[发明专利]一种盾构机刀盘的模拟试验台及其使用方法

说明书

本发明涉及一种盾构机刀盘的模拟试验台及其使用方法，包括：刀盘、蜗轮蜗杆结构、底座、储刀仓以及机械手安装仓，其中，刀盘通过安装板转动安装于底座上，储刀仓以及机械手安装仓均安装于底座上，蜗轮蜗杆结构安装于底座边部、1/4刀盘盘面的一侧，蜗轮蜗杆结构中蜗轮轴与安装板的轴同轴固接在一起，蜗轮蜗杆结构上设有手轮，该手轮与蜗轮蜗杆结构中的蜗杆轴向固定连接；方法为：固定滚刀刀箱；转动刀盘；刀盘的固定；换刀机器人的安装；模拟换刀，给换刀机器人输入位置信息，验证其轨迹规划与运动精度。本发明模拟试验台采用蜗轮蜗杆结构一体化，避免出现单独的小零件，便于安装操作，结构简单，容易加工，满足强度要求，符合实际工程应用。

技术领域

本发明涉及一种工程机械试验装置，具体为一种盾构机刀盘的模拟试验台及其使用方法。

背景技术

目前泥水平衡盾构机的换刀方式有两种，常压换刀和带压换刀，泥水平衡盾构机的泥水舱(开挖舱)内部在工作过程中充满高压气体，带压换刀时，在带压力条件下人工换刀条件苛刻。操作工人在有压力条件下进入泥水舱内部进行检查和更换磨损的滚刀，需要承受高压高湿度，且极易发生事故，危及生命。在换刀机器人使用技术还不成熟的情况下，不便于进行实际工作环境下的换刀实验。

泥水平衡盾构机的盘形滚刀在整个工程期限内需要多次更换，而每次进行滚刀更换时，需要替换掉的滚刀所在的角度位置是任意的，同时滚刀的尺寸和质量也很大，不适合随意摆放

因此设计一种模拟实际工作环境，角度可以随意转动，并且具有滚刀安放位置能够配合滚刀换刀机器人进行模拟换刀的模拟实验台显得十分重要。

目前，能够满足上述要求的模拟实验台尚未见报道。

发明内容

针对现有技术中尚未有能够配合滚刀换刀机器人进行模拟换刀的模拟实验台等不足，本发明要解决的问题是提供一种盾构机刀盘的模拟试验台及其使用方法，用于辅助盘形滚刀换刀机器人进行模拟实际工况的换刀。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种盾构机刀盘的模拟试验台，包括：刀盘、蜗轮蜗杆结构、底座、储刀仓以及机械手安装仓，其中，刀盘通过安装板转动安装于底座上，储刀仓以及机械手安装仓均安装于底座上，蜗轮蜗杆结构安装于底座边部、1/4刀盘盘面的一侧，蜗轮蜗杆结构中蜗轮轴与安装板的轴同轴固接在一起，蜗轮蜗杆结构上设有手轮，该手轮与蜗轮蜗杆结构中的蜗杆轴向固定连接。

刀盘为泥水平衡盾构机原刀盘的四分之一，即1/4刀盘，1/4刀盘90°的两条边界线上为两个辐条，各辐条上设有多个滚刀刀箱。

安装板包括扇形板及侧板，扇形板及侧板底部均转动安装于底座上，扇形板上部通过多个水平设置的第一空心轴连接在刀盘盘面一侧、蜗轮蜗杆结构和1/4刀盘之间；侧板上部通过第二空心轴安装于刀盘盘面另一侧；扇形板上设有多个圆孔，排列成与扇形板同心的圆弧。

所述扇形板通过三根水平方向上的第一空心轴连接在刀盘上，扇形板的中心线和刀盘中心线重合。

蜗轮蜗杆结构包括啮合连接的蜗轮及蜗杆，蜗轮蜗杆结构一侧与扇形板之间设有一半圆形板，半圆形板的弧形边部设有多个槽孔；槽孔的高度位置与扇形板上的多个圆孔对应。

所述储刀仓为透明玻璃钢制作而成，为盘形滚刀的储备区，其尺寸大小根据盾构机的气垫仓设计，与真实的工况环境相同。

所述机械手安装仓底部设有一用于安装换刀机器人的圆柱形基座。

本发明盾构机刀盘的模拟试验台的使用方法，包括以下步骤：

1)固定滚刀刀箱：将盘形滚刀刀箱安装到刀盘的辐条位置上的刀箱上；

2)转动刀盘：手动转动蜗杆一侧的手轮，通过蜗轮蜗杆机构带动蜗轮的转动，进一步带动了刀盘的转动；