本实用新型涉及数控自动化施工装置技术领域，具体为一种用于大型地球物理探测试验的数控自动化施工装置。
背景技术：
地球物理探测的物理模型试验系统是研发新型物理探测技术，验证探测效果和评价装备性能的有效研究手段，随着地球物理探测技术的发展，对其物理模型试验技术揭示了两个更高的要求；第一是要求物理模型试验系统的规模和尺寸越来越大，因为大比例尺的模型试验系统更接近实际探测条件，能够更真实的反映探测规律；第二是要求物理模型试验系统具有可重复性，物理模型试验的费用都很高，若不可重复使用，仅能模拟少数的地质情况，则大大增加了研究成本，所以要求其中的材料、地质体可更换和重复。
针对上述这种大尺寸和可重复性需求，传统的施工装置已经不能满足要求，目前需要解决的关键问题如下：①如何在大型地球物理探测试验土体中进行快速三维定位开挖；②如何在有限的空间内设计出一种装置能解决在大型地球物理探测试验深部取土的问题；③如何在大型地球物理探测试验土体中开挖出不同走向的坑；④如何在土体开挖装置的基础上解决土体开挖后预埋异常体的搬运问题，基于此，本实用新型设计了一种用于大型地球物理探测试验的数控自动化施工装置，以解决上述问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种用于大型地球物理探测试验的数控自动化施工装置，以解决上述背景技术中提出的现实操作过程中需要一种可进行快速三维定位开挖、深部取土、开挖不同走向的坑和预埋异常体搬运的装置的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于大型地球物理探测试验的数控自动化施工装置，包括两组相对平行垂直设置的模型试验边墙，两组所述模型试验边墙的顶部均内嵌有轨道，所述轨道的内腔设有移动底座，所述移动底座的左右两侧通过双头电机设有移动轮，所述移动底座的左右两侧上部均设有直杆，所述直杆的外端设有导轮，且导轮通过卡槽滑动卡接在轨道的内壁，所述移动底座的顶部设有立柱，两组所述立柱的顶部之间设有水平横梁，所述水平横梁上啮合有呈矩形分布的四组移动齿轮，所述移动齿轮的上方设有移动板，所述移动板的底部前后侧中央均设有L型卡块，且L型卡块的内壁底部与水平横梁的底部搭接，前侧所述L型卡块的表面设有吊葫芦，所述移动板的底部中央设有自由伸缩杆，且自由伸缩杆贯穿于水平横梁，所述移动板的表面左右两侧靠近中心处贯穿设有第一齿条，所述自由伸缩杆的底部设有托板，所述第一齿条的底部与托板的顶部连接，所述移动板的顶部中央前侧设有第一齿轮，所述自由伸缩杆的中部管节表面通过垫块设有电动推杆，所述电动推杆的右端通过支撑座和转轴转动设有第二齿轮，所述自由伸缩杆的底部管节表面通过转轴设有第三齿轮，所述第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮之间通过链条连接，所述托板的底部中央转动插接有旋转杆，所述旋转杆的底部设有转盘，所述转盘的底部设有连接块，所述连接块的表面设有液压站，所述连接块的左右两侧上部和下部分别转动设有抓斗液压缸和抓斗，且抓斗液压缸的底部与抓斗的外壁转动连接，所述液压站通过液压管与抓斗液压缸连接；
所述水平横梁包括H型钢段，所述H型钢段的内腔底部设有通槽，所述H型钢段的上表面设有第二齿条，且第二齿条与移动齿轮啮合，所述移动板的表面左右两侧靠近中心处均设有贯穿第一齿条的固定通孔，且固定通孔的内壁设有插杆带插片的第一电磁插销，所述移动板的表面中央纵向通过支撑座转动设有第一旋转轴，且第一旋转轴的外端与第一齿轮连接，所述移动板的表面左侧顶部设有正反转电机，所述正反转电机的动力输出端通过支撑座和联轴器设有与第一旋转轴平行的第二旋转轴，所述第二旋转轴上均匀分布有三组限位装置，顶部所述限位装置的外壁与第一旋转轴之间设有第一链传动机构，底部所述限位装置外壁设有钢丝绳卷筒，且钢丝绳卷筒的钢丝绳贯穿于移动版的表面左侧、通槽、托板和移动板的底部右侧连接，左右前后两组所述移动齿轮之间通过支撑座设有第三旋转轴，左侧所述第三旋转轴与中部所述限位装置之间设有第二链传动机构，所述旋转杆的顶部与连接第三齿轮的转轴之间设有锥齿轮副，所述限位装置包括支撑轴承，所述支撑轴承的外圈表面设有内齿圈，所述支撑轴承的内圈表面设有套管，所述套管的外壁垂直设有插杆带插片的第二电磁插销。
优选的，所述移动底座的前后表面水平设有与轨道等宽的直三棱柱。
优选的，所述移动板的上下表面均设有张紧轮，且张紧轮分别与第一链传动机构和第二链传动机构的链条搭接。
优选的，所述托板通过内置滚珠网带与钢丝绳卷筒的钢丝绳搭接。
优选的，所述第一电磁插销与第二电磁插销的插杆端部插片呈三角铁状。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过移动轮在轨道内腔移动使抓斗改变Y方向的位置，利用正反转电机、第二链传动机构和中部的限位装置，此时限位装置中的第二电磁插销的插杆与内齿圈接触，第三旋转轴转动，使移动齿轮在第二齿条上来回移动，改变抓斗在X方向上的位置，再利用钢丝绳卷筒收起钢丝绳，只使下部的限位装置工作，打开第一电磁插销，进而使自由伸缩杆可以上下移动，改变抓斗在Z方向上的位置，顶部的限位装置工作，通过第一链传动机构使第一旋转轴转动，第一齿轮、第三齿轮和第二齿轮之间的链条通过电动推杆进行收紧，第三齿轮转动使锥齿轮副带动旋转杆转动，进而抓斗转动，同时利用吊葫芦随移动板和L型卡块移动，进行预埋异常体搬运，该装置可实现X，Y，Z方向和圆周转动挖土，操作方便，实用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型水平横梁结构示意图；
图3为本实用新型移动板表面结构示意图；
图4为本实用新型移动板背面结构示意图；
图5为本实用新型自由伸缩杆局部剖视图；
图6为本实用新型限位装置结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-模型试验边墙，2-轨道，3-移动底座，4-移动轮，5-直杆，6-导轮，7-立柱，8-水平横梁，80-H型钢段，81-通槽，82-第二齿条，9-移动齿轮，10-移动板，11-正反转电机，12-第一齿轮，13-自由伸缩杆，14-第一齿条，15-L型卡块，150-吊葫芦，16-电动推杆，17-第二齿轮，18-第三齿轮，19-托板，20-旋转杆，21-转盘，22-连接块，23-液压站，24-抓斗液压缸，25-抓斗，26-固定通孔，27-第一电磁插销，28-第一旋转轴，29-第二旋转轴，30-限位装置，31-第二链传动机构，32-钢丝绳卷筒，33-第一链传动机构，34-第三旋转轴，35-锥齿轮副，300-支撑轴承，301-内齿圈，302-套管，303-第二电磁插销。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种用于大型地球物理探测试验的数控自动化施工装置，包括两组相对平行垂直设置的模型试验边墙1，两组模型试验边墙1的顶部均内嵌有轨道2，轨道2的内腔设有移动底座3，移动底座3的左右两侧通过双头电机设有移动轮4，移动底座3的左右两侧上部均设有直杆5，直杆5的外端设有导轮6，且导轮6通过卡槽滑动卡接在轨道2的内壁，移动底座3的顶部设有立柱7，两组立柱7的顶部之间设有水平横梁8，水平横梁8上啮合有呈矩形分布的四组移动齿轮9，移动齿轮9的上方设有移动板10，移动板10的底部前后侧中央均设有L型卡块15，且L型卡块15的内壁底部与水平横梁8的底部搭接，前侧L型卡块15的表面设有吊葫芦150，移动板10的底部中央设有自由伸缩杆13，且自由伸缩杆13贯穿于水平横梁8，移动板10的表面左右两侧靠近中心处贯穿设有第一齿条14，自由伸缩杆13的底部设有托板19，第一齿条14的底部与托板19的顶部连接，移动板10的顶部中央前侧设有第一齿轮12，自由伸缩杆13的中部管节表面通过垫块设有电动推杆16，电动推杆16的右端通过支撑座和转轴转动设有第二齿轮17，自由伸缩杆13的底部管节表面通过转轴设有第三齿轮18，第一齿轮12、第二齿轮17和第三齿轮18之间通过链条连接，托板19的底部中央转动插接有旋转杆20，旋转杆20的底部设有转盘21，转盘21的底部设有连接块22，连接块22的表面设有液压站23，连接块22的左右两侧上部和下部分别转动设有抓斗液压缸24和抓斗25，且抓斗液压缸24的底部与抓斗25的外壁转动连接，液压站23通过液压管与抓斗液压缸24连接；
水平横梁8包括H型钢段80，H型钢段80的内腔底部设有通槽81，H型钢段80的上表面设有第二齿条82，且第二齿条82与移动齿轮9啮合，移动板10的表面左右两侧靠近中心处均设有贯穿第一齿条14的固定通孔26，且固定通孔26的内壁设有插杆带插片的第一电磁插销27，移动板10的表面中央纵向通过支撑座转动设有第一旋转轴28，且第一旋转轴28的外端与第一齿轮12连接，移动板10的表面左侧顶部设有正反转电机11，正反转电机11的动力输出端通过支撑座和联轴器设有与第一旋转轴28平行的第二旋转轴29，第二旋转轴29上均匀分布有三组限位装置30，顶部限位装置30的外壁与第一旋转轴28之间设有第一链传动机构33，底部限位装置30外壁设有钢丝绳卷筒32，且钢丝绳卷筒32的钢丝绳贯穿于移动版10的表面左侧、通槽81、托板19和移动板10的底部右侧连接，左右前后两组移动齿轮9之间通过支撑座设有第三旋转轴34，左侧第三旋转轴34与中部限位装置30之间设有第二链传动机构31，旋转杆20的顶部与连接第三齿轮18的转轴之间设有锥齿轮副35，限位装置30包括支撑轴承300，支撑轴承300的外圈表面设有内齿圈301，支撑轴承300的内圈表面设有套管302，套管302的外壁垂直设有插杆带插片的第二电磁插销303。
其中，移动底座3的前后表面水平设有与轨道2等宽的直三棱柱，利用直三棱柱随移动底座3运动将轨道2内部的杂物推到轨道2内腔两端，方便清理，移动板10的上下表面均设有张紧轮，且张紧轮分别与第一链传动机构33和第二链传动机构31的链条搭接，使链条张紧，提高传动效率，托板19通过内置滚珠网带与钢丝绳卷筒32的钢丝绳搭接，减小摩擦阻力，第一电磁插销27与第二电磁插销303的插杆端部插片呈三角铁状，增大接触范围，便于固定。
本实施例的一个具体应用为：通过移动轮4在轨道2内腔移动使抓斗25改变Y方向的位置，利用正反转电机11、第二链传动机构31和中部的限位装置30，此时限位装置30中的第二电磁插销303的插杆与内齿圈301接触，其余限位装置30中的第二电磁插销303的插杆不与内齿圈301接触，第三旋转轴34转动，使移动齿轮9在第二齿条82上来回移动，改变抓斗25在X方向上的位置，再利用钢丝绳卷筒32收起钢丝绳，只使下部的限位装置30工作，打开第一电磁插销27，进而使自由伸缩杆13可以上下移动，改变抓斗25在Z方向上的位置，当需要使抓斗25转动时，顶部的限位装置30工作，通过第一链传动机构33使第一旋转轴28转动，第一齿轮12、第三齿轮18和第二齿轮17之间的链条通过电动推杆16进行收紧，第三齿轮18转动使锥齿轮副35带动旋转杆20转动，进而抓斗25随连接块22和转盘21转动，综合上述过程，可以单一调节和组合调节，完成三维定位开挖、深部取土和开挖不同走向的坑，同时利用吊葫芦150随移动板10和L型卡块15移动，进行预埋异常体搬运，装置整体电气设备通过PLC控制系统、测距传感器、刹车装置和计算机连接控制和调整。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。