本实用新型专利技术公开了一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置，包括底板，所述底板设置在模型箱顶部，还包括用于驱动疏浚模拟机构水平移动的驱动机构以及用于模拟航道疏浚的疏浚模拟机构，驱动机构位于所述底板上端两侧，疏浚模拟机构位于驱动机构上端，本实用新型专利技术的有益效果是结构简单，通过各机构之间的相互配合，可以实现在与模型箱配套的离心机不停机的情况下，自动模拟航道疏浚施工，从而提高试验工作效率，性能可靠，制作简便，并且可以在真实模拟土和水应力状态的情况下，准确的模拟绞吸船的施工过程，使外加工况模拟的更加真实，为研究航道岸坡的整体稳定性或航道下部的结构物稳定性提供有效参考。稳定性提供有效参考。稳定性提供有效参考。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置
[0001]本技术涉及航道疏浚试验设备
，尤其是涉及一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置。
技术介绍
[0002]目前，我国过江河隧道多达百余条，当江河航道需要进行疏浚开挖时，隧道上覆土层厚度急剧变化，会造成隧道的局部上浮隆起，当隧道上浮超过一定的位移时，会影响隧道的整体稳定性，严重影响高铁、地铁等交通工具的安全运行。因此，随着这类过江海通道的建设和隧道内交通工具运行速度的不断加快，隧道的整体稳定性受到人们的极大关注。在航道疏浚试验设备领域，常需要一种可以模拟航道疏浚的试验装置，该装置可以自动模拟水下淤泥土的绞吸作业，进而研究土层厚度急剧变化对下部隧道的影响。而内河航道的规模从几百米到几十公里不等，由于受试验场地等因素的限制，开展航道整治类项目的试验研究需要制作缩尺模型。在超重力场下，将实际工程缩尺到模型箱内，模型箱内土体和水体的应力场与现场实际情况相同，即土体内的土压力和孔隙水压力及河流水体压力与实际一致，因此在此种环境下实现航道的动态开挖更加真实的反应土和水的应力状态，然而现有技术中缺少在此种环境下对航道疏浚工程进行模拟的试验装置。
[0003]申请号为：202021589698.2的中国技术专利公开了一种基于BIM的长江干线航道疏浚装置，包括水箱，所述水箱一侧外壁竖向设置有刻度线，移动支座下表面两侧分别通过牵引轴与疏浚装置固定连接，输泥软管一端穿过软管固定座与收集箱固定连接，另一端与疏浚泥收集框固定连接，疏浚泥收集框两端分别通过螺栓与固定座固定连接。然而，该种基于BIM的长江干线航道疏浚装置无法实现在离心机不停机的情况下，自动模拟航道疏浚施工，并且其无法在真实模拟土和水应力状态的情况下，准确的模拟绞吸船的施工过程，外加工况模拟不接近真实情况，无法为研究航道岸坡的整体稳定性或航道下部的结构物稳定性提供有效参考。
技术实现思路
[0004]本技术的目的是提供一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置。
[0005]为实现上述目的，本技术提出的技术方案是：
[0006]一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置，包括底板，所述底板设置在模型箱顶部，还包括用于驱动疏浚模拟机构水平移动的驱动机构以及用于模拟航道疏浚的疏浚模拟机构，驱动机构位于所述底板上端两侧，疏浚模拟机构位于驱动机构上端。
[0007]驱动机构包括直线滑轨以及直线滑块，所述直线滑轨有两条，两条所述直线滑轨并排间隔设置在所述底板上端且与所述底板固定连接，所述直线滑块对应两条所述直线滑轨有两组，两组所述直线滑块分别设置在两条所述直线滑轨上部且与对应的所述直线滑轨滑动连接。
[0008]还包括伺服电机、行星减速机、滚珠丝杠以及丝杠滑块，所述伺服电机对应两条所
述直线滑轨有两个，两个所述伺服电机分别设置在两条所述直线滑轨的一端上方且通过支座与所述底板固定连接，所述行星减速机对应两个所述伺服电机有两个，两个所述行星减速机分别设置在两个所述伺服电机的输出端且其输入端与对应的所述伺服电机的输出端固定连接，所述滚珠丝杠对应两个所述伺服电机有两个，两个所述滚珠丝杠分别设置在两个所述行星减速机的输出端且其一端通过联轴器与对应的所述行星减速机的输出端固定连接，两个所述滚珠丝杠远离所述行星减速机的一端通过支座与所述底板连接，所述滚珠丝杠位于所述直线滑轨上方，所述丝杠滑块对应两个所述滚珠丝杠有两组，两组所述丝杠滑块分别套设在两个所述滚珠丝杠的外侧且与对应的所述滚珠丝杠螺纹连接，两组所述丝杠滑块分别与两组所述直线滑块固定连接。
[0009]疏浚模拟机构包括支撑横梁、用于在水平面上做弧线折返运动的水平摆动组件、用于调节水平摆动组件角度的角度调节组件、用于对泥浆进行吸取的吸泥组件以及用于搅松泥土的搅泥组件，所述支撑横梁设置在两组丝杠滑块的上端且其两端分别与两组丝杠滑块固定连接，水平摆动组件、角度调节组件、吸泥组件以及搅泥组件均设置在所述支撑横梁上。
[0010]水平摆动组件包括转动电机、立轴以及摆动臂，所述转动电机设置在所述支撑横梁上端中部且与所述支撑横梁固定连接，所述转动电机的输出端贯穿所述支撑横梁朝向下方设置，所述立轴对应所述转动电机设置在所述支撑横梁下方，所述立轴的上端通过齿盘以及齿轮与所述转动电机的输出端固定连接，所述立轴的侧面设有刻度线，所述摆动臂设置在所述立轴的底部且其一端通过铰接环与所述立轴的底部铰接，所述摆动臂的内部为中空结构。
[0011]角度调节组件包括调节电机、钢丝绳、升降环以及摆臂拉杆，所述调节电机设置在所述支撑横梁上端且与所述支撑横梁固定连接，所述调节电机的输出端水平设置，所述钢丝绳的上端通过卷轴与所述调节电机的输出端固定连接，所述升降环设置在立轴中部外侧且与立轴套接，所述钢丝绳贯穿所述支撑横梁且其下端与所述升降环固定连接，所述摆臂拉杆设置在立轴与摆动臂之间，所述摆臂拉杆的下端设置在摆动臂的中部且与摆动臂铰接，所述摆臂拉杆的上端与所述升降环铰接。
[0012]吸泥组件包括抽泥泵、吸泥管、沉淀盒以及回水管，所述抽泥泵设置在所述支撑横梁上端且与所述支撑横梁的上端固定连接，所述吸泥管设置在立轴一侧且与立轴固定连接，所述吸泥管的下端位于摆动臂内部，所述吸泥管的上端与所述抽泥泵的进口连通，所述沉淀盒设置在所述支撑横梁上端且与所述支撑横梁固定连接，所述抽泥泵的出口与所述沉淀盒的内部连通，所述回水管设置在所述沉淀盒远离所述抽泥泵的一端且与所述沉淀盒连通。
[0013]搅泥组件包括搅泥电机以及搅泥钻头，所述搅泥电机对应立轴设置在所述支撑横梁上端且与所述支撑横梁固定连接，所述搅泥电机的输出端朝向下方设置，所述搅泥钻头设置在摆动臂远离其与立轴连接的一端，所述搅泥钻头通过光轴、万向节以及齿轮与所述搅泥电机的输出端连接。
[0014]所述立轴的侧面设有刻度线。
[0015]所述沉淀盒内部设有三级过滤网。
[0016]本技术的有益效果是：
[0017]结构简单，通过各机构之间的相互配合，可以实现在与模型箱配套的离心机不停机的情况下，自动模拟航道疏浚施工，从而提高试验工作效率，性能可靠，制作简便，并且可以在真实模拟土和水应力状态的情况下，准确的模拟绞吸船的施工过程，使外加工况模拟的更加真实，为研究航道岸坡的整体稳定性或航道下部的结构物稳定性提供有效参考。
附图说明
[0018]图1是本技术整体结构示意图；
[0019]图2是本技术立轴结构示意图；
[0020]图3是本技术角度调节组件与支撑横梁配合示意图；
[0021]图4是本技术工作状态示意图；
[0022]图5是本技术搅泥钻头结构示意图。
[0023]图中：1、底板；2、模型箱；3、直线滑轨；4、直线滑块；5、伺服电机；6、行星减速机；7、滚珠丝杠；8、丝杠滑块；9、支撑横梁；10、转动电机；11、立轴；12、摆动臂；13、调节电机；14、钢丝绳；15、升降环；16、摆臂拉杆；17、抽泥泵；18、吸泥管；19、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置，包括底板(1)，所述底板(1)设置在模型箱(2)顶部，其特征在于，还包括用于驱动疏浚模拟机构水平移动的驱动机构以及用于模拟航道疏浚的疏浚模拟机构，驱动机构位于所述底板(1)上端两侧，疏浚模拟机构位于驱动机构上端。2.如权利要求1所述的一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置，其特征在于，驱动机构包括直线滑轨(3)以及直线滑块(4)，所述直线滑轨(3)有两条，两条所述直线滑轨(3)并排间隔设置在所述底板(1)上端且与所述底板(1)固定连接，所述直线滑块(4)对应两条所述直线滑轨(3)有两组，两组所述直线滑块(4)分别设置在两条所述直线滑轨(3)上部且与对应的所述直线滑轨(3)滑动连接。3.如权利要求2所述的一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置，其特征在于，还包括伺服电机(5)、行星减速机(6)、滚珠丝杠(7)以及丝杠滑块(8)，所述伺服电机(5)对应两条所述直线滑轨(3)有两个，两个所述伺服电机(5)分别设置在两条所述直线滑轨(3)的一端上方且通过支座与所述底板(1)固定连接，所述行星减速机(6)对应两个所述伺服电机(5)有两个，两个所述行星减速机(6)分别设置在两个所述伺服电机(5)的输出端且其输入端与对应的所述伺服电机(5)的输出端固定连接，所述滚珠丝杠(7)对应两个所述伺服电机(5)有两个，两个所述滚珠丝杠(7)分别设置在两个所述行星减速机(6)的输出端且其一端通过联轴器与对应的所述行星减速机(6)的输出端固定连接，两个所述滚珠丝杠(7)远离所述行星减速机(6)的一端通过支座与所述底板(1)连接，所述滚珠丝杠(7)位于所述直线滑轨(3)上方，所述丝杠滑块(8)对应两个所述滚珠丝杠(7)有两组，两组所述丝杠滑块(8)分别套设在两个所述滚珠丝杠(7)的外侧且与对应的所述滚珠丝杠(7)螺纹连接，两组所述丝杠滑块(8)分别与两组所述直线滑块(4)固定连接。4.如权利要求1所述的一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置，其特征在于，疏浚模拟机构包括支撑横梁(9)、用于在水平面上做弧线折返运动的水平摆动组件、用于调节水平摆动组件角度的角度调节组件、用于对泥浆进行吸取的吸泥组件以及用于搅松泥土的搅泥组件，所述支撑横梁(9)设置在两组丝杠滑块(8)的上端且其两端分别与两组丝杠滑块(8)固定连接，水平摆动组件、角度调节组件、吸泥组件以及搅泥组件均设置在所述支撑横梁(9)上。5.如权利要求4所述的一种模拟航道疏浚的离心模型试验装置，其特征在于，水平摆动组件包括转动电机(10)、立轴(11)以及摆动臂(12)，所述转动电机(10)设置在所述支撑横梁(9)上端中部且与所述支撑横梁(9)固定连接，所述转动电机(10)的输出端贯穿所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：普晓刚，王斐，安晓宇，乾东岳，王鑫，齐春风，王艳华，闫涛，章日红，刘哲，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：新型
国别省市：
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