[发明专利]一种掘进机超挖刀控制机构及掘进机

说明书

本发明提供一种掘进机超挖刀控制机构，包括控制器、电动执行器和超挖刀，电动执行器分别与控制器和超挖刀连接。结构简单紧凑、安装空间小、成本低，并且避免了系统响应慢，不能及时调节超挖刀行程从而导致欠挖或过挖的问题，电动执行器的整个生命周期不需要维护，电动执行器重复精度高。

技术领域

本发明属于隧道掘进装备技术领域，具体涉及一种掘进机超挖刀控制机构及掘进机。

背景技术

掘进机在地铁等隧道施工中，得到了越来越多的应用。超挖刀系统为掘进机的重要组成部分，在实际施工过程中，为了实现掘进机小半径的转弯，掘进机转弯的时候，需要用超挖刀进行扩挖，为盾构转弯扩出空间。现有技术方案中，存在以下问题：超挖刀伸出和缩回通过液压油缸控制，液压油缸动作需配置液压泵站、液压控制阀等，系统元件多，占用空间大，成本高，并且通过液压缸控制精度较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单紧凑、控制精度高、成本低的掘进机超挖刀控制机构及掘进机。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种掘进机超挖刀控制机构，包括控制器、电动执行器和超挖刀，电动执行器分别与控制器和超挖刀连接。

根据本发明的掘进机超挖刀控制机构，采用电动执行器替代现有技术中的液压油缸，并且不需要配置液压泵站、液压控制阀等系统元件，因此使得掘进机超挖刀控制机构结构简单紧凑，相应地，可以节省空间和生产制造成本。另外，由于电动执行器通过控制器输入的信号，调整伸出和缩回的速度控制超挖刀的实际位移，能够避免现有技术中超挖刀通过油缸控制，油缸通过电磁阀控制造成系统响应慢，不能及时调节超挖刀行程从而导致欠挖或过挖的问题。再次，相比液压控制中液压油需要定期更换，液压油有可能泄露造成污染从而引起故障的问题，电动执行器的整个生命周期不需要维护。并且，相对液压系统控制重复精度差的问题，电动执行器重复精度高。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

具体地，在一个优选的实施方式中，电动执行器包括伺服电机和位移传感器。电动执行器通过伺服电机提供动力源，可以确保电动执行器的速度平稳且连续可调。另外，电动执行器的信号由控制器输入，位移传感器可以将电动执行器的实际位移实时传入控制器，从而保证超挖刀实际位置的闭环控制。通过闭环控制，可以实时反馈并修正超挖刀的实际行程，并最终完全稳定在操作人员的设定值，达到精确控制的目的，从而有助于提高系统的精度和稳定性。具体地，控制器通过输入的控制信号转化成输出信号传输给伺服电机，伺服电机根据该输入信号，控制电动执行器的实际位置。同时，控制器通过接收到的电动执行器的实际位移，及时调整输出参数，从而形成闭环控制，最终提高超挖刀位置的精度和准确性。

进一步地，在一个优选的实施方式中，电动执行器与超挖刀通过连杆机构连接。通过连杆机构，可以根据实际空间来安排超挖刀和电动执行器的安装位置。并且，在一些确定情况下，一个小的电动执行器，通过连杆机构，利用杠杆原理，能够放大实际输出到超挖刀上的作用力。

具体地，在一个优选的实施方式中，电动执行器采用齿轮传动形式。电动执行器采用齿轮传动的方式使得电动执行器的结构简单，并且非常方便地实现电动执行器的直线运动，从而带动超挖刀作直线运动。

具体地，在另一个优选的实施方式中，电动执行器采用蜗轮蜗杆传动形式。进一步地，在一个优选的实施方式中，控制器能够控制电动执行器按照确定序列动作从而使得超挖刀实现仿形运动。通过标准的可编程控制器控制，电动执行器能够实现复杂的运动序列动作，从而实现超挖刀的的仿形功能。

在一个优选的实施方式中，电动执行器包括若干个。通过多个电动执行器，一方面可以提高超挖刀的输出力，另一方面，在确定的空间内，由于单个电动执行器安装空间所限，只能通过多个小的电动执行器控制一个超挖刀。