CN115506822A - 一种隧道施工用钢支撑固定系统及固定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及隧道施工领域，具体是涉及一种隧道施工用钢支撑固定系统及固定方法，用于对隧道内壁进行支撑，包括底座、方形立柱、方形滑块和半圆形支撑钢；方形立柱设置在对应底座上，方形立柱上设置有矩形滑槽，方形滑块滑动的设置在矩形滑槽内，矩形滑槽的两侧内壁设置有矩形凹槽，矩形凹槽内设置有棘齿，方形滑块底部两侧外壁设置有矩形切口，每个矩形切口的两侧内壁能够转动的设置有连接轴，每个连接轴上设置有与棘齿配合的棘爪，每个方形滑块远离底座的一端两侧设置有插槽，半圆形支撑钢的两端设置有与插槽配合的插板，通过方形滑块、棘爪和棘齿的配合，从而适应不同高度的隧道，减小体积，便于运输，通过拆板和插槽的设置，便于快速拆卸安装。

Description

一种隧道施工用钢支撑固定系统及固定方法
技术领域
本发明涉及隧道施工领域，具体是涉及一种隧道施工用钢支撑固定系统，具体还涉及一种隧道施工用钢支撑固定系统的固定方法。
背景技术
隧道施工即为隧道从开始建造至建造完成的总过程，隧道指埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。[1]国际经济合作与发展组织于1970年将其定义为“以某种用途、在地面下、用任何方法、按规定形状和尺寸修筑的断面积大于2平方米的洞室”。
隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道等。
在隧道施工的过程中，需要对隧道内进行钢支撑，现有的钢支撑大多需要工作人员进行焊接，在隧道完工后，焊接的钢支撑拆卸和运输都较为困难，并且在固定的过程中，工作人员操作如果出现失误，会导致整个钢支撑的效果大大降低。
发明内容
针对现技术所存在的问题，提供一种隧道施工用钢支撑固定系统及固定方法，通过方形滑块沿着矩形滑槽滑动，通过棘爪和棘齿的配合，从而对方向滑块进行限位，提高方形滑块的稳定性，使其能够适应不同高度的隧道，随后通过插槽和插板的设置，使半圆形支撑钢能够快速的进行安装和拆卸，提高安装效率，方形滑块缩入到对应的矩形滑槽内，从而减小方形立柱的体积，便于工作人员进行运输。
为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种隧道施工用钢支撑固定系统，用于对隧道内壁进行支撑，包括底座、方形立柱、方形滑块和半圆形支撑钢；
底座有两个，底座设置在隧道底部两侧；
方形立柱有两个，方形立柱呈竖直状态设置在对应底座中心处，方形立柱沿长度方向的一端中心处设置有贯穿方形立柱的矩形滑槽，方形滑块呈竖直状态能够滑动的设置在矩形滑槽内，
矩形滑槽的两侧内壁设置有矩形凹槽，矩形凹槽的长度方向与方形立柱长度方向相同，矩形凹槽贯穿方形立柱，每个矩形凹槽的底部内壁设置有棘齿，棘齿沿矩形凹槽长度方向等距设置；
方形滑块底部两侧外壁设置有矩形切口，矩形切口底部内壁朝向对应的矩形凹槽，每个矩形切口的两侧内壁能够转动的设置有连接轴，连接轴的长度方向垂直于矩形凹槽的长度方向，每个连接轴上设置有与棘齿配合的棘爪；
每个方形滑块远离底座的一端两侧设置有插槽，半圆形支撑钢的两端设置有与插槽配合的插板，插板设置在对应的插槽内，从而使半圆形支撑钢设置在方形滑块上方。
优选的，每个矩形切口内还设置有用于使棘爪能够始终靠近棘齿的弹性机构；
每个弹性机构均包括支撑柱、连接柱、复位弹簧和限位环；
支撑柱呈水平状态设置在矩形切口底部内壁，支撑柱呈水平状态设置，支撑柱的一端设置有第一圆孔，第一圆孔朝向靠近对应棘齿方向，每个第一圆孔内壁设置有两个第一滑槽，两个第一滑槽相对于第一圆孔轴线镜像设置；
连接柱的一端外壁设置有两个与第一滑槽对应的第一滑条，第一滑条能够滑动的设置在第一滑槽内，连接柱能够滑动的设置在第一圆孔内，连接柱远离支撑柱的一端接触棘爪；
复位弹簧设置在第一圆孔内，复位弹簧的两端分别接触连接柱和第一圆孔底部内壁；
限位环设置在支撑柱远离对应矩形切口底部内壁的一端，限位环的中心处设置有仅供连接柱穿过的第二穿孔，连接柱能够滑动的设置在第二穿孔内。
优选的，每个矩形切口的两侧内壁还转动设置有传动轴，传动轴的长度方向与连接轴的长度方向相同，传动轴上设置有第一齿轮，第一齿轮位于矩形切口内；
每个连接轴上还设置有与第一齿轮配合的第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合。
优选的，每个传动轴的一端伸出矩形切口设置在方形滑块外部；
每个传动轴远离对应矩形切口的一端设置有限位盘，每个传动轴的外壁设置有两个导向槽，两个导向槽相对于传动轴轴线镜像设置，两个导向槽位于方形滑块与导向盘之间，传动轴上套设有转盘，转盘位于导向盘与方形滑块之间，转盘中心处设置有第一穿孔，第一穿孔内壁设置有两个与导向槽对应的导向块，导向块能够滑动的设置在对应的导向槽内；
转盘靠近方形滑块的一侧沿圆周方向设置有多个限位槽，方形滑块靠近转盘的一侧外壁设置有与限位槽配合的限位块。
优选的，方形立柱靠近限位盘的一侧设置有两个用于避让限位盘的避让槽，避让槽的长度方向与方形立柱的长度方向相同。
优选的，每个限位盘靠近方形滑块的一侧沿圆周方向设置有第一磁铁，转盘靠近限位盘的一侧设置有与第一磁铁对应的第二磁铁；
第一磁铁与第二磁铁相互吸引；
每个限位槽的底部内壁均设置有第三磁铁，限位块上设置有与第三磁铁对应的第四磁铁；
第三磁铁与第四磁铁相互吸引。
优选的，底座上还设置有用于驱动方形滑块移动的驱动机构；
驱动机构包括伺服电机、丝杆、蜗轮和转动轴；
方形滑块沿长度方向的一端设置有两个螺纹孔，两个螺纹孔相对于方形滑块中心处镜像设置，两个螺纹孔贯穿方形滑块；
丝杆有两个，两个丝杆呈竖直状态能够转动的设置在底座上，两个丝杆位于矩形滑槽内部；
两个丝杆分别与对应的螺纹孔螺纹连接；
每个丝杆靠近底座的一端设置有蜗轮，转动轴能够转动的设置在矩形滑槽内，转动轴的长度方向垂直于矩形凹槽的长度方向；
转动轴沿长度方向设置有多个蜗齿，蜗齿分别与对应的蜗轮啮合；
伺服电机设置在底座上，伺服电机的输出轴穿过方形立柱与转动轴连接。
优选的，每个插槽内还设置有用于对半圆形支撑钢进行夹持的夹持机构；
夹持机构包括弹性柱、抵触弹簧、限位板和抵触板；
插槽内部呈凸形形状，插槽底部内壁四角设置有第二圆孔，每个第二圆孔内设置有两个第二滑槽，第二滑槽相对于对应第二圆孔轴线镜像设置；
弹性柱有多个，弹性柱的一端外壁设置有两个与第二滑槽对应的第二滑条，第二滑条能够滑动的设置在对应的第二滑槽内，弹性柱能够滑动的设置在对应的第二圆孔内；
抵触弹簧有多个，抵触弹簧设置在对应的第二圆孔内，抵触弹簧的两端分别接触对应弹性柱和第二圆孔的底部内壁；
限位板呈水平状态设置在插槽底部内壁，限位板四角设置有供弹性柱穿过的第三穿孔，弹性柱能够滑动的设置在对应的第三穿孔内；
抵触板呈水平状态设置，每个弹性柱远离第二圆孔的一端设置在抵触板底部；
抵触板顶部设置有多个凸点，凸点为橡胶材质。
优选的，半圆形支撑钢内还设置有横杆，横杆呈水平状态设置，横杆上设置有加强筋，加强筋呈V形形状，加强筋用于连接横杆和半圆形支撑钢。
一种隧道施工用钢支撑固定系统的固定方法，包括以下步骤：
S1.将底座固定设置在隧道两侧靠近内壁的位置进行固定，使方形立柱接触隧道的两侧内壁起到支撑作用。
S2.启动伺服电机，伺服电机带动转动轴进行转动，转动轴带动蜗轮进行转动，使丝杆带动方形滑块沿着矩形滑槽移动，根据隧道的高度将方形滑块调节到适合的高度，丝杆停止转动，使方形滑块进行固定，棘爪接触对应的棘齿，从而进一步的对方形滑块进行限位。
S3.将半圆形支撑钢的两端插板插入到对应的插槽内，半圆形支撑钢接触隧道的弧面，从而对弧面起到支撑作用，插板接触到对应的抵触板，从而挤压抵触弹簧，在抵触弹簧的作用下，抵触板能够贴合对应的插板，从而使半圆形支撑钢能够更加稳定的设置在方形滑块上方。
本申请相比较于现有技术的有益效果是：
1.本申请通过方形滑块沿着矩形滑槽滑动，通过棘爪和棘齿的配合，从而对方向滑块进行限位，提高方形滑块的稳定性，使其能够适应不同高度的隧道，随后通过插槽和插板的设置，使半圆形支撑钢能够快速的进行安装和拆卸，提高安装效率，方形滑块缩入到对应的矩形滑槽内，从而减小方形立柱的体积，便于工作人员进行运输。
2.本申请通过在矩形切口内设置有弹性机构，棘爪远离对应棘齿的一端会接触连接柱，连接柱会挤压复位弹簧，复位弹簧产生弹性力，从而使连接柱能够始终接触棘爪，限位环能够避免连接柱被复位弹簧的弹性推出第一圆孔，第一滑槽和第一滑条的配合，可以提高连接柱移动的稳定性，当方形滑块停止时，复位弹簧产生弹性力，推动棘爪与棘齿卡接，从而将方形滑块进行限位，使其能够固定。
3.本申请通过传动轴、第一齿轮和第二齿轮的配合，可以对棘爪的位置进行调节，使其能够远离对应的棘齿，便于工作人员可以将方形滑块进行回收，通过转盘、限位盘和限位块的设置，使转盘能够调节位置，使转盘在方形滑块移动的过程中，不会对方形滑块产生影响，在棘爪和棘齿进行固定时，转盘的限位槽与限位块进行卡接，从而进一步的对方形滑块进行固定。
4.本申请通过伺服电机带动转动轴进行转动，伺服电机带动转动轴进行转动，随着转动轴进行转动，蜗齿带动蜗轮进行转动，蜗轮带动对应的丝杆进行转动，随着丝杆的转动与方向滑块的螺纹孔螺纹连接，从而推动方形滑块沿着竖直方向进行移动，丝杆、螺纹孔、棘爪和棘齿的配合，可以进一步的对方形滑块进行固定，提高整个装置的稳定性。
5.本申请通过在插槽内设置有夹持机构，插板进入到插槽内时，抵触板挤压多个弹性柱，弹性柱挤压对应的抵触弹簧，抵触弹簧产生弹性力，从而使抵触板能够始终贴合插板，从而将半圆形支撑钢进行固定，凸点接触插板，从而提高抵触板与半圆形支撑钢的摩擦力，提高半圆形支撑钢的稳定性。
附图说明
图1是一种隧道施工用钢支撑固定系统的立体图；
图2是一种隧道施工用钢支撑固定系统的正视图；
图3是图2中A处局部放大图；
图4是一种隧道施工用钢支撑固定系统的侧视图；
图5是图4中沿B-B方向的平面剖视图；
图6是图5中C处局部放大图；
图7是一种隧道施工用钢支撑固定系统中局部立体图一；
图8是图7沿D-D方向的平面剖视图；
图9是图8中E处局部放大图；
图10是一种隧道施工用钢支撑固定系统中方形立柱的立体图；
图11是一种隧道施工用钢支撑固定系统中方形滑块的立体图；
图12是图11中F处局部放大图；
图13是一种隧道施工用钢支撑固定系统中局部立体图二；
图14是图13中G处局部放大图；
图15是图13中有隐藏方形滑块和夹持机构的立体图一；
图16是图13中有隐藏方形滑块和夹持机构的立体图二；
图17是一种隧道施工用钢支撑固定系统中弹性机构的立体分解图；
图18是一种隧道施工用钢支撑固定系统中驱动机构和底座的立体图；
图19是一种隧道施工用钢支撑固定系统中转盘的立体图；
图20是一种隧道施工用钢支撑固定系统中夹持机构的立体分解图；
图21是一种隧道施工用钢支撑固定系统的固定方法流程图。
图中标号为：
1-底座；
2-方形立柱；21-矩形滑槽；22-矩形凹槽；221-棘齿；23-避让槽；
3-方形滑块；31-矩形切口；311-连接轴；3111-第二齿轮；312-棘爪；313-传动轴；3131-第一齿轮；3132-导向槽；32-插槽；321-第二圆孔；322-第二滑槽；33-限位盘；331-第一磁铁；34-转盘；341-第一穿孔；342-导向块；343-限位槽；3431-第三磁铁；344-第二磁铁；35-限位块；351-第四磁铁；36-螺纹孔；
4-半圆形支撑钢；41-插板；42-横杆；43-加强筋；
5-弹性机构；51-支撑柱；511-第一圆孔；512-第一滑槽；52-连接柱；521-第一滑条；53-复位弹簧；54-限位环；541-第二穿孔；
6-驱动机构；61-伺服电机；62-丝杆；621-蜗轮；63-转动轴；631-蜗齿；
7-夹持机构；71-弹性柱；712-第二滑条；72-抵触弹簧；73-限位板；731-第三穿孔；74-抵触板；741-凸点。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
参见图1至图20所示，一种隧道施工用钢支撑固定系统，用于对隧道内壁进行支撑，包括底座1、方形立柱2、方形滑块3和半圆形支撑钢4；
底座1有两个，底座1设置在隧道底部两侧；
方形立柱2有两个，方形立柱2呈竖直状态设置在对应底座1中心处，方形立柱2沿长度方向的一端中心处设置有贯穿方形立柱2的矩形滑槽21，方形滑块3呈竖直状态能够滑动的设置在矩形滑槽21内，
矩形滑槽21的两侧内壁设置有矩形凹槽22，矩形凹槽22的长度方向与方形立柱2长度方向相同，矩形凹槽22贯穿方形立柱2，每个矩形凹槽22的底部内壁设置有棘齿221，棘齿221沿矩形凹槽22长度方向等距设置；
方形滑块3底部两侧外壁设置有矩形切口31，矩形切口31底部内壁朝向对应的矩形凹槽22，每个矩形切口31的两侧内壁能够转动的设置有连接轴311，连接轴311的长度方向垂直于矩形凹槽22的长度方向，每个连接轴311上设置有与棘齿221配合的棘爪312；
每个方形滑块3远离底座1的一端两侧设置有插槽32，半圆形支撑钢4的两端设置有与插槽32配合的插板41，插板41设置在对应的插槽32内，从而使半圆形支撑钢4设置在方形滑块3上方。
工作人员将底座1设置在隧道底部两侧，随后调节对应的方形滑块3，使方形滑块3能够朝向远离底座1的方向进行移动，使其能够适应不同的隧道高度，在方形滑块3向上移动的过程中，棘爪312会接触对应位置的棘齿221，当其调节到适合的高度后，两端的棘爪312会与对应位置的棘齿221卡接，从而使方形滑块3无法向下滑动，从而对方形滑块3的位置进行固定，随后，工作人员调节半圆形支撑钢4，使半圆形支撑钢4两端的插板41插入到方形滑块3顶部的插槽32内，从而对整个隧道起到支撑作用，当隧道完工后，工作人员推动插板41，使插板41远离对应的插槽32，就可以将半圆形支撑钢4从方形滑块3顶部移出，从而进行快速拆卸，方形滑块3可以缩回矩形滑槽21内，从而减小方形立柱2的体积，便于运输。
参见图8、图9、图15、图16和图17所示，每个矩形切口31内还设置有用于使棘爪312能够始终靠近棘齿221的弹性机构5；
每个弹性机构5均包括支撑柱51、连接柱52、复位弹簧53和限位环54；
支撑柱51呈水平状态设置在矩形切口31底部内壁，支撑柱51呈水平状态设置，支撑柱51的一端设置有第一圆孔511，第一圆孔511朝向靠近对应棘齿221方向，每个第一圆孔511内壁设置有两个第一滑槽512，两个第一滑槽512相对于第一圆孔511轴线镜像设置；
连接柱52的一端外壁设置有两个与第一滑槽512对应的第一滑条521，第一滑条521能够滑动的设置在第一滑槽512内，连接柱52能够滑动的设置在第一圆孔511内，连接柱52远离支撑柱51的一端接触棘爪312；
复位弹簧53设置在第一圆孔511内，复位弹簧53的两端分别接触连接柱52和第一圆孔511底部内壁；
限位环54设置在支撑柱51远离对应矩形切口31底部内壁的一端，限位环54的中心处设置有仅供连接柱52穿过的第二穿孔541，连接柱52能够滑动的设置在第二穿孔541内。
随着方形滑块3的滑动，棘爪312被棘齿221间隙性接触，从而使连接轴311反复转动，此时，棘爪312远离对应棘齿221的一端会接触连接柱52，连接柱52会挤压复位弹簧53，复位弹簧53产生弹性力，从而使连接柱52能够始终接触棘爪312，限位环54能够避免连接柱52被复位弹簧53的弹性推出第一圆孔511，第一滑槽512和第一滑条521的配合，可以提高连接柱52移动的稳定性，当方形滑块3停止时，复位弹簧53产生弹性力，推动棘爪312与棘齿221卡接，从而将方形滑块3进行限位，使其能够固定。
参见图13至图16所示，每个矩形切口31的两侧内壁还转动设置有传动轴313，传动轴313的长度方向与连接轴311的长度方向相同，传动轴313上设置有第一齿轮3131，第一齿轮3131位于矩形切口31内；
每个连接轴311上还设置有与第一齿轮3131配合的第二齿轮3111，第二齿轮3111与第一齿轮3131啮合。
当需要对方形滑块3进行回缩时，工作人员调节传动轴313，传动轴313带动第一齿轮3131进行转动，第一齿轮3131与第二齿轮3111啮合，随着第一齿轮3131的转动，第二齿轮3111进行转动，带动连接轴311进行转动，随着连接轴311的转动，带动棘爪312朝向远离矩形凹槽22的方向进行移动，从而接触方形滑块3的锁定状态，便于使方形滑块3能够回缩到对应的矩形凹槽22内。
参见图11至图16所示，每个传动轴313的一端伸出矩形切口31设置在方形滑块3外部；
每个传动轴313远离对应矩形切口31的一端设置有限位盘33，每个传动轴313的外壁设置有两个导向槽3132，两个导向槽3132相对于传动轴313轴线镜像设置，两个导向槽3132位于方形滑块3与导向盘之间，传动轴313上套设有转盘34，转盘34位于导向盘与方形滑块3之间，转盘34中心处设置有第一穿孔341，第一穿孔341内壁设置有两个与导向槽3132对应的导向块342，导向块342能够滑动的设置在对应的导向槽3132内；
转盘34靠近方形滑块3的一侧沿圆周方向设置有多个限位槽343，方形滑块3靠近转盘34的一侧外壁设置有与限位槽343配合的限位块35。
当需要进行调节时，工作人员调节转盘34，使导向块342沿着导向槽3132滑动，将转盘34朝向远离方形滑块3的方向进行移动，随后，旋转转盘34，通过导向块342与导向槽3132的配合，带动传动轴313进行旋转，随着传动周到转动，第二齿轮3111带动第一齿轮3131进行转动，从而使棘爪312能够远离棘齿221，当调节完成后，工作人员推动转盘34，使转盘34朝向靠近方形滑块3的方向进行移动，使限位块35与限位槽343进行卡接，从而使转盘34进行固定，便于工作人员对方形滑块3进行调节，在方形滑块3向上移动的情况下，转盘34位于远离方形滑块3的一端，当棘爪312与棘齿221卡接之后，工作人员使限位块35与限位槽343卡接，从而进一步的对方形滑块3进行限位。
参见图1和图10所示，方形立柱2靠近限位盘33的一侧设置有两个用于避让限位盘33的避让槽23，避让槽23的长度方向与方形立柱2的长度方向相同。
通过设置有避让槽23，从而对导向盘和转盘34进行避让，使方形滑块3能够沿着矩形滑槽21滑动，并且工作人员可以通过避让槽23对转盘34进行调节，从而实现对方形滑块3的高度进行调节。
参见图12、图15和图16所示，每个限位盘33靠近方形滑块3的一侧沿圆周方向设置有第一磁铁331，转盘34靠近限位盘33的一侧设置有与第一磁铁331对应的第二磁铁344；
第一磁铁331与第二磁铁344相互吸引；
每个限位槽343的底部内壁均设置有第三磁铁3431，限位块35上设置有与第三磁铁3431对应的第四磁铁351；
第三磁铁3431与第四磁铁351相互吸引。
通过第一磁铁331与第二磁铁344的相互吸引，第三磁铁3431与第四磁铁351的相互吸引，从而使转盘34能够更加稳定的停留在固定位置，从而避免在方形滑块3移动的过程中，转盘34会对移动过程产生影响。
参见图1和图18所示，底座1上还设置有用于驱动方形滑块3移动的驱动机构6；
驱动机构6包括伺服电机61、丝杆62、蜗轮621和转动轴63；
方形滑块3沿长度方向的一端设置有两个螺纹孔36，两个螺纹孔36相对于方形滑块3中心处镜像设置，两个螺纹孔36贯穿方形滑块3；
丝杆62有两个，两个丝杆62呈竖直状态能够转动的设置在底座1上，两个丝杆62位于矩形滑槽21内部；
两个丝杆62分别与对应的螺纹孔36螺纹连接；
每个丝杆62靠近底座1的一端设置有蜗轮621，转动轴63能够转动的设置在矩形滑槽21内，转动轴63的长度方向垂直于矩形凹槽22的长度方向；
转动轴63沿长度方向设置有多个蜗齿631，蜗齿631分别与对应的蜗轮621啮合；
伺服电机61设置在底座1上，伺服电机61的输出轴穿过方形立柱2与转动轴63连接。
工作人员通过调节伺服电机61，伺服电机61带动转动轴63进行转动，随着转动轴63进行转动，蜗齿631带动蜗轮621进行转动，蜗轮621带动对应的丝杆62进行转动，随着丝杆62的转动与方向滑块的螺纹孔36螺纹连接，从而推动方形滑块3沿着竖直方向进行移动，丝杆62、螺纹孔36、棘爪312和棘齿221的配合，可以进一步的对方形滑块3进行固定，提高整个装置的稳定性。
参见图3、图11和图20所示，每个插槽32内还设置有用于对半圆形支撑钢4进行夹持的夹持机构7；
夹持机构7包括弹性柱71、抵触弹簧72、限位板73和抵触板74；
插槽32内部呈凸形形状，插槽32底部内壁四角设置有第二圆孔321，每个第二圆孔321内设置有两个第二滑槽322，第二滑槽322相对于对应第二圆孔321轴线镜像设置；
弹性柱71有多个，弹性柱71的一端外壁设置有两个与第二滑槽322对应的第二滑条712，第二滑条712能够滑动的设置在对应的第二滑槽322内，弹性柱71能够滑动的设置在对应的第二圆孔321内；
抵触弹簧72有多个，抵触弹簧72设置在对应的第二圆孔321内，抵触弹簧72的两端分别接触对应弹性柱71和第二圆孔321的底部内壁；
限位板73呈水平状态设置在插槽32底部内壁，限位板73四角设置有供弹性柱71穿过的第三穿孔731，弹性柱71能够滑动的设置在对应的第三穿孔731内；
抵触板74呈水平状态设置，每个弹性柱71远离第二圆孔321的一端设置在抵触板74底部；
抵触板74顶部设置有多个凸点741，凸点741为橡胶材质。
工作人员将半圆形支撑钢4的插板41插入到抵触板74与插槽32之间，随着插板41的插入，抵触板74挤压多个弹性柱71，弹性柱71挤压对应的抵触弹簧72，抵触弹簧72产生弹性力，从而使抵触板74能够始终贴合插板41，从而将半圆形支撑钢4进行固定，第二滑条712沿着第二滑槽322滑动，从而保证弹性柱移动的稳定性，限位板73可以避免弹性柱71由于抵触弹簧72的弹性被推出第二圆孔321，凸点741接触插板41，从而提高抵触板74与半圆形支撑钢4的摩擦力，提高半圆形支撑钢4的稳定性。
参见图1、图2和图5所示，半圆形支撑钢4内还设置有横杆42，横杆42呈水平状态设置，横杆42上设置有加强筋43，加强筋43呈V形形状，加强筋43用于连接横杆42和半圆形支撑钢4。
通过横杆42的设置从而提高半圆形支撑钢4的水平支撑力，通过设置有加强筋43从而提高半圆形支撑钢4弧面的支撑力。
参见图21所示，一种隧道施工用钢支撑固定系统的固定方法，包括以下步骤：
S1.将底座1固定设置在隧道两侧靠近内壁的位置进行固定，使方形立柱2接触隧道的两侧内壁起到支撑作用；
S2.启动伺服电机61，伺服电机61带动转动轴63进行转动，转动轴63带动蜗轮621进行转动，使丝杆62带动方形滑块3沿着矩形滑槽21移动，根据隧道的高度将方形滑块3调节到适合的高度，丝杆62停止转动，使方形滑块3进行固定，棘爪312接触对应的棘齿221，从而进一步的对方形滑块3进行限位；
S3.将半圆形支撑钢4的两端插板41插入到对应的插槽32内，半圆形支撑钢4接触隧道的弧面，从而对弧面起到支撑作用，插板41接触到对应的抵触板74，从而挤压抵触弹簧72，在抵触弹簧72的作用下，抵触板74能够贴合对应的插板41，从而使半圆形支撑钢4能够更加稳定的设置在方形滑块3上方。
以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种隧道施工用钢支撑固定系统，用于对隧道内壁进行支撑，其特征在于，包括底座(1)、方形立柱(2)、方形滑块(3)和半圆形支撑钢(4)；
底座(1)有两个，底座(1)设置在隧道底部两侧；
方形立柱(2)有两个，方形立柱(2)呈竖直状态设置在对应底座(1)中心处，方形立柱(2)沿长度方向的一端中心处设置有贯穿方形立柱(2)的矩形滑槽(21)，方形滑块(3)呈竖直状态能够滑动的设置在矩形滑槽(21)内，
矩形滑槽(21)的两侧内壁设置有矩形凹槽(22)，矩形凹槽(22)的长度方向与方形立柱(2)长度方向相同，矩形凹槽(22)贯穿方形立柱(2)，每个矩形凹槽(22)的底部内壁设置有棘齿(221)，棘齿(221)沿矩形凹槽(22)长度方向等距设置；
方形滑块(3)底部两侧外壁设置有矩形切口(31)，矩形切口(31)底部内壁朝向对应的矩形凹槽(22)，每个矩形切口(31)的两侧内壁能够转动的设置有连接轴(311)，连接轴(311)的长度方向垂直于矩形凹槽(22)的长度方向，每个连接轴(311)上设置有与棘齿(221)配合的棘爪(312)；
每个方形滑块(3)远离底座(1)的一端两侧设置有插槽(32)，半圆形支撑钢(4)的两端设置有与插槽(32)配合的插板(41)，插板(41)设置在对应的插槽(32)内，从而使半圆形支撑钢(4)设置在方形滑块(3)上方。
2.根据权利要求1所述的一种隧道施工用钢支撑固定系统，其特征在于，每个矩形切口(31)内还设置有用于使棘爪(312)能够始终靠近棘齿(221)的弹性机构(5)；
每个弹性机构(5)均包括支撑柱(51)、连接柱(52)、复位弹簧(53)和限位环(54)；
支撑柱(51)呈水平状态设置在矩形切口(31)底部内壁，支撑柱(51)呈水平状态设置，支撑柱(51)的一端设置有第一圆孔(511)，第一圆孔(511)朝向靠近对应棘齿(221)方向，每个第一圆孔(511)内壁设置有两个第一滑槽(512)，两个第一滑槽(512)相对于第一圆孔(511)轴线镜像设置；
连接柱(52)的一端外壁设置有两个与第一滑槽(512)对应的第一滑条(521)，第一滑条(521)能够滑动的设置在第一滑槽(512)内，连接柱(52)能够滑动的设置在第一圆孔(511)内，连接柱(52)远离支撑柱(51)的一端接触棘爪(312)；
复位弹簧(53)设置在第一圆孔(511)内，复位弹簧(53)的两端分别接触连接柱(52)和第一圆孔(511)底部内壁；
限位环(54)设置在支撑柱(51)远离对应矩形切口(31)底部内壁的一端，限位环(54)的中心处设置有仅供连接柱(52)穿过的第二穿孔(541)，连接柱(52)能够滑动的设置在第二穿孔(541)内。
3.根据权利要求2所述的一种隧道施工用钢支撑固定系统，其特征在于，每个矩形切口(31)的两侧内壁还转动设置有传动轴(313)，传动轴(313)的长度方向与连接轴(311)的长度方向相同，传动轴(313)上设置有第一齿轮(3131)，第一齿轮(3131)位于矩形切口(31)内；
每个连接轴(311)上还设置有与第一齿轮(3131)配合的第二齿轮(3111)，第二齿轮(3111)与第一齿轮(3131)啮合。
4.根据权利要求3所述的一种隧道施工用钢支撑固定系统，其特征在于，每个传动轴(313)的一端伸出矩形切口(31)设置在方形滑块(3)外部；
每个传动轴(313)远离对应矩形切口(31)的一端设置有限位盘(33)，每个传动轴(313)的外壁设置有两个导向槽(3132)，两个导向槽(3132)相对于传动轴(313)轴线镜像设置，两个导向槽(3132)位于方形滑块(3)与导向盘之间，传动轴(313)上套设有转盘(34)，转盘(34)位于导向盘与方形滑块(3)之间，转盘(34)中心处设置有第一穿孔(341)，第一穿孔(341)内壁设置有两个与导向槽(3132)对应的导向块(342)，导向块(342)能够滑动的设置在对应的导向槽(3132)内；
转盘(34)靠近方形滑块(3)的一侧沿圆周方向设置有多个限位槽(343)，方形滑块(3)靠近转盘(34)的一侧外壁设置有与限位槽(343)配合的限位块(35)。
5.根据权利要求4所述的一种隧道施工用钢支撑固定系统，其特征在于，方形立柱(2)靠近限位盘(33)的一侧设置有两个用于避让限位盘(33)的避让槽(23)，避让槽(23)的长度方向与方形立柱(2)的长度方向相同。
6.根据权利要求4所述的一种隧道施工用钢支撑固定系统，其特征在于，每个限位盘(33)靠近方形滑块(3)的一侧沿圆周方向设置有第一磁铁(331)，转盘(34)靠近限位盘(33)的一侧设置有与第一磁铁(331)对应的第二磁铁(344)；
第一磁铁(331)与第二磁铁(344)相互吸引；
每个限位槽(343)的底部内壁均设置有第三磁铁(3431)，限位块(35)上设置有与第三磁铁(3431)对应的第四磁铁(351)；
第三磁铁(3431)与第四磁铁(351)相互吸引。
7.根据权利要求6所述的一种隧道施工用钢支撑固定系统，其特征在于，底座(1)上还设置有用于驱动方形滑块(3)移动的驱动机构(6)；
驱动机构(6)包括伺服电机(61)、丝杆(62)、蜗轮(621)和转动轴(63)；
方形滑块(3)沿长度方向的一端设置有两个螺纹孔(36)，两个螺纹孔(36)相对于方形滑块(3)中心处镜像设置，两个螺纹孔(36)贯穿方形滑块(3)；
丝杆(62)有两个，两个丝杆(62)呈竖直状态能够转动的设置在底座(1)上，两个丝杆(62)位于矩形滑槽(21)内部；
两个丝杆(62)分别与对应的螺纹孔(36)螺纹连接；
每个丝杆(62)靠近底座(1)的一端设置有蜗轮(621)，转动轴(63)能够转动的设置在矩形滑槽(21)内，转动轴(63)的长度方向垂直于矩形凹槽(22)的长度方向；
转动轴(63)沿长度方向设置有多个蜗齿(631)，蜗齿(631)分别与对应的蜗轮(621)啮合；
伺服电机(61)设置在底座(1)上，伺服电机(61)的输出轴穿过方形立柱(2)与转动轴(63)连接。
8.根据权利要求1所述的一种隧道施工用钢支撑固定系统，其特征在于，每个插槽(32)内还设置有用于对半圆形支撑钢(4)进行夹持的夹持机构(7)；
夹持机构(7)包括弹性柱(71)、抵触弹簧(72)、限位板(73)和抵触板(74)；
插槽(32)内部呈凸形形状，插槽(32)底部内壁四角设置有第二圆孔(321)，每个第二圆孔(321)内设置有两个第二滑槽(322)，第二滑槽(322)相对于对应第二圆孔(321)轴线镜像设置；
弹性柱(71)有多个，弹性柱(71)的一端外壁设置有两个与第二滑槽(322)对应的第二滑条(712)，第二滑条(712)能够滑动的设置在对应的第二滑槽(322)内，弹性柱(71)能够滑动的设置在对应的第二圆孔(321)内；
抵触弹簧(72)有多个，抵触弹簧(72)设置在对应的第二圆孔(321)内，抵触弹簧(72)的两端分别接触对应弹性柱(71)和第二圆孔(321)的底部内壁；
限位板(73)呈水平状态设置在插槽(32)底部内壁，限位板(73)四角设置有供弹性柱(71)穿过的第三穿孔(731)，弹性柱(71)能够滑动的设置在对应的第三穿孔(731)内；
抵触板(74)呈水平状态设置，每个弹性柱(71)远离第二圆孔(321)的一端设置在抵触板(74)底部；
抵触板(74)顶部设置有多个凸点(741)，凸点(741)为橡胶材质。
9.根据权利要求1所述的一种隧道施工用钢支撑固定系统，其特征在于，半圆形支撑钢(4)内还设置有横杆(42)，横杆(42)呈水平状态设置，横杆(42)上设置有加强筋(43)，加强筋(43)呈V形形状，加强筋(43)用于连接横杆(42)和半圆形支撑钢(4)。
10.一种隧道施工用钢支撑固定系统的固定方法，应用于权利要求1-9中任意一项所述的一种隧道施工用钢支撑固定系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将底座(1)固定设置在隧道两侧靠近内壁的位置进行固定，使方形立柱(2)接触隧道的两侧内壁起到支撑作用；
S2.启动伺服电机(61)，伺服电机(61)带动转动轴(63)进行转动，转动轴(63)带动蜗轮(621)进行转动，使丝杆(62)带动方形滑块(3)沿着矩形滑槽(21)移动，根据隧道的高度将方形滑块(3)调节到适合的高度，丝杆(62)停止转动，使方形滑块(3)进行固定，棘爪(312)接触对应的棘齿(221)，从而进一步的对方形滑块(3)进行限位；
S3.将半圆形支撑钢(4)的两端插板(41)插入到对应的插槽(32)内，半圆形支撑钢(4)接触隧道的弧面，从而对弧面起到支撑作用，插板(41)接触到对应的抵触板(74)，从而挤压抵触弹簧(72)，在抵触弹簧(72)的作用下，抵触板(74)能够贴合对应的插板(41)，从而使半圆形支撑钢(4)能够更加稳定的设置在方形滑块(3)上方。
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