一種大直徑泥水盾構機刀盤刀具清洗與外觀監視裝置的制作方法

本發明涉及一種刀盤刀具外觀監視與清洗裝置，尤其涉及一種大直徑泥水盾構機刀盤刀具清洗與外觀監視裝置。

背景技術：

近些年國內外盾構制造技術得到了較大的發展，盾構機的應用范圍也不斷地擴大，目前盾構機施工方法已經被廣泛地運用于國內外城市地下空間工程，如地下管線布置、地鐵線路開挖等方面。在不同城市地層地下施工過程中盾構機遇到的地層也越來越復雜，往往同一條隧道不僅要穿越含沙土層，同時也要穿越卵礫石、硬巖等復雜地層。經過已有的大量工程實踐證明，盾構機在硬巖或復合地層地質掘進過程中盾構機的刀具消耗量非常大，盾構機的刀具往往出現刀圈、軸承、密封等方面不同程度的損壞。當刀具出現損壞時，需要施工人員進入刀盤背部區域進行刀具更換作業，施工人員需要在一定氣壓，甚至水壓的作用下進行換刀作業，在該種條件下對換刀人員技能提出了較高的要求，而且存在安全隱患，且換刀過程中需要先手動檢查需要更換的刀具，這種操作不僅嚴重影響施工進度，而且會大大增大施工費用。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種大直徑泥水盾構機刀盤刀具清洗與外觀監視裝置，該裝置能有效減小盾構刀具更換過程中因人工檢測所需耗費的時間，提高盾構機施工效率，降低施工風險。

為解決上述技術問題，本發明所提供的大直徑泥水盾構機刀盤刀具清洗與外觀監視裝置，包括：基座；第一連接臂，其一端通過第一轉軸與所述基座連接，并通過所述第一轉軸的帶動以圍繞所述第一轉軸的軸線旋轉；第二連接臂，其一端通過第二轉軸與所述第一連接臂的另一端連接，并通過所述第二轉軸的帶動以圍繞所述第二轉軸的軸線旋轉；第三連接臂，其一端通過第三轉軸與所述第二連接臂的另一端連接，并通過所述第三轉軸的帶動以圍繞所述第三轉軸的軸線旋轉；第一驅動裝置，其對所述第一轉軸施加驅動力；第二驅動裝置，其對所述第二轉軸施加驅動力；第三驅動裝置，其對所述第三轉軸施加驅動力；第一監視探頭，其安裝在所述第三連接臂自由端的上部，用于實時監控刀盤刀具磨損情況；第一照明探頭，其安裝于所述第三連接臂自由端的前部，用于提供照明。第二監視探頭，其安裝在所述物料倉頂部，能夠實時觀測機械臂的狀態，用于靈活調節機械臂位置。第二照明探頭，其安裝在所述物料倉頂部，用于探查第一照明探頭的照明死角，為第二監視探頭提供視野。

進一步地，該監視裝置包括清洗系統，所述清洗系統用于清洗刀具上的淤泥或者粘土；所述清洗系統包括安裝于所述第三連接臂自由端前部的噴頭；所述噴頭通過管道與水泵連接，所述水泵與盾構機內水源連接。

進一步地，該監視裝置包括線性驅動系統，所述線性驅動系統包括基座、導軌、滑塊和平移電機，所述基座安裝在泥水盾構機物料倉內，所述導軌安裝于所述基座上，所述滑塊固定于所述基座底部，并與所述導軌滑動配合，所述平移電機固定安裝在所述基座上，并通過輸出端的齒輪與固定安裝在所述基座上的齒條嚙合傳動，從而帶動所述基座沿泥水盾構機掘進方向移動。

進一步地，所述第一轉軸、第二轉軸、第三轉軸的軸線相互平行。

進一步地，所述第一旋轉驅動裝置包括外殼、伺服電機、減速器、第一轉軸、滾動軸承和第一套筒。所述伺服電機的輸出軸與所述減速器的輸入軸連接，所述減速器輸出軸與所述第一轉軸連接，所述滾動軸承安裝在所述第一轉軸上，所述滾動軸承外圈過盈連接第一套筒。

進一步地，所述第二旋轉驅動裝置和第三旋轉驅動裝置均與所述第一旋轉驅動裝置結構相同。

進一步地，所述水管通過物料倉后隔板與放置在后隔板后面的水泵連接，所述水泵與水罐連接；可通過水泵將水罐中的水從水管引出至噴頭處，實現對刀盤與刀具的清洗。

本發明的有益效果是：

通過對每個第一連接臂動作的控制，能進行任意角度的旋轉控制，通過刀盤的緩慢旋轉，實現對刀盤刀具的監視，大大節省因人工檢測所需耗費的時間，提高泥水盾構機施工效率，保障人工安全，降低施工風險。

附圖說明

圖1是本發明一種大直徑泥水盾構機刀盤刀具清洗與外觀監視裝置的結構示意圖；

圖2是本發明一種大直徑泥水盾構機刀盤刀具清洗與外觀監視裝置的工作狀態結構示意圖；

圖3是本發明一種大直徑泥水盾構機刀盤刀具清洗與外觀監視裝置的停止狀態結構示意圖；

圖4是本發明一種大直徑泥水盾構機刀盤刀具清洗與外觀監視裝置的第一旋轉驅動裝置和第一連接臂連接的縱向剖面示意圖；

其中：1-第一連接臂；2-第二連接臂；3-第三連接臂；4-基座；5-第一轉軸；6-第二轉軸；7-第三轉軸；8-第一監控探頭；9-第一照明探頭；10-噴頭；11-平移電機；12-滑塊；13-導軌；14-水泵；15-水罐；16-水管；17-空氣管路；18-前隔板；19-后隔板；20-第一套筒；21-滾動軸承；22-伺服電機；23-外殼；24-減速器；25-第一旋轉驅動裝置；26-第二旋轉驅動裝置；27-第三旋轉驅動裝置；28-第二照明探頭；29-第二監控探頭；30-物料倉；31-氣墊倉；32-泥水倉；33-刀盤；34-刀具

具體實施方式

下面將結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的說明。

如圖1所示，本發明所提供的一種大直徑泥水盾構機刀盤刀具清洗與外觀監視裝置，包括：基座4、第一連接臂1、第二連接臂2、第三連接臂3、第一驅動裝置25、第二驅動裝置26、第三驅動裝置27，第一連接臂1與所述第一旋轉驅動裝置25通過第一轉軸5連接，使所述第一連接臂1與所述第一轉軸5同步旋轉；所述第二連接臂2與所述第二旋轉驅動裝置26通過第二轉軸6連接，使所述第二連接臂2與所述第二轉軸6同步旋轉；所述第三連接臂3與所述第三旋轉驅動裝置27通過第三轉軸7連接，使所述第三連接臂3與所述第三轉軸7同步旋轉，所述第一轉軸5、第二轉軸6、第三轉軸7的軸線相互平行,在所述第三連接臂3的自由端前部安裝有第一照明探頭9和噴頭10，所述噴頭10通過管道與水泵14相連，所述水泵14與固定安裝在泥水盾構機內的水罐15相連通；在所述第三連接臂3的自由端上部安裝有第一監控探頭8，用于實時監控刀盤刀具磨損情況。

如圖1所示，該監視裝置包括線性驅動系統，所述線性驅動系統包括基座4、導軌13、滑塊12和平移電機11，所述基座4安裝在泥水盾構機氣墊倉31內，并且位于氣墊倉31中心軸線上；所述導軌13安裝于物料倉內，所述滑塊12固定于所述基座4底部，并與所述導軌13滑動配合，所述平移電機11固定安裝在所述基座4上，并通過輸出端的齒輪與固定安裝在所述基座4上的齒條嚙合傳動，從而帶動所述基座4沿泥水盾構機掘進方向移動。

所述導軌13固定在泥水盾構機物料倉30內，所述滑塊12固定于所述基座4底部，并與所述導軌13滑動配合，所述平移電機11固定安裝在所述基座4上，并通過輸出端的齒輪與齒條嚙合傳動，從而帶動所述基座4沿泥水盾構機掘進方向移動。

進一步的，所述旋轉驅動裝置包括外殼23、伺服電機22、減速器24、第一轉軸5、滾動軸承21和第一套筒20。所述伺服電機22的輸出軸與所述減速器24的輸入軸連接，所述減速器24輸出軸與所述第一轉軸5連接，所述滾動軸承21安裝在所述第一轉軸5上，所述滾動軸承21外圈過盈連接第一套筒20。

本發明的工作原理是，在氣墊倉31上導軌13位置對應處設有倉門，從氣墊倉31內物料倉30的上方往泥水倉32通過空氣管路注入空氣，將泥水倉32內液面控制在物料倉30下方0.3m；打開倉門，啟動平移電機11，使得齒輪旋轉，齒輪沿著齒條橫向移動，從而帶動整體在導軌13上移動，直至第一連接臂1移動到倉門位置處，依次調整第一連接臂1和第二連接臂2的位置，使第三連接臂3到達合適的位置，通過第三連接臂前端的第一照明探頭9查看刀盤33上刀具34磨損情況，若遇到刀具34處有淤泥或者粘土粘接情況，可通過水泵14將水罐15中的水從水管16引出，通過管路抽至第三連接臂3前端噴頭10處，利用噴頭10中噴出的水清洗刀具34上的淤泥或者粘土；通過刀盤33的緩慢旋轉可逐個檢查每個刀具的失效情況，并記錄需要更換的刀具的號碼。

當全部刀具34磨損情況檢查結束并記錄好相應要更換的刀具34號碼后，關閉水泵14，保持噴頭10處于打開狀態一段時間，直至噴頭10處沒有水噴出。關閉噴頭10，保持所述第一照明探頭9和第二照明探頭28處于打開狀態，所述第一連接臂1、第二連接臂2、第三連接臂3分別繞各自轉軸旋轉收縮成z字形；啟動平移電機11，使得第一連接臂1移進物料倉30內部，關上前隔板18。