一种隧道施工掌子面坍塌事故模拟体验装置

专利主权项内容

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；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；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，为上部次框架(41)让开下行空间；上部次框架(41)下行到人手可触及的位置停止，手工将电磁装置及仿真石块(42)复位；第三个复位过程，电磁装置及仿真石块(42)复位之后，电动机(21)旋转反向旋转，上部次框架(41)及附着的仿真岩石板(44)向上运行复位；下部次框架(43)在回位弹簧(60)的带动下复位。