专利名称：隧道施工预切槽试验模型机的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种大型隧道挖掘机械设备，特别是涉及一种预切槽机的隧道施工预切槽试验模型机。
背景技术：
目前大多数的隧道机械化施工均采用盾构机械施工法，盾构机械施工法施工效率高，且技术较为成熟并具有很高的施工可靠性；但由于实际施工环境及隧道断面设计千差 万别，所以对施工机械的灵活性、适应性提出更高的要求；而盾构机械施工工法只能根据设计要求的断面来制造相应的盾构机械，工程成本较大且周期较长，不利于机械的循环使用。预切槽技术从50年代始于美国，70年代在法国得到发展和应用。日本从80年代初期以来在引进国外技术的同时，开发了适合本国国情的超前支护施工技术，进行了有关大深度未固结地层的隧道挖掘技术的研究。预切槽机械是ー种先进的隧道建设超前支护技术，它利用特制的链式切刀延隧道断面轮廓切割出一个窄槽，在切割的同时向槽中灌入混凝土以获得支撑预注拱。预切槽机械非常适用于软质土层和沙土地层的施工，且结构简单易干与其他隧道施工方法相结合，因此在我国轨道交通事业大发展的背景下拥有很广阔的应用前景。我国目前缺少预切槽工法相应的理论研究和实验平台，进行原比例样机的设计投入制造，资本较大且可靠性较低，所以急需ー种预切槽工法实验平台来提供相应的结构设计參数与实验数据指导未来的大型机械设计。隧道开挖是需要预切槽机械本体在预注拱形成以后进入隧道中并继续进行下一阶段开挖的，所以预切槽机械必须要具有前进驱动结构。常见的两种前进驱动结构分别是轨行式和迈步式。国外的预切槽机一般使用的是直流电机通过链轮等传递动カ给轮子，这种方式的特点是简单可靠，但是控制精度差。预切槽机械最为关键的结构之一就是它的工作头，根据施工对象的不同可以分为针对于软质土层的链锯型工作头和针对于硬岩地层的排钻式工作头。传统的链锯厚度比较薄，一般为5mm以内，只能切出5mm宽的槽,无法满足要求。双排链锯在启动后需要固定它的运动平台伸出以使得其切入土层完成预注拱槽的切割，同时在预注拱槽切割完成后可以收回以便其它工程机械可以对其断面进行施工作业处理。目前的大型切槽机主要采用液压力作为伸出的动カ源，液压系统形成的动カ源体积较大，不适合小型样机。
发明内容
本发明的目的是设计出ー种结构简单、操作简便、前进驱动结构运行状态平稳，作业时预切槽宽，双排链锯伸縮不使用液压カ为动カ源的隧道施工预切槽试验模型机。 本发明的目的是能够实现的。本发明隧道施工预切槽试验模型机包括专利技术的微型电机超大转矩输出结构4和预切槽试验机的双排链锯结构6，本发明隧道施工预切槽试验模型机的特征在于所述隧道施工预切槽试验模型机由预切槽机驱动及基础支撑机构
(I)、前支撑拱结构(2)、后支撑拱结构(3)、弧形运动平台结构(5)以及所述微型电机超大转矩输出结构(4)和双排链锯结构(6)六个结构部分构成；所述预切槽机驱动及基础支撑机构(I)上设置前支撑拱结构(2)和后支撑拱结构(3);所述前支撑拱结构(2)和后支撑拱结构(3)上滑动连接所述弧形运动平台结构(5)，所述弧形运动平台结构(5)上设有微型电机超大转矩输出结构(4)和所述双排链锯结构(6);所述微型电机超大转矩输出结构(4)与后支撑拱结构(3)齿轮啮合连接。本发明隧道施工预切槽试验模型机，其中所述预切槽机驱动及基础支撑机构(I )由直线导轨(7)、主支撑板(8)、受カ块(9)、前端连接件(10)、电推杆(11)、后端连接件(12 )、下端连接件(13)、结构支撑板(14 )、横向连接板(15)和滑轨滑块(16 )构成； 所述直线导轨(7)有两条，分别平行固接在所述主支撑板(8)两侧，所述滑轨滑块(16)套接在所述直线导轨(7)上，所述每根直线导轨(7)上各套接三个所述滑轨滑块(16)，
所述结构支撑板(14)有两个，分别处在所述两条直线导轨7上部，所述每个结构支撑板14通过孔Kl与每根直线导轨(7)上的三个所述滑轨滑块(16)固接，所述孔Kl偏于直线导轨7内侧且位于结构支撑板(14)后端，
所述横向连接板(15)两端分别与所述两个结构支撑板(14)相连接，所述横向连接板
(15)上设有其槽ロ朝下的三个定位槽Cl，所述受カ块(9)有三个，分别卡入定位槽Cl中并固接在所述横向连接板(15 )上，所述受カ块(9 )上设有定位槽C2，所述电推杆(11)通过所述前端连接件(10)固接在所述受カ块(9)的定位槽C2中，所述电推杆(11)通过后端连接件(12)和下端连接件(13)固接在主支撑板(8)上。本发明隧道施工预切槽试验模型机，其中所述前支撑拱结构(2)由前拱内侧连接件(17)、前拱外侧连接件(18)、弧形滑轨A类(19)、弧形滑轨B类(20)、前拱扩展连接板
(21)、弧形滑块(22)和前支撑拱(23)构成，
所述前支撑拱(23)后部设有定位圆弧台阶面C4，所述定位圆弧台阶面C4与所述弧形滑轨A类(19)或所述弧形滑轨B类(20)内侧圆弧面同心且贴合并通过螺栓周向固接所述弧形滑轨A类(19)或所述弧形滑轨B类(20)，述所弧形滑轨A类(19)与弧形滑轨B类(20)上下表面均设有凹形槽，所述两个弧形滑块(22)卡接在所述弧形滑轨A类(19)与弧形滑轨B类(20)的凹形槽上并与所述弧形滑轨A类(19)和弧形滑轨B类(20)滑动连接，所述前支撑拱(23)两侧下端处在所述前拱外侧连接件(18)的定位槽C14和前拱内侧连接件(17)的定位槽C3中并固接在所述前拱外侧连接件(18)和前拱内侧连接件(17)上，所述前拱外侧连接件(18)和前拱内侧连接件(17)分别固接在两个所述结构支撑板(14)上，所述前支撑拱结构(2)的所述两个弧形滑块(22)上连接ー个前拱扩展连接板(21)。本发明隧道施工预切槽试验模型机，其中所述后支撑拱结构(3)由弧形滑块
(22)、大齿轮(24)、后拱右端内侧支撑件(25)、后拱左端内侧支撑件(26)、后拱左端外侧支撑件(27)、后拱右端外侧支撑件(28)、后拱扩展连接板(29)、“小Z型”拱(30)和“大Z型”拱(31)构成。所述大齿轮(24)的ー个平面与所述“小Z型”拱(30)的内面贴合并通过螺栓与所述“小Z型”拱(30)上部周向固接，所述“小Z型”拱(30)的内侧面与所述“大Z型”拱
(31)的定位槽面C6贴合并通过螺栓与所述“大Z型”拱(31)在下部周向固接，所述大齿轮(24)内侧圆柱面与所述“大Z型”拱(31)的外侧圆柱面C7贴合连接，所述“大Z型”拱(31)上设有定位圆弧台阶面C5，所述圆弧台阶面C5与所述弧形滑轨A类(19)内侧圆弧面同心且贴合并通过螺栓与所述“大Z型”拱(31)周向固接，所述弧形滑轨A类(19)上滑动连接所述两个弧形滑块(22 )，所述后支撑拱结构(3 )的所述两个弧形滑块(22 )上连接ー个后拱扩展连接板(29)，
所述后支撑拱结构(3)的左下端，其“大Z型”拱(31)置于后拱左端内侧支撑件(26)的定位槽CS中，其“小Z型”拱(30 )与“大Z型”拱(31)组合体置于后拱左端外侧支撑件
(27)的定位槽C9中，所述后支撑拱结构(3)左下端固接在所述后拱左端内侧支撑件(26)和后拱左端外侧支撑件(27)上， 所述后支撑拱结构(3)的右下端，其“大Z型”拱(31)置于后拱右端内侧支撑件(25)的定位槽CS中，其“小Z型”拱(30 )与“大Z型”拱(31)组合体置于后拱右端外侧支撑件
(28)的定位槽C9中，所述后支撑拱结构(3)右下端固接在所述后拱右端内侧支撑件(25)和后拱右端外侧支撑件(28)上，所述后拱左端内侧支撑件(26)和后拱左端外侧支撑件(27)固接在所述左侧结构支撑板(14)，所述后拱右端内侧支撑件(25)和后拱右端外侧支撑件
(28)固接在所述右侧结构支撑板(14)。本发明隧道施工预切槽试验模型机，其中所述弧形运动平台结构(5)由弧形运动主平台(32)、链锯电推杆后端连接件(33)、链锯电推杆(34)、链锯直线导轨(35)、链锯电推杆前端连接件(36 )、转换连接件(37 )、链锯机构支撑板(38 )、空间调整块(39 )、连接件A类
(40),连接件B类(41)和链锯导轨滑块(42)构成，
所述弧形运动主平台(32 )下表面设有PI、P2、P3、P4、P5、P6六个安装位置，所述位置P1、P2、P3、P4、P5上安装连接件A类(40)，所述位置(P6)上安装连接件B类(41 )，所述位置P1、P2上的连接件A类(40)与所述前拱扩展连接板(21)连接，所述位置P3、P4、P5上的连接件A类(40)以及所述位置P6上的连接件B类(41)与所述后拱扩展连接板(29)连接，所述弧形运动主平台(32)上表面右上角处固接有微型电机超大转矩输出结构(4)，中心处固接有两根结构对称轴线平行的链锯直线导轨(35)，右下角端部固接一个链锯电推杆后端连接件(33)，所述链锯电推杆后端连接件(33)上连接链锯电推杆(34)后端，所述链锯电推杆(34)的前端通过链锯电推杆前端连接件(36)与转换连接件(37)链接，
所述每根链锯直线导轨(35)上分別滑动套接两个链锯导轨滑块(42)，所述链锯直线导轨(35)的四个链锯导轨滑块(42)上共同固接有一个链锯机构支撑板(38)，所述链锯机构支撑板(38)前端下面固接所述转换连接件(37)，所述链锯机构支撑板(38)上表面的四个边角处分别设有定位铣削槽C10、C11、C12、C13，所述链锯机构支撑板(38)的四个定位铣削槽C10、C11、C12、C13中分别镶嵌固接有一个空间调整块(39)，所述四个空间调整块(39)共同固接双排链锯结构(6)。本发明隧道施工预切槽试验模型机，其中所述微型电机超大转矩输出结构(4)输出小齿轮与所述大齿轮(24)的输入齿啮合连接。本发明隧道施工预切槽试验模型机，其中所述前支撑拱结构(2)和后支撑拱结构
(3)在预切槽机驱动及基础支撑机构(I)上具有一个同步直线运动轨迹，所述弧形运动平台结构(5 )在所述前支撑拱结构(2 )和所述后支撑拱结构(3 )上具有一个同步弧线运动轨迹，所述双排链锯结构(6)在所述弧形运动平台结构(5)上具有一个同步弧线运动轨迹。
本发明隧道施工预切槽试验模型机与现有技术不同之处在于本发明隧道施工预切槽试验模型机隧道施工预切槽试验模型机采用直线导轨和电动推杆构成机械本体的前进驱动结构。由于电动推杆的自锁性质，可以通过終端电路群对机械本体的前进速度及距离进行准确的控制，避免了轨行式前进惯性误差或迈步式前进防震动性质差及控制复杂的问题。采用双排链锯结构，提高了切槽宽度，提高了施工进度。双排链锯运动平台的伸出与收回也采用直线导轨与电推杆构成的直线运动结构。本结构简单紧凑、稳定可靠。弧形运动机构采用圆柱齿轮啮合传动并辅助以精密弧形导轨，可以承受较大的重量并且运动较为平稳；改装的两级谐波齿轮串联构成双谐波减速电机，可定转矩可达到lOOOON.m左右，且体积很小，占用空间小，控制简単。下面结合附图对本发明作进ー步说明。、图IA为预切槽实验模型机总装配主视图。图I为预切槽实验模型机总装配俯视图。图2为预切槽机驱动及基础支撑机构俯视图。图3为预切槽机驱动及基础支撑机构正视图。图4为预切槽机推进驱动及基础支撑机构左视图。图5为横向连接板主视图。图6为受カ块轴测图。图7为前支撑拱结构正视图。图8为前支撑拱结构俯视图。图9为前支撑拱结构B-B断面剖视图。
图10为前支撑拱结构C-C断面剖视图。图11为后支撑拱结构正视图。图12为后支撑拱结构俯视图。图13为后支撑拱结构D-D断面剖视图。图14为后支撑拱结构E-E断面剖视图。图15为微型电机超大转矩输出结构正视图。图16为微型电机超大转矩输出结构俯视图。图17为弧形运动平台结构正视图。图18为弧形运动平台结构俯视图。图19为弧形运动平台结构F-F断面剖视图。图20为弧形运动平台结构仰视图。图21为链锯推出机构支撑板主视图。图22为双排链锯结构主视图。图中1_预切槽机驱动及基础支撑机构、2-前支撑拱结构、3-后支撑拱结构、4-微型电机超大转矩输出结构、5-弧形运动平台结构、6-双排链锯结构、7-直线导轨、8-主支撑板、9-受カ块、10-前端连接件、11-电推杆、12-后端连接件、13-下端连接件、14-结构支撑板、15-横向连接板、16-滑轨滑块、17-前拱内侧连接件、18-前拱外侧连接件、19-弧形滑轨A类、20-弧形滑轨B类、21-前拱扩展连接板、22-弧形滑块、23-前支撑拱、24-大齿轮、25-后拱右端内侧支撑件、26-后拱左端内侧支撑件、27-后拱左端外侧支撑件、28-后拱右端外侧支撑件、29-后拱扩展连接板、30- “小Z型”拱、31- “大Z型”拱、32-弧形运动平台主支撑平台、33-链锯电推杆后端连接件、34-链锯电推杆、35-链锯直线导轨、36-链锯电推杆前端连接件、37-转换连接件、38-链锯机构支撑板、39-空间调整块、40-连接件A类、41-连接件B类、42-链锯直线导轨滑块。
具体实施例方式如图1A、图I所示，本发明隧道施工预切槽试验模型机包括专利技术的微型电机超大转矩输出结构4和预切槽试验机的双排链锯结构6。本发明隧道施工预切槽试验模型机由预切槽机驱动及基础支撑机构I、前支撑拱结构2、后支撑拱结构3、弧形运动平台结构5以及微型电机超大转矩输出结构4和双排链锯结构6六个结构部分构成。预切槽机驱动及基础支撑机构I上设置前支撑拱结构2和后支撑拱结构3 ;前支撑拱结构2和后支撑拱结构3上滑动连接弧形运动平台结构5 ;弧形运动平台结构5上设有微型电机超大转矩输出 结构4和双排链锯结构6 ;微型电机超大转矩输出结构4与后支撑拱结构3齿轮啮合连接。如图2、图3、图4、图5、图6所示，预切槽机驱动及基础支撑机构I由直线导轨7、主支撑板8、受カ块9、前端连接件10、电推杆11、后端连接件12、下端连接件13、结构支撑板14、横向连接板15和滑轨滑块16构成。直线导轨7有两条，分别平行固接在主支撑板8两侧。滑轨滑块16套接在直线导轨7上，每根直线导轨7上各套接三个滑轨滑块16。结构支撑板14有两个，分别处在两条直线导轨7上部。每个结构支撑板14通过孔Kl与每根直线导轨7上的三个滑轨滑块16固接。孔Kl偏于直线导轨7内侧且位于结构支撑板14后端。横向连接板15两端分别与两个结构支撑板14相连接。横向连接板15上设有其槽ロ朝下的三个定位槽Cl。受カ块9有三个，分别卡入定位槽Cl中并固接在横向连接板15上。受カ块9上设有定位槽C2。电推杆11通过前端连接件10固接在受カ块9的定位槽C2中。电推杆11通过后端连接件12和下端连接件13固接在主支撑板8上。如图7、图8、图9、图10所示，前支撑拱结构2由前拱内侧连接件17、前拱外侧连接件18、弧形滑轨A类19、弧形滑轨B类20、前拱扩展连接板21、弧形滑块22和前支撑拱23构成。前支撑拱23后部设有定位圆弧台阶面C4。定位圆弧台阶面C4与弧形滑轨A类19或弧形滑轨B类20内侧圆弧面同心且贴合并通过螺栓周向固接弧形滑轨A类19或弧形滑轨B类20。弧形滑轨A类19与弧形滑轨B类20上下表面均设有凹形槽。两个弧形滑块22卡接在弧形滑轨A类19与弧形滑轨B类20的凹形槽上并与弧形滑轨A类19和弧形滑轨B类20滑动连接。前支撑拱23两侧下端处在前拱外侧连接件18的定位槽C14和前拱内侧连接件17的定位槽C3中并固接在前拱外侧连接件18和前拱内侧连接件17上。前拱外侧连接件18和前拱内侧连接件17分别固接在两个结构支撑板14上。前支撑拱结构2的两个弧形滑块22上连接ー个前拱扩展连接板21。如图11、图12、图13、图14所示，后支撑拱结构3由弧形滑块22、大齿轮24、后拱右端内侧支撑件25、后拱左端内侧支撑件26、后拱左端外侧支撑件27、后拱右端外侧支撑件28、后拱扩展连接板29、“小Z型，，拱30和“大Z型，，拱31构成。
大齿轮24的ー个平面与“小Z型”拱30的内面贴合并通过螺栓与“小Z型”拱30上部周向固接。“小Z型”拱30的内侧面与“大Z型”拱31的定位槽面C6贴合并通过螺栓与“大Z型”拱31在下部周向固接。大齿轮24内侧圆柱面与“大Z型”拱31的外侧圆柱面C7贴合连接。“大Z型”拱31上设有定位圆弧台阶面C5，圆弧台阶面C5与弧形滑轨A类19内侧圆弧面同心且贴合并通过螺栓与“大Z型”拱31周向固接。弧形滑轨A类19上滑动连接两个弧形滑块22。后支撑拱结构3的两个弧形滑块22上连接ー个后拱扩展连接板29。后支撑拱结构3的左下端，其“大Z型”拱31置于后拱左端内侧支撑件26的定位槽CS中，其“小Z型”拱30与“大Z型”拱31组合体置于后拱左端外侧支撑件27的定位槽C9中。后支撑拱结构3左下端固接在后拱左端内侧支撑件26和后拱左端外侧支撑件27上。后支撑拱结构3的右下端，其“大Z型”拱31置于后拱右端内侧支撑件25的定位槽CS中，其“小Z型”拱30与“大Z型”拱31组合体置于后拱右端外侧支撑件28的定位槽C9中。后支撑拱结构3右下端固接在后拱右端内侧支撑件25和后拱右端外侧支撑件28上。后拱左端内侧支撑件26和后拱左端外侧支撑件27固接在左侧结构支撑板14上。后拱右端内侧支撑件25和后拱右端外侧支撑件28固接在右侧结构支撑板14上。如图17、图18、图19、图20、图21所示，弧形运动平台结构5由弧形运动主平台32、链锯电推杆后端连接件33、链锯电推杆34、链锯直线导轨35、链锯电推杆前端连接件36、转换连接件37、链锯机构支撑板38、空间调整块39、连接件A类40、连接件B类41和链锯导轨滑块42构成。弧形运动主平台32下表面设有PI、P2、P3、P4、P5、P6六个安装位置。位置P1、P2、P3、P4、P5上安装连接件A类40。位置P6上安装连接件B类41。位置P1、P2上的连接件A类40与前拱扩展连接板21连接。位置P3、P4、P5上的连接件A类40以及位置P6上的连接件B类41与后拱扩展连接板29连接。弧形运动主平台32上表面右上角处固接有微型电机超大转矩输出结构4 (參看图15、图16);中心处固接有两根结构对称轴线平行的链锯直线导轨35 ;右下角端部固接一个链锯电推杆后端连接件33，链锯电推杆后端连接件33上连接链锯电推杆34后端，链锯电推杆34的前端通过链锯电推杆前端连接件36与转换连接件37链接。每根链锯直线导轨35上分別滑动套接两个链锯导轨滑块42。链锯直线导轨35的四个链锯导轨滑块42上共同固接有一个链锯机构支撑板38。链锯机构支撑板38前端下面固接转换连接件37。链锯机构支撑板38上表面的四个边角处分别设有定位铣削槽C10、Cll、C12、C13。链锯机构支撑板38的四个定位铣削槽CIO、Cll、C12、C13中分别镶嵌固接有一个空间调整块39。四个空间调整块39共同固接双排链锯结构6 (參看图22)。如图I、图2所示，微型电机超大转矩输出结构4输出小齿轮与所述大齿轮24的输入齿啮合连接。本发明隧道施工预切槽试验模型机，前支撑拱结构2和后支撑拱结构3在预切槽机驱动及基础支撑机构I上具有一个同步直线运动轨迹。弧形运动平台结构5在前支撑拱 结构2和后支撑拱结构3上具有一个同步弧线运动轨迹。双排链锯结构6在弧形运动平台结构5上具有一个同步弧线运动轨迹。以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。注微型电机超大转矩输出结构4的专利名称为隧道施工预切槽试验模型机的微型电机超大转矩输出结构。
双排链锯结构6的专利名称为隧道施工预切槽试验模型机的双排链锯。
权利要求
1.ー种隧道施工预切槽试验模型机，包括微型电机超大转矩输出结构(4)和预切槽试验机的双排链锯结构(6)，其特征在于所述隧道施工预切槽试验模型机由预切槽机驱动及基础支撑机构(I)、前支撑拱结构(2)、后支撑拱结构(3)、弧形运动平台结构(5)以及所述微型电机超大转矩输出结构(4)和双排链锯结构(6)六个结构部分构成；所述预切槽机驱动及基础支撑机构(I)上设置前支撑拱结构(2)和后支撑拱结构(3);所述前支撑拱结构(2)和后支撑拱结构(3)上滑动连接所述弧形运动平台结构(5)，所述弧形运动平台结构(5)上设有微型电机超大转矩输出结构(4)和所述双排链锯结构(6);所述微型电机超大转矩输出结构(4)与后支撑拱结构(3)齿轮啮合连接。
2.根据权利要求I所述的隧道施工预切槽试验模型机，其特征在于所述预切槽机驱动及基础支撑机构(I)由直线导轨(7)、主支撑板(8)、受カ块(9)、前端连接件(10)、电推杆(11)、后端连接件(12 )、下端连接件(13)、结构支撑板(14 )、横向连接板(15)和滑轨滑块(16)构成； 所述直线导轨(7)有两条，分别平行固接在所述主支撑板(8)两侧，所述滑轨滑块(16)套接在所述直线导轨(7)上，所述每根直线导轨(7)上各套接三个所述滑轨滑块(16)， 所述结构支撑板(14)有两个，分别处在所述两条直线导轨(7)上部，所述每个结构支撑板(14)通过孔Kl与每根直线导轨(7)上的三个所述滑轨滑块(16)固接，所述孔Kl偏于直线导轨(7)内侧且位于结构支撑板(14)后端， 所述横向连接板(15)两端分别与所述两个结构支撑板(14)相连接，所述横向连接板(15)上设有其槽ロ朝下的三个定位槽Cl，所述受カ块(9)有三个，分别卡入定位槽Cl中并固接在所述横向连接板(15 )上，所述受カ块(9 )上设有定位槽C2，所述电推杆(11)通过所述前端连接件(10)固接在所述受カ块(9)的定位槽C2中，所述电推杆(11)通过后端连接件(12)和下端连接件(13)固接在主支撑板(8)上。
3.根据权利要求I所述的隧道施工预切槽试验模型机，其特征在于所述前支撑拱结构(2)由前拱内侧连接件(17)、前拱外侧连接件(18)、弧形滑轨A类(19)、弧形滑轨B类(20),前拱扩展连接板(21)、弧形滑块(22)和前支撑拱(23)构成， 所述前支撑拱(23)后部设有定位圆弧台阶面C4，所述定位圆弧台阶面C4与所述弧形滑轨A类(19)或所述弧形滑轨B类(20)内侧圆弧面同心且贴合并通过螺栓周向固接所述弧形滑轨A类(19)或所述弧形滑轨B类(20)，述所弧形滑轨A类(19)与弧形滑轨B类(20)上下表面均设有凹形槽，所述两个弧形滑块(22)卡接在所述弧形滑轨A类(19)与弧形滑轨B类(20)的凹形槽上并与所述弧形滑轨A类(19)和弧形滑轨B类(20)滑动连接，所述前支撑拱(23)两侧下端处在所述前拱外侧连接件(18)的定位槽C14和前拱内侧连接件(17)的定位槽C3中并固接在所述前拱外侧连接件(18)和前拱内侧连接件(17)上，所述前拱外侧连接件(18)和前拱内侧连接件(17)分别固接在两个所述结构支撑板(14)上，所述前支撑拱结构(2)的所述两个弧形滑块(22)上连接ー个前拱扩展连接板(21)。
4.根据权利要求I所述的型隧道施工预切槽试验模型机，其特征在于所述后支撑拱结构(3)由弧形滑块(22)、大齿轮(24)、后拱右端内侧支撑件(25)、后拱左端内侧支撑件(26)、后拱左端外侧支撑件(27)、后拱右端外侧支撑件(28)、后拱扩展连接板(29)、“小Z型”拱(30 )和“大Z型”拱(31)构成， 所述大齿轮(24)的ー个平面与所述“小Z型”拱(30)的内面贴合并通过螺栓与所述“小Z型”拱(30)上部周向固接，所述“小Z型”拱(30)的内侧面与所述“大Z型”拱(31)的定位槽面C6贴合并通过螺栓与所述“大Z型”拱(31)在下部周向固接，所述大齿轮(24)内侧圆柱面与所述“大Z型”拱(31)的外侧圆柱面C7贴合连接，所述“大Z型”拱(31)上设有定位圆弧台阶面C5，所述圆弧台阶面C5与所述弧形滑轨A类(19)内侧圆弧面同心且贴合并通过螺栓与所述“大Z型”拱(31)周向固接，所述弧形滑轨A类(19)上滑动连接所述两个弧形滑块(22 )，所述后支撑拱结构(3 )的所述两个弧形滑块(22 )上连接ー个后拱扩展连接板(29)， 所述后支撑拱结构(3)的左下端，其“大Z型”拱(31)置于后拱左端内侧支撑件(26)的定位槽CS中，其“小Z型”拱(30 )与“大Z型”拱(31)组合体置于后拱左端外侧支撑件(27)的定位槽C9中，所述后支撑拱结构(3)左下端固接在所述后拱左端内侧支撑件(26)和后拱左端外侧支撑件(27)上， 所述后支撑拱结构(3)的右下端，其“大Z型”拱(31)置于后拱右端内侧支撑件(25)的定位槽CS中，其“小Z型”拱(30)与“大Z型”拱(31)组合体置于后拱右端外侧支撑件(28)的定位槽C9中，所述后支撑拱结构(3)右下端固接在所述后拱右端内侧支撑件(25)和后拱右端外侧支撑件(28)上，所述后拱左端内侧支撑件(26)和后拱左端外侧支撑件(27)固接在所述左侧结构支撑板(14)，所述后拱右端内侧支撑件(25)和后拱右端外侧支撑件(28)固接在所述右侧结构支撑板(14)。
5.根据权利要求I所述的隧道施工预切槽试验模型机，其特征在于所述弧形运动平台结构(5)由弧形运动主平台(32)、链锯电推杆后端连接件(33)、链锯电推杆(34)、链锯直线导轨(35 )、链锯电推杆前端连接件(36 )、转换连接件(37 )、链锯机构支撑板(38 )、空间调整块(39)、连接件A类(40)、连接件B类(41)和链锯导轨滑块(42)构成， 所述弧形运动主平台(32)下表面设有P1、P2、P3、P4、P5、P6六个安装位置，所述位置PU P2、P3、P4、P5上安装连接件A类(40)，所述位置P6上安装连接件B类(41)，所述位置Pl、P2上的连接件A类(40)与所述前拱扩展连接板(21)连接，所述位置P3、P4、P5上的连接件A类(40)以及所述位置P6上的连接件B类(41)与所述后拱扩展连接板(29)连接，所述弧形运动主平台(32)上表面右上角处固接有微型电机超大转矩输出结构(4)，中心处固接有两根结构对称轴线平行的链锯直线导轨(35)，右下角端部固接一个链锯电推杆后端连接件(33)，所述链锯电推杆后端连接件(33)上连接链锯电推杆(34)后端，所述链锯电推杆(34)的前端通过链锯电推杆前端连接件(36)与转换连接件(37)链接， 所述每根链锯直线导轨(35)上分別滑动套接两个链锯导轨滑块(42)，所述链锯直线导轨(35)的四个链锯导轨滑块(42)上共同固接有一个链锯机构支撑板(38)，所述链锯机构支撑板(38)前端下面固接所述转换连接件(37)，所述链锯机构支撑板(38)上表面的四个边角处分别设有定位铣削槽C10、C11、C12、C13，所述链锯机构支撑板(38)的四个定位铣削槽C10、C11、C12、C13中分别镶嵌固接有一个空间调整块(39)，所述四个空间调整块(39)共同固接双排链锯结构(6)。
6.根据权利要求I或2或3或4或5所述的隧道施工预切槽试验模型机，其特征在于所述微型电机超大转矩输出结构(4)输出小齿轮与所述大齿轮(24)的输入齿啮合连接。
7.根据权利要求I或2或3或4或5所述的隧道施工预切槽试验模型机，其特征在于所述前支撑拱结构(2)和后支撑拱结构(3)在预切槽机驱动及基础支撑机构(I)上具有一个同步直线运动轨迹，所述弧形运动平台结构(5)在所述前支撑拱结构(2)和所述后支撑拱结构(3)上具有一个同步弧线运动轨迹，所述双排链锯结构(6)在所述弧形运动平台结构(5)上具有一个同步弧线运动轨迹。
8.根据权利要求6所述的隧道施工预切槽试验模型机，其特征在于所述前支撑拱结构(2)和后支撑拱结构(3)在预切槽机驱动及基础支撑机构(I)上具有一个同步直线运动轨迹，所述弧形运动平台结构(5 )在所述前支撑拱结构(2 )和所述后支撑拱结构(3 )上具有一个同步弧线运动轨迹，所述双排链锯结构(6)在所述弧形运动平台结构(5)上具有ー个同步弧线运动轨迹。
全文摘要
一种隧道施工预切槽试验模型机,由驱动及基础支撑机构上设置前支撑拱结构和后支撑拱结构，前支撑拱结构和后支撑拱结构上滑动连接弧形运动平台结构，弧形运动平台结构上设有超大转矩输出结构和双排链锯结构，超大转矩输出结构与后支撑拱结构齿轮啮合连接构成。直线导轨和电动推杆构成本体前进驱动结构，可对前进速度及距离进行准确控制，避免了惯性误差或防震动性质差及控制复杂的问题；采用电推杆的双排链锯结构，提高了切槽宽度和施工进度；圆拱齿轮啮合传动并辅以弧形导轨，可承受较大重量并且运动平稳；改装的双谐波减速电机可定转矩达到10000N.m左右，且体积很小，占用空间小，操控简单。本发明结构简单紧凑、工作稳定可靠。
文档编号E21D9/10GK102661151SQ201210143730
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者乐贵平, 刘军, 吴剑秋, 李孔明, 王秀英, 王贯明, 罗平, 贺美德, 赵坤, 郝烨江, 靳洪都 申请人:北京交通大学, 北京市市政工程研究院