CN120089060A 一种高职建筑教育仿真教学装置 （达州职业技术学院）

(19)国家知识产权局(72)发明人陈琦黎进张裕鹏任厚洪周继芬肖启荣姚灿许璘瑶事务所(普通合伙)163964本发明提供一种高职建筑教育仿真教学装件。浇筑测试组件包括模块硬化组件和压力组可以向不同位置的混凝土内添加水或者其余添42所述浇筑测试组件(2)包括模块硬化组件(201)和压力组件(202),压力组件(202)用于所述设备框架(1)上还安装有与浇筑测试组件(2)数量相同的加料筒(5),加料筒(5)的所述吊装组件(3)用于起吊模块硬化组件(201),将其移出设备框架(1);底板(2012)和设备框架(1)的内底壁之间，底板(2012)能够稳定放置在弹性垫A(2013)上，弹性垫A(2013)固定在设备框架(1)的3.根据权利要求2所述的高职建筑教育仿真教学装置，其特征在于：所述压力组件(202)包括液压缸A(2021)、液压缸B(2022)和弹性垫B(2023),液压缸A(2021)与设备框架(1)的上端固定，其输出端贯穿设备框架(1)顶壁之后与弹性垫B(2023)固定，液压缸B延伸至四个侧板(2011)组成的方框结构中，并与方框结构的内部面积相配合，液压缸B4.根据权利要求3所述的高职建筑教育仿真教学装置，其特征在于：所述弹性垫B(2023)的底部还固定安装有两个对称分布的平衡杆(2025),平衡杆(2025)的下端穿过压板所述压板(2024)的外圈固定安装有刮条(2026),刮条(2026)能够紧贴侧板(2011)的内(4)包括固定在设备框架(1)上的弹性位移组件(401);还包括安装在弹性位移组件(401)上的输出杆(402),输出杆(402)的一端对应朝后的侧板(2011),输出杆(402)对应侧板(2011)的位置安装有高频振动器(403),高频振动器(403)的振动端贴附侧板(2011),弹性位移组件(401)用于输出杆(402)带着高频振动器(4036.根据权利要求2所述的高职建筑教育仿真教学装置，其特征在于：所述吊装组件(3)包括固定在设备框架(1)中的纵向加固梁(301),纵向加固梁(301)的底部安装有能够前后调节位置的滑杆(302),滑杆(302)的底部远离模块硬化组件(201)的一端固定安装有配重，靠近模块硬化组件(201)的一端底部固定安装有吊机(303),吊机(303)的输出部设有吊环(303)的侧板(2011)上固定安装有吊柱(2015),吊环(304)能够套在吊柱(2015)上，吊机3(401)包括固定在设备框架(1)上的竖框(4011),竖框(4011)的内部设有滑块(4012),滑块(4012)采用弹簧(4013)与竖框(4011)的侧壁连接，用于保证滑块(4012)在竖框(4011)内弹性滑动，滑块(4012)上还固定安装有操控把手(4014),输出杆(402)穿过滑块(4012),并采用紧固栓与滑块(4012)固定。9.根据权利要求1所述的高职建筑教育仿真教学装置，其特征在于：所述设备框架(1)的后端还安装有与模块硬化组件(201)等量的浇筑管(6),浇筑管(6)能够相对设备框架(1)活动，浇筑管(6)能够延伸至侧板(2011)中。10.根据权利要求1所述的高职建筑教育仿真教学装置，其特征在于：所述设备框架(1)的顶端设有多个插孔，加料筒(5)插在插孔中，并能够从插孔中拔出。4一种高职建筑教育仿真教学装置技术领域[0001]本发明涉及教学用具领域，具体为一种高职建筑教育仿真教学装置。背景技术[0002]目前对于混凝土的实践教学中，需要让学生们了解不同比例的材料相互配合所形成的混凝土强度的不同和了解学习混凝土的结构，以及混凝土形成的过程，或者观察混凝土与钢筋结合的结构，灌浆是将某些固化材料，如水泥、石灰或其他化学材料灌入，以填塞筑物中，常用灌浆法构筑地基防渗帷幕，是建筑物的主要地基处理措施，在建筑专业的教学中，为了比较直观地为学生展示灌浆的教学，为了便于学生直观地观察到灌浆的过程，常常也需要使用模拟装置进行教学，便于学生对需要学习的内容进行理解。[0003]但现有的灌浆模拟装置较为匮乏，存在一、在展示混凝土浇筑的时候，无法根据不同含水量的混凝土作出不同的模拟，以至于学生无法直接得到不同的硬化数据；品数据；三、建筑模拟装置在使用的时候学生不便于操作，存在一定的危险性；四、现有的建筑模拟装置在使用之后不便于对其进行清理，造成了资源的浪费。发明内容[0004]针对现有技术的不足，本发明提供了一种高职建筑教育仿真教学装置，解决了以上背景技术中提出的问题。[0005]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高职建筑教育仿真教学装置，包括设备框架，还包括多组安装在设备框架中的浇筑测试组件、吊装组件和模拟振动组件。[0006]浇筑测试组件包括模块硬化组件和压力组件，压力组件用于封闭模块硬化组件。[0007]设备框架上还安装有与浇筑测试组件数量相同的加料筒，加料筒的底端对应模块硬化组件，用于向模块硬化组件中加料。[0008]吊装组件用于起吊模块硬化组件，将其移出设备框架。[0009]模拟振动组件用于振动模块硬化组件。[0010]优选的，模块硬化组件包括四个侧板，四个侧板采用卡箍合拢固定为一个方框结构；包括底板和弹性垫A,底板利用卡箍固定在方框结构底部，弹性垫A处于底板和设备框架的内底壁之间，底板能够稳定放置在弹性垫A上，弹性垫A固定在设备框架的内底壁上。[0011]其中一个朝前的侧板中部设有防爆玻璃。[0012]优选的，压力组件包括液压缸A、液压缸B和弹性垫B,液压缸A与设备框架的上端固定，其输出端贯穿设备框架顶壁之后与弹性垫B固定，液压缸B的固定部与弹性垫B固定，其5输出端固定安装有压板，压板能够延伸至由四个侧板组成的方框结构中，并与方框结构的内部面积相配合，液压缸B和液压缸A在收缩状态下，压板能够从四个侧板之间移出。[0013]优选的，弹性垫B的底部还固定安装有两个对称分布的平衡杆，平衡杆的下端穿过压板并与其滑动连接；压板的外圈固定安装有刮条，刮条能够紧贴侧板的内壁。[0014]优选的，模拟振动组件包括固定在设备框架上的弹性位移组件；还包括安装在弹性位移组件上的输出杆，输出杆的一端对应朝后的侧板，输出杆对应侧板的位置安装有高频振动器，高频振动器的振动端贴附侧板，弹性位移组件用于输出杆带着高频振动器上下改变作用在侧板上的位置。[0015]优选的，吊装组件包括固定在设备框架中的纵向加固梁，纵向加固梁的底部安装有能够前后调节位置的滑杆，滑杆的底部远离模块硬化组件的一端固定安装有配重，靠近模块硬化组件的一端底部固定安装有吊机，吊机的输出部设有吊环。[0016]优选的，其中一个对应吊机的侧板上固定安装有吊柱，吊环能够套在吊柱上，吊机用于起吊侧板。[0017]优选的，弹性位移组件包括固定在设备框架上的竖框，竖框的内部设有滑块，滑块采用弹簧与竖框的侧壁连接，用于保证滑块在竖框内弹性滑动，滑块上还固定安装有操控[0018]优选的，设备框架的后端还安装有与模块硬化组件等量的浇筑管，浇筑管能够相对设备框架活动，浇筑管能够延伸至侧板中。浇筑管用于连接混凝土泵，接收泵送来的混凝[0019]优选的，设备框架的顶端设有多个插孔，加料筒插在插孔中，并能够从插孔中拔出。加料筒可以随时取出更换清洗，而且活动式的安装也不影响浇筑工作。同的组合侧板内浇筑混凝土，可以一次硬化多组混凝土柱，每一组混凝土均可以采用不同的配合比例，从而可以区分地观测凝固情况和硬化速率，防爆玻璃还可以让学生直接观察内部的气泡情况和干燥状态，利用加料筒可以改变单组混凝土的变量，可以向不同位置的混凝土内添加水或者其余添加剂，从而判断不同数据的凝固情况，方便学生记录数据或者在教学中直接观察，理解效果会更好。[0021]2、该高职建筑教育仿真教学装置，通过设置模拟振动组件，可以在不同的混凝土柱施加或者不施加振动力，以便于学生观察混凝土内部的消泡情况，而且改变振动这一变量，可以记录在振动情况下或者非振动情况下，混凝土柱的凝固质量以及凝固速率。[0022]3、该高职建筑教育仿真教学装置，通过设置模块硬化组件，利用卡箍可以组合四个侧板，在浇筑完毕之后，拆下卡箍，可以分离四个侧板，从而方便取出内部的混凝土柱进行观察或者测试，取下之后组合好侧板还可以继续使用。[0023]4、该高职建筑教育仿真教学装置，通过设置吊装组件，利用吊机可以将侧板整体吊起并移出，在学生操作的时候十分安全，无需学生接近混凝土浇筑位置。6附图说明[0024]图1为本发明结构示意图；图2为本发明结构后视图；图3为本发明结构前视图；图4为本发明浇筑测试组件的结构示意图；图5为本发明浇筑测试组件的结构拆分图；图6为本发明部分结构示意图；图7为本发明图6中A处的结构放大图；图8为本发明吊装组件的结构示意图；图9为本发明模拟振动组件的结构示意图。201、模块硬化组件；2021、液压缸A;2022、液压缸B;2023、弹性垫4、模拟振动组件；401、弹性位移组件；具体实施方式[0026]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。[0027]需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。[0028]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。[0029]另外，在本申请中如涉及“第一”指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、7“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。[0030]如图1-图9所示，一种高职建筑教育仿真教学装置，包括设备框架1,还包括多组安装在设备框架1中的浇筑测试组件2、吊装组件3和模拟振动组件4.浇筑测试组件2包括模块硬化组件201和压力组件202,压力组件202用于封闭模块硬化组件201。设备框架1上还安装有与浇筑测试组件2数量相同的加料筒5,加料筒5的底端对应模块硬化组件201,用于向模块硬化组件201中加料。吊装组件3用于起吊模块硬化组件201,将其移出设备框架1。模拟振动组件4用于振动模块硬化组件201。[0031]设备框架1由两层金属板制作，之间利用多根竖向的金属梁做连接处理，连接处利用角铁和螺栓强化固定，中间位置采用横向的金属梁做加固处理，吊装组件3以及模拟振动组件均安装在金属板或者金属梁上，可以拆除，也可以增加数量，设备框架1的尺寸可以根据实际的实验需求而改变大小。[0032]加料筒5为锥形结构，可以随时从设备框架1上取下，加料筒5用于向模块硬化组件201中投入水或者添加剂，投入精准不会外洒，保证了实验设备的洁净程度。[0033]模块硬化组件201包括四个侧板2011,四个侧板2011采用卡箍合拢固定为一个方框结构；包括底板2012和弹性垫A2013,底板2012利用卡箍固定在方框结构底部，弹性垫A2013处于底板2012和设备框架1的内底壁之间，底板2012能够稳定放置在弹性垫A2013上，弹性垫A2013固定在设备框架1的内底壁上；其中一个朝前的侧板2011中部设有防爆玻璃2014。[0034]任意一个侧板2011的侧面均做切槽处理，两个互相连接的侧板2011切槽相互配合，四个侧板2011刚好可以组合成一个矩形，卡箍均为U型卡，采用紧固螺栓将所有的侧板2011牢牢地固定在一起，底板2012为凹槽型结构，四个侧板2011组合成一个矩形之后，底板2012刚好可以扣在四个侧板2011底部，再利用底部的卡箍可以将底板2012牢固地与四个侧端与底板2012的底面配合，弹性垫A2013的上端可以插入至底板2012的底部，将底板2012放置在弹性垫A2013上时，二者互相卡接，底板2012不易从弹性垫A2013上脱落，弹性垫A2013底部的橡胶采用螺栓固定在设备框架1的底部。[0035]朝向观测同学的一个侧板2011上开设有前后贯穿的缺口，防爆玻璃2014安装在该殊工艺复合，通常需搭配高速相机、显微镜或CT扫描仪使用，也可以使学生直接观察，防爆玻璃2014在浇筑混凝土之后，内部的PC板能够产生一定的形变，因此不易与混凝土粘结，易于清洁。[0036]压力组件202包括液压缸A2021、液压缸B2022和弹性垫B2023,液压缸A2021与设备框架1的上端固定，其输出端贯穿设备框架1顶壁之后与弹性垫B2023固定，液压缸B2022的固定部与弹性垫B2023固定，其输出端固定安装有压板2024,压板2024能够延伸至四个侧板2011组成的方框结构中，并与方框结构的内部面积相配合，液压缸B2022和液压缸A2021在收缩状态下，压板2024能够从四个侧板2011之间移出。8[0037]液压缸A2021的规格大于液压缸B2022,液压缸A2021做主要压力输出，而液压缸B2022做伸缩调节作用，液压缸A2021采用螺栓加固在设备框架1的顶部，而液压缸B2022的输出端利用轴套连接压板2024,日常使用螺栓锁死，压板2024上带有泄水孔，防止侧板2011内部压力过大导致崩裂，压板2024的尺寸需根据侧板2011的尺寸定制。[0038]弹性垫B2023的底部还固定安装有两个对称分布的平衡杆2025,平衡杆2025的下端穿过压板2024并与其滑动连接。压板2024的外圈固定安装有刮条2026,刮条2026能够紧贴侧板2011的内壁。[0039]平衡杆2025用于稳定压板2024,使得压板2024在上下移动的时候很难产生偏移，避免压坏侧板2011,而且压板2024侧边的刮条2026为金属薄板，可以在受压之后产生一定的形变，能够在下移的时候刮去侧板2011表面的混凝土。[0040]模拟振动组件4包括固定在设备框架1上的弹性位移组件401;还包括安装在弹性位移组件401上的输出杆402,输出杆402的一端对应朝后的侧板2011,输出杆402对应侧板2011的位置安装有高频振动器403,高频振动器403的振动端贴附侧板2011,弹性位移组件401用于输出杆402带着高频振动器403上下改变作用在侧板2011上的位置。[0041]弹性位移组件401利用紧固螺栓固定在金属梁上，输出杆402为空心延长管，内部用于走线，高频振动器403采用电动式，由电动驱动，振动棒直径25mm头部内置高频电机频率可达3000-15000RPM,而与之对应的侧板2011背部安装有耐磨板，优先采用高锰钢材质，耐磨板采用复合金属制作，用于接触高频振动器403,避免侧板2011长期使用导致磨损，而且耐磨板采用螺钉固定，使用之后可以更换。[0042]吊装组件3包括固定在设备框架1中的纵向加固梁301,纵向加固梁301的底部安装有能够前后调节位置的滑杆302,滑杆302的底部远离模块硬化组件201的一端固定安装有配重，靠近模块硬化组件201的一端底部固定安装有吊机303,吊机303的输出部设有吊环[0043]纵向加固梁301采用螺栓固定在金属梁上，滑杆302与其配合滑动，由于使用频率需求，二者优先采用直接滑动，滑动接触面涂抹润滑脂，也可以在滑动位置安装滚珠等减少摩擦的部件，配重用于平衡滑杆302,配重为金属块可以拆卸，吊机303优先设为两组，可以分别控制两组侧板2011。[0044]其中一个对应吊机303的侧板2011上固定安装有吊柱2015,吊环304能够套在吊柱2015上，吊机303用于起吊侧板2011。[0045]吊柱2015中间位置设有凹槽，吊环304套在吊柱2015上的时候刚好卡入凹槽内，不会出现脱落，在吊装的时候比较安全。[0046]弹性位移组件401包括固定在设备框架1上的竖框4011,竖框4011的内部设有滑块4012,滑块4012采用弹簧4013与竖框4011的侧壁连接，用于保证滑块4012在竖框4011内弹性滑动，滑块4012上还固定安装有操控把手4014,输出杆402穿过滑块4012,并采用紧固栓与滑块4012固定。[0047]竖框4011固定在金属梁上，滑块4012与竖框4011配合，二者之间涂有润滑脂，弹簧4013安装在滑块4012底部平衡滑块4012的重量，使学生可以利用操控把手4014轻易下压滑块4012,输出杆402相对滑块4012的位置可调。[0048]设备框架1的后端还安装有与模块硬化组件201等量的浇筑管6,浇筑管6能够相对9设备框架1活动，浇筑管6能够延伸至侧板2011中。[0049]浇筑管6采用铰链连接在金属梁上，且浇筑管6还可以移动，可以使学生亲手手动[0050]设备框架1的顶端设有多个插孔，加料筒5插在插孔中，并能够从插孔中[0051]加料筒5能够从插孔中拔出更换清洗。[0052]在使用时，首先利用卡箍组装好侧板2011,四个侧板2011组合底板2012并放置在弹性垫A2013上，利用浇筑管6向四个侧板2011之间的空间内浇筑混凝土，由于模块硬化组件201有多组，所以可以向多组侧板2011之间共同浇筑相同的混凝土，然后使用加料筒5分别添加不同含量的添加剂或者水，用于改变单独的变量并依次记录，或者配比多种成分的混凝土，使其分别浇筑到多组模块硬化组件201中，用于记录不同的混凝土的浇筑情况，在浇筑关闭之后，控制液压缸A2021和液压缸B2022伸展，使压板2024压入四个侧板2011中，用于压实混凝土，学生通过防爆玻璃2014可以清楚地观测到内部混凝土的流动情况以及可以[0053]将输出杆402抵住其中一个侧板2011,使高频振动器403与侧板2011接触，开启高频振动器403可以对侧板2011内部的混凝土实现一个振荡，通过更改不同的高频振动器403的振动功率或者单独开启其中部分的高频振动器403,可以依次观察不同位置的侧板2011中混凝土的消泡情况，学生可以记录不同的混凝土在相同的振动下消泡速率的不同，或者记