一种隧道开挖设备及开挖方法与流程

本发明涉及隧道建设，特别涉及一种隧道开挖设备及开挖方法。

背景技术：

1、在使用隧道盾构机进行隧道挖掘前，需要在隧道末端挖掘垂直的坑口，以使盾构机下放至地表下方，以便于其沿垂直端面在地下进行横向挖掘，现有隧道末端坑口进行挖掘时，一般使用挖斗式挖掘机进行挖掘，在挖掘前进行划线后雨水冲刷容易使划线区域造成损坏，现有设备不便于对挖掘区域划定显著沟槽界限，现有挖掘机不便于挖掘高精度矩形隧道末端坑口，现有设备不便于根据车体深度对土壤传输距离进行适配调整，现有设备不便于在坑口挖掘时保持底面平整，基于此，现在需要设计一款隧道开挖设备，以便于在隧道末端正上方向下挖掘，以便于根据车体深度对土壤传输距离进行适配调整，以便于挖掘高精度矩形隧道末端坑口。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种隧道开挖设备通过控制履带驱动机构运转，可以将车体进行横向平移，通过控制支撑液压缸运转将履带驱动机构再次复位，再次控制车体进行前后往复平移，可以链带沿原来的纵向沟边缘处进行开沟处理，通过沿相邻的纵向沟横向挖掘可以使地面形成角度规整的矩形坑，可以在坑口挖掘时保持底面平整，可以提高隧道开口开挖的精度。

2、本发明提供了一种隧道开挖设备及开挖方法的目的与功效，具体包括，传动主机；所述传动主机前后两侧固定连接有车轴架；所述车轴架内侧通过转动连接设置有内轴，内轴与传动主机内部的车轴相联动；所述传动主机左右两侧固定连接有侧车架；所述传动主机前端固定连接有前车架；所述传动主机后侧固定连接有后车架，后车架结构与前车架相同；所述车轴架前后两端与前车架和后车架固定连接，内轴末端通过同轴连接设置有锥齿轮a；所述前车架内部左右两侧通过转动连接设置有开挖架，开挖架数量设置为二组，开挖架内侧通过同轴连接设置有联动横轴，联动横轴内部通过同轴连接设置有锥齿轮b，锥齿轮a与锥齿轮b啮合传动；所述传动主机底部通过转动连接设置有履带驱动机构，履带驱动机构数量设置为二组，履带驱动机构底部左右两侧设置有履带，履带内侧转动连接有拖链轮、驱动轮、支重轮和引导轮，履带驱动机构顶部固定连接有回转支承，回转支承转动连接于传动主机底部，履带驱动机构顶部连接设置有角度调节结构，角度调节结构包括齿环和电动机，齿环固定连接于回转支承外曲侧面，电动机固定连接于传动主机内部，电动机转轴底部通过同轴连接设置有齿轮，齿轮与齿环相传动，履带驱动机构顶部连接设置有角度调节结构；所述传动主机后侧连接设置有液压泵站。

3、可选地，所述侧车架前后两端固定连接有铰接架，铰接架外侧通过转动连接设置有调角液压缸，调角液压缸内侧与开挖架外侧立面转动连接。

4、可选地，所述侧车架左右两侧固定连接有支撑液压缸，支撑液压缸伸缩部底部固定连接有支撑座。

5、可选地，所述开挖架内侧设置有链带，链带外侧固定连接有v型齿。

6、可选地，所述前车架底部固定连接有回收架，回收架内侧连接设置有回收传送带。

7、可选地，所述前车架后侧底部固定连接有缓存箱，缓存箱内侧连接设置有排料传送带a，排料传送带a左侧固定连接有联动齿条。

8、可选地，所述排料传送带a左右两侧固定连接有滑轨，排料传送带a底部设置有排料传送带b，排料传送带b左右两侧固定连接有滑座，滑座与滑轨滑动连接。

9、可选地，所述排料传送带b左侧固定连接有伺服电机，伺服电机内部设置有蜗杆减速机，蜗杆减速机输出轴外侧通过同轴连接设置有联动齿轮，联动齿轮与联动齿条相传动。

10、可选地，所述传动主机后侧连接设置有支撑架，支撑架顶部固定连接有调高液压缸，调高液压缸伸缩部底部固定连接有液压伸缩臂，支撑架内侧固定连接有限位滑杆，液压伸缩臂滑动连接于限位滑杆外侧，液压伸缩臂外侧连接设置有柴油发动机，柴油发动机底部连接设置有开沟齿盘。

11、一种隧道开挖设备的工作方法，其步骤如下：

12、首先，使用者驾驶传动主机行驶至地铁隧道开口处的正上方，通过gps系统控制传动主机至预定隧道开口处边界处，通过控制液压泵站运转，可以使其控制液压伸缩臂延伸至车体外侧，使用者通过控制调高液压缸运转，可以使其伸缩部带动液压伸缩臂向下平移，通过柴油发动机运转可以使其带动开沟齿盘进行转动，可以使转动的开沟齿盘对地面进行开沟，通过控制履带驱动机构运转，可以使其带动开沟齿盘沿预定边界进行开沟，可以对下挖区域预定边界。

13、然后，使用者通过在传动主机内部车轴带动内轴进行转动，可以使内轴末端的锥齿轮a带动锥齿轮b进行转动，可以使锥齿轮b带动联动横轴进行转动，可以使联动横轴带动左右两侧的链带进行运转，通过控制调角液压缸伸缩，可以使其带动开挖架垂直角度进行调整，可以使开挖架内侧的链带向下偏转，可以对地面土壤通过v型齿向内侧进行挖取，挖取的土壤通过回收架进行阻挡后，通过回收传送带运转，可以将回收架内侧的土壤向后传输至缓存箱内部。

14、然后，使用者驾驶传动主机进行前后往复移动后，车体前后两侧的链带可以使地面形成纵向沟，使用者可以通过控制支撑液压缸运转，可以使其伸缩部向下延伸将传动主机向上支撑浮起，通过角度调节结构将履带驱动机构水平角度偏转九十度后控制支撑液压缸将传动主机向下平移，通过控制履带驱动机构运转，可以将车体进行横向平移，通过控制支撑液压缸运转将履带驱动机构再次复位，再次控制车体进行前后往复平移，可以链带沿原来的纵向沟边缘处进行开沟处理，通过沿相邻的纵向沟横向挖掘可以使地面形成矩形坑，从而对地铁隧道口进行开挖。

15、然后，车体在矩形坑内侧逐渐下移后，使用者可以控制伺服电机运转，可以使其带动联动齿轮进行转动，通过其与联动齿条传动配合，可以使其带动排料传送带b沿排料传送带a向上平移，排料传送带a将缓存箱内部土壤向外侧运出向下掉落在排料传送带b处，可以根据车体深度使排料传送带b将土壤沿斜上方将排料传送带a土壤向坑外侧传输。

16、有益效果

17、1.本发明通过gps系统控制传动主机至预定隧道开口处边界处，通过控制液压泵站运转，可以使其控制液压伸缩臂延伸至车体外侧，使用者通过控制调高液压缸运转，可以使其伸缩部带动液压伸缩臂向下平移，通过柴油发动机运转可以使其带动开沟齿盘进行转动，可以使转动的开沟齿盘对地面进行开沟，通过控制履带驱动机构运转，可以使其带动开沟齿盘沿预定边界形成光滑边缘的沟槽，可以对下挖区域预定边界。

18、2.使用者驾驶传动主机进行前后往复移动后，车体前后两侧的链带可以使地面形成纵向沟，使用者可以通过控制支撑液压缸运转，可以使其伸缩部向下延伸将传动主机向上支撑浮起，通过角度调节结构将履带驱动机构水平角度偏转九十度后控制支撑液压缸将传动主机向下平移，通过控制履带驱动机构运转，可以将车体进行横向平移，通过控制支撑液压缸运转将履带驱动机构再次复位，再次控制车体进行前后往复平移，可以链带沿原来的纵向沟边缘处进行开沟处理，通过沿相邻的纵向沟横向挖掘可以使地面形成角度规整的矩形坑，可以在坑口挖掘时保持底面平整，可以提高隧道开口开挖的精度，可以使坑口内侧表面保持平整。

19、3.车体在矩形坑内侧逐渐下移后，使用者可以控制伺服电机运转，可以使其带动联动齿轮进行转动，通过其与联动齿条传动配合，可以使其带动排料传送带b沿排料传送带a向上平移，排料传送带a将缓存箱内部土壤向外侧运出向下掉落在排料传送带b处，可以根据车体深度使排料传送带b将土壤沿斜上方将排料传送带a土壤向坑外侧传输，可以根据车体深度对土壤传输距离进行适配调整，便于设备进行深度挖掘。