[发明专利]一种盾构机自动换刀装置

说明书

本申请公开了一种盾构机自动换刀装置，包括固定舱、旋转舱和换刀机构，所述旋转舱与所述固定舱可转动连接，所述换刀机构通过可伸缩导轨与所述旋转舱连接，所述换刀机构在所述可伸缩导轨的带动下，可伸出至所述旋转舱外或可缩入至所述旋转舱内；所述换刀机构包括升降机构、调整机构和换刀机构，所述升降机构连接在所述可伸缩导轨上并可相对于所述可伸缩导轨做升降运动，所述换刀机构通过所述调整机构与所述升降机构连接，所述调整机构用于调整所述换刀机构与所述升降机构之间的角度和位置。本申请的盾构机自动换刀装置，能对盾构机刀盘上安装的滚刀，刮刀等进行自动的更换，解决了人工换刀所面临的作业难度大，风险高，成本高等问题。

技术领域

本公开一般涉及盾构机领域，具体涉及盾构机的换刀作业，尤其涉及盾构机自动换刀装置。

背景技术

盾构机是一种大型施工设备，常用于距离长、埋深大、地质情况复杂的隧道工程。根据国家战略需求和技术发展，一系列地下工程领域的“超级工程”，如烟烟大海底隧道、琼州海峡隧道和一些穿越大型山岭的水利工程等，都使用盾构机作为主要的开凿设备。在这些工程中，地质情况复杂、水压或岩压超高、施工风险极大，使用盾构机可减少暴露于危险环境的人员数量，盾构机还可以应对人员无法进入的作业环境，降低劳动强度，提高施工质量和效率。

但是，盾构机刀盘上安装的滚刀、刮刀等，在进行挖掘过程中会不断的磨损。在刀具磨损较小的沙土地层中换刀频率约为800米/次，而在较为坚硬的地层中可能会短至200-300米/次。目前，更换过程只能采用人员携带工具和新刀具进入开挖仓手工操作的方式。在施工过程中人员进入开挖仓需要采用潜水方法，即利用多道闸门的人舱逐渐升压和降压，使人员适应开挖仓内部的高压。使用这种方法时，维护人员进入开挖仓实施刀具更换作业的难度大、风险高，并且作业时间长、作业成本高。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种能够自动完成换刀工作的盾构机自动换刀装置。

根据本公开的第一方面，提供了一种盾构机自动换刀装置，包括固定舱、旋转舱和换刀结构，所述旋转舱与所述固定舱可转动连接，所述换刀结构通过可伸缩导轨与所述旋转舱连接，所述换刀结构在所述可伸缩导轨的带动下，可伸出至所述旋转舱外或可缩入至所述旋转舱内；所述换刀结构包括升降机构、调整机构和换刀机构，所述升降机构连接在所述可伸缩导轨上并可相对于所述可伸缩导轨做升降运动，所述换刀机构通过所述调整机构连接在所述升降机构的顶部，所述调整机构用于调整所述换刀机构与所述升降机构之间的角度和位置。

优选地，所述旋转舱的旋转轴伸入至所述固定舱内并通过套设在所述固定舱外的法兰透盖压合，所述法兰透盖上设有电机，所述电机连接有第一齿轮，所述旋转舱在靠近所述固定舱的末端设有外齿轮，所述旋转舱通过所述外齿轮与所述第一齿轮之间的啮合运动可相对于所述固定舱转动。

优选地，所述升降机构为剪式升降台，所述调整机构包括旋转平台和双层伸缩平台，所述旋转平台可转动连接在所述剪式升降台的顶部，所述双层伸缩平台连接在所述旋转平台上，并可相对于所述旋转平台向前和向后伸缩运动，所述换刀机构固定在所述双层伸缩平台上，所述旋转平台用于调整所述换刀机构与所述剪式升降台之间的角度，双层伸缩平台用于调整所述换刀机构与所述剪式升降台之间的位置。

优选地，所述剪式升降台的顶部设有由电机驱动的第二齿轮，所述旋转平台靠近所述第二齿轮的一侧设有外齿条，所述第二齿轮与所述外齿条啮合，所述旋转平台在远离所述第二齿轮的一侧通过转轴与固定在所述剪式升降台顶部的旋转底座连接，通过所述第二齿轮与所述外齿条之间的啮合运动，所述旋转平台可绕所述转轴相对于所述剪式升降台转动。