本实用新型专利技术涉及一种机械臂式相似材料模型压密成型装置，属于相似模拟试验设备制造技术领域。该装置包括液压压密装置、模型箱体和激光标定装置，液压压密装置包括液压加压装置和压密构件，液压加压装置固定设置在模型箱体的顶部，压密构件通过转轴设置在液压加压装置壳体的侧面，物料铺设在模型箱体底部，激光标定装置吸附在模型箱体的内侧壁。本实用新型专利技术利用液压加压装置的液压驱动压密构件给相似材料松散体施加预定方向和预定量级的外荷载以形成符合试验方案的相似模型，有效减小堆筑物理相似模型过程中由人为因素造成的偏差，降低相似模型的不确定性，提高试验结果的可靠性；亦可在开挖过程中于模型边界上施加定向、定量的外荷载，模拟地应力。模拟地应力。模拟地应力。
【技术实现步骤摘要】
一种机械臂式相似材料模型压密成型装置
[0001]本技术涉及一种机械臂式相似材料模型压密成型装置，属于实验室装置
技术介绍
[0002]在相似模拟试验领域，模型材料的密实度对试验模型的强度影响显著，代表相同岩体的材料强度一致性和代表不同岩体的材料强度差异性对试验结果的可靠性起到重要作用，对相似比较小的模型试验影响尤甚。当前在堆筑试验模型时，一个二维模型所需材料的质量在数百千克至数吨，三维模型更高达数吨，往往需要多人协作完成。在此过程中，试验模型中相同强度的部分会因人为操作而造成一定误差，而不同强度的部分则可能因为人为压实的偏差而改变其对应关系。这样的误差影响试验结果，对岩体移动范围和工程稳定性评价带来不利影响。
技术实现思路
[0003]本技术针对相似模拟试验中模型堆筑的问题，提出一种机械臂式相似材料模型压密成型装置，本技术利用液压加压装置的液压驱动压密构件给相似材料松散体施加预定方向和预定量级的外荷载，以形成符合试验方案的相似模型，可有效减小堆筑物理相似模型过程中由人为因素造成的偏差，降低相似模型材料强度的不确定性，提高试验结果的可靠性；亦可在开挖过程中施加定向、定量的外荷载，模拟地应力场。
[0004]本技术为解决其技术问题而采用的技术方案是：
[0005]一种机械臂式相似材料模型压密成型装置，包括液压压密装置、模型箱体和激光标定装置7，
[0006]液压压密装置包括液压加压装置1和压密构件，液压加压装置1固定设置在模型箱体的顶部，压密构件通过液压定位转轴2设置在液压加压装置1壳体的侧面，物料倾斜或水平铺设在模型箱体底部，激光标定装置7吸附设置在模型箱体的内侧壁；
[0007]所述压密构件包括定位臂12、液压定向转轴13、加压臂14和加压板15，定位臂12的顶端通过液压定位转轴2设置在液压加压装置1壳体的侧面，定位臂12的末端通过液压定向转轴13与加压臂14连接，加压板15设置在加压臂14的末端，加压臂14与物料的上表面垂直，加压板15与物料的上表面平行接触；
[0008]利用液压加压装置的液压驱动压密构件的加压臂推动加压板给相似材料松散体施加预定方向和预定量级的外荷载，以形成符合试验方案的相似模型；
[0009]按照实验方案要求的厚度和倾角，分层铺设物料并刮平，形成松散层16，通过加压臂推动加压板给挤压密实形成压密物料层8，若干压密物料层8组成层状岩体模型10；
[0010]所述定位臂12为柱形液压缸I，液压定位转轴2和液压定向转轴13为环形液压缸，加压臂14为柱形液压缸II，液压加压装置1通过液压油管11分别与柱形液压缸I、环形液压缸和柱形液压缸II的液压油腔体连通；
[0011]所述液压定位转轴2包括环形轴壳A3、轴承A、圆弧形活塞IA、圆弧形活塞IIA，环形轴壳A3固定设置在轴承A上，圆弧形活塞IA固定设置在环形轴壳A3的环形液压油腔内，圆弧形活塞IIA滑设在环形轴壳A3的环形液压油腔内，圆弧形活塞IA和圆弧形活塞IIA之间的液压油腔体为液压油仓IA和液压油仓IIA，液压油仓IA为顺时针驱动液压油仓，液压油仓IIA为逆时针驱动液压油仓，液压油仓IIA设置有液压油甲孔A，液压油仓I设置有液压油乙孔A，液压加压装置通过液压油管分别与液压油甲孔A和液压油乙孔A连通，轴承A与环形液压油腔之间设置有水平标定圆环管IA，水平标定圆环管IA内填充有水，水的上表面位于水平标定圆环管IA的直径上，环形轴壳A3上沿周向开设有滑槽A，圆弧形活塞IIA外沿弧长大于滑槽A的弧长，定位臂的顶端穿过滑槽A与圆弧形活塞IIA的外沿固定连接，定位臂的中轴线与圆弧形活塞IIA的对称轴位于环形液压油腔的同一直径上，圆弧形活塞IIA的中心轴线上设置有角度标识刻度A；
[0012]所述液压定向转轴13包括环形轴壳B30、轴承B32、圆弧形活塞IB28、圆弧形活塞IIB35，环形轴壳B30固定设置在轴承B32上，圆弧形活塞IB28固定设置在环形轴壳B30的环形液压油腔内，圆弧形活塞IIB35滑设在环形轴壳B30的环形液压油腔内，圆弧形活塞IB28和圆弧形活塞IIB35之间的液压油腔体为液压油仓IB31和液压油仓IIB36，液压油仓IB31为顺时针驱动液压油仓，液压油仓IIB36为逆时针驱动液压油仓，液压油仓IIB36设置有液压油甲孔B27，液压油仓IB31设置有液压油乙孔B29，液压加压装置1通过液压油管11分别与液压油甲孔B27和液压油乙孔B29连通，轴承B32与环形液压油腔之间设置有水平标定圆环管IB33，水平标定圆环管IB33内填充有水，水的上表面位于水平标定圆环管IB33的直径上，环形轴壳B30上沿周向开设有滑槽，圆弧形活塞IIB35外沿弧长大于滑槽的弧长，加压臂14的始端穿过滑槽与圆弧形活塞IIB35的外沿固定连接，加压臂14的中轴线与圆弧形活塞IIB35的对称轴位于环形液压油腔的同一直径上，圆弧形活塞IIB35的中心轴线上设置有角度标识刻度B34；
[0013]液压定位转轴2和液压定向转轴13的结构相同，其转动原理也相同，均可实现制动；
[0014]液压加压装置1内的液压油通过液压油管11和液压油甲孔B27进入液压油仓IIB36即逆时针液压油仓，由于圆弧形活塞IB28固定设置在环形轴壳B30的环形液压油腔内，液压油仓IIB36内的液压油推动圆弧形活塞IIB35在环形液压油腔内绕轴承B32逆时针旋转，从而带动加压臂14绕轴承B32逆时针旋转；液压加压装置1内的液压油通过液压油管11和液压油乙孔B29进入液压油仓IB31即顺时针液压油仓，由于圆弧形活塞IB28固定设置在环形轴壳B30的环形液压油腔内，液压油仓IB31内的液压油推动圆弧形活塞IIB35在环形液压油腔内绕轴承B32顺时针旋转，从而带动加压臂14绕轴承B32顺时针旋转；
[0015]通过液压油仓IB31和液压油仓IIB36中液压油的量调节加压臂14绕轴承B32转动的角度；
[0016]由于圆弧形活塞IIB35外沿弧长大于滑槽的弧长，圆弧形活塞IIB35旋转始终能够封闭滑槽，避免液压油仓IIB36或液压油仓IB31内的液压油泄露；
[0017]优选的，圆弧形活塞IIB35两端头固定设置有橡胶密封塞，以避免液压油仓IIB36或液压油仓IB31内的液压油沿圆弧形活塞IIB35的边缘泄露；
[0018]加压板与加压臂垂直连接，板面为矩形，加压板刚度足以在加压过程中不变形，确
保压密物料层平齐；
[0019]液压定向转轴13可以设置多个，以实现加压臂14绕轴承B32的大角度转动；还可同时在定位臂和加压臂之间添加一组水平布置的定位臂和液压定向转轴，即可用于三维模型的堆筑；
[0020]所述激光标定装置7包括电磁底座21、支承板20、激光角度刻度盘19、水平标定圆环管II25、激光发射器26，电磁底座21吸附设置在模型箱体的内侧壁，支承板20固定设置在电磁底座21上，支承板20与模型箱体的内侧壁垂直，支承板20的中心设置有转动轴，激光发射本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机械臂式相似材料模型压密成型装置，其特征在于：包括液压压密装置、模型箱体和激光标定装置(7)，液压压密装置包括液压加压装置(1)和压密构件，液压加压装置(1)固定设置在模型箱体的顶部，压密构件通过液压定位转轴(2)设置在液压加压装置(1)壳体的侧面，物料倾斜或水平铺设在模型箱体底部，激光标定装置(7)吸附在模型箱体的内侧壁。2.根据权利要求1所述机械臂式相似材料模型压密成型装置，其特征在于：压密构件包括定位臂(12)、液压定向转轴(13)、加压臂(14)和加压板(15)，定位臂(12)的顶端通过液压定位转轴(2)设置在液压加压装置(1)壳体的侧面，定位臂(12)的末端通过液压定向转轴(13)与加压臂(14)连接，加压板(15)设置在加压臂(14)的末端，加压臂(14)与物料的上表面垂直，加压板(15)与物料的上表面平行接触。3.根据权利要求2所述机械臂式相似材料模型压密成型装置，其特征在于：定位臂(12)为柱形液压缸I，液压定位转轴(2)和液压定向转轴(13)为环形液压缸，加压臂(14)为柱形液压缸II，液压加压装置(1)通过液压油管(11)分别与柱形液压缸I、环形液压缸和柱形液压缸II的液压油腔体连通。4.根据权利要求3所述机械臂式相似材料模型压密成型装置，其特征在于：液压定位转轴(2)包括环形轴壳A(3)、轴承A、圆弧形活塞IA、圆弧形活塞IIA，环形轴壳A(3)固定设置在轴承A上，圆弧形活塞IA固定设置在环形轴壳A(3)的环形液压油腔内，圆弧形活塞IIA滑设在环形轴壳A(3)的环形液压油腔内，圆弧形活塞IA和圆弧形活塞IIA之间的液压油腔体为液压油仓IA和液压油仓IIA，液压油仓IA为顺时针驱动液压油仓，液压油仓IIA为逆时针驱动液压油仓，液压油仓IIA设置有液压油甲孔A，液压油仓I设置有液压油乙孔A，液压加压装置通过液压油管分别与液压油甲孔A和液压油乙孔A连通，轴承A与环形液压油腔之间设置有水平标定圆环管IA，水平标定圆环管IA内填充有水，水的上表面位于水平标定圆环管IA的直径上，环形轴壳A(3)上沿周向开设有滑槽A，圆弧形活塞IIA外沿弧长大于滑槽A的弧长，定位臂的顶端穿过滑槽A与圆弧形活塞IIA的外沿固定连接，定位臂的中轴线与圆弧形活塞IIA的对称轴位于环形液压油腔的同一直径上，圆弧形活塞IIA的中心轴线上设置有角度标识刻度A。5.根据权利要求3所述机械臂式相似材料模型压密成型装置，其特征在于：液压定向转轴(13)包括环形轴壳B(30)、轴承B(32)、圆弧形活塞IB(28)、圆弧形活塞IIB(35)，环形轴壳B(30)固定设置在轴承B(32)上，圆弧形活塞IB(28)固定设置在环形轴壳B(30)的环形液压油腔内，圆弧形活塞IIB(35)滑设在环形轴壳B(30)的环形液压油腔内，圆弧形活塞IB(28)和圆弧形活塞IIB(35)之间的液...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱志岗，侯克鹏，程涌，杨八九，孙振国，孙晨涛，余国强，包广拓，赵宇龙，孙悦航，赵乾平，杨柳云，葛春毅，彭杰，褚占杰，
申请(专利权)人：云南亚融矿业科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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