一种敞开式顶管机插刀挡板控制方法

技术领域

本发明涉及顶管机领域，具体为一种敞开式顶管机插刀挡板控制方法。

背景技术

敞开式顶管机是一种顶管法与暗挖法互相融合的产物，其主机系统前盾中没有配置主驱动和刀盘，而是依靠机械铲斗或者悬臂掘进机等设备在前盾盾体的支护下灵活开挖地层。

插刀和挡板的动作是依靠油缸控制的，目前的方案仍然采用的是手动单独控制，每个动作油缸设置手动换向阀，依靠人工对开挖情况进行判断，然后手动控制插刀和挡板的动作。控制方法相对落后，无法与其它动作相互连锁，存在效率低下、人为误判等缺点

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种敞开式顶管机插刀挡板控制方法。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种敞开式顶管机插刀挡板控制方法，包括盾体、插刀、挡板、插刀油缸、渣车及渣车称重系统，所述盾体上设有控制器，所述盾体的上半部分分别设置有至少组插刀以及组挡板，所述插刀包括插刀主体以及插刀刀具，所述插刀刀具焊接在插刀主体上，所述插刀油缸包括第一插刀油缸以及第二插刀油缸，所述第一插刀油缸的一端通过第一耳座固定在盾体上，所述第一插刀油缸通过第一销轴与第一耳座连接，所述第一插刀油缸的另外一端通过第二销轴连接插刀主体，所述插刀主体的前部与挡板通过第三销轴连接，所述挡板中部通过第四销轴与第二插刀油缸的一端连接；所述第二插刀油缸的另外一端通过第五销轴与第二耳座连接，所述第二耳座固定于插刀主体的底部一端。

进一步的，本发明改进有，所述插刀包括5组左插刀以及5组右插刀，且左插刀以及右插刀的其中一组单独安装在盾体上，其它的插刀和挡板一一对应安装在盾体上。

进一步的，本发明改进有，包括以下步骤：

步骤一，主动推进，机械铲斗或者悬臂掘进机与插刀以及挡板配合开挖区域；

步骤二，渣土称重，通过盾体上的渣土运输装置将挖掘的渣土运送至渣车中，通过渣车称重系统实时检测当前渣土重量。

进一步的，本发明改进有，所述控制器包括插刀保护系统以及挡板保护系统，所述插刀保护系统用于在插刀伸缩流程中，若插刀在伸出的过程中有较硬地层卡住，则会导致插刀系统的当前工作压力大于第一插刀油缸控制液压回路设定最大工作压力，触发此条件后，插刀伸出动作停止，并通过第一插刀油缸的换向阀动作使插刀缩回，以保护插刀运动机构。

进一步的，本发明改进有，所述挡板保护系统用于在插刀完成三次伸出两次缩回时，系统自动进入挡板动作流程；若挡板在张开的过程中有较硬地层卡住，则会导致挡板系统当前工作压力大于第二插刀油缸控制液压回路设定最大工作压力，触发此条件后，挡板张开动作停止，第二插刀油缸的换向阀动作，挡板缩回，以为保护挡板运动机构。

进一步的，本发明改进有，当渣车的实际重量大于或等于开挖区域总渣土的理论重量时，说明区域完成开挖。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种敞开式顶管机插刀挡板控制方法，具备以下有益效果：

本发明通过将插刀与挡板的动作与盾体的罐体实现推进动作，形成闭环反馈自动控制流程；通过将插刀和挡板的动作组合，形成有机整体，并进行连锁控制；通过设计插刀保护系统以及挡板保护系统，在插刀和挡板动作卡壳时可保护插刀和挡板的机械结构和液压系统。

附图说明

图1为本发明的插刀挡板结构示意图；

图2为本发明插刀与挡板组合示意图；

图3为本发明插刀伸出示意图；

图4为本发明挡板张开示意图；

图5为本发明插刀伸出，挡板张开示意图；

图6为本发明图控制流程示意图；

图中：1、插刀刀具；2、插刀主体；3、第一插刀油缸；4、第二插刀油缸；5、挡板；6、第一耳座；7、第二耳座；8、第一销轴；9、第二销轴；10、第三销轴；11、第四销轴；12、第五销轴；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明的一种敞开式顶管机插刀挡板控制方法，包括盾体、插刀、挡板5、插刀油缸、渣车及渣车称重系统，所述盾体上设有控制器，所述盾体的上半部分分别设置有至少10组插刀以及8组挡板5，所述插刀包括插刀主体2以及插刀刀具1，所述插刀刀具1焊接在插刀主体2上，所述插刀油缸包括第一插刀油缸3以及第二插刀油缸4，所述第一插刀油缸3的一端通过第一耳座6固定在盾体上，所述第一插刀油缸3通过第一销轴8与第一耳座6连接，所述第一插刀油缸3的另外一端通过第二销轴9连接插刀主体2，所述插刀主体2的前部与挡板5通过第三销轴10连接，所述挡板5中部通过第四销轴11与第二插刀油缸4的一端连接；所述第二插刀油缸4的另外一端通过第五销轴12与第二耳座7连接，所述第二耳座7固定于插刀主体2的底部一端。

本实施例中，所述插刀包括5组左插刀以及5组右插刀，且左插刀以及右插刀的其中一组单独安装在盾体上，其它的插刀和挡板5一一对应安装在盾体上。

本实施例中，包括以下步骤：

步骤一，主动推进，机械铲斗或者悬臂掘进机与插刀以及挡板5配合开挖区域；

步骤二，渣土称重，通过盾体上的渣土运输装置将挖掘的渣土运送至渣车中，通过渣车称重系统实时检测当前渣土重量。

机械铲斗或悬臂掘进机是单独的，且与盾体的控制器是没有关联，盾体通过机械铲斗或者悬臂掘进机配合插刀以及挡板5先开挖土体断面上半部分，土体断面边缘高处部分依靠设置在盾体上部边缘轮廓线上的插刀对开挖轮廓进行修整开挖，在开挖土体下半部分的时候，为了保证安全，设置在盾体上的挡板5张开，以对上半部分的开挖断面进行临时支护。

本实施例中，所述控制器包括插刀保护系统以及挡板保护系统，所述插刀保护系统用于在插刀伸缩流程中，若插刀在伸出的过程中有较硬地层卡住，则会导致插刀系统的当前工作压力大于第一插刀油缸3控制液压回路设定最大工作压力，触发此条件后，插刀伸出动作停止，并通过第一插刀油缸3的换向阀动作使插刀缩回，以保护插刀运动机构，并报警提醒，在人工解决卡住的硬岩后，可进行手动复位，控制程序重新进入到插刀伸缩流程。

本实施例中，所述挡板保护系统用于在插刀完成三次伸出两次缩回时，系统自动进入挡板5动作流程；若挡板5在张开的过程中有较硬地层卡住，则会导致挡板5系统当前工作压力大于第二插刀油缸4控制液压回路设定最大工作压力，触发此条件后，挡板5张开动作停止，第二插刀油缸4的换向阀动作，挡板5缩回，以为保护挡板5运动机构，并报警提醒；在人工解决卡住的硬岩后，可进行手动复位，挡板5重新张开，插刀的三次伸出两次缩回是为了将轮廓渣土开挖干净。

本实施例中，当渣车的实际重量大于或等于开挖区域总渣土的理论重量时，说明区域完成开挖。

综上所述，该敞开式顶管机插刀挡板控制方法，在使用时插刀主体2由钢板焊接而成，插刀在盾体相应的槽内可以前后滑动，盾体通过机械铲斗或者悬臂掘进机配合插刀以及挡板5先开挖土体断面上半部分，土体断面边缘高处部分依靠设置在盾体上部边缘轮廓线上的插刀对开挖轮廓进行修整开挖，在开挖土体下半部分的时候，为了保证安全，设置在盾体上的挡板5张开，以对上半部分的开挖断面进行临时支护，在插刀伸缩流程中，若插刀在伸出的过程中有较硬地层卡住，则会导致插刀系统的当前工作压力大于第一插刀油缸3控制液压回路设定最大工作压力，触发此条件后，插刀伸出动作停止，并通过第一插刀油缸3的换向阀动作使插刀缩回，以保护插刀运动机构，并报警提醒，在人工解决卡住的硬岩后，可进行手动复位，控制程序重新进入到插刀伸缩流程，在插刀完成三次伸出两次缩回时，系统自动进入挡板5动作流程；若挡板5在张开的过程中有较硬地层卡住，则会导致挡板5系统当前工作压力大于第二插刀油缸4控制液压回路设定最大工作压力，触发此条件后，挡板5张开动作停止，换向阀动作，挡板5缩回，以保护挡板5运动机构，并报警提醒；在人工解决卡住的硬岩后，可进行手动复位，挡板5重新张开，插刀的三次伸出两次缩回是为了将轮廓渣土开挖干净。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。