[发明专利]一种快速3D打印隧道初支的施工装置和方法

权利要求书

1.一种快速3D打印隧道初支的施工装置，其特征在于，包括转盘(2)、大臂(3)和隧道轮廓对正系统(6)，其中：

所述隧道轮廓对正系统(6)包括从动杆(61)、隧道轮廓对正套(62)和隧道轮廓对正轮(65)，其中：

所述从动杆(61)，其为六棱柱，水平前后向设置，可前后往复运动，其后端连接有喷头固定架(7)；

所述隧道轮廓对正套(62)，为中段粗两端细的变截面中空圆柱体，同轴套设在从动杆(61)上的后端，以带动从动杆(61)转动；在其中段的侧壁上绕其周向间隔设置有两根朝向远端延伸的中空管，各中空管内套设有与其走向相一致的弹簧(64)；

所述隧道轮廓对正轮(65)，由短杆和滚轮组成，所述短杆同轴套设于中空管内，其内端与弹簧(64)相连接，外位于中空管外，与所述滚轮相连接，所述滚轮用于时刻接触于隧道轮廓线，所述弹簧(64)用于提供滚轮与隧道轮廓线接触的动力；

所述转盘(2)，其竖直设置，且中心轴沿前后走向设置，可绕中心轴旋转；

所述大臂(3)，为可伸缩管体，其近端沿所述转盘(2)的直径走向与所述转盘(2)相连接，远端与所述隧道轮廓对正系统(6)相连接；其可随所述转盘(2)旋转，并带动所述隧道轮廓对正系统(6)和喷头固定架(7)环绕于隧道内壁旋转。

2.如权利要求1所述的一种快速3D打印隧道初支的施工装置，其特征在于，所述大臂(3)的远端通过隧道轮廓工作台(4)与所述隧道轮廓对正系统(6)相连接，所述隧道轮廓工作台(4)包括：双三角架工作台(41)、滚筒轴(42)、辐轮(43)和滚筒(44)，其中：

所述双三角架工作台(41)，为双层的三角形状，其一顶点与所述大臂(3)的远端相连接；

所述滚筒(44)，为一中空管体，其水平前后向设置；

所述滚筒轴(42)，为空心管体，同轴套设于所述从动杆(61)外的前端和所述滚筒(44)内，且前后两端穿出滚筒(44)，架设于所述三角架工作台(41)的与所述大臂(3)连接的相对侧的外侧，且两端穿过所述三角架工作台(41)两端设置的钢板基座，与所述钢板基座螺纹连接；

在所述滚筒轴(42)上，且沿其轴向间隔套设有多个辐轮(43)，且多个所述辐轮(43)的外侧壁与所述滚筒(44)内壁贴合连接。

3.如权利要求1或2所述的一种快速3D打印隧道初支的施工装置，其特征在于，在所述滚筒(44)外同轴套设有橡胶滚筒(45)，所述橡胶滚筒(45)的外侧壁用于贴于隧道轮廓线。

4.如权利要求3所述的一种快速3D打印隧道初支的施工装置，其特征在于，在所述滚筒轴(42)内套设有往复系统(5)，所述往复系统(5)包括往复动力杆(55)和直线电机(52)，所述往复动力杆(55)的后端套设在滚筒轴(42)内，且与所述从动杆(61)的前端相连接，所述往复动力杆(55)可沿所述滚筒轴(42)前后往复运动，并带动所述从动杆(61)前后往复运动；

所述直线电机(52)设置于所述往复动力杆(55)上，用于提供所述往复动力杆(55)前后往复运动的动力。

5.如权利要求4所述的一种快速3D打印隧道初支的施工装置，其特征在于，所述往复动力杆(55)和从动杆(61)间通过杆轴连接套(8)相连接，所述杆轴连接套(8)包括套底(81)、套盖(82)和套芯(83)，其中，所述套底(81)为中空圆柱体，其一端封闭，一端开口；其外径与滚筒轴(42)内径相匹配，同轴套设于滚筒轴(42)内；其封闭端与所述往复动力杆(55)相连接；

所述套盖(82)，为圆柱壳体，其前端为敞口状，后端为半封闭状；其前端与所述套底(81)的后端螺纹连接；

所述套芯(83)，为在轴向上相连接的两个外径不同的圆柱体，其细端同轴穿出所述套盖(82)的后端，与所述从动杆(61)的前端相连接；可在套盖(82)内转动；其后端位于所述套底(81)和套盖(82)围成的空间内。