專利名稱：一種構(gòu)造模擬實驗中模型底部的旋轉(zhuǎn)拱升裝置的制作方法
一種構(gòu)造模擬實驗中模型底部的旋轉(zhuǎn)拱升裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是涉及一種構(gòu)造模擬實驗中對模型進行底部旋轉(zhuǎn)拱升的實驗設(shè)備，是通過 計算機控制模型底部邊界，根據(jù)實驗者的意圖，在模型變形過程中實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和拱升的運動 軌跡，用來研究模型變形前、變形中和變形后的演化過程，為復(fù)雜地質(zhì)體解釋提供依據(jù)。
背景技術(shù)：
拱升和旋轉(zhuǎn)運動是構(gòu)造變形的一種特殊方式，常規(guī)的物理模擬設(shè)備一般沒有 專門設(shè)計此項功能，而是通過間接的手段實現(xiàn)構(gòu)造變形過程中的旋轉(zhuǎn)或拱升，如不均勻側(cè) 向擠壓使得模型產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)；在底板預(yù)設(shè)先存的斜向斷面，擠壓底板形一端造成底板疊置，形 成垂向拱升等。這種方法的缺點是拱升位移不能太大，旋轉(zhuǎn)速度不能定量控制，而且也不能 實現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)變形。發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種可以由計算機精確控制的 旋轉(zhuǎn)和拱升設(shè)備，通過旋轉(zhuǎn)和拱升外力作用，使得實驗?zāi)Ｐ彤a(chǎn)生變形，從而模擬自然界復(fù)雜 的地質(zhì)構(gòu)造形成過程。
本發(fā)明所述的構(gòu)造模擬實驗中模型底部的旋轉(zhuǎn)拱升裝置，設(shè)置在模擬實驗的操作 平臺下方，它包括旋轉(zhuǎn)使用的伺服電機及其減速器、電動缸、拱升使用的伺服電機及其減速 器、底座和拱升板；所述電動缸垂直安裝在底座上；與電動缸配套的拱升使用的伺服電機 及其減速器設(shè)置在底座上并位于電動缸一側(cè)；拱升板水平安裝在電動缸的中心軸頂端，該 拱升板的形狀與操作平臺對應(yīng)位置的預(yù)留孔相匹配；旋轉(zhuǎn)使用的伺服電機及其減速器與電 動缸平行設(shè)置，旋轉(zhuǎn)使用的伺服電機及其減速器通過傳動機構(gòu)與電動缸的中心軸連接。
上述傳動機構(gòu)最好是皮帶傳動機構(gòu)。
為了提高支撐強度，可以在電動缸一側(cè)設(shè)有加固用的垂直支架。
本發(fā)明既可實現(xiàn)構(gòu)造物理模擬的拱升，還可在拱升過程中對拱升板實現(xiàn)360度旋 轉(zhuǎn)運動。
在拱升過程中拱升使用的伺服電機及其減速器帶動電動缸，使得電動缸形成垂直 運動，電動缸與拱升板相連接，而拱升板與操作平臺處于可分離狀態(tài)，通過拱升板上下運動 驅(qū)使其上的實驗材料發(fā)生構(gòu)造變形。在旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)使用的伺服電機及其減速器 通過皮帶傳動機構(gòu)帶動電動缸的軸旋轉(zhuǎn)，再帶動拱升板旋轉(zhuǎn)，驅(qū)使實驗材料發(fā)生旋轉(zhuǎn)變形。
由于伺服電機可以通過計算機精確控制，故本發(fā)明通過設(shè)置兩組伺服電機及其伺 服機構(gòu)，就可以方便的實現(xiàn)計算機精確控制的旋轉(zhuǎn)和拱升，通過旋轉(zhuǎn)和拱升外力作用，使得 實驗?zāi)Ｐ彤a(chǎn)生變形，從而模擬自然界復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造形成過程。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的俯視圖， 圖3是圖1的左視圖。
具體實施方式
如圖1至圖3所示，本發(fā)明的構(gòu)造模擬實驗中模型底部的旋轉(zhuǎn)拱升裝置，構(gòu)造模 擬實驗用的操作平臺1中間開有一個方孔，尺寸為600mmX600mm，由同種材料的蓋板封住， 旋轉(zhuǎn)拱升裝置安裝在方孔下方位置，其主要包括旋轉(zhuǎn)使用的伺服電機及其減速器2、電動缸 3、拱升使用的伺服電機及其減速器4、底座5和尺寸略小于600mmX600mm的拱升板6，其 中電動缸3垂直安裝在底座5上，在電動缸3 —側(cè)設(shè)有加固用的垂直支架7。與電動缸3 配套的拱升使用的伺服電機及其減速器4設(shè)置在底座5上，并位于電動缸3 —側(cè)，拱升板6 水平安裝在電動缸3的中心軸頂端，旋轉(zhuǎn)使用的伺服電機及其減速器2與電動缸3平行設(shè) 置，在旋轉(zhuǎn)使用的伺服電機及其減速器2的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有小皮帶輪，在電動缸3的中心軸上裝 有大皮帶輪，兩者之間用皮帶連接。
該裝置可以按照需要拆卸以進行其他實驗，可以在完成左右側(cè)工作臺擠壓或拉伸 的同時，進行模型的拱升或下沉地質(zhì)現(xiàn)象。操作平臺1上留有不同位置的螺孔，并可以安裝 不同規(guī)格的實驗箱。旋轉(zhuǎn)裝置可以按照需要拆卸，旋轉(zhuǎn)方向為順時針或逆時針360度，旋轉(zhuǎn) 速度根據(jù)實驗要求可控，獨立完成模型旋轉(zhuǎn)，或與擠壓/拉伸組合完成復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造實驗。
本發(fā)明提供了一種構(gòu)造模擬實驗中模型底部的旋轉(zhuǎn)拱升裝置的思路及實施 方法，具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也 應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)造模擬實驗中模型底部的旋轉(zhuǎn)拱升裝置，設(shè)置在模擬實驗的操作平臺(1)下 方，其特征在于它包括旋轉(zhuǎn)使用的伺服電機及其減速器(2)、電動缸(3)、拱升使用的伺服 電機及其減速器(4)、底座(5)和拱升板(6);所述電動缸(3)垂直安裝在底座( 上；與電 動缸(3)配套的拱升使用的伺服電機及其減速器(4)設(shè)置在底座(5)上并位于電動缸(3) 一側(cè)；拱升板(6)水平安裝在電動缸(3)的中心軸頂端，該拱升板(6)的形狀與操作平臺(1) 對應(yīng)位置的預(yù)留孔相匹配；旋轉(zhuǎn)使用的伺服電機及其減速器(2)與電動缸(3)平行設(shè)置，旋 轉(zhuǎn)使用的伺服電機及其減速器(2)通過傳動機構(gòu)與電動缸(4)的中心軸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)造模擬實驗中模型底部的旋轉(zhuǎn)拱升裝置，其特征在于所述 傳動機構(gòu)是皮帶傳動機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的構(gòu)造模擬實驗中模型底部的旋轉(zhuǎn)拱升裝置，其特征在于 在電動缸(3) —側(cè)設(shè)有加固用的垂直支架(7)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種構(gòu)造模擬實驗中模型底部的旋轉(zhuǎn)拱升裝置，設(shè)置在模擬實驗的操作平臺下方，它包括旋轉(zhuǎn)使用的伺服電機及其減速器、電動缸、拱升使用的伺服電機及其減速器、底座和拱升板；所述電動缸垂直安裝在底座上；與電動缸配套的拱升使用的伺服電機及其減速器設(shè)置在底座上并位于電動缸一側(cè)；拱升板水平安裝在電動缸的中心軸頂端，該拱升板的形狀與操作平臺對應(yīng)位置的預(yù)留孔相匹配；旋轉(zhuǎn)使用的伺服電機及其減速器與電動缸平行設(shè)置，旋轉(zhuǎn)使用的用伺服電機及其減速器通過傳動機構(gòu)與電動缸的中心軸連接。本發(fā)明既可實現(xiàn)計算機精確控制的構(gòu)造物理模擬過程中的拱升，還可在拱升過程中對拱升板實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)運動。
文檔編號G09B23/40GK102034387SQ20101058098
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者吳曉俊, 張朝軍, 李本亮, 解國愛, 賈東, 雷永良 申請人:南京大學(xué)