[发明专利]泥水平衡盾构综合模拟试验台掘进及姿态模拟试验系统

权利要求书

1.一种泥水平衡盾构综合模拟试验台掘进及姿态模拟试验系统，其特征在于：包括反力墙(1)、模拟试验系统主体、加载液压组件、推进液压组件(13)、随动支撑机构(17)和底板(18)，底板(18)上的两侧均固定安装有反力墙(1)，两侧的反力墙(1)中间布置有模拟试验系统主体，模拟试验系统主体底部安装有随动支撑机构(17)，一侧的反力墙(1)墙面上安装有四个加载液压组件，另一侧侧的反力墙(1)墙面上分别安装有四个推进液压组件，加载液压组件和推进液压组件连接到模拟试验系统主体的两侧；通过加载液压组件和推进液压组件(13)推动模拟试验系统主体在随动支撑机构(17)支撑下进行垂直方向俯仰和升降、水平方向扭转和偏移以及盾构方向的进退的五个自由度的运动；

所述的模拟试验系统主体包括依次连接且相互隔离不连通的气压舱筒体(14)、泥水舱筒体(15)和过渡罩(16)，气压舱筒体(14)的一端经推进液压组件(13)连接到一侧的反力墙(1)，气压舱筒体(14)的另一端与泥水舱筒体(15)的一端连接，泥水舱筒体(15)的另一端与过渡罩(16)的一端连接，过渡罩(16)的另一端经加载液压组件连接到另一侧的反力墙(1)；

与泥水舱筒体(15)连接的过渡罩(16)内端面中心固定增速器(8)的一端，加载泵(7)固定连接在增速器(8)的另一端，气压舱筒体(14)内安装齿轮箱(11)，泥水舱筒体(15)内安装刀盘(10)，气压舱筒体(14)外设有两个驱动马达(12)，两个驱动马达(12)固定安装到与推进液压组件(13)连接的气压舱筒体(14)端面上；

两个驱动马达(12)的输出轴穿过气压舱筒体(14)端面伸入到气压舱筒体(14)内并和齿轮箱(11)的输入端连接，齿轮箱(11)输出端穿过气压舱筒体(14)端面伸入到泥水舱筒体(15)内并和刀盘(10)一端刀盘轴连接，增速器(8)的输出轴穿过过渡罩(16)端面伸入到泥水舱筒体(15)内并经扭矩传感器(9)和刀盘(10)另一端刀盘轴连接；驱动马达(12)通过齿轮箱(11)驱动刀盘(10)绕自身中心轴旋转，加载泵(7)通过增速器(8)、扭矩传感器(9)和刀盘(10)的刀盘轴连接，为刀盘(10)提供扭矩负载。

2.根据权利要求1所述的一种泥水平衡盾构综合模拟试验台掘进及姿态模拟试验系统，其特征在于：所述的随动支撑机构(17)布置在过渡罩(16)下部。

3.根据权利要求1所述的一种泥水平衡盾构综合模拟试验台掘进及姿态模拟试验系统，其特征在于：四个液压缸(4)均沿过渡罩(16)端面的圆周周向间隔在均布布置，四个推进液压组件(13)均沿气压舱筒体(14)端面的圆周周向间隔均布布置。

4.根据权利要求1所述的一种泥水平衡盾构综合模拟试验台掘进及姿态模拟试验系统，其特征在于：所述的推进液压组件(13)和加载液压组件结构相同，所述的加载液压组件包括液压缸(4)、万向铰测量结构(3)、球铰(5)和力传感器(6)，液压缸(4)缸筒侧通过螺栓与万向铰测量结构(3)的一端固定连接，万向铰测量结构(3)的另一端通过螺栓与反力墙(1)固定连接，液压缸(4)活塞杆侧通过球铰(5)连接到力传感器(6)，力传感器(6)通过螺栓连接到模拟试验系统主体的端面上。

5.根据权利要求4所述的一种泥水平衡盾构综合模拟试验台掘进及姿态模拟试验系统，其特征在于：所述万向铰测量结构包括固定支座(301)、增量编码器(302)、十字轴(303)和活动支座(304)，固定支座(301)固定在反力墙(1)上，活动支座(304)连接到液压缸，固定支座(301)和活动支座(304)之间通过十字轴(303)铰接，十字轴(303)的两个方向旋转轴上均安装有增量编码器(302)。

6.根据权利要求1所述的一种泥水平衡盾构综合模拟试验台掘进及姿态模拟试验系统，其特征在于：两侧的两个反力墙(1)上部通过加固杆(2)固定连接。