一种适用于小直径顶管施工的人工开挖辅助装置

1.本发明涉及隧道开挖领域，具体涉及一种适用于小直径顶管施工的人工开挖辅助装置。


背景技术：

2.为了缓解现代城市的排水问题和避开地面现有建筑物，地下排水管道随之伴生。然而排水管道与地铁管道施工有所不同，排水管道的安全等级和施工要求都没有地铁轨道高，而且排水管道施工空间小，因此如何快速、经济的建成排水管道应然而生，如果简易又提高施工进度将是小断面隧道施工面临的问题。


技术实现要素：

3.本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种适用于小直径顶管施工的人工开挖辅助装置简易轻便、使用简单，可以有效提升施工进度的前提下降低成本。
4.为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种适用于小直径顶管施工的人工开挖辅助装置，包括上下对应的下板和上板，所述上板上设有旋转台并铰链有气缸，所述旋转台上铰链有机械臂，所述汽缸铰链所述机械臂，所述机械臂上设置风镐器和把手，所述下板和上板之间设置多组伸缩汽缸，所述上板上设有坐台。
5.进一步，所述下板下端安装主动轮和从动轮，所述下板上表面设置第一电机，所述第一电机的输出轴咬合安装在所述下板上的水平杆其中一端，所述水平杆的另外一端咬合连接所述主动轮的轴杆上的第一齿轮。
6.进一步，所述下板上设有贯穿所述下板的插杆，所述插杆上设有第二齿轮，所述上板上设有的第二电机的输出轴连接转动杆，所述转动杆上设有第三齿轮，所述第三齿轮始终与所述第二齿轮咬合，所述插杆下端具有尖端，所述第二齿轮上端设有水平板，所述上板上设有能被所述水平板穿过的缺口。
7.进一步，所述旋转台和所述坐台之间设有脚踏板，所述脚踏板下表面设有距离传感器，所述距离传感器与所述水平板上设有的配合端相适配识别距离，所述距离传感器连接控制器，所述控制器设置在所述上板上并连接所述伸缩汽缸。
8.进一步，所述从动轮的连接杆穿过所述下板和上板并套有套件，挡板套在所述连接杆和所述套件上，所述挡板中部设有杯型穿孔，所述套件伸入所述杯型穿孔将所述挡板卡紧在所述连接杆上。
9.进一步，所述一种适用于小直径顶管施工的人工开挖辅助装置还包括地质预测系统，所述地质预测系统包括获取模块、输出模块、判断模块、地形模块、显示模块、预警模块、发送模块、接收模块和处理模块，所述处理模块分别连接所述获取模块、输出模块、判断模块、地形模块、显示模块、预警模块、发送模块、接受模块，所述发送模块设置在所述风镐器上，所述显示模块设置在所述上板上。
10.相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明通过所述汽缸来调节所述上板和所述下板的间距从而调节所述上板的高度，施工工人位于所述上板上，然后通过所述把手操作所述机械臂从而调节所述风镐器的位置，操作简单，可有效减少施工工人举着风镐施工，降低工人的施工强度，增加施工的机械化程度，进一步提升施工速度。除此之外，还可以有效降低人工开挖小断面隧道施工的人力成本，提高项目的经济型
11.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
12.图1为本发明一种适用于小直径顶管施工的人工开挖辅助装置的结构示意图。
13.图2为本发明一种适用于小直径顶管施工的人工开挖辅助装置的的立体图。
14.图3为本发明质预测系统的结构示意图。
15.图4为本发明质预测系统的流程示意图。
具体实施方式
16.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：
17.本发明提出了一种适用于小直径顶管施工的人工开挖辅助装置，包括上下对应的下板1和上板2，所述上板2和所述下板1平行对应，所述上板2上设有旋转台3并铰链有气缸4，所述旋转台3上铰链有机械臂5，所述汽缸4铰链所述机械臂5，所述机械臂5上设置风镐器6和把手7，所述下板1和上板2之间设置多组伸缩汽缸8，所述上板2上设有坐台9，施工工人坐在所述坐台9上操作所述机械臂5从而调节所述风镐器6的位置。
18.所述下板1下端安装主动轮10和从动轮11，所述下板1上表面设置第一电机12，所述第一电机12的输出轴咬合安装在所述下板1上的水平杆13其中一端，所述水平杆13的另外一端咬合连接所述主动轮10的轴杆上的第一齿轮14，所述第一电机12转动时带动所述主动轮10行走，并依靠所述从动轮11从而推动整个所述一种适用于小直径顶管施工的人工开挖辅助装置行走。
19.所述下板1上设有贯穿所述下板1的插杆18，所述插杆18上设有第二齿轮17，所述上板2上设有的第二电机21的输出轴连接转动杆16，所述转动杆16上设有第三齿轮15，所述第三齿轮15始终与所述第二齿轮17咬合，所述插杆18下端具有尖端，所述第二齿轮17上端设有水平板19，所述上板2上设有能被所述水平板19穿过的缺口20，当需要固定一种适用于小直径顶管施工的人工开挖辅助装置时，所述水平板19被所述第二电机21带动旋转错开所述缺口20，所述伸缩汽缸8带动所述上板2下压所述插杆18。
20.所述旋转台3和所述坐台9之间设有脚踏板22，所述脚踏板22下表面设有距离传感器23，所述距离传感器23与所述水平板19上设有的配合端相适配识别距离，所述距离传感器23连接控制器，所述控制器设置在所述上板2上并连接所述伸缩汽缸8，所述距离传感器23检测所述水平板19的高度从而确定所述水平板19从所述缺口20移出然后旋转到所述上板2上表面然后启动所述伸缩汽缸8提起所述插杆18。
21.所述从动轮11的连接杆24穿过所述下板1和上板2并套有套件25，挡板26套在所述
连接杆24和所述套件25上，所述挡板26中部设有杯型穿孔27，所述套件25伸入所述杯型穿孔27将所述挡板26卡紧在所述连接杆24上，所述挡板26旋转到施工工人正面用于保护工人，同时为了方便转动所述从动轮11，通过摆动所述挡板26来操作，节省人力。
22.所述一种适用于小直径顶管施工的人工开挖辅助装置还包括地质预测系统，所述地质预测系统包括获取模块110、输出模块111、判断模块112、地形模块113、显示模块114、预警模块115、发送模块116、接收模块117和处理模块118，所述处理模块118分别连接所述获取模块110、输出模块111、判断模块112、地形模块113、显示模块114、预警模块115、发送模块116、接受模块117，所述发送模块116设置在所述风镐器6上，所述显示模块114设置在所述上板2上。
23.所述获取模块110获取目标区域的地形模型；并在系统中生成所述地形模块113，并同时在所述显示模块113中显示，获取预先预测的地质信息以及与目标区域对应的超前地质预报；将地质信息以及所述超前地质预报分别输入所述地形模型，输出结果，并同时在所述显示模块114中显示；所述处理模块118用于提供给工作人员提供输入数据实现用户与客户端的交互，所述客户端最终在所述显示模块114的显示屏上显示，并供工作人员操作，所述操作端以触屏模块为主；，所述显示模块113还连接音频单元，向工人提供音频接口，其可包括一个或多个麦克风、一个或者多个扬声器以及音频电路，；所述显示器在客户端与用户之间提供一个交互界面(例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考；所述显示模块可以是液晶显示器或触控显示器；若为触控显示器，其可为支持单点和多点触控操作的电容式触控屏或电阻式触控屏等，支持单点和多点触控操作是指触控显示器能感应到来自该触控显示器上一个或多个位置处同时产生的触控操作，并将该感应到的触控操作交由处理器进行计算和处理。
24.所述判断模块112根据所述输出结果判断地质信息是否准确，所述发送模块116将信息发送给所述接收模块117，所述接收模块117通过所述处理模块118将信息处理并转换相应的信号，同时通过所述预警模块相配合判断是否需要向工作人员发送预警信息，所述上板2上的所述显示模块114上同时显示预警信息。
25.所述地质模块113建立时，建立模式函数，得到第1种地质模式，由于在同一种地质中的时间序列特性会基本保持一致，所以采用线性分段模式函数，利用最小二乘估计模式函数参数和，把第2数据段的数据带入模式函数，得到；计算与之间的相似性，以欧式距离来度量；把进行归一化处理，由于数据有一定的误差，考虑误差因素，附加一个误差因子，即，为最大欧式距离；说明与地质模式匹配，视为相同地质；说明与地质模式部分匹配，视为部分相同地质——重叠地质；说明即与地质模式不匹配，视为不同地质；如果与之间相似，说明与地质模式匹配，进而计算与地质模式是否匹配，直至计算到第数据段的数据与地质模式部分匹配，说明此时钻头进入重叠地质区域；进一步计算第数据段的数据与地质模式匹配的程度，直至到第数据段的数据地质模式不匹配，根据第数据段的数据，建立模式函数，得到第2种地质模式，继续根据采集的数据段循环计算出第3种地质模式、第4种地质模式，以及第种地质模式。
26.所述接收模块接收所述地质信息，所述地质信息可以包含对于所述目标区域的预测地质安全等级(该等级数值越小表征越安全)，所述超前地质预报也可以含对于所述目标区域的预测地质安全等级。所述将所述地质信息以及所述超前地质预报分别输入所述地形
模型，输出并显示结果，所述结果包括所述地质信息所表征的地质安全等级与所述超前地质预报所表征的地质安全等级是否一致。
27.所述获取模块110、输出模块111、判断模块112、地形模块113、显示模块114、预警模块115、发送模块116、接收模块117和处理模块118各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分；所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
28.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。