專利名稱：一種用于散體材料滑動(dòng)角的箱式測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及精密測量領(lǐng)域，具體來說，是一種用于散體材料滑動(dòng)角的箱式測定裝置，可用來測量散體材料滑動(dòng)后產(chǎn)生的傾斜角(滑動(dòng)角)，觀察散體材料流動(dòng)破壞時(shí)局部與整體的運(yùn)動(dòng)趨勢。
背景技術(shù)：
目前有許多散體材料自然休止角和滑動(dòng)角的測量裝置，其中，休止角是指在重力場中，散體材料堆積體的自由表面處于平衡的極限狀態(tài)時(shí)自由表面與水平面之間的角度， 其略小于滑坡開始滑動(dòng)的滑動(dòng)角，滑動(dòng)角是任何松散物質(zhì)(如土壤或巖屑)開始滑動(dòng)的最小斜坡角(從水平面起量)。如專利號(hào)為ZL20071007141. 6的砂類土靜態(tài)休止角測定儀與專利為 ZL20092015880. 4的沙丘沙休止角快速測試儀裝置。但是，前者在測量散體材的滑動(dòng)角時(shí)， 裝置整體性不強(qiáng)，結(jié)構(gòu)暴露在外，調(diào)節(jié)傾斜角度時(shí)，角度變化非常不均勻，不方便直觀掌控， 且測量范圍十分有限。后者在固定漏斗法測量休止角時(shí)，其他因素有一定干擾，尤其跌落沖量對(duì)結(jié)果影響較大。且目前的測量裝置多為手動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)非常緩慢的調(diào)節(jié)，并且無整體性強(qiáng)，方便快捷的讀數(shù)方式。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提出一種用于散體材料的滑動(dòng)角箱式測定裝置。本實(shí)用新型一種用于散體材料滑動(dòng)角的箱式測定裝置，包括外部殼體、內(nèi)部箱體、 托板、底座與升降機(jī)構(gòu)；其中，外部殼體為豎直矩形筒狀結(jié)構(gòu)，安裝在底座上。外部殼體的一個(gè)側(cè)面內(nèi)壁安裝有托板擋板，外部殼體內(nèi)水平設(shè)置有托板，托板通過托板轉(zhuǎn)軸軸接在托板擋板所在側(cè)面相鄰的兩個(gè)側(cè)面內(nèi)壁間，托板擋板所在側(cè)面相鄰的兩個(gè)側(cè)面上至少開有一個(gè)觀察口，由此可通過觀察口傳對(duì)外部殼體內(nèi)進(jìn)行觀察。所述托板轉(zhuǎn)軸與托板擋板所在側(cè)面相鄰的兩個(gè)側(cè)面垂直。處于水平狀態(tài)的托板高于觀察窗最低點(diǎn)，或與觀察窗最低點(diǎn)所在水平面重合，且與托板擋板搭接，通過托板擋板對(duì)托板限位。所述托板轉(zhuǎn)軸靠近與托板擋板所在側(cè)面相對(duì)的側(cè)面；托板上固定安裝有擋板，擋板與托板垂直，且與托板擋板所在側(cè)面平行。所述內(nèi)部箱體為底面封閉的矩形筒狀結(jié)構(gòu)，放置在托板上，位于擋板與支撐板所在側(cè)面之間。內(nèi)部箱體采用透明材料制成。內(nèi)部箱體內(nèi)底面上豎直安裝有隔板A與隔板 B。所述隔板A與隔板B相互平行，且均與內(nèi)部箱體側(cè)面平行。隔板A與隔板B的兩豎直側(cè)邊與內(nèi)部箱體相對(duì)兩側(cè)面固連。隔板A的高度大于隔板B的高度，且均小于內(nèi)部箱體的高度。隔板A到支撐板所在側(cè)面內(nèi)壁的距離小于隔板B到支撐板所在外部殼體的側(cè)面內(nèi)壁的距離。所述升降機(jī)構(gòu)包括托架轉(zhuǎn)動(dòng)軸承、電機(jī)安裝座、電機(jī)、絲杠、絲杠連接架與控制器；其中，外部殼體兩側(cè)面間軸接有托架轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，托架轉(zhuǎn)動(dòng)軸承上固定安裝有電機(jī)安裝座，電機(jī)安裝座上安裝有電機(jī)，所述電機(jī)為直線電機(jī)。絲杠的一端與絲杠連接架軸接，絲杠連接架與托板底部固連，位于擋板與支撐板所在側(cè)面之間；絲杠的另一端與電機(jī)的輸出端螺紋連接，或穿過電機(jī)的輸出端以及電機(jī)安裝座。底座上安裝有控制器，用來控制電機(jī)工作。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于(1)本實(shí)用新型可同時(shí)進(jìn)行水平調(diào)節(jié)，傾斜角度調(diào)節(jié)，角度測量的工作，且外部箱體采用一體化設(shè)計(jì)，可有效防止其他因素的干擾；(2)本實(shí)用新型操作簡便，通過在內(nèi)部箱體內(nèi)安裝有不同高度的隔板，使托板在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，內(nèi)部箱體內(nèi)的被測散體材料可發(fā)生多次滑動(dòng)，方便操作者在一次過程中，采取多次滑動(dòng)角測量；(3)本實(shí)用新型通過電機(jī)的精確控制，可實(shí)現(xiàn)多速度，多角度，多模式的提升方案， 十分快捷的測量散體材料的滑動(dòng)角。

[0013]圖1為本實(shí)用新型裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖2為本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)剖視圖；[0015]圖3為本實(shí)用新型裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)中的結(jié)構(gòu)剖視圖；[0016]圖4為本實(shí)用新型裝置中絲杠與絲杠支架的連接局部放大圖；[0017]圖5為本實(shí)用新型裝置中絲杠與電機(jī)的連接示意圖；[0018]圖6為本實(shí)用新型中測量滑動(dòng)角時(shí)角度尺位置示意圖。[0019]圖中[0020]1-外部殼體2-內(nèi)部箱體3-托板4-底座[0021]5-升降機(jī)構(gòu)6-角度尺101-觀察口201-隔板A[0022]202-隔板B301-托板轉(zhuǎn)軸302-托板擋板303-擋板[0023]401-調(diào)平螺絲501-托架轉(zhuǎn)動(dòng)軸承502-電機(jī)安裝座503-電機(jī)[0024]504-絲杠505-絲杠連接架506-控制器
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本實(shí)用新型一種用于散體材料滑動(dòng)角的箱式測定裝置，包括外部殼體1、內(nèi)部箱體 2、托板3、底座4與升降機(jī)構(gòu)5，如圖1、圖2所示。其中，外部殼體1為底部封閉的矩形筒狀結(jié)構(gòu)，外部殼體1前方與后方的側(cè)面上方對(duì)稱開有矩形觀察口 101，觀察口 101的左側(cè)邊、右側(cè)邊以及頂邊靠近所在側(cè)面的左側(cè)邊、 右側(cè)邊與頂邊，且觀察口 101處通過透明玻璃或塑料密封，由此可通過觀察口 101傳對(duì)外部殼體1內(nèi)進(jìn)行觀察。外部殼體1內(nèi)水平設(shè)置有與外部殼體內(nèi)側(cè)水平截面大小相等托板3，托板3通過托板轉(zhuǎn)軸301軸接在外部殼體1前方與后方的側(cè)面間，托板轉(zhuǎn)軸301靠近外部殼體1的左側(cè)面，與外部殼體1的前側(cè)面與后側(cè)面垂直，且位于觀察口 101底邊所在的水平面下方。由此托板3可隨托板轉(zhuǎn)軸301的轉(zhuǎn)動(dòng)而在外部殼體1內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)。在外部殼體1的右側(cè)面上安裝有托板擋板302，處于水平狀態(tài)時(shí)的托板3與托板擋板302搭接，通過托板擋板302來對(duì)處于水平狀態(tài)時(shí)的托板3限位支撐，使托板3不會(huì)繼續(xù)向右轉(zhuǎn)動(dòng)。在上述結(jié)構(gòu)中， 處于水平狀態(tài)的托板3與觀察口 101底邊所在的水平面共面。托板3上安裝有擋板303，擋板303與托板3垂直，且與外部殼體1的左側(cè)邊平行。所述內(nèi)部箱體2為矩形結(jié)構(gòu)，采用透明玻璃或塑料制成，放置在托板3上，位于擋板303與內(nèi)部箱體2右側(cè)面之間。內(nèi)部箱體2內(nèi)豎直安裝有隔板A201與隔板B202，隔板 A201與隔板B202的豎直側(cè)邊分別與內(nèi)部箱體2相對(duì)兩側(cè)面相連，且隔板A201的高度大于隔板B202的高度。隔板A201與隔板B202位于內(nèi)部箱體2底面上，與內(nèi)部箱體2左側(cè)面與右側(cè)面平行的兩條三等分線上。隔板A201與外部殼體1右側(cè)面內(nèi)壁的距離小于隔板B202 與外部殼體1右側(cè)面內(nèi)壁的距離。當(dāng)托板3抬起時(shí)，內(nèi)部箱體2由于重力作用會(huì)在托板3 上向外部殼體1左方滑行，通過托板3上的擋板303來對(duì)滑行的內(nèi)部箱體2限位，如圖3所
7J\ ο所述升降機(jī)構(gòu)5包括托架轉(zhuǎn)動(dòng)軸承501、電機(jī)安裝座502、電機(jī)503、絲杠504、絲杠連接架505與控制器506。其中，外部殼體1前方與后方的側(cè)面上軸接有托架轉(zhuǎn)動(dòng)軸承501， 托架轉(zhuǎn)動(dòng)軸承501與托板轉(zhuǎn)軸301平行。托架轉(zhuǎn)動(dòng)軸承501上固定安裝有電機(jī)安裝座502， 電機(jī)安裝座502可隨托架轉(zhuǎn)動(dòng)軸承501的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)安裝座502上安裝有電機(jī)503， 所述電機(jī)503為直線電機(jī)。電機(jī)503的輸出端與絲杠504 —端螺紋連接，絲杠504的另一端與絲杠連接架505軸接，通過絲杠連接架505可使限制絲杠504在軸向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，使絲杠 504可隨電機(jī)503輸出端的轉(zhuǎn)動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng)；絲杠連接架505靠近外部殼體1右側(cè)面，且與托板3底部固連?？刂破靼惭b在底面上，用來驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)工作，通過直線電機(jī)帶動(dòng)絲杠運(yùn)動(dòng)由此通過絲杠504的直線運(yùn)動(dòng)使托板3向上抬起或向下放平。在托板3抬起時(shí)，絲杠連接架505會(huì)產(chǎn)生向左的位移，通過托架轉(zhuǎn)動(dòng)軸承501向左轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)電機(jī)安裝座502與電機(jī) 503共同向左轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)絲杠504也同電機(jī)503向左轉(zhuǎn)動(dòng)，由此可抵消絲杠連接架505產(chǎn)生的左向位移。所述絲杠連接架505為由兩根側(cè)桿50 與底桿50 組成的“U”型框架，兩根側(cè)桿50 與托板3底部垂直連接，底桿50 與托板3平行，且軸接有絲杠504，如圖4所示，通過底桿可使限制絲杠在軸向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。絲杠504的長度根據(jù)托板3所需要傾斜的角度來確定，若托板3需要傾斜的角度較大時(shí)，則需要較長的絲杠504，由此絲杠504與電機(jī)3 的輸出端螺紋連接一端可穿過電機(jī)安裝座502向下延伸，如圖5所示。所述底座4邊緣處周向均勻安裝有至少3個(gè)調(diào)平螺絲401，通過旋鈕調(diào)平螺絲401 的高度可保證外部殼體的水平。在采用本裝置進(jìn)行散體材料滑動(dòng)角前，通過調(diào)平螺絲401對(duì)外部殼體1進(jìn)行調(diào)節(jié)， 通過角度尺進(jìn)行水平測量，直到角度尺的氣泡居中。在內(nèi)部箱體2內(nèi)的隔板A201與內(nèi)部箱體2右側(cè)壁間的空間中放入待測散體材料，使散體材料呈自然堆積狀態(tài)?？筛鷵?jù)實(shí)驗(yàn)的需要來確定散體材料放入內(nèi)部箱體2中的位置。啟動(dòng)控制器506，通過控制器506控制電機(jī)503工作使絲杠504直線運(yùn)動(dòng)，通過絲杠504與絲杠連接架505相配合，使托板3右端抬起；此時(shí)內(nèi)部箱體2傾角發(fā)生改變，散體材料由隔板A201與內(nèi)部箱體2右側(cè)壁間的空間中溢出，進(jìn)入到隔板A201與隔板B202間的空間中，隔板A201與隔板B202間的空間中的散體材料可繼續(xù)溢出，進(jìn)入到隔板B202與內(nèi)部箱體2左側(cè)壁間的空間中。最終通過角度尺，將角度尺6的一側(cè)與托板3平行，另一側(cè)與散體材料滑動(dòng)后產(chǎn)生的傾斜面平行，此時(shí)角度尺6 上的數(shù)字即為滑動(dòng)角大小，如圖6所示。
權(quán)利要求1.一種用于散體材料滑動(dòng)角的箱式測定裝置，其特征在于包括外部殼體、內(nèi)部箱體、 托板、底座與升降機(jī)構(gòu)；其中，外部殼體為豎直矩形筒狀結(jié)構(gòu)，安裝在底座上；外部殼體的一個(gè)側(cè)面內(nèi)壁安裝有托板擋板，外部殼體內(nèi)水平設(shè)置有托板，托板通過托板轉(zhuǎn)軸軸接在托板擋板所在側(cè)面相鄰的兩個(gè)側(cè)面內(nèi)壁間，托板擋板所在側(cè)面相鄰的兩個(gè)側(cè)面上至少開有一個(gè)觀察口 ；所述托板轉(zhuǎn)軸與托板擋板所在側(cè)面相鄰的兩個(gè)側(cè)面垂直；處于水平狀態(tài)的托板與托板擋板搭接，通過托板擋板對(duì)托板限位；所述托板轉(zhuǎn)軸靠近與托板擋板所在側(cè)面相對(duì)的側(cè)面；托板上固定安裝有擋板，擋板與托板垂直，且與托板擋板所在側(cè)面平行；所述內(nèi)部箱體為底面封閉的矩形筒狀結(jié)構(gòu)，放置在擋板與托板擋板所在側(cè)面之間的托板上；內(nèi)部箱體采用透明材料制成；內(nèi)部箱體底面內(nèi)表面上豎直安裝有隔板A與隔板B;所述隔板A與隔板B相互平行，且均與內(nèi)部箱體側(cè)面平行；隔板A與隔板B的兩豎直側(cè)邊與內(nèi)部箱體相對(duì)兩側(cè)面固連；隔板A的高度大于隔板B的高度，且均小于內(nèi)部箱體的高度；隔板A到托板擋板所在側(cè)面內(nèi)壁的距離小于隔板B到托板擋板所在外部殼體的側(cè)面內(nèi)壁的距 1 ；所述升降機(jī)構(gòu)包括托架轉(zhuǎn)動(dòng)軸承、電機(jī)安裝座、電機(jī)、絲杠、絲杠連接架與控制器；其中，外部殼體兩側(cè)面間軸接有托架轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，托架轉(zhuǎn)動(dòng)軸承上固定安裝有電機(jī)安裝座，電機(jī)安裝座上安裝有電機(jī)，所述電機(jī)為直線電機(jī)；絲杠的一端與絲杠連接架軸接，絲杠連接架與托板底部固連，位于擋板與托板擋板所在側(cè)面之間；絲杠的另一端與電機(jī)的輸出端螺紋連接，或穿過電機(jī)的輸出端以及電機(jī)安裝座；底座上安裝有控制器，用來控制電機(jī)工作。
2.如權(quán)利要求1所述一種用于散體材料滑動(dòng)角的箱式測定裝置，其特征在于處于水平狀態(tài)的托板高于觀察窗最低點(diǎn)，或與觀察窗最低點(diǎn)所在水平面重合。
3.如權(quán)利要求1所述一種用于散體材料滑動(dòng)角的箱式測定裝置，其特征在于所述隔板A與隔板B位于與內(nèi)部箱體兩側(cè)面平行的兩條三等分線上。
4.如權(quán)利要求1所述一種用于散體材料滑動(dòng)角的箱式測定裝置，其特征在于所述觀察口通過透明材料密封。
5.如權(quán)利要求1所述一種用于散體材料滑動(dòng)角的箱式測定裝置，其特征在于所述托板與外部殼體內(nèi)水平截面大小相等。
6.如權(quán)利要求1所述一種用于散體材料滑動(dòng)角的箱式測定裝置，其特征在于所述觀察口為矩形，且觀察口的左側(cè)邊、右側(cè)邊與頂邊分別靠近所在外部殼體側(cè)面的左側(cè)邊、右側(cè)邊與頂邊。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種用于散體材料滑動(dòng)角的箱式測定裝置，屬于精密測量領(lǐng)域，包括外部殼體、內(nèi)部箱體、托板、底座與升降機(jī)構(gòu)。外部殼體內(nèi)部設(shè)置有可轉(zhuǎn)動(dòng)托板，托板的轉(zhuǎn)動(dòng)通過在底座與托板間設(shè)置的升降機(jī)構(gòu)控制，內(nèi)部箱體內(nèi)設(shè)置有個(gè)隔板，內(nèi)部箱體放置在托板上，通過托板的轉(zhuǎn)動(dòng)改變內(nèi)部箱體的傾角，使內(nèi)部箱體內(nèi)的被測散體材料產(chǎn)生滑動(dòng)角，通過角度尺即可對(duì)被測散體材料的休止角進(jìn)行測量。本實(shí)用新型快捷實(shí)用、可直接讀取滑動(dòng)角度數(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。本實(shí)用新型操作簡便，可同時(shí)進(jìn)行水平調(diào)節(jié)，傾斜角度調(diào)節(jié)，角度測量的工作；可實(shí)現(xiàn)多速度，多角度，多模式的提升方案，十分快捷的測量散體材料的滑動(dòng)角。
文檔編號(hào)G01B5/24GK202177359SQ20112015189
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者馮辰, 崔古月, 康凱, 高政國 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)