专利名称：构造变形模拟中规则几何图案的刻画装置的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及一种地质实验模拟装置，特别是涉及一种构造变形模拟中规则几何图案的刻画装置。
二、技术背景在地质构造变形模拟实验过程中，精确测量实验对象各个部位的变形方式和变形量大小是整个模拟实验中的一项关键性技术。在此原则上采用在实验对象表面刻划一定规则的几何图案，在实验对象表面构成一系列的变形单元，然后观察和测量实验前后，各个变形单元的图案形状变化，从而确定不同部位单元体的变形方式，进而通过测量图案形状的变化量获得各个变形单元的有限应变量大小。但是在现有技术中，一般采用手工划线的方式。这种手工划线方式不能保证刻划出规则统一的几何图案，容易影响有限应变的测量精度，其结果只能满足于一般的定性描述，难以达到精确定量分析有限应变量大小的要求。
三
发明内容
1、发明目的本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种由计算机控制的刻划出规则统一的几何图案的自动化装置，从而实现有限应变的精确测量和定量分析。
该装置由伺服电机驱动，在计算机控制下使用专门的画线系统，通过X-Y坐标两个方向的移动，在实验对象上刻画所需图案，以便测量实验对象中变形单元的有限应变大小。
2、技术方案为实现上述目的，本实用新型所述的构造变形模拟中规则几何图案的刻画装置，包括用于安装砂斗的砂斗架，砂斗架固定在试验箱的基座上，在砂斗架上设有X方向运行机构，X方向运行机构通过驱动机构作左右往复运动，砂斗通过该X方向运行机构与砂斗架连接，在X方向运行机构上设有在水平面上与之垂直的Y方向运行机构，Y方向运行机构通过驱动机构作前后往复运动，在Y方向运行机构上设有在实验材料表面形成所需图案的墨斗，在墨斗上设有出墨头，该出墨头通过软管与微量泵连接。微量泵可调节控制墨斗出墨量大小。上述驱动机构可采用现有的驱动机构予以实现，如由带有轨道的水平行走机构、伺服电机和减速器组成的驱动机构。
本实用新型的工作原理为了更好的观察实验对象变化的情况，需要在材料表面画出一定的图案。这就需要该装置能有一个二维(X-Y)方向协调运动的机构。但又不能使机构过于庞大，因而利用地质构造变形模拟实验仪材料添加装置中的直线行走机构(直线单元1)作为一个基本单元(X方向)，在此基础上再加装另一个(Y)方向的直线行走机构(直线单元2)。由计算机统一控制。工作时，X-Y方向的直线行走机构在程序的控制下，作两维方向的协调运动，出墨架上的出墨头作协调运动，出墨头在微量泵的控制下注出一定量的颜料，喷洒在实验材料表面，形成所需图案。根据情况出墨量的大小可自行调节。只到获得满意的效果。其中计算机控制技术可采用常规的技术予以实现。
3、有益效果与现有技术相比，本实用新型的优点在于能够保证刻划出的几何图案规则统一，满足对有限应变量大小的精确测量和达到定量分析的要求。同时该装置结构简单，操作方便。
四
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的控制原理图。
五具体实施方式
如图所示，利用地质构造变形模拟实验仪材料添加装置砂斗1中的直线行走机构5(直线单元1)作为一个基本单元(X方向)，在此基础上再加装另一个(Y)方向的直线行走机构6(直线单元2)。其中砂斗1固定在X方向运行机构5上，X方向运行机构5安装在砂斗架2上，而砂斗架2固定在实验箱3的基座上。在Y方向运行机构6上设有墨斗7，在墨斗7上设有出墨软头9，该出墨头9通过软管10与微量泵8连接，使出墨头9受控于微量泵8。本实用新型中的驱动机构由带有轨道的水平行走机构5和6、伺服电机12和减速器13组成。运行机构的基本参数分别为直线行走机构5(直线单元1)有效行程1800mm，移动速度在0.0001mm/s～191.92mm/s可调。直线行走机构6(直线单元2)有效行程800mm、载荷平台的移动速度在0.0001mm/s～84.97mm/s可调。工作时X-Y方向的直线行走机构由计算机控制伺服电机，在程序的控制下，出墨头9作协调运动，而出墨头9在微量泵8的控制下注出一定量的颜料，喷洒在实验材料表面，形成所需图案。根据情况出墨量的大小可通过调节微量泵8来确定。
控制部分由两块美国产的Baldor运动控制卡控制，每块卡可独立地控制四个单元的运动，可做直线和圆弧等多种插补运动，可模拟电子齿轮，电子凸轮。用VisualBasic，Visual C++等语言，可调用运动控制卡上的高级Mint语言功能。在专门编写的程序下可方便的控制每个方向的运动状态，程序可在Windows98/Windows2000/WindowsNT/Windows XP下运行，界面友好，使用方便。控制原理图见图2，包括伺服电机、运动控制工控电脑、显示设备、键盘、存储设备和输入设备，利用上述设备并采用常规技术即能实现上述控制技术。
权利要求1.一种构造变形模拟中规则几何图案的刻画装置，其特征在于该装置包括用于安装砂斗(1)的砂斗架(2)，砂斗架(2)固定在试验箱(3)的基座(4)上，在砂斗架(2)上设有X方向运行机构(5)，X方向运行机构(5)通过驱动机构作左右往复运动，砂斗(1)通过该X方向运行机构(5)与砂斗架(2)连接，在X方向运行机构(5)上设有与之垂直的Y方向运行机构(6)，Y方向运行机构(6)通过驱动机构作前后往复运动，在Y方向运行机构(6)上设有在实验材料表面形成所需图案的墨斗(7)，该墨斗(7)由微量泵(8)控制。
2.根据权利要求1所述的构造变形模拟中规则几何图案的刻画装置，其特征在于在墨斗(7)上设有出墨头(9)，该出墨头(9)通过软管(10)与微量泵(8)连接。
3.根据权利要求1所述的构造变形模拟中规则几何图案的刻画装置，其特征在于驱动机构由带有X方向运行机构(5)和Y方向运行机构(6)、伺服电机(12)和减速器(13)组成。
专利摘要本实用新型公开了一种构造变形模拟中规则几何图案的刻画装置，包括用于安装砂斗的砂斗架，砂斗架固定在试验箱的基座上，在砂斗架上设有X方向运行机构，X方向运行机构通过驱动机构作左右往复运动，砂斗通过该X方向运行机构与砂斗架连接，在X方向运行机构上设有与之垂直的Y方向运行机构，Y方向运行机构通过驱动机构作前后往复运动，在Y方向运行机构上设有在实验材料表面形成所需图案的墨斗，该墨斗由微量泵控制。与现有技术相比，本实用新型的优点在于能够保证刻划出的几何图案规则统一，满足对有限应变量大小的精确测量和达到定量分析的要求。同时该装置结构简单，操作方便。
文档编号B41J3/00GK2871237SQ20052013981
公开日2007年2月21日 申请日期2005年12月15日 优先权日2005年12月15日
发明者吴晓俊, 贾东, 解国爱, 刘正, 朱文斌, 张庆龙, 卢华复, 舒良树, 张岳桥, 杨振宇 申请人:南京大学