一种掘进效果好的顶管机及其工作方法与流程

1.本发明涉及顶管机技术领域，具体为一种掘进效果好的顶管机及其工作方法。

背景技术：

2.现有技术中公开了顶管机(公开号：cn111520537a)，该专利包括移动管、设于移动管的固定环、至少两个顶升装置、以及设于移动管的切割组件；切割组件包括与移动管相连的切割电机、以及设于切割电机的输出轴的切割刀具。当移动管移动过程中偏转，选择部分顶升装置开设工作，顶升装置的输出端伸出抵顶管道，顶升装置抵顶管道时受到管道的反作用力，由于顶升装置安装于固定环也即移动管上，因此移动管受到管道的反作用力，由于顶升装置的数量为两个或两个以上，因此根据移动管偏离预设线路的方向选择不同的顶升装置，通过管道施加的反作用力，使得移动管向回到预设线路的方向偏转，进而实现纠正移动管偏离的预设的方向，使得移动管按预设的线路移动。
3.上述技术中，由于切割组件固定在顶管机内部难以进行伸缩，在遇到坚硬石块等复杂工况下，容易造成对切割刀的损伤，影响顶管机工程施工进度，并且由于切割组件保持不动，仅仅靠旋转对土体进行挖掘，挖掘的效率较低。
4.为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种掘进效果好的顶管机及其工作方法。
6.本发明所要解决的技术问题如下：
7.现有技术中，由于切割组件固定在顶管机内部难以进行伸缩，在遇到坚硬石块等复杂工况下，容易造成对切割刀的损伤，影响顶管机工程施工进度，并且由于切割组件保持不动，仅仅靠旋转对土体进行挖掘，挖掘的效率较低。
8.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
9.一种掘进效果好的顶管机，包括第一顶进管和第二顶进管，第一顶进管与第二顶进管活动连接，所述第一顶进管的内部设有掘进机构，第二顶进管远离第一顶进管的一端固定有伸缩管节，伸缩管节的一端设有辅助管节，辅助管节的一侧设有顶管机构，所述第一顶进管的内部设有输送机构；
10.所述掘进机构包括活动连接在第一顶进管内部的驱动轴，驱动轴的外侧设有驱动组件，驱动轴的一端固定有驱动盘，驱动盘远离驱动轴的一侧中部固定有破碎尖，驱动轴的外侧设有连接有滑动套，滑动套的外表面固定有若干连接板，连接板的端部固定有掘进刀，掘进刀与驱动盘滑动连接，驱动轴内滑动连接有伸缩轴，驱动轴表面开设有滑动槽，滑动套通过滑动槽与伸缩轴相固定，伸缩轴的一端活动连接有活动套，活动套的一端与第一顶进管之间铰链连接有第一调节气缸，活动套的另一端铰链连接有连接杆，连接杆的一端与第一顶进管相固定，驱动轴的外侧转动连接有转动套，第一顶进管内对称固定有第二调节气缸，第二调节气缸的输出端与转动套相固定。
11.进一步的，所述驱动组件包括固定在驱动轴外侧的第一齿轮，第一顶进管内固定有驱动电机，驱动电机的输出端固定有第二齿轮，第一齿轮的厚度小于第二齿轮的厚度且第一齿轮与第二齿轮相啮合。
12.进一步的，所述活动套内开设有活动槽，伸缩轴的一端位于活动槽内且固定有限位板。
13.进一步的，所述驱动盘的表面贯穿开设有若干进料口，驱动盘的表面开设有若干伸缩槽，若干掘进刀穿过伸缩槽与驱动盘滑动连接，若干进料口与对应的伸缩槽相连通。
14.进一步的，所述第二顶进管的内壁固定有若干翻转气缸，翻转气缸的输出端铰链连接有翻转杆，翻转杆的一端与第一顶进管铰链连接。
15.进一步的，所述伸缩管节包括两个对称分布的连接管节，两个连接管节之间设有若干滑杆，若干滑杆与两个连接管节滑动连接，其中一个连接管节的侧表面固定有若干伸缩气缸，伸缩气缸的输出轴与另一个连接管节侧表面相固定，若干滑杆和若干伸缩气缸均呈环形阵列分布。
16.进一步的，所述顶管机构包括顶管座，顶管座的一侧固定有导向杆，导向杆的外侧滑动连接有顶管板，顶管板的两侧均固定有顶管柱，两个顶管柱分别与辅助管节的侧表面相接触，顶管座的一侧对称固定有顶管气缸，顶管气缸的输出端与顶管板相固定。
17.进一步的，所述输送机构包括输送室，输送室位于第一顶进管内表面远离第二顶进管的一端，输送室与驱动轴转动连接，输送室的一侧设有输送管，输送管的一端固定有输送电机，输送电机的输出端固定有螺旋轴，输送管的一端底部设置有出料口，伸缩管节内设置有输送小车。
18.一种掘进效果好的顶管机的工作方法，包括如下步骤：
19.步骤一、将顶管机安装在施工地点后，通过驱动电机带动第二齿轮转动，从而带动与之啮合的第一齿轮转动，使得驱动轴配合滑动套带动掘进刀转动，对土体进行开挖，通过第一调节气缸配合活动套可带动伸缩轴在驱动轴内伸缩，从而控制掘进刀在伸缩槽内伸缩，通过第二调节气缸配合转动套可带动驱动轴在第一顶进管内实现伸缩，当遇到石块或者难以挖掘的坚硬物体时，控制掘进刀缩回，并控制破碎尖伸出，利用破碎尖对坚硬物体进行破碎，若干翻转气缸配合翻转杆可带动第一顶进管在第二顶进管表面转动，从而改变破碎尖和掘进刀的倾斜角度；
20.步骤二、当土体被掘进机构掘进后，伸缩气缸控制靠近掘进机构一端的连接管节向前推进，增加新的辅助管节，并通过顶管气缸推动辅助管节将另外一个连接管节向前推进，增加掘进长度向前掘进；
21.步骤三、掘进机构掘进过程中产生的泥土通过进料口进入输送室内，通过输送电机带动螺旋轴转动，将输送室内的泥土通过输送管输送至输送小车内，并对输送小车内的泥土进行转运。
22.本发明的有益效果：
23.本发明通过设置掘进机构，使得驱动电机带动第二齿轮转动，从而带动与之啮合的第一齿轮转动，使得驱动轴配合滑动套带动掘进刀转动，对土体进行开挖，通过第一调节气缸配合活动套可带动伸缩轴在驱动轴内伸缩，从而控制掘进刀在伸缩槽内伸缩，通过第二调节气缸配合转动套可带动驱动轴在第一顶进管内实现伸缩，当遇到石块或者难以挖掘
的坚硬物体时，控制掘进刀缩回，并控制破碎尖伸出，利用破碎尖对坚硬物体进行破碎，避免掘进刀的损坏，延长顶管机的使用寿命，使得该顶管机能够适应不同工况的工作，增加该顶管机的工作适应性，另外，破碎尖和掘进刀伸缩，还可以实现顶管机端头开挖时的缩进，提高顶管机的掘进效果和效率，若干翻转气缸配合翻转杆可带动第一顶进管在第二顶进管表面转动，从而改变破碎尖和掘进刀的倾斜角度，进一步提高顶管机的掘进效率。
24.通过设置顶管机构和伸缩管节，使得土体被掘进机构掘进后，伸缩气缸控制靠近掘进机构一端的连接管节向前推进，顶管气缸再通过辅助管节将另外一个连接管节向前推进，并且增加新的辅助管节，增加掘进长度，以此构成两个管井之间的连通，这样使得伸缩管节两侧的部件依次进行推进，不仅可以减少第一顶进管前进的阻力，还可以提高顶管机的施工效率，设置的滑杆和导向杆均可对顶管机的前进方向进行导向限位，保证顶管机前进方位的精准。
25.通过设置输送机构，使得掘进机构掘进过程中产生的泥土通过进料口进入输送室内，通过输送电机带动螺旋轴转动，将输送室内的泥土通过输送管输送至输送小车内，并对输送小车内的泥土进行转运，保证顶管机前方开挖面的稳定掘进效率。
附图说明
26.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
27.图1是本发明一种掘进效果好的顶管机的结构示意图；
28.图2是本发明掘进机构的结构示意图；
29.图3是本发明驱动盘的结构侧视图；
30.图4是本发明活动套的内部结构示意图；
31.图5是本发明图2中a处的结构放大图；
32.图6是本发明驱动组件的结构示意图；
33.图7是本发明伸缩管节的侧面剖视图；
34.图8是本发明顶管机构的结构示意图；
35.图9是本发明顶管板的侧视图；
36.图10是本发明输送管的内部结构示意图。
37.图中：1、第一顶进管；2、第二顶进管；3、掘进机构；4、伸缩管节；5、辅助管节；6、顶管机构；7、输送机构；301、驱动轴；302、驱动组件；303、驱动盘；304、破碎尖；305、滑动套；306、连接板；307、掘进刀；308、伸缩轴；309、活动套；310、第一调节气缸；311、连接杆；312、转动套；313、第二调节气缸；314、第一齿轮；315、驱动电机；316、第二齿轮；317、活动槽；318、进料口；319、翻转气缸；320、翻转杆；401、连接管节；402、滑杆；403、伸缩气缸；601、顶管座；602、导向杆；603、顶管板；604、顶管柱；605、顶管气缸；701、输送室；702、输送管；703、输送电机；704、螺旋轴；705、出料口；706、输送小车。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它
实施例，都属于本发明保护的范围。
39.请参阅图1-图10，本发明提供一种技术方案：
40.一种掘进效果好的顶管机，包括第一顶进管1和第二顶进管2，第一顶进管1包裹在第二顶进管2外侧且与第二顶进管2活动连接，第一顶进管1的内部设有掘进机构3，第二顶进管2远离第一顶进管1的一端固定有伸缩管节4，伸缩管节4的一端设有辅助管节5，辅助管节5的一侧设有顶管机构6，所述第一顶进管1的内部设有输送机构7；掘进机构3用于对土体进行掘进，伸缩管节4配合顶管机构6可不断在后方添加新的辅助管节5，从而不断向土体进行顶进，其中，掘进机构3的前端在掘进时会不断向其开挖面喷射水，使得土体形成膏状，膏状的土体会平衡前方的土压力和水压力，输送机构7用于对掘进机构3掘进产生的膏状土体进行输送。
41.所述掘进机构3包括活动连接在第一顶进管1内部的驱动轴301，驱动轴301的外侧设有驱动组件302，驱动轴301的一端固定有驱动盘303，驱动盘303远离驱动轴301的一侧中部固定有破碎尖304，驱动轴301的外侧设有连接有滑动套305，滑动套305的外表面固定有若干连接板306，连接板306的端部固定有掘进刀307，掘进刀307与驱动盘303滑动连接，驱动轴301内滑动连接有伸缩轴308，驱动轴301表面开设有滑动槽，滑动套305通过滑动槽与伸缩轴308相固定，伸缩轴308的一端活动连接有活动套309，活动套309的一端与第一顶进管1之间铰链连接有第一调节气缸310，活动套309的另一端铰链连接有连接杆311，连接杆311的一端与第一顶进管1相固定，驱动轴301的外侧转动连接有转动套312，第一顶进管1内对称固定有第二调节气缸313，第二调节气缸313的输出端与转动套312相固定。
42.驱动组件302包括固定在驱动轴301外侧的第一齿轮314，第一顶进管1内固定有驱动电机315，驱动电机315的输出端固定有第二齿轮316，第一齿轮314的厚度小于第二齿轮316的厚度且第一齿轮314与第二齿轮316相啮合。
43.所述活动套309内开设有活动槽317，伸缩轴308的一端位于活动槽317内且固定有限位板。
44.所述驱动盘303的表面贯穿开设有若干进料口318，驱动盘303的表面开设有若干伸缩槽，若干掘进刀307穿过伸缩槽与驱动盘303滑动连接，若干进料口318与对应的伸缩槽相连通。
45.所述第二顶进管2的内壁固定有若干翻转气缸319，翻转气缸319的输出端铰链连接有翻转杆320，翻转杆320的一端与第一顶进管1铰链连接。通过设置掘进机构3，使得驱动电机315带动第二齿轮316转动，从而带动与之啮合的第一齿轮314转动，使得驱动轴301配合滑动套305带动掘进刀307转动，对土体进行开挖，通过第一调节气缸310配合活动套309可带动伸缩轴308在驱动轴301内伸缩，从而控制掘进刀307在伸缩槽内伸缩，通过第二调节气缸313配合转动套312可带动驱动轴301在第一顶进管1内实现伸缩，当遇到石块或者难以挖掘的坚硬物体时，控制掘进刀307缩回，并控制破碎尖304伸出，利用破碎尖304对坚硬物体进行破碎，避免掘进刀307的损坏，延长顶管机的使用寿命，使得该顶管机能够适应不同工况的工作，增加该顶管机的工作适应性，另外，破碎尖304和掘进刀307伸缩，还可以实现顶管机端头开挖时的缩进，提高顶管机的掘进效果和效率，若干翻转气缸319配合翻转杆320可带动第一顶进管1在第二顶进管2表面转动，从而改变破碎尖304和掘进刀307的倾斜角度，进一步提高顶管机的掘进效率。
46.所述伸缩管节4包括两个对称分布的连接管节401，两个连接管节401之间设有若干滑杆402，若干滑杆402与两个连接管节401滑动连接，其中一个连接管节401的侧表面固定有若干伸缩气缸403，伸缩气缸403的输出轴与另一个连接管节401侧表面相固定，若干滑杆402和若干伸缩气缸403均呈环形阵列分布。
47.所述顶管机构6包括顶管座601，顶管座601的一侧固定有导向杆602，导向杆602的外侧滑动连接有顶管板603，顶管板603的两侧均固定有顶管柱604，两个顶管柱604分别与辅助管节5的侧表面相接触，顶管座601的一侧对称固定有顶管气缸605，顶管气缸605的输出端与顶管板603相固定。通过设置顶管机构6和伸缩管节4，使得土体被掘进机构3掘进后，伸缩气缸403控制靠近掘进机构3一端的连接管节401向前推进，顶管气缸605再通过辅助管节5将另外一个连接管节401向前推进，并且增加新的辅助管节5，增加掘进长度，以此构成两个管井之间的连通，这样使得伸缩管节4两侧的部件依次进行推进，不仅可以减少第一顶进管1前进的阻力，还可以提高顶管机的施工效率，设置的滑杆402和导向杆602均可对顶管机的前进方向进行导向限位，保证顶管机前进方位的精准。
48.所述输送机构7包括输送室701，输送室701位于第一顶进管1内表面远离第二顶进管2的一端，输送室701与驱动轴301转动连接，输送室701的一侧设有输送管702，输送管702的一端固定有输送电机703，输送电机703的输出端固定有螺旋轴704，输送管702的一端底部设置有出料口705，伸缩管节4内设置有输送小车706，输送小车706位于出料口705的下方。通过设置输送机构7，使得掘进机构3掘进过程中产生的泥土通过进料口318进入输送室701内，通过输送电机703带动螺旋轴704转动，将输送室701内的泥土通过输送管702输送至输送小车706内，并对输送小车706内的泥土进行转运，保证顶管机前方开挖面的稳定掘进效率。
49.一种掘进效果好的顶管机的工作方法，包括如下步骤：
50.步骤一、将顶管机安装在施工地点后，通过驱动电机315带动第二齿轮316转动，从而带动与之啮合的第一齿轮314转动，使得驱动轴301配合滑动套305带动掘进刀307转动，对土体进行开挖，通过第一调节气缸310配合活动套309可带动伸缩轴308在驱动轴301内伸缩，从而控制掘进刀307在伸缩槽内伸缩，通过第二调节气缸313配合转动套312可带动驱动轴301在第一顶进管1内实现伸缩，当遇到石块或者难以挖掘的坚硬物体时，控制掘进刀307缩回，并控制破碎尖304伸出，利用破碎尖304对坚硬物体进行破碎，若干翻转气缸319配合翻转杆320可带动第一顶进管1在第二顶进管2表面转动，从而改变破碎尖304和掘进刀307的倾斜角度；
51.步骤二、当土体被掘进机构3掘进后，伸缩气缸403控制靠近掘进机构3一端的连接管节401向前推进，增加新的辅助管节5，并通过顶管气缸605推动辅助管节5将另外一个连接管节401向前推进，增加掘进长度向前掘进；
52.步骤三、掘进机构3掘进过程中产生的泥土通过进料口318进入输送室701内，通过输送电机703带动螺旋轴704转动，将输送室701内的泥土通过输送管702输送至输送小车706内，并对输送小车706内的泥土进行转运。
53.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：

1.一种掘进效果好的顶管机，包括第一顶进管(1)和第二顶进管(2)，第一顶进管(1)与第二顶进管(2)活动连接，其特征在于，所述第一顶进管(1)的内部设有掘进机构(3)，第二顶进管(2)远离第一顶进管(1)的一端固定有伸缩管节(4)，伸缩管节(4)的一端设有辅助管节(5)，辅助管节(5)的一侧设有顶管机构(6)，所述第一顶进管(1)的内部设有输送机构(7)；所述掘进机构(3)包括活动连接在第一顶进管(1)内部的驱动轴(301)，驱动轴(301)的外侧设有驱动组件(302)，驱动轴(301)的一端固定有驱动盘(303)，驱动盘(303)远离驱动轴(301)的一侧中部固定有破碎尖(304)，驱动轴(301)的外侧设有连接有滑动套(305)，滑动套(305)的外表面固定有若干连接板(306)，连接板(306)的端部固定有掘进刀(307)，掘进刀(307)与驱动盘(303)滑动连接，驱动轴(301)内滑动连接有伸缩轴(308)，驱动轴(301)表面开设有滑动槽，滑动套(305)通过滑动槽与伸缩轴(308)相固定，伸缩轴(308)的一端活动连接有活动套(309)，活动套(309)的一端与第一顶进管(1)之间铰链连接有第一调节气缸(310)，活动套(309)的另一端铰链连接有连接杆(311)，连接杆(311)的一端与第一顶进管(1)相固定，驱动轴(301)的外侧转动连接有转动套(312)，第一顶进管(1)内对称固定有第二调节气缸(313)，第二调节气缸(313)的输出端与转动套(312)相固定。2.根据权利要求1所述的一种掘进效果好的顶管机，其特征在于，所述驱动组件(302)包括固定在驱动轴(301)外侧的第一齿轮(314)，第一顶进管(1)内固定有驱动电机(315)，驱动电机(315)的输出端固定有第二齿轮(316)，第一齿轮(314)的厚度小于第二齿轮(316)的厚度且第一齿轮(314)与第二齿轮(316)相啮合。3.根据权利要求1所述的一种掘进效果好的顶管机，其特征在于，所述活动套(309)内开设有活动槽(317)，伸缩轴(308)的一端位于活动槽(317)内且固定有限位板。4.根据权利要求1所述的一种掘进效果好的顶管机，其特征在于，所述驱动盘(303)的表面贯穿开设有若干进料口(318)，驱动盘(303)的表面开设有若干伸缩槽，若干掘进刀(307)穿过伸缩槽与驱动盘(303)滑动连接，若干进料口(318)与对应的伸缩槽相连通。5.根据权利要求1所述的一种掘进效果好的顶管机，其特征在于，所述第二顶进管(2)的内壁固定有若干翻转气缸(319)，翻转气缸(319)的输出端铰链连接有翻转杆(320)，翻转杆(320)的一端与第一顶进管(1)铰链连接。6.根据权利要求1所述的一种掘进效果好的顶管机，其特征在于，所述伸缩管节(4)包括两个对称分布的连接管节(401)，两个连接管节(401)之间设有若干滑杆(402)，若干滑杆(402)与两个连接管节(401)滑动连接，其中一个连接管节(401)的侧表面固定有若干伸缩气缸(403)，伸缩气缸(403)的输出轴与另一个连接管节(401)侧表面相固定，若干滑杆(402)和若干伸缩气缸(403)均呈环形阵列分布。7.根据权利要求1所述的一种掘进效果好的顶管机，其特征在于，所述顶管机构(6)包括顶管座(601)，顶管座(601)的一侧固定有导向杆(602)，导向杆(602)的外侧滑动连接有顶管板(603)，顶管板(603)的两侧均固定有顶管柱(604)，两个顶管柱(604)分别与辅助管节(5)的侧表面相接触，顶管座(601)的一侧对称固定有顶管气缸(605)，顶管气缸(605)的输出端与顶管板(603)相固定。8.根据权利要求1所述的一种掘进效果好的顶管机，其特征在于，所述输送机构(7)包括输送室(701)，输送室(701)位于第一顶进管(1)内表面远离第二顶进管(2)的一端，输送
室(701)与驱动轴(301)转动连接，输送室(701)的一侧设有输送管(702)，输送管(702)的一端固定有输送电机(703)，输送电机(703)的输出端固定有螺旋轴(704)，输送管(702)的一端底部设置有出料口(705)，伸缩管节(4)内设置有输送小车(706)。9.一种掘进效果好的顶管机的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将顶管机安装在施工地点后，通过驱动电机(315)带动第二齿轮(316)转动，从而带动与之啮合的第一齿轮(314)转动，使得驱动轴(301)配合滑动套(305)带动掘进刀(307)转动，对土体进行开挖，通过第一调节气缸(310)配合活动套(309)可带动伸缩轴(308)在驱动轴(301)内伸缩，从而控制掘进刀(307)在伸缩槽内伸缩，通过第二调节气缸(313)配合转动套(312)可带动驱动轴(301)在第一顶进管(1)内实现伸缩，当遇到石块或者难以挖掘的坚硬物体时，控制掘进刀(307)缩回，并控制破碎尖(304)伸出，利用破碎尖(304)对坚硬物体进行破碎，若干翻转气缸(319)配合翻转杆(320)可带动第一顶进管(1)在第二顶进管(2)表面转动，从而改变破碎尖(304)和掘进刀(307)的倾斜角度；步骤二、当土体被掘进机构(3)掘进后，伸缩气缸(403)控制靠近掘进机构(3)一端的连接管节(401)向前推进，增加新的辅助管节(5)，并通过顶管气缸(605)推动辅助管节(5)将另外一个连接管节(401)向前推进，增加掘进长度向前掘进；步骤三、掘进机构(3)掘进过程中产生的泥土通过进料口(318)进入输送室(701)内，通过输送电机(703)带动螺旋轴(704)转动，将输送室(701)内的泥土通过输送管(702)输送至输送小车(706)内，并对输送小车(706)内的泥土进行转运。

技术总结

本发明涉及一种掘进效果好的顶管机及其工作方法，该掘进效果好的顶管机，包括第一顶进管和第二顶进管，第一顶进管与第二顶进管活动连接，所述第一顶进管的内部设有掘进机构，第二顶进管远离第一顶进管的一端固定有伸缩管节，伸缩管节的一端设有辅助管节，辅助管节的一侧设有顶管机构，所述第一顶进管的内部设有输送机构；所述掘进机构包括活动连接在第一顶进管内部的驱动轴，驱动轴的外侧设有驱动组件；解决了现有技术中，由于切割组件固定在顶管机内部难以进行伸缩，在遇到坚硬石块等复杂工况下，容易造成对切割刀的损伤，影响顶管机工程施工进度，并且由于切割组件保持不动，仅仅靠旋转对土体进行挖掘，挖掘的效率较低等问题。题。题。