隧道开挖设备的制作方法

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1.本实用新型涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种隧道开挖设备。

背景技术：

2.隧道施工过程中通常需要采用盾构法，盾构法施工机械化程度高，工效快，是成熟的机械化施工设备。但是盾构法所采用的盾构机体积大，盾构机的施工难度大，施工成本高。因此，亟需提供一种施工难度低且成本低的隧道开挖设备。

技术实现要素：

3.本实用新型提供一种隧道开挖设备，用以解决现有技术中盾构机的施工难度大且施工成本高的缺陷，实现降低隧道施工难度以及施工成本的效果。
4.本实用新型提供一种隧道开挖设备，包括：
5.切削装置，用于切削土体或岩层；
6.载具，包括可行走的底盘及设置于所述底盘的位移驱动机构，所述位移驱动机构与所述切削装置相连接，并能够驱动所述切削装置位移；
7.气体输送系统，包括抽吸装置、分离装置及输送管，所述分离装置能够将气体与砂石土壤分离，所述分离装置包括进气口和排气口，所述输送管的第一端与所述进气口相连接，所述输送管的第二端延伸至所述切削装置，所述抽吸装置与所述排气口连接，用于抽取所述分离装置内的空气。
8.根据本实用新型提供的一种隧道开挖设备，所述切削装置包括旋转刀具和转动驱动机构，所述转动驱动机构分别与所述位移驱动机构和所述旋转刀具相连接，所述转动驱动机构能够驱动所述旋转刀具转动。
9.根据本实用新型提供的一种隧道开挖设备，所述切削装置还包括机械臂，所述转动驱动机构通过所述机械臂与所述位移驱动机构相连接，且所述转动驱动机构和所述位移驱动机构分别与所述机械臂的自由端和固定端连接。
10.根据本实用新型提供的一种隧道开挖设备，还包括料斗，所述料斗设置于所述旋转刀具的下方，并且所述料斗与所述输送管的第二端相连接。
11.根据本实用新型提供的一种隧道开挖设备，所述分离装置设置为重力式除尘器、过滤式除尘器或者旋风式除尘器。
12.根据本实用新型提供的一种隧道开挖设备，所述分离装置的底部设有卸料口。
13.根据本实用新型提供的一种隧道开挖设备，还包括控制阀，所述分离装置的数量设置为两个，每个所述分离装置的排气口均与所述抽吸装置相连接；
14.两个所述分离装置通过所述控制阀与所述输送管相连接，所述控制阀能够控制任意一个所述分离装置与所述输送管连通。
15.根据本实用新型提供的一种隧道开挖设备，所述载具设置为挖掘机，所述切削装置连接于所述挖掘机的自由端。
16.根据本实用新型提供的一种隧道开挖设备，所述底盘设置为履带行走底盘或轮式行走底盘。
17.根据本实用新型提供的一种隧道开挖设备，所述抽吸装置设置为真空泵或者风机。
18.本实用新型提供的隧道开挖设备，通过载具能够带动切削装置进行移动，从而对隧道内的土体或岩层进行切削。通过抽吸装置抽吸分离装置内的空气，使得分离装置内形成负压。在负压的作用下，分离装置可通过输送管将切削装置切削形成的砂石土壤吸入，分离装置将气体与砂石土壤分离，并对砂石土壤进行收集。
19.如此设置，相对于现有技术中的盾构机，隧道开挖设备的结构简单紧凑，体积更小，施工更加灵活方便，施工难度更低，同时能够降低施工成本。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本实用新型实施例中提供的隧道开挖设备的结构示意图；
22.图2是本图1所示视图的俯视图；
23.图3是本实用新型实施例中提供的分离装置的结构示意图；
24.图4是本实用新型实施例中提供的隧道开挖设备在隧道中的工作状态示意图。
25.附图标记：
26.1、底盘；2、分离装置；3、输送管；4、抽吸装置；5、风管；6、旋转刀具；7、机械臂；8、料斗；9、卸料口；10、工作平台；11、动臂；12、斗杆；13、安装座；14、第一连杆；15、第二连杆；16、控制模块；17、进气口；18、排气口。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.下面结合图1至图4描述本实用新型实施例中提供的隧道开挖设备。
29.具体来说，隧道开挖设备包括切削装置、载具及气体输送系统。
30.其中，切削装置用于切削土体或岩层。
31.载具包括可行走的底盘1和设置于底盘1的位移驱动机构。位移驱动机构与切削装置相连接，并且位移驱动机构能够驱动切削装置位移。
32.气体输送系统包括抽吸装置、分离装置及输送管。
33.分离装置2能够将气体与砂石土壤分离，分离装置2包括进气口17和排气口18。
34.输送管3的第一端与分离装置2的进气口17相连接，输送管3的第二端延伸至切削
装置。例如，输送管3的第二端延伸至切削装置的下方，以吸收切削装置切削土体或岩层产生的砂石土壤。
35.抽吸装置4与排气口18连接，用于抽取分离装置2内的空气，以使分离装置2内产生负压。
36.本实用新型实施例中提供的隧道开挖设备，通过载具能够带动切削装置进行移动，从而对隧道内的土体或岩层进行切削。通过抽吸装置4抽吸分离装置2内的空气，使得分离装置2内形成负压。在负压的作用下，分离装置2可通过输送管3将切削装置切削形成的砂石土壤吸入，分离装置2将气体与砂石土壤分离，并对砂石土壤进行收集。
37.如此设置，相对于现有技术中的盾构机，隧道开挖设备的结构简单紧凑，体积更小，施工更加灵活方便，施工难度更低，同时能够降低施工成本。本实用新型提供的隧道开挖设备尤其适用于第四纪地层的变断面隧道、大断面隧道及小断面隧道的开挖。
38.参考图1、图4所示，在本实用新型提供的一些实施例中，切削装置包括旋转刀具6和转动驱动机构。转动驱动机构分别与位移驱动机构和旋转刀具6相连接，转动驱动机构能够驱动旋转刀具6转动。如此设置，能够通过转动驱动机构驱动旋转刀具6转动从而对隧道内的土体或岩层进行切削。
39.参考图1、图4所示，在本实用新型提供的一些实施例中，切削装置还包括机械臂7。转动驱动机构通过机械臂7与位移驱动机构相连接，且转动驱动机构与机械臂7的自由端相连接，位移驱动机构与机械臂7的固定端相连接。在使用时，可以利用位移驱动机构将切削装置驱动至靠近开挖面的位置，再通过机械臂7驱动旋转刀具6位移对土体或岩层进行切削，从而使切削装置具有更多的自由度，进而使隧道开挖设备的灵活度更高，使用更方便。
40.需要说明的是，机械臂7的自由度数目可以根据实际需要进行确定，对此不做限定。同时需要说明的是，机械臂7的固定端通常是指机械臂7的底座，机械臂7的自由端通常是至机械臂7的能够在空间内活动的一端。
41.参考图1、图4所示，在本实用新型提供的一些实施例中，隧道开挖设备还包括控制模块16。控制模块16与机械臂7相连接，用于控制机械臂7的动作。例如，控制模块16可以设置于载具。通过设置控制模块16，能够使控制模块16基于预定的程序控制机械臂7实现相应的动作，带动旋转刀具6进行切削作业，从而减少人的劳动强度。
42.参考图1、图4所示，在本实用新型提供的一些实施例中，隧道开挖设备还包括料斗8，料斗8设置于旋转刀具6的下方，并且料斗8与输送管3的第二端相连接。通过设置料斗8，能够增大接料面积，使得旋转刀具6切削产生的砂石土壤基本均能进入到料斗8，并被输送管3输送至分离装置2内，避免砂石土壤掉落而不便于清理的问题。
43.参考图3所示，在本实用新型提供的一些实施例中，分离装置2设置为重力式除尘器。如此设置，分离装置2的结构简单。可选地，重力式除尘器可以包括壳体结构，并且壳体结构的底部可以设置为倒锥形结构，以便于排料。进气口17设置于壳体结构的侧壁。排气口18设置于壳体结构的顶部，或者设置于侧壁靠近顶部的位置。在使用时，砂石土壤经过输送管3进入到壳体结构内，并在重力的作用下沉降于壳体结构的底部，而气体上升经过排气口18排出。
44.当然，分离装置2并不局限于设置为重力式除尘器。
45.例如，分离装置2还可以是过滤式除尘器。具体地，过滤式除尘器可以是布袋除尘
器。布袋除尘器的结构原理属于现有技术中的内容，不属于本文论述重点，此处不再赘述。或者，在重力式除尘器的进气口17与排气口18之间增设过滤组件也能够形成过滤式除尘器。
46.或者，分离装置2还可以是旋风式除尘器。旋风式除尘器的结构原理属于现有技术中的内容，不属于本文论述重点，此处不再赘述。
47.在本实用新型提供的一些实施例中，分离装置2的底部设有卸料口9。通过设置卸料口9，可以在分离装置2装满砂石土壤后，打开卸料口9将分离装置2内的砂石土壤排出。
48.参考图2、图3所示，在本实用新型提供的一些实施例中，隧道开挖设备还包括控制阀，分离装置2的数量设置为两个，每个分离装置2的排气口18均与抽吸装置4相连接。
49.两个分离装置2通过控制阀与输送管3相连接，控制阀能够控制任意一个分离装置2与输送管3连通。
50.如此设置，隧道开挖设备在挖掘隧道的过程中，可以使控制阀将第一个分离装置2与输送管3连通，在第一个分离装置2装满砂石土壤后，可以使控制阀将第二个分离装置2与输送管3连通，从而使输送管3将砂石土壤导入到第二分离装置2内。同时，在将第二个分离装置2与输送管3连通后，可以打开第一个分离装置2的卸料口9，以将第一个分离装置2内的砂石土壤排出，以待重复使用。如此设置，使隧道开挖设备能够进行连续地挖掘作业。
51.可选地，控制阀可以设置为三通阀，例如三通风阀。两个分离装置2通过三通阀与输送管3连接，三通阀能够控制输送管3与任意一个分离装置2连通。
52.参考图1所示，在本实用新型提供的一些实施例中，载具设置为挖掘机，切削装置连接于挖掘机的自由端。如此设置，隧道开挖设备可基于挖掘机进行改造，制造难度更低。
53.具体地，基于设置为挖掘机的载具而言，位移驱动机构包括工作平台10、动臂11、斗杆12、安装座13、第一连杆14和第二连杆15。
54.工作平台10可转动地安装于底盘1。例如，工作平台10可通过回转支承设置于底盘1上，并且工作平台10可以设有驾驶室。底盘1可以设置为履带行走底盘1，从而使隧道开挖设备便于在隧道内移动。
55.工作平台10、动臂11、斗杆12以及安装座13依次可转动地相连接，第一连杆14分别与斗杆12和第二连杆15可转动地相连接，第二连杆15与安装座13可转动地相连接。安装座13可转动地安装于斗杆并构成挖掘机的自由端，切削装置与安装座13连接。具体地，切削装置的机械臂7的固定端与安装座13连接。换言之，实质上相当于利用安装座13替换现有技术中挖掘机的铲斗，并在安装座13设置切削装置，从而能够将现有技术中的挖掘机配置为隧道开挖设备。
56.在本实用新型提供的一些实施例中，抽吸装置4设置为真空泵或者风机。例如，隧道开挖设备还包括风管5，风管5的第一端与分离装置2的排风口相连接。真空泵或风机的进风端与风管5的第二端相连接，以通过风管5抽吸分离装置2内的空气。
57.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种隧道开挖设备，其特征在于，包括：切削装置，用于切削土体或岩层；载具，包括可行走的底盘及设置于所述底盘的位移驱动机构，所述位移驱动机构与所述切削装置相连接，并能够驱动所述切削装置位移；气体输送系统，包括抽吸装置、分离装置及输送管，所述分离装置能够将气体与砂石土壤分离，所述分离装置包括进气口和排气口，所述输送管的第一端与所述进气口相连接，所述输送管的第二端延伸至所述切削装置，所述抽吸装置与所述排气口连接，用于抽取所述分离装置内的空气。2.根据权利要求1所述的隧道开挖设备，其特征在于，所述切削装置包括旋转刀具和转动驱动机构，所述转动驱动机构分别与所述位移驱动机构和所述旋转刀具相连接，所述转动驱动机构能够驱动所述旋转刀具转动。3.根据权利要求2所述的隧道开挖设备，其特征在于，所述切削装置还包括机械臂，所述转动驱动机构通过所述机械臂与所述位移驱动机构相连接，且所述转动驱动机构和所述位移驱动机构分别与所述机械臂的自由端和固定端连接。4.根据权利要求2所述的隧道开挖设备，其特征在于，还包括料斗，所述料斗设置于所述旋转刀具的下方，并且所述料斗与所述输送管的第二端相连接。5.根据权利要求1所述的隧道开挖设备，其特征在于，所述分离装置设置为重力式除尘器、过滤式除尘器或者旋风式除尘器。6.根据权利要求1所述的隧道开挖设备，其特征在于，所述分离装置的底部设有卸料口。7.根据权利要求1所述的隧道开挖设备，其特征在于，还包括控制阀，所述分离装置的数量设置为两个，每个所述分离装置的排气口均与所述抽吸装置相连接；两个所述分离装置通过所述控制阀与所述输送管相连接，所述控制阀能够控制任意一个所述分离装置与所述输送管连通。8.根据权利要求1所述的隧道开挖设备，其特征在于，所述载具设置为挖掘机，所述切削装置连接于所述挖掘机的自由端。9.根据权利要求1所述的隧道开挖设备，其特征在于，所述底盘设置为履带行走底盘或者轮式行走底盘。10.根据权利要求1所述的隧道开挖设备，其特征在于，所述抽吸装置设置为真空泵或者风机。

技术总结

本实用新型涉及隧道施工技术领域，提供一种隧道开挖设备，包括：切削装置，用于切削土体或岩层；载具，包括可行走的底盘及设置于底盘的位移驱动机构，位移驱动机构与切削装置相连接，并能够驱动切削装置位移；分离装置，能够将气体与砂石土壤分离，分离装置包括进气口和排气口；输送管，第一端与进气口相连接，输送管的第二端延伸至切削装置；抽吸装置，与排气口连接，用于抽取分离装置内的空气。如此设置，相对于现有技术中的盾构机，隧道开挖设备的结构简单紧凑，体积更小，施工更加灵活方便，施工难度更低，同时能够降低施工成本。同时能够降低施工成本。同时能够降低施工成本。