[發明專利]用于泥水盾構刀盤輻條位置孤石的處理裝置及其應用方法

有效

• 申請號: 201811131094.0
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109433299B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 陳饋;張兵;王凱;孫振川;李鳳遠;周建軍;韓偉鋒;王發民;朱繼紅;陳橋
• 申請（專利權）人: 盾構及掘進技術國家重點實驗室;中鐵隧道局集團有限公司
• 主分類號: B02C1/00
• 分類號: B02C1/00
• 代理公司: 鄭州浩翔專利代理事務所(特殊普通合伙) 41149
• 代理人: 靳錦;邊延松

1.一種用于泥水盾構刀盤輻條位置孤石的處理裝置，其特征在于，包括底部驅動機構、工作臺組件、伸縮臂機構；

所述工作臺組件包括X向工作臺、Y向工作臺、旋轉工作臺；

所述底部驅動機構包括兩條平行設置的X向導軌，兩條所述導軌的末端連接有支座板，在所述支座板上部設有X向油缸；所述X向油缸的活塞桿前端與所述X向工作臺的末端固定連接，所述X向工作臺的底部設有與兩條X向導軌相配合滑動安裝的滑塊；

在所述X向工作臺上設有與所述X向導軌相垂直的Y向滑槽，在所述Y向工作臺的底部設有滑動安裝在所述Y向滑槽內的凸臺，在所述X向工作臺的一側設有與所述Y向滑槽平行設置的Y向油缸，所述Y向油缸的活塞桿前端與所述Y向工作臺側邊上設置的擋塊固定連接在一起；

所述旋轉工作臺通過旋轉驅動機構設置在所述Y向工作臺的上部，在所述旋轉工作臺上方設有立臂油缸和輔臂油缸，所述立臂油缸和輔臂油缸與對應設置在所述旋轉工作臺上的兩個支座相鉸接；所述立臂油缸設置在所述旋轉工作臺的中心位置，所述輔臂油缸設置在所述立臂油缸的前側，且二者錯開設置，不在同一直線上，二者在所述旋轉工作臺上的投影互不重合；

所述旋轉驅動機構包括設置在所述Y向工作臺上的推力軸承、設置在所述旋轉工作臺的下部的驅動齒輪，所述驅動齒輪與所述推力軸承對應安裝在一起，在所述Y向工作臺上還設有伺服電機，所述伺服電機的輸出軸上安裝有傳動齒輪，所述傳動齒輪與所述驅動齒輪相嚙合，使所述伺服電機帶動所述旋轉工作臺轉動；

所述伺服電機為帶減速機的伺服電機，在所述伺服電機輸出軸上安裝有角度傳感器；所述X向油缸、Y向油缸、立臂油缸、輔臂油缸和多級油缸均內置有位移傳感器，所述位移傳感器為拉線式光柵光纖傳感器或?LVDT?位移傳感器；

所述伸縮臂機構鉸接在所述立臂油缸和輔臂油缸的頂部，在所述伸縮臂機構的前端設有破巖機具。

2.根據權利要求1所述的用于泥水盾構刀盤輻條位置孤石的處理裝置，其特征在于，所述伸縮臂機構包括一級伸縮臂、二級伸縮臂和三級伸縮臂，所述二級伸縮臂套裝在所述一級伸縮臂內，且與一級伸縮臂之間形成移動副；所述三級伸縮臂套裝在所述二級伸縮臂內，且與所述二級伸縮臂之間形成移動副，所述破巖機具設置在所述三級伸縮臂的前端；在所述一級伸縮臂內設有多級油缸，所述多級油缸的活塞桿前端與所述破巖機具的末端固定連接。

3.根據權利要求2所述的用于泥水盾構刀盤輻條位置孤石的處理裝置，其特征在于，在所述三級伸縮臂的前端上部安裝有攝像頭；所述一級伸縮臂、二級伸縮臂和三級伸縮臂均為矩形截面的型鋼。

4.根據權利要求2所述的用于泥水盾構刀盤輻條位置孤石的處理裝置，其特征在于，在所述立臂油缸和輔臂油缸的頂部均設有油缸吊耳，在所述一級伸縮臂的下部對應位置分別設有吊耳孔，所述立臂油缸和輔臂油缸的頂部通過油缸吊耳與一級伸縮臂下部的吊耳孔對應鉸接。

5.根據權利要求1所述的用于泥水盾構刀盤輻條位置孤石的處理裝置，其特征在于，在所述Y向工作臺上還設有液壓管路接口和外接信號電纜接口。

6.根據權利要求1所述的用于泥水盾構刀盤輻條位置孤石的處理裝置，其特征在于，所述破巖機具為液壓沖擊鉆或液壓劈裂器。

7.權利要求1所述的用于泥水盾構刀盤輻條位置孤石的處理裝置的應用方法，其特征在于，包括下列步驟：

（1）將該處理裝置通過倉內運輸裝置運送至泥水盾構氣墊倉上部，將外接的液壓管路、電源接通，外接信號控制電纜與對應的接口接通，對該處理裝置進行試操作，檢查裝置中的各部分是否正常工作，確認能夠正常工作后進行下一步驟；

（2）在進行作業前，使前方刀盤開挖倉的泥漿液面應降低，確保泥水盾構氣墊倉前隔板上部密封倉門打開時，無泥漿進入；打開前隔板上部密封倉門，慢速轉動刀盤，刀盤停止后讓輻條處對著前隔板上部的倉門開口處，便于開展破巖，否則重新調整刀盤位置；

（3）該處理裝置未工作時為收縮狀態，所述立臂油缸和輔臂油缸平置在所述旋轉工作臺上，伸縮臂機構收縮；倉門開啟后，控制X向油缸伸出，將X向工作臺沿X向導軌向前推出；

（4）將X向工作臺推到初始工作位置后，通過Y向油缸調整Y向工作臺的位置，通過調整立臂油缸和輔臂油缸的高度，讓伸縮臂機構有一個合適的俯仰角度，然后控制一級伸縮臂內的多級油缸的行程，使破巖機具接近巖石，控制破巖機具對巖石進行破碎工作，破碎巖石的過程中隨時調整伸縮臂機構的伸縮長度；在工作過程中需要對裝置進行擺動時，控制伺服電機帶動旋轉平臺轉動一定角度；

（5）某位置輻條處卡的巖石破碎完畢后，將伸縮臂機構收回，立臂油缸和輔臂油缸下降、平置，X向油缸收回，將X向工作臺沿X向導軌拖回，使該處理裝置回到泥水盾構氣墊倉內；

（6）轉動刀盤至下一個輻條位置，重復上述步驟進行下一次破巖操作；破巖工作結束后，將該裝置調整至初始的收縮狀態，拖回到泥水盾構氣墊倉內；關閉倉門。