一种高速落石碰撞碎裂室内试验装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111458098A(43)申请公布日2020.07.28(21)申请号202010472295.8(22)申请日2020.05.29(71)申请人河南理工大学地址454003河南省焦作市世纪路2001号(72)发明人王庭辉姬中民陈志坚(74)专利代理机构郑州金派特知识产权代理事务所(普通合伙)41167代理人周文谦(51)Int.Cl.G01M7/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种高速落石碰撞碎裂室内试验装置(57)摘要本发明公开了一种高速落石碰撞碎裂室内试验装置，包括落石加速抛射系统、自动控制系统和坡角调节系统，落石加速抛射系统包括转盘、落石放置箱、配重箱、支撑架、转轴、轴承、电刷、皮带、驱动电机组成，自动控制系统由电磁阀开关机构、红外光源发射器、立柱、光敏传感器、制动器、PLC控制系统和拉伸弹簧组成；坡角调节系统由坡面板和坡面板安置架组成；该装置设计新颖，结构简单，适于不同形状、尺寸的落石碰撞碎裂试验，而且对落石释放速度可进行全自动精准控制，实现了小空间范围内落石的可调高速入射碰撞碎裂测试，充分模拟实际落石碰撞碎裂过程。CN111458098ACN111458098A权利要求书1/1页1.一种高速落石碰撞碎裂室内试验装置，包括落石加速抛射系统、自动控制系统和坡角调节系统，所述自动控制系统向所述落石加速抛射系统传递转盘启停、转速增减信号以及落石放置箱开启指令，实现对落石释放位置和落石抛射速度的精确控制，所述坡角调节系统用于调节坡面的角度，从而实现落石以不同的碰撞角入射；其特征在于：所述落石加速抛射系统包括转盘、落石放置箱、配重箱、支撑架、转轴、轴承、电刷、皮带、驱动电机，落石放置箱和配重箱对称固定在转盘上，转轴穿过转盘中心并与转盘固定连接，轴承固定在支撑架的顶端，转盘通过转轴与支撑架顶端的轴承滚动连接，驱动电机固定设置在支撑架右侧的地面上，电刷套在转轴的一端，转轴的另一端通过皮带与驱动电机的输出轴连接；所述自动控制系统包括电磁阀开关机构、红外光源发射器、立柱、光敏传感器、制动器、PLC控制系统和拉伸弹簧，所述电磁阀开关机构由压缩弹簧、活动插销和电磁阀组成，电磁阀固定在转盘上并位于落石放置箱下方，电磁阀与落石放置箱之间的转盘上开设有滑槽，活动插销卡接在滑槽内；压缩弹簧下端固定在转盘上，上端和活动插销相连，立柱设置在转盘左侧，制动器设置在与转盘底部相邻的支撑架上并与PLC控制系统电连接，红外光源发射器设置在立柱上端且其光路正对转盘外边缘，光敏传感器设置在转盘边缘且分别与电磁阀、电刷电连接；所述坡角调节系统固定设置在支撑架左下侧，包括坡面板和坡面板安置架，坡面板安置架由基座、支撑板和千斤顶组成，支撑板底端垂直固定有挡板，千斤顶固定设置在基座的一端，基座的另一端与支撑板通过销轴连接，支撑板远离销轴的一端的底部设置有限位槽，千斤顶的顶部卡在所述限位槽内。2.根据权利要求1所述的高速落石碰撞碎裂室内试验装置，其特征在于：落石释放箱由六块板组成，左侧板分别与上侧板、下侧板通过合页连接，且左侧板具有一延长端，延长端的尾部与上侧板之间通过施加预拉力的拉伸弹簧连接，下侧板接近转盘中心的一端开设有与活动插销相配合的插孔。3.根据权利要求1所述的高速落石碰撞碎裂室内试验装置，其特征在于：配重箱用于放置配重块，使配重箱与落石释放箱质量相同从而保证转盘在转动过程的稳定性。4.根据权利要求1所述的高速落石碰撞碎裂室内试验装置，其特征在于：转盘由两块相同的圆形钢板通过螺栓以一定间距平行固定而成。5.根据权利要求1所述的高速落石碰撞碎裂室内试验装置，其特征在于：支撑架主体由四根型钢组成，并通过角铁焊接固定。6.根据权利要求1所述的高速落石碰撞碎裂室内试验装置，其特征在于：所述落石放置箱和配重箱材质为铝合金。7.根据权利要求1-6任一所述的高速落石碰撞碎裂室内试验装置，其特征在于：所述落石放置箱和配重箱内分别设有用于固定落石和配重块的轻质塑料。8.根据权利要求7所述的高速落石碰撞碎裂室内试验装置，其特征在于：所述轻质塑料为泡沫塑料。2CN111458098A说明书1/4页一种高速落石碰撞碎裂室内试验装置技术领域[0001]本发明涉及一种高速落石碰撞碎裂室内试验装置，属于落石灾害预测与防治领域。背景技术[0002]落石是世界范围内高山峡谷地区频发的一种地质灾害，具有快速、突发和随机性等特点，破坏力巨大，严重危害周边基础设施、人员和财产安全。近年来，我国基础建设进展迅速，受此影响而带来的落石灾害也频见发生。其已成为继滑坡、泥石流灾害之后的又一重大山地地质灾害，如何防治落石灾害已经成为我国目前亟待解决的问题。[0003]防治落石灾害首先要弄清落石的