一种高压水射流与滚刀复合的模拟实验平台制造技术

本发明专利技术公开了一种高压水射流与滚刀复合的模拟实验平台，包括底板，所述底板的上端固定连接有多个支撑块，所述支撑块的上端固定连接有支撑板，所述支撑板的上端固定连接有模拟测试筒；所述支撑板上设置有间隙旋转机构，所述间隙旋转机构的输出端连接有支架，所述支架上安装有伸缩驱动机构，所述伸缩驱动机构具备两个输出端，其中一个输出端连接有水射流与滚刀安装板，另外一个输出端连接有支撑杆，所述支撑杆远离伸缩驱动机构的一端转动连接有基板，所述基板远离支撑杆的一端设置有模拟压板。本发明专利技术突出的特点在于，便于在水射流与滚刀安装板上安装高压水射流设别及传统滚刀设备，并采用高压水射流技术进行切割，用于给盾构机提供一种模拟平台。

【技术实现步骤摘要】
一种高压水射流与滚刀复合的模拟实验平台
本专利技术涉及盾构机
，尤其涉及一种高压水射流与滚刀复合的模拟实验平台。
技术介绍
盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。以前的盾构机遇到前方地下岩层中出现较多不规则硬岩的时候，对盾构机刀盘磨损较大，需要预先切割，但是现有技术中缺少用于盾构机预先切割的实验平台。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述的问题，而提出的一种高压水射流与滚刀复合的模拟实验平台。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种高压水射流与滚刀复合的模拟实验平台，包括底板，所述底板的上端固定连接有多个支撑块，所述支撑块的上端固定连接有支撑板，所述支撑板的上端固定连接有模拟测试筒；所述支撑板上设置有间隙旋转机构，所述间隙旋转机构的输出端连接有支架，所述支架上安装有伸缩驱动机构，所述伸缩驱动机构具备两个输出端，其中一个输出端连接有水射流与滚刀安装板，另外一个输出端连接有支撑杆，所述支撑杆远离伸缩驱动机构的一端转动连接有基板，所述基板远离支撑杆的一端设置有模拟压板；所述支撑杆上安装有旋转驱动机构，所述旋转驱动机构具备一个输出端，所述旋转驱动机构的输出端与基板连接；所述支撑杆上转动连接有第一轴承套，所述第一轴承套的外表面转动连接有至少一根连杆，所述连杆远离第一轴承套的一端转动连接有用于固定模拟压板的固定件。可选地，所述间隙旋转机构由第一电机、主动拨盘、从动槽轮和转轴构成，所述第一电机安装在支撑板上，所述主动拨盘与第一电机的输出轴键连接，所述主动拨盘与从动槽轮啮合，所述从动槽轮与转轴键连接，所述转轴的一端转动连接在支撑板上，所述转轴的另一端与支架转动连接。可选地，所述从动槽轮采用四槽槽轮，所述转轴通过深沟球轴承转动连接在支撑板上。可选地，所述伸缩驱动机构由第二电机、蜗杆、蜗轮、轴承座、丝杆、螺母和轴承构成，所述第二电机安装在支架上，所述第二电机的输出轴与蜗杆固定连接，所述蜗杆远离第二电机的一端套设有轴承座，所述轴承座安装在支架上，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗轮与螺母过盈配合，所述螺母的外表面过盈配合有轴承，所述轴承固定连接在支架上，所述螺母与丝杆螺纹连接，所述丝杆两端分别对应伸缩驱动机构的两个输出端，所述丝杆的一端与水射流与滚刀安装板固定连接，所述丝杆的另一端与支撑杆固定连接。可选地，所述旋转驱动机构由底座、第三电机、第二轴承套、第一齿轮和第二齿轮构成，所述底座与支撑杆固定连接，所述第三电机安装在底座上，所述第三电机的输出轴与第一齿轮键连接，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮与第二轴承套的外表面键连接，所述第二轴承套与支撑杆转动连接，所述第二轴承套的外表面与基板固定连接。可选地，所述固定件由连接块和插杆两部分构成，且连接块和插杆一体成型铸造而成，所述基板上开设有用于插杆穿过的通孔，所述模拟压板上开设有用于容纳插杆的盲孔。可选地，所述模拟压板采用圆盘形结构，所述基板上开设有用于容纳模拟压板的凹槽，所述模拟压板远离基板的一端表面为不规则凹凸面。本专利技术具备以下优点：本专利技术通过设置间隙旋转机构，通过主动拨盘与从动槽轮之间的啮合，将第一电机的连续旋转运动，转化为转轴的间隙旋转，从而最终实现带动其上的支架转向，从动槽轮采用四槽槽轮，转轴通过深沟球轴承转动连接在支撑板上，四槽槽轮便于实现支架的四个角度的转动，从而实现模拟压板和水射流与滚刀安装板位置的调换。本专利技术通过设置伸缩驱动机构，通过第二电机提供动力，通过蜗轮和蜗杆的啮合实现减速增大扭矩输出，提供更大的扭矩，从而带动螺母和丝杆运动，丝杆推动基板和模拟压板（或水射流与滚刀安装板）运动，对模拟物料进行挤压、压实。本专利技术通过设置旋转驱动机构，通过第三电机提供旋转动力，第三电机带动第一纸轮和第二齿轮运动，最终带动第二轴承套、基板和模拟压板（或水射流与滚刀安装板）转动，从而实现基板和模拟压板（或水射流与滚刀安装板）直线位移的同时可以进行旋转，从而更紧密的压实（或通过旋转水射流与滚刀安装板模拟模拟盾构机的旋转）。本专利技术通过设置模拟压板，模拟压板采用圆盘形结构，基板上开设有用于容纳模拟压板的凹槽，模拟压板远离基板的一端表面为不规则凹凸面。不规则凹凸面便于对投入模拟测试筒的模拟物料进行压实，并在压实后形成不规则的面，从而可以模拟地下不规则的环境。本专利技术突出的特点在于，便于在水射流与滚刀安装板上安装高压水射流设别及传统滚刀设备，并采用高压水射流技术进行切割，用于给盾构机提供一种模拟平台。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术图1中间隙旋转机构的放大示意图；图3为本专利技术图1中伸缩驱动机构的放大示意图；图4为本专利技术图1中旋转驱动机构的放大示意图；图5为本专利技术图1中插杆示意图。图中：1底板、2支撑块、3支撑板、4模拟测试筒、5间隙旋转机构、51第一电机、52主动拨盘、53从动槽轮、54转轴、6伸缩驱动机构、61第二电机、62蜗杆、63蜗轮、64轴承座、65丝杆、66螺母、67轴承、7旋转驱动机构、71底座、72第三电机、73第二轴承套、74第一齿轮、75第二齿轮、8固定件、81连接块、82插杆、9模拟压板、10基板、11连杆、12支撑杆、13第一轴承套、14水射流与滚刀安装板、15支架。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。参照图1-5，一种高压水射流与滚刀复合的模拟实验平台，包括底板1，底板1的上端固定连接有多个支撑块2，支撑块2的上端固定连接有支撑板3，支撑板3的上端固定连接有模拟测试筒4。支撑板3上设置有间隙旋转机构5，间隙旋转机构5的输出端连接有支架15，间隙旋转机构5由第一电机51、主动拨盘52、从动槽轮53和转轴54构成，第一电机51安装在支撑板3上，主动拨盘52与第一电机51的输出轴键连接，主动拨盘52与从动槽轮53啮合，从动槽轮53与转轴54键连接，转轴54的一端转动连接在支撑板3上，转轴54的另一端与支架15转动连接。间隙驱动机构5的作用在于，通过主动拨盘52与从动槽轮53之间的啮合，将第一电机51的连续旋转运动，转化为转轴54的间隙旋转，从而最终实现带动其上的支架15转向。在本实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压水射流与滚刀复合的模拟实验平台，包括底板（1），其特征在于，所述底板（1）的上端固定连接有多个支撑块（2），所述支撑块（2）的上端固定连接有支撑板（3），所述支撑板（3）的上端固定连接有模拟测试筒（4）；/n所述支撑板（3）上设置有间隙旋转机构（5），所述间隙旋转机构（5）的输出端连接有支架（15），所述支架（15）上安装有伸缩驱动机构（6），所述伸缩驱动机构（6）具备两个输出端，其中一个输出端连接有水射流与滚刀安装板，另外一个输出端连接有支撑杆（12），所述支撑杆（12）远离伸缩驱动机构（6）的一端转动连接有基板（10），所述基板（10）远离支撑杆（12）的一端设置有模拟压板（9）；/n所述支撑杆（12）上安装有旋转驱动机构（7），所述旋转驱动机构（7）具备一个输出端，所述旋转驱动机构（7）的输出端与基板（10）连接；/n所述支撑杆（12）上转动连接有第一轴承套（13），所述第一轴承套（13）的外表面转动连接有至少一根连杆（11），所述连杆（11）远离第一轴承套（13）的一端转动连接有用于固定模拟压板（9）的固定件（8）。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压水射流与滚刀复合的模拟实验平台，包括底板（1），其特征在于，所述底板（1）的上端固定连接有多个支撑块（2），所述支撑块（2）的上端固定连接有支撑板（3），所述支撑板（3）的上端固定连接有模拟测试筒（4）；
所述支撑板（3）上设置有间隙旋转机构（5），所述间隙旋转机构（5）的输出端连接有支架（15），所述支架（15）上安装有伸缩驱动机构（6），所述伸缩驱动机构（6）具备两个输出端，其中一个输出端连接有水射流与滚刀安装板，另外一个输出端连接有支撑杆（12），所述支撑杆（12）远离伸缩驱动机构（6）的一端转动连接有基板（10），所述基板（10）远离支撑杆（12）的一端设置有模拟压板（9）；
所述支撑杆（12）上安装有旋转驱动机构（7），所述旋转驱动机构（7）具备一个输出端，所述旋转驱动机构（7）的输出端与基板（10）连接；
所述支撑杆（12）上转动连接有第一轴承套（13），所述第一轴承套（13）的外表面转动连接有至少一根连杆（11），所述连杆（11）远离第一轴承套（13）的一端转动连接有用于固定模拟压板（9）的固定件（8）。


2.根据权利要求1所述的一种高压水射流与滚刀复合的模拟实验平台，其特征在于，所述间隙旋转机构（5）由第一电机（51）、主动拨盘（52）、从动槽轮（53）和转轴（54）构成，所述第一电机（51）安装在支撑板（3）上，所述主动拨盘（52）与第一电机（51）的输出轴键连接，所述主动拨盘（52）与从动槽轮（53）啮合，所述从动槽轮（53）与转轴（54）键连接，所述转轴（54）的一端转动连接在支撑板（3）上，所述转轴（54）的另一端与支架（15）转动连接。


3.根据权利要求2所述的一种高压水射流与滚刀复合的模拟实验平台，其特征在于，所述从动槽轮（53）采用四槽槽轮，所述转轴（54）通过深沟球轴承转动连接在支撑板（3）上。


4.根据权利要求1所述的一种高压水射流与滚刀复合的模拟实验平台，其特征在于，所述伸缩驱动机构（6）由第二电机（61）、蜗杆（...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩伟锋，王雅文，许华国，周振建，江南，高会中，郭璐，陈桥，王凯，孙飞祥，范文超，陈瑞祥，任颖莹，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，盾构及掘进技术国家重点实验室，
类型：发明
国别省市：广东;44