[实用新型]地壳变形模拟装置及系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及地学研究领域，更具体地，涉及一种地壳变形模拟装置和一种地壳变形模拟系统。

背景技术

地壳变形模拟装置是用于模拟地球表层因地质形变对河流发育演变(包括河型、平面形态、纵横剖面、边界物质组成及泥沙运动等)影响的装置。现有的地壳变形模拟装置在模拟地壳构造变形的形式和速率方面有很大程度的失真，其通常只能模拟比较单一的地壳上升/沉降、掀斜或断块升降。特别地，现有地壳变形模拟装置在模拟穹窿上升及坳陷沉降时，实际上呈现的是方塔状上升或方形漏斗沉降，而无法模拟圆形穹窿或椭圆穹窿的上升以及圆形坳陷或椭圆坳陷沉降，尤其是无法模拟穹窿中心与周边的非匀速上升以及坳陷中心与周边的非匀速的沉降，此处的非匀速指在变化过程中其速度是变化的。

实用新型内容

本实用新型提出了一种可更为准确地模拟地壳变形的地壳变形模拟装置。

根据本实用新型的一方面，提出了一种地壳变形模拟装置，该装置包括：基座；多个柔性片，所述柔性片是不透水的，并且所述柔性片的数量大于等于6；连接带，连接相邻的所述柔性片并密封相邻的所述柔性片间的间隙，所述连接带是柔性的并且是不透水的；与所述多个柔性片对应的多个板，每个所述板固定在对应的所述柔性片的下表面上；连杆，每个所述板由多个连杆支撑，所述多个连杆的第一端分别连接至对应的板的下表面，所述多个连杆的第二端分别连接至所述基座，每个所述连杆都是独立可伸缩的。

在所述多个柔性片处于同一平面的状态下，所述多个柔性片可以呈矩形阵列排布，所述矩形阵列的行和列可以都包含至少两个柔性片。

所述板可以是矩形的，每个所述板可以由4个连杆支撑，所述4个连杆的第一端可以分别连接至所述板的下表面上四个角的部位。

所述连杆的第一端可以通过3自由度球形铰链固定至所述板的下表面。

所述连杆的第二端可以通过2自由度虎克铰链固定至所述基座。

每个所述连杆可以包括丝杠传动单元、限位控制器和速度控制器，所述限位控制器可以限定所述丝杠传动单元中的螺母的移动范围，所述速度控制器可以控制所述丝杠传动单元中的螺杆的转动速度。

所述板可以是钢板。

所述柔性片的数量可以为6、8、9、10或12。

根据本实用新型的另一方面，提出了一种地壳变形模拟系统，所述系统包括驱动器和如上所述的地壳变形模拟装置，所述驱动器驱动所述地壳变形模拟装置的各个连杆独立地伸长或缩短，并且，在运动过程中，支撑同一个板的多个连杆的第一端处于同一平面。

在所述驱动器的驱动下，所述地壳变形模拟装置中的所述多个柔性片可以呈现下列形态中的至少一种：

圆形穹窿上升，其中圆形穹窿的中心与周边可以匀速或非匀速上升；

椭圆穹窿上升，其中椭圆穹窿的中心可以与周边匀速或非匀速上升；

圆形坳陷沉降，其中圆形坳陷的中心与周边可以匀速或非匀速沉降；

椭圆坳陷沉降，其中椭圆坳陷的中心与周边可以匀速或非匀速沉降。

本实用新型的各方面通过分别控制不少于6个彼此耦合的板，可更为准确地模拟地壳变形和运动，例如圆形穹窿或椭圆穹窿的上升以及圆形坳陷或椭圆坳陷的沉降，以便于研究地壳的变形和运动对流域、河道以及河口演变等影响，还可研究河型多角度成因及机理等。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同或相似的部件。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的地壳变形模拟装置的示意图。

图2示出了图1所示的实施例中连接带的局部放大示意图。

图3示出了图1所示的实施例中单个板及其连杆的示意图。

图4示出了图1所示的实施例中板与连杆间的连接的局部放大示意图。

图5示出了对根据本实用新型的一个具体示例性实施例的地壳变形模拟装置中的板进行编号的示意图。

图6(a)至图6(d)示出了当模拟“纵向圆形穹窿隆起”时图5所示的板在多个剖面的示意图。

图7(a)至图7(e)示出了当模拟“纵向椭圆穹窿隆起”时图5所示的板在多个剖面的示意图。

具体实施方式