CN113246314A - 一种链锯切割机及其切割方法和切割装置 - Google Patents

一种链锯切割机及其切割方法和切割装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113246314A
CN113246314A CN202110747795.2A CN202110747795A CN113246314A CN 113246314 A CN113246314 A CN 113246314A CN 202110747795 A CN202110747795 A CN 202110747795A CN 113246314 A CN113246314 A CN 113246314A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cutting
chain saw
tunnel
path
candidate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110747795.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113246314B (zh
Inventor
戴亚辉
刘绥美
梅元元
李恒
江英杰
周武夷
肖晖
郑军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Railway Engineering Service Co Ltd
Original Assignee
China Railway Engineering Service Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Railway Engineering Service Co Ltd filed Critical China Railway Engineering Service Co Ltd
Priority to CN202110747795.2A priority Critical patent/CN113246314B/zh
Publication of CN113246314A publication Critical patent/CN113246314A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113246314B publication Critical patent/CN113246314B/zh
Priority to PCT/CN2022/099618 priority patent/WO2023273927A1/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
    • B28D1/08Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with saw-blades of endless cutter-type, e.g. chain saws, i.e. saw chains, strap saws
    • B28D1/082Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with saw-blades of endless cutter-type, e.g. chain saws, i.e. saw chains, strap saws consisting of chain saws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
    • B28D1/08Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with saw-blades of endless cutter-type, e.g. chain saws, i.e. saw chains, strap saws
    • B28D1/088Sawing in situ, e.g. stones from rocks, grooves in walls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D7/00Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D7/00Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups
    • B28D7/005Devices for the automatic drive or the program control of the machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

本发明提出了一种链锯切割机及其切割方法和切割装置,所述链锯切割机包括履带行走机构、支撑机构、推进机构和切割链锯,所述切割方法包括以下步骤:步骤S1,通过安装在链锯切割机前端的三维成像扫描仪,对隧道的外轮廓进行扫描,以得到三维图像;步骤S2,根据目标轮廓,在三维图像上规划出至少一条候选切割路径;步骤S3,计算至少一条候选切割路径中各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数;步骤S4,根据各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,从至少一条候选切割路径中选择目标切割路径;步骤S5,根据目标切割路径,对隧道进行切割。由此,该方法能够提高整个隧道断面切割的效率,保证切割的安全性。

Description

一种链锯切割机及其切割方法和切割装置
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域,尤其涉及一种链锯切割机及其切割方法和切割装置。
背景技术
随着我国工程建设规模的不断扩大,我国隧道建设迎来了前所未有的发展机遇,我国也毫无疑问的成为了世界隧道大国。在隧道建设中,需要对隧道的外轮廓进行切割。相关技术中,在建设隧道时,是直接使用切割道具进行切割,这样无疑会降低隧道外轮廓切割的效率。
因此,如何提高隧道外轮廓切割的效率是我们目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的第一个目的在于提出一种链锯切割机的切割方法,该方法能够提高整个隧道断面切割的效率,保证切割的安全性。
本发明的第二个目的在于提出一种链锯切割机的切割装置。
本发明的第三个目的在于提出一种链锯切割机。
本发明的第四个目的在于提出一种非瞬时计算机可读存储介质。
为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种链锯切割机的切割方法,所述链锯切割机包括履带行走机构、支撑机构、推进机构和切割链锯,所述支撑机构设在所述履带行走机构的顶部,所述推进机构设在所述支撑机构的一端,并且所述推进机构一侧铰接有第一移动框,所述第一移动框上设有沿所述第一移动框移动的第一移动平台,所述第一移动平台上连接有周向旋转平台,所述周向旋转平台上设有第二移动框,所述第二移动框上设有沿所述第二移动框移动的第二移动平台,所述第二移动平台上设有刀头调节转换机构,切割链锯安装在所述刀头调节转换机构上,所述切割方法包括以下步骤:步骤S1,通过安装在所述链锯切割机前端的三维成像扫描仪,对隧道的外轮廓进行扫描,以得到三维图像;步骤S2,根据目标轮廓,在所述三维图像上规划出至少一条候选切割路径;步骤S3,计算所述至少一条候选切割路径中各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数;步骤S4,根据所述各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,从所述至少一条候选切割路径中选择目标切割路径;步骤S5,根据所述目标切割路径,对隧道进行切割。
根据本发明实施例的链锯切割机的切割方法,通过安装在链锯切割机前端的三维成像扫描仪,对隧道的外轮廓进行扫描以得到三维图像,根据目标轮廓在三维图像上规划出至少一条候选切割路径,计算至少一条候选切割路径中各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,根据各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,从至少一条候选切割路径中选择目标切割路径,根据目标切割路径,对隧道进行切割。由此,该方法能够提高整个隧道断面切割的效率,保证切割的安全性。
另外,根据本发明上述实施例提出的链锯切割机的切割方法还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的一个实施例,所述根据所述各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,从所述至少一条候选切割路径中选择目标切割路径,包括:从所述至少一条候选切割路径中选择一条切割长度、切割时间和切割工位变换次数均满足预设条件的一条候选切割路径,作为目标切割路径。
根据本发明的一个实施例,所述根据所述目标切割路径,对隧道进行切割,包括:通过所述刀头调节转换机构,调节所述切割链锯置于所述第二移动平台的顶端;所述推进机构配合所述切割链锯垂直于所述隧道推进贯入切割,直至达到第一预设切割深度;侧移所述切割链锯,根据所述目标切割路径,对所述隧道进行不同角度的倾斜直线切割,以完成隧道外轮廓的切割。
根据本发明的一个实施例,所述根据所述目标切割路径,对隧道进行切割,还包括:对所述外轮廓内的隧道掌子面进行水平缝隙的切割和对所述外轮廓内的隧道掌子面进行竖直缝隙的切割。
根据本发明的一个实施例,所述对所述外轮廓内的隧道掌子面进行水平缝隙的切割,包括:根据所述切割路径,通过所述刀头调节转换机构,调节所述切割链锯置于各水平切割位置;所述第二移动平台和所述推进机构配合所述切割链锯在所述各水平切割位置贯入隧道,直至达到第二预设切割深度,以完成对所述外轮廓内的隧道掌子面水平缝隙的切割。
根据本发明的一个实施例,所述对所述外轮廓内的隧道掌子面进行竖直缝隙的切割,包括:控制所述周向旋转平台带动所述第二移动平台旋转预设角度,使所述切割链锯置于各竖直切割位置;所述第一移动平台、所述第二移动平台和所述推进机构配合所述切割链锯在所述各竖直切割位置贯入隧道,直至达到第三预设切割深度,以完成对所述外轮廓内的隧道掌子面进行竖直缝隙的切割。
根据本发明的一个实施例,所述通过安装在所述链锯切割机前端的三维成像扫描仪,对隧道的外轮廓进行扫描,以得到三维图像之前,还包括:驱动所述履带行走机构,使所述链锯切割机行走到与隧道掌子面相隔预设距离的位置。
根据本发明的一个实施例,上述的链锯切割机的切割方法,在所述根据所述目标切割路径,对隧道进行切割之后,还包括:利用水力裂切破岩法和/或全锯切法,对隧道掌子面的封闭背面完成切割,以实现石料的分离取出。
为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种链锯切割机的切割装置,包括:扫描模块,通过安装在所述链锯切割机前端的三维成像扫描仪,对隧道的外轮廓进行扫描,以得到三维图像;规划模块,用于根据目标轮廓,在所述三维图像上规划出至少一条候选切割路径;计算模块,用于计算所述至少一条候选切割路径中各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数;选择模块,用于根据所述各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,从所述至少一条候选切割路径中选择目标切割路径;切割模块,用于根据所述目标切割路径,对隧道进行切割。
根据本发明实施例的链锯切割机的切割装置,扫描模块通过安装在链锯切割机前端的三维成像扫描仪,对隧道的外轮廓进行扫描以得到三维图像,通过规划模块根据目标轮廓在三维图像上规划出至少一条候选切割路径,通过计算模块计算至少一条候选切割路径中各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,通过选择模块根据各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,从至少一条候选切割路径中选择目标切割路径,切割模块根据目标切割路径,对隧道进行切割。由此,该装置能够提高整个隧道断面切割的效率,保证切割的安全性。
另外,根据本发明上述实施例提出的链锯切割机的切割装置还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的一个实施例,所述选择模块具体用于:从所述至少一条候选切割路径中选择一条切割长度、切割时间和切割工位变换次数均满足预设条件的候选切割路径,作为目标切割路径。
根据本发明的一个实施例,所述切割模块,包括:调节单元,用于通过刀头调节转换机构,调节切割链锯置于第二移动平台的顶端;第一切割单元,用于推进机构配合所述切割链锯垂直于所述隧道推进贯入切割,直至达到第一预设切割深度;侧移单元,用于侧移所述切割链锯,根据所述目标切割路径,对所述隧道进行不同角度的倾斜直线切割,以完成隧道外轮廓的切割。
根据本发明的一个实施例,所述切割模块,还包括:第二切割单元,用于对所述外轮廓内的隧道掌子面进行水平缝隙的切割;第三切割单元,用于对所述外轮廓内的隧道掌子面进行竖直缝隙的切割。
根据本发明的一个实施例,所述第二切割单元具体用于:根据所述目标切割路径,通过所述刀头调节转换机构,调节所述切割链锯置于各水平切割位置,通过所述第二移动平台和所述推进机构配合所述切割链锯在所述各水平切割位置贯入隧道,直至达到第二预设切割深度,以完成对所述外轮廓内的隧道掌子面水平缝隙的切割。
根据本发明的一个实施例,所述第三切割单元,具体用于:控制所述周向旋转平台带动所述第二移动平台旋转预设角度,使所述切割链锯置于各竖直切割位置,通过所述第一移动平台、所述第二移动平台和所述推进机构配合所述切割链锯在所述各竖直切割位置贯入隧道,直至达到第三预设切割深度,以完成对所述外轮廓内的隧道掌子面进行竖直缝隙的切割。
根据本发明的一个实施例,还包括:驱动模块,用于驱动所述履带行走机构,使所述链锯切割机行走到与隧道掌子面相隔预设距离的位置。
根据本发明的一个实施例,上述的链锯切割机的切割装置,还包括:分离模块,用于利用水力裂切破岩法和/或全锯切法,对隧道掌子面的封闭背面完成切割,以实现石料的分离取出。
为达到上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种链锯切割机,包括:履带行走机构、支撑机构、推进机构、切割链锯和上述的链锯切割机的切割装置;其中,所述支撑机构设在所述履带行走机构的顶部,所述推进机构设在所述支撑机构的一端,并且所述推进机构一侧铰接有第一移动框,所述第一移动框上设有沿所述第一移动框移动的第一移动平台,所述第一移动平台上连接有周向旋转平台,所述周向旋转平台上设有第二移动框,所述第二移动框上设有沿所述第二移动框移动的第二移动平台,所述第二移动平台上设有刀头调节转换机构,切割链锯安装在所述刀头调节转换机构上。
本发明实施例的链锯切割机,通过上述的链锯切割机的切割装置,能够提高整个隧道断面切割的效率,保证切割的安全性。
为达到上述目的,本发明第四方面实施例提出了一种非瞬时计算机可读存储介质,其具有存储于其中的指令,当所述指令被执行时,所述链锯切割机执行上述的链锯切割机的切割方法。
根据本发明实施例的非瞬时计算机可读存储介质,通过执行上述的链锯切割机的切割方法,能够提高整个隧道断面切割的效率,保证切割的安全性。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明一实施例提出的链锯切割机的结构示意图;
图2是本发明另一实施例提出的链锯切割机的结构示意图;
图3是本发明图1的局部结构示意图;
图4是本发明另一实施例提出的移动机构的结构示意图;
图5是图1是局部结构爆炸图;
图6是图5是局部结构示意图;
图7是图4的局部结构爆炸图;
图8是本发明刀头调节转换机构局部结构示意图;
图9是根据本发明实施例的链锯切割机的切割方法的流程图;
图10是本发明链锯切割机切割过程中的轮廓图;
图11是根据本发明实施例的链锯切割机的切割装置的方框示意图。
附图标记:
1、履带行走机构;11、履带底盘;2、支撑机构;21、支撑固定板;211、第一中空管;22、机箱;23、配重块;25、第一支撑油缸;3、推进机构;32、第二支撑油缸;33、移动架;331、第二中空管;332、第三中空管;34、支撑滚轮;35、推进油缸;4、移动机构;41、第一移动框;42、第一移动平台;421、第一移动固定板;422、第二齿轮;423、第一齿条;424、第二液压马达;425、第一侧板;426、第一导向轮组件;4261、第一支撑滚轮轴;4262、第一支撑滚轮座;4263、第一导向轮;427、第一凸轮随动器;43、周向旋转平台;431、内齿圈;432、第三齿轮;434、第三液压马达;44、第二移动框;441、旋转筒;442、第一安装板;443、穿线孔;45、第二移动平台;451、第二移动固定板;452、第四齿轮;453、第二齿条;454、第四液压马达;455、第二导向轮组件;456、第二凸轮随动器;457、第二侧板;46、刀头调节转换机构;461、侧移液压缸;462、液压转盘;463、安装组件;464、减速箱;465、翻转油缸;47、第三支撑油缸;48、第四支撑油缸;49、第五支撑油缸;5、切割链锯;6、三维成像扫描仪;8、网格块状的切割线;9、目标轮廓;10、实际外轮廓。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。相反,本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
图1是本发明一实施例提出的一种链锯切割机的结构示意图。
参见图1,一种链锯切割机,包括履带行走机构1、支撑机构2、推进机构3、移动机构4、切割链锯5;
履带行走机构1用于带动整个切割机的行走和转向;
支撑机构2设在履带机构1上,用于支撑整个切割机;
推进机构3设在支撑机构2上,同时移动机构4设在推进机构3一侧,通过推进机构3沿支撑机构2的推动作用实现对移动机构4的移动;
切割链锯5可移动的设置在移动机构4上,移动机构4通过上下左右移动以及回转移动实现切割链锯5的上下左右和旋转切割。
在本发明的另一个实施例中,如图2所示,履带行走机构1包括履带底盘11,履带底盘11为现有技术,此处不再赘述,履带底盘11上安装有支撑轴,支撑机构2通过支撑轴可转动的安装在履带底盘11上,同时支撑机构2上安装有第一齿轮26,支撑轴上安装有与第一齿轮啮合的传动齿轮,第一齿轮与第一液压马达的动力输出端相连接,通过第一液压马达转动实现第一齿轮的转动,第一齿轮过程中通过与第一齿轮的啮合作用实现围绕传动齿轮的转动,进而实现整个支撑机构2的回转。
参照图2,在本发明的另一个实施例中,支撑机构2包括安装在履带行走机构1上的支撑固定板21,支撑固定板21的表面一端安装有机箱22,推进机构3设置在另一端,机箱22顶部设有配重块23,用于提高支撑固定板21一侧的重量,防止移动和切割过程中推进机构3、移动机构4、切割链锯5的重量过大造成整个切割机的翻倒;支撑固定板21的底部四角均布有四个第一支撑油缸25,便于在切割机工作过程中通过四个第一支撑油缸25进行稳定支撑。
在本发明的另一个实施例中,推进机构3包括设置在支撑固定板21两侧的推进油缸35,推进油缸35的动力输出端固定有移动架33,移动架33一端铰接在移动机构4上,移动架33位于移动机构4一侧安装有用于支撑推进油缸35的第二支撑油缸32,第二支撑油缸32的动力端设有支撑滚轮34,在切割时第二支撑油缸32伸出使得支撑滚轮34支撑在地面,通过推进油缸35实现切割过程中移动机构4带动切割链锯5向前贯入切割,此时履带行走机构1不需要移动,由于隧道内部切割施工时,地面不平稳,不过履带本身行走不平稳,直接通过了履带行走机构1行走推动切割链锯5贯入切割时容易颠簸,不仅造成切割不均匀容易偏移,并且造成卡锯的情况,降低了工作效率,直接通过推进机构3推进切割时履带行走机构1不需要移动,切割链锯5能够平稳向前贯入,提高了链锯工作的平稳性,避免晃动、卡锯等事故,提高切割效率;并且在推进过程中推进油缸35伸出较长距离后,直接通过移动架33支撑整个移动机构4和切割链锯5,重量较大,容易造成推进油缸35推动移动架33时向下压力作用推动困难,甚至造成推进移动架33的损坏,通过第二支撑油缸32的对移动架33实现支撑,使得推进油缸35可以自由伸出较长距离。
参照图2和图3,在本发明的另一个实施例中,支撑固定板21的两侧固定有第一中空管211,移动架33包括两个相垂直的第二中空管331和第三中空管332,第二中空管331位于第一中空管211中并且与第一中空管211的内壁相接,使得第一中空管211能够对移动架33进行支撑,推进油缸35位于第二中空管331中,同时推进油缸35的缸底固定在支撑固定板21的第一中空管211中,通过推进油缸35的工作带动移动架33在第一中空管211中移动伸出或收入,这样不仅不占用空间并且能够实现对移动架33的支撑,防止移动架33一侧支撑整个移动机构4和切割链锯5,重量较大造成移动架33变形;第二支撑油缸32位于第三中空管332中,通过第三中空管332对第二支撑油缸32进行防护。
参照图2和图4,在本发明的另一个实施例中,移动机构4包括第一移动框41,第一移动框41直接铰接在移动架33的一端,第一移动框41上设置有沿第一移动框41移动的第一移动平台42,第一移动平台42上连接有周向旋转平台43,第一移动平台42用于带动周向旋转平台43在第一移动框41上移动,周向旋转平台43上设置有第二移动框44,通过周向旋转平台43实现第二移动框44的转动,进而实现第二移动框44能够与第一移动框41相对移动,并且还能够相对转动;第二移动框44上设有沿第二移动框44移动的第二移动平台45,第二移动平台45上设置有刀头调节转换机构46,切割链锯5设置在刀头调节转换机构46上,通过刀头调节转换机构46在第二移动平台45上的移动实现切割链锯5中刀头的位置侧移以及刀头旋转调向;通过第二移动框44与第一移动框41之间的相对移动以及第二移动平台45与第二移动框44之间的相对移动,实现切割链锯5的横向和竖向大范围移动,实现大范围的横向竖向切割;并且通过周向旋转平台43的旋转作用实现整个切割链锯5的转动切割。
在本发明的一个实施例中,第一移动框41为长方形结构,能够增大第一移动平台42的移动范围。
参照图5,在本发明的另一个实施例中,第一移动平台42包括第一移动固定板421,第一移动固定板421两侧分别安装有相对设置的第一侧板425,第一移动固定板421通过第一侧板425夹接在第一移动框41两侧,第一移动固定板421上安装有第二液压马达424,第二液压马达424的动力输出端安装有第二齿轮422,同时第一移动框41的一侧安装有与第二齿轮422啮合的第一齿条423,通过第二液压马达424提供动力实现第二齿轮422转动,第二齿轮422转动过程中通过与第一齿条423的啮合作用使得第二齿轮422带动第一移动固定板421沿着第一移动框41移动。
在本发明的另一个实施例中,第一移动框41的长边两侧壁外表面安装有槽钢,第一侧板425上安装有若干第一导向轮组件426和第一凸轮随动器427,第一导向轮组件426可移动卡接在槽钢中,第一凸轮随动器427转动支撑在槽钢中,第一移动固定板421移动过程中第一导向轮组件426沿着槽钢移动,通过多个第一导向轮组件426的设置以及与槽钢的夹紧卡接,使得不仅能够使得第一移动固定板421移动过程沿着槽钢移动稳定不倾斜,移动方便,同时通过第一凸轮随动器427的支撑作用减少了移动过程中摩擦,移动方便。
参照图6,在本发明的另一个实施例中,若干第一凸轮随动器427分散设置在若干第一导向轮组件426之间,同时第一导向轮组件426包括安装在第一侧板425上的第一支撑滚轮轴4261,第一支撑滚轮轴4261一端安装有第一支撑滚轮座4262,第一支撑滚轮座4262上通过导向轮转轴安装有两个第一导向轮4263,通过在每个第一导向轮组件426中设置两个第一导向轮4263提高了第一导向轮组件426移动过程中的稳定性,并且通过第一移动固定板421两侧的若干第一导向轮4263的压紧卡接,同时两个第一导向轮4263与槽钢底部压紧相接,第一凸轮随动器427与槽钢侧壁相接,使得不仅能够使得第一移动固定板421移动过程沿着槽钢移动稳定不倾斜,移动方便,同时通过第一凸轮随动器427的支撑作用减少了移动过程中摩擦,移动方便。
参照图7,在本发明的另一个实施例中,周向旋转平台43包括设置在第一移动固定板421中部的内齿圈431,同时第二移动框44中部设置有旋转筒441,旋转筒441转动设置在第一移动固定板421中部并且内齿圈431位于旋转筒441中,第二移动框44上转动设置有与内齿圈431啮合的第三齿轮432,第三齿轮432与第三液压马达434的动力输出端相连接,第三液压马达434设置在第二移动框44上,通过第三液压马达434驱动第三齿轮432转动,第三齿轮432转动过程中通过与内齿圈431的啮合作用带动内齿圈431转动,进而实现第二移动框44的旋转,第二移动框44旋转过程中带动旋转筒441在第一移动固定板421上转动。
在本发明的另一个实施例中,第一移动固定板421中部固定有支撑固定圈,内齿圈431固定在支撑固定圈表面,同时内齿圈431外部套设固定有轴承,旋转筒441转动安装在轴承外部。
在本发明的另一个实施例中,第二移动框44中部固定有第一安装板442,旋转筒441固定在第一安装板442底部,第一安装板442的中部开有放置槽,放置槽的槽底一侧开有穿线孔443,第三液压马达434安装在放置槽的槽底,不会妨碍第二移动平台45在第二移动框44上的移动,并且通过设置穿线孔443便于穿线。
在本发明的另一个实施例中,第二移动平台45包括第二移动固定板451,第二移动固定板451两侧分别安装有相对设置的第二侧板457,第二移动固定板451通过第二侧板457夹接在第二移动框44两侧,第二移动固定板451上安装有第四液压马达454,第四液压马达454的动力输出端与第四齿轮452连接,同时第二移动框44边侧安装有与第四齿轮452啮合的第二齿条453,通过第四齿轮452转动带动第二移动固定板451沿着第二移动框44上的第二齿条453移动。
在本发明的另一个实施例中,第二移动框44为长方形结构,能够增大第二移动平台45的移动范围,第二移动框44的长边两侧相对设置有槽钢,第二侧板457上设有若干可移动卡接在槽钢中的第二导向轮组件455和第二凸轮随动器456,第二导向轮组件455可移动卡接在槽钢中并并且第二凸轮随动器456转动支撑在槽钢中,第二移动固定板451移动过程中第二导向轮组件455沿着槽钢移动,通过多个第二导向轮组件455的设置以及与槽钢的夹紧卡接,不仅能够使得第二移动固定板451移动过程沿着槽钢移动稳定不倾斜,同时通过第二凸轮随动器456的支撑作用减少了移动过程中摩擦,移动方便。
在本发明的另一个实施例中,若干第二凸轮随动器456分散设置在若干第二导向轮组件455之间,同时第二导向轮组件455包括安装在第二侧板457上的第二支撑滚轮轴,第二支撑滚轮轴一端安装有第二支撑滚轮座,第二支撑滚轮座上通过导向轮转轴安装有两个第二导向轮,通过在每个第二导向轮组件455中设置两个第二导向轮提高了第二导向轮组件455移动过程中的稳定性,同时两个第二导向轮与槽钢底部压紧相接,第二凸轮随动器456与槽钢侧壁相接。
在本发明的一个实施例中,刀头调节转换机构46包括设置在第二移动固定板451上的侧移液压缸461,侧移液压缸461上设置有液压转盘462,液压转盘462上设置有安装组件463,安装组件463上设置可转动的减速箱464,切割链锯5安装在减速箱464上,通过减速箱464中液压马达的驱动实现切割链锯5的工作,切割隧道弧形顶部时通过液压转盘462带动切割链锯5旋转90度,使得切割链锯5从竖直转至水平,然后在第二移动框44旋转一个角度后,并且由于切割链锯5沿长边方向伸入切割,通过侧移液压缸461带动液压装盘462移动,每次一定移动距离较小,使得切割后的弧度精确。
在本发明的另一个实施例中,第一移动固定板421表面垂直固定有两个固定块,侧移液压缸461的缸底固定在固定块上,并且侧移液压缸461的输出方向与第一移动固定板421在第二移动框44上的移动方向垂直。
更明确的是,在切割过程中,切割隧道顶部时,由于隧道顶部为弧形结构,通过第二移动框44在周向旋转平台43的旋转作用下转动,以带动整个刀头调节转换机构46弧形转动,通过在刀头调节转换机构46上设置侧移液压缸461,使得切割过程中第二移动框44每次旋转一定角度后停止,然后通过刀头调节转换机构46中侧移液压缸461的移动带动切割链锯5的小幅度平移切割,使得每次转角切割距离较短,进而使得切割的弧度精确。
参照图8,在本发明的一个实施例中,安装组件463上设置有翻转油缸465,翻转油缸465的动力端设置在减速箱464上,通过翻转油缸465的伸缩作用实现减速箱464在安装组件463上进行旋转,同时实现切割链锯5的90度翻转,使得切割链锯5水平和竖直切换,进而实现竖直切割和水平切割的切换;取出切割后在竖直方向的一排石料,然后通过翻转油缸465翻转实现切割链锯5翻转90度,并且切割链锯5长边处于竖直方向,并与伸入排出的石料处,然后通过旋转液压转盘462旋转90度,然后通过第二移动框44的上下移动实现切割链锯5在石料的背面进行切割,实现石料的分离。
在本发明的一个实施例中,安装组件463包括固定在液压转盘462上的固定板,固定板上固定有两个相对设置的支撑板,减速箱464通过转轴安装在两个支撑板上,使得减速箱464能够在两个支撑板上围绕转轴旋转,同时翻转油缸465固定在支撑板上。
在本发明的一个实施例中,第一移动框41两端的两侧均设置有第三支撑油缸47,用于在切割时通过两端的第三支撑油缸47支撑在地面和隧道顶部,详细地,第三支撑油缸47安装在第一移动框41长边方向的两端,使得支撑方位更大,能够适应高度较大的隧道。
在本发明的另一个实施例中,第二移动框44两侧短边的中部分别设置有第四支撑油缸48,其中一个长边的侧壁两侧固定有两个第五支撑油缸49,通过第三支撑油缸47、第四支撑油缸48和第五支撑油缸49在隧道中的支撑作用,提高了链锯工作的平稳性,避免晃动、卡锯等事故,提高切割效率。
在本发明的一个实施例中,链锯机前端安装三维成像扫描仪6或相机,三维成像扫描仪6或相机设置在第二移动固定板451上。
基于上述的链锯切割机,本发明提出了一种链锯切割机的切割方法。
图9是根据本发明实施例的链锯切割机的切割方法的流程图。如图9,本发明实施例的链锯切割机的切割方法,包括以下步骤:
步骤S1,通过安装在链锯切割机前端的三维成像扫描仪,对隧道的外轮廓进行扫描,以得到三维图像。
根据本发明的一个实施例,在通过安装在链锯切割机前端的三维成像扫描仪,对隧道的外轮廓进行扫描,以得到三维图像之前,还包括:驱动履带行走机构,使链锯切割机行走到与隧道掌子面相隔预设距离的位置。其中,预设距离可以根据实际情况进行设置。
具体地,链锯切割机通过驱动履带行走机构和推进机构的驱动,使设备运动到距离隧道掌子面间隔合适(预设距离)的位置。三维成像扫描仪对隧道的外轮廓进行扫描,以得到三维图像。
步骤S2,根据目标轮廓,在三维图像上规划出至少一条候选切割路径。
步骤S3,计算至少一条候选切割路径中各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数。
其中,各候选切割路径的切割长度为各候选路径的外轮廓切割长度、外轮廓内隧道掌子面切割水平缝隙的长度和外轮廓内隧道掌子面切割竖直缝隙的长度三者之和;各候选切割路径的切割时间为各候选路径的外轮廓切割时间、外轮廓内隧道掌子面切割水平缝隙的时间和外轮廓内隧道掌子面切割竖直缝隙的时间三者之和;各候选切割路径的切割工位变换次数为各候选路径的外轮廓切割工位变换次数、外轮廓内隧道掌子面切割水平缝隙的工位变换次数和外轮廓内隧道掌子面切割竖直缝隙的工位变换次数三者之和。
步骤S4,根据各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,从至少一条候选切割路径中选择目标切割路径。
根据本发明的一个实施例,根据各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,从至少一条候选切割路径中选择目标切割路径,包括:从至少一条候选切割路径中选择一条切割长度、切割时间和切割工位变换次数均满足预设条件的候选切割路径,作为目标切割路径。
举例说明,预设条件可以为:切割长度在预设切割长度范围内、切割时间在预设切割时间范围内、切割工位变换次数在预设切割工位变换次数范围内。也可以为:切割长度为所有切割路径中最短的、切割时间在预设切割时间范围内、切割工位变换次数在预设切割工位变换次数范围内。还可以为:根据实施经验依次排出三个参数的重要性,根据三个参数重要性进行选择。
步骤S5,根据目标切割路径,对隧道进行切割。
根据本发明的一个实施例,根据目标切割路径,对隧道进行切割,包括:通过刀头调节转换机构,调节切割链锯置于第二移动平台的顶端;推进机构配合切割链锯垂直于隧道推进贯入切割,直至达到第一预设切割深度;侧移切割链锯,根据目标切割路径,对隧道进行不同角度的倾斜直线切割,以完成隧道外轮廓的切割。
具体地,通过刀头调节转换机构调整刀头切割方位,使切割链锯置于第二移动平台的最顶端,以便进行拟合弧线的切割运动。液压马达驱动链条旋转,推进机构将链锯垂直于隧道断面推进贯入切割,到达第一预设切割深度后,通过刀头侧移油缸侧移切割,完成不同角度的倾斜直线切割。参照图10,其中,图10中的标号9表示目标轮廓,标号10表示实际外轮廓。
举例说明,将链锯刀头置于拟合弧线切割工位进行隧道外轮廓切割,隧道外轮廓略大于隧道设计轮廓,然后通过推进油缸动作将切割链锯刀头贯入隧道断面,通过侧移油缸动作并且配合液压转盘调节切割链锯移动并调节角度进行拟合弧线切割,切割一定距离后,通过第二移动框的移动以及第二移动框在周向旋转平台的旋转作用下转动带动整个刀头调节转换机构弧形转动一定角度然后再通过侧移油缸动作并且配合液压转盘进行小幅度切割,直到将外轮廓切割完毕。
根据本发明的一个实施例,根据目标切割路径,对隧道进行切割,还包括:对外轮廓内的隧道掌子面进行水平缝隙的切割和对外轮廓内的隧道掌子面进行竖直缝隙的切割。
根据本发明的一个实施例,对外轮廓内的隧道掌子面进行水平缝隙的切割,包括:根据目标切割路径,通过刀头调节转换机构,调节切割链锯置于各水平切割位置;第二移动平台和推进机构配合切割链锯在各水平切割位置贯入隧道,直至达到第二预设切割深度,以完成对外轮廓内的隧道掌子面水平缝隙的切割。
具体地,完成隧道外轮廓的切割后,通过刀头调节转换机构调整刀头切割方位,使切割链锯置于水平切割位置,液压马达驱动链条旋转同时链臂摆动将链锯贯入隧道断面,到达第二预设切割深度后停止摆臂,第一移动平台、第二移动平台推进机构动作配合动作,完成水平缝隙切割。
根据本发明的一个实施例,对外轮廓内的隧道掌子面进行竖直缝隙的切割,包括:控制周向旋转平台带动第二移动平台旋转预设角度,使切割链锯置于各竖直切割位置;第一移动平台、第二移动平台和推进机构配合切割链锯在各竖直切割位置贯入隧道,直至达到第三预设切割深度,以完成对外轮廓内的隧道掌子面进行竖直缝隙的切割。其中,预设角度为90度。
具体地,在完成水平缝隙切割之后,控制周向旋转平台带动第二移动平台整体旋转90度,使切割链锯置于竖直切割位置,液压马达驱动链条旋转同时链臂摆动将链锯贯入隧道断面,到达第三预设切割深度后停止摆臂,第一移动平台、第二移动平台和推进机构、履带行走机构配合动作,完成竖直缝隙切割,隧道掌子面被切割成网格块状。参照图10,其中,图10中的标号8表示网格块状的切割线。
进一步地,上述的链锯切割机的切割方法,在根据目标切割路径,对隧道进行切割之后,还包括:利用水力裂切破岩法和/或全锯切法,对隧道掌子面的封闭背面完成切割,以实现石料的分离取出。
具体地,在完成隧道掌子面的网格式切割后,采用专用设备完成隧道掌子面封闭背面的切割,实现石料的完全分离取出。其中,封闭背面的切割可选用水力裂切破岩法和全锯切法两种工法。
全锯切法是采用金刚石串珠绳锯配合专用导向轮装置的机械式锯切方法,由于石料与基岩的最后结合面隐藏于分离石料的背部,金刚石串珠绳锯常用于锯切面无法直接到达该面,需安装多个改变串珠绳运动方向的专用导向轮装置,实现隐藏结合面的锯切分离,施工工序如下:
① 送入串珠绳:将金刚石串珠绳沿隧道拟合外轮廓送入锯缝,并使串珠绳到达封闭背面的交线位置,形成对分离石料待锯切面的环绕。
② 专用导向轮装置的安装:将串珠绳套在专用导向轮装置的前端滑轮上,并将该导向轮从锯缝中插入,定位完毕后固定导向轮装置,将从顶面导向轮引出的串珠绳环绕于立柱式导向轮的滑轮上。
③ 金刚石串珠绳锯的安装:将环绕于立柱式导向轮滑轮上的串珠绳头和从底部导向轮装置引出的串珠绳头环绕于金刚石串珠绳锯的飞轮上,最后按照金刚石串珠绳锯的合适位置,调整串珠绳的长度并连接。
水力裂切破岩技术是利用岩石抗拉强度低、容易开裂或破碎的特点,通过增压装置和高压水管,向放置在岩石切缝中的专用膨胀器内注入高压水,控制增压使膨胀器径向膨胀,使岩石定向开裂或随机破碎的破岩方法,具有成本低、安全环保、劳动强度小等优点,施工工序如下:
① 送入膨胀器:将膨胀器送入隧道的网格式锯切缝中,连接水压输送管、分配控制阀、水压机等。
② 隧道主体胀裂:启动水压机,膨胀器加压膨胀,压迫岩石朝锯切缝方向开裂,完成石料封闭背面的切割,沿网格式锯缝逐层进行切割分离。
③ 隧道外轮廓胀裂:将膨胀器送入隧道外轮廓锯切缝中,启动水压机进行胀裂断面。
进一步地,在对隧道掌子面封闭背面进行切割之后,利用劈裂机、绳锯、叉车等设备将渣土完全取出排出隧道,并对开挖好的隧道进行衬砌工作,完成一环隧道施工。
由此,本发明实施例的链锯切割机的切割方法,可将隧道掌子面进行网格式切割和拟合弧线切割,可根据不同断面尺寸规划目标切割路径,减小超欠挖量,适应性广;在切割过程中机架与隧道内壁稳定支撑,保证切割链锯的平稳性,安全性高,提高切割效率;该链锯切割机搭载智能化控制系统,可实现一次定位,无线操作,路径规划等功能,施工人员只需远程操控,保证现场施工更加安全、高效;相对于钻爆法施工而言,该链锯切割机工作时无需爆破施工,对地层影响小,施工安全性高,相对于盾构法、TBM而言,其设备成本和施工成本低,更具经济性,设备操作方便快捷。
综上所述,根据本发明实施例的链锯切割机的切割方法,通过安装在链锯切割机前端的三维成像扫描仪,对隧道的外轮廓进行扫描以得到三维图像,根据目标轮廓在三维图像上规划出至少一条候选切割路径,计算至少一条候选切割路径中各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,根据各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,从至少一条候选切割路径中选择目标切割路径,根据目标切割路径,对隧道进行切割。由此,该方法能够提高整个隧道断面切割的效率,保证切割的安全性。
图11是根据本发明实施例的链锯切割机的切割装置的方框示意图。
如图11所示,本发明实施例的链锯切割机的切割装置,包括:扫描模块111、规划模块112、计算模块113、选择模块114和切割模块115。
其中,扫描模块111通过安装在链锯切割机前端的三维成像扫描仪,对隧道的外轮廓进行扫描,以得到三维图像。规划模块112用于根据目标轮廓,在三维图像上规划出至少一条候选切割路径。计算模块113用于计算至少一条候选切割路径中各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数。选择模块114用于根据各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,从至少一条候选切割路径中选择目标切割路径。切割模块115用于根据目标切割路径,对隧道进行切割。
根据本发明的一个实施例,还包括:驱动模块,用于驱动履带行走机构,使链锯切割机行走到与隧道掌子面相隔预设距离的位置。
根据本发明的一个实施例,选择模块114具体用于:从至少一条候选切割路径中选择一条切割长度、切割时间和切割工位变换次数均满足预设条件的候选切割路径,作为目标切割路径。
根据本发明的一个实施例,切割模块115,包括:调节单元,用于通过刀头调节转换机构,调节切割链锯置于第二移动平台的顶端;第一切割单元,用于推进机构配合切割链锯垂直于隧道推进贯入切割,直至达到第一预设切割深度;侧移单元,用于侧移切割链锯,根据目标切割路径,对隧道进行不同角度的倾斜直线切割,以完成隧道外轮廓的切割。
根据本发明的一个实施例,切割模块115,还包括:第二切割单元,用于对外轮廓内的隧道掌子面进行水平缝隙的切割;第三切割单元,用于对外轮廓内的隧道掌子面进行竖直缝隙的切割。
根据本发明的一个实施例,第二切割单元具体用于:根据目标切割路径,通过刀头调节转换机构,调节切割链锯置于各水平切割位置,通过第二移动平台和推进机构配合切割链锯在各水平切割位置贯入隧道,直至达到第二预设切割深度,以完成对外轮廓内的隧道掌子面水平缝隙的切割。
根据本发明的一个实施例,第三切割单元,具体用于:控制周向旋转平台带动第二移动平台旋转预设角度,使切割链锯置于各竖直切割位置,通过第一移动平台、第二移动平台和推进机构配合切割链锯在各竖直切割位置贯入隧道,直至达到第三预设切割深度,以完成对外轮廓内的隧道掌子面进行竖直缝隙的切割。
根据本发明的一个实施例,上述的链锯切割机的切割装置,还包括:分离模块,用于利用水力裂切破岩法和/或全锯切法,对隧道掌子面的封闭背面完成切割,以实现石料的分离取出。
需要说明的是,本发明实施例的链锯切割机的切割装置中未披露的细节,请参考本发明实施例的链锯切割机的切割方法中所披露的细节,具体这里不再详述。
根据本发明实施例的链锯切割机的切割装置,扫描模块通过安装在链锯切割机前端的三维成像扫描仪,对隧道的外轮廓进行扫描以得到三维图像,通过规划模块根据目标轮廓在三维图像上规划出至少一条候选切割路径,通过计算模块计算至少一条候选切割路径中各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,通过选择模块根据各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,从至少一条候选切割路径中选择目标切割路径,切割模块根据目标切割路径,对隧道进行切割。由此,该装置能够提高整个隧道断面切割的效率,保证切割的安全性。
另外,本发明实施例还提出了一种链锯切割机,其包括:履带行走机构、支撑机构、推进机构、切割链锯和上述的链锯切割机的切割装置;其中,支撑机构设在履带行走机构的顶部,推进机构设在支撑机构的一端,并且推进机构一侧铰接有第一移动框,第一移动框上设有沿第一移动框移动的第一移动平台,第一移动平台上连接有周向旋转平台,周向旋转平台上设有第二移动框,第二移动框上设有沿第二移动框移动的第二移动平台,第二移动平台上设有刀头调节转换机构,切割链锯安装在刀头调节转换机构上。
本发明实施例的链锯切割机,通过上述的链锯切割机的切割装置,能够提高整个隧道断面切割的效率,保证切割的安全性。
此外,本发明实施例还提出了一种非瞬时计算机可读存储介质,其具有存储于其中的指令,当所述指令被执行时,所述链锯切割机执行上述的链锯切割机的切割方法。
根据本发明实施例的非瞬时计算机可读存储介质,通过执行上述的链锯切割机的切割方法,能够提高整个隧道断面切割的效率,保证切割的安全性。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
另外,在本发明的描述中,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种链锯切割机的切割方法,其特征在于,所述链锯切割机包括履带行走机构、支撑机构、推进机构和切割链锯,所述支撑机构设在所述履带行走机构的顶部,所述推进机构设在所述支撑机构的一端,并且所述推进机构一侧铰接有第一移动框,所述第一移动框上设有沿所述第一移动框移动的第一移动平台,所述第一移动平台上连接有周向旋转平台,所述周向旋转平台上设有第二移动框,所述第二移动框上设有沿所述第二移动框移动的第二移动平台,所述第二移动平台上设有刀头调节转换机构,切割链锯安装在所述刀头调节转换机构上,所述切割方法包括以下步骤:
步骤S1,通过安装在所述链锯切割机前端的三维成像扫描仪,对隧道的外轮廓进行扫描,以得到三维图像;
步骤S2,根据目标轮廓,在所述三维图像上规划出至少一条候选切割路径;
步骤S3,计算所述至少一条候选切割路径中各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数;
步骤S4,根据所述各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,从所述至少一条候选切割路径中选择目标切割路径;
步骤S5,根据所述目标切割路径,对隧道进行切割。
2.如权利要求1所述的链锯切割机的切割方法,其特征在于,所述根据所述各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,从所述至少一条候选切割路径中选择目标切割路径,包括:
从所述至少一条候选切割路径中选择一条切割长度、切割时间和切割工位变换次数均满足预设条件的候选切割路径,作为目标切割路径。
3.如权利要求1所述的链锯切割机的切割方法,其特征在于,所述根据所述目标切割路径,对隧道进行切割,包括:
通过所述刀头调节转换机构,调节所述切割链锯置于所述第二移动平台的顶端;
所述推进机构配合所述切割链锯垂直于所述隧道推进贯入切割,直至达到第一预设切割深度;
侧移所述切割链锯,根据所述目标切割路径,对所述隧道进行不同角度的倾斜直线切割,以完成隧道外轮廓的切割。
4.如权利要求3所述的链锯切割机的切割方法,其特征在于,所述根据所述目标切割路径,对隧道进行切割,还包括:
对所述外轮廓内的隧道掌子面进行水平缝隙的切割和对所述外轮廓内的隧道掌子面进行竖直缝隙的切割。
5.如权利要求4所述的链锯切割机的切割方法,其特征在于,所述对所述外轮廓内的隧道掌子面进行水平缝隙的切割,包括:
根据所述目标切割路径,通过所述刀头调节转换机构,调节所述切割链锯置于各水平切割位置;
所述第二移动平台和所述推进机构配合所述切割链锯在所述各水平切割位置贯入隧道,直至达到第二预设切割深度,以完成对所述外轮廓内的隧道掌子面水平缝隙的切割。
6.如权利要求4所述的链锯切割机的切割方法,其特征在于,所述对所述外轮廓内的隧道掌子面进行竖直缝隙的切割,包括:
控制所述周向旋转平台带动所述第二移动平台旋转预设角度,使所述切割链锯置于各竖直切割位置;
所述第一移动平台、所述第二移动平台和所述推进机构配合所述切割链锯在所述各竖直切割位置贯入隧道,直至达到第三预设切割深度,以完成对所述外轮廓内的隧道掌子面进行竖直缝隙的切割。
7.如权利要求1所述的链锯切割机的切割方法,其特征在于,所述通过安装在所述链锯切割机前端的三维成像扫描仪,对隧道的外轮廓进行扫描,以得到三维图像之前,还包括:
驱动所述履带行走机构,使所述链锯切割机行走到与隧道掌子面相隔预设距离的位置。
8.如权利要求1所述的链锯切割机的切割方法,其特征在于,所述根据所述目标切割路径,对隧道进行切割之后,还包括:
利用水力裂切破岩法和/或全锯切法,对隧道掌子面的封闭背面完成切割,以实现石料的分离取出。
9.一种链锯切割机的切割装置,其特征在于,包括:
扫描模块,通过安装在所述链锯切割机前端的三维成像扫描仪,对隧道的外轮廓进行扫描,以得到三维图像;
规划模块,用于根据目标轮廓,在所述三维图像上规划出至少一条候选切割路径;
计算模块,用于计算所述至少一条候选切割路径中各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数;
选择模块,用于根据所述各候选切割路径的切割长度、切割时间和切割工位变换次数,从所述至少一条候选切割路径中选择目标切割路径;
切割模块,用于根据所述目标切割路径,对隧道进行切割。
10.一种链锯切割机,其特征在于,包括:履带行走机构、支撑机构、推进机构、切割链锯和如权利要求9所述的链锯切割机的切割装置;
其中,所述支撑机构设在所述履带行走机构的顶部,所述推进机构设在所述支撑机构的一端,并且所述推进机构一侧铰接有第一移动框,所述第一移动框上设有沿所述第一移动框移动的第一移动平台,所述第一移动平台上连接有周向旋转平台,所述周向旋转平台上设有第二移动框,所述第二移动框上设有沿所述第二移动框移动的第二移动平台,所述第二移动平台上设有刀头调节转换机构,切割链锯安装在所述刀头调节转换机构上。
CN202110747795.2A 2021-07-02 2021-07-02 一种链锯切割机及其切割方法和切割装置 Active CN113246314B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110747795.2A CN113246314B (zh) 2021-07-02 2021-07-02 一种链锯切割机及其切割方法和切割装置
PCT/CN2022/099618 WO2023273927A1 (zh) 2021-07-02 2022-06-17 一种链锯切割机及其切割施工方法和切割施工装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110747795.2A CN113246314B (zh) 2021-07-02 2021-07-02 一种链锯切割机及其切割方法和切割装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113246314A true CN113246314A (zh) 2021-08-13
CN113246314B CN113246314B (zh) 2021-10-26

Family

ID=77190440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110747795.2A Active CN113246314B (zh) 2021-07-02 2021-07-02 一种链锯切割机及其切割方法和切割装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113246314B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113756820A (zh) * 2021-10-13 2021-12-07 湖南五新隧道智能装备股份有限公司 一种隧道施工中的施工设备摆动角的获取方法及装置
WO2023273927A1 (zh) * 2021-07-02 2023-01-05 中铁工程服务有限公司 一种链锯切割机及其切割施工方法和切割施工装置
CN115648448A (zh) * 2022-12-14 2023-01-31 泉州华中科技大学智能制造研究院 一种基于绳锯机的异型弧板石材加工方法
CN115723261A (zh) * 2022-09-29 2023-03-03 上海东河机电科技有限公司 一种螺旋线切割设备
CN115723261B (zh) * 2022-09-29 2024-05-31 上海东河机电科技有限公司 一种螺旋线切割设备

Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3016592A1 (de) * 1980-04-30 1981-11-05 Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 4670 Lünen Verfahren und einrichtung zum profilgenauen schneiden des vortriebsquerschnitts beim vortrieb unterirdischer bauwerke
EP1291490A2 (de) * 2001-09-06 2003-03-12 Bechem, Hannelore Abtragwerkzeug zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl.
CN102322271A (zh) * 2011-10-10 2012-01-18 沈阳重型机械集团有限责任公司 泥水平衡盾构机刀盘背装常压换刀装置
US20120174905A1 (en) * 2011-01-11 2012-07-12 Wy Peron Lee Ground level portable saw machine
CN102661151A (zh) * 2012-05-10 2012-09-12 北京市市政工程研究院 隧道施工预切槽试验模型机
CN102725480A (zh) * 2010-01-26 2012-10-10 阿特拉斯科普柯克雷柳斯有限公司 用于对岩石进行作业的方法及设备
CN202926335U (zh) * 2012-11-10 2013-05-08 刘国良 多用途掘进机
DE102012111999A1 (de) * 2012-12-10 2014-06-12 Aker Wirth Gmbh Maschine zum Vortreiben von Strecken, Tunneln oder dergleichen und Verfahren zur Arbeitskopfansteuerung
CN107420101A (zh) * 2017-09-04 2017-12-01 山东兖煤黑豹矿业装备有限公司 一种带有锚装、支护功能的截割部
CN109296370A (zh) * 2018-10-09 2019-02-01 山东蓝光软件有限公司 一种自动测绘定位的掘进方法及系统
CN109356608A (zh) * 2018-11-22 2019-02-19 山东新矿信息技术有限公司 一种掘进机、系统及方法
CN109386291A (zh) * 2018-11-22 2019-02-26 山东新矿信息技术有限公司 掘进机截割路径规划方法、装置及掘进机截割控制系统
CN109754130A (zh) * 2019-03-15 2019-05-14 中国矿业大学(北京) 基于拓扑地图的悬臂式掘进机截割轨迹规划方法
CN110118088A (zh) * 2019-05-13 2019-08-13 中建隧道建设有限公司 一种掘进机定位掘进方法及其系统
CN110900844A (zh) * 2019-12-02 2020-03-24 中铁五局集团路桥工程有限责任公司 一种带升降功能的绳锯及金钢绳松紧度的控制方法
CN110985032A (zh) * 2019-10-25 2020-04-10 中国科学院武汉岩土力学研究所 水力-机械联合破岩tbm装置及其破岩方法
CN111005735A (zh) * 2019-12-30 2020-04-14 中铁工程装备集团有限公司 一种并联式柔臂tbm刀盘掘进控制方法
CN111236959A (zh) * 2020-03-20 2020-06-05 中铁工程装备集团有限公司 一种链锯网割掘进机及其施工方法
CN111594209A (zh) * 2020-05-29 2020-08-28 中铁工程装备集团有限公司 一种硬岩隧道掘进机及其施工方法
CN211868234U (zh) * 2020-03-18 2020-11-06 杨红 一种石材锯切机
CN112145192A (zh) * 2020-08-17 2020-12-29 中铁工程服务有限公司 一种软岩隧道掘进机及其施工方法

Patent Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3016592A1 (de) * 1980-04-30 1981-11-05 Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 4670 Lünen Verfahren und einrichtung zum profilgenauen schneiden des vortriebsquerschnitts beim vortrieb unterirdischer bauwerke
EP1291490A2 (de) * 2001-09-06 2003-03-12 Bechem, Hannelore Abtragwerkzeug zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl.
CN102725480A (zh) * 2010-01-26 2012-10-10 阿特拉斯科普柯克雷柳斯有限公司 用于对岩石进行作业的方法及设备
US20120174905A1 (en) * 2011-01-11 2012-07-12 Wy Peron Lee Ground level portable saw machine
CN102322271A (zh) * 2011-10-10 2012-01-18 沈阳重型机械集团有限责任公司 泥水平衡盾构机刀盘背装常压换刀装置
CN102661151A (zh) * 2012-05-10 2012-09-12 北京市市政工程研究院 隧道施工预切槽试验模型机
CN202926335U (zh) * 2012-11-10 2013-05-08 刘国良 多用途掘进机
DE102012111999A1 (de) * 2012-12-10 2014-06-12 Aker Wirth Gmbh Maschine zum Vortreiben von Strecken, Tunneln oder dergleichen und Verfahren zur Arbeitskopfansteuerung
CN107420101A (zh) * 2017-09-04 2017-12-01 山东兖煤黑豹矿业装备有限公司 一种带有锚装、支护功能的截割部
CN109296370A (zh) * 2018-10-09 2019-02-01 山东蓝光软件有限公司 一种自动测绘定位的掘进方法及系统
CN109356608A (zh) * 2018-11-22 2019-02-19 山东新矿信息技术有限公司 一种掘进机、系统及方法
CN109386291A (zh) * 2018-11-22 2019-02-26 山东新矿信息技术有限公司 掘进机截割路径规划方法、装置及掘进机截割控制系统
CN109754130A (zh) * 2019-03-15 2019-05-14 中国矿业大学(北京) 基于拓扑地图的悬臂式掘进机截割轨迹规划方法
CN110118088A (zh) * 2019-05-13 2019-08-13 中建隧道建设有限公司 一种掘进机定位掘进方法及其系统
CN110985032A (zh) * 2019-10-25 2020-04-10 中国科学院武汉岩土力学研究所 水力-机械联合破岩tbm装置及其破岩方法
CN110900844A (zh) * 2019-12-02 2020-03-24 中铁五局集团路桥工程有限责任公司 一种带升降功能的绳锯及金钢绳松紧度的控制方法
CN111005735A (zh) * 2019-12-30 2020-04-14 中铁工程装备集团有限公司 一种并联式柔臂tbm刀盘掘进控制方法
CN211868234U (zh) * 2020-03-18 2020-11-06 杨红 一种石材锯切机
CN111236959A (zh) * 2020-03-20 2020-06-05 中铁工程装备集团有限公司 一种链锯网割掘进机及其施工方法
CN111594209A (zh) * 2020-05-29 2020-08-28 中铁工程装备集团有限公司 一种硬岩隧道掘进机及其施工方法
CN112145192A (zh) * 2020-08-17 2020-12-29 中铁工程服务有限公司 一种软岩隧道掘进机及其施工方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
夏鸿鸣: "《数学建模》", 31 May 2014 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023273927A1 (zh) * 2021-07-02 2023-01-05 中铁工程服务有限公司 一种链锯切割机及其切割施工方法和切割施工装置
CN113756820A (zh) * 2021-10-13 2021-12-07 湖南五新隧道智能装备股份有限公司 一种隧道施工中的施工设备摆动角的获取方法及装置
CN113756820B (zh) * 2021-10-13 2023-10-13 湖南五新隧道智能装备股份有限公司 一种隧道施工中的施工设备摆动角的获取方法及装置
CN115723261A (zh) * 2022-09-29 2023-03-03 上海东河机电科技有限公司 一种螺旋线切割设备
CN115723261B (zh) * 2022-09-29 2024-05-31 上海东河机电科技有限公司 一种螺旋线切割设备
CN115648448A (zh) * 2022-12-14 2023-01-31 泉州华中科技大学智能制造研究院 一种基于绳锯机的异型弧板石材加工方法
CN115648448B (zh) * 2022-12-14 2023-05-09 泉州华中科技大学智能制造研究院 一种基于绳锯机的异型弧板石材加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113246314B (zh) 2021-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113246314B (zh) 一种链锯切割机及其切割方法和切割装置
CN113338976A (zh) 一种链锯切割机
CN113250711B (zh) 一种链锯切割机及其施工方法和施工装置
JP5621026B1 (ja) 低空頭掘削機
CN113250608B (zh) 一种便于转运的地下深窄槽连续锯切系统
CN113431595B (zh) 一种非爆破链锯切割机施工方法
JP4747193B2 (ja) 低空頭型掘削装置
CN115653605B (zh) 连采机和露天矿的边帮开采方法
CA2777268A1 (en) Dig under apparatus and process
RU2695196C2 (ru) Установка для бурения горной породы и способ боковой установки в заданное положение бурильного устройства
WO2023273927A1 (zh) 一种链锯切割机及其切割施工方法和切割施工装置
JP2017125334A (ja) 覆工組立装置
CN111927450B (zh) 基于孔阵超前预裂的硬岩矿体开采设备及其开采方法
JP4610520B2 (ja) 拡径掘削機
KR20230130082A (ko) 트렌치 벽 커팅 장치 및 지반에서 커팅 트렌치를 커팅하는방법
CN209976464U (zh) 一种适用于切顶沿空留巷的全液压切锚一体机
JP3451531B2 (ja) オープン型トンネル掘削機
CN110067505B (zh) 一种适用于切顶沿空留巷的全液压切锚一体机
JP3512012B2 (ja) 掘進機の掘進方法
CN113431594B (zh) 一种具有全向移动能力的切割链锯的移动控制装置
KR20010038697A (ko) 터널 굴착장치 및 그에 따른 터널 굴착방법
JP4818938B2 (ja) 削岩及び補強材挿入装置
JP2001003577A (ja) コンクリート構造物の撤去方法および切断装置
JP4926007B2 (ja) トンネル拡張用掘削設備
CN113338977A (zh) 一种可折叠的链锯切割机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant