一种盾构用六个自由度刀盘连接装置

本发明属于盾构机，尤其涉及一种盾构用六个自由度刀盘连接装置。

背景技术：

1、目前，盾构机凭借着其优秀的地面沉降控制，高效开挖和广泛的地层适应能力，在地铁，大直径隧道，地下管路等施工中得到了广泛的应用。

2、现有盾构机刀盘连接通常是通过垂直的的液压伸缩装置与盾构机连接，通过四个均匀布置的液压伸缩装置，在遇到掘进施工转弯时通过刀盘左右两个液压伸缩装置的伸缩或者上下两个液压伸缩装置的伸缩，以调节盾构机前进的方向，但是上述设置下，盾构机掘进姿态仍然相对固定，其变化范围较小，遇到掘进深度变化和复杂转弯时无法自动精确的调节转弯方向以及角度，需要停机调整盾构机前进方向，难以自主调节盾构机前进的方向，实现高效掘进。

3、因此提供一种盾构用六个自由度刀盘连接装置，用于解决上述问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种盾构用六个自由度刀盘连接装置，能够实现通过均匀布置六个伸缩单元，并且在第一连接单元和第二连接单元的作用下，使得伸缩单元可相对盾构机和刀盘转动，通过控制不同的伸缩单元伸缩，实现对刀盘的多个角度调整，进而自主调节盾构机前进的方向，实现高效掘进。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种盾构用六个自由度刀盘连接装置，包括：

3、六个伸缩单元，均匀布置在盾构机表面，所述伸缩单元包括固定端和伸缩端；

4、第一连接单元，被配置为连接所述固定端与盾构机，以使得所述固定端与所述盾构机铰接，并可相对所述盾构机沿任意方向转动；

5、第二连接单元，被配置为连接所述伸缩端与刀盘，以使得所述伸缩端与所述刀盘铰接，并可相对所述刀盘沿任意方向转动；

6、其中，所述第二连接单元与所述刀盘的中心点之间的距离小于所述第一连接单元与所述盾构机的中心点之间的距离，以使得所述伸缩单元倾斜设置。

7、进一步的，还包括压力检测单元，连接在所述伸缩单元的固定端上，被配置为获取所述伸缩单元内压力。

8、进一步的，所述压力检测单元包括：压力连接管，一端与所述伸缩单元的固定端连接；

9、气压检测器，与所述压力连接管连接，被配置为获取所述伸缩单元内压力。

10、进一步的，所述第一连接单元包括：第一连接头，一端与所述盾构机固定；

11、第一转球，设置在所述第一连接头内且与所述第一连接头限位转动配合；

12、第一连杆，固定在所述第一转球上，所述第一连杆另一端伸出所述第一连接头与所述伸缩单元的固定端固定。

13、进一步的，所述第二连接单元包括：第二连接头，一端与所述刀盘固定；

14、第二转球，设置在所述第二连接头内且与所述第二连接头限位转动配合；

15、第二连杆，固定在所述第二转球上，所述第二连杆另一端伸出所述第二连接头与所述伸缩单元的伸缩端固定。

16、进一步的，相邻两所述伸缩单元之间的夹角为60°，沿所述盾构机竖直方向两侧分别对称布置有三个所述伸缩单元。

17、进一步的，所述第二连接单元与所述刀盘的中心点之间的距离与所述第一连接单元与所述盾构机的中心点之间的距离比例为0.8:。

18、进一步的，还包括固定单元，固定在所述刀盘靠近所述伸缩单元的一侧，所述固定单元的活动端伸入所述第二连接头内，且被配置为与所述第二转球接触，以使得所述第二转球在活动状态与固定状态切换；

19、其中，在所述活动状态，所述固定单元的活动端与所述第二转球分离，在所述固定状态，所述固定单元的活动端夹持所述第二转球且与所述第二转球接触固定。

20、进一步的，所述固定单元包括：基座，固定在所述刀盘上；

21、双头伸缩液压杆，固定端固定在所述基座上；

22、一对夹持弧板，设置在所述第二连接头内且布置在所述第二转球两侧，所述夹持弧板的两端分别固定有伸出板，所述伸出板伸出所述第二连接头，且所述双头伸缩液压杆的两伸缩端分别与两侧的所述伸出板固定。

23、进一步的，所述夹持弧板靠近所述第二转球的端面固定有摩擦层，在所述活动状态，所述摩擦层与所述第二转球分离，在所述固定状态，所述摩擦层与所述第二转球外壁接触。

24、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

25、通过均匀布置六个伸缩单元，并且在第一连接单元和第二连接单元的作用下，使得伸缩单元可相对盾构机和刀盘转动，通过控制不同的伸缩单元伸缩，实现对刀盘的多个角度调整，进而自主调节盾构机前进的方向，实现高效掘进。

技术特征：

1.一种盾构用六个自由度刀盘连接装置，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的盾构用六个自由度刀盘连接装置，其特征在于：还包括压力检测单元(6)，连接在所述伸缩单元(1)的固定端上，被配置为获取所述伸缩单元(1)内压力。

3.根据权利要求2所述的盾构用六个自由度刀盘连接装置，其特征在于：所述压力检测单元(6)包括：压力连接管(601)，一端与所述伸缩单元(1)的固定端连接；

4.根据权利要求1所述的盾构用六个自由度刀盘连接装置，其特征在于：所述第一连接单元(3)包括：第一连接头(301)，一端与所述盾构机(2)固定；

5.根据权利要求1所述的盾构用六个自由度刀盘连接装置，其特征在于：所述第二连接单元(4)包括：第二连接头(401)，一端与所述刀盘(5)固定；

6.根据权利要求1所述的盾构用六个自由度刀盘连接装置，其特征在于：相邻两所述伸缩单元(1)之间的夹角为60°，沿所述盾构机(2)竖直方向两侧分别对称布置有三个所述伸缩单元(1)。

7.根据权利要求1所述的盾构用六个自由度刀盘连接装置，其特征在于：所述第二连接单元(4)与所述刀盘(5)的中心点之间的距离与所述第一连接单元(3)与所述盾构机(2)的中心点之间的距离比例为0.8:1。

8.根据权利要求5所述的盾构用六个自由度刀盘连接装置，其特征在于：还包括固定单元(7)，固定在所述刀盘(5)靠近所述伸缩单元(1)的一侧，所述固定单元(7)的活动端伸入所述第二连接头(401)内，且被配置为与所述第二转球(402)接触，以使得所述第二转球(402)在活动状态与固定状态切换；

9.根据权利要求8所述的盾构用六个自由度刀盘连接装置，其特征在于：所述固定单元(7)包括：基座(701)，固定在所述刀盘(5)上；

10.根据权利要求9所述的盾构用六个自由度刀盘连接装置，其特征在于：所述夹持弧板(703)靠近所述第二转球(402)的端面固定有摩擦层(704)，在所述活动状态，所述摩擦层(704)与所述第二转球(402)分离，在所述固定状态，所述摩擦层(704)与所述第二转球(402)外壁接触。

技术总结本发明属于盾构机技术领域。公开一种盾构用六个自由度刀盘连接装置，包括：六个伸缩单元，均匀布置在盾构机表面，伸缩单元包括固定端和伸缩端；第一连接单元，被配置为连接固定端与盾构机，以使得固定端与盾构机铰接，并可相对盾构机沿任意方向转动；第二连接单元，被配置为连接伸缩端与刀盘，以使得伸缩端与刀盘铰接，并可相对刀盘沿任意方向转动。本发明能够实现通过均匀布置六个伸缩单元，并且在第一连接单元和第二连接单元的作用下，使得伸缩单元可相对盾构机和刀盘转动，通过控制不同的伸缩单元伸缩，实现对刀盘的多个角度调整，进而自主调节盾构机前进的方向，实现高效掘进。技术研发人员：白锦梁,万泽恩,王紫祺,邵珠森,胡淇雅,张帆远,李树忱受保护的技术使用者：中国矿业大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15