【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于实验装置，涉及模拟岩石圈变形的实验装置及实验方法。
技术介绍
1、岩石圈是地球上部相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈层，为地震高波速带。岩石圈变形是地球动力学过程的重要表现之一，通过研究岩石圈的变形特征，可以更深入的了解地球内部的应力分布、板块运动的动力学机制以及地球内部物质的循环过程。同时，岩石圈的变形过程中往往伴随着矿产资源的形成和富集，通过研究岩石圈的变形特征，可以揭示矿产资源的分布规律和富集机制，为资源勘探和开发提供重要线索。
2、模拟岩石圈变形是通过特定的实验装置和方法，来模拟和研究地球岩石圈在各种应力、温度等条件下的变形行为，这种模拟有助于我们更深入地理解地球内部的结构、运动规律以及相关的地质现象。
3、在模拟岩石圈变形的实验中，通常会使用与岩石圈材料相似的实验样品，并按照实际地质结构进行层次和顺序的放置，通过施加不同的应力等条件，观察并记录实验样品的变形情况，这些变形情况可以通过高速摄像机等设备进行实时监测和记录，然而，目前市场上现有的模拟岩石圈变形的实验装置往往只能进行单次模拟，这无疑增加了实验的难度和复杂性，当需要进行下一次模拟时，研究人员不得不先清空实验样品，再重新放入新的实验样品，这一繁琐的过程不仅耗时耗力，而且严重影响了实验的效率，不利于实验工作的顺利进行，此外，频繁的样品更换还可能引入人为误差，对实验结果的准确性造成一定的干扰。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是提供模拟岩石圈变形的实验装置，解决了现有实验装置只能进
2、本专利技术的另一个目的是提供模拟岩石圈变形的实验方法。
3、本专利技术所采用的第一个技术方案是，模拟岩石圈变形的实验装置，包括安装箱，安装箱内部设置有第一圆台，第一圆台底部设置有第一电机，第一圆台套设在第一电机的输出轴端部，与第一电机的输出轴通过键连接，第一圆台顶面固定有多个周向分布的实验箱，实验箱一侧为限位板，相对的另一侧为滑板，另外两侧中一侧为固定板，一侧为透明板，透明板外侧安装有高速摄像机，滑板外侧连接有推板机构，实验箱底部设置有旋转定位机构，第一圆台底部安装有第一气缸和调位机构，调位机构包括与第一气缸输出端固定连接的第一安装板，第一电机固定在第一安装板顶面中部，第一安装板顶面四周开设有圆形的第一滑槽，第一圆台底面四周固定有多个第一滑腿，第一滑腿底端端部嵌入在第一滑槽中。
4、推板机构包括支架，支架固定在实验箱底端一侧上，支架内部设置有连接板和丝杆，丝杆与连接板螺纹连接，支架外侧安装有第二电机，第二电机的输出轴与丝杆通过联轴器联结，连接板远离丝杆的一端端面与滑板外侧面固定连接。
5、支架内部设置有两根导向杆，两根导向杆分别位于丝杆相对两侧，导向杆一端固定在支架上，另一端与连接板滑动连接。
6、安装箱内设置有一个旋转定位机构，旋转定位机构包括第二气缸、第二安装板和第二圆台，第二气缸底部固定在安装箱内部底面上，第二安装板与第二气缸的输出端端部固定连接，第二安装板顶面中部固定有第三电机，顶面四周开设有圆形第二滑槽，第二圆台底面固定有多个周向分布的第二滑腿，第二滑腿底端端部嵌入在第二滑槽中，第三电机的输出轴与第二圆台通过键连接，第二圆台顶面中心固定有六角块。
7、每个实验箱底面都设置有安装机构，安装机构包括固定块、第一圆板、第二圆板和驱动轴，固定块、第一圆板和第二圆板中部均开设有可使驱动轴穿过的通孔，固定块、第一圆板和第二圆板依次套设在驱动轴上，第一圆板与驱动轴之间安装有第一轴承，第二圆板与驱动轴之间安装有第二轴承，固定块与驱动轴之间安装有第三轴承，第一圆板与固定块通过螺钉固定连接，固定块固定在第一圆台顶面上，第二圆板远离第一圆板的一端端面与实验箱底面固定连接，驱动轴一端端部与实验箱底面中心固定连接，另一端端面中心开设有与六角块配合的六角凹槽，六角块可嵌入六角凹槽中。
8、第一圆台侧面固定有标记块，标记块与实验箱一一对应，标记块中心与对应实验箱底部驱动轴轴心位于第一圆台同一径向上， 安装箱内部底面上安装红外传感器，红外传感器位于第二气缸与安装箱侧壁之间，红外传感器与标记块上下相对。
9、限位板相对两侧侧面顶端固定有凸出的定位块，固定板和透明板顶部都固定有定位杆，定位块上开设有圆通孔，定位杆穿过圆通孔，与定位块滑动连接。
10、限位板相对两侧侧面固定有滑块，固定板和透明板对应位置开设有滑槽，滑块嵌入在滑槽中。
11、限位板顶部安装有把手。
12、本专利技术所采用的第二个技术方案是，模拟岩石圈变形的实验方法，包括以下步骤：
13、步骤1，将不同比例的岩石圈实验样品放入不同实验箱中；
14、步骤2，启动实验箱底部的旋转定位机构，旋转定位机构带动实验箱旋转，使实验箱中岩石圈实验样品受离心力，同时启动推板机构，推板机构带动滑板撞击岩石圈实验样品，通过高速摄像机连续拍摄，实时监测岩石圈实验样品的变形情况，收集实验数据；
15、步骤3，模拟实验结束，关闭旋转定位机构和推板机构，启动第一气缸，第一气缸带动第一圆台伸出安装箱，将限位板向上抽出，再次启动推板机构，推板机构带动滑板将岩石圈实验样品推出，完成废料收集。
16、本专利技术的有益效果如下：
17、（1）通过在第一圆台上安装多个实验箱，提前向每个实验箱内放置不同比例的岩石圈实验样品来模拟岩石圈变形，通过第一电机带动第一圆台转动，改变实验箱的位置依次进入工作区域内，利用高精度红外传感器能够对标记块进行标记，当标记块移动到红外传感器上方后，第一圆台暂停转动，此时被标记处的实验箱进准停在工作区域内，开始进行模拟岩石圈变形实验工作，因此能够对多个实验箱内的岩石圈实验样品进行测试，不需要清空实验样品重新放入，降低实验难度和复杂性，大大提高了岩石圈变形模拟实验工作的效率，确保岩石圈实验样品实验结果准确，不受到干扰；
18、（2）通过第二气缸带动第二安装板移动，使第二圆台上的六角块插入到驱动轴的六角凹槽内，对进入工作区域内的实验箱进行定位，再利用第二安装板上的第三电机带动六角块转动，使六角块带动驱动轴转动，从而带动实验箱进行转动，产生离心力，模拟地壳运动中的复杂应力状态，在离心力的作用下，岩石圈实验样品受到侧向的挤压力，从而模拟地壳应力对岩石圈的挤压作用，随后，启动推板机构，精准撞击岩石圈实验样品，进一步模拟地壳应力对岩石圈的挤压过程，使得模拟岩石圈变形的实验过程更加高效、准确和可靠，为地质学研究、地震预测以及岩石工程等领域提供了更为有力的实验支持；
19、（3）实验箱内的岩石圈实验样品变形模拟工作结束时，利用第一气缸带动第一圆台伸出安装箱，将限位板抽出实验箱，利用推板机构带动滑板移动，使滑板带动岩石圈试验样品移出实验箱，这种设计不仅提高了实验操作的便捷性，还确保了废料取出工作的顺利进行，为后续的实验工作提供了便利。
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1.模拟岩石圈变形的实验装置，其特征在于，包括安装箱（1），安装箱（1）内部设置有第一圆台（5），第一圆台（5）底部设置有第一电机（62），第一圆台（5）套设在第一电机（62）的输出轴端部，与第一电机（62）的输出轴通过键连接，第一圆台（5）顶面固定有多个周向分布的实验箱（7），实验箱（7）一侧为限位板（13），相对的另一侧为滑板（11），另外两侧中一侧为固定板，一侧为透明板（8），透明板（8）外侧安装有高速摄像机（10），滑板（11）外侧连接有推板机构（12），实验箱（7）底部设置有旋转定位机构（16），第一圆台（5）底部安装有第一气缸（3）和调位机构（6），调位机构（6）包括与第一气缸（3）输出端固定连接的第一安装板（61），第一电机（62）固定在第一安装板（61）顶面中部，第一安装板（61）顶面四周开设有圆形的第一滑槽（65），第一圆台（5）底面四周固定有多个第一滑腿（63），第一滑腿（63）底端端部嵌入在第一滑槽（65）中。
2.根据权利要求1所述的模拟岩石圈变形的实验装置，其特征在于，所述推板机构（12）包括支架（121），支架（121）固定在实验箱（7）底
3.根据权利要求2所述的模拟岩石圈变形的实验装置，其特征在于，所述支架（121）内部设置有两根导向杆（125），两根导向杆（125）分别位于丝杆（122）相对两侧，导向杆（125）一端固定在支架（121）上，另一端与连接板（124）滑动连接。
4.根据权利要求1所述的模拟岩石圈变形的实验装置，其特征在于，所述安装箱（1）内设置有一个旋转定位机构（16），旋转定位机构（16）包括第二气缸（161）、第二安装板（162）和第二圆台（164），第二气缸（161）底部固定在安装箱（1）内部底面上，第二安装板（162）与第二气缸（161）的输出端端部固定连接，第二安装板（162）顶面中部固定有第三电机（163），顶面四周开设有圆形第二滑槽（167），第二圆台（164）底面固定有多个周向分布的第二滑腿（166），第二滑腿（166）底端端部嵌入在第二滑槽（167）中，第三电机（163）的输出轴与第二圆台（164）通过键连接，第二圆台（164）顶面中心固定有六角块（165）。
5.根据权利要求4所述的模拟岩石圈变形的实验装置，其特征在于，每个所述实验箱（7）底面都设置有安装机构（15），安装机构（15）包括固定块（151）、第一圆板（152）、第二圆板（155）和驱动轴（156），固定块（151）、第一圆板（152）和第二圆板（155）中部均开设有可使驱动轴（156）穿过的通孔（1511），固定块（151）、第一圆板（152）和第二圆板（155）依次套设在驱动轴（156）上，第一圆板（152）与驱动轴（156）之间安装有第一轴承，第二圆板（155）与驱动轴（156）之间安装有第二轴承，固定块（151）与驱动轴（156）之间安装有第三轴承，第一圆板（152）与固定块（151）通过螺钉固定连接，固定块（151）固定在第一圆台（5）顶面上，第二圆板（155）远离第一圆板（152）的一端端面与实验箱（7）底面固定连接，驱动轴（156）一端端部与实验箱（7）底面中心固定连接，另一端端面中心开设有与六角块（165）配合的六角凹槽（157），六角块（165）可嵌入六角凹槽（157）中。
6.根据权利要求5所述的模拟岩石圈变形的实验装置，其特征在于，所述第一圆台（5）侧面固定有标记块（18），标记块（18）与实验箱（7）一一对应，标记块（18）中心与对应实验箱（7）底部驱动轴（156）轴心位于第一圆台（5）同一径向上， 安装箱（1）内部底面上安装红外传感器（17），红外传感器（17）位于第二气缸（161）与安装箱（1）侧壁之间，红外传感器（17）与标记块（18）上下相对。
7.根据权利要求1所述的模拟岩石圈变形的实验装置，其特征在于，所述限位板（13）相对两侧侧面顶端固定有凸出的定位块（142），固定板和透明板（8）顶部都固定有定位杆（141），定位块（142）上开设有圆通孔，定位杆（141）穿过圆通孔，与定位块（142）滑动连接。
8.根据权利要求7所述的模拟岩石圈变形的实验装置，其特征在于，所述限位板（13）相对两侧侧面固定有滑块，固定板和透明板（8）对应位置开设有滑槽，滑块嵌入在滑槽中。
9.根据权利要求8...
【技术特征摘要】
1.模拟岩石圈变形的实验装置，其特征在于，包括安装箱（1），安装箱（1）内部设置有第一圆台（5），第一圆台（5）底部设置有第一电机（62），第一圆台（5）套设在第一电机（62）的输出轴端部，与第一电机（62）的输出轴通过键连接，第一圆台（5）顶面固定有多个周向分布的实验箱（7），实验箱（7）一侧为限位板（13），相对的另一侧为滑板（11），另外两侧中一侧为固定板，一侧为透明板（8），透明板（8）外侧安装有高速摄像机（10），滑板（11）外侧连接有推板机构（12），实验箱（7）底部设置有旋转定位机构（16），第一圆台（5）底部安装有第一气缸（3）和调位机构（6），调位机构（6）包括与第一气缸（3）输出端固定连接的第一安装板（61），第一电机（62）固定在第一安装板（61）顶面中部，第一安装板（61）顶面四周开设有圆形的第一滑槽（65），第一圆台（5）底面四周固定有多个第一滑腿（63），第一滑腿（63）底端端部嵌入在第一滑槽（65）中。
2.根据权利要求1所述的模拟岩石圈变形的实验装置，其特征在于，所述推板机构（12）包括支架（121），支架（121）固定在实验箱（7）底端一侧上，支架（121）内部设置有连接板（124）和丝杆（122），丝杆（122）与连接板（124）螺纹连接，支架（121）外侧安装有第二电机（123），第二电机（123）的输出轴与丝杆（122）通过联轴器联结，连接板（124）远离丝杆（122）的一端端面与滑板（11）外侧面固定连接。
3.根据权利要求2所述的模拟岩石圈变形的实验装置，其特征在于，所述支架（121）内部设置有两根导向杆（125），两根导向杆（125）分别位于丝杆（122）相对两侧，导向杆（125）一端固定在支架（121）上，另一端与连接板（124）滑动连接。
4.根据权利要求1所述的模拟岩石圈变形的实验装置，其特征在于，所述安装箱（1）内设置有一个旋转定位机构（16），旋转定位机构（16）包括第二气缸（161）、第二安装板（162）和第二圆台（164），第二气缸（161）底部固定在安装箱（1）内部底面上，第二安装板（162）与第二气缸（161）的输出端端部固定连接，第二安装板（162）顶面中部固定有第三电机（163），顶面四周开设有圆形第二滑槽（167），第二圆台（164）底面固定有多个周向分布的第二滑腿（166），第二滑腿（166）底端端部嵌入在第二滑槽（167）中，第三电机（163）的输出轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玺，张珊珊，刘玲，杨蒙，李康，谢利成，张道亮，祝爱国，曹沛，赵晟，
申请(专利权)人：延长油田股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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