本發(fā)明涉及土層管道的自動(dòng)挖掘領(lǐng)域，尤其涉及一種土層掘進(jìn)的增阻步進(jìn)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)及其方法。

背景技術(shù)：

申請(qǐng)?zhí)枮閏n01123509.8、名稱為一種管土間增阻自驅(qū)動(dòng)頂管頂進(jìn)方法及其頂管裝置的發(fā)明創(chuàng)造公開了前后設(shè)置的筒體配合前后筒體之間的推力機(jī)構(gòu)、筒體上的通過膨脹方式擠壓土層的彈性體來實(shí)現(xiàn)土層掘進(jìn)裝置在土層內(nèi)的自動(dòng)掘進(jìn)，然而該土層掘進(jìn)裝置需要位于土層之中才能進(jìn)行自動(dòng)掘進(jìn)，對(duì)于掘進(jìn)前的土層掘進(jìn)裝置有必要設(shè)計(jì)一種能夠引導(dǎo)土層掘進(jìn)裝置至土層內(nèi)的機(jī)構(gòu)。申請(qǐng)?zhí)枮閏n03119663.2、名稱為一種掘進(jìn)機(jī)及其施工方法的發(fā)明創(chuàng)造公開了通過推進(jìn)油缸直接推動(dòng)推進(jìn)本體進(jìn)行掘進(jìn)，然后后續(xù)推進(jìn)管材配合推進(jìn)本體形成管道的方式來完成推進(jìn)本體的引導(dǎo)，概括為直接把推進(jìn)本體推入土層中，缺乏土層外部的定位，難以精確定位，引導(dǎo)過程中推進(jìn)本體難以沿軸向運(yùn)動(dòng)，推進(jìn)過程容易跑偏，因此，有必要設(shè)計(jì)一種精確定位的土層掘進(jìn)裝置的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決上述所提及的技術(shù)問題，提供一種能夠精確定位的土層掘進(jìn)裝置的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)及方法。

本發(fā)明的一個(gè)目的是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種土層掘進(jìn)的增阻步進(jìn)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，包括有運(yùn)輸車輛、設(shè)置在運(yùn)輸車輛上的引導(dǎo)管、一端鉸接在引導(dǎo)管外壁上的旋轉(zhuǎn)臂，旋轉(zhuǎn)臂上設(shè)置有通過旋轉(zhuǎn)方式嵌入土層的固定組件。

優(yōu)選的，還包括有推缸，推缸包括有連接引導(dǎo)管的缸體以及能夠接近和遠(yuǎn)離缸體移動(dòng)的輸出端，輸出端上鉸接有滑塊，旋轉(zhuǎn)臂上設(shè)置有容置滑塊滑動(dòng)的滑槽。

優(yōu)選的，還包括有推缸，推缸包括有連接引導(dǎo)管的缸體以及能夠接近和遠(yuǎn)離缸體移動(dòng)的輸出端，旋轉(zhuǎn)臂包括有繞引導(dǎo)管的圓周方向設(shè)置的至少兩個(gè)，輸出端上設(shè)置有能夠套設(shè)于引導(dǎo)管外的中間圓環(huán)，中間圓環(huán)上鉸接有對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)臂數(shù)量的滑塊，旋轉(zhuǎn)臂上設(shè)置有容置滑塊滑動(dòng)的滑槽。

優(yōu)選的，滑塊和滑槽均為t形截面。

優(yōu)選的，固定組件包括有鉆頭和驅(qū)動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)的第一電機(jī)，第一電機(jī)連接旋轉(zhuǎn)臂。

優(yōu)選的，第一電機(jī)鉸接在旋轉(zhuǎn)臂上，旋轉(zhuǎn)臂上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)第一電機(jī)繞鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)角度機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選的，旋轉(zhuǎn)臂上設(shè)置有能夠相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，調(diào)角度機(jī)構(gòu)包括有能夠帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的第二電機(jī)，第一電機(jī)固定連接轉(zhuǎn)軸。

優(yōu)選的，旋轉(zhuǎn)臂上設(shè)置有能夠相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，第一電機(jī)固定連接轉(zhuǎn)軸，調(diào)角度機(jī)構(gòu)包括有輸出端在旋轉(zhuǎn)偏心位置鉸接第一電機(jī)的氣缸或液壓缸。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種土層掘進(jìn)的增阻步進(jìn)引導(dǎo)方法，通過運(yùn)輸車輛移動(dòng)引導(dǎo)管，使引導(dǎo)管內(nèi)的土層掘進(jìn)裝置中用于切割土層的轉(zhuǎn)盤能夠貼合土層，然后張開旋轉(zhuǎn)臂，調(diào)整固定件的角度使得固定件能夠旋轉(zhuǎn)嵌入土層完成定位；隨后引導(dǎo)管作為位于土層外的基準(zhǔn)用于后筒體上彈性體膨脹的擠壓固定，前筒體上的彈性體收縮，推力機(jī)構(gòu)推動(dòng)前筒體和轉(zhuǎn)盤相對(duì)于后筒體前進(jìn)；前進(jìn)完成后引導(dǎo)管作為前筒體上彈性體膨脹的擠壓固定基準(zhǔn)，后筒體上的彈性體收縮，推力機(jī)構(gòu)拉動(dòng)后筒體朝向前筒體靠近；引導(dǎo)管作為基準(zhǔn)到前筒體和后筒體均進(jìn)入到土層內(nèi)。

有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種土層掘進(jìn)的增阻步進(jìn)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)及其方法通過設(shè)置在土層外的引導(dǎo)管作為配合土層掘進(jìn)裝置中彈性件膨脹固定的基準(zhǔn)來使得土層掘進(jìn)裝置通過自身的動(dòng)力源即可完成掘進(jìn)，節(jié)省了外界動(dòng)力，并且通過引導(dǎo)管的導(dǎo)向和固定件的定位，提高了引導(dǎo)精度，使得土層掘進(jìn)裝置能夠在引導(dǎo)初期沿引導(dǎo)管的軸線運(yùn)動(dòng)，不會(huì)跑偏。

附圖說明

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，其中：

圖1為引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的立體視角的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為土層掘進(jìn)裝置的徑向視角的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為土層掘進(jìn)裝置引導(dǎo)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為旋轉(zhuǎn)臂上包括固定組件的局部放大示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖3所示，一種土層掘進(jìn)的增阻步進(jìn)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，包括有運(yùn)輸車輛1、設(shè)置在運(yùn)輸車輛1上的引導(dǎo)管2、一端鉸接在引導(dǎo)管2外壁上的旋轉(zhuǎn)臂3，旋轉(zhuǎn)臂3上設(shè)置有通過旋轉(zhuǎn)方式嵌入土層的固定組件4。

如圖2所示，土層掘進(jìn)裝置包括有前筒體6和后筒體7，前筒體6和后筒體7之間通過可直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的推力機(jī)構(gòu)9連接，前筒體6和后筒體7上均套設(shè)有可充氣膨脹和泄氣收縮的彈性件，前筒體6和后筒體7上均可設(shè)置有容置彈性件嵌入的凹槽，轉(zhuǎn)盤5連接前筒體6，前筒體6和轉(zhuǎn)盤5之間可通過直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸或液壓缸連接。推力機(jī)構(gòu)9可以是設(shè)置在前筒體6和后筒體7之間的至少兩個(gè)氣缸或液壓缸，通過氣缸間的推進(jìn)量的差異來控制前筒體6相對(duì)于后筒體7的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。彈性體8可以是通過氣泵充氣的氣囊或者液泵充液的液壓囊。

一種土層掘進(jìn)的增阻步進(jìn)引導(dǎo)方法，通過運(yùn)輸車輛1移動(dòng)引導(dǎo)管2，如圖3所示，使引導(dǎo)管2內(nèi)的土層掘進(jìn)裝置中用于切割土層的轉(zhuǎn)盤5能夠貼合土層，然后張開旋轉(zhuǎn)臂3，調(diào)整固定件的角度使得固定件能夠旋轉(zhuǎn)嵌入土層完成定位；隨后引導(dǎo)管2作為位于土層外的基準(zhǔn)用于后筒體7上彈性體8膨脹的擠壓固定，前筒體6上的彈性體8收縮，推力機(jī)構(gòu)9推動(dòng)前筒體6和轉(zhuǎn)盤5相對(duì)于后筒體7前進(jìn)；前進(jìn)完成后引導(dǎo)管2作為前筒體6上彈性體8膨脹的擠壓固定基準(zhǔn)，后筒體7上的彈性體8收縮，推力機(jī)構(gòu)9拉動(dòng)后筒體7朝向前筒體6靠近；引導(dǎo)管2作為基準(zhǔn)到前筒體6和后筒體7均進(jìn)入到土層內(nèi)。

一種土層掘進(jìn)的增阻步進(jìn)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，可以包括有推缸，推缸包括有連接引導(dǎo)管2的缸體以及能夠接近和遠(yuǎn)離缸體移動(dòng)的輸出端，輸出端上鉸接有滑塊，旋轉(zhuǎn)臂3上設(shè)置有容置滑塊滑動(dòng)的滑槽?；瑝K和滑槽可以是t形截面。推缸可以是氣缸也可以是液壓缸。通過控制推缸的輸出量和輸出速度即可控制旋轉(zhuǎn)臂3的旋轉(zhuǎn)的速度和角度，由于土層可能是不平的，通過推缸的控制使得輸出端上的固定組件4能夠貼合不平的土層，旋轉(zhuǎn)臂3上可以設(shè)置有感應(yīng)振動(dòng)信號(hào)的感應(yīng)器或者感應(yīng)光照信號(hào)的感應(yīng)器，土層接觸到固定組件4則土層會(huì)撞擊旋轉(zhuǎn)臂3產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)，感應(yīng)器控制推缸停止，或者土層接觸帶固定組件4則感應(yīng)器感應(yīng)到土層的位置控制推缸停止；可以通過在旋轉(zhuǎn)臂3的移動(dòng)過程中感應(yīng)到土層的即達(dá)到使得固定組件4能夠接觸土層則停止推缸的驅(qū)動(dòng)力，固定組件4的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力可以和推缸聯(lián)動(dòng)，即固定組件4開始旋轉(zhuǎn)則推缸開始推進(jìn)，使得固定組件4旋轉(zhuǎn)進(jìn)入土層時(shí)推缸不會(huì)干擾固定組件4的運(yùn)動(dòng)，具體可以通過同一開關(guān)電路控制。

一種土層掘進(jìn)的增阻步進(jìn)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，可以包括有推缸，推缸包括有連接引導(dǎo)管2的缸體以及能夠接近和遠(yuǎn)離缸體移動(dòng)的輸出端，旋轉(zhuǎn)臂3包括有繞引導(dǎo)管2的圓周方向設(shè)置的至少兩個(gè)，輸出端上設(shè)置有能夠套設(shè)于引導(dǎo)管2外的中間圓環(huán)，中間圓環(huán)上鉸接有對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)臂3數(shù)量的滑塊，旋轉(zhuǎn)臂3上設(shè)置有容置滑塊滑動(dòng)的滑槽。滑塊和滑槽可以是t形截面。當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂3至少為兩個(gè)，則可以選用推缸作為每個(gè)旋轉(zhuǎn)臂3運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，節(jié)省動(dòng)力源，通過中間圓環(huán)作為中間連接件來驅(qū)動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)，使得每個(gè)旋轉(zhuǎn)臂3同時(shí)運(yùn)動(dòng)。

如圖4所示，固定組件4可以包括有鉆頭41和驅(qū)動(dòng)鉆頭41旋轉(zhuǎn)的第一電機(jī)42，第一電機(jī)42連接旋轉(zhuǎn)臂3。磚頭的朝向土層的端部可以為圓錐形凸起。在旋轉(zhuǎn)臂3旋轉(zhuǎn)到固定組件4的鉆頭41能夠接觸土層則第一電機(jī)42開啟使得鉆頭41能夠進(jìn)入土層完成固定，第一電機(jī)42的氣動(dòng)和驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂3旋轉(zhuǎn)的推缸可以聯(lián)動(dòng)。

第一電機(jī)42鉸接在旋轉(zhuǎn)臂3上，旋轉(zhuǎn)臂3上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)第一電機(jī)42繞鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)角度機(jī)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)臂3上可以設(shè)置有能夠相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臂3轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，調(diào)角度機(jī)構(gòu)包括有能夠帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的第二電機(jī)，第一電機(jī)42固定連接轉(zhuǎn)軸。旋轉(zhuǎn)臂3上可以設(shè)置有能夠相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臂3轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，第一電機(jī)42固定連接轉(zhuǎn)軸，調(diào)角度機(jī)構(gòu)包括有輸出端在旋轉(zhuǎn)偏心位置鉸接第一電機(jī)42的氣缸或液壓缸。調(diào)角度機(jī)構(gòu)的設(shè)置是為了使得鉆頭41的角度能夠調(diào)整，對(duì)于不是平整面的土層，需要調(diào)整鉆頭41來找到最佳的鉆入土層的角度，這樣使得旋轉(zhuǎn)臂3能夠更好地固定在土層上。

以上實(shí)施例不局限于該實(shí)施例自身的技術(shù)方案，實(shí)施例之間可以相互結(jié)合成新的實(shí)施例。以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而并非對(duì)其進(jìn)行限制，凡未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。