专利名称：一种生态河道模型的地形制作台架的制作方法
技术领域：
本发明涉及水利工程技术领域，尤其涉及一种生态河道模型的地形制作台架。
背景技术：
在水利工程技术领域中，河工模型试验是依据河道形态和水流泥沙运动特征按相似准则缩小成实体模型，用以模拟河道水流泥沙运动及河床演变情况的一种研究手段。河工模型中的地形制作的好坏直接关系到模型试验的成败以及精度，尤其是制作模型的几何比尺过小，会导致河工模型的地形微小差异反演到实际情况确有很大地变化。随着人们对自然环境要求的提高，河道研究已经由原来的裁弯取直、河道断面规整化等逐步过渡到还原河道自然面貌、增加河道断面形态多样性和鱼类生境多样性等。这样就需要模拟的河道平面弯曲形态、断面深槽浅滩形态具有一定的多样性。因此，河道模型制作中就需要增加断面板数量和提高断面板放置精度，从而大大增加了河工模型制作的难度。目前，河工模型的地形制作主要是将河道划分为若干个断面。根据缩小后河道的尺寸，将河道的表面起伏变化部分画到三合板上，然后将三合板裁剪成断面形状，完成断面板的制作。具体操作时，将断面板垂直插在平铺的沙堆上，利用断面线位和水准仪进行定位，然后用模型沙将断面板位置填平紧实，均匀涂抹形成地形，河工模型制作完成。该制作方法的缺点是断面板的定位需要多人同时操作，其操作复杂和难度较高，导致制作过程费时费力。另外，由于三合板制成的断面板厚度较薄，在定位过程中容易发生变形，因此降低了河工模型中地形的制作精度。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题是提供的结构简单、定位快速准确，无需大量人力和对人员进行专门培训，保证断面板在定位过程中的结构稳定。根据本发明，提供一种生态河道模型的地形制作台架，包括机架和至少两个定位器。机架包括至少两条相互间平行且处于同一高程的主梁，各主梁均设有刻度。各定位器包括:与主梁匹配式连接的连接件；u形安装板，U形安装板铰接于连接件的第一端部以便可围绕连接件转动；设置在U形安装板上并能随U形安装板一起转动的指针；用于将断面板固定在U形安装板的内腔中的固定楔。其中，通过调节定位器在主梁上的轴向和角度位置来确定断面板的断面线。在一个实施例中，机架包括与多条主梁滑动接触式连接的横梁，其至少连接两个定位器。在一个实施例中，在主梁和横梁的上方均设有纵向定位槽，其用于容纳尺寸标度件。在一个实施例中，连接件的第二端部设有用于能够与定位槽的侧壁相接合的悬挂槽，从而使定位器悬挂在机架上。
在一个实施例中，U形安装板的安装端设有枢轴，其插入到设于连接件的第一端部处的空心环部中以实现铰接配合。在一个实施例中，当定位器连接在主梁时，指针的指向与安装板平行。在一个实施例中，当定位器连接在横梁时，指针的指向与安装板垂直。在一个实施例中，固定楔为U形楔，并用于固定在定位器与断面板之间。在一个实施例中，安装板的U形外侧设有尺寸标度件，其用于定位断面板的高程。在一个实施例中，台架还包括可以升降地支撑主梁的支撑腿根据本发明的有益效果是:根据本发明的生态河道模型的地形制作台架的结构简单、操作简单，可以实现断面板的准确快速地三维定位，对自然生态河道地形变化大、断面复杂的情况有较强的适应性，能够满足环境水利学、生态水利学等对河道弯曲度以及断面多样性的需求，实现了对弯曲、分汊、浅滩和深槽交替等复杂情况的河道地形的制作，节省了大量人力以及对人员进行专门培训，同时也提高了断面板结构的稳定性和定位精度。
以下结合附图来对本发明进一步说明。
图1是根据本发明的生态河道模型的地形制作台架的结构图。图2显示了根据本发明的生态河道模型的地形制作台架的定位器。图3显示了根据本发明的生态河道模型的地形制作台架的固定楔。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。图1显示了根据本发明的生态河道模型的地形制作台架100。该制作台架100包括机架50，其包括至少两条相互间平行且处于同一高程的主梁I。该台架100还包括用于可升降地支撑主梁I的支撑腿4。支撑腿4的数量根据主梁I的长度确定，保证主梁I不会弯曲。在主梁I的上方设有与多条主梁I滑动接触式连接的横梁2。横梁2主要应用于断面板5长度小于相邻主梁I之间的距离的较窄区域。其中，所有的主梁I和横梁2均设有刻度，目的是方便断面板5的快速定位。容易理解，支撑腿4可通过调整螺栓12来实现其升降的过程。在该实施例中，在主梁I和横梁2上方均设有纵向定位槽11，其用于容纳尺寸标度件(未示出)。该尺寸标度件优选为卷尺。该结构还方便实现定位器3与主梁I或横梁2的连接，如图1、图2所示。如图2所示，该制作台架100还包括定位器3，其包括与主梁I匹配式连接的连接件7。该连接件7的第二端部22设有用于能够与定位槽11的侧壁相接合的悬挂槽10，从而使定位器悬挂在机架上。该连接件7的第一端部25设有空心环部24。设于U形安装板9的安装端21处的枢轴23插入到该空心环部24而形成铰接，使得U形安装板9可围绕连接件7转动。在U形安装板9的安装端21设有指针6，该指针6可以跟U形随安装板9 一同转动。U形安装板9的内腔用于安装断面板5 (见图1)。断面板5通过塞入在断面板5和U形安装板9之间的固定楔13而固定在U形安装板9的内腔中。为了加强U形安装板9的结构稳定，在其外侧例如焊有加强肋8。为了方便在高程方向的定位，在U形安装板9外侧还设有尺寸标度件(未示出)。该尺寸标度件例如为卷尺，其布置在安装板9外侧的边缘处，并且刻度处与安装板9边缘重合，从而方便定位断面板高程。由于，该断面板5安装在U形安装板9的内腔内，可以减少了自身的变形，从而保证断面板5结构的稳定性。在该实施例中，如图1所示，定位器3的指针6有两种分布有两种情况。一种情况是定位器3连接在主梁I时，指针6的指向与安装板9平行。另一种情况是定位器3连接在横梁2时，指针6的指向与安装板9垂直。这样结构的设计是为了保证指针6 —直指向刻度处。根据本发明，每块断面板5至少由两个定位器3固定，然后通过调节定位器3在主梁I或横梁2上的轴向和角度位置来确定断面板的断面线。根据本发明的生态河道模型的地形制作台架100。在操作中具体步骤如下:第一步，安装机架50。首先依据生态河道的试验图纸，在实验室中，选定生态模型的河道位置，根据河道中轴线沿再选定两条主线。在选定主线上安装主梁1，通过调整螺栓12初步调整支撑腿4高度是一致，然后再通过水平仪进行微调，保证该多条主梁I之间相互平行并且处于同一个高程。如果实验模拟河道较宽，可以增加主梁I的数量用以保证断面板5的稳定性。另外，当待安装断面板5长度小于相邻主梁I间的距离时，需要将横梁2与主梁I滑动接触式连接，然后再将断面板5安装在横梁2上，从而弥补主梁I不能定位较短断面板的缺陷。第二步，断面板5定位。根据断面线位置，确定待安装断面板5在机架50上的位置。然后将用于定位该断面板5的定位器3分别安装在不同的主梁I上，再通过指针6调整定位器3所在主梁I上的位置，使各个定位器3的连线与断面线重合。在制作完成的待安装断面板5上标记出定位器3的位置，将其安装在定位器3的内腔，再通过U形安装板9外侧的尺寸标度件调整断面板5的高程。当高程调整好后，在U形安装板9和待安装断面板5之间塞入固定楔13，完成了断面板的在河工模型中的三维定位。容易理解，断面板5安装在横梁2的操作步骤与上述安装在主梁I的步骤相类似，属于本技术领域人员很容易理解的，在此不作详细描述。最后，用模型沙将断面板5的位置填平紧实，均匀涂抹形成地形。当断面板5固定牢固后，拆除该制作台架100，完成了该河工模型(生态河道模型)的地形制作。因此，通过使用本发明的生态河道模型的地形制作台架100，可以实现断面板的准确快速地三维定位，对自然生态河道地形变化大、断面复杂的情况有较强的适应性，能够满足环境水利学、生态水利学等对河道弯曲度以及断面多样性的需求，实现了对弯曲、分汊、浅滩深槽交替河道等复杂情况的地形的制作，节省了大量人力以及对人员进行专门培训，同时也提高了断面板结构的稳定性和定位精度。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种生态河道模型的地形制作台架，包括: 机架，包括至少两条相互间平行且处于同一高程的主梁，各所述主梁均设有刻度， 至少两个定位器，各定位器包括:与所述主梁匹配式连接的连接件#形安装板，所述U形安装板铰接于所述连接件的第一端部以便可围绕所述连接件转动；设置在所述U形安装板上并能随所述U形安装板一起转动的指针；用于将断面板固定在所述U形安装板的内腔中的固定楔， 其中，通过调节所述定位器在所述主梁上的轴向和角度位置来确定断面板的断面线。
2.根据权利要求1所述的地形制作台架，其特征在于，所述机架包括与多条所述主梁滑动接触式连接的横梁，其至少连接两个定位器。
3.根据权利要求2所述的地形制作台架，其特征在于，在所述主梁和横梁的上方均设有纵向定位槽，其用于容纳尺寸标度件。
4.根据权利要求3所述的地形制作台架，其特征在于，所述连接件的第二端部设有用于能够与所述定位槽的侧壁相接合的悬挂槽，从而使定位器悬挂在机架上。
5.根据上述权利要求中任一项所述的地形制作台架，其特征在于，所述U形安装板的安装端设有枢轴，其插入到设于所述连接件的第一端部处的空心环部中以实现铰接配合。
6.根据上述权利要求中任一项所述的地形制作台架，其特征在于，当所述定位器连接在所述主梁时，所述指针的指向与所述安装板平行。
7.根据权利要求2所述的地形制作台架，其特征在于，当所述定位器连接在所述横梁时，所述指针的指向与所述安装板垂直。
8.根据上述权利要求中任一项所述的地形制作台架，其特征在于，所述固定楔为U形楔，并用于固定在所述定位器与断面板之间。
9.根据上述权利要求中任一项所述的地形制作台架，其特征在于，所述安装板的U形外侧设有尺寸标度件，其用于定位断面板的高程。
10.根据上述权利要求中任一项所述的地形制作台架，其特征在于，所述台架还包括可以升降地支撑所述主梁的支撑腿。
全文摘要
本发明涉及一种生态河道模型的地形制作台架，包括机架和至少两个定位器。机架包括至少两条相互间平行且处于同一高程的主梁，各主梁均设有刻度。各定位器包括与主梁匹配式连接的连接件；U形安装板，U形安装板铰接于连接件的第一端部以便可围绕连接件转动；设置在U形安装板上并能随U形安装板一起转动的指针；用于将断面板固定在U形安装板的内腔中的固定楔。其中，通过调节定位器在主梁上的轴向和角度位置来确定断面板的断面线。该制作台架的优点是结构简单、操作简单、定位准确，无需大量人力以及对人员进行专门培训，保证了断面板在定位过程中的结构稳定。
文档编号E02B1/02GK103195012SQ20131011223
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月2日 优先权日2013年4月2日
发明者方红卫, 何国建 申请人:清华大学