用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开的用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置，涉及构造地质学研究领域，包括实验平台和控制机构，所述实验平台上设有支撑运动机构，所述支撑运动机构上设置有推拉机构，所述推拉机构下方设置有剪切机构，所述剪切机构转动安装于所述实验平台上；所述控制机构分别与所述支撑运动机构、剪切机构和推拉机构电连接，所述控制机构用于调控所述支撑运动机构，并驱动所述剪切机构和所述推拉机构移动，模拟构造挤压、拉张、剪切、压扭以及拉扭等过程。本发明专利技术能够实现挤压、拉张变形与剪切变形之间的全角度叠合，模拟多角度、多期次压扭、拉扭等构造变形过程。

【技术实现步骤摘要】
用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置
本专利技术涉及涉及构造地质学研究领域领域，特别是涉及用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置。
技术介绍
构造物理模拟实验是研究及验证构造变形机制及演化过程的重要技术手段。基于相似性准则，构造物理模拟实验得以在室内短时间条件下模拟大尺度、长时间的地质构造变形过程。近年来，构造物理模拟实验在地球科学研究、能源矿产勘探开发以及地质灾害预警防治等方面得到了广泛应用，在科研及生产辅助方面取得了显著成效。常见的基本构造类型主要为挤压构造、拉分构造和剪切构造，但在实际情况下，构造变形多具有时空叠加性，地质体在经历多种变形机制时间及空间上的叠加后，形成现今的构造形态。在以往的单次构造物理模拟实验中，变形机制较为单一，无法完成多种变形机制的叠加模拟，难以满足复杂叠合构造的研究需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现挤压、拉张变形与剪切变形之间的全角度叠合，模拟多角度、多期次压扭、拉扭等构造变形过程。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置，包括实验平台和控制机构，所述实验平台上设有支撑运动机构，所述支撑运动机构上设置有推拉机构，所述推拉机构下方设置有剪切机构，所述剪切机构转动安装于所述实验平台上；所述控制机构分别与所述支撑运动机构、剪切机构和推拉机构电连接，所述控制机构用于调控所述支撑运动机构，并驱动所述剪切机构和所述推拉机构移动，模拟构造挤压、拉张、剪切、压扭以及拉扭等过程。可选的，所述实验平台包括横截面为矩形结构的设备底板，所述设备底板上固定安装有环形结构的齿条。可选的，所述支撑运动机构包括第一液压杆支架、第一液压杆、第二液压杆支架、第二液压杆、第三液压杆、旋转升降液压杆和固定挡板支架；两个所述第一液压杆支架对称设置于所述设备底板相对的两端上，所述第一液压杆支架上安装有水平设置的所述第一液压杆；所述第二液压杆支架对称设置于所述设备底板相对的另两端上，所述第二液压杆支架上连接有水平设置的所述第二液压杆，位于同一侧的两个所述第二液压杆之间连接有固定挡板支架，所述固定挡板支架内安装有竖直设置的固定挡板；四个所述第三液压杆对称设置于所述设备底板底部，用于支撑并调节所述设备底板的倾斜角度；所述旋转升降液压杆设置于所述设备底板上，且所述旋转升降液压杆位于所述齿条所在虚拟圆的圆心位置处；所述旋转液压升降杆与所述剪切机构连接。可选的，所述剪切机构包括旋转平台、钢轴、滚筒、电机、皮带、齿轮组和齿轮盒；所述旋转平台与所述旋转升降液压杆连接；所述旋转平台两端对称设有多个钢轴支架，所述钢轴支架顶部开设有凹槽，位于所述旋转平台两端且对称的两个所述凹槽内架设有一个所述钢轴；所述钢轴上穿设有所述滚筒；所述皮带闭合缠绕于所述滚筒上；所述滚筒两端分别连接有所述齿轮组，所述齿轮组设置于所述齿轮盒内；所述齿轮组的竖直投影位于所述齿条投影所在虚拟圆的外侧，且与所述齿条投影所在虚拟圆不相交；所述旋转平台底部安装有与所述滚筒轴线方向平行的电机滑轨，所述电机滑轨上滑动设置有电机，所述电机位于所述齿轮组和所述齿条之间，且所述电机能够通过齿轮与所述齿轮组或所述齿条啮合传动。可选的，所述齿轮组包括第一齿轮、第一齿轮传动轴、第二齿轮、第二齿轮传动轴、第三齿轮、第四齿轮和第五齿轮；所述齿轮盒内设有多个钢轴悬挂架，所述钢轴两端悬挂于所述钢轴悬挂架上，所述齿轮盒内设有与所述钢轴悬挂架垂直的第一齿轮传动轴悬挂架，所述第一齿轮传动轴悬挂架上设有第一齿轮传动轴固定孔，所述第一齿轮传动轴固定孔内安装有所述第一齿轮传动轴，所述第一齿轮传动轴与所述滚筒的轴线水平垂直设置；所述旋转平台两端设有第二齿轮传动轴固定孔，所述第二齿轮传动轴固定孔内穿设有竖直设置的所述第二齿轮传动轴；所述第一齿轮传动轴上穿设有多个所述第一齿轮，其中一个所述第一齿轮啮合有第二齿轮，所述第二齿轮穿设于所述第二齿轮传动轴上端，所述滚筒两端连接有第三齿轮，所述第三齿轮嵌套于所述钢轴上，且所述第三齿轮分别啮合有一个所述第一齿轮；所述第一齿轮传动轴下端穿设有所述第四齿轮；所述电机的传动轴上安装有所述第五齿轮，所述第五齿轮能够与所述第四齿轮或所述齿条啮合传动。可选的，每个所述钢轴上均穿设有两个结构相同的所述滚筒，所述滚筒在多个所述钢轴上并列设置为两排，每排所述滚筒上均分别缠绕有一条闭合的所述皮带，相邻两条所述皮带之间嵌套有防漏条；所述齿轮组分别与每排所述滚筒的外端连接。可选的，所述推拉机构包括活动挡板和固定挡板；所述活动挡板与所述第一液压杆连接；所述固定挡板与所述固定挡板支架连接，所述固定挡板支架为矩形框结构，所述固定挡板嵌套于所述固定挡板支架内，所述固定挡板支架的两条竖直侧边分别与所述第二液压杆连接，且位于同一端的两个所述第二液压杆能够带动与其相连的所述固定挡板支架水平移动；所述活动挡板与所述固定挡板垂直设置。可选的，所述控制机构包括控制终端，所述控制终端电连接有信号传输装置；所述控制终端通过所述信号传输装置分别与所述第一液压杆、第二液压杆、第三液压杆、旋转升降液压杆和电机电连接。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术提供的用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置，通过所述控制机构调控所述支撑运动机构，驱动所述剪切机构和所述推拉机构沿特定方向移动，模拟构造挤压、拉张、剪切、压扭以及拉扭等过程，实现了全角度的剪切与推拉叠合变形过程模拟。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置实施例一的结构示意图；图2为本专利技术用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置中实验平台加装旋转升降液压杆与第三液压杆的结构示意图；图3为本专利技术用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置中旋转平台的结构示意图；图4为本专利技术用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置中剪切机构去除皮带、齿轮盒与防漏条的俯视图；图5为本专利技术用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置齿轮盒部分剖开的主视图；图6为本专利技术用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置的侧视图；图7为本专利技术用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置中剪切机构与推拉机构呈45°夹角的俯视图；其中，1为实验平台、11为设备底板、12为齿条、2为支撑运动机构、21为第一液压杆支架、22为第一液压杆、23为第二液压杆支架、24为第四液压杆、25为第三液压杆、26为旋转升降液压杆、27为固定挡板支架、3为剪切机构、31为旋转平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置，其特征在于：包括实验平台和控制机构，所述实验平台上设有支撑运动机构，所述支撑运动机构上设置有推拉机构，所述推拉机构下方设置有剪切机构，所述剪切机构转动安装于所述实验平台上；所述控制机构分别与所述支撑运动机构、剪切机构和推拉机构电连接，所述控制机构用于调控所述支撑运动机构，并驱动所述剪切机构和所述推拉机构移动，模拟构造挤压、拉张、剪切、压扭以及拉扭等过程。/n

【技术特征摘要】
1.用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置，其特征在于：包括实验平台和控制机构，所述实验平台上设有支撑运动机构，所述支撑运动机构上设置有推拉机构，所述推拉机构下方设置有剪切机构，所述剪切机构转动安装于所述实验平台上；所述控制机构分别与所述支撑运动机构、剪切机构和推拉机构电连接，所述控制机构用于调控所述支撑运动机构，并驱动所述剪切机构和所述推拉机构移动，模拟构造挤压、拉张、剪切、压扭以及拉扭等过程。


2.根据权利要求1所述的用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置，其特征在于：所述实验平台包括横截面为矩形结构的设备底板，所述设备底板上固定安装有环形结构的齿条。


3.根据权利要求2所述的用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置，其特征在于：所述支撑运动机构包括第一液压杆支架、第一液压杆、第二液压杆支架、第二液压杆、第三液压杆、旋转升降液压杆和固定挡板支架；两个所述第一液压杆支架对称设置于所述设备底板相对的两端上，所述第一液压杆支架上安装有水平设置的所述第一液压杆；所述第二液压杆支架对称设置于所述设备底板相对的另两端上，所述第二液压杆支架上连接有水平设置的所述第二液压杆，位于同一侧的两个所述第二液压杆之间连接有固定挡板支架，所述固定挡板支架内安装有竖直设置的固定挡板；四个所述第三液压杆对称设置于所述设备底板底部，用于支撑并调节所述设备底板的倾斜角度；所述旋转升降液压杆设置于所述设备底板上，且所述旋转升降液压杆位于所述齿条所在虚拟圆的圆心位置处；所述旋转液压升降杆与所述剪切机构连接。


4.根据权利要求3所述的用于压拉与剪切全角度叠合变形的构造物理模拟实验装置，其特征在于：所述剪切机构包括旋转平台、钢轴、滚筒、电机、皮带、齿轮组和齿轮盒；所述旋转平台与所述旋转升降液压杆连接；所述旋转平台两端对称设有多个钢轴支架，所述钢轴支架顶部开设有凹槽，位于所述旋转平台两端且对称的两个所述凹槽内架设有一个所述钢轴；所述钢轴上穿设有所述滚筒；所述皮带闭合缠绕于所述滚筒上；所述滚筒两端分别连接有所述齿轮组，所述齿轮组设置于所述齿轮盒内；所述齿轮组的竖直投影位于所述齿条投影所在虚拟圆的外侧，且与所述齿条投影所在虚拟圆不相交；所述旋转平台底部安装有与所述滚筒轴线方向平行的电机滑轨，所述电机滑轨上滑动设置有电机，所述电机位于所述齿轮组和所述齿条之间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高凤琳，王成锡，李景朝，连键，丁克永，郑啸，孙克峰，王斌，吴楚，梁婉娟，
申请(专利权)人：中国地质调查局发展研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11