专利名称:一种新型的滚石冲击碰撞试验系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于滚石冲击碰撞破裂的室内试验装置，旨在提供一种新型的滚石冲击碰撞试验系统。本实用新型包括加载架、加载电机、丝杆升降机、测力传感器、弹簧加载套、导向套、弹簧导向杆、弹簧、试件加载头、试件夹具、气缸、试件碰撞板和支架；所述加载电机包括交流电机、联接器；所述丝杆升降机包括蜗轮、蜗杆和丝杆，其中蜗杆与联接器相连接；本实用新型的有益效果是：原理简单、精度高，能适应不同的试验条件，操作简单；通过加载电机、升降机、弹簧和夹具的共同作用，能为试样提供足够的撞击速度，根据弹簧压缩量的不同可以提供不同的撞击速度；调整撞击板的倾斜角度可以提供不同的撞击角度；高速摄像机能够分析岩石撞击破裂特征。
【专利说明】-种新型的滚石冲击碰撞试验系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于滚石冲击碰撞破裂的室内试验装置，具体设及一种新型的滚石冲 击碰撞试验系统。
【背景技术】
[0002] 边坡滚石（Rock化11)是山区常见的一类地质灾害，已造成巨大的经济损失和人 员伤亡。准确预测滚石的飞行轨迹、影响范围和冲击力大小对于滚石灾害的评价和防护设 计极其重要。目前主要采用的现场试验研究，存在花费大、操作困难、影响因素多、结果误差 大、机理不明等问题。而室内试验一般利用重力下落冲击或摆式冲击；重力下落冲击所需空 间大，无法提供较大的冲击速度；摆式冲击操作复杂，设备价格昂贵，且难W控制撞击角度。 针对该些问题，需要研发一种能提供较大冲击速度和任意冲击角度的室内滚石冲击碰撞试 验仪器。 实用新型内容
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种新型的滚石 冲击碰撞试验系统。
[0004] 为解决技术问题，本实用新型的解决方案是：
[0005] 提供一种新型的滚石冲击碰撞试验系统，包括加载架、加载电机、丝杆升降机、测 力传感器、弹黃加载套、导向套、弹黃导向杆、弹黃、试件加载头、试件夹具、气缸、试件碰撞 板和支架；
[0006] 所述加载电机包括交流电机、联接器，所述交流电机的转子与联接器相连接；所述 丝杆升降机包括蜗轮、蜗杆和丝杆，其中蜗杆与联接器相连接；所述弹黃加载套为顶部密封 的无缝钢管，导向套包括圆盘和中空无缝钢管，且圆盘与中空无缝钢管之间螺纹连接，弹黃 导向杆是由无缝钢管和位于底部的T型头连接而成；所述加载电机与丝杆升降机通过联接 器相连，丝杆升降机通过联接器带动丝杆升降机的蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮中屯、 的内螺纹与丝杆的外螺母相互匹配连接，进而带动丝杆上下运动；所述丝杆升降机的丝杆 下端通过测力传感器与弹黃加载套相连接，通过测力传感器控制加载大小，进而控制弹黃 的压缩量；所述丝杆升降机固定安装在加载架顶端，导向套嵌固在加载架顶端的圆孔中； 所述弹黃加载套底端嵌套在导向套与弹黃导向杆之间，所述弹黃导向杆嵌套在弹黃中，且 弹黃延伸到弹黃导向杆底端的T型头，所述弹黃导向杆底端的T型头与试件加载头顶端的 T型头相连；所述试件加载头主体呈圆柱形，其底端设有圆弧钢板，用于与圆柱状试件侧面 紧密接触；所述试件加载头下方设有试件夹具，用于夹持试件；所述气缸活塞杆的一端与 活塞相连，另一端与试件夹具相连；通过气缸进气和排气推动活塞运动，进而推动试件夹具 运动，控制试件夹具的松紧；所述四根支架分别与试件碰撞板较接，且四根支架底端较接固 定在加载架底部，所述试件碰撞板中部底面下设有轴承，通过调节四根支架的角度和有效 长度使得试件碰撞板绕着轴承进行转动W形成不同倾斜角度。
[0007] 本实用新型中，所述加载架的侧面安装有防爆玻璃，避免冲击碰撞碎片对人员和 设备造成损伤。
[000引本实用新型中，所述加载架底部一侧安装有高速摄像机，其另一侧安装有=级阶 梯的工作台阶。
[0009] 本实用新型中，令试件的质量为M，试件夹具到试件碰撞板的距离为H，弹黃的弹 性系数为K，试件下落前的撞击速度为V，测力传感器的示数为F ;
[0010] 其相互之间满足数学关系式：
[0011]
【权利要求】
1. 一种新型的滚石冲击碰撞试验系统，其特征在于，包括加载架、加载电机、丝杆升降 机、测力传感器、弹黃加载套、导向套、弹黃导向杆、弹黃、试件加载头、试件夹具、气缸、试件 碰撞板和支架； 所述加载电机包括交流电机、联接器，所述交流电机的转子与联接器相连接；所述丝杆 升降机包括蜗轮、蜗杆和丝杆，其中蜗杆与联接器相连接；所述弹黃加载套为顶部密封的无 缝钢管，导向套包括圆盘和中空无缝钢管，且圆盘与中空无缝钢管之间螺纹连接，弹黃导向 杆是由无缝钢管和位于底部的T型头连接而成； 所述加载电机与丝杆升降机通过联接器相连，丝杆升降机通过该联接器带动丝杆升降 机的蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮中屯、的内螺纹与丝杆的外螺母相互匹配连接，进而 带动丝杆上下运动；所述丝杆升降机的丝杆下端通过测力传感器与弹黃加载套相连接，通 过测力传感器控制加载大小，进而控制弹黃的压缩量；所述丝杆升降机固定安装在加载架 顶端，导向套嵌固在加载架顶端的圆孔中； 所述弹黃加载套底端嵌套在导向套与弹黃导向杆之间，所述弹黃导向杆嵌套在弹黃 中，且弹黃延伸到弹黃导向杆底端的T型头，所述弹黃导向杆底端的T型头与试件加载头顶 端的T型头相连；所述试件加载头主体呈圆柱形，其底端设有圆弧钢板，用于与圆柱状试件 侧面紧密接触；所述试件加载头下方设有试件夹具，用于夹持试件；所述气缸活塞杆的一 端与活塞相连，另一端与试件夹具相连；通过气缸进气和排气推动活塞运动，进而推动试件 夹具运动，控制试件夹具的松紧；所述四根支架分别与试件碰撞板较接，且四根支架底端较 接固定在加载架底部，所述试件碰撞板中部底面下设有轴承，通过调节四根支架的角度和 有效长度使得试件碰撞板绕着轴承进行转动W形成不同倾斜角度。2. 根据权利要求1中所述的滚石冲击碰撞试验系统，其特征在于，所述加载架的侧面 安装有防爆玻璃。3. 根据权利要求1中所述的滚石冲击碰撞试验系统，其特征在于，所述加载架底部一 侧安装有高速摄像机，其另一侧安装有=级阶梯的工作台阶。
【文档编号】G01M7-08GK204286732SQ201420500278
【发明者】吕庆, 周春锋, 肖志鹏, 范立峰, 赵宇, 沈佳轶, 尚岳全 [申请人]浙江大学