用于岩土模型振动试验的模型箱

本发明涉及模型试验，更具体地说，本发明涉及用于岩土模型振动试验的模型箱。

背景技术：

1、岩土模型振动试验的模型箱主要由钢板拼接安装而成，能够为岩土体提供刚性约束边界条件，这种边界条件有助于模拟特定条件下的岩土体行为，其次，模型箱能够有效地将振动台台面产生的激振力传递给岩土体，确保试验过程中岩土体受到与实际动力作用相似的激励。这对于研究岩土体在动力作用下的响应和变形特性至关重要。

2、现有公开文献中，专利公告号cn213812792u的专利公开了一种模拟软土地区隧道振动试验的结构模型观测装置，该装置主要能够更好地实现在软土工况下隧道衬砌以及与衬砌紧密联系的岩土体在均布荷载和初始构造应力情况下的动力响应特性，更好地模拟软土在振动过程中的应力状态和变形特性。但是该模型箱存在如下使用缺陷。

3、模型箱在对岩土模型振动试验过程中，需要先将模型箱的各个框架材料实现一一拼接放置，拼接安装后还需要对各个框架材料部位实现固定，难以快速对模型箱实现快速拼接固定，这就导致模型箱在试验使用时，更加费时费力，试验效率较低，为此需要用于岩土模型振动试验的模型箱。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供用于岩土模型振动试验的模型箱。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于岩土模型振动试验的模型箱，包括振动平台，所述振动平台的上表面固定连接有振动轴，所述振动轴的顶端固定安装有主箱板，所述振动轴的外壁设有联动机构；所述联动机构包括固定安装在振动轴外壁的支撑环，且所述支撑环的外壁一侧固定连接有滑框，所述滑框的内壁转动连接有螺杆，且所述滑框的一端部固定安装有减速电机，所述减速电机用于驱动螺杆旋转；所述螺杆的外壁螺纹连接有套接块，且所述套接块的顶端固定安装有联动框，所述联动框的内壁滑动连接有限位滑柱，所述限位滑柱的顶端固定安装有转盘，所述振动轴和支撑环均与转盘之间转动连接；所述转盘的外壁设有同步对接机构；所述振动平台的内部安装有内外同步锁紧机构。

3、优选地，所述套接块的外壁与滑框内壁之间滑动连接，且所述套接块的外壁和滑框的内壁均设为光滑面，所述滑框和套接块均由不锈钢材质制成。所述减速电机的输出端与螺杆之间固定连接，且所述联动框的内壁和限位滑柱的外壁均设为光滑面。所述振动平台的外壁固定安装有控制器，且所述振动平台的两侧均固定安装有振动电机，所述振动电机用于振动平台振动；所述振动平台的底端固定安装有两组振动弹簧，每个所述振动弹簧的底端均固定连接有支撑架，所述支撑架的底端固定安装有支撑腿，且所述支撑腿的竖截面形状为凹形。

4、本技术方案中，减速电机驱动螺杆旋转，螺杆在滑框内部转动，套接块携带联动框右移，限位滑柱围绕转盘圆心点顺时针旋转，振动平台支撑振动轴，增加主箱板的稳定性，振动轴支撑着支撑环，增加滑框稳定性。转盘能够携带多个转框同步进行顺时针旋转。

5、优选地，所述同步对接机构包括固定安装在转盘外壁的多个转框；

6、每个所述转框的内壁均滑动连接有限位柱，所述限位柱的底端固定连接有联动条，所述联动条的一端部固定安装有铰接套块，且所述铰接套块的内壁滑动连接有导向柱，所述导向柱的一端部固定安装有滑动框，且所述铰接套块与滑动框之间滑动连接，所述滑动框与支撑环之间固定连接；所述铰接套块的内壁一侧固定连接有连接轴，且所述连接轴的外壁转动连接有套接杆，所述套接杆的内壁且远离连接轴位置处转动连接有铰接杆，所述铰接杆的一端部固定连接有铰接块，且所述铰接块的顶端固定安装有侧箱板；所述侧箱板的两侧均固定连接有铰接轴，每个所述铰接轴的外壁均转动连接有套接轴块，所述套接轴块与主箱板之间固定连接。多个所述转框呈圆环等距分布排列设置，所述转框的内壁和限位柱的外壁均为光滑面，所述铰接杆的圆心点高于连接轴的圆心点，且所述铰接杆和连接轴的竖截面均为圆形。多个所述侧箱板呈圆环等距分布排列设置，多个所述侧箱板均与振动平台之间铰接。

7、本技术方案中，多个转框分别带动多个向振动轴的圆心点靠近，联动条带动铰接套块向振动轴的圆心点靠近。铰接套块沿着滑动框的内壁滑动，连接轴带动套接杆的底端向振动轴的圆心点靠近，铰接杆带动铰接块上移，侧箱板带动铰接轴旋转。多个侧箱板都能够旋转成竖直状态，多个侧箱板能够对主箱板的外壁四个面实现竖向同步对接。

8、优选地，所述内外同步锁紧机构包括固定安装在振动平台内部的导向框；所述导向框的内壁转动连接有联动螺杆，且所述联动螺杆的外壁螺纹连接有两个连接套块，所述导向框的一端部固定安装有传动电机，所述传动电机用于驱动联动螺杆旋转；每个所述连接套块的内壁一侧均固定连接有支撑轴，所述支撑轴的外壁转动连接有套接推杆，所述套接推杆的内壁且远离支撑轴位置处转动连接有推轴，且所述推轴的一端部固定安装有凹形块；所述凹形块的顶端固定连接有连接块，且所述连接块的顶端固定连接有连接条，所述连接条的顶端固定安装有连接杆，且所述连接杆的底端固定连接有内限位框，所述内限位框与振动平台之间滑动连接；所述凹形块的一侧固定连接有外限位框，且所述外限位框的内壁滑动连接有两个滑轴，每个所述滑轴的底端均固定安装有支撑块，所述支撑块与导向框之间固定连接，所述推轴的圆心点高于支撑轴的圆心点，且所述套接推杆与凹形块之间转动连接。

9、本技术方案中，控制器启动传动电机，传动电机驱动联动螺杆在导向框内壁转动，其中一个连接套块右移，另外一个连接套块左移，支撑轴带动套接推杆底端向右移动，推轴带动凹形块上移，外限位框沿着滑轴的外壁上滑，导向框对支撑块提供支撑力，从而外限位框沿着多个侧箱板的外壁贴合挤压上移，外限位框能够对多个侧箱板的外壁实现矩形限位锁紧。连接块带动连接条上移，连接杆带动内限位框上移，内限位框沿着多个侧箱板的内壁贴合上移，内限位框能够对多个侧箱板的内壁实现矩形限位锁紧。

10、本发明的技术效果和优点：

11、1、本发明通过联动机构，减速电机驱动螺杆旋转，螺杆在滑框内部转动，套接块携带联动框右移，联动框带动限位滑柱移动，转盘在振动轴外壁转动，振动轴支撑着支撑环，支撑环支撑滑框，转盘能够携带多个转框同步进行顺时针旋转，能够对多个侧箱板提供同步对接动力源，实现同步高效拼接，快速成型为试验模型箱，模型箱在试验使用时，更加省时省力，试验效率大幅度提高。

12、2、本发明通过同步对接机构，多个转框分别带动多个向振动轴的圆心点靠近，限位柱带动联动条向振动轴的圆心点靠近，铰接套块沿着导向柱的外壁滑动，铰接套块带动连接轴向振动轴的圆心点靠近，套接杆的顶端带动铰接杆上移。铰接杆带动铰接块上移，侧箱板带动铰接轴旋转，多个侧箱板能够对主箱板的外壁四个面，实现竖向同步对接，无需一个个板材进行拼接，即可快速成型为试验模型箱，快速进行岩土模型振动试验。

13、3、本发明采用内外同步锁紧机构，传动电机驱动联动螺杆在导向框内壁转动，联动螺杆携带两个连接套块在螺纹传动力的作用下相互靠近，连接套块带动支撑轴右移，支撑轴带动套接推杆底端向右移动，凹形块带动外限位框上移，外限位框沿着滑轴的外壁上滑，外限位框沿着多个侧箱板的外壁贴合挤压上移，外限位框能够对多个侧箱板的外壁实现矩形限位锁紧，凹形块带动连接块上移，内限位框能够对多个侧箱板的内壁实现矩形限位锁紧，对多个侧箱板的外壁以及内壁实现同步锁紧，从而能够快速实现对接后完成锁紧操作，快速成型试验模型箱，快速进行岩土模型振动试验。

14、依据上述多个作用的相互影响，首先转盘能够携带多个转框同步进行顺时针旋转，其次多个侧箱板能够对主箱板的外壁四个面，实现竖向同步对接，再对多个侧箱板的外壁以及内壁实现同步锁紧。综上能够对多个侧箱板提供同步对接动力源，实现同步高效拼接，快速成型为试验模型箱，模型箱在试验使用时，无需一块块拼接安装，这样使用起来更加省时省力，岩土模型振动试验效率大幅度提高。

技术特征：

1.用于岩土模型振动试验的模型箱，包括振动平台（1），其特征在于：所述振动平台（1）的上表面固定连接有振动轴（2），所述振动轴（2）的顶端固定安装有主箱板（3），所述振动轴（2）的外壁设有联动机构；

2.根据权利要求1所述的用于岩土模型振动试验的模型箱，其特征在于：所述套接块（7）的外壁与滑框（5）内壁之间滑动连接，且所述套接块（7）的外壁和滑框（5）的内壁均设为光滑面，所述滑框（5）和套接块（7）均由不锈钢材质制成。

3.根据权利要求1所述的用于岩土模型振动试验的模型箱，其特征在于：所述减速电机（8）的输出端与螺杆（6）之间固定连接，且所述联动框（9）的内壁和限位滑柱（10）的外壁均设为光滑面。

4.根据权利要求1所述的用于岩土模型振动试验的模型箱，其特征在于：所述振动平台（1）的外壁固定安装有控制器（13），且所述振动平台（1）的两侧均固定安装有振动电机（14），所述振动电机（14）用于振动平台（1）振动；

5.根据权利要求1所述的用于岩土模型振动试验的模型箱，其特征在于：所述同步对接机构包括固定安装在转盘（11）外壁的多个转框（17）；

6.根据权利要求5所述的用于岩土模型振动试验的模型箱，其特征在于：多个所述转框（17）呈圆环等距分布排列设置，所述转框（17）的内壁和限位柱（18）的外壁均为光滑面。

7.根据权利要求5所述的用于岩土模型振动试验的模型箱，其特征在于：所述铰接杆（29）的圆心点高于连接轴（28）的圆心点，且所述铰接杆（29）和连接轴（28）的竖截面均为圆形。

8.根据权利要求5所述的用于岩土模型振动试验的模型箱，其特征在于：多个所述侧箱板（25）呈圆环等距分布排列设置，多个所述侧箱板（25）均与振动平台（1）之间铰接。

9.根据权利要求1所述的用于岩土模型振动试验的模型箱，其特征在于：所述内外同步锁紧机构包括固定安装在振动平台（1）内部的导向框（30）；

10.根据权利要求9所述的用于岩土模型振动试验的模型箱，其特征在于：所述推轴（36）的圆心点高于支撑轴（34）的圆心点，且所述套接推杆（35）与凹形块（37）之间转动连接。

技术总结
本发明公开了用于岩土模型振动试验的模型箱，具体涉及模型试验技术领域，包括振动平台、振动轴、主箱板、支撑环、滑框、螺杆、减速电机、套接块、联动框，联动框的内壁滑动连接有限位滑柱，限位滑柱的顶端固定安装有转盘，振动轴和支撑环均与转盘之间转动连接；其中，转盘的外壁设有同步对接机构；并且振动平台的内部安装有内外同步锁紧机构。本发明通过联动机构，减速电机驱动螺杆旋转，套接块携带联动框右移，转盘在振动轴外壁转动，转盘能够携带多个转框同步进行顺时针旋转，对多个侧箱板提供同步对接动力源，快速成型为试验模型箱，模型箱在试验使用时，更加省时省力，试验效率大幅度提高。

技术研发人员：倪定宇,卢声亮,高世虎,丁斌
受保护的技术使用者：温州职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5