本实用新型专利技术公开了一种升降台式潮汐模拟装置，包括盛装有海水的模拟箱和升降台；所述升降台包括固定于所述模拟箱上方的基座、设置于所述模拟箱内腔中用于承载混凝土样本的承托机构、以及两端分别连接基座与承托机构的伸缩机构；所述伸缩机构通过伸缩运动带动承托机构浸入海水或脱离海水。该模拟装置舍弃通过管道注入/排出海水控制模拟箱内液面高低变化的方式，避免了管道长时间受到海水浸泡而锈蚀的问题。同时解决了由于管道流量上限不足，使液面变动缓慢，无法模拟风浪环境下液面快速上下浮动效果的问题，能够更为逼真还原海洋环境，减少该种控制变量检测方法中的变量，使检测结果更为精准。果更为精准。果更为精准。
【技术实现步骤摘要】
一种升降台式潮汐模拟装置
[0001]本技术属于混凝土测试
，尤其涉及一种升降台式潮汐模拟装置。
技术介绍
[0002]目前，干湿循环实验是模拟海洋潮汐区混凝土氯离子扩散的主要手段。现有技术的海水模拟检测设备中，通过调节模拟箱注入水量与排出水量的比例，实现控制模拟箱中液面高度的上升或下降，以模仿混凝土样本浸没于海水中，并随海面涨潮、退潮过程发生的腐蚀性变化。但上述方案通过管道及阀门配合进行流量控制，注入/排出模拟箱的液体为海水或人工海水，会使管道、阀门及水泵均受到严重的侵蚀，降低管道、阀门及水泵的使用寿命，在高频率的实验中设备损耗极大。
[0003]并且，在通过管道注入/排出海水时，受管道流量限制，模拟箱内的液面上升/下降的变化速率偏低，无法模拟海浪瞬间淹没混凝土样本又快速消退的效果。使得模拟箱中混凝土样本受检测环境与实际环境不符，造成检测信息误差较大的问题。
技术实现思路
[0004]本技术的目的在于，在模拟箱中注入足够量的实验用海水后，无需高频率使用管道、阀门及水泵进行海水注入/排出改变液面高度来模拟潮汐效果，避免管道和阀门被海水侵蚀。通过升降台结构抬升/沉降混凝土样本改变混凝土样本浸入海水中的深度，以模拟潮汐环境对混凝土样本的浸泡效果，从而检测混凝土样本受侵蚀的数据。升降台结构的抬升/沉降速度可调，能够完美模拟风浪环境下混凝土样本被瞬间淹没或露出水面的效果，模拟效果更接近实际环境。
[0005]本技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种升降台式潮汐模拟装置，包括盛装有海水的模拟箱和升降台；所述升降台包括固定于所述模拟箱上方的基座、设置于所述模拟箱内腔中用于承载混凝土样本的承托机构、以及两端分别连接基座与承托机构的伸缩机构；所述伸缩机构通过伸缩运动带动承托机构浸入海水或脱离海水。
[0007]通过上述方案，本技术至少得到以下技术效果：
[0008]模拟箱中预先存储海水，将待测的混凝土样本固定于承托机构中，承托机构在伸缩机构的带动下进行升降运动，使混凝土样本抬升脱离海水或沉降浸入海水中。通过伸缩机构的伸缩量控制混凝土样本浸入海水中的深度，以模拟潮汐环境下，涨潮、退潮对混凝土建筑的浸泡效果。通过控制伸缩机构的伸长或收缩的速度，来控制海水淹没混凝土样本的速度或混凝土样本脱离海水的速度，以模拟伴随有风浪时，海浪产生的液面快速上下浮动对混凝土产生的浸泡冲刷效果。
[0009]该模拟装置舍弃通过管道注入/排出海水控制模拟箱内液面高低变化的方式，避免了管道长时间受到海水浸泡而锈蚀的问题。同时解决了由于管道流量上限不足，使液面变动缓慢，无法模拟风浪环境下液面快速上下浮动效果的问题，能够更为逼真还原海洋环
境，减少该种控制变量检测方法中的变量，使检测结果更为精准。
[0010]优选的，所述伸缩机构包括安装于基座上的导轨、齿轮组件、以及滑动组件；所述齿轮组件包括安装于基座上的伺服电机和设置于伺服电机输出端的主齿轮；所述滑动组件包括与所述导轨滑动连接的滑竿和固定于所述滑竿表面且沿滑竿长度方向设置的齿条；所述主齿轮与齿条啮合连接，用于带动滑竿沿导轨滑动；所述滑竿的底端与承托机构连接。
[0011]导轨用于作为滑竿的支撑结构并限定滑竿的滑动方向，使滑竿在主齿轮的带动下沿导轨往复滑动，实现带动承托机构抬升或沉降的效果。
[0012]伺服电机提供主齿轮转动所需的动力源，且伺服电机的为双向交流电机，可正向转动或反向转动，带动主齿轮瞬时准转动或逆时针转动。
[0013]由于主齿轮与滑竿上的齿条啮合配合，伺服电机驱动主齿轮顺时针转动，滑竿沿导轨向上方运动，承托机构抬升；伺服电机驱动主齿轮逆时针转动，滑竿沿导轨向下方运动，承托机构沉降。或，伺服电机驱动主齿轮顺时针转动时，滑竿沿导轨向下方运动，承托机构沉降；伺服电机驱动主齿轮逆时针转动时，滑竿沿导轨向上方运动，承托机构抬升。或，当伺服电机停止运行时，主齿轮与齿条啮合起到限制滑竿移动的效果，将承托机构浸入海水中的深度固定。
[0014]优选的，所述齿轮组件还包括副齿轮；所述副齿轮轴接于基座且所述副齿轮与所述齿条啮合。
[0015]滑动组件用于带动承托机构上升或下降，承托机构上还放置有混凝土样本，使得滑动组件的载荷较大，仅通过主齿轮与滑竿的齿条相互啮合承担抬升/沉降所需的载荷量，会造成主齿轮与齿条之间严重挤压磨损，甚至发生变形或断齿。因此在主齿轮的基础上，增加副齿轮分担主齿轮的负载量。
[0016]优选的，所述主齿轮为齿数残缺的不完全齿轮；所述主齿轮的轮齿与齿条的凸齿啮合并与副齿轮脱离接触，用以推动滑竿上升/下降；所述主齿轮的轮齿与副齿轮的轮齿啮合并与齿条脱离接触，用以推动滑竿下降/上升。
[0017]所述主齿轮与副齿轮配合构成不完全齿轮机构，用以间歇性控制滑动组件的运动轨迹。主齿轮的轮齿不同时与齿条的凸齿和副齿轮的轮齿啮合，避免卡齿故障。
[0018]伺服电机保持单向转动，主齿轮的轮齿与齿条的凸齿啮合推动与齿条连接的滑竿沿导轨向上或向下单向滑动，滑竿带动承托机构上升或下降；此时主齿轮与副齿轮之间仅存在副齿轮的轮齿，主齿轮的齿根圆周表面光滑不与副齿轮接触；副齿轮在齿条运动的带动下从动转动。
[0019]伺服电机继续保持单向转动不变，主齿轮的轮齿与副齿轮的轮齿相互啮合推动副齿轮转动，副齿轮的作用等同于惰性齿轮，将主动齿轮输出的转动方向逆转反向并传输至齿条，使与齿条连接的滑竿沿导轨向下或向上单向滑动，滑竿带动承托机构下降或上升；此时主齿轮与齿条之间仅存在齿条的凸齿，主齿轮的齿根圆周表面光滑不与齿条接触。
[0020]综上所述，主齿轮转动一周实现一个承托机构升降的循环，仅需启动伺服电机或关闭伺服电机控制该装置的启动或停止，模拟潮汐的过程可全自动实现。
[0021]优选的，所述齿轮组件还包括安装于基座上的离合器；所述副齿轮轴毂连接于离合器的齿轮轴；所述离合器用于调节副齿轮的位置，使副齿轮与主齿轮啮合或与主齿轮脱离接触。
[0022]主齿轮与副齿轮有三种相对位置关系：
[0023]第一种关系为副齿轮与主齿轮不接触，则副齿轮作为滑竿的另一支撑点，通过两点固定一条直线的原理，主齿轮和副齿轮作为限定滑竿滑动方向的两个滚动支撑点存在。
[0024]第二种关系为副齿轮与主齿轮啮合且二者均与齿条啮合，由于啮合后副齿轮的转动方向与主齿轮的转动方向相反，二者施加于齿条上的作用力相互抵消，滑竿无法移动，实现定位效果。
[0025]第三种关系为副齿轮作为主齿轮与齿条之间的连接媒介，主齿轮、副齿轮和齿条依次啮合，副齿轮作为惰性齿轮用于改变主齿轮传递至齿条上的运行方向，实现不改变电机运转方向的情况下，通过副齿轮实现滑竿的反向运动效果。
[0026]本方案中的离合器为齿轮离合器；用于调节副齿轮的位置，以实现改变主动齿轮、副齿轮及齿条三者之间的配合关系。齿轮离合器的种类繁多，基本结构均包括有用于安装齿轮的齿轮轴和用于调节位置的齿轮组结构本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种升降台式潮汐模拟装置，其特征在于，包括盛装有海水的模拟箱和升降台；所述升降台包括固定于所述模拟箱上方的基座、设置于所述模拟箱内腔中用于承载混凝土样本的承托机构、以及两端分别连接基座与承托机构的伸缩机构；所述伸缩机构通过伸缩运动带动承托机构浸入海水或脱离海水。2.根据权利要求1所述升降台式潮汐模拟装置，其特征在于，所述伸缩机构包括安装于基座上的导轨、齿轮组件、以及滑动组件；所述齿轮组件包括安装于基座上的伺服电机和设置于伺服电机输出端的主齿轮；所述滑动组件包括与所述导轨滑动连接的滑竿和固定于所述滑竿表面且沿滑竿长度方向设置的齿条；所述主齿轮与齿条啮合连接，用于带动滑竿沿导轨滑动；所述滑竿的底端与承托机构连接。3.根据权利要求2所述升降台式潮汐模拟装置，其特征在于，所述齿轮组件还包括副齿轮；所述副齿轮轴接于基座且所述副齿轮与所述齿条啮合。4.根据权利要求3所述升降台式潮汐模拟装置，其特征在于，所述主齿轮为齿数残缺的不完全齿轮；所述主齿轮的轮齿与齿条的凸齿啮合并与副齿轮脱离接触，用以推动滑竿上升/下降；所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵家琦，丁平祥，范志宏，熊建波，
申请(专利权)人：中交四航工程研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。