CN214668297U - 一种组装式散粒体冲击试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种组装式散粒体冲击试验装置，其包括试验基座，试验基座顶面设有两相互正对的支撑框架，支撑框架上设有滑槽体，滑槽体两开口旁分别设有回收组件和挡板组件；滑槽体靠近挡板组件的一端槽底开设有滑槽出口，滑槽体上滑动连接有用于封闭滑槽出口的滑动板，且滑动板与第一驱动装置连接，滑槽体下方设有用于收集从滑槽出口流出的散粒体的输送带机构，且输送带机构上设有护板组件，挡板组件包括与试验基座连接的挡板底座，挡板底座靠近滑槽体的一端铰接有用于安装挡板的挡板架，挡板架与第三驱动装置连接，第三驱动装置用于驱动挡板架绕其铰接中心线转动。解决了现有技术中没有用于测试不同拦挡结构和不同冲击角度的冲击试验装置的问题。

Description

一种组装式散粒体冲击试验装置

技术领域

本实用新型涉及试验装置领域，特别是涉及一种组装式散粒体冲击试验装置。

背景技术

当前，山区的建设与发展已经引起国际社会的广泛关注，而我国更是一个山区面积占到国土陆地面积达67％的多山国家，山区人口也占到全国总人口的56％，因此山区地质灾害的防治直接影响着山区的经济建设发展。山区地质灾害常见的以滑坡、崩塌、泥石流为主，而另一种地质灾害—散粒体斜坡灾害也有着非常重要的影响。散粒体斜坡是指在受到风化、卸荷、动力等作用下，同量级、近均匀的角砾、碎石颗粒在重力作用下发生流动，并在坡脚堆积形成的坡体。由于散粒体斜坡组成物质结构松散、粘聚力低，其具有自稳性差、复发性强、突发性高的成灾特点，形成的地质灾害具有一定特殊性，尤其散粒体斜坡灾害的重复活动性更易导致坡表植被遭到毁灭性破坏，因此造成的破坏效应与常见的“崩塌、滑坡、泥石流”灾害有本质不同。由于散粒体斜坡失稳的规模较大、冲击破坏强，又具有可累积补给的特点，它的危害长期性与严重性不亚于滑坡、崩塌、泥石流。

当前学者对于散粒体斜坡灾害的研究工作主要是集中在形成条件、失稳运动特征、危险性评估等方面，比如散粒体斜坡在不同外动力作用下启动条件、灾变机理以及灾害链演化过程等，获得了散粒体斜坡结构组成特点、变形机制、失稳模式等特征，然而对散粒体斜坡失稳冲击灾害的破坏研究较少。目前针对散粒体冲击力的大小并未提出相应的计算方法，大多数近似采用崩塌或者泥石流的冲击力计算方法。由于散粒体斜坡与崩塌、泥石流的冲击破坏效应具有本质区别，崩塌的冲击力计算是针对的单个滚石，而泥石流的冲击力计算大多数则是考虑了液态浆体的动压力以及液固体积浓度比，所以目前采用崩塌或者泥石流的冲击力计算方法替代散粒体斜坡的冲击力计算是不合理的。当前的冲击测试模拟研究主要是基于散粒体颗粒的冲击形态，而没有考虑不同形状、不同角度拦挡结构对冲击力的影响。同时采用的数值模拟方法进行的散粒体冲击力模拟研究在模型边界、接触参数等方面进行了简化处理，而与散粒体实际运动过程中的碰撞、接触存在较大差异。现场进行散粒体冲击力原位测试由于费用高、施工难度大，并且存在一定风险性，所以现场测试也很难实施。因此在研究散粒体灾害防治的过程中，散粒体冲击力是研究灾害防治的重要内容，目前尚未发现冲击、拦挡、传输于一体，可自由移动、拆卸方便的组合式测试装置，同时当前对于散粒体的冲击效应测试实验都是基于直线型拦挡结构的测试，而对于不同形状，比如折线形，弧线形的拦挡结构的拦挡测试装置就没有，也没有调节冲击角度的装置。

实用新型内容

针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种组装式散粒体冲击试验装置，解决了现有技术中没有用于测试不同拦挡结构和不同冲击角度的冲击试验装置的问题。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：

提供一种组装式散粒体冲击试验装置，其包括试验基座，试验基座顶面设有两相互正对的支撑框架，支撑框架上设有滑槽体，滑槽体两开口旁分别设有回收组件和挡板组件；

滑槽体靠近挡板组件的一端槽底开设有滑槽出口，滑槽体上滑动连接有用于封闭滑槽出口的滑动板，且滑动板与第一驱动装置连接，滑槽体下方设有用于收集从滑槽出口流出的散粒体的输送带机构，且输送带机构上设有护板组件；

回收组件包括回收箱，回收箱上设有用于散粒体流出的开口组件，回收箱通过第二驱动装置与试验基座连接，第二驱动装置用于驱动回收箱沿X、Z两个方向作往复直线运动；

挡板组件包括与试验基座连接的挡板底座，挡板底座靠近滑槽体的一端铰接有用于安装挡板的挡板架，挡板架与第三驱动装置连接，第三驱动装置用于驱动挡板架绕其铰接中心线转动；

试验基座上设有控制装置，第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、输送带机构和安装在挡板上的力传感器均与控制装置连接。

进一步地，每个支撑框架包括镜像对称的两支撑架。

进一步地，靠近回收组件的两支撑架与试验基座滑动连接，且靠近回收组件的两支撑架之间转动连接有转动杆，转动杆通过升降滑块与支撑架转动连接，且升降滑块与升降架滑动连接，靠近挡板组件的支撑框架与滑槽体铰接。

进一步地，第二驱动装置包括与试验基座连接的第二基座，第二基座上滑动连接有第二滑板，第二滑板与回收箱滑动连接，第二基座和第二滑板上分别设有第四驱动装置和第五驱动装置，第四驱动装置用于带动回收箱沿Z方向运动，第五驱动装置用于带动回收箱沿X方向运动。

进一步地，开口组件包括与回收箱底面滑动连接的开口滑板和安装在回收箱上用于驱动开口滑板滑动的第六驱动装置，回收箱底面设有散粒体流出的出口。

进一步地，试验装置还包括设在回收箱上的定位传感器和设在挡板底座上的接近传感器，且定位传感器和接近传感器与控制装置连接。

进一步地，挡板底座包括镜像对称的底座支柱，底座支柱上设有安装底板，底座支柱为伸缩结构，且底座支柱与试验基座滑动连接。

进一步地，挡板架包括与挡板底座铰接的架体板，架体板顶部沿其长度方向设有若干夹持杆穿过的夹持通孔，且架体板顶端设有连通夹持通孔的螺纹孔，螺纹孔内设有固定螺栓，架体板底部延伸有支撑部，支撑部靠近滑槽体；

进一步地，夹持杆靠近滑槽体的一端开设有螺纹孔，且螺纹孔内设有夹持螺杆。

进一步地，安装底板靠近滑槽体的一端开设有架体板嵌入的凹槽，且安装底板上设有与架体板铰接的铰接块。

进一步地，滑槽体包括滑槽底板，滑槽底板顶面镜像设有两侧板，且滑槽体的截面呈U形。

本实用新型的有益效果为：

1、本方案通过滑动板、滑槽体、回收组件、挡板组件和输送带机构，在控制装置的控制下，试验装置可根据设定的试验参数自动进行散粒体冲击试验，整个过程可将散粒体自动收集起来，实现散粒体的自行式重复试验。

2、通过滑动板与滑槽体的滑动连接，当冲击试验完成后，开启滑槽出口，以使散粒体落入输送带机构上，后经输送带进入回收箱，实现散粒体的自动上料。通过护板组件，可使从滑槽出口落出的散粒体全部进入输送带机构上。

3、通过第二驱动装置，可改变回收箱相对试验基座的高度，进而调节散粒体下落高度。通过第三驱动装置，改变挡板架与水平面间的夹角，进而改变挡板的角度，实现对散粒体冲击力在不同冲击速度、不同冲击角度的冲击试验。挡板上面可以放置不同的材料，从而实现对不同材料的冲击力测试。通过挡板架可以固定不同形状的拦挡结构(挡板)，进而测试不同形状的拦挡结构，例如折线形或弧线形等。

4、通过力传感器采集散粒体冲击力，可在力传感器未采集到数据一段时间后(用于判断试验是否完成)，控制装置控制滑动板滑动，使散粒体从滑槽出口进入输送带，实现散粒体的自动卸料。

附图说明

图1为一种组装式散粒体冲击试验装置的正视图。

图2为一种组装式散粒体冲击试验装置的俯视图。

图3为一种组装式散粒体冲击试验装置的夹持平板型挡板的俯视图。

图4为一种组装式散粒体冲击试验装置的夹持弧形挡板的俯视图。

图5为一种组装式散粒体冲击试验装置的滑槽体剖视图。

图6为一种组装式散粒体冲击试验装置的回收组件俯视图。

图7为一种组装式散粒体冲击试验装置的回收组件正视图。

其中，1、试验基座；2、滑槽体；3、支撑框架；4、滑动板；5、回收箱；501、第二基座；502、第二滑板；6、挡板底座；601、底座支柱；602、安装底板；7、挡板架；701、架体板；702、夹持杆；703、夹持螺杆；8、输送带机构；9、护板组件；10、控制装置。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

如图1和图2所示，本方案提供了一种组装式散粒体冲击试验装置，其包括试验基座1，试验基座1顶面设有两相互正对的支撑框架3，支撑框架3上设有滑槽体2，滑槽体2两开口旁分别设有回收组件和挡板组件。

具体地，每个支撑框架3包括镜像对称的两支撑架，两支撑架设在试验基座1的两侧，通过两个支撑架支撑滑槽体2，使滑槽体2构成斜坡状态。靠近回收组件的两支撑架与试验基座1滑动连接，且靠近回收组件的两支撑架之间转动连接有转动杆，转动杆通过升降滑块与支撑架转动连接，且升降滑块与升降架滑动连接，靠近挡板组件的支撑框架3与滑槽体2铰接。

与试验基座1滑动连接的支撑框架3和升降滑块均可通过气缸、电动推杆等动力元件驱动，并通过控制装置10控制支撑框架3的滑动距离、升降滑块的滑动距离；支撑框架3与试验基座1滑动连接，避免了滑槽体2转动过程中，转动杆不能与滑槽体2的底面接触。使用时，滑槽体2一端铰接，另一端在升降滑块的作用下绕铰接中心线转动，以实现自动调整滑槽体2的坡度，进而获得不同坡度下散粒体的冲击力，为散粒体冲击力计算奠定试验数据基础。为了使试验装置便于移动，可在试验基座1的底面设有滚轮。

如图4所示，滑槽体2靠近挡板组件的一端槽底开设有滑槽出口，滑槽体2上滑动连接有用于封闭滑槽出口的滑动板4，且滑动板4与第一驱动装置连接，滑槽体2下方设有用于收集从滑槽出口流出的散粒体的输送带机构8，且输送带机构8上设有护板组件9。输送带机构8为现有技术，本领域的技术人员可以采用任意能够实现持续输送的输送带装置，将从滑槽出口流出的散粒体输送至回收箱5内，以实现散粒体的自动试验过程。

回收组件包括回收箱5，回收箱5上设有用于散粒体流出的开口组件，开口组件包括与回收箱5底面滑动连接的开口滑板和安装在回收箱5上用于驱动开口滑板滑动的第六驱动装置，回收箱5底面设有散粒体流出的出口。第六驱动装置与控制装置10连接，在控制装置10的控制下，第六驱动装置驱动开口滑板打开或封闭散粒体流出的出口，实现回收箱5向滑槽体2的自动投放散粒体。

回收箱5通过第二驱动装置与试验基座1连接，第二驱动装置用于驱动回收箱5沿X、Z两个方向作往复直线运动。如图5和6所示，第二驱动装置包括与试验基座1连接的第二基座501，第二基座501上滑动连接有第二滑板502，第二滑板502与回收箱5滑动连接，第二基座501和第二滑板502上分别设有第四驱动装置和第五驱动装置，第四驱动装置用于带动回收箱5沿Z方向运动，第五驱动装置用于带动回收箱5沿X方向运动。

本实施例中，X方向为输送带运转方向，Z方向与X方向垂直。通过设在回收箱5上的定位传感器，确保回收箱5运动至滑槽体2的槽口上方，以确保散粒体可进入滑槽体2内，实现散粒体冲击试验。滑槽体2包括滑槽底板，滑槽底板顶面镜像设有两侧板，且滑槽体2的截面呈U形，测试时，挡板与侧板接触。

挡板组件包括与试验基座1连接的挡板底座6，挡板底座6靠近滑槽体2的一端铰接有用于安装挡板的挡板架7，挡板架7与第三驱动装置连接，第三驱动装置用于驱动挡板架7绕其铰接中心线转动。

具体地，如图1所示，挡板底座6包括镜像对称的底座支柱601，底座支柱601上设有安装底板602，底座支柱601为伸缩结构，且底座支柱601与试验基座1滑动连接。底座支柱601可以采用电动伸缩杆或者液压伸缩杆，以实现安装底板602的高度调节，可通过气缸或电动推杆驱动底座支柱601在试验基座1上滑动连接。安装底板602设有接近传感器，通过接近传感器，控制装置10控制底座支柱601伸缩或滑动，以适应不同坡度的滑槽体2。

如图3和4所示，挡板架7包括与挡板底座6铰接的架体板701，架体板701顶部沿其长度方向设有若干夹持杆702穿过的夹持通孔，且架体板701顶端设有连通夹持通孔的螺纹孔，螺纹孔内设有固定螺栓，架体板701底部延伸有支撑部，支撑部靠近滑槽体2；夹持杆702靠近滑槽体2的一端开设有螺纹孔，且螺纹孔内设有夹持螺杆703。

通过支撑部支撑挡板底面，利用夹持杆702和夹持螺杆703的螺纹配合固定挡板顶端，并且，通过夹持螺杆703可固定不同高度的挡板。通过固定螺栓，夹持杆702靠近挡板的一端长度可调，可适用不同形状的挡板(如图4所示，夹持弧形挡板，夹持杆702的数量根据需求而定)，可用于测试不同拦挡结构的测试，根据需要选择不同数量的夹持杆702和调整每根夹持杆702穿过夹持通孔的长度。优选的，支撑部由若干个支撑板构成，所有的支撑板沿架体板701的长度方向均匀布置，为了支撑不同形状的拦挡结构，支撑板可以为伸缩板结构，且支撑板上设有限制支撑板伸缩的机构。

试验基座1上设有控制装置10，第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、输送带机构8和安装在挡板上的力传感器均与控制装置10连接。

本实施例中，第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、第四驱动装置、第五驱动装置和第六驱动装置均可以采用气缸、液压缸或电动推杆等动力元件，控制装置10可以采用PLC，力传感器采用冲击力型传感器，以检测散粒体的冲击力大小。

本装置的运行过程为：

1、控制回收箱5沿Z方向垂直上升，直至回收箱5底面与滑槽体2槽底对齐；

2、控制回收箱5沿X方向运动，直至开口滑板位于滑槽体2的滑槽内，随后控制开口滑板滑动，使散粒体从回收箱5落入滑槽体2内；

3、采集到散粒体的冲击力后，控制滑动板4滑动，使散粒体从滑槽出口落入输送带机构8上，并进入回收箱5；

4、转动挡板架7，改变挡板的角度，和/或调整滑槽体2的坡度；

5、重复步骤1-4，采集散粒体冲击力数据。

Claims (7)

1.一种组装式散粒体冲击试验装置，其特征在于，包括试验基座(1)，所述试验基座(1)顶面设有两相互正对的支撑框架(3)，每个所述支撑框架(3)包括镜像对称的两支撑架，每个所述支撑框架(3)包括镜像对称的两支撑架所述支撑框架(3)上设有滑槽体(2)，所述滑槽体(2)两开口旁分别设有回收组件和挡板组件；

所述滑槽体(2)靠近挡板组件的一端槽底开设有滑槽出口，所述滑槽体(2)上滑动连接有用于封闭所述滑槽出口的滑动板(4)，且所述滑动板(4)与第一驱动装置连接，所述滑槽体(2)下方设有用于收集从滑槽出口流出的散粒体的输送带机构，且所述输送带机构上设有护板组件；

所述回收组件包括回收箱(5)，所述回收箱(5)上设有用于散粒体流出的开口组件，所述回收箱(5)通过第二驱动装置与试验基座(1)连接，所述第二驱动装置用于驱动回收箱(5)沿X、Z两个方向作往复直线运动；

所述挡板组件包括与试验基座(1)连接的挡板底座(6)，所述挡板底座(6)靠近滑槽体(2)的一端铰接有用于安装挡板的挡板架(7)，所述挡板架(7)与第三驱动装置连接，所述第三驱动装置用于驱动挡板架(7)绕其铰接中心线转动；

所述试验基座(1)上设有控制装置，所述第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、输送带机构和安装在挡板上的力传感器均与所述控制装置连接；

所述第二驱动装置包括与试验基座(1)连接的第二基座，所述第二基座上滑动连接有第二滑板，所述第二滑板与所述回收箱(5)滑动连接，所述第二基座和第二滑板上分别设有第四驱动装置和第五驱动装置，所述第四驱动装置用于带动回收箱(5)沿Z方向运动，所述第五驱动装置用于带动回收箱(5)沿X方向运动。

2.根据权利要求1所述的组装式散粒体冲击试验装置，其特征在于，靠近回收组件的两支撑架与试验基座(1)滑动连接，且靠近回收组件的两支撑架之间转动连接有转动杆，所述转动杆通过升降滑块与支撑架转动连接，且所述升降滑块与升降架滑动连接，靠近挡板组件的支撑框架(3)与滑槽体(2)铰接。

3.根据权利要求1所述的组装式散粒体冲击试验装置，其特征在于，所述开口组件包括与回收箱(5)底面滑动连接的开口滑板和安装在回收箱(5)上用于驱动开口滑板滑动的第六驱动装置，所述回收箱(5)底面设有散粒体流出的出口。

4.根据权利要求1所述的组装式散粒体冲击试验装置，其特征在于，还包括设在回收箱(5)上的定位传感器和设在挡板底座(6)上的接近传感器，且所述定位传感器和接近传感器与控制装置连接。

5.根据权利要求1所述的组装式散粒体冲击试验装置，其特征在于，所述挡板底座(6)包括镜像对称的底座支柱(601)，所述底座支柱(601)上设有安装底板(602)，所述底座支柱(601)为伸缩结构，且底座支柱(601)与试验基座(1)滑动连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的组装式散粒体冲击试验装置，其特征在于，所述挡板架(7)包括与挡板底座(6)铰接的架体板(701)，所述架体板(701)顶部沿其长度方向设有若干夹持杆(702)穿过的夹持通孔，且所述架体板(701)顶端设有连通所述夹持通孔的螺纹孔，所述螺纹孔内设有固定螺栓，所述架体板(701)底部延伸有支撑部，所述支撑部靠近滑槽体(2)；

所述夹持杆(702)靠近滑槽体(2)的一端开设有螺纹孔，且所述螺纹孔内设有夹持螺杆(703)。

7.根据权利要求6所述的组装式散粒体冲击试验装置，其特征在于，所述滑槽体(2)包括滑槽底板，所述滑槽底板顶面镜像设有两侧板，且所述滑槽体(2)的截面呈U形。

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