[发明专利]一种掘削断面形状可控的试验用数控隧道掘进机

权利要求书

1.一种掘削断面形状可控的试验用数控隧道掘进机，其特征在于，包括支承机座（1），设置在支承机座（1）上并可在X-Y-Z方向自由移动的运动机构，安装在运动机构上并随其移动的掘进机构，

所述的运动机构包括分别带动其负载物沿X向、Y向和Z向移动的X轴组件、Y轴组件和Z轴组件，其中，所述的X轴组件设置在支承机座（1）上，所述的Y轴组件安装在X轴组件上，所述的Z轴组件安置在Y轴组件上，

所述的掘进机构包括ZD转化单元、驱动组件、主轴（66）以及刀具（67），所述的ZD转化单元设置在Z轴组件上，并可沿Z向移动，所述的驱动组件安装在ZD转化单元上，所述的主轴（66）的一端连接驱动组件的输出端，另一端上固定有所述刀具（67）；

所述的Z轴组件包括设置在Y轴组件上并沿Y向移动的YZ转化单元、固定于YZ转化单元上的Z-基座，以及安装在Z-基座上的Z-导轨座（38）、Z-导轨（39）、Z-滚珠丝杠、Z-联轴器（48）、Z-减速器（46）和Z-伺服电机（47），其中，在Z-导轨（39）上骑跨设置所述ZD转化单元，所述的Z-伺服电机（47）的输出端依次连接Z-减速器（46）、Z-联轴器（48）和Z-滚珠丝杠，该Z-滚珠丝杠还连接并驱动ZD转化单元在Z-导轨（39）上移动；

所述的Z-滚珠丝杠由Z-螺杆（40）与Z-螺母组成，其中，Z-螺杆（40）的一端转动设置在固定于Z-基座上的Z-支撑块（43），另一端穿过安装在Z-基座上的Z-固定块（44）并连接所述Z-联轴器（48），所述的Z-螺母通过Z-螺母连接座安装在ZD转化单元上；工作时，Z-螺杆（40）由Z-伺服电机（47）驱动转动，并带动Z-螺母及ZD转化单元沿Z向移动；

所述的YZ转化单元由YZ-滑块（32）和安装在YZ-滑块（32）上的YZ-底板（31）组成，其中，YZ-滑块（32）设置在Y轴组件上并沿Y向移动，YZ-底板（31）上设置所述Z-基座；

所述的Y轴组件包括设置在X轴组件上并沿X向移动的Y-滑块（17）、固定在Y-滑块（17）上的Y-底板（16），以及安装在Y-底板（16）上的Y-导轨座（18）、Y-导轨（19）、Y-滚珠丝杠、Y-联轴器（28）、Y-减速器（26）和Y-伺服电机（27），其中，在Y-导轨（19）上骑跨设置所述YZ转化单元，所述的Y-伺服电机（27）的输出端依次连接Y-减速器（26）、Y-联轴器（28）和Y-滚珠丝杠，该Y-滚珠丝杠还连接并驱动YZ转化单元在Y-导轨（19）上移动；

所述的Y-滑块（17）两侧设有螺栓连接于Y-底板（16）上的Y-滑块撑紧条（29）和Y-滑块挡条（30），所述的Y-滑块撑紧条（29）和Y-滑块挡条（30）配合夹紧固定所述Y-滑块（17）；

所述的X轴组件包括设置在支承机座（1）上的X-底板（4），以及安装在X-底板（4）上的X-导轨座（5）、X-导轨（6）、X-滚珠丝杠、X-联轴器（15）、X-减速器（13）和X-伺服电机（14），其中，在X-导轨（6）上骑跨设置所述Y-滑块（17），所述的X-伺服电机（14）的输出端依次连接X-减速器（13）、X-联轴器（15）和X-滚珠丝杠，该X-滚珠丝杠还连接并驱动Y-滑块（17）在X-导轨（6）上移动。

2.根据权利要求1所述的一种掘削断面形状可控的试验用数控隧道掘进机，其特征在于，所述的驱动组件包括安装在Z轴组件上并随其移动的箱体固定板（52），设置在箱体固定板（52）上的步进电机（64）、D-传动轴（62）、驱动齿轮（59）和从动齿轮（60），其中，所述的步进电机（64）通过D-联轴器（63）连接所述D-传动轴（62），所述的驱动齿轮（59）和从动齿轮（60）啮合，并分别通过键连接所述D-传动轴（62）和主轴（66）。

3.根据权利要求2所述的一种掘削断面形状可控的试验用数控隧道掘进机，其特征在于，所述的箱体固定板（52）还垂直间隔设置至少一块箱体立板（53），所述的D-传动轴（62）和主轴（66）分别通过轴承穿设于所述箱体立板（53）上，并分别通过轴承盖（58）与固定在箱体立板（53）上的安装座（57）螺栓连接；

所述的箱体固定板（52）上还设有电机基板，在电机基板上安装有电机支架（65），该电机支架（65）的一侧固定设置所述步进电机（64），另一侧上设置有连接所述步进电机（64）和D-传动轴（62）的所述D-联轴器（63）。