一种隧道施工掌子面坍塌事故模拟体验装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108335607A(43)申请公布日2018.07.27(21)申请号201810210748.2(22)申请日2018.03.14(71)申请人北京天恒安科工程技术有限公司地址102600北京市大兴区黄村镇市场路东巷5号办公楼1层120室(72)发明人杨顺杨金锋高绪森徐海江田更玉曹迪尼郭旭姜艳艳韩艳波陈微(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人沈波(51)Int.Cl.G09B25/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种隧道施工掌子面坍塌事故模拟体验装置(57)摘要本发明公开了一种隧道施工掌子面坍塌事故模拟体验装置，该装置由外框架、电动机、气缸、主框架、仿真掌子面、传动系统、回位弹簧、回位滑轮和回位轨道组成。仿真掌子面由仿石装饰板附着在次框架构成，仿真掌子面和次框架分为上部和下部，上部和下部次框架与主框架通过驱动电机的链条、转轴结构连接，通过气缸驱动主框架突然旋转倾覆，形成坍塌事故场景；仿真掌子面完成旋转倾覆动作后与主框一起在气缸带动下复位，仿真掌子面和次框架上部在电动机及链条的带动下下行至便于坠落岩石安装的位置，并通过定滑轮作用于仿真掌子面和次框架下部的轨道上，使其向前倾斜让出上部下行的空间。本发明装置可以模拟出隧道掌子面坍塌的事故环境和效果。CN108335607ACN108335607A权利要求书1/1页1.一种隧道施工掌子面坍塌事故模拟体验装置，其特征在于：该装置由外框架(10)、电动机(21)、气缸(22)、主框架(30)、仿真掌子面(40)、传动系统(50)、回位弹簧(60)、回位滑轮(72)和倾斜轨道(71)组成；仿真掌子面(40)安装在主框架(30)上，主框架(30)安装在外框架(10)上，主框架(30)、仿真掌子面(40)通过固定轴与外框架(10)连接；外框架(10)、主框架(30)和仿真掌子面(40)均为长方体箱型结构；传动系统(50)设置在主框架(30)的内侧；传动系统(50)通过回位弹簧(60)与外框架(10)连接；传动系统(50)包括顶部齿轮轴(51)、上部链条(52)、下部齿轮轴(53)、下部链条(54)和固定连接件(55)；仿真掌子面(40)包括上部次框架(41)、仿真石块(42)、下部次框架(43)和仿真岩石板(44)；上部次框架(41)和下部次框架(43)分别安装在主框架(30)的上半部分和下半部分，上部次框架(41)安装在主框架(30)内；仿真石块(42)由轻质材料制成，仿真石块(42)通过电磁铁吸附在上部次框架(41)外侧；上部次框架(41)和下部次框架(43)的外侧设有仿真岩石板(44)；顶部齿轮轴(51)和下部齿轮轴(53)分别固定在主框架(30)的上下两端，上部链条(52)套设在顶部齿轮轴(51)和下部齿轮轴(53)之间，下部链条(54)套设在下部齿轮轴(53)与电动机(21)之间；气缸(22)的活塞与上部次框架(41)连接；上部次框架(41)底部的回位滑轮(72)安装在倾斜轨道(71)上；上部链条(52)通过固定连接件(55)与上部次框架(41)连接，上部链条(52)能够带动上部次框架(41)进行移动，倾斜轨道(71)设置在下部次框架(43)的内侧。2.根据权利要求1所述的一种隧道施工掌子面坍塌事故模拟体验装置，其特征在于：装置触发前主框架(30)、仿真掌子面(40)附着的上部次框架(41)、下部次框架(43)均在外框架(10)内，整个装置为一个长方体箱型装置。3.根据权利要求1所述的一种隧道施工掌子面坍塌事故模拟体验装置，其特征在于：启动前，体验人员站立于仿真掌子面(40)附近；体验装置开始运行时，气缸(22)启动向外侧突然伸长运动，带动主框架(30)、仿真掌子面(40)以固定轴为中心向前倾覆旋转，同时多处电磁装置及仿真石块(42)同时启动触发，形成掌子面侧倾坍塌和石块坠落的事故场景，从而使体验者感到事故发生时的震撼和危险；体验装置触发运行倒位后，体验教育结束，装置可通过开关操作自动复位，三个复位过程连续动作；第一个复位过程，气缸(22)向内侧收缩，带动主框架(30)、仿真掌子面(40)以固定轴为中心向后旋转回到外框架(10)内；此时体验装置除电磁装置及仿真石块(42)外，其他部位回到触发前的状态；第二个复位过程，电动机(21)旋转，通过顶部齿轮轴(51)、上部链条(52)、下部齿轮轴(53)、下部链条(54)、固定连接件(55)共同作用，使上部次框架(41)及附着的仿真岩石板(44)向下运行，同时上部次框架(41)底部的回位滑轮(72)作用于倾斜轨道(71)，倾斜轨道(71)在回位滑轮(72)的作用力下，下部次框架(43)前倾，为上部