[發(fā)明專利]一種高精度滑坡物理模型實驗平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310151332.5
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN103236207A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范永波;劉曉宇;李世海;侯岳峰;李吉慶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院力學(xué)研究所
• 主分類號: G09B23/06
• 分類號: G09B23/06
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高精度滑坡物理模型實驗平臺，屬于地質(zhì)災(zāi)害模型試驗領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，滑坡物理模型實驗平臺多采用整體式結(jié)構(gòu)，使用液壓千斤頂整體抬升，對于多段式底板分段抬升或單一底板抬升，小負(fù)荷可轉(zhuǎn)動式底板多采用在第一段底部設(shè)置鉸支座，在末段通過定滑輪抬升，大負(fù)荷可轉(zhuǎn)動式底板升降以液壓千斤頂抬升為主。已研制的滑坡物理模型實驗平臺整體上分為四段，總長11.5m，寬3m，第二段抬升20°、第三段抬升40°就位后，整體高度接近5m。其中升降系統(tǒng)用于第三段底板的抬升和下降。國內(nèi)學(xué)者李世海、張均峰、羅先啟、劉東燕等人均進(jìn)行滑坡物理模型實驗平臺的研制。上述滑坡模型實驗裝置雖在一定程度上促進(jìn)了該類裝置的發(fā)展，然而，仍存在一定程度的局限：

（1）精度低，抬升系統(tǒng)采用定滑輪拉線式抬升，精度無法保證，對于開展坡角變化引發(fā)的滑坡穩(wěn)定性分析有較大局限性；

（2）穩(wěn)定性差，滑坡物理模型實驗，時間跨度往往較大，而定滑輪拉線式或液壓千斤頂長時間負(fù)載穩(wěn)定性較差；

（3）安全性差，單一定滑輪拉線式或千斤頂抬升，對于大尺度、承擔(dān)荷載量較大的滑坡模型實驗平臺，安全儲備較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是，提供一種高穩(wěn)定性、高安全性的高精度滑坡物理模型實驗平臺，用于精確進(jìn)行滑坡物理模型實驗。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種高精度滑坡物理模型實驗平臺至少包括：

平臺、底座、升降機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、輔助鎖定機(jī)構(gòu)；所述平臺一端與所述底座鉸接，另一端與所述升降機(jī)構(gòu)連接；所述升降機(jī)構(gòu)在所述控制機(jī)構(gòu)的控制下，能夠?qū)⑺銎脚_升降到相應(yīng)的位置并通過所述輔助鎖定機(jī)構(gòu)進(jìn)行固定。

進(jìn)一步，所述升降機(jī)構(gòu)為液壓千斤頂，所述液壓千斤頂上端的主缸與所述平臺通過萬向軸連接，下端的承載基座與所述底座鉸接。

進(jìn)一步，所述輔助鎖定機(jī)構(gòu)包括支撐桿、支撐桿固定座、液壓插銷；所述支撐桿上端與所述平臺鉸接，下端可滑動地插入支撐桿固定座內(nèi)，所述支撐桿固定座與所述底座鉸接，所述支撐桿分布有若干定位孔，所述定位孔的位置根據(jù)所需調(diào)整所述平臺的角度來決定；所述液壓插銷通過液壓插銷基座固定在所述支撐桿固定座上，所述液壓插銷與所述液壓插銷基座間可以相對滑動，所述液壓插銷能夠插入所述定位孔并將所述支撐桿鎖定。

進(jìn)一步，所述控制機(jī)構(gòu)包括液壓控制中心、測量裝置，所述液壓控制中心通過油管連接所述液壓千斤頂與所述液壓插銷，所述測量裝置用來測量所述平臺升降的角度，并將數(shù)據(jù)傳回所述液壓控制中心，用來控制所述液壓千斤頂?shù)纳岛退鲆簤翰邃N的插拔。

進(jìn)一步，所述底座為三級臺階式，中間高，兩側(cè)低，分別為第一底座、第二底座、第三底座；所述平臺由通過鉸鏈連接的第一平臺、第二平臺、第三平臺、第四平臺組成，所述第二平臺與第三平臺連接的鉸鏈固定在所述第二底座上，所述第三平臺分別與所述液壓千斤頂上端的主缸和所述支撐桿上端鉸接；所述第四平臺與所述第三平臺；所述第一平臺底部設(shè)有滾輪，所述滾輪下面設(shè)有主固定座，與滾輪滾動接觸，使所述第一平臺能夠沿長度方向上在所述主固定座上滾動，所述主固定座連接有絲杠升降機(jī)，所述絲杠升降機(jī)固定在所述第一底座上，通過電機(jī)驅(qū)動，能夠在單片機(jī)的控制下使所述主固定座上下移動。

進(jìn)一步，所述液壓千斤頂與所述支撐桿的軸線相互平行；所述液壓千斤頂為一個，沿所述平臺寬度方向上居中設(shè)置，上端的主缸固定在所述第三平臺上，下端的承載基座固定在所述第三底座上；所述支撐桿為二個，沿所述平臺寬度方向上對稱設(shè)置，上端固定在所述第三平臺上，下端的所述支撐桿固定座固定在所述第三底座上。

進(jìn)一步，所述支撐桿分布有21個橢圓形定位孔，所述定位孔的位置根據(jù)所需調(diào)整所述第三平臺的角度間隔為2°來決定；所述測量裝置為激光測距儀，安裝在所述液壓插銷基座的邊緣，用于精確測量所述液壓插銷圓心與第三平臺底面之間的距離，輔助液壓插銷插拔精確定位；

進(jìn)一步，所述支撐桿上端還設(shè)有微調(diào)裝置，所述微調(diào)裝置包括減速機(jī)、微調(diào)絲杠升降機(jī)，所述微調(diào)絲杠升降機(jī)的輸出軸與所述第三平臺的底板鉸接，所述減速機(jī)的輸出軸與所述微調(diào)絲杠升降機(jī)的輸入軸相連，所述減速機(jī)的輸入軸與電機(jī)相連，在單片機(jī)控制下工作，可以對第三平臺進(jìn)行1°的調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的優(yōu)點是：滑坡物理模型實驗平臺采用角度分步調(diào)節(jié)思想，通過輔助鎖定機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)平臺的角度調(diào)節(jié)及鎖定，具有高精度、高安全性、高穩(wěn)定性等特點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種高精度滑坡物理模型實驗平臺立體結(jié)構(gòu)圖。