一种全自动旋转环形岩土样品承台装置技术领域：
本发明属于岩土力学试验仪器开发领域，特别涉及一种全自动旋转环形岩土样品
承台装置，适用于配合不同岩土力学试验仪器在试验过程中准确运送多个岩土样品。
背景技术：
集成多种力学试验功能的仪器设备的研制是岩土力学领域中值得特别关注的课
题之一。当前，岩土力学试验仪器功能较单一，室内岩土力学性能测试中，不同力学试验需
依靠独立的试验设备完成，如抗压、抗拉、抗扭、三轴、干湿循环和渗透试验。试验成本高、自
动化程度低、占用空间大、人工操作等等的原因导致工作效率低下。因此，集成多种岩土力
学试验功能，且各项试验可互不干扰独立进行的高精度岩土力学试验仪是我国沿途力学领
域发展的重大需求。现有的岩土力学试验仪器通常是人工装载单个岩土样品，过程繁琐，自
动化程度低，不利于开展多岩土样品试验；而在试验仪器底座上集成运输机构的方案，则会
在岩土样品运送过程中对仪器产生冲击，影响仪器精度与使用寿命，因而无法实现岩土样
品运送与多试验同步进行。在此背景下，如何流水线式的将多个岩土样品准确送到各试验
区以进行各项力学试验，且不影响试验仪器正常工作成为了值得重视的问题。针对这一需
求，为保障仪器各项试验独立顺利进行，提高岩土样品试验的效率，本发明设计了一种全自
动旋转环形岩土样品承台架装置，用于将岩土样品精确送至不同试验区，且运行过程中不
对试验仪器产生振动干扰，实现对多岩土样品力学试验的流水线作业，提高试验效率，属于
岩土力学试验仪器的功能扩展。
发明内容：
本发明一种全自动旋转环形岩土样品承台装置，针对运送多个岩土样品的需求，
本设计提出以下方案：环形承台架上均匀开有多个安装槽，视环形承台架具体尺寸而定，附
图中以12个为例。安装槽内安装有承样台。实际使用时，岩土样品放置于承样台上。安装槽
内四个侧面均安装有相同的弹簧片，固定安装于安装槽内的承样台；环形承台架固定于环
形齿轮上，两者内径相同；同时，底座外侧安装有电机，电机主动轮与环形齿轮咬合，驱动环
形齿轮旋转，实现环形承台架与环形齿轮共同绕底座中心轴旋转，将岩土样品运送至不同
试验区；底座上固定有一个环形的滚轴支架，滚轴支架上有12个滚轴槽，滚轴槽内安装有滚
轴。环形齿轮安装于环形滚轴支架上，实现环形齿轮与环形承台架的平稳转动；此外，为全
自动旋转环形岩土样品承台装置设计了保护外壳，保护外壳略高于环形承台架，顶部内侧
有伸出部分，环形承台架外部有一细沟槽，与保护外壳伸出部分契合，从而实现对电机与环
形齿轮的保护；当配合岩土力学试验仪器时，电机工作，带动环形承台架旋转，将岩土样品
运送至指定位置，试验仪器将岩土样品取走至其工作室；电机全程工作由计算机程序进行
控制，将岩土样品准确运输至各指定区，大大提升了试验效率，同时提高了仪器的自动化程
度。
一种全自动旋转环形岩土样品承台装置主要由环形承台架[A]和驱动系统[B]两
大部分组成。
1环形承台架[A]
环形承台架[A]由承台板[A1]、弹簧片[A4]和承样台[A2]组成。承台板[A1]为一个
环形金属板，承台板[A1]上等间距开有若干个安装槽[A3]，视具体尺寸而定，用于安装承样
台[A2]，每个安装槽[A3]的四个侧面均安装有相同的弹簧片[A4]，确保承样台[A2]正确安
装。承台板[A1]边缘处开有一细沟槽[12]，保护外壳[C]的内侧伸出部分[C1]嵌入其中。承
台板[A1]运动时，保护外壳[C]与承台板[A1]互不干涉，从而保护电机[B8]与环形齿轮
[B1]，防止杂物和岩石碎屑影响装置的运动。
2驱动系统[B]
驱动系统[B]由底座[B6]、滚轴支架[B4]、滚轴[B3]、环形齿轮[B1]与电机[B8]组
成。底座[B6]开有4个底座安装孔[B7]，滚轴支架[B4]通过底座安装孔[B7]固定于底座
[B6]。环形齿轮[B1]上开有3个环形齿轮安装孔[B2]，环形承台架[A]通过环形齿轮安装孔
[B2]固定在环形齿轮[B1]上。滚轴支架[B4]为环形，上面开有12个滚轴槽[B5]，滚轴[B3]安
放于滚轴槽[B5]中，用于支撑环形齿轮[B1]并保证上部结构平稳转动，减小摩擦。电机[B8]
固定于底座外侧[B6]，电机[B8]主动轮与环形齿轮[B1]咬合，驱动环形齿轮[B1]旋转。
本发明具有以下优点：
1本发明一种全自动旋转环形岩土样品承台装置，环形承台架可同时分布多个岩
土样品，视环形承台架具体尺寸而定，辅助实现对同一组样品的不同性能测试，提高岩土样
品测试效率。
2本发明一种全自动旋转环形岩土样品承台装置，环形承台架可绕着中心轴转动，
精确岩土样品送至试验区，可以配合岩土力学试验仪器工作，提高试验仪器的自动化程度，
提高试验效率。
3本发明一种全自动旋转环形岩土样品承台装置，固定于底座的滚轴支架安装有
12个滚轴，环形齿轮放置于滚轴上，转动平稳，摩擦小，工作稳定。
4本发明一种全自动旋转环形岩土样品承台装置，保护外壳与环形承台架互相契
合，防止异物和岩石碎屑损害传动机构，具有自我保护功能。
5本发明一种全自动旋转环形岩土样品承台装置，不与试验仪器直接相连，互不干
扰，全自动旋转环形岩土样品承台装置启动及工作时产生的振动冲击不会对试验仪器造成
影响。
附图说明：
图1一种全自动旋转环形岩土样品承台装置三维视图
图2一种全自动旋转环形岩土样品承台装置分解图
图3一种全自动旋转环形岩土样品承台装置A部分视图及爆炸图
图4一种全自动旋转环形岩土样品承台装置A部分局部放大图
图5一种全自动旋转环形岩土样品承台装置弹簧片立体图及三视图
图6一种全自动旋转环形岩土样品承台装置B部分视图及爆炸图
图7承样台三维视图
图8一种全自动旋转环形岩土样品承台装置整体分解图
其中：
[A]——环形承台架
[A1]——承台板 [A2]——承样台
[A3]——安装槽 [A4]——弹簧片
[A5]——细沟槽
[B]——驱动系统
[B1]——环形齿轮 [B2]——环形齿轮安装孔
[B3]——滚轴 [B4]——滚轴支架
[B5]——滚轴槽 [B6]——底座
[B7]——底座安装孔 [B8]——电机
[C]——保护外壳
[C1]——伸出部分
[D]——岩土样品
具体实施方式：
本发明是一种全自动旋转环形岩土样品承台装置，功能主要涉及岩土样品[D]的
存放与运送，配合岩土力学试验仪器工作，准确运送岩土样品[D]至指定位置，由各取样装
置将岩土样品[D]取至不同试验区，实现对同一组样品的不同性能测试。
一种全自动旋转环形岩土样品承台装置由环形承台架[A]、驱动系统[B]和保护外
壳[C]三部分组成。环形承台架[A]通过环形齿轮安装孔[B2]安装于驱动系统[B]，保护外壳
[C]的伸出部分[C1]与细沟槽[A5]契合。岩土力学试验仪器放置于一种全自动旋转环形岩
土样品承台装置内部，两者不接触。将待测岩土样品[D]安放于承样台[A2]上。向电机[B8]
发出指令，在确定试验仪器处于空闲状态，可进行试验后，电机[B8]驱动环形齿轮[B1]运
动，将环形承台架[A]旋转指定角度；到达指定的位置后，电机自动停止工作；待试验仪器的
取样装置将岩土样品[D]从承样台[A2]上取走并运送至仪器工作室后，电机[B8]重新运动，
驱动环形齿轮[B1]旋转指定角度，运送岩土样品[D]至下一试验区域，等待试验仪器取走；
或静止，等待当前试验的完成再进行岩土样品[D]的运送。如此，实现将同一组岩土样品[D]
准确运送到不同的试验区，以进行不同的岩土力学特性试验。