[实用新型]一种水射流和自由面辅助滚刀切割性能平台

权利要求书

1.一种水射流和自由面辅助滚刀切割性能平台，其特征在于：由三维成像仪(1)、三向力传感器(2)、刀架(3)、滚刀(4)、摇臂(5)、摇臂油缸(6)、垂向导轨a(7)、垂向支座(8)、垂向导轨b(9)、垂向油缸(10)、底座(11)、纵向油缸(12)、纵向导轨(13)、横向油缸(14)、横向连杆(15)、横向导轨(16)、料仓盒(17)、岩样(18)、横向成像仪导杆(19)、垂向成像仪导杆(20)、水射流泵站(21)、水射流导管(22)、垂向喷头导杆(23)、横向喷头导杆(24)、水射流喷头(25)组成；滚刀(4)的刀轴与刀架(3)通过螺栓联接，滚刀(4)切割过程可以绕自身刀轴转动；刀架(3)通过螺栓与三向力传感器(2)联接，三向力传感器(2)与摇臂(5)联接，摇臂(5)上布有两个铰链，其中最右端铰链与垂向支座(8)联接，中间铰链与摇臂油缸(6)的伸缩杆联接，摇臂油缸(6)与垂向支座(8)通过铰链联接，通过摇臂油缸(6)的活塞杆伸缩实现摇臂(5)的转动，进而调节滚刀(4)的切割倾角；垂向支座(8)与垂向油缸(10)的活塞杆通过螺栓联接，垂向支座(8)与垂向导轨a(7)和垂向导轨b(9)间隙配合，引导垂向支座(8)沿垂向方向稳步升降，垂向支座(8)的垂向上下移动由垂向油缸(10)的活塞杆伸缩实现，进而实现滚刀不同切割贯入度，垂向油缸(10)通过螺栓联接于底座(11)上；岩样(18)置于料仓盒(17)内，岩样(18)底部通过螺栓紧固锁死，岩样(18)右侧为自由面；料仓盒(17)通过横向连杆(15)与横向油缸(14)的活塞杆联接，横向油缸(14)的活塞杆伸缩控制料仓盒(17)和岩样(18)沿横向导轨(16)左右移动，实现滚刀(4)在横向方向上的不同位置切割岩样(18)；横向油缸(14)整体通过螺栓联接于纵向油缸(12)的伸缩杆上，纵向油缸(12)的活塞杆伸缩实现料仓盒(17)和岩样(18)沿纵向导轨(13)纵向移动，实现滚刀(4)切割岩样(18)，纵向油缸(12)通过螺栓联接于底座(11)上。

2.根据权利要求1所述的水射流和自由面辅助滚刀切割性能平台，其特征在于：水射流喷头(25)和水射流泵站(21)由水射流导管(22)联接，水射流泵站(21)可为水射流喷头(25)提供不同压力和流速的高能液体；水射流喷头(25)通过螺栓联接于横向喷头导杆(24)上，且水射流喷头(25)可在横向喷头导杆(24)的通孔内左右摆动，以确定不同水射流喷射角度；横向喷头导杆(24)通过螺栓联接于所述垂向喷头导杆(23)上，且横向喷头导杆(24)可在垂向喷头导杆(23)的通孔内旋转和伸缩移动，以调整喷头在横向方向上的左右喷射位置；垂向喷头导杆(23)通过螺栓联接于刀架(3)上，且垂向喷头导杆(23)可在刀架(3)的沉孔内旋转和伸缩移动，以实现水射流喷头(25)在垂向方向上的高度调节；水射流导管(22)、垂向喷头导杆(23)、横向喷头导杆(24)和水射流喷头(25)对称分布于刀架(3)两侧。

3.根据权利要求1所述的水射流和自由面辅助滚刀切割性能平台，其特征在于：三维成像仪(1)通过横向成像仪导杆(19)和垂向成像仪导杆(20)联接于料仓盒(17)上左边缘中间位置，横向成像仪导杆(19)可沿垂向上下移动并可被螺栓锁死，以实现三维成像仪(1)的合适扫描间距；三维成像仪(1)实现对所述滚刀(4)破岩后的岩样(18)表面三维成像，实现岩石破碎形貌、裂纹扩展特征和岩石破碎体积监测。

4.根据权利要求1所述的水射流和自由面辅助滚刀切割性能平台，其特征在于：摇臂油缸(6)、横向油缸(14)和垂向油缸(10)具有保压和自锁功能，可以在油缸活塞杆伸缩后实现稳压或者锁死位移功能；纵向油缸(12)的活塞杆伸缩实现所述岩样(18)的纵向方向上进给，实现自由面和水射流辅助滚刀(4)的纵向方向上的移动切割破岩，纵向油缸(12)可以无级调节切割速度。