一种三维相似模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种模块组合式可视化的三维相似模拟装置，该三维相似模拟装置包括反力模块、开挖模块及框架，其中，所述反力模块由模块化钢板组合而成，其设置在所述三维相似模拟装置的底层对所述三维相似模拟装置起支撑作用；所述框架设置在所述反力模块上方，用于实现所述三维相似模拟装置的不同高度；所述开挖模块设置在所述框架内并与所述反力模块固定连接，用于实现多角度及多方向开挖功能。本发明专利技术的模块组合式可视化的三维相似模拟装置，角柱、框架、隔板均为可拆解，操作简单，安装方便；具备二维和三维模拟功能，通过框架隔板组合可以进行模型尺寸变换。以进行模型尺寸变换。以进行模型尺寸变换。

【技术实现步骤摘要】
一种三维相似模拟装置


[0001]本专利技术涉及采矿工程试验研究
，具体涉及一种模拟煤层开采井上下联动效应和地表沉陷的三维相似模拟装置。

技术介绍

[0002]目前三维相似模拟台架较多，多数围绕模拟开采围岩和深部开采采场和巷道压力的模拟，随着数值模拟的发展，在一定程度上替代了一般的相似模拟。但对于重要工程或井下开挖工程，复杂多变的岩土特征往往造成数值模拟随机差异性较大，通常还需要采用相似模拟进行相互校正，为此，相似模拟装置在地下工程开挖和覆岩破坏方面还占有重要地位。
[0003]国家倡导绿色发展理念，积极推进矿山生态文明建设。建设绿色矿山最经济有效的方式就是源头减损开采，从开采源头减少对地表的损伤和损害。现有的相似平台主要模拟采场及巷道的影响，模型平台构架和形式单一，利用率较低，较少涉及到开采地表的影响，如何从开采
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岩移
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地表全过程开展相似模拟，研究井上下联动及地表层损伤程度、开采减损和地表自修复研究，都需开发可以实现地表给定变形及一架多用三维相似模拟装置。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种模块组合式可视化的三维相似模拟装置，其具有质量轻、强度高、透视度好，视觉效果佳，具备二维和三维相似模拟功能等优点。
[0005]本专利技术提供了一种三维相似模拟装置，所述三维相似模拟装置包括反力模块、开挖模块及框架，其中，
[0006]所述反力模块由模块化钢板组合而成，其设置在所述三维相似模拟装置的底层对所述三维相似模拟装置起支撑作用；
[0007]框架，设置在所述反力模块上方，用于实现所述三维相似模拟装置的不同高度；
[0008]所述开挖模块设置在所述框架内，用于实现多角度开挖功能。
[0009]在一个实施方式中，所述三维相似模拟装置还包括至少一个隔板，所述隔板设置在框架内将所述三维相似模拟装置划分为多个区域。
[0010]在一个实施方式中，所述开挖模块包括动力部及开挖部，所述开挖模块通过所述动力机构的升降上下运动实现开挖功能，所述开挖部与所述动力部活动连接，通过转动所述开挖部，实现多角度及多方向开挖。
[0011]在一个实施方式中，所述三维相似模拟装置还包括角柱，所述角柱位于所述框架所在的模型边上，多个角柱组合能够实现所述三维相似模拟装置的不同尺寸或不同高度。在一个实施方式中，所述动力部为电机，所述开挖部为面板、方形模块或条形模块，所述开挖部通过所述电机控制螺杆或丝杆升降实现开挖功能。
[0012]在一个实施方式中，叠加的所述角柱的数目不大于5个。
[0013]在一个实施方式中，所述框架包括边框及透明板，所述边框设置在所述透明板四
周并与所述透明板可拆卸连接；所述框架的高度与所述角柱的高度一致，且在所述框架的高度方向上标注有刻度线。
[0014]在一个实施方式中，所述边框为不锈钢材质或铝合金材质，所述透明板为亚克力板或有机玻璃板。
[0015]在一个实施方式中，所述反力模块由钢板一体成型或由多块所述钢板组合成型，其中，所述钢板为槽形或板形，所述反力模块可以设置在地下、地上或半地下
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半地上的位置。
[0016]在一个实施方式中，所述隔板为条形或板形，所述隔板为不锈钢材质或透明材质，多个所述隔板之间通过插槽或螺栓连接。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的模块组合式可视化的三维相似模拟装置，角柱、框架、隔板均为可拆解，操作简单，安装方便；具备二维和三维模拟功能，通过框架隔板组合可以进行模型尺寸变换；通过开展开挖模块个数及组合方式可以实现开挖区域范围变换；框架及隔板采用可视化模型玻璃板实现了模型表面可视化操作和美观。开挖模块采用并联方式可单个控制，也可协调同步运行控制。
[0018]上述技术特征可以各种技术上可行的方式组合以产生新的实施方案，只要能够实现本专利技术的目的。
附图说明
[0019]在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：
[0020]图1显示了根据本专利技术的模块组合式可视化的三维相似模拟装置的结构示意图；
[0021]图2显示了图1中的三维相似模拟装置的加装隔板后的结构示意图；
[0022]图3显示了图1中的三维相似模拟装置中角柱及多个角柱叠加的结构示意图；
[0023]图4显示了图1中的三维相似模拟装置的开挖模块的结构示意图；
[0024]图5显示了图4中的单个开挖模块的放大示意图；
[0025]图6显示了不同角柱组合的示意图。
[0026]在图中，相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。
[0027]1、反力模块；2、开挖模块；21；动力部；22、开挖部；3、角柱；4、框架；41、边框；42、透明板；5、隔板。
具体实施方式
[0028]以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。
[0029]本专利技术中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。
[0030]本专利技术提供了一种模块组合式可视化的三维相似模拟装置，如图1所示，本专利技术的三维相似模拟装置包括反力模块1、开挖模块2及框架4，其中，反力模块1并由模块化钢板组合而成，其设置在装置的底层对整个装置起支撑作用；框架4设置在反力模块1的上方，用于模拟实现所述三维相似模拟装置的不同高度；开挖模块2设置在框架内并与反力模块1固定
连接，用于实现多角度的开挖功能。
[0031]本专利技术的三维相似模拟装置，各部分均可拆解，操作简单，安装方便，通过开展开挖模块个数及组合方式可以实现开挖区域范围变换。
[0032]在一个优选的实施例中，该三维相似模拟装置还包括至少一个隔板5，隔板5设置在框架4内将框架4内的空间划分为多个区域。
[0033]模拟装置可通过隔板5组合将模型分出多个区域，每个区域可以单独做一个实验，如图2所示，隔板5将模型分为n1、n2、n3三个区域，可同步做A试验和B试验两个实验，便于多用途对比实验同步开展，缩短正交实验间隔，整体提高模拟装置的使用率。
[0034]在一个优选地实施例中，开挖模块2包括动力部21及开挖部22，开挖部22通过动力部21的升降上下运动实现开挖功能。优选地，动力部21及开挖部22活动连接，开挖部22可以以动力部21为轴心旋转，通过旋转开挖部22，使开挖部22位于不同角度从而实现不同方向的开挖。
[0035]需要说明的是，开挖部22的旋转可以通过人工手动旋转，也可以通过旋转机构实现，旋转机构为本领域技术人员的公知技术，在此不再详细赘述。
[0036]在一个具体的实施例中，如图4及图5所示，开挖模块2的动力部21为电机，开挖部22为面板、方形模块或条形模块。开挖部22通过电机控制螺杆或丝杆伸缩实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维相似模拟装置，其特征在于，所述三维相似模拟装置包括反力模块、开挖模块及框架，其中，所述反力模块由模块化钢板组合而成，其设置在所述三维相似模拟装置的底层对所述三维相似模拟装置起支撑作用；所述框架设置在所述反力模块上方，用于实现所述三维相似模拟装置的不同高度；所述开挖模块设置在所述框架内并与所述反力模块固定连接，用于实现多角度及多方向开挖功能。2.根据权利要求1所述的三维相似模拟装置，其特征在于，所述三维相似模拟装置还包括至少一个隔板，所述隔板设置在框架内将所述三维相似模拟装置划分为多个区域。3.根据权利要求1所述的三维相似模拟装置，其特征在于，所述开挖模块包括动力部及开挖部，所述开挖部通过所述动力部的升降上下运动实现开挖功能。4.根据权利要求1
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3任一项所述的三维相似模拟装置，其特征在于，所述三维相似模拟装置还包括角柱，所述角柱位于所述框架所在的模型边上，多个角柱组合能够实现所述三维相似模拟装置的不同尺寸或不同高度。5.根据权利要求4所述的三维相似模拟装置，其特征在于，所述框架包括边框及透明板，所述边...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新杰，张凯，李全生，杨英明，郭俊廷，赵勇强，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院国家能源投资集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：