模型试验的采、排、监、护一体自动化装装置的多功能集成装置的排屑模块示意图；

图8为为本实用新型一种用于模型试验的采、排、监、护一体自动化装装置的多功能集成装置的支护模块示意图；

图9为为本实用新型一种用于模型试验的采、排、监、护一体自动化装装置的多功能集成装置的监测模块示意图；

模型力学试验装置-1、运动导轨装置-2、固定螺栓杆-201、导轨框架Ⅰ-202、竖直滑块-203、丝杠Ⅰ-204、电机Ⅰ-205、导轨框架Ⅱ-206、水平滑块-207、丝杠Ⅱ-208、电机Ⅱ-209、多功能集成装置的底座-3、集成装置底座-301、电机Ⅲ-302、电机Ⅳ-303、多功能集成装置的滑动导轨-4、导轨主体-401、进液管-402、进气管-403、快速接头母头Ⅰ-404、快速接头母头Ⅱ-405、钻削模块-5、电磁滑块Ⅰ-501、小电机-502、钻夹头-503、小钻头-504排屑模块-6、电磁滑块Ⅱ-601、快速接头公头Ⅰ-602、铁垫圈-603、弹簧-604、吸尘管 -605、支护模块-7、电磁滑块Ⅲ-701、快速接头公头Ⅱ-702、混凝土喷射管-703、检测模块-8、电磁滑块Ⅳ -801、探头-802、旋转体-9、控制器-10

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述。

如图1、2、3、4、5、6、7、8、9所示，一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置，其特征在于，包括运动导轨装置2、多功能集成装置的底座3、多功能集成装置的滑动导轨4、钻削模块5、排屑模块6、支护模块7、监测模块8、旋转体9、控制装置10；所述运动导轨装置2通过固定螺栓杆201与模型力学试验装置1固定连接；所述多功能集成装置的底座3通过螺栓Ⅰ与所述运动导轨装置2上的水平滑块207固定连接，电机Ⅲ302和电机Ⅳ303通过螺栓Ⅱ配合分别固定在所述多功能集成装置的底座3内，所述电机Ⅳ303与所述旋转体9通过键固定连接，所述电机Ⅲ302与圆柱齿轮通过花键固定连接，所述圆柱齿轮与齿条相互啮合，所述齿条固设于所述多功能集成装置的导轨4的下部；所述多功能集成装置的导轨4安装在所述多功能集成装置底座3上方的导轨槽中；所述钻削模块5、所述排屑模块6、所述支护模块7和所述监测模块8通过燕尾导轨分别与所述旋转体9中的燕尾槽依次按顺序滑动配合连接，所述钻削模块5、所述排屑模块6、所述支护模块7和所述监测模块8分别通过电磁滑块Ⅰ501、电磁滑块Ⅱ601、电磁滑块Ⅲ701和电磁滑块Ⅳ801与所述多功能集成装置的滑动导轨4的一端相互固定连接；所述控制装置10固设于所述运动导轨装置2的侧边上。

进一步地，所述运动导轨装置2包括竖直导轨和水平导轨，所述竖直导轨共两个，通过所述水平导轨的两端相连接，所述竖直导轨包括螺栓杆201、导轨框架Ⅰ202、竖直滑块203、丝杠Ⅰ204、电机Ⅰ205和轴承，所述螺栓杆201固定安装在所述导轨框架Ⅰ202的两端，所述电机Ⅰ205通过螺栓杆Ⅲ固定安装在所述导轨框架Ⅰ202的一端，所述轴承共两个，分别固定安装在所述导轨框架Ⅰ202的两端，所述丝杠Ⅰ 204通过轴承安装在所述导轨框架Ⅰ202上，所述丝杠Ⅰ204的一端与所述电机Ⅰ205相互固定连接连接，所述竖直滑块203安装在所述丝杠Ⅰ204上，通过所述电机Ⅰ205带动所述丝杠Ⅰ204转动与所述竖直滑块 203螺纹配合在所述导轨框架Ⅰ202中上下移动；所述水平导轨的两端分别与所述竖直导轨上的所述竖直滑块203的端面相互固定连接，所述水平导轨包括导轨框架Ⅱ206、水平滑块207、丝杠Ⅱ208、电机Ⅱ209 和轴承，所述电机Ⅱ209通过螺栓Ⅳ固定安装在所述导轨框架Ⅱ206的一端，所述轴承共两个，分别固定安装在所述导轨框架Ⅱ206的两端，所述丝杠Ⅱ208通过轴承安装在所述导轨框架Ⅱ206上，所述丝杠Ⅱ208 的一端与所述电机Ⅱ209相互固定连接，所述水平滑块207安装在所述丝杠Ⅱ208上，通过所述电机Ⅱ209 带动所述丝杠Ⅱ208转动与所述水平滑块207螺纹配合在所述导轨框架Ⅱ206上左右移动。

进一步地，所述多功能集成装置的滑动导轨4包括导轨主体401、进液管402、通气管403、快速接头母头Ⅰ404、快速接头母头Ⅱ405；所述导轨主体401一端设有通电口，所述进液管402垂直固定安装在所述导轨主体401一端，所述进液管402与小型吸尘器相连接，所述通气管403垂直固定安装在所述导轨主体401一端，所述通气管403与小型混凝土喷射机相连接；所述快速接头母头Ⅰ404与所述快速接头母头Ⅱ405垂直固定安装在所述导轨主体401的一端。

进一步地，所述钻削模块5包括电磁滑块Ⅰ501、小电机502、钻夹头503和小钻头504；所述电磁滑块Ⅰ501一端设有通电柱，所述通电柱与所述多功能集成装置的滑动导轨4上的通电口同心配合使得所述电磁滑块Ⅰ501通电，所述电磁滑块Ⅰ501底端设有两条燕尾导轨对称分布，所述小电机502通过螺栓Ⅴ固定安装在所述电磁滑块Ⅰ501内，所述钻夹头503垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅰ501上，所述小钻头 504与所述钻夹头503同轴心夹紧配合安装，所述小电机502与所述小钻头504通过所述钻夹头503相互固定连接。

进一步地，所述排屑模块6包括电磁滑块Ⅱ601、快速接头公头Ⅰ602、铁垫圈603、弹簧604、吸尘管605；所述电磁滑块Ⅱ601设有通孔，以传输气体，所述电磁滑块Ⅱ601一端设有通电柱，所述通电柱与所述多功能集成装置的滑动导轨4上的通电口同心配合使得所述电磁滑块Ⅱ601通电，所述电磁滑块Ⅱ601 底面设有两条燕尾导轨对称分布，所述快速接头公头Ⅰ602垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅱ602一端面上，所述弹簧603垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅱ601上与所述快速接头公头Ⅰ602同心分布，所述铁垫圈603 固定安装在所述弹簧604上，所述吸尘管605与所述通孔同轴心配合垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅱ601 一端。

进一步地，所述支护模块6包括电磁滑块Ⅲ701、快速接头公头Ⅱ702、铁垫圈603、弹簧604、混凝土喷射管703；所述电磁滑块Ⅲ701设有通孔，以传输液体，所述电磁滑块Ⅲ701一端设有通电柱，所述通电柱与所述多功能集成装置的滑动导轨4上的通电口同心配合使得所述电磁滑块Ⅲ701通电，所述电磁滑块Ⅲ701底面设有两条燕尾导轨对称分布，所述快速接头公头Ⅱ702垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅲ701一端面上，所述弹簧603垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅲ701上与所述快速接头公头Ⅱ702同心分布，所述铁垫圈603固定安装在所述弹簧604上，所述混凝土喷射管702与所述通孔同轴心配合垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅲ701一端。

进一步地，所述监测模块8包括电磁滑块Ⅳ801、探头802；所述电磁滑块Ⅳ801一端设有通电柱，所述通电柱与所述多功能集成装置的滑动导轨4上的通电口同心配合使电磁滑块Ⅳ801通电，所述电磁滑块Ⅳ801底面设有两条燕尾导轨对称分布，所述探头802垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅳ801的一端。

进一步地，所述控制装置10包括控制器外壳、含(PID)可编程的单片机芯片，LED液晶显示屏和操作按钮；所述含(PID)的单片机芯片通过螺栓Ⅴ固定在所述控制器外壳内，所述LED液晶显示屏垂直固定安装在所述控制器外壳一端面上，所述操作按钮垂直固定安装在所述控制器外壳的端面上；所述运动导轨装置2中的电机Ⅰ205和电机Ⅱ209通过所述控制装置10控制运转，将所述多功能集成装置带到指定位置；所述多功能集成装置的底座中的电机Ⅲ302通过控制装置10控制运转进而控制多功能集成装置的滑动导轨4的运动；所述多功能集成装置的底座中的电机Ⅳ303通过控制装置10控制运转进而控制旋转体9的转动进而控制所述钻削模块5、所述排屑模块6、所述支护模块7和所述检测模块8的工作。

如图1至如图9所示，本实用新型一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置具体步骤如下：

首先将模型所述力学试验装置1、所述运动导轨装置2、所述多功能集成装置的底座3、所述多功能集成装置的滑动导轨4、所述钻削模块5、所述排屑模块6、所述支护模块7、所述检测模块8、所述旋转体9、所述控制装置10，按照要求组合安装，安装完成在所述模型力学试验装置1的框架上一层一层的装入相似材料，完成后加载压力至预设压力值，在所述控制装置10中输入工作区间坐标，控制所述运动导轨装置2中的所述电机Ⅰ302和所述电机Ⅱ303运转，在所述竖直滑块203和所述水平滑块207的作用下将所述多功能集成装置移动到达指定工作位置。

挖采工作时，所述多功能集成装置的滑动导轨4在所述电机Ⅲ302驱动下前进，与所述电磁滑块Ⅰ501 接触，所述电磁滑块Ⅰ501在通电柱作用下得电，所述钻削模块5与所述多功能集成装置的滑动导轨4固定连接一起运动，所述小电机502运转，所述小钻头504工作，开始挖采工作，挖采完成后，驱动所述电机Ⅲ302反转，所述钻削模块5与所述多功能集成装置的滑动导轨4后退，所述钻削模块5到达指定位置停止，所述多功能集成装置的滑动导轨4继续后退断电分离到达指定位置，所述电机Ⅳ303运转，驱动所述旋转体9旋转将所述排屑模块6处于正上方。

排屑工作时，所述多功能集成装置的滑动导轨4在所述电机Ⅲ302驱动下前进，与所述电磁滑块Ⅱ601 接触，所述电磁滑块Ⅱ601在通电柱作用下得电，所述排屑模块5与所述多功能集成装置的滑动导轨4固定连接一起运动，所述快速接头母头Ⅰ404和所述快速接头公头Ⅰ602卡紧，所述铁垫圈603与所述电磁滑块Ⅱ601在磁力下吸紧，所述弹簧604压缩，到达工作位置，小吸尘器工作，通过所述进气管403进行排屑处理，工作完成后所述排屑模块6与所述多功能集成装置的滑动导轨4后退，所述排屑模块6到达指定位置停止，所述多功能集成装置的滑动导轨4继续后退断电分离，所述铁垫圈603在所述弹簧604作用下快速碰触所述快速接头母头Ⅰ404，所述快速接头母头Ⅰ404和所述快速接头公头Ⅰ602分离，所述多功能集成装置的滑动导轨4继续后退到达指定位置，所述电机Ⅳ303运转，驱动所述旋转体9旋转将所述支护模块7处于正上方。

临时直护工作时，所述多功能集成装置的滑动导轨4在所述电机Ⅲ302驱动下前进，与所述电磁滑块Ⅲ701接触，所述电磁滑块Ⅲ701在通电柱作用下得电，所述支护模块7与所述多功能集成装置的滑动导轨4固定连接一起运动，所述快速接头母头Ⅱ405和所述快速接头公头Ⅱ702卡紧，所述铁垫圈603与所述电磁滑块Ⅲ701在磁力下吸紧，所述弹簧604压缩，到达工作位置，混凝土喷灌机工作，通过所述进液管402进行支护处理，工作完成后所述支护模块7与所述多功能集成装置的滑动导轨4后退，所述支护模块7后退至指定位置停止断电分离，所述铁垫圈603在所述弹簧604作用下快速触动所述快速接头母头Ⅱ 405，所述快速接头母头Ⅱ405和所述快速接头公头Ⅱ702分离，所述多功能集成装置的滑动导轨4继续后退至指定位置，所述电机Ⅳ303运转，驱动所述旋转体9旋转将所述监测模块8处于正上方。

监测工作时，所述多功能集成装置的滑动导轨4在所述电机Ⅲ302驱动下前进，与所述电磁滑块Ⅳ801 接触，所述电磁滑块Ⅳ801在通电柱作用下得电，所述监测模块5与所述多功能集成装置的滑动导轨4固定连接一起运动，到达工作位置，探头802工作监测试件变化直至试验结束。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置，其特征在于，包括运动导轨装置(2)、多功能集成装置的底座(3)、多功能集成装置的滑动导轨(4)、钻削模块(5)、排屑模块(6)、支护模块(7)、监测模块(8)、旋转体(9)、控制装置(10)；所述运动导轨装置(2)通过固定螺栓杆(201)与模型力学试验装置(1)固定连接；所述多功能集成装置的底座(3)通过螺栓Ⅰ与所述运动导轨装置(2)上的水平滑块(207)固定连接，电机Ⅲ(302)和电机Ⅳ(303)通过螺栓Ⅱ配合分别固定在所述多功能集成装置的底座(3)内，所述电机Ⅳ(303)与所述旋转体(9)通过键固定连接，所述电机Ⅲ(302)与圆柱齿轮通过花键固定连接，所述圆柱齿轮与齿条相互啮合，所述齿条固设于所述多功能集成装置的滑动导轨(4)的下部；所述多功能集成装置的滑动导轨(4)安装在所述多功能集成装置的底座(3)上方的导轨槽中；所述钻削模块(5)、所述排屑模块(6)、所述支护模块(7)和所述监测模块(8)通过燕尾导轨分别与所述旋转体(9)中的燕尾槽依次按顺序滑动配合连接，所述钻削模块(5)、所述排屑模块(6)、所述支护模块(7)和所述监测模块(8)分别通过电磁滑块Ⅰ(501)、电磁滑块Ⅱ(601)、电磁滑块Ⅲ(701)和电磁滑块Ⅳ(801)与所述多功能集成装置的滑动导轨(4)的一端相互固定连接；所述控制装置(10)固设于所述运动导轨装置(2)的侧边上。

2.根据权利要求书1所述的一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置，其特征是，所述运动导轨装置(2)包括竖直导轨和水平导轨，所述竖直导轨共两个，通过所述水平导轨的两端相连接，所述竖直导轨包括固定螺栓杆(201)、导轨框架Ⅰ(202)、竖直滑块(203)、丝杠Ⅰ(204)、电机Ⅰ(205)和轴承，所述固定螺栓杆(201)固定安装在所述导轨框架Ⅰ(202)的两端，所述电机Ⅰ(205)通过螺栓杆Ⅲ固定安装在所述导轨框架Ⅰ(202)的一端，所述轴承共两个，分别固定安装在所述导轨框架Ⅰ(202)的两端，所述丝杠Ⅰ(204)通过轴承安装在所述导轨框架Ⅰ(202)上，所述丝杠Ⅰ(204)的一端与所述电机Ⅰ(205)相互固定连接，所述竖直滑块(203)安装在所述丝杠Ⅰ(204)上，通过所述电机Ⅰ(205)带动所述丝杠Ⅰ(204)转动与所述竖直滑块(203)螺纹配合在所述导轨框架Ⅰ(202)中上下移动；所述水平导轨的两端分别与所述竖直导轨上的所述竖直滑块(203)的端面相互固定连接，所述水平导轨包括导轨框架Ⅱ(206)、水平滑块(207)、丝杠Ⅱ(208)、电机Ⅱ(209)和轴承，所述电机Ⅱ(209)通过螺栓Ⅳ固定安装在所述导轨框架Ⅱ(206)的一端，所述轴承共两个，分别固定安装在所述导轨框架Ⅱ(206)的两端，所述丝杠Ⅱ(208)通过轴承安装在所述导轨框架Ⅱ(206)上，所述丝杠Ⅱ(208)的一端与所述电机Ⅱ(209)相互固定连接，所述水平滑块(207)安装在所述丝杠Ⅱ(208)上，通过所述电机Ⅱ(209)带动所述丝杠Ⅱ(208)转动与所述水平滑块(207)螺纹配合在所述导轨框架Ⅱ(206)上左右移动。

3.根据权利要求书2所述的一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置，其特征是，所述多功能集成装置的滑动导轨(4)包括导轨主体(401)、进液管(402)、通气管(403)、快速接头母头Ⅰ(404)、快速接头母头Ⅱ(405)；所述导轨主体(401)一端设有通电口，所述进液管(402)垂直固定安装在所述导轨主体(401)一端，所述进液管(402)与小型吸尘器相连接，所述通气管(403)垂直固定安装在所述导轨主体(401)一端，所述通气管(403)与小型混凝土喷射机相连接；所述快速接头母头Ⅰ(404)与所述快速接头母头Ⅱ(405)垂直固定安装在所述导轨主体(401)的一端。

4.根据权利要求书3所述的一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置，其特征是，所述钻削模块(5)包括电磁滑块Ⅰ(501)、小电机(502)、钻夹头(503)和小钻头(504)；所述电磁滑块Ⅰ(501)一端设有通电柱，所述通电柱与所述多功能集成装置的滑动导轨(4)上的通电口同心配合使得所述电磁滑块Ⅰ(501)通电，所述电磁滑块Ⅰ(501)底端设有两条燕尾导轨对称分布，所述小电机(502)通过螺栓Ⅴ固定安装在所述电磁滑块Ⅰ(501)内，所述钻夹头(503)垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅰ(501)上，所述小钻头(504)与所述钻夹头(503)同轴心夹紧配合安装，所述小电机(502)与所述小钻头(504)通过所述钻夹头(503)相互固定连接。

5.根据权利要求书4所述的一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置，其特征是，所述排屑模块(6)包括电磁滑块Ⅱ(601)、快速接头公头Ⅰ(602)、铁垫圈(603)、弹簧(604)、吸尘管(605)；所述电磁滑块Ⅱ(601)设有通孔，以传输气体，所述电磁滑块Ⅱ(601)一端设有通电柱，所述通电柱与所述多功能集成装置的滑动导轨(4)上的通电口同心配合使得所述电磁滑块Ⅱ(601)通电，所述电磁滑块Ⅱ(601)底面设有两条燕尾导轨对称分布，所述快速接头公头Ⅰ(602)垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅱ(601)一端面上，所述弹簧(604)垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅱ(601)上与所述快速接头公头Ⅰ(602)同心分布，所述铁垫圈(603)固定安装在所述弹簧(604)上，所述吸尘管(605)与所述通孔同轴心配合垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅱ(601)一端。

6.根据权利要求书5所述的一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置，其特征是，所述支护模块(7)包括电磁滑块Ⅲ(701)、快速接头公头Ⅱ(702)、铁垫圈(603)、弹簧(604)、混凝土喷射管(703)；所述电磁滑块Ⅲ(701)设有通孔，以传输液体，所述电磁滑块Ⅲ(701)一端设有通电柱，所述通电柱与所述多功能集成装置的滑动导轨(4)上的通电口同心配合使得所述电磁滑块Ⅲ(701)通电，所述电磁滑块Ⅲ(701)底面设有两条燕尾导轨对称分布，所述快速接头公头Ⅱ(702)垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅲ(701)一端面上，所述弹簧(604)垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅲ(701)上与所述快速接头公头Ⅱ(702)同心分布，所述铁垫圈(603)固定安装在所述弹簧(604)上，所述混凝土喷射管(703)与所述通孔同轴心配合垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅲ(701)一端。

7.根据权利要求书6所述的一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置，其特征是，所述监测模块(8)包括电磁滑块Ⅳ(801)、探头(802)；所述电磁滑块Ⅳ(801)一端设有通电柱，所述通电柱与所述多功能集成装置的滑动导轨(4)上的通电口同心配合使电磁滑块Ⅳ(801)通电，所述电磁滑块Ⅳ(801)底面设有两条燕尾导轨对称分布，所述探头(802)垂直固定安装在所述电磁滑块Ⅳ(801)的一端。

8.根据权利要求书7所述的一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置，其特征是，所述控制装置(10)包括控制器外壳、含PID可编程的单片机芯片，LED液晶显示屏和操作按钮；所述含PID的单片机芯片通过螺栓Ⅴ固定在所述控制器外壳内，所述LED液晶显示屏垂直固定安装在所述控制器外壳一端面上，所述操作按钮垂直固定安装在所述控制器外壳的端面上；所述运动导轨装置(2)中的电机Ⅰ(205)和电机Ⅱ(209)通过所述控制装置(10)控制运转，将所述多功能集成装置带到指定位置；所述多功能集成装置的底座中的电机Ⅲ(302)通过控制装置(10)控制运转进而控制多功能集成装置的滑动导轨(4)的运动；所述多功能集成装置的底座中的电机Ⅳ(303)通过控制装置(10)控制运转进而控制旋转体(9)的转动进而控制所述钻削模块(5)、所述排屑模块(6)、所述支护模块(7)和所述监测模块(8)的工作。

Images