适应不同尺度模型的自动拆分锁定模拟试验系统技术方案

本发明专利技术公开适应不同尺度模型的自动拆分锁定模拟试验系统，属于煤炭开采和岩土工程科研技术领域，包括：反力框架装置

【技术实现步骤摘要】
适应不同尺度模型的自动拆分锁定模拟试验系统


[0001]本专利技术属于煤炭开采和岩土工程科研
，尤其涉及适应不同尺度模型的自动拆分锁定模拟试验系统
。

技术介绍

[0002]在煤炭开采等领域，常由于现场施工环境复杂
、
操作失误等原因引发严重的事故与不理想的结果，造成不必要的人员伤亡与经济损失；物理模拟试验可以通过缩放一定的比例模拟现场环境，且具有操作简单安全
、
模拟相似度高
、
可多次重复试验等优点，因此煤炭开采领域通常采用物理模拟试验来模拟现场操作来研究相关的性质
。
然而现有的物理模拟试验普遍尺寸固定
、
无法进行多种尺寸情况下的模拟；试验安全性不高；试验操作复杂，耗费大量人力物力，自动化程度不高
。
[0003]目前，针对物理模拟试验，已开展了大量的研究工作，研制了一系列模拟试验装置，研究现状如下：
[0004]中国专利
ZL 201910279712.4
专利技术公开了一种可移动框架
、
模拟试验系统及其模拟方法，该专利技术的可移动框架包括框架和传动机构，所述的传动机构带动所述的框架，用于控制框架在模拟试验系统中移动
。
控制框架在模拟试验系统中移动，能够使框架远离荷载加载区，此时，试验人员在框架内进行操作，其人身安全得到保障
。
但该专利只能实现一种尺寸框架的试验，无法进进多尺寸分区试验
。
而且框架移动缺少自动锁定的装置，仍然存在安全隐患
。
[0005]中国专利
ZL 201510584612.4
专利技术公开了一种恒压跟踪加载相似模拟实验装置及其实验方法
,
本专利技术将油箱固定在立柱相应高度
,
通过对油箱中的液压油施加压力实现对实验模型的恒压跟踪加载
,
解决了现有技术中实验模型加载受力不均
、
调节不便和存在安全隐患等问题
。
但该专利只能实现整体加载，不能实现油缸的分区独立动作
。
而且顶部加载装置无法自动滑移，试验操作复杂，自动化程度低
。
[0006]中国专利
ZL 201610257972.8
公开了一种油囊式固体充填采煤三维物理相似模拟实验装置及方法，该装置能模拟实际条件下工作面开采
、
不同充实率条件下采空区充填以及充填物料压实等具体过程
。
但该相似模拟试验系统无法实现试验台架的自动分区滑移与自动拆分，试验不够灵活，不能同时进行不同尺寸的试验
。
[0007]已有的物理模拟试验系统各有特点，但有如下的局限性：
[0008](1)
系统只能实现一种尺寸框架的试验，无法进行多尺寸分区实验
。
[0009](2)
框架的移动缺少自动锁定的装置，存在安全隐患
。
[0010](3)
顶部加载装置无法自动滑移，耗费大量人力物力，自动化程度低
。
[0011](4)
试验加载只能实现整体加载，不能实现加载油缸的分区独立动作
。

技术实现思路

[0012]有鉴于此，本专利技术提供适应不同尺度模型的自动拆分锁定模拟试验系统，用于解
决上述问题
。
[0013]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0014]适应不同尺度模型的自动拆分锁定模拟试验系统，包括：反力框架装置
、
隔板
、
自动拆分装置和顶部加载装置，所述自动拆分装置包括第一抬升油缸
、
导轨
、
轮子
、
第一伺服电机
、
底座和固定座，所述固定座上设置有导轨槽和隔板滑槽，所述导轨槽与所述隔板滑槽垂直，多个所述第一抬升油缸安装在所述导轨槽中，所述导轨安装在所述抬升油缸顶端，三个所述底座放置在固定座上，多个所述轮子转动安装在所述底座的底端，并位于所述导轨槽中，所述第一伺服电机安装在所述底座上，所述第一伺服电机的输出端与所述轮子固定连接；所述反力框架装置包括主反力框架和副反力框架，副反力框架安装在所述主反力框架的两侧，所述主反力框架和所述副反力框架分别安装在三个所述底座上；所述隔板在所述隔板滑槽中滑动连接，所述顶部加载装置安装在所述主反力框架和所述副反力框架的顶端
。
[0015]进一步地，还包括第二抬升油缸，多个所述第二抬升油缸安装在所述隔板中，所述第二抬升油缸能够将所述顶部加载装置顶起
。
[0016]进一步地，还包括自动锁定装置，所述自动锁定装置包括插销板
、
锁定插销和锁定油缸，所述锁定油缸安装在所述主反力框架的侧壁上，所述插销板固定安装在所述锁定油缸的输出端，多个所述锁定插销的一端固定在所述插销板上，另一端穿过所述主反力框架并伸入所述顶部加载装置的侧壁进行固定
。
[0017]进一步地，还包括行走装置和滑移轨道装置，所述滑移轨道装置包括内部滑移轨道和外部滑移轨道装置，所述内部滑移轨道安装在所述主反力框架的顶端，所述外部滑移轨道装置安装在所述固定座上；所述行走装置包括第二伺服电机
、
顶出油缸
、
滚轮
、
滚轮轴和滚轮支架，所述滚轮支架滑动安装在所述顶部加载装置的顶端，所述顶出油缸一端与所述顶部加载装置固定连接，另一端与所述滚轮支架固定连接，多个所述滚轮轴转动安装在所述滚轮支架上，多个所述滚轮安装在所述滚轮轴上并位于所述滚轮支架的外侧，所述第二伺服电机安装在所述滚轮支架的侧壁上，所述第二伺服电机的输出端与所述滚轮轴固定连接，所述滚轮在所述内部滑移轨道和外部滑移轨道装置顶端滚动
。
[0018]进一步地，外部滑移轨道装置还包括外部滑移轨道
、
第三油缸和顶梁支撑柱，所述顶梁支撑柱安装在所述固定座上，所述第三油缸安装在所述顶梁支撑柱上，所述外部滑移轨道安装在所述第三油缸的输出端，所述外部滑移轨道和所述内部滑移轨道并列布置
。
[0019]进一步地，顶部加载装置包括柔性加载板
、
液压加载油缸和顶板反力架，多个所述液压加载油缸安装在所述顶板反力架上，所述柔性加载板固定安装在所述顶板反力架的输出端，并位于所述顶板反力架的下方
。
[0020]本专利技术的有益效果在于：
[0021]1、
通过自动拆分装置将反力框架装置自动拆分为三个部分，通过隔板隔开，可开展三台不同尺寸的试验，解决了不同尺寸试验需要多次装配
、
加工的问题，提高了试验效率；试验更加灵活；台架分布整体拆分，更加安全
。
[0022]2、
通过自动锁定装置的锁定插销与锁定油缸的配合实现了顶部加载装置与反力框架装置的自动锁定，安全性高
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
适应不同尺度模型的自动拆分锁定模拟试验系统，其特征在于，包括：反力框架装置
、
隔板
、
自动拆分装置和顶部加载装置，所述自动拆分装置包括第一抬升油缸
、
导轨
、
轮子
、
第一伺服电机
、
底座和固定座，所述固定座上设置有导轨槽和隔板滑槽，所述导轨槽与所述隔板滑槽垂直，多个所述第一抬升油缸安装在所述导轨槽中，所述导轨安装在所述抬升油缸顶端，三个所述底座放置在固定座上，多个所述轮子转动安装在所述底座的底端，并位于所述导轨槽中，所述第一伺服电机安装在所述底座上，所述第一伺服电机的输出端与所述轮子固定连接；所述反力框架装置包括主反力框架和副反力框架，副反力框架安装在所述主反力框架的两侧，所述主反力框架和所述副反力框架分别安装在三个所述底座上；所述隔板在所述隔板滑槽中滑动连接，所述顶部加载装置安装在所述主反力框架和所述副反力框架的顶端
。2.
根据权利要求1所述的适应不同尺度模型的自动拆分锁定模拟试验系统，其特征在于，还包括第二抬升油缸，多个所述第二抬升油缸安装在所述隔板中，所述第二抬升油缸能够将所述顶部加载装置顶起
。3.
根据权利要求1所述的适应不同尺度模型的自动拆分锁定模拟试验系统，其特征在于，还包括自动锁定装置，所述自动锁定装置包括插销板
、
锁定插销和锁定油缸，所述锁定油缸安装在所述主反力框架的侧壁上，所述插销板固定安装在所述锁定油缸的输出端，多个所述锁定插销的一端固定在所述插销板上，另一端穿过所述主反力框架并伸入所述顶部加载装...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汉鹏，曹志国，王伟，王路军，章冲，吴宝杨，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：