[发明专利]一种智能化挖掘顶管机

说明书

技术领域

本发明涉及挖掘机械领域，具体涉及一种智能化挖掘顶管机。

背景技术

顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或顶管机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或顶管掘进机后，埋设在两坑之间。

顶管机是顶管法施工使用的机械设备。挖掘臂组件是顶管机的重要组成部分，通常挖掘臂组件包括挖掘臂、挖斗和挖斗油缸，挖斗油缸带动挖斗做挖掘动作。

现有的挖掘臂组件只能对单一方向进行挖掘动作，挖斗只能沿一个方向做反复的挖掘动作，其他方向例如位于挖斗侧面的物料则不能被挖掘到。现有的顶管机在挖掘土层软松的地方时，经常会出现上方塌方的情况，挖掘工作就不得不被迫中止，严重影响生产效率，严重的还会直接威胁人员和设备的安全，因此，市场上越来越需要一种设置在顶管机前端的防塌方装置。

另外，由于现有的顶管机自动化水平不高，依然需要使用人工进行人工操作或现场监工，这种操作方法一是生产效率低下，二是对人有一定的安全风险，因此，市场上越来越需要一种智能化操作的挖掘顶管机。

发明内容

本发明是鉴于现有技术存在的上述问题提出的，本发明提供了一种智能化挖掘顶管机。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种智能化挖掘顶管机，包括挖掘臂总成、防塌方筒体总成、输送机构和控制系统；

所述挖掘臂总成设置在所述防塌方筒体总成内；

所述挖掘臂总成包括挖掘臂、旋转单元和摆动单元，所述旋转单元用于带动所述挖掘臂作自由转动，所述摆动单元用于带动所述挖掘臂作上下、左右摆动；

所述防塌方筒体总成包括前筒体和后筒体，所述前筒体和所述后筒体通过纠偏油缸铰连接，所述前筒体可沿后筒体向前伸出以防止土层塌方，所述纠偏油缸用于带动所述前筒体进行纠偏以使挖掘沿直线进行；

所述输送机构包括输送带和输送车，所述输送带设置在所述挖掘臂总成的下方，所述输送带和输送车用于输送挖掘出的泥土；

所述控制系统包括主控制单元、挖掘臂控制单元、筒体控制单元和输送控制单元，所述主控制单元与所述挖掘臂控制单元、筒体控制单元和输送控制单元信号连接，所述主控制单元用于控制所述挖掘臂控制单元、筒体控制单元和输送控制单元，所述挖掘臂控制单元、筒体控制单元和输送控制单元分别用于控制所述挖掘臂总成、防塌方筒体总成和输送机构的自动工作。

优选地，所述旋转单元包括旋转油缸，所述旋转油缸的输出端与所述挖掘臂的尾端固定连接，所述旋转油缸用于带动所述挖掘臂作自由旋转；所述挖掘臂总成还包括伸缩单元，所述伸缩单元包括伸缩臂、伸缩油缸和大臂，所述伸缩油缸用于带动所述伸缩臂在所述大臂上前后伸缩；所述旋转单元的旋转油缸的缸体固定在所述伸缩臂上。

优选地，所述摆动单元包括上下变幅油缸，所述上下变幅油缸的活塞杆与所述大臂连接，所述上下变幅油缸的活塞杆用于带动所述挖掘臂作上下摆动；所述上下变幅油缸的缸体固定在一转动架上，所述大臂的尾端枢接在所述转动架上；所述摆动单元还包括左右变幅油缸及回转支承固定座，所述转动架通过一回转支承固定在所述回转支承固定座上，所述左右变幅油缸的活塞杆用于带动所述转动架绕所述回转支承作左右摆动；所述回转支承固定座和左右变幅油缸的缸体设置在所述后筒体上。

优选地，所述主控制单元包括主控制器和显示器，所述主控制器与所述挖掘臂控制单元、筒体控制单元和输送控制单元信号连接，所述主控制器用于控制所述挖掘臂总成、防塌方筒体总成和输送机构的工作，所述显示器用于实时显示所述挖掘臂总成、防塌方筒体总成和输送机构的工作过程。

优选地，所述挖掘臂控制单元包括上下摆动传感器和左右摆动传感器，所述上下摆动传感器和左右摆动传感器均设置在所述后筒体内，所述上下摆动传感器和左右摆动传感器均与所述主控制单元的主控制器信号连接，所述上下摆动传感器和左右摆动传感器分别用于检测所述挖掘臂上下、左右摆动幅度并将检测信号传送至所述主控制器，所述主控制器通过所述挖掘臂控制单元控制所述挖掘臂总成的摆动单元的动作以防止所述挖掘臂与所述防塌方筒体总成发生碰撞。