本发明涉及隧道稳定性检测,尤其涉及一种隧道掌子面围岩稳定性检测设备。
背景技术:
1、隧道掌子面围岩是隧道施工中的一个重要方面,它涉及到隧道结构的稳定性和安全性。掌子面,又称工作面或礃子面,是开挖坑道不断向前推进的工作面。而围岩则是指隧道开挖后,暴露出来的周围岩石或土壤。
2、在隧道施工中,掌子面围岩的整体性和稳定性对隧道的安全至关重要。因此,施工团队需要对掌子面围岩进行详细的勘察和分析,以了解其地质构造、岩性、节理裂隙发育情况、地下水状况等因素。这些信息有助于预测和评估隧道施工过程中可能出现的问题,如坍塌、渗水等,从而制定相应的施工方案和应对措施。
3、对围岩稳定性检测有很多种方式,其中包括了岩体力学参数测试。是通过现场采样和实验室测试,获取围岩的力学参数,如强度、刚度等。这些参数的准确性对于稳定性分析非常重要。
4、但是,现有技术存在以下缺陷:
5、传统的取样是使用圆筒状取样器对岩壁进行开采,取出的样品呈圆柱体状。但是针对于条件受限制或缺少取样器的隧道施工,所采集的样品都呈现不规则状,再送至实验室检测。
6、在实验室进行力学检测时,使用电动推杆对样石进行夹持固定。但由于样石的表面呈现不规则状,导致夹持板可和样石接触的点就少,故就无法对样石进行稳定的夹持,易影响检测结构。
技术实现思路
1、为解决上述存在的技术问题,本发明提供一种隧道掌子面围岩稳定性检测设备。
2、本发明采用以下技术方案实现:一种隧道掌子面围岩稳定性检测设备。
3、包括外壳,所述外壳的上方设有液压缸,且液压缸的下方设有检测头用于力度系数检测,所述外壳的两端设有l型板,且l型板上均设有电动推杆,所述外壳内还设有放置台,且放置台上可放置大小不同的样石;
4、联动机构,所述联动机构设在电动推杆的输出端,且联动机构包括连接板一、外杆槽一、电磁铁一、外杆、外杆槽二、电磁铁二和联动封闭单元,所述连接板一固定在电动推杆的输出端,且外杆槽一开设在连接板一上,两个所述电磁铁一均设在外杆槽一内,使其通电即可将外杆固定,且外杆活动在外杆槽一和外杆槽二内,所述外杆槽二开设在外壳上并和外壳内腔连通形成可供外杆活动的通道二,两个所述电磁铁二均设在外杆槽二内,使其通电可将外杆固定;
5、继而通过控制电磁铁一或电磁铁二通电完成对外杆的移动或位置固定;
6、多点夹持机构,所述多点夹持机构包括至少一个夹板、多个接触板、多个压杆和覆盖插设单元,所述夹板固定在外杆位于外壳内腔中的一端,且夹板内通过覆盖插设单元设有多个接触板,且多个压杆均固定在接触板靠近夹板的一端,通过多个接触板接触在样石上配合着覆盖插设单元对样石进行多支点夹持。
7、通过上述技术方案,通过将样石放置在放置台上,且放置台的形成为中间凹的形状,使得样石可以比较稳定的放置在放置台上。
8、在联动机构的作用下可同步实现夹持和密封,节省时间的同时也方便了工人操作。
9、在多点夹持机构的作用下可以对样石进行多点夹持工作,避免了传统采样水平状夹持板只能单支点或少数支点完成夹持工作,使其在对样石进行硬度检测时,样石容易移位的情况。
10、作为上述方案的进一步改进,所述联动封闭单元包括门槽一、方杆、门槽二和杠杆单元,所述门槽一均开设在连接板一远离外杆槽一的一端,所述门槽一内可供方杆活动,两个所述方杆相邻的一端均有门,且通过控制方杆的运作继而控制两个门闭合状态,且门槽二开设在外壳上并和外壳内腔连通形成可供方杆和门移动的通道三。
11、通过上述技术方案,通过在方杆在门槽一和门槽二内活动,可以使得连接板一在进行移动时可以带动着夹板和方杆一起进行移动。节省了检测的时间,也加大了装置整体的实用范围。
12、作为上述方案的进一步改进,所述杠杆单元包括杠杆槽、弹簧六、吸铁石一、拉杆一、杠杆、圆轴、拉杆二、弹簧七、挡块和吸附固定单元,所述杠杆槽开设在方杆内,所述弹簧六的一端焊接在杠杆槽内,且弹簧六的另一端和吸铁石一的一端焊接,所述吸铁石一的另一端穿过杠杆槽位于方杆外,所述拉杆一的一端固定在吸铁石一上,且拉杆一的另一端和杠杆的一端铰接,所述杠杆的另一端和拉杆二的一端铰接,且拉杆二的另一端和挡块的一端固定,所述挡块的另一端穿过杠杆槽位于方杆外,所述杠杆的中部设在圆轴上,且圆轴的两端通过轴承设在杠杆槽内,所述弹簧七的一端焊接在挡块和弹簧七连接的一端,且弹簧七的另一端焊接在杠杆槽内;
13、其中,挡块上可分为g面、j面和f面,所述g面的高度低于f面,且j面为斜面,且当g面位于杠杆槽内时,门槽一会接触在j面上即可将挡块往杠杆槽内按压,当门槽一接触病推动f面时,可带动方杆移动。
14、通过上述技术方案,通过在方杆带动着吸铁石一一起进行移动时,吸铁石一吸附在吸附固定单元上,可以拉动着拉杆一也移动,继而使得杠杆以圆轴为圆形进行转动。进而拉动着挡块往杠杆槽内移动,使得挡块上的g面进入到杠杆槽中。从而保证在两个方杆相互靠近,继而使得两个门相互贴合,在连接板一无法推动挡块的情况下,挡块往杠杆槽内回缩,进而保证连接板一可和j面接触持续将挡块按压至杠杆槽内,进而使得连接板一可持续移动。确保连接板一的移动不受方杆移动距离的限制,从而适用于不同大小的样石,进一步加大了装置的实用性。
15、而且设置的g面和f面不同的高度可以使得当连接板一往外壳靠近时,可以将挡块往杠杆槽按压,继而方杆的位置不会移动。当连接板一逐渐远离外壳时,接触在f面上,继而会将方杆带动门相互远离,从而可对样石进行下料工作。
16、作为上述方案的进一步改进,所述吸附固定单元包括吸铁石二、吸铁石槽、弹簧八和复位单元,所述吸铁石槽开设在门槽二内,所述弹簧八的一端连接在吸铁石槽中,且弹簧八的另一端和吸铁石二的一端连接,所述吸铁石二的另一端可和吸铁石一的一端吸附。
17、通过上述技术方案,在门槽二内设置的吸铁石槽并设置吸铁石二,将吸铁石一往吸铁石槽中进行吸附。一方面可以对方杆的位置进行限位,另一方面可以使杠杆发生转动,继而使得连接板一可以远离挡块。设置的弹簧八,是当挡块进入到门槽一内时,会使得杠杆再次发生转动,使得吸铁石一往杠杆槽外移动一段距离。加大了装置在使用过程中的实用性。
18、作为上述方案的进一步改进,所述复位单元包括磁块和导电块,所述拉杆二下方的杠杆槽上开设有开口可供磁块伸出,且磁块固定在拉杆二上,所述导电块固定在l型板上,通过控制导电块是否导电进而吸引磁块移动靠近,继而拉动挡块完全没入杠杆槽中,使连接板一可移动至挡块远离f面的一端。
19、通过上述技术方案,通过将磁块的一端伸出开口,使得当连接板一带动着两个方杆分离时,在导电块导电的情况下。可以将磁块往导电块方向进行吸附,进而使得挡块缩至杠杆槽中,从而使得门槽一可以稳定穿过挡块,为下次检测做准备。在导电块不导电的情况下,在弹簧七的弹性势能下可以带动着磁块和挡块回至原位,且杠杆处于水平状态。继而使得连接板一再次进行夹持工作时可以接触在g面上推动着两个方杆相互靠近。
20、作为上述方案的进一步改进,所述覆盖插设单元包括按压板、移动槽、活动腔、移动杆、限位板、弹簧四、斜块、固定杆、侧板、连接板二、插板、滑动单元、移动监测单元和回弹稳定单元,所述按压板的两端通过回弹稳定单元设在活动腔内,所述活动腔开设在两个夹板相邻的一端,多个所述移动槽均开设在按压板上,所述移动杆的一端和接触板连接,且移动杆的另一端和弹簧四的一端连接,所述弹簧四的另一端焊接在活动腔内,多个所述限位板均等距离固定在移动杆上,且两个斜块均固定在移动槽两侧的按压板上,所述固定杆固定在斜块一端的活动腔内,两个所述侧板均固定在固定杆靠近限位板的一端,所述连接板二的两端通过滑动单元和侧板连接,所述插板的一端和连接板二固定,且插板的另一端可插设在两个限位板之间。
21、通过上述技术方案,通过在夹板往样石移动时,带动着固定杆和连接板二之间形成的通道一也往斜块靠近,进而使得连接板二接触在斜块的斜面上。从而将插板推动至两个限位板之间进行卡设,限制住移动杆的位置。进而接触板贴合在样石上,以此实现对样石的多点夹持工作。并且一个移动杆设置有两根插板同时完成夹持工作,也保证了夹持的稳定性。
22、作为上述方案的进一步改进,所述滑动单元包括滑轨、滑块和弹簧五,两个所述滑轨均开设在侧板相邻的一端,且滑块在滑轨内滑动,两个所述滑块均固定在连接板二上,且弹簧五的一端焊接在滑轨内,所述弹簧五的另一端和滑块焊接。
23、通过上述技术方案,通过滑块滑动在滑轨上可以很大程度的保证连接板二移动时的稳定性,同时设置的弹簧五可以使得当斜块和通道一远离时,在弹簧五的回弹下会带动着插板回至原位,不妨碍下次进行插设工作。
24、作为上述方案的进一步改进,所述回弹稳定单元包括滑杆槽、滑杆、滑动套块和弹簧三,两个所述滑杆槽均开设在活动腔内,且滑杆的两端均固定在滑杆槽内,所述滑动套块滑动在滑杆上,所述弹簧三的一端焊接在滑杆槽内,且弹簧三的另一端和滑动套块固定连接,所述弹簧三的中部缠绕在滑杆上,两个所述滑动套块相邻的一端和按压板固定连接。
25、通过上述技术方案,通过在按压板进行移动时,滑动套块滑动在滑杆上,可以很大程度的保证按压板移动的稳定性。而且在弹簧三的设置下使得当压杆不对按压板进行按压时,在弹簧三的回弹下可以带动着按压板回至原位,继而方便下次进行工作。
26、作为上述方案的进一步改进,所述移动监测单元包括齿条、弹簧二、滑板、固定板、齿条槽和啮合缠绕单元,所述固定板固定在滑杆槽一侧的活动腔内,且齿条槽开设在固定板上可供齿条移动,所述弹簧二的一端焊接在活动腔内,且弹簧二的另一端和齿条的一端连接,所述滑板固定在齿条上,且固定板上开设有可供滑板滑动的轨道,所述齿条的另一端可和按压板接触。
27、通过上述技术方案,通过设置的齿条使得当按压板往活动腔内深入时,会使得齿条移位,进而在齿轮和齿条的啮合连接下,带动着转杆进行转动,进而拉动着内杆进行移动,从而使得位移传感器接收信号。将两个电磁铁二导电两个电磁铁一断电对其外杆进行固定。此时多个接触板也完成对样石的多支点夹持工作。且在弹簧二的作用下可以带动着齿条回至原位,且滑板在轨道上滑动使和齿轮之间的啮合连接更加稳定。
28、作为上述方案的进一步改进,所述啮合缠绕单元包括内杆槽、弹簧一、内杆、位移传感器、绳子槽、滚轮、绳子、齿轮槽、转杆和齿轮,所述内杆槽开设在外杆内,所述绳子槽开设在夹板内,所述齿轮槽开设在活动腔内的夹板上,且内杆槽、绳子槽和齿轮槽相互连通形成可供绳子移动的通道四,所述弹簧一的一端焊接在内杆槽内,且弹簧一的另一端和内杆的一端焊接,所述位移传感器固定在内杆槽内用于检测内杆的移动,所述绳子的一端和内杆的另一端固定,且绳子的另一端固定在转杆上,所述滚轮固定在绳子槽内,且滚轮的外部和绳子接触,所述转杆的两端通过轴承固定在齿轮槽内,且齿轮固定在转杆上,所述齿轮和齿条之间构成啮合连接结构。
29、通过上述技术方案,通过设置的滚轮一方面对绳子进行导向的同时也使得绳子在移动时更加的顺滑。并且在弹簧一的作用下可以带动着内杆回至原位,继而确保下次工作可以正常进行。
30、相比现有技术,本发明的有益效果在于:
31、本发明通过在多点夹持机构的作用下可使得多个接触板接触在样石上,增加了夹持支点的数量。配合着覆盖插设单元完成对多个接触板的同时固定,进而保证了夹持的稳定性,从而适用于不同形状的样石。同时在联动机构的作用下在夹持的同时也完成了外壳内的密封,可实现高效的检测作业。
1.一种隧道掌子面围岩稳定性检测设备,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的一种隧道掌子面围岩稳定性检测设备,其特征在于,所述联动封闭单元包括门槽一、方杆、门槽二和杠杆单元,所述门槽一均开设在连接板一远离外杆槽一的一端,所述门槽一内可供方杆活动,两个所述方杆相邻的一端均有门,且通过控制方杆的运作继而控制两个门闭合状态,且门槽二开设在外壳上并和外壳内腔连通形成可供方杆和门移动的通道三。
3.如权利要求2所述的一种隧道掌子面围岩稳定性检测设备,其特征在于,所述杠杆单元包括杠杆槽、弹簧六、吸铁石一、拉杆一、杠杆、圆轴、拉杆二、弹簧七、挡块和吸附固定单元,所述杠杆槽开设在方杆内,所述弹簧六的一端焊接在杠杆槽内,且弹簧六的另一端和吸铁石一的一端焊接,所述吸铁石一的另一端穿过杠杆槽位于方杆外,所述拉杆一的一端固定在吸铁石一上,且拉杆一的另一端和杠杆的一端铰接,所述杠杆的另一端和拉杆二的一端铰接,且拉杆二的另一端和挡块的一端固定,所述挡块的另一端穿过杠杆槽位于方杆外,所述杠杆的中部设在圆轴上,且圆轴的两端通过轴承设在杠杆槽内,所述弹簧七的一端焊接在挡块和弹簧七连接的一端,且弹簧七的另一端焊接在杠杆槽内;
4.如权利要求3所述的一种隧道掌子面围岩稳定性检测设备,其特征在于,所述吸附固定单元包括吸铁石二、吸铁石槽、弹簧八和复位单元,所述吸铁石槽开设在门槽二内,所述弹簧八的一端连接在吸铁石槽中,且弹簧八的另一端和吸铁石二的一端连接,所述吸铁石二的另一端可和吸铁石一的一端吸附。
5.如权利要求4所述的一种隧道掌子面围岩稳定性检测设备,其特征在于,所述复位单元包括磁块和导电块,所述拉杆二下方的杠杆槽上开设有开口可供磁块伸出,且磁块固定在拉杆二上,所述导电块固定在l型板上,通过控制导电块是否导电进而吸引磁块移动靠近,继而拉动挡块完全没入杠杆槽中,使连接板一可移动至挡块远离f面的一端。
6.如权利要求1所述的一种隧道掌子面围岩稳定性检测设备,其特征在于,所述覆盖插设单元包括按压板、移动槽、活动腔、移动杆、限位板、弹簧四、斜块、固定杆、侧板、连接板二、插板、滑动单元、移动监测单元和回弹稳定单元,所述按压板的两端通过回弹稳定单元设在活动腔内,所述活动腔开设在两个夹板相邻的一端,多个所述移动槽均开设在按压板上,所述移动杆的一端和接触板连接,且移动杆的另一端和弹簧四的一端连接,所述弹簧四的另一端焊接在活动腔内,多个所述限位板均等距离固定在移动杆上,且两个斜块均固定在移动槽两侧的按压板上,所述固定杆固定在斜块一端的活动腔内,两个所述侧板均固定在固定杆靠近限位板的一端,所述连接板二的两端通过滑动单元和侧板连接,所述插板的一端和连接板二固定,且插板的另一端可插设在两个限位板之间。
7.如权利要求6所述的一种隧道掌子面围岩稳定性检测设备,其特征在于,所述滑动单元包括滑轨、滑块和弹簧五,两个所述滑轨均开设在侧板相邻的一端,且滑块在滑轨内滑动,两个所述滑块均固定在连接板二上,且弹簧五的一端焊接在滑轨内,所述弹簧五的另一端和滑块焊接。
8.如权利要求6所述的一种隧道掌子面围岩稳定性检测设备,其特征在于,所述回弹稳定单元包括滑杆槽、滑杆、滑动套块和弹簧三,两个所述滑杆槽均开设在活动腔内,且滑杆的两端均固定在滑杆槽内,所述滑动套块滑动在滑杆上,所述弹簧三的一端焊接在滑杆槽内,且弹簧三的另一端和滑动套块固定连接,所述弹簧三的中部缠绕在滑杆上,两个所述滑动套块相邻的一端和按压板固定连接。
9.如权利要求6所述的一种隧道掌子面围岩稳定性检测设备,其特征在于,所述移动监测单元包括齿条、弹簧二、滑板、固定板、齿条槽和啮合缠绕单元,所述固定板固定在滑杆槽一侧的活动腔内,且齿条槽开设在固定板上可供齿条移动,所述弹簧二的一端焊接在活动腔内,且弹簧二的另一端和齿条的一端连接,所述滑板固定在齿条上,且固定板上开设有可供滑板滑动的轨道,所述齿条的另一端可和按压板接触。
10.如权利要求9所述的一种隧道掌子面围岩稳定性检测设备,其特征在于,所述啮合缠绕单元包括内杆槽、弹簧一、内杆、位移传感器、绳子槽、滚轮、绳子、齿轮槽、转杆和齿轮,所述内杆槽开设在外杆内,所述绳子槽开设在夹板内,所述齿轮槽开设在活动腔内的夹板上,且内杆槽、绳子槽和齿轮槽相互连通形成可供绳子移动的通道四,所述弹簧一的一端焊接在内杆槽内,且弹簧一的另一端和内杆的一端焊接,所述位移传感器固定在内杆槽内用于检测内杆的移动,所述绳子的一端和内杆的另一端固定,且绳子的另一端固定在转杆上,所述滚轮固定在绳子槽内,且滚轮的外部和绳子接触,所述转杆的两端通过轴承固定在齿轮槽内,且齿轮固定在转杆上,所述齿轮和齿条之间构成啮合连接结构。