專利名稱：電氣伺服巖石三軸試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于礦山、水 利、交通、建筑、地質(zhì)領(lǐng)域進(jìn)行巖土工程中巖石力學(xué)指標(biāo)測(cè)試的電氣伺服巖石三軸試驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)、檢測(cè)部門測(cè)試巖石在三向應(yīng)力狀態(tài)下力學(xué)性能，一般采用液壓加載方式。這種方式存在易污染、成本高、耗能高以及維修不便的缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種電氣伺服巖石三軸試驗(yàn)系統(tǒng)，采用伺服電機(jī)滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行軸向、周圍壓力加載，徹底解決了這一問題。本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)電氣伺服巖石三軸試驗(yàn)系統(tǒng)，包括反力框架、伺服電機(jī)滾珠絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌、 提升機(jī)構(gòu)、壓力室、伺服靜壓增壓裝置、電器控制柜、壓力傳感器、閉環(huán)測(cè)控儀以及PC端，其中，所述反力框架是由底座內(nèi)的下橫梁、上橫梁、移動(dòng)橫梁、四立柱組成的，且有兩根滾珠絲杠通過上、下橫梁內(nèi)軸承座固定，移動(dòng)橫梁可以在滾珠絲杠上進(jìn)行上下移動(dòng)，以便對(duì)壓力室加載，伺服電機(jī)減速通過聯(lián)軸器同一根滾珠絲杠相聯(lián)，通過齒輪齒條帶動(dòng)另一根滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，在主機(jī)的上橫梁上設(shè)置一提升機(jī)構(gòu)，通過提升機(jī)構(gòu)可以將壓力室提到下橫梁正中，壓力室可在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，由底座，外殼、加壓桿組成，底座內(nèi)開有測(cè)試圍壓、孔隙壓的測(cè)量孔，測(cè)量孔通過管道與伺服增壓器相聯(lián)；伺服增壓器由兩個(gè)帶伺服電機(jī)減速機(jī)的增壓腔組成，液體灌入增壓腔中，可以在伺服靜壓增壓器內(nèi)增壓到壓力室內(nèi)，為試件增加周圍壓力和孔隙壓力。測(cè)圍壓、孔隙壓、軸向垂直壓力測(cè)試件變形的傳感器通過電纜線同閉環(huán)測(cè)控儀相聯(lián)，閉環(huán)測(cè)控儀上的各接口通過電纜線與主機(jī)中的PC端串口相聯(lián)。在本實(shí)用新型中，壓力傳感器可以用位移傳感器來代替。在本實(shí)用新型中，所述電機(jī)可以為伺服電機(jī)，也可以為步進(jìn)電機(jī)。在本實(shí)用新型中，測(cè)控部分中的閉環(huán)測(cè)控儀采用DSP技術(shù)或其它單片微機(jī)技術(shù)開發(fā)的，可以接收2只位移、3只壓力傳感器信號(hào)，并可同上位機(jī)聯(lián)機(jī)使用，成功實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。有益效果本實(shí)用新型精度高、穩(wěn)定性好、故障率底、維修方便，且能更加直觀得出相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)。

圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0012]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。參見圖1的電氣伺服巖石三軸試驗(yàn)系統(tǒng)的較佳實(shí)施例，底座1內(nèi)的下橫梁12、上橫梁6、移動(dòng)橫梁10以及四立柱7組成反力框架，兩根滾珠絲杠9通過上、下橫梁內(nèi)軸承座固定， 移動(dòng)橫梁10可以在滾珠絲杠9上、下移動(dòng)，以便對(duì)壓力室4加載，伺服減速電機(jī)13通過聯(lián)軸器同一根滾珠絲杠相聯(lián)，通過齒輪齒條帶帶動(dòng)另一根滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)，主機(jī)上橫梁6有一提升機(jī)構(gòu)5，壓力室4可在導(dǎo)軌2上運(yùn)動(dòng)，通過提升機(jī)構(gòu)5提到下橫梁12正中，壓力室4 由底座11，外殼3、加壓桿8組成，底座內(nèi)開有測(cè)試圍壓、孔隙壓的孔，通過管道與伺服靜壓增壓器14相聯(lián)，伺服靜壓增壓器14由兩個(gè)帶伺服電機(jī)減速機(jī)15的增壓腔組成，液體灌入增壓腔中。液體可以在伺服靜壓增壓器14內(nèi)增壓到壓力室內(nèi)，為試件增加周圍壓力和孔隙壓力；測(cè)圍壓、孔隙壓、軸向垂直壓力測(cè)試件變形的傳感器通過電纜線同閉環(huán)測(cè)控儀16相聯(lián)，閉環(huán)測(cè)控儀16上的各接口通過電纜線與主機(jī)中電器柜、微機(jī)17上的串口相聯(lián)，打印機(jī)同微機(jī)聯(lián)機(jī)以便打印出結(jié)果，控制和數(shù)據(jù)處理軟件安裝在微機(jī)中。在本實(shí)施例中如需使用，將主機(jī)及伺服靜壓增壓器14的電器柜、閉環(huán)測(cè)控儀16 與各壓力、位移、變形傳感器用電纜線相聯(lián)，微機(jī)與打印機(jī)相聯(lián)，并通過電纜線與閉環(huán)測(cè)控儀16聯(lián)好。檢查無誤后，將閉環(huán)測(cè)控儀16、微機(jī)、主機(jī)與伺服靜壓增壓器14電氣部分與電源接通，準(zhǔn)備好試件，放入壓力室中，裝好變形傳感器，利用小吊車吊起壓力室4，并將壓力室 4通過導(dǎo)軌2送到下橫梁12中部定位。伺服靜壓增壓器14通過管路與壓力室4相聯(lián)，將液體介質(zhì)置于伺服靜壓增壓器14 的增壓腔內(nèi)，打開微機(jī)，在主機(jī)17端選擇試驗(yàn)內(nèi)容；正式試驗(yàn)時(shí)，點(diǎn)開始鍵，微機(jī)發(fā)布指令給閉環(huán)測(cè)控儀16，閉環(huán)測(cè)控儀16控制主機(jī)17與伺服靜壓增壓器14，分別給壓力室4中的試件進(jìn)行軸向、周圍施加壓力，壓力、位移、變形傳感器采集到試件所受壓力和變形，送入閉環(huán)測(cè)控儀16，并通過串口傳送給微機(jī)中，由軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并通過打印機(jī)打出圖表。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.電氣伺服巖石三軸試驗(yàn)系統(tǒng)，包括反力框架、伺服電機(jī)滾珠絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌、提升機(jī)構(gòu)、壓力室、伺服靜壓增壓裝置、電器控制柜、壓力傳感器、閉環(huán)測(cè)控儀以及PC端，其中，所述反力框架是由底座內(nèi)的下橫梁、上橫梁、移動(dòng)橫梁、四立柱組成的，且有兩根滾珠絲杠通過上、下橫梁內(nèi)軸承座固定，移動(dòng)橫梁可以在滾珠絲杠上進(jìn)行上下移動(dòng)，伺服電機(jī)減速通過聯(lián)軸器同一根滾珠絲杠相聯(lián)，并通過齒輪齒條帶動(dòng)另一根滾珠絲杠；在主機(jī)的上橫梁上設(shè)置一提升機(jī)構(gòu)，通過提升機(jī)構(gòu)可以將壓力室提到下橫梁正中，壓力室可在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)， 由底座，外殼、加壓桿組成，底座內(nèi)開有測(cè)試圍壓、孔隙壓的測(cè)量孔，測(cè)量孔通過管道與伺服增壓器相聯(lián)；伺服增壓器由兩個(gè)帶伺服電機(jī)減速機(jī)的增壓腔組成，測(cè)圍壓、孔隙壓、軸向垂直壓力測(cè)試件變形的傳感器通過電纜線同閉環(huán)測(cè)控儀相聯(lián)，閉環(huán)測(cè)控儀上的各接口通過電纜線與主機(jī)中的PC端串口相聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣伺服巖石三軸試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力傳感器可以用位移傳感器來代替。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣伺服巖石三軸試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)可以為伺服電機(jī)，也可以為步進(jìn)電機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及到一種電氣伺服巖石三軸試驗(yàn)系統(tǒng)，用于進(jìn)行巖石或混凝土在三向應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)性能測(cè)試。它包括反力框架、伺服電機(jī)滾珠絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌、提升機(jī)構(gòu)、壓力室、伺服靜壓增壓裝置、電器控制柜、壓力傳感器、閉環(huán)測(cè)控儀以及PC端，通過閉環(huán)測(cè)控儀控制主機(jī)與伺服靜壓增壓器，分別給壓力室中的試件進(jìn)行軸向、周圍施加壓力，壓力、位移、變形傳感器采集到試件所受壓力和變形，送入閉環(huán)測(cè)控儀，并通過串口傳送給微機(jī)中，由軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理來完成整個(gè)測(cè)試工作。其自動(dòng)化程度高，能快速準(zhǔn)確的測(cè)出巖石的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)。
文檔編號(hào)G01N3/12GK202110106SQ20112015290
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月14日
發(fā)明者夏春華, 張智, 楊德明, 熊永波, 陳文斌 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙亞星數(shù)控技術(shù)有限公司