CN116290179A - 一种综合管廊开挖设备及开挖方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及管廊开挖设备技术领域，提出了一种综合管廊开挖设备及开挖方法，其可以实现多个挖斗的顺序作业，能够较好的提高作业效率，实用性较好，挖掘作业灵活性较好，可以进入沟槽内进行施工，也可以在沟槽外部进行施工，挖掘作业受沟槽的尺寸限制较小，包括掘进机构，还包括多个执行组件，掘进机构上转动连接有转动盘，且掘进机构上安装有用于转动盘转动驱动的扭矩电机，转动盘上固定连接有多个伸缩臂，多个伸缩臂上均开设有滑动孔，多个执行组件均包括滑动杆和挖斗，多个滑动杆分别滑动连接在多个滑动孔内，多个伸缩臂上均安装有电动伸缩杆，多个电动伸缩杆分别用于多个滑动杆的往复驱动，多个滑动杆的后端均固定连接有安装架。
Description
技术领域
本发明涉及管廊开挖设备技术领域，具体涉及一种综合管廊开挖设备及开挖方法。
背景技术
众所周知，综合管廊就是地下城市管道综合走廊，直白的讲就是在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热或给排水等各种工程管线集于一体，布置于该隧道空间内，一种综合管廊开挖设备即用于综合管廊施工过程中的基坑的辅助挖掘工具。
经检索，2018年10月23日公开的，公开号为CN108691319A的中国专利公开了一种综合管廊施工设备，其大致描述为，包括行进平台，行进平台能够实现综合管廊施工设备的位置移动，掘进机构，掘进机构设置于行进平台上，垫层制备机构，垫层制备机构设置于行进平台上，能够利用掘进机构挖掘的渣土制备管廊垫层，及控制中心，渣土传入装置包括传料口和传送带，其在使用时，当综合管廊施工设备需要施工作业时，在控制中心的控制下，行进平台能够使综合管廊施工设备精确移动到施工位置，掘进机构的前部挖铲能够开挖综合管廊的沟槽，并且掘进机构将挖掘的渣土送入传料口，并经传送带传送输出。
上述的现有技术方案虽然可以用于综合管廊施工时的挖掘，但是其前部挖铲结构较为单一，作业效率有待进一步提高，同时挖掘作业过程中通常需要伴随着挖掘的进行而进入沟槽内，当尺寸较小的沟槽无法满足行进平台进入时，极易造成施工困难，甚至无法进行施工。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种综合管廊开挖设备及开挖方法，其可以实现多个挖斗的顺序作业，能够较好的提高作业效率，实用性较好，同时挖掘作业灵活性较好，可以进入沟槽内进行施工，也可以在沟槽外部进行施工，挖掘作业受沟槽的尺寸限制较小。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种综合管廊开挖设备，包括掘进机构，还包括多个执行组件，其中所述掘进机构上转动连接有转动盘，且掘进机构上安装有用于转动盘转动驱动的扭矩电机，转动盘上固定连接有多个伸缩臂，多个所述伸缩臂上均开设有滑动孔，多个所述执行组件均包括滑动杆和挖斗，多个所述滑动杆分别滑动连接在多个所述滑动孔内，多个所述伸缩臂上均安装有电动伸缩杆，多个所述电动伸缩杆分别用于多个滑动杆的往复驱动，多个滑动杆的后端均固定连接有安装架，多个所述挖斗分别转动连接在多个所述安装架上，多个安装架上均固定连接有第一耳板和第二耳板，多个所述第一耳板上均转动连接有安装轴，多个所述安装轴分别与多个第二耳板转动连接，且多个安装轴上均转动连接有电动驱动杆，多个所述电动驱动杆分别与多个挖斗连接。
在前述方案的基础上，多个所述挖斗上均固定连接有第一双耳板和第二双耳板，多个所述第一双耳板分别转动连接在多个所述安装架的前端，多个所述第二双耳板分别转动连接在多个安装架的后端，多个第一双耳板分别与多个第二双耳板之间均连接有连接轴，多个所述电动驱动杆上均固定连接有连接耳，多个所述连接耳上均开设有穿过孔，多个所述连接轴分别穿过多个所述穿过孔。
在前述方案的基础上优选的，所述第一双耳板与所述挖斗之间固定连接有多个第一筋板，所述第二双耳板与挖斗之间固定连接有多个第二筋板。
在前述方案的基础上进一步的，多个所述滑动杆的前端均固定连接有连接板，多个所述电动伸缩杆的伸缩杆分别与多个连接板连接。
在前述方案的基础上再进一步的，多个所述伸缩臂上均开设有通孔，多个所述通孔分别用于多个所述电动伸缩杆的伸缩杆穿过。
在前述方案的基础上更进一步的，所述扭矩电机的输出轴通过延伸轴连接有驱动直齿轮，所述驱动直齿轮啮合有从动齿环，所述转动盘上开设有环形槽，所述从动齿环固定连接在所述环形槽内。
作为上述方案进一步的，所述掘进机构的后端安装有封闭罩，所述封闭罩用于驱动直齿轮和从动齿环的传动结构的防护。
一种综合管廊的开挖方法，包括以下步骤：
S1、在使用时，首先将该综合管廊开挖设备安装在诸如挖掘机之类的行进平台上，以实现可以伴随行进平台的移动而移动，当挖掘施工时，通过控制行进平台使行进平台携带该综合管廊开挖设备移动至需要挖掘作业的位置；
S2、之后通过控制行进平台实现控制掘进机构的位置调整，以实现转动盘相对于地面挖掘位置的调整，将多个挖斗中最下侧的一个挖斗靠近挖掘施工的地面后，伴随着该挖斗的继续下移插入地面的同时控制与该挖斗匹配的电动驱动杆工作，控制挖斗的挖掘角度的调整，当该挖斗挖掘完成后，通过电动驱动杆的工作，控制挖土后的挖斗处于一个挖斗内的土壤不掉落的角度，之后扭矩电机工作实现多个挖斗的同步转动，此过程中，存有土壤的挖斗在电动驱动杆的作用下不断随动调整，当该存有土壤的挖斗升高到适宜位置后，与该挖斗配套的电动伸缩杆工作将挖斗相对于伸缩臂后移，使该挖斗逃离挖掘的作业区域，最后电动驱动杆再次工作，调整挖斗的角度，实现其内部土壤的卸除；
S3、当存有土壤的挖斗内土壤的卸除后，电动驱动杆再次工作控制卸土完成的挖斗前移复位，与此同时多个挖斗中移动至最下侧的一个挖斗靠近挖掘地面，并且也完成挖土作业，如此往复实现多个挖斗的顺序挖土和卸土，并且伴随着挖掘的进行，伸缩臂可以根据挖掘深度的加大增加长度，从而达到对较大挖掘深度的挖掘作业的进行。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种综合管廊开挖设备及开挖方法，具备以下有益效果：
1.本发明中，通过转动盘和多个伸缩臂的配合，方便多个安装架的安装，进而形成多个挖斗的安装，可以实现多个挖斗的顺序作业，能够较好的提高作业效率。
2.本发明中，通过安装架、第一耳板、第二耳板和电动驱动杆的配合，便于挖斗的安装的同时，形成对于挖斗的辅助动力转动的驱动结构，保证挖斗的顺利挖掘取土，较为实用。
3.本发明中，通过滑动杆和电动伸缩杆的配合，使滑动杆可以相对于伸缩臂进行相对位置调节，进而方便挖斗相对于伸缩臂的调整，挖掘作业灵活性较好，可以进入沟槽内进行施工，也可以在沟槽外部进行施工，挖掘作业受沟槽的尺寸限制较小。
附图说明
图1为本发明整体的立体结构示意图；
图2为本发明图1中A处的局部放大结构示意图；
图3为本发明整体的后侧视的局部剖视的立体结构示意图；
图4为本发明图3中B处的局部放大结构示意图；
图5为本发明整体的后侧视的立体结构示意图；
图6为本发明图5中C处的局部放大结构示意图。
图中：1、掘进机构；2、转动盘；3、扭矩电机；4、伸缩臂；5、滑动杆；6、挖斗；7、电动伸缩杆；8、安装架；9、第一耳板；10、第二耳板；11、安装轴；12、电动驱动杆；13、第一双耳板；14、第二双耳板；15、连接轴；16、连接耳；17、第一筋板；18、第二筋板；19、连接板；20、驱动直齿轮；21、从动齿环；22、封闭罩。
具体实施方式
实施例
请参阅图1-6，一种综合管廊开挖设备，包括掘进机构1，还包括多个执行组件，其中掘进机构1上转动连接有转动盘2，且掘进机构1上安装有用于转动盘2转动驱动的扭矩电机3，扭矩电机3的输出轴通过延伸轴连接有驱动直齿轮20，驱动直齿轮20啮合有从动齿环21，转动盘2上开设有环形槽，从动齿环21固定连接在环形槽内，掘进机构1的后端安装有封闭罩22，封闭罩22用于驱动直齿轮20和从动齿环21的传动结构的防护，转动盘2上固定连接有多个伸缩臂4，通过转动盘2和多个伸缩臂4的配合，方便多个安装架8的安装，进而形成多个挖斗6的安装，可以实现多个挖斗6的顺序作业，能够较好的提高作业效率，多个伸缩臂4上均开设有滑动孔，多个执行组件均包括滑动杆5和挖斗6，多个滑动杆5分别滑动连接在多个滑动孔内，多个伸缩臂4上均安装有电动伸缩杆7，多个电动伸缩杆7分别用于多个滑动杆5的往复驱动，多个滑动杆5的前端均固定连接有连接板19，多个电动伸缩杆7的伸缩杆分别与多个连接板19连接，多个伸缩臂4上均开设有通孔，多个通孔分别用于多个电动伸缩杆7的伸缩杆穿过，通过滑动杆5和电动伸缩杆7的配合，使滑动杆5可以相对于伸缩臂4进行相对位置调节，进而方便挖斗6相对于伸缩臂4的调整，挖掘作业灵活性较好，可以进入沟槽内进行施工，也可以在沟槽外部进行施工，挖掘作业受沟槽的尺寸限制较小。
还需进一步说明的是，多个滑动杆5的后端均固定连接有安装架8，多个挖斗6分别转动连接在多个安装架8上，多个安装架8上均固定连接有第一耳板9和第二耳板10，多个第一耳板9上均转动连接有安装轴11，多个安装轴11分别与多个第二耳板10转动连接，通过安装架8、第一耳板9、第二耳板10和电动驱动杆12的配合，便于挖斗6的安装的同时，形成对于挖斗6的辅助动力转动的驱动结构，保证挖斗6的顺利挖掘取土，较为实用，且多个安装轴11上均转动连接有电动驱动杆12，多个电动驱动杆12分别与多个挖斗6连接，多个挖斗6上均固定连接有第一双耳板13和第二双耳板14，多个第一双耳板13分别转动连接在多个安装架8的前端，多个第二双耳板14分别转动连接在多个安装架8的后端，多个第一双耳板13分别与多个第二双耳板14之间均连接有连接轴15，多个电动驱动杆12上均固定连接有连接耳16，多个连接耳16上均开设有穿过孔，多个连接轴15分别穿过多个穿过孔，实现电动驱动杆12与挖斗6之间的具体安装结构，保证电动驱动杆12对挖斗6的驱动调整时的自由度，第一双耳板13与挖斗6之间固定连接有多个第一筋板17，第二双耳板14与挖斗6之间固定连接有多个第二筋板18，提高第一双耳板13与挖斗6之间的结构强度以及第二双耳板14与挖斗6之间的结构强度。
该实施例中的扭矩电机3、电动伸缩杆7和电动驱动杆12均为市面上购买的本领域技术人员公知的常规设备，也可以根据实际需要进行定制，本专利中我们只是对其进行使用，并未对其结构和功能进行改进，其设定方式、安装方式和电性连接方式，对于本领域的技术人员来说，只要按照其使用说明书的要求进行调试操作即可，在此不再对其进行赘述。
综上所述，该综合管廊开挖设备的工作过程为，在使用时，首先将该综合管廊开挖设备安装在诸如挖掘机之类的行进平台上，以实现可以伴随行进平台的移动而移动，当挖掘施工时，通过控制行进平台使行进平台携带该综合管廊开挖设备移动至需要挖掘作业的位置，之后通过控制行进平台实现控制掘进机构1的位置调整，以实现转动盘2相对于地面挖掘位置的调整，将多个挖斗6中最下侧的一个挖斗6靠近挖掘施工的地面后，伴随着该挖斗6的继续下移插入地面的同时控制与该挖斗6匹配的电动驱动杆12工作，控制挖斗6的挖掘角度的调整，当该挖斗6挖掘完成后，通过电动驱动杆12的工作，控制挖土后的挖斗6处于一个挖斗6内的土壤不掉落的角度，之后扭矩电机3工作实现多个挖斗6的同步转动，此过程中，存有土壤的挖斗6在电动驱动杆12的作用下不断随动调整，当该存有土壤的挖斗6升高到适宜位置后，与该挖斗6配套的电动伸缩杆7工作将挖斗6相对于伸缩臂4后移，使该挖斗6逃离挖掘的作业区域，最后电动驱动杆12再次工作，调整挖斗6的角度，实现其内部土壤的卸除，当存有土壤的挖斗6内土壤的卸除后，电动驱动杆12再次工作控制卸土完成的挖斗6前移复位，与此同时多个挖斗6中移动至最下侧的一个挖斗6靠近挖掘地面，并且也完成挖土作业，如此往复实现多个挖斗6的顺序挖土和卸土，并且伴随着挖掘的进行，伸缩臂4可以根据挖掘深度的加大增加长度，从而达到对较大挖掘深度的挖掘作业的进行。
Claims (8)
1.一种综合管廊开挖设备，包括掘进机构(1)，其特征在于，还包括多个执行组件，其中所述掘进机构(1)上转动连接有转动盘(2)，且掘进机构(1)上安装有用于转动盘(2)转动驱动的扭矩电机(3)，转动盘(2)上固定连接有多个伸缩臂(4)，多个所述伸缩臂(4)上均开设有滑动孔，多个所述执行组件均包括滑动杆(5)和挖斗(6)，多个所述滑动杆(5)分别滑动连接在多个所述滑动孔内，多个所述伸缩臂(4)上均安装有电动伸缩杆(7)，多个所述电动伸缩杆(7)分别用于多个滑动杆(5)的往复驱动，多个滑动杆(5)的后端均固定连接有安装架(8)，多个所述挖斗(6)分别转动连接在多个所述安装架(8)上，多个安装架(8)上均固定连接有第一耳板(9)和第二耳板(10)，多个所述第一耳板(9)上均转动连接有安装轴(11)，多个所述安装轴(11)分别与多个第二耳板(10)转动连接，且多个安装轴(11)上均转动连接有电动驱动杆(12)，多个所述电动驱动杆(12)分别与多个挖斗(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种综合管廊开挖设备，其特征在于，多个所述挖斗(6)上均固定连接有第一双耳板(13)和第二双耳板(14)，多个所述第一双耳板(13)分别转动连接在多个所述安装架(8)的前端，多个所述第二双耳板(14)分别转动连接在多个安装架(8)的后端，多个第一双耳板(13)分别与多个第二双耳板(14)之间均连接有连接轴(15)，多个所述电动驱动杆(12)上均固定连接有连接耳(16)，多个所述连接耳(16)上均开设有穿过孔，多个所述连接轴(15)分别穿过多个所述穿过孔。
3.根据权利要求2所述的一种综合管廊开挖设备，其特征在于，所述第一双耳板(13)与所述挖斗(6)之间固定连接有多个第一筋板(17)，所述第二双耳板(14)与挖斗(6)之间固定连接有多个第二筋板(18)。
4.根据权利要求3所述的一种综合管廊开挖设备，其特征在于，多个所述滑动杆(5)的前端均固定连接有连接板(19)，多个所述电动伸缩杆(7)的伸缩杆分别与多个连接板(19)连接。
5.根据权利要求4所述的一种综合管廊开挖设备，其特征在于，多个所述伸缩臂(4)上均开设有通孔，多个所述通孔分别用于多个所述电动伸缩杆(7)的伸缩杆穿过。
6.根据权利要求5所述的一种综合管廊开挖设备，其特征在于，所述扭矩电机(3)的输出轴通过延伸轴连接有驱动直齿轮(20)，所述驱动直齿轮(20)啮合有从动齿环(21)，所述转动盘(2)上开设有环形槽，所述从动齿环(21)固定连接在所述环形槽内。
7.根据权利要求6所述的一种综合管廊开挖设备，其特征在于，所述掘进机构(1)的后端安装有封闭罩(22)，所述封闭罩(22)用于驱动直齿轮(20)和从动齿环(21)的传动结构的防护。
8.一种综合管廊的开挖方法，其特征在于，使用了根据权利要求1-7任一项所述的一种综合管廊开挖设备，包括以下步骤：
S1、在使用时，首先将该综合管廊开挖设备安装在诸如挖掘机之类的行进平台上，以实现可以伴随行进平台的移动而移动，当挖掘施工时，通过控制行进平台使行进平台携带该综合管廊开挖设备移动至需要挖掘作业的位置；
S2、之后通过控制行进平台实现控制掘进机构(1)的位置调整，以实现转动盘(2)相对于地面挖掘位置的调整，将多个挖斗(6)中最下侧的一个挖斗(6)靠近挖掘施工的地面后，伴随着该挖斗(6)的继续下移插入地面的同时控制与该挖斗(6)匹配的电动驱动杆(12)工作，控制挖斗(6)的挖掘角度的调整，当该挖斗(6)挖掘完成后，通过电动驱动杆(12)的工作，控制挖土后的挖斗(6)处于一个挖斗(6)内的土壤不掉落的角度，之后扭矩电机(3)工作实现多个挖斗(6)的同步转动，此过程中，存有土壤的挖斗(6)在电动驱动杆(12)的作用下不断随动调整，当该存有土壤的挖斗(6)升高到适宜位置后，与该挖斗(6)配套的电动伸缩杆(7)工作将挖斗(6)相对于伸缩臂(4)后移，使该挖斗(6)逃离挖掘的作业区域，最后电动驱动杆(12)再次工作，调整挖斗(6)的角度，实现其内部土壤的卸除；
S3、当存有土壤的挖斗(6)内土壤的卸除后，电动驱动杆(12)再次工作控制卸土完成的挖斗(6)前移复位，与此同时多个挖斗(6)中移动至最下侧的一个挖斗(6)靠近挖掘地面，并且也完成挖土作业，如此往复实现多个挖斗(6)的顺序挖土和卸土，并且伴随着挖掘的进行，伸缩臂(4)可以根据挖掘深度的加大增加长度，从而达到对较大挖掘深度的挖掘作业的进行。
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Cited By (1)
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2023
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| CN109184724A (zh) * | 2018-09-03 | 2019-01-11 | 广州地铁设计研究院股份有限公司 | 一种顶推式明挖法用施工装置及方法 |
| CN109184724B (zh) * | 2018-09-03 | 2024-04-12 | 广州地铁设计研究院股份有限公司 | 一种顶推式明挖法用施工装置及方法 |
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