[实用新型]一种仿生微孔径地下掘进机钻扩机构

说明书

本实用新型涉及一种仿生微孔径地下掘进机钻扩机构，其包括电机壳、空心杯正反转电机、联轴器、前机壳、固定环、丝杆、丝杆螺母、钻头、扩张板及扩张板连杆，在电机壳内安装空心杯正反转电机及联轴器，空心杯正反转电机驱动联轴器，联轴器连接丝杆与电机输出轴，丝杆转动支撑安装于与前电机壳及前机壳内；丝杆的前端部安装钻头，丝杆和钻头旋向相反；在丝杆上安装丝杆螺母，该丝杆螺母同轴安装连杆铰接座，扩张板连杆一端与连杆铰接座铰装，另一端伸出前机壳与扩张板前部铰装，扩张板为两个至四个扩张板，两个至四个扩张板闭合后围城圆筒状，扩张板后部铰装于电机壳前部的固定环。本实用新型不需要外部动力设备，实现独立钻扩掘进，运行稳定可靠。

技术领域

本实用新型属于仿生式掘进装置领域，特别是一种仿生微孔径地下掘进机钻扩机构。

背景技术

随着我国城市化进程加快，城市交通与通讯网络的立体化已成为当今城市建设的重要发展方向，城市建设中小直径管线铺设等小型施工，各类地质勘探与研究，以及反恐中的隐蔽性非开挖作业，都需要相应的地下掘进装置与设备。城市建设中的地铁隧道等大型管线施工主要采用盾构机，系统复杂，集钻挖、输送、支撑为一体，且成本较高。小直径管线施工(25～200cm)，如给排水管线、燃气管线、光纤(电缆)管线、工业管道的施工等一方面不能采用盾构机，另一方面不希望破坏地表影响交通，采用非开挖施工的方法可以减小对交通的影响和对地表设施的破坏，是理想的施工方法。目前城市中采用的非开挖方法主要有冲击矛法、水平定向钻井、水平螺旋钻进法等，多以气压或液压冲击为动力，进行旋钻式挖掘。地面上需要配备大型辅助设备用于排屑、控温、推进，因而设备灵活性不高，单次掘进距离有限(40m以内)，从而制约了旋钻式地下掘进设备的应用范围，使其无法满足城市地下管线铺设所需的掘进距离长，噪音低，震动低，微型化等要求。

中国发明专利(CN201611252858.2)公开了一种扩张式盾构机，其利用液压电机驱动各级扩张装置实现逐级扩张，每级扩张装置均采用5-6个液压缸，孔洞大小为30cm-200cm，该机构可实现无屑非开挖，但开孔范围较大，且需要外部的动力装置较多。

中国发明专利(CN201510982376.1)公开了一种电缆缚设非开挖方法，提供了一小管径电缆缚设排管非开挖方法，管径为400mm，但需要挖设工作井和接收井，利用回拖扩孔的方法实现。掘进距离短，需开挖工作井和接收井。

中国发明专利(CN201710445841.7)公开了一种仿蚯蚓的水下拱泥机器人，其包含两节转向和支撑机构，舵机利用旋转平台将动力传递给动力传动杆及锥形拱泥头，使锥形拱泥头旋转，利用气缸杆的伸缩驱动拱泥头机构往复运动，实现打孔，但该机器人运动形式较复杂，且运动距离有限。

综上所述，现有的掘进装置，其普遍使用盾构机和常用的非开挖方法，无法实现微小孔径的非开挖，且需要预先挖设工作井；也有改进的钻机上的钻扩具，实现钻扩运动，但其钻扩需要地面上的辅助设备和动力设备，无法实现长距离运动。目前，还没有不需要外部动力设备，独立掘进，实现钻扩结合掘进方式对微小孔径进进行非开挖的钻扩机构。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种仿生微孔径地下掘进机钻扩机构，可以在不需外部动力设备的情况下，独立掘进，采用钻扩结合的掘进方式实现微小孔径的非开挖。

本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种仿生微孔径地下掘进机钻扩机构，其特征在于：包括电机壳、空心杯正反转电机、联轴器、前机壳、固定环、丝杆、丝杆螺母、钻头、扩张板及扩张板连杆，在电机壳内安装空心杯正反转电机及联轴器，空心杯正反转电机驱动联轴器，联轴器连接丝杆与电机输出轴，丝杆转动支撑安装于与前电机壳及前机壳内；丝杆的前端部安装钻头，丝杆和钻头旋向相反；在丝杆上安装丝杆螺母，该丝杆螺母同轴安装连杆铰接座，扩张板连杆的一端与连杆铰接座铰装，另一端伸出所述前机壳与扩张板前部铰装，扩张板为两个至四个扩张板，两个至四个扩张板闭合后围城圆筒状，扩张板后部铰装于电机壳前部的固定环。