一种BFRP约束煤矸石混凝土支护结构测试装置

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，具体为一种BFRP约束煤矸石混凝土支护结构测试装置。

背景技术

BFRP一种高性能纤维材料，由碳纤维和聚合物树脂组成。它具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，被广泛应用于结构加固和混凝土加固领域。煤矸石是煤矿开采和处理过程中产生的废弃物，通常含有大量的灰分和硫分等有害物质，在煤矸石混凝土中引入BFRP可以显著提高其力学性能，可以增强煤矸石混凝土的抗裂性能和耐久性，延缓混凝土的开裂和破坏。

对此，中国申请专利号：CN112161869A，公开了一种混凝土结构强度测试装置，包括壳体，所述壳体的内侧壁固定连接有电机，所述电机的输出轴固定连接有第一连杆，所述第一连杆远离所述电机的一端固定连接有转杆，所述转杆远离所述电机的一端转动连接于所述壳体的内侧壁，所述转杆的外侧壁对称固定连接有两个第二锥齿轮，所述第二锥齿轮的外侧壁啮合连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的内圈固定连接有螺杆；在使用本装置时，通过第一锥齿轮和第二锥齿轮之间的配合使螺杆转动，使得螺杆带动第二板体下降，第二块体对放进到U形块体内部的混凝土块进行挤压，从而完成对混凝土块的测试，使用本装置，无需多人力即可操作，测试简单，数据准确，适用范围广。

在混凝土加固领域中，通过BFRP约束煤矸石从而制备成混凝土结构，在混凝土的应用中，需要对混凝土进行检测，检测的方式通常是通过浇筑成支护结构，通过支护结构来直接反应该混凝土的力学性能，在针对支护结构的力学测试时，通过压力试验机可直接对混凝土支护结构的强度进行测量，但是检测中放入检测台一次只能进行一次的压力测试，测试作用力的方向和位置较为局限，从而不能下从整体上反应该混凝土支护结构的强度，因此存在测量的局限性。

针对上述问题，为此，提出一种BFRP约束煤矸石混凝土支护结构测试装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种BFRP约束煤矸石混凝土支护结构测试装置，解决了背景技术中测试范围局限的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种BFRP约束煤矸石混凝土支护结构测试装置，包括测试机体，所述测试机体的一侧设置有测试仓；

所述测试仓的底端固定连接有驱动组件，所述驱动组件包括固定板，所述固定板的上表面安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有测试台，所述测试台的上表面和下表面均开设有限位槽，所述固定板的上表固定连接有限位组件，所述限位组件包括限位杆，所述固定板的上表面固定连接有限位杆，所述限位杆的外表面固定连接有限位夹，所述限位夹设置在测试台的两侧，所述限位夹的内壁连接有限位柱，所述限位柱嵌入在限位槽的内部，所述限位杆的顶端设置有盖板，所述限位杆的顶端还套接有固定螺帽，所述固定螺帽压合在盖板的上表面，所述限位杆的中端固定连接有衔接柱，所述衔接柱的末端嵌入在测试仓的内部。

优选的，限位杆的顶端还设置有另外一组限位夹，其中一组限位夹用于对测试台位置的限制，另外一组限位夹用于对盖板位置的限制，所述盖板通过限位夹和限位杆之间保持滑动连接。

优选的，所述盖板的内部开设有通孔，盖板和测试台相配合对混凝土支护结构夹持固定，限制混凝土支护结构的位置。

优选的，所述固定板的上表面设置有变换组件，所述变换组件包括伺服电机，所述固定板的上表面固定连接有伺服电机，所述伺服电机的两侧安装有驱动齿轮，所述固定板的顶端固定连接有强度环架。

优选的，所述强度环架工设置有两组，且每组均为大小相互的环状结构，所述强度环架的内壁上设置有加强传动环，所述加强传动环的一侧固定连接有驱动齿环，所述加强传动环的表面固定连接有衔接套，所述衔接套的顶端固定连接有安装架。

优选的，所述衔接套套接在强度环架的外表面，并在强度环架的外表面滑动连接，所述驱动齿轮转动驱动了驱动齿环的转动，同时带动了加强传动环进行转动。

优选的，所述安装架的顶端固定连接有压力杆，所述压力杆通过盖板上端的通孔对混凝土支护装置进行压力测试。

优选的，所述驱动齿环设置成圆环形，所述驱动齿环的外壁设置有和驱动齿轮相啮合的卡齿，所述驱动齿环的设置在驱动齿环的外侧。

优选的，所述强度环架、驱动齿环和加强传动环为同心圆，所述驱动齿环和加强传动环沿着圆心进行转动。

优选的，所述固定板的顶端固定连接有支撑板，所述支撑板为内壁弧形的金属结构，所述支撑板设置在测试台和盖板的一侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明提供的一种BFRP约束煤矸石混凝土支护结构测试装置，在随着压力杆下落穿过盖板的通孔时，对夹持后的混凝土结构进压合，也在夹持下加大限制了混凝土结构的稳定性，通过设置支撑板的可起到支撑的作用，在进行一次挤压测试后，通过驱动电机驱动测试台进行转动，转动后调整了混凝土结构和压力杆的接触位置，后继续通过压力杆进行挤压，进而实现了全面的测试，这样的测试也提高了测试的结果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明测试仓和压力杆的结构示意图；

图3为本发明固定板和驱动电机的结构示意图；

图4为本发明限位杆和盖板的结构示意图；

图5为本发明强度环架和驱动齿环的结构示意图；

图6为本发明限位柱和限位槽的结构示意图；

图7为本发明衔接套和加强传动环的结构示意图。

图中：11、测试机体；12、测试仓；13、压力杆；2、驱动组件；21、固定板；22、驱动电机；23、测试台；24、限位槽；25、限位柱；3、限位组件；31、限位杆；32、限位夹；33、盖板；34、固定螺帽；35、衔接柱；4、变换组件；41、强度环架；42、驱动齿环；43、加强传动环；44、伺服电机；45、驱动齿轮；46、安装架；47、衔接套；5、支撑板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

结合图1-图7，本发明的一种BFRP约束煤矸石混凝土支护结构测试装置，包括测试机体11，测试机体11的一侧设置有测试仓12，在混凝土支护结构的测试中，通过测试机体11对测试的数据进行采集，同时也起到了控制测试开始和停止的作用。

测试仓12的底端固定连接有驱动组件2，驱动组件2包括固定板21，固定板21的上表面安装有驱动电机22，驱动电机22的输出端固定连接有测试台23，测试台23的上表面和下表面均开设有限位槽24，为了提高混凝土结构的测试范围，在将待测试的混凝土支护结构放置到测试台23的上表面，通过驱动电机22驱动了测试台23进行转动，当测试台23发生转动时，则位于测试台23上的混凝土结构也跟随进行转动，通过转动改变混凝土的位置；

在对混凝土支护结构进行测试时，首先通过压力杆13的下压，对混凝土进行下压，由此来测试混凝土结构的稳定性以及强度；

固定板21的上表固定连接有限位组件3，限位组件3包括限位杆31，固定板21的上表面固定连接有限位杆31，限位杆31的外表面固定连接有限位夹32，限位杆31的顶端还设置有另外一组限位夹32，其中一组限位夹32用于对测试台23位置的限制，另外一组限位夹32用于对盖板33位置的限制，盖板33通过限位夹32和限位杆31之间保持滑动连接，盖板33的内部开设有通孔，盖板33和测试台23相配合对混凝土支护结构夹持固定，限制混凝土支护结构的位置，为了保证测试阶段的安全性，首先将混凝土放置到测试台23上，后通过转动固定螺帽34使得盖板33下压在混凝土的上表面，压合后限制了混凝土结构的上下两个面，这样在后期的处理中也能避免滑落或者混凝土结构的迸溅，在随着压力杆13下落穿过盖板33的通孔时，对夹持后的混凝土结构进压合，也在夹持下加大限制了混凝土结构的稳定性；

限位夹32设置在测试台23的两侧，限位夹32的内壁连接有限位柱25，限位柱25嵌入在限位槽24的内部，限位杆31的顶端设置有盖板33，限位杆31的顶端还套接有固定螺帽34，固定螺帽34压合在盖板33的上表面，限位杆31的中端固定连接有衔接柱35，衔接柱35的末端嵌入在测试仓12的内部；

另外由于驱动电机22可驱动测试台23进行转动，另外限位夹32和测试台23之间活动连接，盖板33和测试台23之间活动连接，可通过驱动电机22驱动测试台23进行转动，转动后带动了混凝土在其表面转动，转动后通过压力杆13进行一次挤压，再次转动再通过压力杆13对混凝土结构进行挤压，由于可进行更大范围的强度检测。

为了降低测试的局限性，采用不同方向的作用力施加来提高测试的全面性，提高测试结果的精度，也能从全面的测试中发现问题。

固定板21的顶端固定连接有支撑板5，支撑板5为内壁弧形的金属结构，支撑板5设置在测试台23和盖板33的一侧，支撑板5的设计可在压力杆13对混凝土的侧面进行挤压时，起到支撑的作用。

固定板21的上表面设置有变换组件4，变换组件4包括伺服电机44，固定板21的上表面固定连接有伺服电机44，伺服电机44的两侧安装有驱动齿轮45，固定板21的顶端固定连接有强度环架41，强度环架41工设置有两组，且每组均为大小相互的环状结构，强度环架41的内壁上设置有加强传动环43，加强传动环43的一侧固定连接有驱动齿环42，加强传动环43的表面固定连接有衔接套47，衔接套47的顶端固定连接有安装架46，衔接套47套接在强度环架41的外表面，并在强度环架41的外表面滑动连接，驱动齿轮45转动驱动了驱动齿环42的转动，同时带动了加强传动环43进行转动，安装架46的顶端固定连接有压力杆13，压力杆13通过盖板33上端的通孔对混凝土支护装置进行压力测试。

在进行测试中，通过改变压力杆13的位置，实现了对混凝土支护结构的测试，其中在针对压力杆13的位置的调整时，为了降低外界因素对测试的干扰，通过设置了强度环架41、驱动齿环42和加强传动环43以及伺服电机44和驱动齿轮45；

为了使得整体的稳定性更好，通过强度环架41圆形的设计可以在压力杆13挤压时克服反作用力对测试带来的影响，在加强传动环43和加强传动环43的设计下，加大整体的强度，提高稳定性；

在对压力杆13的位置进行调整时，首先伺服电机44内设置的电机进行驱动，驱动了驱动齿轮45进行转动，当驱动齿轮45发生转动后则可以带动驱动齿环42进行转动，又因驱动齿环42和加强传动环43进行连接，则带动了加强传动环43进行转动，加强传动环43的转动会直接带动衔接套47以及安装架46，其中压力杆13由安装架46进行连接，所以在安装架46转动后对压力杆13的位置进行调整。

驱动齿环42设置成圆环形，驱动齿环42的外壁设置有和驱动齿轮45相啮合的卡齿，驱动齿环42的设置在驱动齿环42的外侧，强度环架41、驱动齿环42和加强传动环43为同心圆，驱动齿环42和加强传动环43沿着圆心进行转动。

在随着压力杆13的转动，转动到混凝土结构的侧面时，也就是转动90度后停止转动，在驱动齿轮45和驱动齿环42的啮合下限制了压力杆13的位置，后随着压力杆13的输出端不断地伸出，对夹持在测试台23和盖板33之间的混凝土结构进行挤压，挤压的作用力也从侧面进行，为了起到混凝土结构的稳定，通过设置支撑板5的可起到支撑的作用，在进行一次挤压测试后，通过驱动电机22驱动测试台23进行转动，转动后调整了混凝土结构和压力杆13的接触位置，后继续通过压力杆13进行挤压，进而实现了全面的测试，这样的测试也提高了测试的结果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。