[发明专利]一种构造模拟实验中模型底部的旋转拱升装置

说明书

技术领域

本发明是涉及一种构造模拟实验中对模型进行底部旋转拱升的实验设备，是通过计算机控制模型底部边界，根据实验者的意图，在模型变形过程中实现旋转和拱升的运动轨迹，用来研究模型变形前、变形中和变形后的演化过程，为复杂地质体解释提供依据。

背景技术

    拱升和旋转运动是构造变形的一种特殊方式，常规的物理模拟设备一般没有专门设计此项功能，而是通过间接的手段实现构造变形过程中的旋转或拱升，如不均匀侧向挤压使得模型产生旋转；在底板预设先存的斜向断面，挤压底板形一端造成底板叠置，形成垂向拱升等。这种方法的缺点是拱升位移不能太大，旋转速度不能定量控制，而且也不能实现连续旋转变形。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种可以由计算机精确控制的旋转和拱升设备，通过旋转和拱升外力作用，使得实验模型产生变形，从而模拟自然界复杂的地质构造形成过程。

本发明所述的构造模拟实验中模型底部的旋转拱升装置，设置在模拟实验的操作平台下方，它包括旋转使用的伺服电机及其减速器、电动缸、拱升使用的伺服电机及其减速器、底座和拱升板；所述电动缸垂直安装在底座上；与电动缸配套的拱升使用的伺服电机及其减速器设置在底座上并位于电动缸一侧；拱升板水平安装在电动缸的中心轴顶端，该拱升板的形状与操作平台对应位置的预留孔相匹配；旋转使用的伺服电机及其减速器与电动缸平行设置，旋转使用的伺服电机及其减速器通过传动机构与电动缸的中心轴连接。

上述传动机构最好是皮带传动机构。

为了提高支撑强度，可以在电动缸一侧设有加固用的垂直支架。

本发明既可实现构造物理模拟的拱升，还可在拱升过程中对拱升板实现360度旋转运动。

在拱升过程中拱升使用的伺服电机及其减速器带动电动缸，使得电动缸形成垂直运动，电动缸与拱升板相连接，而拱升板与操作平台处于可分离状态，通过拱升板上下运动驱使其上的实验材料发生构造变形。在旋转工作状态下，旋转使用的伺服电机及其减速器通过皮带传动机构带动电动缸的轴旋转，再带动拱升板旋转，驱使实验材料发生旋转变形。

由于伺服电机可以通过计算机精确控制，故本发明通过设置两组伺服电机及其伺服机构，就可以方便的实现计算机精确控制的旋转和拱升，通过旋转和拱升外力作用，使得实验模型产生变形，从而模拟自然界复杂的地质构造形成过程。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是图1的俯视图，

图3是图1的左视图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明的构造模拟实验中模型底部的旋转拱升装置，构造模拟实验用的操作平台1中间开有一个方孔，尺寸为600mm×600mm，由同种材料的盖板封住，旋转拱升装置安装在方孔下方位置，其主要包括旋转使用的伺服电机及其减速器2、电动缸3、拱升使用的伺服电机及其减速器4、底座5 和尺寸略小于600mm×600mm的拱升板6，其中：

电动缸3垂直安装在底座5上，在电动缸3一侧设有加固用的垂直支架7。与电动缸3配套的拱升使用的伺服电机及其减速器4设置在底座5上，并位于电动缸3一侧，拱升板6水平安装在电动缸3的中心轴顶端，旋转使用的伺服电机及其减速器2与电动缸3平行设置，在旋转使用的伺服电机及其减速器2的转轴上设有小皮带轮，在电动缸3的中心轴上装有大皮带轮，两者之间用皮带连接。

该装置可以按照需要拆卸以进行其他实验，可以在完成左右侧工作台挤压或拉伸的同时，进行模型的拱升或下沉地质现象。操作平台1上留有不同位置的螺孔，并可以安装不同规格的实验箱。旋转装置可以按照需要拆卸，旋转方向为顺时针或逆时针360度，旋转速度根据实验要求可控，独立完成模型旋转，或与挤压/拉伸组合完成复杂地质构造实验。

    本发明提供了一种构造模拟实验中模型底部的旋转拱升装置的思路及实施方法，具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。