[發(fā)明專利]一種快速3D打印隧道初支的施工裝置和方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202310056890.7
• 申請日: 2023-01-19
• 公開（公告）號: CN116044451A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設計）人: 王玥;卓越;何偉;王華;鄒翀;王百泉;林春剛;賀雄飛;楊朝帥;牛富生;王春玲;尚偉;張丹楓
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道局集團有限公司;中鐵隧道勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;B05B15/68;B05B3/14;B05B3/18;B05B12/16;B05B12/12;B05B12/08
• 代理公司: 西安維賽恩專利代理事務所(普通合伙) 61257
• 代理人: 劉艷霞

1.一種快速3D打印隧道初支的施工裝置，其特征在于，包括轉盤(2)、大臂(3)和隧道輪廓對正系統(tǒng)(6)，其中：

所述隧道輪廓對正系統(tǒng)(6)包括從動桿(61)、隧道輪廓對正套(62)和隧道輪廓對正輪(65)，其中：

所述從動桿(61)，其為六棱柱，水平前后向設置，可前后往復運動，其后端連接有噴頭固定架(7)；

所述隧道輪廓對正套(62)，為中段粗兩端細的變截面中空圓柱體，同軸套設在從動桿(61)上的后端，以帶動從動桿(61)轉動；在其中段的側壁上繞其周向間隔設置有兩根朝向遠端延伸的中空管，各中空管內套設有與其走向相一致的彈簧(64)；

所述隧道輪廓對正輪(65)，由短桿和滾輪組成，所述短桿同軸套設于中空管內，其內端與彈簧(64)相連接，外位于中空管外，與所述滾輪相連接，所述滾輪用于時刻接觸于隧道輪廓線，所述彈簧(64)用于提供滾輪與隧道輪廓線接觸的動力；

所述轉盤(2)，其豎直設置，且中心軸沿前后走向設置，可繞中心軸旋轉；

所述大臂(3)，為可伸縮管體，其近端沿所述轉盤(2)的直徑走向與所述轉盤(2)相連接，遠端與所述隧道輪廓對正系統(tǒng)(6)相連接；其可隨所述轉盤(2)旋轉，并帶動所述隧道輪廓對正系統(tǒng)(6)和噴頭固定架(7)環(huán)繞于隧道內壁旋轉。

2.如權利要求1所述的一種快速3D打印隧道初支的施工裝置，其特征在于，所述大臂(3)的遠端通過隧道輪廓工作臺(4)與所述隧道輪廓對正系統(tǒng)(6)相連接，所述隧道輪廓工作臺(4)包括：雙三角架工作臺(41)、滾筒軸(42)、輻輪(43)和滾筒(44)，其中：

所述雙三角架工作臺(41)，為雙層的三角形狀，其一頂點與所述大臂(3)的遠端相連接；

所述滾筒(44)，為一中空管體，其水平前后向設置；

所述滾筒軸(42)，為空心管體，同軸套設于所述從動桿(61)外的前端和所述滾筒(44)內，且前后兩端穿出滾筒(44)，架設于所述三角架工作臺(41)的與所述大臂(3)連接的相對側的外側，且兩端穿過所述三角架工作臺(41)兩端設置的鋼板基座，與所述鋼板基座螺紋連接；

在所述滾筒軸(42)上，且沿其軸向間隔套設有多個輻輪(43)，且多個所述輻輪(43)的外側壁與所述滾筒(44)內壁貼合連接。

3.如權利要求1或2所述的一種快速3D打印隧道初支的施工裝置，其特征在于，在所述滾筒(44)外同軸套設有橡膠滾筒(45)，所述橡膠滾筒(45)的外側壁用于貼于隧道輪廓線。

4.如權利要求3所述的一種快速3D打印隧道初支的施工裝置，其特征在于，在所述滾筒軸(42)內套設有往復系統(tǒng)(5)，所述往復系統(tǒng)(5)包括往復動力桿(55)和直線電機(52)，所述往復動力桿(55)的后端套設在滾筒軸(42)內，且與所述從動桿(61)的前端相連接，所述往復動力桿(55)可沿所述滾筒軸(42)前后往復運動，并帶動所述從動桿(61)前后往復運動；

所述直線電機(52)設置于所述往復動力桿(55)上，用于提供所述往復動力桿(55)前后往復運動的動力。

5.如權利要求4所述的一種快速3D打印隧道初支的施工裝置，其特征在于，所述往復動力桿(55)和從動桿(61)間通過桿軸連接套(8)相連接，所述桿軸連接套(8)包括套底(81)、套蓋(82)和套芯(83)，其中，所述套底(81)為中空圓柱體，其一端封閉，一端開口；其外徑與滾筒軸(42)內徑相匹配，同軸套設于滾筒軸(42)內；其封閉端與所述往復動力桿(55)相連接；

所述套蓋(82)，為圓柱殼體，其前端為敞口狀，后端為半封閉狀；其前端與所述套底(81)的后端螺紋連接；

所述套芯(83)，為在軸向上相連接的兩個外徑不同的圓柱體，其細端同軸穿出所述套蓋(82)的后端，與所述從動桿(61)的前端相連接；可在套蓋(82)內轉動；其后端位于所述套底(81)和套蓋(82)圍成的空間內。