CN109990966A - 一种水下并联振动台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下并联振动台，包括震动平台，震动平台下方设置基座，震动平台与基座之间通过若干作动器连接，相邻的两根作动器之间并联设置；基座的上表面垂直设置环形防水板，防水板与震动平台之间设置闭合的防水材料，防水材料设置在作动器外部；基座设置在检测场地上方，基座下方设置滑轨，检测场地设置多条滑道，滑轨匹配滑道；滑道上设置多个水下并联振动台，水下并联振动台之间通过滑轨、滑道调整间距，本方案采用相互并联8支作动器，通过柔性密封材料，解决土木结构水下振动试验的痛点；降低了作动器与台面的安装点高度；采用柔性防水布位于检测台以下的整体防水设计，可方便调整双台之间的距离；防水方式可靠，维护检修方便。

Description

一种水下并联振动台

技术领域

本发明涉及混凝土生产设备领域，尤其涉及一种水下并联振动台。

背景技术

水下振动台试验平台由水下振动台试验***和相应的配套设备构成，当水池充水时可进行结构与水体动力相应作用研究；当水池不充水时，可作为常规振动台使用，进行各种结构、设备的抗震试验研究。水下振动台***主要进行模拟地震荷载作用下结构模型或设备的抗震性能的试验，研究模型或设备的抗震性能。主要功能如下：进行港口、码头、大坝等涉水建筑物的抗震性能。水工结构工程、岩土工程、工程力学、港口工程、桥梁工程和结构工程都需要利用振动台进行抗震性能试验。

在土木建筑行业中，特定情况下需要验证试件在水中的抗震性能指标，例如桥梁墩基、大坝等，而传统振动台大多基于无水工况进行设计。现有振动台的防水措施是一大难题，采用正交布置的振动台在布置柔性防水材料时，防水材料会与作动器干涉，试验过程中存在一定的损坏风险。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决背景技术中的部分问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种水下并联振动台，包括震动平台，所述震动平台下方设置基座，所述震动平台与所述基座之间通过若干作动器连接，相邻的两根所述作动器之间并联设置；所述基座的上表面垂直设置环形防水板，所述防水板与所述震动平台之间设置闭合的防水材料，所述防水材料设置在所述作动器外部；所述基座设置在检测场地上方，所述基座下方设置滑轨，所述检测场地设置多条滑道，所述滑轨匹配所述滑道；所述滑道上设置多个所述水下并联振动台，所述水下并联振动台之间通过所述滑轨、所述滑道调整间距。

在一些实施例中，所述震动平台包括检测台，所述检测台的台面为正方形，所述检测台下方垂直设置长方体形状的支撑体，所述支撑体的侧壁与所述台面的侧边平行布置，所述支撑体与所述检测台同心轴设置，所述支撑体水平方向的断面为正方形，所述断面的边长小于所述台面的边长，所述断面的四角为半径相同的圆倒角，所述震动平台的四角下方分别设置加强脚，所述加强脚设置在所述圆倒角外侧；所述支撑体的四个侧壁上分别垂直设置相同的底托，分别为第一底托、第二底托、第三底托、第四底托，所述底托的下表面为弧形平面，所述弧形平面的半径与所述圆倒角的半径及圆心相同，所述底托的下表面设置安装台，所述安装台断面为倒置等腰三角形，所述安装台垂直所述支撑体的侧壁，所述第一底托下方设置第一安装台，所述第二底托下方设置第二安装台，所述第三底托下方设置第三安装台，所述第四底托下方设置第四安装台。

在一些实施例中，所述基座包括正方形的底板，所述底板的侧边与所述检测台的侧边平行设置，所述底板的边长大于所述检测台的边长，所述底板上表面的四角分别设置相同的支撑座，分别为第一支撑座、第二支撑座、第三支撑座、第四支撑座，所述底板的下表面沿所述底板的一组对边平行设置所述滑轨，所述滑轨包括第一滑轨、第二滑轨，所述第一滑轨、所述第二滑轨完全相同。

在一些实施例中，所述支撑座平面呈‘L’形，所述支撑座的侧边平行所述底板的侧边，所述支撑座‘L’形开口朝向所述基座中心；所述支撑座包括一个正方体形状的固定块、两个相同的支撑块，所述支撑块的断面呈直角三角形，所述支撑块的一条直角边所在平面焊接在所述底板上，所述支撑块的另一条直角边所在平面设置在所述固定块的侧面上，所述支撑块的斜边所在平面平行于所述安装台的侧边所在平面，两个所述支撑块分别焊接在所述固定块的一组相邻侧壁上。

在一些实施例中，所述第一滑轨包括左轨、右轨，所述左轨断面呈‘L’形，所述右轨断面呈反‘L’形，所述左轨、所述右轨的上端焊接在所述底板上；所述滑道包括第一滑道、第二滑道，所述第一滑道的断面为‘工’字型，所述第一滑道与所述检测场地之间通过螺栓固定，所述第一滑道、所述第二滑道完全相同；所述滑轨可在所述滑道上滑动，所述第一滑轨将所述第一滑道卡扣在内，所述第二滑轨将所述第二滑道卡扣在内。

在一些实施例中，所述防水材料设置在所述底托与所述防水板之间，所述防水材料上端环绕设置在所述底托的侧壁上，所述防水材料下端环绕设置在所述防水板的侧壁上，所述防水材料上设置气门嘴，所述防水板上设置用于检修的防水门，所述防水材料与所述底托之间通过防水密封胶密封，所述防水材料与所述防水板之间通过防水密封胶密封，所述防水板与所述基座之间通过防水密封胶密封。

在一些实施例中，所述安装台的侧边所在平面与所述支撑块的斜边所在平面之间设置作动器，所述第一安装台与所述第一支撑座之间设置第一作动器，所述第二安装台与所述第一支撑座之间设置第二作动器，所述第二安装台与所述第二支撑座之间设置第三作动器，所述第三安装台与所述第二支撑座之间设置第四作动器，所述第三安装台与所述第三支撑座之间设置第五作动器，所述第四安装台与所述第三支撑座之间设置第六作动器，所述第四安装台与所述第四支撑座之间设置第七作动器，所述第一安装台与所述第四支撑座之间设置第八作动器。

在一些实施例中，所述作动器包括丝杠，所述丝杠设置在腔体内部，所述丝杠的上端伸出所述腔体，所述丝杠相对所述腔体可滑动，所述丝杠的上端、所述腔体的下端分别设置连接器，所述丝杠通过所述连接器连接所述安装台的一侧面，所述腔体通过所述连接器连接所述支撑块的一侧面。

在一些实施例中，所述连接器包括连接板，所述连接板的一组对边上分别垂直设置左支架、右支架，所述左支架、所述右支架与所述连接板之间通过螺栓连接；第一旋转轴垂直贯穿所述左支架、所述右支架，所述第一旋转轴的一端通过螺母固定在所述左支架上，所述第一旋转轴的另一端通过螺母固定在所述右支架上；所述第一旋转轴还垂直贯穿第二旋转轴，所述第二旋转轴左、右两端分别贯穿第一锁块、第二锁块，所述第一锁块左端通过螺母固定所述第二旋转轴，所述第二锁块右端通过螺母固定所述第二旋转轴；所述第一锁块、所述第二锁块设置若干螺栓孔，所述第一锁块、所述第二锁块与所述安装台的侧边所在平面之间通过螺钉固定，所述第一锁块、所述第二锁块与支撑块的斜边所在平面之间通过螺钉固定。

在一些实施例中，所述连接板中心设置与所述丝杠相匹配的圆孔，所述圆孔内壁设置螺纹槽，所述丝杠上端的外壁设置与所述螺纹槽相匹配的螺纹，所述连接板与所述丝杠螺纹连接。

由于采用了上述技术方案，与现有的技术相比：

本方案提供了一种水下并联振动台，采用8支作动器，相互并联支撑的方式驱动振动台台面，通过柔性密封材料，机械密封结构，防水防腐处理等技术，达到防水目的，设计方案彻底解决土木结构水下振动试验的痛点；

作动器并联布置在台面以下，降低了作动器与台面的安装点高度，采用柔性防水布将台体与机械框架密封，使得振动台***可整体处于水下，同时内部充入压缩空气，用来平衡外部水压，整体方案可认为对试验过程没有外部干扰因素；

采用柔性防水布位于检测台以下的整体防水设计，可方便调整双台之间的距离；

与现有正交布置的振动台相比，并联布置的振动台本身具有整体性好，方便调整安装位置的特点。特别是在有水下试验的需求下，其防水方式更可靠，维护检修方便。

附图说明：

图1是本发明一种水下并联振动台轴侧示意图；

图2是本发明一种水下并联振动台构件位置示意图；

图3是本发明一种水下并联振动台连接器与安装台连接关系示意图；

图4是本发明一种水下并联振动台连接器与支撑座连接关系示意图；

图5是本发明一种水下并联振动台支撑座示意图。

附图标记说明：100、震动平台，101、检测台，102、支撑体，103、底托，104、安装台，1041、第一安装台，1042、第二安装台，1043、第三安装台，1044、第四安装台，105、加强脚，200、作动器，201、第一作动器，202、第二作动器，203、第三作动器，204、第四作动器，205、第五作动器，206、第六作动器，207、第七作动器，208、第八作动器，211、腔体，212、丝杠，213、连接板，214、左支架，215、右支架，216、第一锁块，217、第二锁块，218、第二旋转轴，300、基座，301、第一支撑座，302、第二支撑座，303、第三支撑座，304、第四支撑座，400、防水板，401、防水门，500、防水材料，601、第一滑轨，602、第二滑轨，701、第一滑道，702、第二滑道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1-5所示，一种水下并联振动台，包括震动平台100，震动平台100下方设置基座300，震动平台100与基座300之间通过若干作动器200连接，相邻的两根作动器200之间并联设置；基座300的上表面垂直设置环形防水板400，防水板400与震动平台100之间设置闭合的防水材料500，防水材料500设置在作动器200外部；基座300设置在检测场地上方，基座300下方设置滑轨，检测场地设置多条滑道，滑轨匹配滑道；滑道上设置多个水下并联振动台，水下并联振动台之间通过滑轨、滑道调整间距。震动平台100用于承接检测所需的外力，震动平台100通过基座300将外力转接至8根作动器200上，最终作动器200将所受外力再通过基座300释放到检测场地上；基座300与震动平台100之间的防水板400、防水材料500将作动器200围合在内，在水下检测时，有效的隔断了作动器200与水之间接触，彻底解决土木结构水下振动试验的痛点，8根作动器200相邻的两根并联设置，详见图2，这种并联布置的振动台在受力时与正交布置的振动台相比整体性更好；本申请的振动台与检测场地之间通过滑轨、滑道连接，检测场内内设置多组滑道，振动台可沿滑道移动，针对满足检测距离不同时，适当调整振动台之间的距离以应对客户的检测需要。

在一些实施例中，震动平台100包括检测台101，检测台101的台面为正方形，检测台101下方垂直设置长方体形状的支撑体102，支撑体102的侧壁与台面的侧边平行布置，支撑体102与检测台101同心轴设置，支撑体102水平方向的断面为正方形，断面的边长小于台面的边长，断面的四角为半径相同的圆倒角，震动平台100的四角下方分别设置加强脚105，加强脚105设置在圆倒角外侧；支撑体102的四个侧壁上分别垂直设置相同的底托103，分别为第一底托、第二底托、第三底托、第四底托，底托103的下表面为弧形平面，弧形平面的半径与圆倒角的半径及圆心相同，底托103的下表面设置安装台104，安装台104断面为倒置等腰三角形，安装台104垂直支撑体102的侧壁，第一底托下方设置第一安装台，第二底托下方设置第二安装台，第三底托下方设置第三安装台，第四底托下方设置第四安装台。震动平台100与支撑体102之间铰接连接，支撑体102与底托103为一体制成，安装台104与底托13之间为铰接连接，检测台101与支撑体102应同心轴、四边平行正对设置，第一底托、第二底托、第三底托、第四底托分别设置在支撑体102四个侧壁的相同位置，各个安装台104分别设置在各个底托103的下表面中间部位，目的是将检测台101所受外力均匀的传递给底托下方的作动器200，作动器200均衡的受力可以使得检测结果更为准确。

在一些实施例中，基座300包括正方形的底板，底板的侧边与检测台101的侧边平行设置，底板的边长大于检测台101的边长，底板上表面的四角分别设置相同的支撑座，分别为第一支撑座301、第二支撑座302、第三支撑座303、第四支撑座304，底板的下表面沿底板的一组对边平行设置滑轨，滑轨包括第一滑轨601、第二滑轨602，第一滑轨601、第二滑轨602完全相同。支撑座与底板之间焊接固定，滑轨与底板之间焊接固定，以保证基座、支撑座、滑轨的完整性，为受力检测提供稳固的根基。

在一些实施例中，支撑座平面呈‘L’形，支撑座的侧边平行底板的侧边，支撑座‘L’形开口朝向基座300中心；支撑座包括一个正方体形状的固定块、两个相同的支撑块，支撑块的断面呈直角三角形，支撑块的一条直角边所在平面焊接在底板上，支撑块的另一条直角边所在平面设置在固定块的侧面上，支撑块的斜边所在平面平行于安装台的侧边所在平面，两个支撑块分别焊接在固定块的一组相邻侧壁上。支撑座为一体制成。

在一些实施例中，第一滑轨601包括左轨、右轨，左轨断面呈‘L’形，右轨断面呈反‘L’形，左轨、右轨的上端焊接在底板上；滑道包括第一滑道701、第二滑道702，第一滑道701的断面为‘工’字型，第一滑道701与检测场地之间通过螺栓固定，第一滑道701、第二滑道702完全相同；在外力作用下，滑轨可在滑道上滑动，第一滑轨601将第一滑道701卡扣在内，第二滑轨602将第二滑道702卡扣在内。通过滑轨与滑道之间的配合改变相邻振动台之间的距离。

在一些实施例中，防水材料500设置在底托103与防水板400之间，防水材料500上端环绕设置在底托103的侧壁上，防水材料500下端环绕设置在防水板400的侧壁上，防水材料500上设置气门嘴，防水板400上设置用于检修的防水门401，防水材料500与底托103之间通过防水密封胶密封，防水材料500与防水板400之间通过防水密封胶密封，防水板400与基座300之间通过防水密封胶密封。通过设置防水材料500、防水板400，当振动台整体处于水下时，防水材料500、防水板400、基座300、底托103围合成密闭空间，密闭空间内通过气门嘴充入压缩空气，用来平衡外部水压，整体方案可认为对试验过程没有外部干扰因素。

在一些实施例中，安装台104的侧边所在平面与支撑块的斜边所在平面之间设置作动器200，第一安装台1041与第一支撑座301之间设置第一作动器201，第二安装台1042与第一支撑座301之间设置第二作动器202，第二安装台1042与第二支撑座302之间设置第三作动器203，第三安装台1043与第二支撑座302之间设置第四作动器204，第三安装台1043与第三支撑座303之间设置第五作动器205，第四安装台1044与第三支撑座303之间设置第六作动器206，第四安装台1044与第四支撑座304之间设置第七作动器207，第一安装台1041与第四支撑座304之间设置第八作动器208。通过以上连接形式，实现相邻作动器200之间的并联设置。

在一些实施例中，作动器200包括丝杠212，丝杠212设置在腔体211内部，丝杠212的上端伸出腔体211，丝杠212相对腔体211可滑动，丝杠212的上端、腔体211的下端分别设置连接器，丝杠212通过连接器连接安装台104的一侧面，腔体211通过连接器连接支撑块的一侧面。安装台104的一侧面平行于支撑块的一侧面，作动器200垂直安装在支撑块与安装台104之间，作动器200与支撑块之间、作动器200与安装台104之间实现面接触，一方面减少检测时因外力对作动器200造成损伤，另一方面面与面的连接关系可以使作动器200受力传动更均匀，减少实验的误差。

在一些实施例中，连接器包括连接板213，连接板213的一组对边上分别垂直设置左支架214、右支架215，左支架214、右支架215与连接板之间通过螺栓连接；第一旋转轴(图中未标出)垂直贯穿左支架214、右支架215，第一旋转轴的一端通过螺母固定在左支架214上，第一旋转轴的另一端通过螺母固定在右支架215上；第一旋转轴还垂直贯穿第二旋转轴218，第二旋转轴218左、右两端分别贯穿第一锁块216、第二锁块217，第一锁块216左端通过螺母固定第二旋转轴218，第二锁块217右端通过螺母固定第二旋转轴218；第一锁块216、第二锁块217设置若干螺栓孔，第一锁块216、第二锁块217与安装台104的侧边所在平面之间通过螺钉固定，第一锁块216、第二锁块217与支撑块的斜边所在平面之间通过螺钉固定。其中连接板213、左支架214、右支架215为一体制成。连接板213、左支架214、右支架215以第一旋转轴为中心轴可转动，第二旋转轴218沿自身中心轴可转动，检测时，两种形式的转动一方面可以减少外力对作动器的硬损伤，另一方相比于正交布置的振动台，两种形式的转动使得并联的作动器的整体性更好。

在一些实施例中，连接板213中心设置与丝杠212相匹配的圆孔，圆孔内壁设置螺纹槽，丝杠212上端的外壁设置与螺纹槽相匹配的螺纹，连接板213与丝杠212螺纹连接。使用过程成中，损坏、老旧在所难免，原件利于更换节约环保。

以上结合附图详细描述了本发明的优选方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明多各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种水下并联振动台，其特征在于：

包括震动平台，所述震动平台下方设置基座，所述震动平台与所述基座之间通过若干作动器连接，相邻的两根所述作动器之间并联设置；

所述基座的上表面垂直设置环形防水板，所述防水板与所述震动平台之间设置闭合的防水材料，所述防水材料设置在所述作动器外部；

所述基座设置在检测场地上方，所述基座下方设置滑轨，所述检测场地设置多条滑道，所述滑轨匹配所述滑道；所述滑道上设置多个所述水下并联振动台，所述水下并联振动台之间通过所述滑轨、所述滑道调整间距。

2.根据权利要求1所述的一种水下并联振动台，其特征在于：所述震动平台包括检测台，所述检测台的台面为正方形，所述检测台下方垂直设置长方体形状的支撑体，所述支撑体的侧壁与所述台面的侧边平行布置，所述支撑体与所述检测台同心轴设置，所述支撑体水平方向的断面为正方形，所述断面的边长小于所述台面的边长，所述断面的四角为半径相同的圆倒角，所述震动平台的四角下方分别设置加强脚，所述加强脚设置在所述圆倒角外侧；所述支撑体的四个侧壁上分别垂直设置相同的底托，分别为第一底托、第二底托、第三底托、第四底托，所述底托的下表面为弧形平面，所述弧形平面的半径与所述圆倒角的半径及圆心相同，所述底托的下表面设置安装台，所述安装台断面为倒置等腰三角形，所述安装台垂直所述支撑体的侧壁，所述第一底托下方设置第一安装台，所述第二底托下方设置第二安装台，所述第三底托下方设置第三安装台，所述第四底托下方设置第四安装台。

3.根据权利要求2所述的一种水下并联振动台，其特征在于：所述基座包括正方形的底板，所述底板的侧边与所述检测台的侧边平行设置，所述底板的边长大于所述检测台的边长，所述底板上表面的四角分别设置相同的支撑座，分别为第一支撑座、第二支撑座、第三支撑座、第四支撑座，所述底板的下表面沿所述底板的一组对边平行设置所述滑轨，所述滑轨包括第一滑轨、第二滑轨，所述第一滑轨、所述第二滑轨完全相同。

4.根据权利要求3所述的一种水下并联振动台，其特征在于：所述支撑座平面呈‘L’形，所述支撑座的侧边平行所述底板的侧边，所述支撑座‘L’形开口朝向所述基座中心；所述支撑座包括一个正方体形状的固定块、两个相同的支撑块，所述支撑块的断面呈直角三角形，所述支撑块的一条直角边所在平面焊接在所述底板上，所述支撑块的另一条直角边所在平面设置在所述固定块的侧面上，所述支撑块的斜边所在平面平行于所述安装台的侧边所在平面，两个所述支撑块分别焊接在所述固定块的一组相邻侧壁上。

5.根据权利要求3所述的一种水下并联振动台，其特征在于：所述第一滑轨包括左轨、右轨，所述左轨断面呈‘L’形，所述右轨断面呈反‘L’形，所述左轨、所述右轨的上端焊接在所述底板上；所述滑道包括第一滑道、第二滑道，所述第一滑道的断面为‘工’字型，所述第一滑道与所述检测场地之间通过螺栓固定，所述第一滑道、所述第二滑道完全相同；所述滑轨可在所述滑道上滑动，所述第一滑轨将所述第一滑道卡扣在内，所述第二滑轨将所述第二滑道卡扣在内。

6.根据权利要求3所述的一种水下并联振动台，其特征在于：所述防水材料设置在所述底托与所述防水板之间，所述防水材料上端环绕设置在所述底托的侧壁上，所述防水材料下端环绕设置在所述防水板的侧壁上，所述防水材料上设置气门嘴，所述防水板上设置用于检修的防水门，所述防水材料与所述底托之间通过防水密封胶密封，所述防水材料与所述防水板之间通过防水密封胶密封，所述防水板与所述基座之间通过防水密封胶密封。

7.根据权利要求4所述的一种水下并联振动台，其特征在于：所述安装台的侧边所在平面与所述支撑块的斜边所在平面之间设置作动器，所述第一安装台与所述第一支撑座之间设置第一作动器，所述第二安装台与所述第一支撑座之间设置第二作动器，所述第二安装台与所述第二支撑座之间设置第三作动器，所述第三安装台与所述第二支撑座之间设置第四作动器，所述第三安装台与所述第三支撑座之间设置第五作动器，所述第四安装台与所述第三支撑座之间设置第六作动器，所述第四安装台与所述第四支撑座之间设置第七作动器，所述第一安装台与所述第四支撑座之间设置第八作动器。

8.根据权利要求7所述的一种水下并联振动台，其特征在于：所述作动器包括丝杠，所述丝杠设置在腔体内部，所述丝杠的上端伸出所述腔体，所述丝杠相对所述腔体可滑动，所述丝杠的上端、所述腔体的下端分别设置连接器，所述丝杠通过所述连接器连接所述安装台的一侧面，所述腔体通过所述连接器连接所述支撑块的一侧面。

9.根据权利要求8所述的一种水下并联振动台，其特征在于：所述连接器包括连接板，所述连接板的一组对边上分别垂直设置左支架、右支架，所述左支架、所述右支架与所述连接板之间通过螺栓连接；第一旋转轴垂直贯穿所述左支架、所述右支架，所述第一旋转轴的一端通过螺母固定在所述左支架上，所述第一旋转轴的另一端通过螺母固定在所述右支架上；所述第一旋转轴还垂直贯穿第二旋转轴，所述第二旋转轴左、右两端分别贯穿第一锁块、第二锁块，所述第一锁块左端通过螺母固定所述第二旋转轴，所述第二锁块右端通过螺母固定所述第二旋转轴；所述第一锁块、所述第二锁块设置若干螺栓孔，所述第一锁块、所述第二锁块与所述安装台的侧边所在平面之间通过螺钉固定，所述第一锁块、所述第二锁块与支撑块的斜边所在平面之间通过螺钉固定。

10.根据权利要求9所述的一种水下并联振动台，其特征在于：所述连接板中心设置与所述丝杠相匹配的圆孔，所述圆孔内壁设置螺纹槽，所述丝杠上端的外壁设置与所述螺纹槽相匹配的螺纹，所述连接板与所述丝杠螺纹连接。