[发明专利]一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置

说明书

本发明涉及一种用于模型试验的采、排、支、监一体自动化装置，其特征在于，运动导轨装置、多功能集成装置体的底座、多功能集成装置体的滑动导轨、钻削模块、排屑模块、支护模块、监测模块、旋转体、控制装置；采用安装于模型力学试验装置上的运动导轨装置，通过自动控制，电机驱动，使得与水平滑块固连的多功能集成装置体，可在模型平面内任意移动，且精确定位，实现按照既定规划路径，任意位置，任意形状，任意工序作业，拓展了模型试验适用范围。

技术领域

本发明涉及一种模型试验采挖装置，具体的说是涉及到一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置。

背景技术

模型试验广泛应用于岩土、水利、交通、采矿等领域，可在地质勘探基础上，针对关键地质剖面，按照相似原理，砌筑或铺设相似材料模型，对其施加应力和位移边界条件，模拟地应力环境，进一步根据实际工程进度和相似比例，在预定位置采挖，模拟实际工况，同步观测变形、应力、裂隙发育、破坏带等，最终对岩体工程的稳定性进行评价。

稳定性评价准确与否，取决于多种因素，如相似材料的设定配比与实际配比、各分层的密实度、模型的风干程度、采挖的准确性等。相似比越大，以上因素带来的累计误差越大。就采挖而言，当相似比取100 时，模型上1mm的采挖误差，相当于原型中100mm的采挖量出入，相似比取200时，累计的误差会更大，因此导致的应力位移分布误差会更大，稳定性评价依据也偏差更大。

传统模型试验中，模拟工程采掘，多采用螺丝刀(或类似条状工具)人工采挖，每次采挖量取决于实验人员的专注力，在采挖的精度方面难以持续保证，清理积屑时也会对采挖面二次损伤，进而也使得通过模型试验进行稳定性评价的准确性不足。另一方面，除采挖之外，采区支护和监测也是模型试验的重要环节，当前，也多采用人工方式，在一致性、时效性和准确性方面存在缺陷。

发明内容

本发明的目的是寻求制造一种结构紧凑，结合自动控制技术，能定量采挖、及时排屑，临时支护、实时监测，大幅改善模型试验现存问题的一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种用于模型试验的采、排、监、护自动一体化装置，其特征在于，包括运动导轨装置、多功能集成装置的底座、多功能集成装置的滑动导轨、钻削模块、排屑模块、支护模块、监测模块、旋转体、控制装置；所述运动导轨装置通过固定螺栓杆与模型力学试验装置固定连接；所述多功能集成装置的底座通过螺栓Ⅰ与所述运动导轨装置上的水平滑块固定连接，电机Ⅲ和电机Ⅳ通过螺栓Ⅱ配合分别固定在所述多功能集成装置的底座内，所述电机Ⅳ与所述旋转体通过键固定连接，所述电机Ⅲ与圆柱齿轮通过花键固定连接，所述圆柱齿轮与齿条相互啮合，所述齿条固设于所述多功能集成装置的导轨的下部；所述多功能集成装置的导轨安装在所述多功能集成装置底座上方的导轨槽中；所述钻削模块、所述排屑模块、所述支护模块和所述监测模块通过燕尾导轨分别与所述旋转体中的燕尾槽依次按顺序滑动配合连接，所述钻削模块、所述排屑模块、所述支护模块和所述监测模块分别通过电磁滑块Ⅰ、电磁滑块Ⅱ、电磁滑块Ⅲ和电磁滑块Ⅳ与所述多功能集成装置的滑动导轨的一端相互固定连接；所述控制装置固设于所述运动导轨装置的侧边上。