一種室內模擬降雨試驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種室內模擬降雨試驗裝置。巖土工程領域，一直沒有合適的模擬各種降雨條件下微型樁加固膨脹土滑坡試驗的試驗裝置。本實用新型包含有降雨路徑控制系統(tǒng)和供水系統(tǒng)，降雨路徑控制系統(tǒng)包含有主傳動裝置和副傳動裝置；主傳動裝置包含有矩形的固定框，固定框其中一組相對邊框上垂直安裝有絲杠；副傳動裝置包含有固定承載板，固定承載板上安裝有滾珠絲杠，滾珠絲杠的滑臺上設置有降雨噴頭；所述的固定承載板通過滾珠絲杠螺母垂直固定在絲杠的下方；通過計算機預先設定的路徑控制步進電機實現(xiàn)降雨噴頭在XOY平面內沿指定路徑進行移動。本實用新型可模擬各種降雨路徑，調節(jié)降雨強度，降雨均勻，并可完成降雨量、降雨時間的自動在線采集。
【專利說明】一種室內模擬降雨試驗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種巖土工程和機械工程領域的模擬裝置，具體涉及一種室內模擬降雨試驗裝置。
【背景技術】
[0002]膨脹土滑坡帶來的安全及生態(tài)環(huán)境問題已成為當今陜南地區(qū)工程安全中的熱點問題，微型樁護坡是利用微型樁對膨脹土滑坡體進行加固，具有施工簡單、成本低等優(yōu)點。在評價微型樁對膨脹土滑坡體穩(wěn)定性影響的過程中，必須通試驗來獲取相關技術參數(shù)。由于所要加固的滑坡體一般都位于邊遠山區(qū)，很難具備現(xiàn)場試驗條件，這樣導致現(xiàn)場試驗及監(jiān)測過程不僅費用高昂、試驗難度大、試驗周期長，且僅能反應某一特定時間特定降雨工況下微型樁對膨脹土體應力場及位移場的變化過程，并不能反應微型樁在不同降雨工況下對膨脹土影響的動態(tài)變化，無法滿足實際工程的需要，因而在實驗室內進行相似模擬試驗成為必要。目前室內模擬降雨設備噴頭多為固定在某一特定位置，不能根據(jù)試驗需要要求噴頭按一定路徑進行移動，嚴重制約了描述膨脹土滑坡體在不同降雨路徑條件下穩(wěn)定性評價模型的發(fā)展及最優(yōu)微型樁布置方案的準確性。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種適用于室內微型樁加固膨脹土護坡模擬試驗的室內模擬降雨試驗裝置。
[0004]本實用新型所采用的技術方案是:
[0005]一種室內模擬降雨試驗裝置，包含有降雨路徑控制系統(tǒng)和供水系統(tǒng)，其特征在于:
[0006]所述的降雨路徑控制系統(tǒng)包含有主傳動裝置和副傳動裝置；所述的主傳動裝置包含有矩形的固定框，固定框其中一組相對邊框上垂直安裝有絲杠；所述的副傳動裝置包含有固定承載板，固定承載板上安裝有滾珠絲杠，滾珠絲杠的滑臺上設置有降雨噴頭；所述的固定承載板通過滾珠絲杠螺母垂直固定在絲杠的下方；
[0007]所述的供水系統(tǒng)包含有供水槽，通過管道與降雨噴頭連接。
[0008]所述主傳動裝置中矩形的固定框由相對的一組直線光軸和相對的一組有機玻璃板組成；
[0009]絲杠兩端均通過絲杠支撐軸承安裝在有機玻璃板上，其中一端連接在通過主傳動步進電機支座安裝于該側有機玻璃板上的主傳動步進電機上，主傳動步進電機通過控制板接入計算機。
[0010]所述副傳動裝置中，滾珠絲杠的一端通過四號絲杠支撐軸承安裝在固定承載板的邊緣，另一端通過三號絲杠支撐軸承安裝在固定承載板的另一側邊緣；滾珠絲杠穿過三號絲杠支撐軸承與固定在固定支撐板端部的副傳動步進電機支座上的步進電機連接，副傳動步進電機通過控制板接入計算機；[0011]固定承載板上平行于滾珠絲杠兩側均設置有直線光軸。
[0012]所述固定承載板的兩端均通過直線軸承連接到主傳動裝置固定框中相對的一組直線軸承上。
[0013]所述供水系統(tǒng)中的供水槽與降雨噴頭之間設置有穩(wěn)壓水槽，穩(wěn)壓水槽設置的溢流口通過管道與供水槽相連。
[0014]所述的供水槽與穩(wěn)壓水槽中均設置有微型電動隔膜泵；
[0015]穩(wěn)壓水槽中的微型電動隔膜泵與降雨噴頭之間的管路上依次設置有溢流閥、單向閥、調壓閥、壓力表、電磁閥和流量計，穩(wěn)壓水槽中的微型電動隔膜泵設置有電壓表；
[0016]供水槽和穩(wěn)壓水槽中的微型電動隔膜泵、電壓表、電磁閥和流量計均通過控制板接入計算機。
[0017]本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0018]本實用新型結構簡單，設計合理，降雨路徑控制試驗架可以配合計算機按照預先設定的程序控制降雨路徑，設定降雨時間，可以調節(jié)降雨強度，采集水流量數(shù)據(jù)，可以模擬多種降雨路徑條件下微型樁加固膨脹土滑坡試驗，降雨均勻，實現(xiàn)了降雨量的在線采集。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明實驗裝置的俯視示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明實驗裝置的仰視示意圖。
[0021]圖3是本發(fā)明供水裝置的示意圖。
[0022]圖中，1-供水槽，2-穩(wěn)壓水槽，3-控制板，4- 一號直線軸承，5-副傳動步進電機，
6-主傳動步進電機，7- —號直線光軸,8-絲杠,9- 二號直線光軸，10- 一號有機玻璃板，11-固定承載板，12- 二號有機玻璃板，13-滾珠絲杠螺母，14- 二號直線軸承，15-計算機，16- 一號絲杠支撐軸承，17- 二號絲杠支撐軸承，18-滑臺，19-三號直線軸承，20-副傳動步進電機支座，21-主傳動步進電機支座，22-降雨噴頭，23-四號絲杠支撐軸承，24-滾珠絲杠，25-三號直線光軸，26-四號直線光軸，27-供水槽微型電動隔膜泵，28-穩(wěn)壓水槽微型電動隔膜泵，29-單向閥，30-調壓閥，31-壓力表，32-電磁閥，33-流量計，34-溢流口，35-溢流閥，36-電壓表。
【具體實施方式】
[0023]下面結合【具體實施方式】對本實用新型進行詳細的說明。
[0024]本實用新型所涉及的一種室內模擬降雨試驗裝置，包含有降雨路徑控制系統(tǒng)和供水系統(tǒng)。
[0025]降雨路徑控制系統(tǒng)包含有主傳動裝置和副傳動裝置。
[0026]參見圖1，主傳動裝置包含有矩形的固定框，由相對的一組直線軸承和相對的一組有機玻璃板組成，見圖中的一號直線軸承4、二號直線軸承14、一號有機玻璃板10和二號有機玻璃板12,固定框其中一組相對邊框，即一號有機玻璃板10和二號有機玻璃板12之間垂直安裝有絲杠8，絲杠8兩端均通過絲杠支撐軸承(一號絲杠支撐軸承16和二號絲杠支撐軸承17)安裝在有機玻璃板上，其中一端(一號絲杠支撐軸承16 —端)連接在通過主傳動步進電機支座21安裝于該側二號有機玻璃板12上的主傳動步進電機6上，主傳動步進電機6通過控制板3接入計算機I。控制板3為Arduino控制板。
[0027]參見圖2，副傳動裝置包含有固定承載板11，固定承載板11上安裝有滾珠絲杠24，滾珠絲杠24的滑臺18上設置有降雨噴頭22。固定承載板11通過滾珠絲杠螺母13垂直固定在絲杠8的下方。副傳動裝置中，滾珠絲杠24的一端通過三號絲杠支撐軸承23安裝在固定承載板11的邊緣，另一端通過三號直線軸承19安裝在固定承載板11的另一側邊緣。滾珠絲杠24安裝在三號直線軸承19處的端頭連接在通過副傳動步進電機支座20安裝于固定承載板11該側邊緣的副傳動步進電機5上,副傳動步進電機5通過控制板3接入計算機I。固定承載板11上平行于滾珠絲杠24兩側均設置有直線光軸，即三號直線光軸25和四號直線光軸26。參見圖1，固定承載板11的兩端均通過直線軸承連接到主傳動裝置固定框中相對的一組直線軸承上。
[0028]主傳動步進電機6和副傳動步進電機5通過控制板3與計算機15相連,通過計算機15預先設定的降雨路徑控制步進電機實現(xiàn)降雨噴頭22在XOY平面內沿指定路徑進行移動。
[0029]滑臺18與副傳動裝置的連接方式和副傳動裝置與主傳動裝置的連接方式相同，具體參見圖一。
[0030]參見圖3，供水系統(tǒng)包含有供水槽1，通過管道與降雨噴頭22連接。供水系統(tǒng)中的供水槽I與降雨噴頭22之間設置有穩(wěn)壓水槽2，穩(wěn)壓水槽2設置的溢流口 34通過管道與供水槽I相連，穩(wěn)壓水槽溢流口 34高于供水槽1，為降雨提供穩(wěn)定的水壓。供水槽I與穩(wěn)壓水槽2中均設置有微型電動隔膜泵，即供水槽微型電動隔膜泵27和穩(wěn)壓水槽微型電動隔膜泵28。穩(wěn)壓水槽2中的微型電動隔膜泵與降雨噴頭22之間的管路上依次設置有溢流閥35、單向閥29、調壓閥30、壓力表31、電磁閥32和流量計33，穩(wěn)壓水槽2中的微型電動隔膜泵設置有電壓表36。供水槽I中的微型電動隔膜泵、電壓表36、電磁閥32和流量計33均通過控制板3接入計算機15，流量計33采集降雨量和降雨時間，電磁閥32控制降雨的開始與結束，調壓閥30用于人工校正水壓，通過調節(jié)輸入微型電動隔膜泵的電壓調節(jié)水壓，實現(xiàn)不同的降雨強度。
[0031]由于采用了以上技術方案，本實用新型可以配合計算機按照預先設定的程序控制降雨路徑，設定降雨時間，可以調節(jié)降雨強度，采集水流量數(shù)據(jù)，可以模擬多種降雨路徑條件下微型樁加固膨脹土滑坡試驗。
[0032]本實用新型的內容不限于實施例所列舉，本領域普通技術人員通過閱讀本實用新型說明書而對本實用新型技術方案采取的任何等效的變換，均為本實用新型的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種室內模擬降雨試驗裝置，包含有降雨路徑控制系統(tǒng)和供水系統(tǒng)，其特征在于: 所述的降雨路徑控制系統(tǒng)包含有主傳動裝置和副傳動裝置；所述的主傳動裝置包含有矩形的固定框，固定框其中一組相對邊框上垂直安裝有絲杠(8);所述的副傳動裝置包含有固定承載板(11)，固定承載板(11)上安裝有滾珠絲杠(24)，滾珠絲杠(24)的滑臺(18)上設置有降雨噴頭(22);所述的固定承載板(11)通過滾珠絲杠螺母(13)垂直固定在絲杠(8)的下方； 所述的供水系統(tǒng)包含有供水槽(I)，通過管道與降雨噴頭(22 )連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種室內模擬降雨試驗裝置，其特征在于: 所述主傳動裝置中矩形的固定框由相對的一組直線光軸和相對的一組有機玻璃板組成； 絲杠(8 )兩端均通過絲杠支撐軸承安裝在有機玻璃板上，其中一端連接在通過主傳動步進電機支座(21)安裝于該側有機玻璃板上的主傳動步進電機(6)上，主傳動步進電機(6 )通過控制板(3 )接入計算機(I)。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種室內模擬降雨試驗裝置，其特征在于: 所述副傳動裝置中，滾珠絲杠(24)的一端通過四號絲杠支撐軸承(23)安裝在固定承載板(11)的邊緣，另一端通過三號絲杠支撐軸承(19)安裝在固定承載板(11)的另一側邊緣；滾珠絲杠(24)穿過三號絲杠支撐軸承(19)與固定在固定支撐板(11)端部的副傳動步進電機支座(20)上的步進電機(5)連接,副傳動步進電機(5)通過控制板(3)接入計算機(I); 固定承載板(11)上平行于滾珠絲杠(24)兩側均設置有直線光軸。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種室內模擬降雨試驗裝置，其特征在于: 所述固定承載板(11)的兩端均通過直線軸承連接到主傳動裝置固定框中相對的一組直線軸承上。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種室內模擬降雨試驗裝置，其特征在于: 所述供水系統(tǒng)中的供水槽(I)與降雨噴頭(22)之間設置有穩(wěn)壓水槽(2)，穩(wěn)壓水槽(2)設置的溢流口(34)通過管道與供水槽(I)相連。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種室內模擬降雨試驗裝置，其特征在于: 所述的供水槽(I)與穩(wěn)壓水槽(2)中均設置有微型電動隔膜泵； 穩(wěn)壓水槽(2)中的微型電動隔膜泵與降雨噴頭(22)之間的管路上依次設置有溢流閥(35)、單向閥(29)、調壓閥(30)、壓力表(31)、電磁閥(32)和流量計(33)，穩(wěn)壓水槽(2)中的微型電動隔膜泵設置有電壓表(36)； 供水槽(I)和穩(wěn)壓水槽(2)中的微型電動隔膜泵、電壓表(36)、電磁閥(32)和流量計(33)均通過控制板(3)接入計算機(15)。
【文檔編號】G01N33/24GK203432966SQ201320557936
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權日:2013年9月10日
【發(fā)明者】趙敏, 何暉, 徐增偉, 李默涵 申請人:西安工業(yè)大學