[发明专利]一种适用于异形顶管机的盲区开挖装置

说明书

本发明揭示了一种适用于异形顶管机的盲区开挖装置，它包括盲区开挖破碎装置、驱动装置和铰接支撑装置，盲区开挖破碎装置为一直杆构件，其一端为工作端，另一端为控制端，以及在工作端和控制端之间设有球铰接部；铰接支撑装置设置在盾体土仓后部的前盾承压隔板的预设位置；盲区开挖破碎装置通过球铰接部内嵌至铰接支撑装置内使之成为球铰接运动副A，同时驱动装置与盲区破碎装置的控制端万向连接，用以实现盲区开挖破碎装置以球铰接运动副A为转动支点、球铰接运动副A至盲区开挖破碎装置的控制端的距离R1为半径转动，实现对盲区开挖破碎装置的控制端的周向转动的位置的控制，继而实现对盲区开挖破碎装置的工作端的位置定位。

技术领域

本发明涉及非开挖工程设备及方法技术领域，具体涉及一种适用于异形顶管机的盲区开挖装置。

背景技术

目前，绝大多数矩形顶管施工采用矩形顶管机，此类型的顶管机采用多刀盘结构旋转开挖，刀盘的圆形结构决定了它无法覆盖矩形存在的所有区域，如图1阴影部分所示，即存在较大的开挖盲区，盲区面积大，且分布较多，出土的效率过低直接导致顶进的阻力加大，不但增加了掘进推进的难度，而且大大增加了壳体胸板承受的压力，极大地影响了整机的安全性和可靠性。

为此，业界揭示了一种顶管机，参看CN202926334U专利文献，如图2所示，该顶管机包括盾体1’、推进盾体的驱动系统、设置于盾体1’上的多刀盘组合式切削系统2’以及设置在盾体1’上的多个截割系统的盲区切削系统3’，通过截割系统的盲区切削系统3’来开挖盲区，但存在切削不充分，即还是存在较大面积的开挖盲区。

有鉴于此，本发明人针对现有技术中的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明目的在于一种适用于矩形顶管机的盲区开挖装置，其具有较高的精确性、稳定性和灵活性。

为实现上述目的，一种适用于矩形顶管机的盲区开挖装置，它包括盲区开挖破碎装置、驱动装置和铰接支撑装置，所述盲区开挖破碎装置为一直杆构件，其一端为工作端，另一端为控制端，以及在所述工作端和控制端之间设有球铰接部；所述铰接支撑装置设置在盾体土仓后部的前盾承压隔板的预设位置；所述盲区开挖破碎装置通过球铰接部内嵌至铰接支撑装置内使之成为球铰接运动副A，同时所述驱动装置与盲区破碎装置的控制端万向连接，用以实现盲区开挖破碎装置以球铰接运动副A为转动支点、球铰接运动副A至盲区开挖破碎装置的控制端的距离R1为半径转动，实现对盲区开挖破碎装置的控制端的周向转动的位置的控制，继而实现对盲区开挖破碎装置的工作端的位置定位。

采用上述设计，通过驱动装置控制盲区破碎装置控制端以球铰接运动副A为转动支点、球铰接运动副A至盲区开挖破碎装置的控制端的距离R1为半径的周向转动的位置，继而实现盲区开挖破碎装置的工作端的位置定位。因此，只需确定控制端的运动轨迹，即可以确定工作端的开挖切削轨迹。该开挖装置准确性高，能够更充分地对盲区进行开挖，从而提高盲区的开挖效率；同时，该驱动装置与盲区开挖破碎装置的控制端万向连接，使盲区开挖破碎装置的控制端可360°旋转，避免整个装置在工作过程中别死，提高了灵活性。

针对驱动装置的其中一个实施例为：所述驱动装置包括第一移动座、第二移动座、第三移动座、驱动座、第一驱动机构以及第二驱动机构；所述第一移动座固接于盾体内，所述第二移动座与第一移动座沿x轴方向及z轴方向相互限位，藉由第一驱动机构实现第二移动座相对于第一移动座沿y轴方向的位移；所述的第三移动座设置在第二移动座内，其与第二移动座沿x轴方向及y轴方向相互限位，并与第二移动座沿z轴方向存在位移空间，且所述第三移动座设有一弧形控制面，所述弧形控制面设有一沿x轴方向的第一限位通槽；所述驱动座设置在第三移动座内，且所述驱动座的一端插置于第一限位通槽内，另一端与所述盲区开挖破碎装置的控制端万向连接，所述驱动座与第三移动座沿y轴方向及z轴方向相互限位，藉由第二驱动机构，实现驱动座相对于第三移动座在第一限位通槽内沿x轴方向左右摆动。