一种可实现多向运动的层状剪切型模型土箱制造技术

本发明专利技术公开了一种可实现多向运动的层状剪切型模型土箱，包括：刚性底座及其上的多层框架，及位于相邻两框架间的滚珠式三向运动装置；滚珠式三向运动装置包括方轴轴套座

【技术实现步骤摘要】
一种可实现多向运动的层状剪切型模型土箱


[0001]本专利技术涉及土木工程
，特别涉及一种可实现多向运动的层状剪切型模型土箱
。

技术介绍

[0002]目前，目前常用于振动台试验的模型土箱主要包括刚性箱
、
柔性箱
、
层状剪切型土箱三大类
。
一个设计性能优良
、
具有良好的边界模拟效果的模型土箱是振动台试验成功开展的前提
。
在上述三类土箱中，层状剪切型土箱因其能够实现箱内土体剪切变形的模拟而得到了广泛应用
。
[0003]但是，目前的层状剪切型土箱仍然存在一些缺陷，例如：
[0004]1.
土箱底座承载力较差，即只能保证空箱上振动台，进而后续在振动台装土影响了振动台设备的清洁
。
[0005]2.
土箱方形框架侧向承载力较差；圆形和多边形框架单向运动工况时效果较差，同时其中的三向运动装置摆放不便
。
[0006]3.
土箱三向运动装置三向运动耦联，不能实现三向运动解耦
。
[0007]基于上述现有层状剪切型土箱的缺陷，避免上述问题的出现，需要对现有层状剪切型土箱进行改进，以实现更高的技术和经济效益
。

技术实现思路

[0008]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可实现多向运动的层状剪切型模型土箱
。
[0009]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
[0010]一种可实现多向运动的层状剪切型模型土箱，包括刚性底座，位于刚性底座上的多层框架，以及位于相邻两层框架间的滚珠式三向运动装置；滚珠式三向运动装置包括方轴轴套座
、
方轴
、
外限位壳体
、
基板
、
多层运动单元及方形内限位块；方轴与方轴轴套座配合套接；外限位壳体为方盒形，其底部开有通过方轴的方孔；多层运动单元中的每层运动单元包括从下向上触接的隔板及万向运动装置；基板和隔板均开有通过方轴的方孔；基板下表面安装有滚珠，并通过滚珠与外限位壳体底面触接；隔板四周与外限位壳体内表面配合触接；万向运动装置包括方形框体，方形框体的上下表面
、
左右外侧面及前后内侧面均设有滚珠；内限位块，其固定套接在方轴上，其位于方形框体的内侧；其数量与方形框体数量相同；相邻两层框架中的下层框架与方轴轴套座固接，相邻两层框架中的上层框架与外限位壳体固接
。
[0011]进一步地，方形框体的左
、
右外侧面的滚珠顶点之间的距离，与外限位壳体左右内侧面间距离的差，
≤40mm。
[0012]进一步地，方形框体的前
、
后内侧面的滚珠顶点之间的距离，与内限位块前后外侧面间距离的差，
≤40mm。
[0013]进一步地，方轴包括依次连接的下方轴和多节上方轴，下方轴底部设有台肩，方轴轴套座设有限制台肩向上移动的限位结构
。
[0014]进一步地，方轴轴套座为带方形基座的圆台型，底部开有圆孔，台肩为与圆孔配合的圆形
。
[0015]进一步地，圆孔深度
≤30mm。
[0016]进一步地，刚性底座包括斜交网格构件
。
[0017]进一步地，单层框架由
H
型铝合金型材连接构造，多向运动装置位于相邻两层框架的
H
型铝合金型材腹板之间
。
[0018]进一步地，单层框架的外侧为四边形，单层框架的内侧为八边形
。
[0019]进一步地，相邻两层框架中外侧四边形的上下相对的两边框间设置2个以上滚珠式三向运动装置
。
[0020]本专利技术具有的优点和积极效果是：本专利技术组装便捷
、
质量较轻且承载较大
、
便于吊装，可以实现土箱的三向解耦运动
。
其具有以下具体优点：
[0021]1.
刚性底座承载力高，刚度大，可以保证层状剪切型模型土箱装满土上振动台，进而保证振动台设备的清洁
。
[0022]2.
单层框架的外侧为方型，单层框架的内侧为八边形，整体框架侧向承载力较高，单向运动工况时效果较好，可以实现三向运动装置沿轴向摆放
。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的一种可实现多向运动的层状剪切型模型土箱的结构示意图
。
[0024]图2为本专利技术的一种滚珠式三向运动装置的结构示意图
。
[0025]图3为本专利技术的一种滚珠式三向运动装置的剖视图
。
[0026]图4为本专利技术的一种滚珠式三向运动装置的分解示意图
。
[0027]图5为本专利技术的一种可实现多向运动的层状剪切型模型土箱的相邻两层框架的剖视图
。
[0028]图6为本专利技术的一种单层框架的结构示意图
。
[0029]图7为本专利技术的构造框架的一种
H
型铝合金型材截面图
。
[0030]图8为本专利技术的一种刚性底座结构示意图
。
[0031]图9为本专利技术的刚性底座中的一种加劲腹板结构示意图
。
[0032]图中标记：
1、
滚珠；
2、
外限位壳体；
3、
内限位块；
4、
方形框体；
5、
方轴轴套座；
6、
上方轴；
7、
隔板；
8、
基板；
9、
下方轴；
10、
台肩；
11、
吊装护栏；
12、
框架；
13、
刚性底座；
13
‑
1、
加劲腹板；
14、H
型铝合金型材；
14
‑
1、H
型铝合金型材腹板；
14
‑
2、H
型铝合金型材翼板
。
[0033]图中箭头指示运动方向
。
具体实施方式
[0034]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0035]在本专利技术的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描
述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制
。
本专利技术中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可实现多向运动的层状剪切型模型土箱，其特征在于，包括刚性底座，位于刚性底座上的多层框架，以及位于相邻两层框架间的滚珠式三向运动装置；滚珠式三向运动装置包括方轴轴套座
、
方轴
、
外限位壳体
、
基板
、
多层运动单元及方形内限位块；方轴与方轴轴套座配合套接；外限位壳体为方盒形，其底部开有通过方轴的方孔；多层运动单元中的每层运动单元包括从下向上触接的隔板及万向运动装置；基板和隔板均开有通过方轴的方孔；基板下表面安装有滚珠，并通过滚珠与外限位壳体底面触接；隔板四周与外限位壳体内表面配合触接；万向运动装置包括方形框体，方形框体的上下表面
、
左右外侧面及前后内侧面均设有滚珠；内限位块，其固定套接在方轴上，其位于方形框体的内侧；其数量与方形框体数量相同；相邻两层框架中的下层框架与方轴轴套座固接，相邻两层框架中的上层框架与外限位壳体固接
。2.
根据权利要求1所述的可实现多向运动的层状剪切型模型土箱，其特征在于，方形框体的左
、
右外侧面的滚珠顶点之间的距离，与外限位壳体左右内侧面间距离的差，
≤40mm。3.
根据权利要求1所述的可实现多向运动的层状剪切型模型土箱，其特征在于，方形框体的前
、
后内侧面的滚珠顶点之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永光，巴振宁，梁建文，王晓辉，芦燕，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：