[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

摘要

本发明涉及一种掘削断面形状可控的试验用数控隧道掘进机，包括支承机座，设置在支承机座上并可在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，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，X轴组件设置在支承机座上，Y轴组件安装在X轴组件上，Z轴组件安置在Y轴组件上，掘进机构包括ZD转化单元、驱动组件、主轴以及刀具，ZD转化单元设置在Z轴组件上，并可沿Z向移动，驱动组件安装在ZD转化单元上，主轴的一端连接驱动组件的输出端，另一端上固定有刀具。与现有技术相比，本发明可进行三个方向的联动，从而能够开挖任意形状的隧道，降低了隧道模型试验的难度等。

主权项

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。