[发明专利]地质模拟试验台起升旋转装置

说明书

一、技术领域：本发明涉及一种可以实现试验台面水平面至垂直面旋转的地质模拟试验台起升旋转装置。

二、背景技术：地质构造物理模拟实验是地质学家研究地层变形过程及其形成机制的重要手段和有效方法。目前，地质构造模拟中所用的构造模拟实验装置大多是依据相似性理论，通过控制运动或力等参数对实验模型进行加载变形实验，实现模拟或反演不同样式的地质构造成因的设备，设备主体多采用特制的实验容器，在容器内铺设多层不同特性的实验材料通过应力加载来模拟构造形成过程，研究地质构造的成因和演化机理，对地质构造的成因进行定性和定量分析。通过对比分析，我们发现现有的地质试验模拟设备，主要由试验台体、台面、加载单元、容器等组成。现有的地质构造模拟台，其台面多为水平面内固定结构，无法真实再现沿垂直地质剖面的构造模拟试验，同时地质试验人员每次实验过程中，往往需要人工来实现模型的搬运和移位等操作，很难保证模型的完整性和不破坏实验模型。实验环节的这些人为因素和不可控影响，造成实验模型形状破坏和尺寸不规整无法实现定量化控制，无法准确解释垂直面内重力影响下的构造变形过程的定量模拟，限制了地质家采用实验手段来分析实际地质现象，造成了理论与实验的脱节。

三、发明内容：本发明的目的就是为了克服目前地质构造实验模拟装置无法模拟地质垂直剖面内重力影响因素下的地质构造模拟问题，同时兼顾材料的填装和构造变形后地质模型的取出、搬运问题，本发明重点研制了地质构造模拟起升旋转装置，对满足地质模拟试验材料的填装、垂直面内实现动力和运动控制参数的构造变形试验过程控制和地质构造模型的取出、搬运等工艺环节，具有灵活的实验过程可控性和试验环节的可操作性，同时为地质家分析和研究地质构造演化过程定量化模拟提供了自动化程度较高的实验模拟平台。提供一种可以实现试验台面水平面至垂直面的0°～90°的旋转，满足地质模拟构造试验填装试验介质材料和取出模型的基本要求，装置底部设计有模型起升装置，实现将地质模型体顶出托起的功能，为后续的模型切割、搬运等工艺环节提供了前提条件。其技术方案是：地质构造变形试验准备阶段，地质模拟实验台位于位于水平面0°位置，由试验人员加装实验材料并压实，由于台面为水平位置，方便试验人员加装不同性质的实验材料和实验介质，在完成材料添加的实验步骤后，试验台可实现沿旋转轴的整体翻转至垂直面内90°位置，按照事先规划好的实验步骤完成构造变形试验，地质家可直观的观测到地质剖面上不同地层的沉降变形过程，考虑到后续的模型封装和制作地质模型样本的要求，台面可翻转至水平面内0°位置，取走观测面板后，控制底部的起升顶出气缸完成地质模型的托起动作，为后续搬运工艺环节提供很好的前提基础。地质模拟试验台起升旋转装置包括整体翻转框架、模型起升装置、模拟试验台翻转机构、组合试验台面，整体翻转框架包括旋转支架、翻转机构、旋转轴及底板，模型起升装置包括底部气缸、小平台升降台，模拟试验台翻转机构由圆锥滚子轴承蜗杆模型转动轴蜗杆和手柄盘及手柄等主要部件装配组成，组合试验台面由周围框板、侧板、底板及模型拖板组成，组合试验台面的模型拖板嵌套在底板中，侧板由两块12#槽钢组合焊接而成，侧板设有动力加载杆，动力加载杆与槽钢的槽相应，侧板还设有与动力加载杆相应的拆卸洞，边侧板与侧板之间设有侧面动力杆，底板为由中间小方形平台和四周框板组合成的一个平板，中间小方形平台设有升降机构，升降机构包括气缸，气缸作用于模型拖板。采用上述结构以后，可以实现地质构造模拟试验材料填装、垂直面内构造变形模拟和模型取出等工艺环节，特别是将分散的工艺环节集成到一起，减少人为手工参与的影响因素，地质模拟试验起升翻转装置，整体结构简单，自动化程度高，制造方便，符合绿色环保设计理念，可在地质构造模拟领域大规模推广利用，为地质家提供了开放式的实验平台。

四、附图说明：附图1是本发明的整体装配图；

附图2是地质模拟试验台翻转装置结构图；

附图3是组合试验台面结构图；

附图4是地质模型搬运示意图。

五、具体实施方式：图中1.轴承座，2.旋转轴，3.侧面动力杆，4.周围框板，5.边侧板，6.上下动力杆，7.组合模块(含基本组合模块和角度组合模块)，8.气缸，9.小平台升降平台，10.底部支撑轴，11.蜗轮蜗杆旋转机构，12.底板，13.前部观测面板，14.上压板及钢化玻璃，15.翻转机构，16.旋转支架，17.圆锥滚子轴承，18.蜗杆，19.模型转动轴，20.涡轮，21.手柄盘及手柄，22.侧板，23.模型拖板，24.实验模型。