本发明创造属于土工试验仪器领域，尤其是涉及一种梁式试件制作和脱模仪。
背景技术：
根据土工试验规范，无机结合料稳定材料的抗弯拉强度、干缩试验、温缩试验、疲劳试验、弯拉模量等试验都需要制作梁式试件。实验室传统制作梁式试件的方法都是首先组装梁式试件模板，随后填土，填土完成后需要放到压力机上进行压件，压件完毕后又需将试件和模具一并取下进行人工脱模。此种操作方式存在工序繁琐、劳动强度大、工作效率低、人工参与度高、不可控变量多的问题，根据操作人员的不同，土体压实程度不同，增加了试件间的差异化，在脱模过程中，过多的人工参与，容易扰动土样，影响实验结果。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种将制件与脱模二合一，工序更加简单化、规范化，人工参与度低，减小人为操作的影响，工作效率高，制件效果好，采用自动化方式替代实验室手工制件和脱模的梁式试件制作和脱模仪，以解决上述问题。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种梁式试件制作和脱模仪，包括支撑架体、上驱动装置、上压板、下驱动装置、下压板、左模板、右模板、前模板、后模板及控制系统；所述上驱动装置安装在所述支撑架体的上端，所述上驱动装置与所述上压板连接并控制所述上压板的升降；所述下驱动装置安装在所述支撑架体的下端，所述下驱动装置与所述下压板连接并控制所述下压板的升降；所述上驱动装置和所述下驱动装置与所述控制系统电连接；所述上压板及下压板的长宽尺寸与梁式试件的长宽尺寸相同，所述上压板和所述下压板均内置有距离传感器，所述上压板与所述下压板在竖直方向上对称设置；
所述左模板和所述右模板左右对称的设置于所述支撑架体的中段，所述左模板和所述右模板与所述支撑架体在横向上滑动连接，所述左模板和所述右模板的结构相同，二者的长度和高度大于梁式试件的长度和高度；
所述前模板和所述后模板可拆卸的插设于所述左模板和所述右模板之间；所述前模板和所述后模板之间的距离与梁式试件的长度相同，所述前模板和所述后模板的宽度与梁式试件的宽度相同，高度大于梁式试件的高度。
进一步的，所述上压板包括内板、可套设在所述内板外侧壁的第一套板及可套设在所述第一套板外侧壁的第二套板；所述内板的长宽尺寸为200mm×50mm，套上所述第一套板后的长宽尺寸为400mm×100mm，再套上所述第二套板的长宽尺寸为550mm×150mm；所述内板上端面与所述上驱动装置连接；所述下压板的结构与所述上压板相同；所述前模板和所述后模板有三种不同宽度尺寸，分别为50mm，100mm及150mm。
进一步的，所述内板、所述第一套板及所述第二套板的侧壁上均设有位置对应且相互贯通的多个第一预留孔，所述第一预留孔内可拆卸的设置有固定轴，所述固定轴有两种长度尺寸，分别为100mm长的固定轴及150mm长的固定轴。
进一步的，所述左模板的左侧面设置有横向的滑动轴，所述左模板上的滑动轴滑动插设于所述支撑架体的左侧壁上；所述右模板的右侧面也设置有横向的滑动轴，所述右模板上的滑动轴滑动插设于所述支撑架体的右侧壁上。
进一步的，所述左模板、所述前模板和所述右模板上均设有位置对应且相互贯通的第二预留孔，所述第二预留孔内可拆卸的插入有模板连接杆；所述左模板、所述后模板和所述右模板的连接方式与所述左模板、所述前模板和所述右模板的连接方式相同。
进一步的，所述左模板与所述右模板之间还插设有两个模板加固杆，其中一个模板加固杆横向穿过所述左模板和所述右模板的前端，另一个模板加固杆横向穿过所述左模板和所述右模板的后端，所述左模板和所述右模板均可在所述模板加固杆上横向滑动；所述模板加固杆的两端设有锁紧螺母。
进一步的，所述支撑架体包括支撑柱、上安装罩及下安装罩；所述支撑柱有4个，均竖直设置，所述上安装罩安装在支撑柱的顶部，所述下安装罩安装在所述支撑柱的底部。
进一步的，所述上驱动装置包括安装在所述上安装罩内的上驱动电机、与所述上驱动电机输出轴连接的上驱动齿轮及与所述上驱动齿轮连接的竖直设置的上传动杆；所述上传动杆上设有与所述上驱动齿轮相配合的上齿痕，所述上传动杆的底部与所述上压板连接。
进一步的，所述下驱动装置包括安装在所述下安装罩内的下驱动电机、与所述下驱动电机输出轴连接的下驱动齿轮及与所述下驱动齿轮连接的竖直设置的下传动杆；所述下传动杆上设有与所述下驱动齿轮相配合的下齿痕，所述下传动杆的底部与所述下压板连接。
进一步的，所述控制系统为控制台，所述上驱动电机及所述下驱动电机与所述控制台连接，所述控制台上设有分别控制所述上驱动电机及所述下驱动电机启停、正转、反转、速率的调节按钮；所述控制台上还设有显示屏。
相对于现有技术，本发明创造所述的梁式试件制作和脱模仪具有以下优势：
(1)本发明创造所述的梁式试件制作和脱模仪结构设计合理，使用方便，操作简单，能够实现制件与脱模的自动化完成，避免了手工制件和脱模的庞大工作量，制件与脱模过程更加简单化、规范化，工作效率高，人工参与度低，减少人为误差，制件效果好；
(2)本发明创造所述的梁式试件制作和脱模仪的上、下压板包括内板、第一套板及第二套板，可实现三种不同长宽尺寸的调整，前、后模板具有三种不同宽度尺寸，上、下压板上设有用来监测上压板和下压板之间距离的距离传感器，通过程序设定确定上、下压板之间的距离(即梁式试件的高度)，可实现规范要求的三种不同尺寸的梁式试件的制备，功能强大，操作便捷，制备的试件尺寸更加精准。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造所述梁式试件制作和脱模仪(前后模板及控制台未画出)的结构示意图；
图2为图1的A处局部示意图；
图3为图1的B处局部示意图；
图4为图1的C处局部示意图；
图5为本发明创造所述前、后、左、右模板的连接示意图；
图6为本发明创造所述控制台的结构示意图。
附图标记说明：
1-上驱动装置；2-上压板；3-下驱动装置；4-下压板；5-左模板；6-右模板；7-前模板；8-后模板；9-内板；10-第一套板；11-第二套板；12-固定轴；13-滑动轴；14-模板连接杆；15-模板加固杆；16-支撑柱；17-上安装罩；18-下安装罩；19-上驱动电机；20-上驱动齿轮；21-上传动杆；22-上齿痕；23-下驱动电机；24-下驱动齿轮；25-下传动杆；26-下齿痕；27-控制台；28-调节按钮；29-显示屏。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“横向”、“上”、“中”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
如图1到6所示，一种梁式试件制作和脱模仪，包括支撑架体、上驱动装置1、下驱动装置3、控制台27、上压板2、下压板4、左模板5、右模板6、前模板7及后模板8(为了描述方便，基于附图，本文中在涉及到上压板4、下压板4、左模板5、右模板6、前模板7及后模板8的长度指的是前后方向上的距离，宽度指的是左右方向上的距离，高度指的是竖直方向上的距离)；
其中，支撑架体包括支撑柱16、上安装罩17及下安装罩18；支撑柱16有4个，均竖直设置，上安装罩17安装在支撑柱16的顶部，下安装罩18安装在支撑柱16的底部，支撑柱16起到支撑上安装罩17的作用；
如图2所示，上驱动装置1包括安装在上安装罩17内的上驱动电机19、与上驱动电机19输出轴连接的上驱动齿轮20及与上驱动齿轮20连接的竖直设置的上传动杆21；上传动杆21上设有与上驱动齿轮20想配合的上齿痕22，通过上驱动齿轮20的带动可以控制上传动杆21的升降；
上压板2的长宽尺寸为规范要求的梁式试件的长宽尺寸，规范要求的梁式试件尺寸分三种，分别为(长×宽×高)：200mm×50mm×50mm(小梁)、400mm×100mm×100mm(中梁)及550mm×150mm×150mm(大梁)；上压板2包括内板9、可套设在内板9外侧壁的第一套板10及可套设在第一套板10外侧壁的第二套板11，内板9的上端面与上传动杆21的底部连接，上驱动电机19控制上压板2的升降；内板9的长宽尺寸与小梁的长宽尺寸相同，内板9套上第一套板10后的长宽尺寸与中梁的长宽尺寸相同，内板9套上第一套板10和第二套板11后的长宽尺寸与大梁的长宽尺寸相同；内板9、第一套板10及第二套板11的侧壁上均设有位置对应且相互贯通的多个第一预留孔，第一预留孔内可插入固定轴12(固定轴12可以采用螺纹杆拧入的方式与第一预留孔通过螺纹的方式连接；也可以采用直接插入的方式进行连接，为了更加稳定可以在固定轴12的两端采用锁紧螺母的方式进行加固，但要保证锁紧螺母拧入第一套板10或第二套板11的侧壁内，即要保证第一套板10和第二套板11外侧壁为平整面)，以使内板9、第一套板10及第二套板11紧密的固定在一起；固定轴12有两种长度尺寸，分别对应着连接内板9和第一套板10制备中梁试件及连接内板9、第一套套板10和第二套板11制备大梁试件；固定轴12优选的两种长度尺寸分别为100mm长及150mm长，100mm长的固定轴12用来固定内板9及第一套板10，对应着中梁试件，150mm长的固定轴12用来固定内板9、第一套板10及第二套板11，对应着大梁试件；
如图3所示，下驱动装置3与上驱动装置1的结构相同且二者在竖直方向上呈对称分布，即下驱动装置3包括安装在下安装罩18内的下驱动电机23、与下驱动电机23输出轴连接的下驱动齿轮24及与下驱动齿轮24连接的竖直设置的下传动杆25；下传动杆25上设有与下驱动齿轮24相配合的下齿痕26，通过下驱动齿轮24的带动可以控制下传动杆25的升降；
下压板4的结构与上述上压板2的结构完全相同，下压板4的内板的下端面与下传动杆25的顶部连接，下驱动电机23控制下压板4的升降，上压板2与下压板4在竖直面上对称设置；
如图4所示，左模板5的长度和高度大于大梁试件的长度和高度；左模板5的左侧面设置有横向的滑动轴13，滑动轴13插设于左侧的支撑柱16上，并可在左侧支撑柱16上横向滑动；右模板6的结构与左模板5相同，二者在左右方向上对称分布，右模板6的右侧面也设置有横向的滑动轴13，右模板6上的滑动轴插13设于右侧的支撑柱16上，并可在右侧的支撑柱16上横向滑动，即左模板5和右模板6能够在横向上滑动进而实现二者之间距离的调节；
有三种不同宽度尺寸的前模板7和后模板8，三种宽度尺寸分别为50mm(对应着小梁试件)，100mm(对应着中梁试件)，150mm(对应着大梁试件)；前模板7和后模板8的高度大于大梁试件的高度；如图5所示，前模板7和后模板8可插入左模板5和右模板6之间，形成一个横截面为矩形的上下敞口的腔体结构，根据制备不同尺寸的梁式试件，插入不同宽度的前模板7和后模板8，在插入前模板7和后模板8时，需要注意前模板7和后模板8之间的距离，确保二者之间的距离与制备的该尺寸的梁式试件的长度相同；左模板5、前模板7和右模板6上均设有位置对应且相互贯通的第二预留孔，第二预留孔内可插入模板连接杆14，以使左模板5、前模板7和右模板6紧密的连接在一起；后模板8与左模板5及右模板6的连接方式与前模板7与左模板5及右模板6的连接方式相同，不在赘述；
左模板5和右模板6之间还插设有两个模板加固杆15，两个模板加固杆15均水平设置，其中一个模板加固杆15横向穿过左模板5和右模板6的前端，另一个模板加固杆15横向穿过左模板5和右模板6的后端，左模板5及右模板6可在模板加固杆15上横向滑动；模板加固杆15的两端设有锁紧螺母，通过锁紧螺母将左模板5、右模板6及插设于二者之间前模板7、后模板8进一步的紧固在一起；
如图6所示，上驱动电机19及下驱动电机23与控制台27连接，控制台27上设有分别控制上驱动电机19及下驱动电机23启停、正转、反转、速率的调节按钮28；上压板2的内板中内置有距离传感器，下压板4的内板中也内置有距离传感器，两个传感器在同一竖直线上，两个传感器用来监测上压板2和下压板4之间的距离，通过程序设定当上压板2和下压板4之间的距离为50mm(小梁试件高度)、100mm(中梁试件高度)及150mm(大梁试件高度)时，上压板2和下压板4不再上下压；控制台27上还设有显示屏29，显示屏29用来显示上压板2和下压板4之间的距离。
本发明创造所述的试件制作和脱模仪的工作过程如下：
根据需要制备的试件的尺寸组装上压板及下压板，此处以制备大梁试件为例：
1、组装上压板2，将第一套板10套设在内板9外侧，将第二套板11套设在第一套板10的外侧，向第一预留孔内插入固定轴12，将内板9、第一套板10及第二套板11固定连接在一起；
2、组装下压板4，下压板4的组装方式与上压板2相同；
3、启动下驱动电机23，下压板4上升至左模板5和右模板6之间；
4、调整左模板5及右模板6的位置，使左模板5和右模板6与下压板4的左右侧壁贴合；
5、将宽度为150mm(大梁试件宽度)的前模板7及后模板8插入左模板5及右模板6之间，确保前模7板和后模板8之间的距离与大量试件的长度相等，此时前模板7与下压板4的前侧壁贴合，后模板8与下压板4的后侧壁贴合；
6、向左模板5、前模板7(后模板8)及右模板6上贯通的第二预留孔中插入模板连接杆14，将左模板5、前模板7(后模板8)及右模板6固定连接在一起；
7、将模板加固杆15上的锁紧螺母拧紧，此时左模板5、前模板7(后模板8)及右模板6被紧固的锁定在一起；
8、向由左模板5、右模板6、前模板7、后模板7及下压板4围成的腔体内加土，加土完成后，上驱动电机19及下驱动电机23同时启动，带动上压板2下降及下压板4上升，对土进行压制，当到达程序预设的150mm(大梁试件高度)时，上、下驱动电机19、23停止工作，大梁试件制作完毕；
9、脱模，制件完成后，上驱动电机19带动上压板2上升至远离试件的位置，启动下驱动电机23，下驱动电机23带动下压板4上升将试件顶出，即完成脱模；
10、将试件取出后，下驱动电机23带动下压板4下降，清理干净上、下压板2、4及前、后、左、右模板5、6、7、8的内壁，清理完成后，可继续重复上述步骤继续制作试件。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。