一种便携式土工合成材料综合实验仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种便携式土工合成材料综合实验仪，包括了垂直加压装置、剪切盒、驱动装置、数据采集装置、拉伸剥离实验装置和可折叠支架的试验仪，位移传感装置，其中，所述垂直加压装置通过螺栓固定于试验仪支架，剪切盒下部设有固定于支座上带滚珠的可滑动滑槽，使剪切盒能够在长度方向自由的滑动，驱动装置通过螺栓和铁杆固定于试验仪的一端，数据采集装置通过支架固定于试验仪支架的另一端，拉伸剥离实验装置通过T形滑轨和支座固定于试验仪支架上部，可折叠支架通过安装金属折页可以方便的进行折叠。该实验仪可以完成土的直剪实验和土工合成材料的拉伸、摩擦、剥离、拉拔实验，提高实验是效率和实验结果的一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式土工合成材料综合实验仪
本技术涉及一种便携式土工合成材料综合实验仪。
技术介绍
土木工程领域中，土工实验一直是土体材料获取物理力学性能指标基本方式，土工合成材料一些实验指标也直接关系到其能否用于工程中，一般的土工和土工合成材料的实验都在实验室内进行，不同的实验需要利用不同的实验装置，像是土的直剪实验，土工合成材料的摩擦、拉拔、剥离、和拉伸实验都需要用到不同的实验仪器，这些仪器往往生产于不同的厂商，不仅在实验精确度和实验结果的一致性上有较大的差别还会付出较大的维护成本和实验空间，土工实验所用实验仪器规格较高，因此其价格也是十分高昂，想要进行一系列的实验无论对于生产单位还是教学单位都是负担较大的。一些传统的实验仪，实验中用的是一些误差较大的实验设备，实验过程需要手工进行，数据也是人工读取，这样实验的准确性就更不能保证。这样土工领域就需要一种自动化综合性的实验装置来满足现如今的实验需求。
技术实现思路
本技术为了解决上述问题，提出了一种便携式综合了土的直剪，土工合成材料的拉拔摩擦、直剪摩擦、拉伸和剥离多个实验的试验仪，该实验仪功能齐全，采用自动化的实验过程和数据采集设备，简化了实验的步骤提高了实验的准确性和一致性，试验仪器占地空间小能够适应不同地点的实验环境。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种便携式土工合成材料综合实验仪，包括垂直加压装置、剪切盒、驱动装置、数据采集装置、位移量测装置、剥离拉伸装置、支架；所述的剪切盒包括从上到下依次设置的上盖、上盒和下盒，且上盒和下盒之间在长度方向能自由滑动；下盒安装在滑轨上，能沿着导轨在长度方向上自由滑动；滑轨固定在支架上；在上盖的上方设有垂直加压装置对剪切盒设置竖直的压力；所述的驱动装置与所述的下盒相连，驱动下盒与上盒的相对运动；所述的剥离拉伸装置，包括可拆卸拉伸剥离实验支座、T形滑槽支座和T形滑轨；所述的T形滑轨设置在所述支架的水平面上，所述的T形滑槽支座安装在T形滑轨内，可以沿着T形滑轨滑动，在所述的拉伸剥离实验支座和所述的T形滑槽支座上各安装有一个V形槽平行夹具；两个V形槽平行夹具分别夹持土工合成材料的不同层；所述的T形滑槽支座通过绳索与卷扬装置连接，实现其沿着T形滑轨的滑动；所述的位移量测装置安装在所述的支架上，用于测量不同实验的不同数据；所述的数据采集装置采集垂直加压装置的压力以及上盒和下盒的相对位移。进一步的，所述的T形滑轨与T形滑槽支座之间安装有滚珠，使其之间的相对滑动变成了相对滚动。进一步的，所述的垂直加压装置包括伺服加压装置，所述的伺服加压装置安装在一个水平座上，所述的水平座的两端设有两个上下均设有螺纹的螺杆，所述的两个螺杆顶部螺纹与水平座配合，底部螺纹与固定座配合，在所述的水平座和固定座的上下均安装有螺母，对其位置进行固定。进一步的，所述的伺服加压装置驱动一个传力杆，所述的传力杆对剪切盒实施垂直向下的力；且所述的伺服加压装置还与一个压力表相连，用于对其压力进行显示。进一步的，所述的传力杆与设置在所述上盖顶部的加压定位槽接触。进一步的，所述驱动装置包括电机、变速箱和推拉装置，所述的电机能正反两个方向旋转，与所述的变速箱相连；所述的变速箱能够根据实验要求为推拉装置设定不同转速和推拉速度，推拉装置可以为实验提供稳定的位移。进一步的，所述的支架为可折叠支架，通过在支架安装金属折页可以方便的将支架进行折叠，节省空间，方便携带。进一步的，所述位移量测装置包括固定于支架上的数显式位移传感器，能够实时的显示位移值，并将数据提供给相关装置。进一步的，所述的推拉装置还能通过手摇轮驱动其前进或者后退，且所述的卷扬装置安装在手摇轮的旋转轴上。进一步的，所述数据采集装置包括设置在带有显示屏幕和控制按钮的，可以显示、控制和记录实验时位移、应力。进一步的，在所述剪切盒的上盒、下盒上固定有固定销，将上盒固定插销插入缺口中，这样上盒支座的倒钩便可挂住插销，固定其位置；将下盒固定插销插入缺口，剪切盒下盒一端抵住下盒插销便可固定其位置。本技术的工作原理为：土的直剪实验，土工合成材料的拉伸实验、直剪摩擦、拉拔摩擦和剥离实验所用到的驱动装置是相同的，其原直剪试验中用到的驱动装置，通过改装夹具和固定剪切盒的位置可用于土工合成材料的拉拔、摩擦实验，在电机一侧转轴上安装小型卷扬装置可以为土工合成材料的拉伸、剥离实验提供动力，这样一个驱动装置就可以用在五个不同的实验中。直剪实验中用到的压力计、位移计和夹具同样可以通过相应的改装利用于其他的实验中其数据的显示和采集通过数据采集装置进行，能够提高实验数据的密度和准确性。五个不同的实验通过简单的实验设备改装替换便可以在同一个实验仪器上完成，不仅会大大节约实验资源还能提高实验的精确度和实验结果的一致性。本技术的有益效果为：(1)采用数据采集装置，能够将实验数据实时的显示和收集整理，大大提高了实验的效率和准确性；(2)实验仪所有的部件都是可拆卸并且通用的，能够利用到不同的实验中，提高了实验设备部的利用率；(3)设计了剪切盒固定插销，能够在方便的拆卸剪切盒的基础上根据实验要求固定剪切盒的位置。(4)在驱动装置的转轴上安装小型卷扬装置，可以为拉伸剥离实验提供稳定足够的位移。(5)设计了特殊的土工合成材料拉伸、剥离实验装置所用的导轨，能够提高拉伸和剥离实验的稳定性流畅性；(6)去掉了传统的杠杆加压装置，采用伺服加压装置，既能减小试验仪的体积又能提高实验压力的稳定性。(7)本试验仪设计体积小，支架安装金属折页，拆掉螺栓后可将支架折叠方便搬动，适合不同地点的实验。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实验仪的整体结构示意图；图2为图1中垂直加压设备结构示意图；图3为图1中剪切盒结构示意图；图4为图1中驱动装置结构示意图；图5为图1中数据采集装置示意图；图6为拉伸剥离装置示意图；图7为土的直剪和土工合成材料摩擦实验组装示意图；图8为土工合成材料拉拔实验组装示意图；图9为图土工合成材料拉伸、剥离实验组装示意图；图10为图7中T形滑轨的截面示意图；图11为底部可折叠支架示意图。其中，1-1垂直加压装置，1-2剪切盒，1-3驱动装置，1-4数据采集装置，1-5位移传感器，1-6V形槽平行夹具，1-7试验仪支架，1-8垂直加压装置固定支座，1-9剪切盒固定插销，2-1伺服加压装置，2-2压力表，2-3传力杆，2-4加压框架，2-5固定螺栓，3-1剪切盒盖，3-2剪切盒上盒，3-3剪切盒下盒，3-4加压定位槽，3-5上盒支座，3-6下盒支座，3-7带有滚珠的V形滑轨，4-1变速电机，4-2电机电源开关，4-3电源指示灯，4-4变速齿轮箱，4-5推拉装置，4-6手摇轮，4-7应力传感器，4-8电机固定支架，4-9小型卷扬装置，5-1工作指示灯，5-2数据显示屏幕，5-3控制按钮，5-4数据采集仪主体，6-1可拆卸拉伸剥离实验支座，6-2土工合成材料，6-3T形滑槽支座，6-4T形滑轨，6-5绳索本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式土工合成材料综合实验仪，其特征是：包括垂直加压装置、剪切盒、驱动装置、数据采集装置、位移量测装置、剥离拉伸装置、支架;所述的剪切盒包括从上到下依次设置的上盖、上盒和下盒，且上盒和下盒之间在长度方向能自由滑动；下盒安装在滑轨上，能沿着导轨在长度方向上自由滑动；滑轨固定在支架上；在上盖的上方设有垂直加压装置对剪切盒设置竖直的压力；所述的驱动装置与所述的下盒相连，驱动下盒与上盒的相对运动；所述的剥离拉伸装置，包括可拆卸拉伸剥离实验支座、T形滑槽支座和T形滑轨；所述的T形滑轨设置在所述支架的水平面上，所述的T形滑槽支座安装在T形滑轨内，可以沿着T形滑轨滑动，在所述的拉伸剥离实验支座和所述的T形滑槽支座上各安装有一个V形槽平行夹具；两个V形槽平行夹具分别夹持土工合成材料的不同层；所述的 T形滑槽支座通过绳索与卷扬装置连接，实现其沿着T形滑轨的滑动；所述的位移量测装置安装在所述的支架上，用于测量不同实验的不同数据；所述的数据采集装置采集垂直加压装置的压力以及上盒和下盒的相对位移。

【技术特征摘要】
1.一种便携式土工合成材料综合实验仪，其特征是：包括垂直加压装置、剪切盒、驱动装置、数据采集装置、位移量测装置、剥离拉伸装置、支架;所述的剪切盒包括从上到下依次设置的上盖、上盒和下盒，且上盒和下盒之间在长度方向能自由滑动；下盒安装在滑轨上，能沿着导轨在长度方向上自由滑动；滑轨固定在支架上；在上盖的上方设有垂直加压装置对剪切盒设置竖直的压力；所述的驱动装置与所述的下盒相连，驱动下盒与上盒的相对运动；所述的剥离拉伸装置，包括可拆卸拉伸剥离实验支座、T形滑槽支座和T形滑轨；所述的T形滑轨设置在所述支架的水平面上，所述的T形滑槽支座安装在T形滑轨内，可以沿着T形滑轨滑动，在所述的拉伸剥离实验支座和所述的T形滑槽支座上各安装有一个V形槽平行夹具；两个V形槽平行夹具分别夹持土工合成材料的不同层；所述的T形滑槽支座通过绳索与卷扬装置连接，实现其沿着T形滑轨的滑动；所述的位移量测装置安装在所述的支架上，用于测量不同实验的不同数据；所述的数据采集装置采集垂直加压装置的压力以及上盒和下盒的相对位移。2.如权利要求1所述的便携式土工合成材料综合实验仪，其特征是：所述的T形滑轨与T形滑槽支座之间安装有滚珠，使其之间的相对滑动变成了相对滚动。3.如权利要求1所述的便携式土工合成材料综合实验仪，其特征是：所述的垂直加压装置包括伺服加压装置，所述的伺服加压装置安装在一个水平座上，所述的水平座的两端设有两个上下均设有螺纹的螺杆，所述的两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔伟，孙超群，高尚，穆乃敏，张乾青，高培成，郑晓，吕高航，毛耀辉，吴士乾，陈旭，李华銮，李沅铱，赵学涛，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：新型
国别省市：山东,37