[發明專利]一種微型多功能水壓強控制器

有效

• 申請號: 201710134042.8
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106708116B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 夏平心;郭曉霞;王鵬鵬;李希成;邵龍潭
• 申請（專利權）人: 蘇州匯才土水工程科技有限公司;大連理工大學
• 主分類號: G05D16/20
• 分類號: G05D16/20;G01N3/12
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉;潘迅

本發明提供一種微型多功能水壓強控制器，微型多功能水壓強控制器的步進電機固定在移動座上，移動座與移動導軌滑動連接，移動導軌固定在機架上，滾珠絲杠的左端固定在移動座的上，右端安裝在絲杠固定座支座上，軸端與步進電機連接。雙列水缸組件中的兩個水缸平行并排放置在移動座兩側，兩個水缸的一端通過水管路連通為一體，另一端兩個活塞桿均通過水缸螺母將活塞桿固定在加載板上。高精度光柵尺的尺身兩端懸空固定在移動座上，隨移動座做往復移動；高精度光柵尺的讀數頭固定在絲杠螺帽固定座上，測得移動座的位移，和水缸的活塞運動行程。本發明能夠實現靜態圍壓控制、動態波形圍壓控制、高精度定位和量測排水體積。

技術領域

本發明屬于土木工程領域，涉及一種微型多功能水壓強控制器。

背景技術

三軸儀是土工試驗領域最常見的一種土工實驗設備，其組成可分成圍壓控制系統、軸向力加載系統、測量系統，其中圍壓系統的水壓強的產生可以由水壓強控制器完成?，F存的水壓強控制器按功能分，有靜態恒載類，能模擬土的一般工況實現常規的圍壓控制；有動態波形荷載類，能模擬波浪荷載、地震荷載實現隨機波或自定義波形荷載控制；按結構形式分，有直列式和錯位式。以上所列水壓強控制器都能替換實驗室內的室內壓力源滿足相應的實驗要求，但在功能上不具有多樣性，難以滿足試驗的需求；在結構上體積偏大，安裝也不方便。另外，現存水壓強控制器能用來研究飽和土的孔隙水壓力對土體強度的影響，如動孔隙水壓力對土體強度的影響等；但是對于目前土力學研究的熱點領域-非飽和土土力學來講，研究孔隙水壓力或者孔隙氣壓力對土體的強度影響時，就要求水壓強控制器能高精度定位并量測排水體積?；谝陨犀F狀，研究一種集成靜荷載、動荷載、智能反饋、循環控制、結構巧妙體積小、具有排水體積量測功能等眾多優勢于一體的微型多功能水壓強控制器具有明顯的實用價值。

發明內容

本發明提供一種微型多功能水壓強控制器，技術方案具體為：

一種微型多功能水壓強控制器，包括步進電機、聯軸器、滾珠絲杠傳動系、移動座、雙列水缸組件、高精度光柵尺、限位開關、水管路和機架。

所述步進電機4固定安裝在移動座8的右板上；所述移動座8與移動導軌11滑動連接，做往復移動運動；所述移動導軌11固定在機架1上；所述滾珠絲杠12的左端通過絲杠支持座19固定在移動座8的左板上，右端通過絲杠固定座16安裝在絲杠固定座支座7上，軸端通過聯軸器17與步進電機4連接，所述滾珠絲杠12的螺帽18固定在絲杠螺帽固定座15上；所述絲杠固定座支座7固定在移動座8底板上；所述絲杠螺帽固定座15固定在機架1上。

所述雙列水缸組件包括兩個水缸2、四個水缸座14和水缸螺母9，所述水缸2包括鋁制筒、活塞和活塞桿，用于產生一定的水壓強；所述兩個水缸2的布置形式是平行并排放置，即所述兩個水缸2通過四個水缸座14平行對稱固定在移動座8兩側，兩個水缸2的一端通水孔通過水管路3連通為一體，輸送一定的水壓強到圍壓或實驗系統，另一端兩個活塞桿均通過水缸螺母9將活塞桿固定在加載板10上；所述加載板10固定在移動座8的左板上，加載板10截面是等強度不規則截面，通過移動座8的移動帶動水缸活塞桿的移動，產生水壓強。

所述高精度光柵尺5的尺身兩端懸空固定在移動座8的左板和右板上，隨移動座8一起做往復移動；所述高精度光柵尺5的讀數頭固定在絲杠螺帽固定座15上，當移動座8做往復移動時，高精度光柵尺5的讀數頭就會相對于移動座8有相對位移，即測得移動座8的位移，也就是水缸2的活塞運動行程；所述限位開關13固定在機架1上，安裝在運動行程極限位置處，其探頭略伸進移動座8空腔內，移動座8往右移動時，當移動座8左板觸碰限位開關的探頭，步進電機4停止轉動，移動座8往左移動時，當絲杠固定座支座7觸碰限位開關探頭時，步進電機4停轉，起到保護儀器的作用。