專利名稱：隧道施工預切槽試驗模型機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種大型隧道挖掘機械設(shè)備，特別是涉及一種預切槽機的隧道施工預切槽試驗模型機。
背景技術(shù)：
目前大多數(shù)的隧道機械化施工均采用盾構(gòu)機械施工法，盾構(gòu)機械施工法施工效率高，且技術(shù)較為成熟并具有很高的施工可靠性；但由于實際施工環(huán)境及隧道斷面設(shè)計千差 萬別，所以對施工機械的靈活性、適應性提出更高的要求；而盾構(gòu)機械施工工法只能根據(jù)設(shè)計要求的斷面來制造相應的盾構(gòu)機械，工程成本較大且周期較長，不利于機械的循環(huán)使用。預切槽技術(shù)從50年代始于美國，70年代在法國得到發(fā)展和應用。日本從80年代初期以來在引進國外技術(shù)的同時，開發(fā)了適合本國國情的超前支護施工技術(shù)，進行了有關(guān)大深度未固結(jié)地層的隧道挖掘技術(shù)的研究。預切槽機械是ー種先進的隧道建設(shè)超前支護技術(shù)，它利用特制的鏈式切刀延隧道斷面輪廓切割出一個窄槽，在切割的同時向槽中灌入混凝土以獲得支撐預注拱。預切槽機械非常適用于軟質(zhì)土層和沙土地層的施工，且結(jié)構(gòu)簡單易干與其他隧道施工方法相結(jié)合，因此在我國軌道交通事業(yè)大發(fā)展的背景下?lián)碛泻軓V闊的應用前景。我國目前缺少預切槽工法相應的理論研究和實驗平臺，進行原比例樣機的設(shè)計投入制造，資本較大且可靠性較低，所以急需ー種預切槽工法實驗平臺來提供相應的結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)與實驗數(shù)據(jù)指導未來的大型機械設(shè)計。隧道開挖是需要預切槽機械本體在預注拱形成以后進入隧道中并繼續(xù)進行下一階段開挖的，所以預切槽機械必須要具有前進驅(qū)動結(jié)構(gòu)。常見的兩種前進驅(qū)動結(jié)構(gòu)分別是軌行式和邁步式。國外的預切槽機一般使用的是直流電機通過鏈輪等傳遞動カ給輪子，這種方式的特點是簡單可靠，但是控制精度差。預切槽機械最為關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)之一就是它的工作頭，根據(jù)施工對象的不同可以分為針對于軟質(zhì)土層的鏈鋸型工作頭和針對于硬巖地層的排鉆式工作頭。傳統(tǒng)的鏈鋸厚度比較薄，一般為5mm以內(nèi)，只能切出5mm寬的槽,無法滿足要求。雙排鏈鋸在啟動后需要固定它的運動平臺伸出以使得其切入土層完成預注拱槽的切割，同時在預注拱槽切割完成后可以收回以便其它工程機械可以對其斷面進行施工作業(yè)處理。目前的大型切槽機主要采用液壓力作為伸出的動カ源，液壓系統(tǒng)形成的動カ源體積較大，不適合小型樣機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計出ー種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、前進驅(qū)動結(jié)構(gòu)運行狀態(tài)平穩(wěn)，作業(yè)時預切槽寬，雙排鏈鋸伸縮不使用液壓カ為動カ源的隧道施工預切槽試驗模型機。 本發(fā)明的目的是能夠?qū)崿F(xiàn)的。本發(fā)明隧道施工預切槽試驗模型機包括專利技術(shù)的微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)4和預切槽試驗機的雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)6，本發(fā)明隧道施工預切槽試驗模型機的特征在于所述隧道施工預切槽試驗模型機由預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)
(I)、前支撐拱結(jié)構(gòu)(2)、后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)、弧形運動平臺結(jié)構(gòu)(5)以及所述微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)(4)和雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)(6)六個結(jié)構(gòu)部分構(gòu)成；所述預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)(I)上設(shè)置前支撐拱結(jié)構(gòu)(2)和后支撐拱結(jié)構(gòu)(3);所述前支撐拱結(jié)構(gòu)(2)和后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)上滑動連接所述弧形運動平臺結(jié)構(gòu)(5)，所述弧形運動平臺結(jié)構(gòu)(5)上設(shè)有微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)(4)和所述雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)(6);所述微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)(4)與后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)齒輪嚙合連接。本發(fā)明隧道施工預切槽試驗模型機，其中所述預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)(I )由直線導軌(7)、主支撐板(8)、受カ塊(9)、前端連接件(10)、電推桿(11)、后端連接件(12 )、下端連接件(13)、結(jié)構(gòu)支撐板(14 )、橫向連接板(15)和滑軌滑塊(16 )構(gòu)成； 所述直線導軌(7)有兩條，分別平行固接在所述主支撐板(8)兩側(cè)，所述滑軌滑塊(16)套接在所述直線導軌(7)上，所述每根直線導軌(7)上各套接三個所述滑軌滑塊(16)，
所述結(jié)構(gòu)支撐板(14)有兩個，分別處在所述兩條直線導軌7上部，所述每個結(jié)構(gòu)支撐板14通過孔Kl與每根直線導軌(7)上的三個所述滑軌滑塊(16)固接，所述孔Kl偏于直線導軌7內(nèi)側(cè)且位于結(jié)構(gòu)支撐板(14)后端，
所述橫向連接板(15)兩端分別與所述兩個結(jié)構(gòu)支撐板(14)相連接，所述橫向連接板
(15)上設(shè)有其槽ロ朝下的三個定位槽Cl，所述受カ塊(9)有三個，分別卡入定位槽Cl中并固接在所述橫向連接板(15 )上，所述受カ塊(9 )上設(shè)有定位槽C2，所述電推桿(11)通過所述前端連接件(10)固接在所述受カ塊(9)的定位槽C2中，所述電推桿(11)通過后端連接件(12)和下端連接件(13)固接在主支撐板(8)上。本發(fā)明隧道施工預切槽試驗模型機，其中所述前支撐拱結(jié)構(gòu)(2)由前拱內(nèi)側(cè)連接件(17)、前拱外側(cè)連接件(18)、弧形滑軌A類(19)、弧形滑軌B類(20)、前拱擴展連接板
(21)、弧形滑塊(22)和前支撐拱(23)構(gòu)成，
所述前支撐拱(23)后部設(shè)有定位圓弧臺階面C4，所述定位圓弧臺階面C4與所述弧形滑軌A類(19)或所述弧形滑軌B類(20)內(nèi)側(cè)圓弧面同心且貼合并通過螺栓周向固接所述弧形滑軌A類(19)或所述弧形滑軌B類(20)，述所弧形滑軌A類(19)與弧形滑軌B類(20)上下表面均設(shè)有凹形槽，所述兩個弧形滑塊(22)卡接在所述弧形滑軌A類(19)與弧形滑軌B類(20)的凹形槽上并與所述弧形滑軌A類(19)和弧形滑軌B類(20)滑動連接，所述前支撐拱(23)兩側(cè)下端處在所述前拱外側(cè)連接件(18)的定位槽C14和前拱內(nèi)側(cè)連接件(17)的定位槽C3中并固接在所述前拱外側(cè)連接件(18)和前拱內(nèi)側(cè)連接件(17)上，所述前拱外側(cè)連接件(18)和前拱內(nèi)側(cè)連接件(17)分別固接在兩個所述結(jié)構(gòu)支撐板(14)上，所述前支撐拱結(jié)構(gòu)(2)的所述兩個弧形滑塊(22)上連接ー個前拱擴展連接板(21)。本發(fā)明隧道施工預切槽試驗模型機，其中所述后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)由弧形滑塊
(22)、大齒輪(24)、后拱右端內(nèi)側(cè)支撐件(25)、后拱左端內(nèi)側(cè)支撐件(26)、后拱左端外側(cè)支撐件(27)、后拱右端外側(cè)支撐件(28)、后拱擴展連接板(29)、“小Z型”拱(30)和“大Z型”拱(31)構(gòu)成。所述大齒輪(24)的ー個平面與所述“小Z型”拱(30)的內(nèi)面貼合并通過螺栓與所述“小Z型”拱(30)上部周向固接，所述“小Z型”拱(30)的內(nèi)側(cè)面與所述“大Z型”拱
(31)的定位槽面C6貼合并通過螺栓與所述“大Z型”拱(31)在下部周向固接，所述大齒輪(24)內(nèi)側(cè)圓柱面與所述“大Z型”拱(31)的外側(cè)圓柱面C7貼合連接，所述“大Z型”拱(31)上設(shè)有定位圓弧臺階面C5，所述圓弧臺階面C5與所述弧形滑軌A類(19)內(nèi)側(cè)圓弧面同心且貼合并通過螺栓與所述“大Z型”拱(31)周向固接，所述弧形滑軌A類(19)上滑動連接所述兩個弧形滑塊(22 )，所述后支撐拱結(jié)構(gòu)(3 )的所述兩個弧形滑塊(22 )上連接ー個后拱擴展連接板(29)，
所述后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)的左下端，其“大Z型”拱(31)置于后拱左端內(nèi)側(cè)支撐件(26)的定位槽CS中，其“小Z型”拱(30 )與“大Z型”拱(31)組合體置于后拱左端外側(cè)支撐件
(27)的定位槽C9中，所述后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)左下端固接在所述后拱左端內(nèi)側(cè)支撐件(26)和后拱左端外側(cè)支撐件(27)上， 所述后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)的右下端，其“大Z型”拱(31)置于后拱右端內(nèi)側(cè)支撐件(25)的定位槽CS中，其“小Z型”拱(30 )與“大Z型”拱(31)組合體置于后拱右端外側(cè)支撐件
(28)的定位槽C9中，所述后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)右下端固接在所述后拱右端內(nèi)側(cè)支撐件(25)和后拱右端外側(cè)支撐件(28)上，所述后拱左端內(nèi)側(cè)支撐件(26)和后拱左端外側(cè)支撐件(27)固接在所述左側(cè)結(jié)構(gòu)支撐板(14)，所述后拱右端內(nèi)側(cè)支撐件(25)和后拱右端外側(cè)支撐件
(28)固接在所述右側(cè)結(jié)構(gòu)支撐板(14)。本發(fā)明隧道施工預切槽試驗模型機，其中所述弧形運動平臺結(jié)構(gòu)(5)由弧形運動主平臺(32)、鏈鋸電推桿后端連接件(33)、鏈鋸電推桿(34)、鏈鋸直線導軌(35)、鏈鋸電推桿前端連接件(36 )、轉(zhuǎn)換連接件(37 )、鏈鋸機構(gòu)支撐板(38 )、空間調(diào)整塊(39 )、連接件A類
(40),連接件B類(41)和鏈鋸導軌滑塊(42)構(gòu)成，
所述弧形運動主平臺(32 )下表面設(shè)有PI、P2、P3、P4、P5、P6六個安裝位置，所述位置P1、P2、P3、P4、P5上安裝連接件A類(40)，所述位置(P6)上安裝連接件B類(41 )，所述位置P1、P2上的連接件A類(40)與所述前拱擴展連接板(21)連接，所述位置P3、P4、P5上的連接件A類(40)以及所述位置P6上的連接件B類(41)與所述后拱擴展連接板(29)連接，所述弧形運動主平臺(32)上表面右上角處固接有微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)(4)，中心處固接有兩根結(jié)構(gòu)對稱軸線平行的鏈鋸直線導軌(35)，右下角端部固接一個鏈鋸電推桿后端連接件(33)，所述鏈鋸電推桿后端連接件(33)上連接鏈鋸電推桿(34)后端，所述鏈鋸電推桿(34)的前端通過鏈鋸電推桿前端連接件(36)與轉(zhuǎn)換連接件(37)鏈接，
所述每根鏈鋸直線導軌(35)上分別滑動套接兩個鏈鋸導軌滑塊(42)，所述鏈鋸直線導軌(35)的四個鏈鋸導軌滑塊(42)上共同固接有一個鏈鋸機構(gòu)支撐板(38)，所述鏈鋸機構(gòu)支撐板(38)前端下面固接所述轉(zhuǎn)換連接件(37)，所述鏈鋸機構(gòu)支撐板(38)上表面的四個邊角處分別設(shè)有定位銑削槽C10、C11、C12、C13，所述鏈鋸機構(gòu)支撐板(38)的四個定位銑削槽C10、C11、C12、C13中分別鑲嵌固接有一個空間調(diào)整塊(39)，所述四個空間調(diào)整塊(39)共同固接雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)(6)。本發(fā)明隧道施工預切槽試驗模型機，其中所述微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)(4)輸出小齒輪與所述大齒輪(24)的輸入齒嚙合連接。本發(fā)明隧道施工預切槽試驗模型機，其中所述前支撐拱結(jié)構(gòu)(2)和后支撐拱結(jié)構(gòu)
(3)在預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)(I)上具有一個同步直線運動軌跡，所述弧形運動平臺結(jié)構(gòu)(5 )在所述前支撐拱結(jié)構(gòu)(2 )和所述后支撐拱結(jié)構(gòu)(3 )上具有一個同步弧線運動軌跡，所述雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)(6)在所述弧形運動平臺結(jié)構(gòu)(5)上具有一個同步弧線運動軌跡。
本發(fā)明隧道施工預切槽試驗模型機與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本發(fā)明隧道施工預切槽試驗模型機隧道施工預切槽試驗模型機采用直線導軌和電動推桿構(gòu)成機械本體的前進驅(qū)動結(jié)構(gòu)。由于電動推桿的自鎖性質(zhì)，可以通過終端電路群對機械本體的前進速度及距離進行準確的控制，避免了軌行式前進慣性誤差或邁步式前進防震動性質(zhì)差及控制復雜的問題。采用雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)，提高了切槽寬度，提高了施工進度。雙排鏈鋸運動平臺的伸出與收回也采用直線導軌與電推桿構(gòu)成的直線運動結(jié)構(gòu)。本結(jié)構(gòu)簡單緊湊、穩(wěn)定可靠?；⌒芜\動機構(gòu)采用圓柱齒輪嚙合傳動并輔助以精密弧形導軌，可以承受較大的重量并且運動較為平穩(wěn)；改裝的兩級諧波齒輪串聯(lián)構(gòu)成雙諧波減速電機，可定轉(zhuǎn)矩可達到lOOOON.m左右，且體積很小，占用空間小，控制簡単。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進ー步說明。、圖IA為預切槽實驗模型機總裝配主視圖。圖I為預切槽實驗模型機總裝配俯視圖。圖2為預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)俯視圖。圖3為預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)正視圖。圖4為預切槽機推進驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)左視圖。圖5為橫向連接板主視圖。圖6為受カ塊軸測圖。圖7為前支撐拱結(jié)構(gòu)正視圖。圖8為前支撐拱結(jié)構(gòu)俯視圖。圖9為前支撐拱結(jié)構(gòu)B-B斷面剖視圖。

圖10為前支撐拱結(jié)構(gòu)C-C斷面剖視圖。圖11為后支撐拱結(jié)構(gòu)正視圖。圖12為后支撐拱結(jié)構(gòu)俯視圖。圖13為后支撐拱結(jié)構(gòu)D-D斷面剖視圖。圖14為后支撐拱結(jié)構(gòu)E-E斷面剖視圖。圖15為微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)正視圖。圖16為微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)俯視圖。圖17為弧形運動平臺結(jié)構(gòu)正視圖。圖18為弧形運動平臺結(jié)構(gòu)俯視圖。圖19為弧形運動平臺結(jié)構(gòu)F-F斷面剖視圖。圖20為弧形運動平臺結(jié)構(gòu)仰視圖。圖21為鏈鋸推出機構(gòu)支撐板主視圖。圖22為雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)主視圖。圖中1_預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)、2-前支撐拱結(jié)構(gòu)、3-后支撐拱結(jié)構(gòu)、4-微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)、5-弧形運動平臺結(jié)構(gòu)、6-雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)、7-直線導軌、8-主支撐板、9-受カ塊、10-前端連接件、11-電推桿、12-后端連接件、13-下端連接件、14-結(jié)構(gòu)支撐板、15-橫向連接板、16-滑軌滑塊、17-前拱內(nèi)側(cè)連接件、18-前拱外側(cè)連接件、19-弧形滑軌A類、20-弧形滑軌B類、21-前拱擴展連接板、22-弧形滑塊、23-前支撐拱、24-大齒輪、25-后拱右端內(nèi)側(cè)支撐件、26-后拱左端內(nèi)側(cè)支撐件、27-后拱左端外側(cè)支撐件、28-后拱右端外側(cè)支撐件、29-后拱擴展連接板、30- “小Z型”拱、31- “大Z型”拱、32-弧形運動平臺主支撐平臺、33-鏈鋸電推桿后端連接件、34-鏈鋸電推桿、35-鏈鋸直線導軌、36-鏈鋸電推桿前端連接件、37-轉(zhuǎn)換連接件、38-鏈鋸機構(gòu)支撐板、39-空間調(diào)整塊、40-連接件A類、41-連接件B類、42-鏈鋸直線導軌滑塊。
具體實施例方式如圖1A、圖I所示，本發(fā)明隧道施工預切槽試驗模型機包括專利技術(shù)的微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)4和預切槽試驗機的雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)6。本發(fā)明隧道施工預切槽試驗模型機由預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)I、前支撐拱結(jié)構(gòu)2、后支撐拱結(jié)構(gòu)3、弧形運動平臺結(jié)構(gòu)5以及微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)4和雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)6六個結(jié)構(gòu)部分構(gòu)成。預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)I上設(shè)置前支撐拱結(jié)構(gòu)2和后支撐拱結(jié)構(gòu)3 ;前支撐拱結(jié)構(gòu)2和后支撐拱結(jié)構(gòu)3上滑動連接弧形運動平臺結(jié)構(gòu)5 ;弧形運動平臺結(jié)構(gòu)5上設(shè)有微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出 結(jié)構(gòu)4和雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)6 ;微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)4與后支撐拱結(jié)構(gòu)3齒輪嚙合連接。如圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)I由直線導軌7、主支撐板8、受カ塊9、前端連接件10、電推桿11、后端連接件12、下端連接件13、結(jié)構(gòu)支撐板14、橫向連接板15和滑軌滑塊16構(gòu)成。直線導軌7有兩條，分別平行固接在主支撐板8兩側(cè)?；壔瑝K16套接在直線導軌7上，每根直線導軌7上各套接三個滑軌滑塊16。結(jié)構(gòu)支撐板14有兩個，分別處在兩條直線導軌7上部。每個結(jié)構(gòu)支撐板14通過孔Kl與每根直線導軌7上的三個滑軌滑塊16固接?？譑l偏于直線導軌7內(nèi)側(cè)且位于結(jié)構(gòu)支撐板14后端。橫向連接板15兩端分別與兩個結(jié)構(gòu)支撐板14相連接。橫向連接板15上設(shè)有其槽ロ朝下的三個定位槽Cl。受カ塊9有三個，分別卡入定位槽Cl中并固接在橫向連接板15上。受カ塊9上設(shè)有定位槽C2。電推桿11通過前端連接件10固接在受カ塊9的定位槽C2中。電推桿11通過后端連接件12和下端連接件13固接在主支撐板8上。如圖7、圖8、圖9、圖10所示，前支撐拱結(jié)構(gòu)2由前拱內(nèi)側(cè)連接件17、前拱外側(cè)連接件18、弧形滑軌A類19、弧形滑軌B類20、前拱擴展連接板21、弧形滑塊22和前支撐拱23構(gòu)成。前支撐拱23后部設(shè)有定位圓弧臺階面C4。定位圓弧臺階面C4與弧形滑軌A類19或弧形滑軌B類20內(nèi)側(cè)圓弧面同心且貼合并通過螺栓周向固接弧形滑軌A類19或弧形滑軌B類20?；⌒位堿類19與弧形滑軌B類20上下表面均設(shè)有凹形槽。兩個弧形滑塊22卡接在弧形滑軌A類19與弧形滑軌B類20的凹形槽上并與弧形滑軌A類19和弧形滑軌B類20滑動連接。前支撐拱23兩側(cè)下端處在前拱外側(cè)連接件18的定位槽C14和前拱內(nèi)側(cè)連接件17的定位槽C3中并固接在前拱外側(cè)連接件18和前拱內(nèi)側(cè)連接件17上。前拱外側(cè)連接件18和前拱內(nèi)側(cè)連接件17分別固接在兩個結(jié)構(gòu)支撐板14上。前支撐拱結(jié)構(gòu)2的兩個弧形滑塊22上連接ー個前拱擴展連接板21。如圖11、圖12、圖13、圖14所示，后支撐拱結(jié)構(gòu)3由弧形滑塊22、大齒輪24、后拱右端內(nèi)側(cè)支撐件25、后拱左端內(nèi)側(cè)支撐件26、后拱左端外側(cè)支撐件27、后拱右端外側(cè)支撐件28、后拱擴展連接板29、“小Z型，，拱30和“大Z型，，拱31構(gòu)成。
大齒輪24的ー個平面與“小Z型”拱30的內(nèi)面貼合并通過螺栓與“小Z型”拱30上部周向固接?！靶型”拱30的內(nèi)側(cè)面與“大Z型”拱31的定位槽面C6貼合并通過螺栓與“大Z型”拱31在下部周向固接。大齒輪24內(nèi)側(cè)圓柱面與“大Z型”拱31的外側(cè)圓柱面C7貼合連接。“大Z型”拱31上設(shè)有定位圓弧臺階面C5，圓弧臺階面C5與弧形滑軌A類19內(nèi)側(cè)圓弧面同心且貼合并通過螺栓與“大Z型”拱31周向固接?；⌒位堿類19上滑動連接兩個弧形滑塊22。后支撐拱結(jié)構(gòu)3的兩個弧形滑塊22上連接ー個后拱擴展連接板29。后支撐拱結(jié)構(gòu)3的左下端，其“大Z型”拱31置于后拱左端內(nèi)側(cè)支撐件26的定位槽CS中，其“小Z型”拱30與“大Z型”拱31組合體置于后拱左端外側(cè)支撐件27的定位槽C9中。后支撐拱結(jié)構(gòu)3左下端固接在后拱左端內(nèi)側(cè)支撐件26和后拱左端外側(cè)支撐件27上。后支撐拱結(jié)構(gòu)3的右下端，其“大Z型”拱31置于后拱右端內(nèi)側(cè)支撐件25的定位槽CS中，其“小Z型”拱30與“大Z型”拱31組合體置于后拱右端外側(cè)支撐件28的定位槽C9中。后支撐拱結(jié)構(gòu)3右下端固接在后拱右端內(nèi)側(cè)支撐件25和后拱右端外側(cè)支撐件28上。后拱左端內(nèi)側(cè)支撐件26和后拱左端外側(cè)支撐件27固接在左側(cè)結(jié)構(gòu)支撐板14上。后拱右端內(nèi)側(cè)支撐件25和后拱右端外側(cè)支撐件28固接在右側(cè)結(jié)構(gòu)支撐板14上。如圖17、圖18、圖19、圖20、圖21所示，弧形運動平臺結(jié)構(gòu)5由弧形運動主平臺32、鏈鋸電推桿后端連接件33、鏈鋸電推桿34、鏈鋸直線導軌35、鏈鋸電推桿前端連接件36、轉(zhuǎn)換連接件37、鏈鋸機構(gòu)支撐板38、空間調(diào)整塊39、連接件A類40、連接件B類41和鏈鋸導軌滑塊42構(gòu)成。弧形運動主平臺32下表面設(shè)有PI、P2、P3、P4、P5、P6六個安裝位置。位置P1、P2、P3、P4、P5上安裝連接件A類40。位置P6上安裝連接件B類41。位置P1、P2上的連接件A類40與前拱擴展連接板21連接。位置P3、P4、P5上的連接件A類40以及位置P6上的連接件B類41與后拱擴展連接板29連接?；⌒芜\動主平臺32上表面右上角處固接有微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)4 (參看圖15、圖16);中心處固接有兩根結(jié)構(gòu)對稱軸線平行的鏈鋸直線導軌35 ;右下角端部固接一個鏈鋸電推桿后端連接件33，鏈鋸電推桿后端連接件33上連接鏈鋸電推桿34后端，鏈鋸電推桿34的前端通過鏈鋸電推桿前端連接件36與轉(zhuǎn)換連接件37鏈接。每根鏈鋸直線導軌35上分別滑動套接兩個鏈鋸導軌滑塊42。鏈鋸直線導軌35的四個鏈鋸導軌滑塊42上共同固接有一個鏈鋸機構(gòu)支撐板38。鏈鋸機構(gòu)支撐板38前端下面固接轉(zhuǎn)換連接件37。鏈鋸機構(gòu)支撐板38上表面的四個邊角處分別設(shè)有定位銑削槽C10、Cll、C12、C13。鏈鋸機構(gòu)支撐板38的四個定位銑削槽CIO、Cll、C12、C13中分別鑲嵌固接有一個空間調(diào)整塊39。四個空間調(diào)整塊39共同固接雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)6 (參看圖22)。如圖I、圖2所示，微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)4輸出小齒輪與所述大齒輪24的輸入齒嚙合連接。本發(fā)明隧道施工預切槽試驗模型機，前支撐拱結(jié)構(gòu)2和后支撐拱結(jié)構(gòu)3在預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)I上具有一個同步直線運動軌跡?；⌒芜\動平臺結(jié)構(gòu)5在前支撐拱 結(jié)構(gòu)2和后支撐拱結(jié)構(gòu)3上具有一個同步弧線運動軌跡。雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)6在弧形運動平臺結(jié)構(gòu)5上具有一個同步弧線運動軌跡。以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。注微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)4的專利名稱為隧道施工預切槽試驗模型機的微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)。
雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)6的專利名稱為隧道施工預切槽試驗模型機的雙排鏈鋸。
權(quán)利要求
1.ー種隧道施工預切槽試驗模型機，包括微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)(4)和預切槽試驗機的雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)(6)，其特征在于所述隧道施工預切槽試驗模型機由預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)(I)、前支撐拱結(jié)構(gòu)(2)、后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)、弧形運動平臺結(jié)構(gòu)(5)以及所述微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)(4)和雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)(6)六個結(jié)構(gòu)部分構(gòu)成；所述預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)(I)上設(shè)置前支撐拱結(jié)構(gòu)(2)和后支撐拱結(jié)構(gòu)(3);所述前支撐拱結(jié)構(gòu)(2)和后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)上滑動連接所述弧形運動平臺結(jié)構(gòu)(5)，所述弧形運動平臺結(jié)構(gòu)(5)上設(shè)有微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)(4)和所述雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)(6);所述微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)(4)與后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)齒輪嚙合連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隧道施工預切槽試驗模型機，其特征在于所述預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)(I)由直線導軌(7)、主支撐板(8)、受カ塊(9)、前端連接件(10)、電推桿(11)、后端連接件(12 )、下端連接件(13)、結(jié)構(gòu)支撐板(14 )、橫向連接板(15)和滑軌滑塊(16)構(gòu)成； 所述直線導軌(7)有兩條，分別平行固接在所述主支撐板(8)兩側(cè)，所述滑軌滑塊(16)套接在所述直線導軌(7)上，所述每根直線導軌(7)上各套接三個所述滑軌滑塊(16)， 所述結(jié)構(gòu)支撐板(14)有兩個，分別處在所述兩條直線導軌(7)上部，所述每個結(jié)構(gòu)支撐板(14)通過孔Kl與每根直線導軌(7)上的三個所述滑軌滑塊(16)固接，所述孔Kl偏于直線導軌(7)內(nèi)側(cè)且位于結(jié)構(gòu)支撐板(14)后端， 所述橫向連接板(15)兩端分別與所述兩個結(jié)構(gòu)支撐板(14)相連接，所述橫向連接板(15)上設(shè)有其槽ロ朝下的三個定位槽Cl，所述受カ塊(9)有三個，分別卡入定位槽Cl中并固接在所述橫向連接板(15 )上，所述受カ塊(9 )上設(shè)有定位槽C2，所述電推桿(11)通過所述前端連接件(10)固接在所述受カ塊(9)的定位槽C2中，所述電推桿(11)通過后端連接件(12)和下端連接件(13)固接在主支撐板(8)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隧道施工預切槽試驗模型機，其特征在于所述前支撐拱結(jié)構(gòu)(2)由前拱內(nèi)側(cè)連接件(17)、前拱外側(cè)連接件(18)、弧形滑軌A類(19)、弧形滑軌B類(20),前拱擴展連接板(21)、弧形滑塊(22)和前支撐拱(23)構(gòu)成， 所述前支撐拱(23)后部設(shè)有定位圓弧臺階面C4，所述定位圓弧臺階面C4與所述弧形滑軌A類(19)或所述弧形滑軌B類(20)內(nèi)側(cè)圓弧面同心且貼合并通過螺栓周向固接所述弧形滑軌A類(19)或所述弧形滑軌B類(20)，述所弧形滑軌A類(19)與弧形滑軌B類(20)上下表面均設(shè)有凹形槽，所述兩個弧形滑塊(22)卡接在所述弧形滑軌A類(19)與弧形滑軌B類(20)的凹形槽上并與所述弧形滑軌A類(19)和弧形滑軌B類(20)滑動連接，所述前支撐拱(23)兩側(cè)下端處在所述前拱外側(cè)連接件(18)的定位槽C14和前拱內(nèi)側(cè)連接件(17)的定位槽C3中并固接在所述前拱外側(cè)連接件(18)和前拱內(nèi)側(cè)連接件(17)上，所述前拱外側(cè)連接件(18)和前拱內(nèi)側(cè)連接件(17)分別固接在兩個所述結(jié)構(gòu)支撐板(14)上，所述前支撐拱結(jié)構(gòu)(2)的所述兩個弧形滑塊(22)上連接ー個前拱擴展連接板(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的型隧道施工預切槽試驗模型機，其特征在于所述后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)由弧形滑塊(22)、大齒輪(24)、后拱右端內(nèi)側(cè)支撐件(25)、后拱左端內(nèi)側(cè)支撐件(26)、后拱左端外側(cè)支撐件(27)、后拱右端外側(cè)支撐件(28)、后拱擴展連接板(29)、“小Z型”拱(30 )和“大Z型”拱(31)構(gòu)成， 所述大齒輪(24)的ー個平面與所述“小Z型”拱(30)的內(nèi)面貼合并通過螺栓與所述“小Z型”拱(30)上部周向固接，所述“小Z型”拱(30)的內(nèi)側(cè)面與所述“大Z型”拱(31)的定位槽面C6貼合并通過螺栓與所述“大Z型”拱(31)在下部周向固接，所述大齒輪(24)內(nèi)側(cè)圓柱面與所述“大Z型”拱(31)的外側(cè)圓柱面C7貼合連接，所述“大Z型”拱(31)上設(shè)有定位圓弧臺階面C5，所述圓弧臺階面C5與所述弧形滑軌A類(19)內(nèi)側(cè)圓弧面同心且貼合并通過螺栓與所述“大Z型”拱(31)周向固接，所述弧形滑軌A類(19)上滑動連接所述兩個弧形滑塊(22 )，所述后支撐拱結(jié)構(gòu)(3 )的所述兩個弧形滑塊(22 )上連接ー個后拱擴展連接板(29)， 所述后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)的左下端，其“大Z型”拱(31)置于后拱左端內(nèi)側(cè)支撐件(26)的定位槽CS中，其“小Z型”拱(30 )與“大Z型”拱(31)組合體置于后拱左端外側(cè)支撐件(27)的定位槽C9中，所述后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)左下端固接在所述后拱左端內(nèi)側(cè)支撐件(26)和后拱左端外側(cè)支撐件(27)上， 所述后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)的右下端，其“大Z型”拱(31)置于后拱右端內(nèi)側(cè)支撐件(25)的定位槽CS中，其“小Z型”拱(30)與“大Z型”拱(31)組合體置于后拱右端外側(cè)支撐件(28)的定位槽C9中，所述后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)右下端固接在所述后拱右端內(nèi)側(cè)支撐件(25)和后拱右端外側(cè)支撐件(28)上，所述后拱左端內(nèi)側(cè)支撐件(26)和后拱左端外側(cè)支撐件(27)固接在所述左側(cè)結(jié)構(gòu)支撐板(14)，所述后拱右端內(nèi)側(cè)支撐件(25)和后拱右端外側(cè)支撐件(28)固接在所述右側(cè)結(jié)構(gòu)支撐板(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隧道施工預切槽試驗模型機，其特征在于所述弧形運動平臺結(jié)構(gòu)(5)由弧形運動主平臺(32)、鏈鋸電推桿后端連接件(33)、鏈鋸電推桿(34)、鏈鋸直線導軌(35 )、鏈鋸電推桿前端連接件(36 )、轉(zhuǎn)換連接件(37 )、鏈鋸機構(gòu)支撐板(38 )、空間調(diào)整塊(39)、連接件A類(40)、連接件B類(41)和鏈鋸導軌滑塊(42)構(gòu)成， 所述弧形運動主平臺(32)下表面設(shè)有P1、P2、P3、P4、P5、P6六個安裝位置，所述位置PU P2、P3、P4、P5上安裝連接件A類(40)，所述位置P6上安裝連接件B類(41)，所述位置Pl、P2上的連接件A類(40)與所述前拱擴展連接板(21)連接，所述位置P3、P4、P5上的連接件A類(40)以及所述位置P6上的連接件B類(41)與所述后拱擴展連接板(29)連接，所述弧形運動主平臺(32)上表面右上角處固接有微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)(4)，中心處固接有兩根結(jié)構(gòu)對稱軸線平行的鏈鋸直線導軌(35)，右下角端部固接一個鏈鋸電推桿后端連接件(33)，所述鏈鋸電推桿后端連接件(33)上連接鏈鋸電推桿(34)后端，所述鏈鋸電推桿(34)的前端通過鏈鋸電推桿前端連接件(36)與轉(zhuǎn)換連接件(37)鏈接， 所述每根鏈鋸直線導軌(35)上分別滑動套接兩個鏈鋸導軌滑塊(42)，所述鏈鋸直線導軌(35)的四個鏈鋸導軌滑塊(42)上共同固接有一個鏈鋸機構(gòu)支撐板(38)，所述鏈鋸機構(gòu)支撐板(38)前端下面固接所述轉(zhuǎn)換連接件(37)，所述鏈鋸機構(gòu)支撐板(38)上表面的四個邊角處分別設(shè)有定位銑削槽C10、C11、C12、C13，所述鏈鋸機構(gòu)支撐板(38)的四個定位銑削槽C10、C11、C12、C13中分別鑲嵌固接有一個空間調(diào)整塊(39)，所述四個空間調(diào)整塊(39)共同固接雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4或5所述的隧道施工預切槽試驗模型機，其特征在于所述微型電機超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)(4)輸出小齒輪與所述大齒輪(24)的輸入齒嚙合連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4或5所述的隧道施工預切槽試驗模型機，其特征在于所述前支撐拱結(jié)構(gòu)(2)和后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)在預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)(I)上具有一個同步直線運動軌跡，所述弧形運動平臺結(jié)構(gòu)(5)在所述前支撐拱結(jié)構(gòu)(2)和所述后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)上具有一個同步弧線運動軌跡，所述雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)(6)在所述弧形運動平臺結(jié)構(gòu)(5)上具有一個同步弧線運動軌跡。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隧道施工預切槽試驗模型機，其特征在于所述前支撐拱結(jié)構(gòu)(2)和后支撐拱結(jié)構(gòu)(3)在預切槽機驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)(I)上具有一個同步直線運動軌跡，所述弧形運動平臺結(jié)構(gòu)(5 )在所述前支撐拱結(jié)構(gòu)(2 )和所述后支撐拱結(jié)構(gòu)(3 )上具有一個同步弧線運動軌跡，所述雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)(6)在所述弧形運動平臺結(jié)構(gòu)(5)上具有ー個同步弧線運動軌跡。
全文摘要
一種隧道施工預切槽試驗模型機,由驅(qū)動及基礎(chǔ)支撐機構(gòu)上設(shè)置前支撐拱結(jié)構(gòu)和后支撐拱結(jié)構(gòu)，前支撐拱結(jié)構(gòu)和后支撐拱結(jié)構(gòu)上滑動連接弧形運動平臺結(jié)構(gòu)，弧形運動平臺結(jié)構(gòu)上設(shè)有超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)和雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)，超大轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)構(gòu)與后支撐拱結(jié)構(gòu)齒輪嚙合連接構(gòu)成。直線導軌和電動推桿構(gòu)成本體前進驅(qū)動結(jié)構(gòu)，可對前進速度及距離進行準確控制，避免了慣性誤差或防震動性質(zhì)差及控制復雜的問題；采用電推桿的雙排鏈鋸結(jié)構(gòu)，提高了切槽寬度和施工進度；圓拱齒輪嚙合傳動并輔以弧形導軌，可承受較大重量并且運動平穩(wěn)；改裝的雙諧波減速電機可定轉(zhuǎn)矩達到10000N.m左右，且體積很小，占用空間小，操控簡單。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊、工作穩(wěn)定可靠。
文檔編號E21D9/10GK102661151SQ201210143730
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者樂貴平, 劉軍, 吳劍秋, 李孔明, 王秀英, 王貫明, 羅平, 賀美德, 趙坤, 郝燁江, 靳洪都 申請人:北京交通大學, 北京市市政工程研究院