CN211950497U - 掘进设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种掘进设备，掘进设备包括：掘进部；液压缸，与掘进部相连接，液压缸至少为两个，液压缸沿掘进设备的掘进方向推动掘进部；行程检测器，设置于液压缸上，用于检测液压缸的伸长量；控制器，与液压缸相连接，控制器根据管片的铺设顺序和伸长量控制任一液压缸的伸缩状态和推进压力。使该掘进设备上的每个液压缸可被独立控制，使掘进设备在执行液压缸外侧区域的目标管片安装时，可单独控制部分液压缸回缩以行程足够的安装空间，从而保证目标管片安装和隧道掘进可以同步进行，进而实现了大幅度提升掘进效率，降低隧道挖掘成本的技术效果。

Description

掘进设备

技术领域

本实用新型涉及掘进设备技术领域，具体而言，涉及一种掘进设备。

背景技术

目前，盾构施工均采用掘进与拼装交替的方式进行，推进油缸顶推管片使盾构机往前掘进至管片行程+拼接余量后停止掘进，进行管片拼装。以6200/5500mm-1500mm管片规格为例，假定盾构掘进速度约为40mm/分钟，管片宽度1500mm，一般推进一环需要60分钟，停机拼装一环管片需要30分钟。致使普通盾构掘进过程不连续，从而严重影响掘进设备的掘进效率，增加施工作业的时间成本。因此，如何设计一种兼顾掘进和拼装的掘进设备以及控制方法，成为了亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型提出了一种掘进设备。

有鉴于此，本实用新型提供了一种掘进设备，掘进设备包括：掘进部；液压缸，与掘进部相连接，液压缸至少为两组，每组液压缸中包括至少两个液压缸，液压缸沿掘进设备的掘进方向推动掘进部；行程检测器，设置于液压缸上，用于检测液压缸的伸长量；控制器，与液压缸相连接，控制器根据管片的铺设顺序和伸长量控制任一液压缸的伸缩状态和推进压力。

在该技术方案中，限定了一种掘进设备，掘进设备上设置有掘进部、液压缸、行程检测器和控制器，掘进部为掘进设备的挖掘机构，工作过程中掘进部粉碎岩层和泥土，以在山体或地下挖掘出隧道。液压缸为掘进部提供动力，液压缸的一端与掘进部相连接，其中每个掘进设备上设置有多个液压缸，多个液压缸共同推动掘进部。工作过程中，液压缸推动掘进部沿掘进方向移动，以完成掘进工作。行程检测器设置在液压缸上，用于检测液压缸的伸长量。控制器分别与行程检测器和液压缸相连接，具体的，控制器与驱动液压缸工作的液压阀组相连接，并通过控制液压阀组实现对液压缸的控制。工作过程中，控制器根据或取到的待铺设管片的参数信息确定出多个待铺设管片的铺设顺序，其后根据铺设顺序与当前的铺设进度确定出所要铺设的目标管片，最终控制器接收行程检测器所检测出的伸长量，当伸长量大于目标管片的铺设距离值，则控制与目标管片相对应的液压缸回缩，以便于执行管片铺设作业，并且控制器还可以根据伸长量调节液压缸的推进压力。通过设置行程检测器并限定控制器根据管片的铺设顺序和伸长量控制任一液压缸的伸缩状态，使该掘进设备上的每个液压缸可被独立控制，使掘进设备在执行液压缸外侧区域的目标管片安装时，可单独控制部分液压缸回缩以形成足够的安装空间，从而保证目标管片安装和隧道掘进可以同步进行，进而实现了大幅度提升掘进效率，降低隧道挖掘成本的技术效果。通过限定控制器根据伸长量控制液压缸的推进压力，使控制器可以根据作用在掘进部上的液压缸的分布位置以及作用在掘进部上的液压缸推进压力及时判断出掘进部上的力学分布，从而通过调节每个伸出液压缸的推进压力将多个液压缸的推力中心调节至预设的推力中心上，以避免出现偏向掘进，进而实现了提升掘进设备工作稳定性与可靠性，提升掘进精准度，提升产品结构寿命的技术效果。

具体地，现有的盾构机中，针对油缸组的控制均为固定分区的同步控制，掘进过程中油缸分区域同步伸出，并在完成一个阶段的掘进工作后回缩，其后才可在回缩油缸所留出的空间中完成隧道内壁的管片贴装，以至于现有的盾构机的隧道掘进和管片贴装无法同步进行，从而拖慢盾构机的工作效率，延长工时。针对该技术问题，本申请通过在液压缸上设置行程检测器并配套设置对应的控制器，使控制器可以将液压缸的伸长量与目标管片的贴装需求相结合，以在铺贴目标管片时控制部分处于安装区域的液压缸回缩，从而在不打断掘进工作的情况下完成管片贴装，进而解决了上述现有盾构机所存在的技术问题。

另外，本实用新型提供的上述技术方案中的掘进设备还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，进一步地，掘进设备还包括：本体，液压缸设置于本体上；管片安装装置，设置于本体上，与控制器相连接，管片安装装置被配置为适于将管片安装至目标位置；其中，控制器控制部分液压缸回缩，以形成安装空间，管片安装装置在安装空间内完成对应管片的安装。

在该技术方案中，掘进设备上还设置有本体和管片安装装置，本体为掘进设备的主体结构，用于定位和支撑掘进设备上的其他工作结构。管片安装装置用于实现隧道管片的自动贴装，工作过程中，管片贴装装置将待贴装的目标管片运送至隧道内壁上的目标位置处，其后完成管片的贴装，以在隧道内形成由管片组成的管体。通过设置管片安装装置可以实现目标管片的自动化贴装，一方面解放了劳动力，另一方面提升了目标管片的贴装效率和贴装准确度。其中，管片安装装置在贴装过程中需要足够的操作空间，本申请所限定的控制部分液压缸回缩这一技术特征正是为了提供管片安装装置工作的空间。

在上述技术方案中，进一步地，本体包括：外壳，掘进部，液压缸和管片安装装置设置于外壳内；密封尾盾，密封尾盾设置在外壳内侧，活动连接于外壳；其中，掘进部液压缸和管片安装装置位于掘进部和密封尾盾之间。

在该技术方案中，掘进部、推进油缸、密封尾盾设置在外壳的内侧，且围合出容纳用户和其余工作设备的腔体空间。掘进过程中，壳体，掘进部和密封尾盾可有效防止在隧道掘进过程中下落的沙石落入到掘进设备中损坏掘进设备，并危害用户安全。在工作过程中，通过推进油缸推动掘进部进行掘进，密封尾盾设置在外壳内侧，套设在完成拼装管片的外侧，在整环管片拼装完成后，整环管片脱出密封尾盾确保掘进设备的正常使用。进而实现优化掘进设备结构，提升掘进设备安全性与可靠性，延长掘进设备使用寿命的技术效果。

在上述技术方案中，进一步地，本体还包括：密封件，密封件设置在密封尾盾内侧，密封件被配置为适于密封完成安装的管片和密封尾盾之间的缝隙。

在该技术方案中，本体上还设置有密封件，密封件设置在密封尾盾内侧，位于管片与密封尾盾之间，在管片拼装过程中密封尾盾与密封件防止浇灌在隧道与管片壁之间缝隙内的水泥砂浆进入到掘进设备内，一方面保证水泥浇灌的效果稳定可靠，另一方面避免水泥、灰尘和碎石进入掘进设备内部，保证掘进设备内部结构的正常工作，保护用户安全。进而实现优化掘进设备结构，提升掘进设备安全性与可靠性的技术效果。

在上述技术方案中，进一步地，密封尾盾的长度大于液压缸的行程与管片的长度的和；其中，长度为完成安装的管片在掘进方向上的长度。

在该技术方案中，管片的长度为管片在隧道延伸方向上的长度，每种不同规格的管片对应不同的长度，通过限定密封尾盾的长度大于液压缸的行程与管片的长度的和，可确保在多个推进油缸中的至少一个推进油缸收缩，以形成管片拼装空间，其他未收缩推进油缸推动本体进行持续掘进的过程中，管片拼装空间的位置处于密封尾盾内侧，管片拼装得以在掘进设备内进行，能够防止浇灌在管片与隧道壁之间的水泥砂浆进入掘进设备，确保掘进设备平稳运行。

在上述技术方案中，进一步地，管片安装装置包括：滑轨，滑轨设置于本体上；机械抓手，机械抓手滑动设置在滑轨上。

在该技术方案中，在通过管片安装装置拼接管片时，可以将管片放置在滑轨上，在管片通过滑轨运输到指定位置后通过机械抓手抓取管片，并将管片放置在管片拼装空间内进行拼装，在完成管片拼装后，可以在隧道与管片之间的缝隙内浇灌水泥砂浆，支撑隧道。

在上述技术方案中，进一步地，掘进设备还包括：水泥灌注装置，与本体相连接，水泥灌注装置被配置为适于在隧道和管片的缝隙中灌注水泥。

在该技术方案中，掘进设备上还设置有水泥灌注装置，水泥灌注装置与本体相连接，用于将流体状态的水泥引导并关注至掘进设备所挖掘出的隧道的内壁和管片之间的缝隙中，从而将管片定位在隧道内，一方面加强由管片形成的管体的结构强度，另一方面提升掘进设备水泥灌注的精准性和可靠性，提升该工序工作效率。进而实现优化掘进设备结构，提升掘进设备自动化程度，降低施工时间成本和人力成本的技术效果。

在上述技术方案中，进一步地，掘进设备还包括：驱动装置，设置于本体上，与掘进部相连接，驱动装置驱动掘进部工作。

在该技术方案中，掘进设备上还设置有驱动装置，驱动装置设置在本体上，且驱动装置与掘进部相连接，用于驱动掘进部自身工作。例如，在盾构机中，掘进部为刀盘，驱动装置与掘进部相连接，以驱动掘进部转动，转动的掘进部挤压并碾碎前方的山体和土层，从而实现隧道的挖掘。

在上述技术方案中，进一步地，掘进部为圆柱形刀盘，至少两个液压缸均匀分布于以掘进部中线为轴的同一个分度圆上。

在该技术方案中，对掘进部的形状和掘进部上的液压缸的分布做出了具体限定。其中，掘进部为圆柱形刀盘，刀盘的前端面设置有刀体，掘进工作中掘进部沿转动轴线转动，以通过刀体碾碎前方的山体和土层，以完成隧道的掘进。通过将多个液压缸分布在以掘进部中线为轴的同一个分度圆上，使多个液压缸在掘进部上的推力中心位于掘进部的转动中线上，从而保证掘进设备的掘进方向与预定掘进方向一致，避免出现因推力偏差所引起的隧道偏差。进而实现优化掘进设备结构，提升掘进设备工作稳定性与可靠性的技术效果。

在上述技术方案中，进一步地，液压缸的行程的范围为2000mm至3800mm。

在该技术方案中，进一步提供了液压缸的行程，通过2000mm至3800mm行程的选取，能够确保液压缸在推动本体进行掘进形成的掘进距离足够安装管片后，仍能继续伸长为本体提供推力。在管片安装装置拼装管片时，使本体能够持续掘进。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本实用新型的一个实施例提供的掘进设备的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的另一个实施例提供的掘进设备的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的管片的位置分布示意图；

图4示出了根据本实用新型的一个实施例的掘进设备的工作流程示意图。

其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1掘进设备，10本体，102外壳，104密封尾盾，106密封件，12掘进部，14液压缸，16管片安装装置，202第一管片，204第二管片，206第三管片，208第四管片，210第五管片，212第六管片。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步地详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图4描述根据本实用新型一些实施例的掘进设备1。

有鉴于此，根据本实用新型的实施例，如图1所示，提供了一种掘进设备1，掘进设备1包括：掘进部12；液压缸14，与掘进部12相连接，液压缸14至少为两组，每组液压缸14中包括至少两个液压缸14，液压缸14沿掘进设备1的掘进方向推动掘进部12；行程检测器，设置于液压缸14上，用于检测液压缸14的伸长量；控制器，与液压缸14相连接，控制器根据管片的铺设顺序和伸长量控制任一液压缸14的伸缩状态和推进压力。

在该实施例中，限定了一种掘进设备1，掘进设备1上设置有掘进部12、液压缸14、行程检测器和控制器，掘进部12为掘进设备1的挖掘机构，工作过程中掘进部12粉碎岩层和泥土，以在山体或地下挖掘出隧道。液压缸14为掘进部12提供动力，液压缸14的一端与掘进部12相连接，其中每个掘进设备1上设置有多个液压缸14，多个液压缸14共同推动掘进部12。工作过程中，液压缸14推动掘进部12沿掘进方向移动，以完成掘进工作。行程检测器设置在液压缸14上，用于检测液压缸14的伸长量。控制器分别与行程检测器和液压缸14相连接，具体的，控制器与驱动液压缸14工作的液压阀组相连接，并通过控制液压阀组实现对液压缸14的控制。工作过程中，控制器根据获取到的待铺设管片的参数信息确定出多个待铺设管片的铺设顺序，其后根据铺设顺序与当前的铺设进度确定出所要铺设的目标管片，最终控制器接收行程检测器所检测出的伸长量，当伸长量大于目标管片的铺设距离值，则控制与目标管片相对应的液压缸14回缩，以便于执行管片铺设作业，并且控制器还可以根据伸长量调节液压缸14的推进压力。通过设置行程检测器并限定控制器根据管片的铺设顺序和伸长量控制任一液压缸14的伸缩状态，使该掘进设备1上的每个液压缸14可被独立控制，使掘进设备1在执行液压缸14外侧区域的目标管片安装时，可单独控制部分液压缸14回缩以形成足够的安装空间，从而保证目标管片安装和隧道掘进可以同步进行，进而实现了大幅度提升掘进效率，降低隧道挖掘成本的技术效果。通过限定控制器根据伸长量控制液压缸14的推进压力，使控制器可以根据作用在掘进部12上的液压缸14的分布位置以及作用在掘进部12上的液压缸14的推进压力及时判断出掘进部12上的力学分布，从而通过调节每个伸出液压缸14的推进压力将多个液压缸14的推力中心调节至预设的推力中心上，以避免出现偏向掘进，进而实现了提升掘进设备1工作稳定性与可靠性，提升掘进精准度，提升产品结构寿命的技术效果。

具体地，现有的盾构机中，针对油缸组的控制均为固定分区的同步控制，掘进过程中所有油缸分区域同步伸出，并在完成一个阶段的掘进工作后回缩，其后才可在回缩油缸所留出的空间中完成隧道内壁的管片贴装，以至于现有的盾构机的隧道掘进和管片贴装无法同步进行，从而拖慢盾构机的工作效率，延长工时。针对该技术问题，本申请通过在液压缸14上设置行程检测器并配套设置对应的控制器，使控制器可以将液压缸14的伸长量与目标管片的贴装需求相结合，以在铺贴目标管片时控制部分处于安装区域的液压缸14回缩，从而在不打断掘进工作的情况下完成管片贴装，进而解决了上述现有盾构机所存在的技术问题。

另外，本实用新型提供的上述技术方案中的掘进设备1还可以具有如下附加技术特征：

在本实用新型的一个实施例中，进一步地，如图1所示，掘进设备1还包括：本体10，液压缸14设置于本体10上；管片安装装置16，设置于本体10上，与控制器相连接，管片安装装置16被配置为适于将管片安装至目标位置；其中，控制器控制部分液压缸14回缩，以形成安装空间，管片安装装置16在安装空间内完成对应管片的安装。

在该实施例中，掘进设备1上还设置有本体10和管片安装装置16，本体10为掘进设备1的主体结构，用于定位和支撑掘进设备1上的其他工作结构。管片安装装置16用于实现隧道管片的自动贴装，工作过程中，管片贴装装置将待贴装的目标管片运送至隧道内壁上的目标位置处，其后完成管片的贴装，以在隧道内形成由管片组成的管体。通过设置管片安装装置16可以实现目标管片的自动化贴装，一方面解放了劳动力，另一方面提升了目标管片的贴装效率和贴装准确度。其中，管片安装装置16在贴装过程中需要足够的操作空间，本申请所限定的控制部分液压缸14回缩这一技术特征正是为了提供管片安装装置16工作的空间。

在本实用新型的一个实施例中，进一步地，如图1所示，本体10包括：外壳102，掘进部12，液压缸14和管片安装装置16设置于外壳102内；密封尾盾104，密封尾盾104设置在外壳102内侧，活动连接于外壳102；其中，掘进部12液压缸14和管片安装装置16位于掘进部12和密封尾盾104之间。

在该实施例中，掘进部12、推进油缸、密封尾盾104设置在外壳102的内侧，且围合出容纳用户和其余工作设备的腔体空间。掘进过程中，壳体，掘进部12和密封尾盾104可有效防止在隧道掘进过程中下落的沙石落入到掘进设备1中损坏掘进设备1，并危害用户安全。在工作过程中，通过推进油缸推动掘进部12进行掘进，密封尾盾104设置在外壳102内侧，套设在完成拼装管片的外侧，在整环管片拼装完成后，整环管片脱出密封尾盾104确保掘进设备1的正常使用。进而实现优化掘进设备1结构，提升掘进设备1安全性与可靠性，延长掘进设备1使用寿命的技术效果。

在本实用新型的一个实施例中，进一步地，如图1所示，本体10还包括：密封件106，密封件106设置在密封尾盾104内侧，密封件106被配置为适于密封完成安装的管片和密封尾盾104之间的缝隙。

在该实施例中，本体10上还设置有密封件106，密封件106设置在密封尾盾104内侧，位于管片与密封尾盾104之间，在管片拼装过程中密封尾盾104与密封件106防止浇灌在隧道与管片壁之间缝隙内的水泥砂浆进入到掘进设备1内，一方面保证水泥浇灌的效果稳定可靠，另一方面避免水泥、灰尘和碎石进入掘进设备1内部，保证掘进设备1内部结构的正常工作，保护用户安全。进而实现优化掘进设备1结构，提升掘进设备1安全性与可靠性的技术效果。

在本实用新型的一个实施例中，进一步地，密封尾盾104的长度大于液压缸14的行程与管片的长度的和；其中，长度为完成安装的管片在掘进方向上的长度。

在该实施例中，管片的长度为管片在隧道延伸方向上的长度，每种不同规格的管片对应不同的长度，通过限定密封尾盾104的长度大于液压缸14的行程与管片的长度的和，可确保在多个推进油缸中的至少一个推进油缸收缩，以形成管片拼装空间，其他未收缩推进油缸推动本体10进行持续掘进的过程中，管片拼装空间的位置处于密封尾盾104内侧，管片拼装得以在掘进设备1内进行，能够防止浇灌在管片与隧道壁之间的水泥砂浆进入掘进设备1，确保掘进设备1平稳运行。

在本实用新型的一个实施例中，进一步地，管片安装装置16包括：滑轨，滑轨设置于本体10上；机械抓手，机械抓手滑动设置在滑轨上。

在该实施例中，在通过管片安装装置16拼接管片时，可以将管片放置在滑轨上，在管片通过滑轨运输到指定位置后通过机械抓手抓取管片，并将管片放置在管片拼装空间内进行拼装，在完成管片拼装后，可以在隧道与管片之间的缝隙内浇灌水泥砂浆，支撑隧道。

在本实用新型的一个实施例中，进一步地，掘进设备1还包括：水泥灌注装置，与本体10相连接，水泥灌注装置被配置为适于在隧道和管片的缝隙中灌注水泥。

在该实施例中，掘进设备1上还设置有水泥灌注装置，水泥灌注装置与本体10相连接，用于将流体状态的水泥引导并关注至掘进设备1所挖掘出的隧道的内壁和管片之间的缝隙中，从而将管片定位在隧道内，一方面加强由管片形成的管体的结构强度，另一方面提升掘进设备1水泥灌注的精准性和可靠性，提升该工序工作效率。进而实现优化掘进设备1结构，提升掘进设备1自动化程度，降低施工时间成本和人力成本的技术效果。

在本实用新型的一个实施例中，进一步地，掘进设备1还包括：驱动装置，设置于本体10上，与掘进部12相连接，驱动装置驱动掘进部12工作。

在该实施例中，掘进设备1上还设置有驱动装置，驱动装置设置在本体10上，且驱动装置与掘进部12相连接，用于驱动掘进部12自身工作。例如，在盾构机中，掘进部12为刀盘，驱动装置与掘进部12相连接，以驱动掘进部12转动，转动的掘进部12挤压并碾碎前方的山体和土层，从而实现隧道的挖掘。

在本实用新型的一个实施例中，进一步地，如图1和图2所示，掘进部12为圆柱形刀盘，至少两个液压缸14均匀分布于以掘进部12中线为轴的同一个分度圆上。

在该实施例中，对掘进部12的形状和掘进部12上的液压缸14的分布做出了具体限定。其中，掘进部12为圆柱形刀盘，刀盘的前端面设置有刀体，掘进工作中掘进部12沿转动轴线转动，以通过刀体碾碎前方的山体和土层，以完成隧道的掘进。通过将多个液压缸14分布在以掘进部12中线为轴的同一个分度圆上，使多个液压缸14在掘进部12上的推力中心位于掘进部12的转动中线上，从而保证掘进设备1的掘进方向与预定掘进方向一致，避免出现因推力偏差所引起的隧道偏差。进而实现优化掘进设备1结构，提升掘进设备1工作稳定性与可靠性的技术效果。

在本实用新型的一个实施例中，进一步地，液压缸14的行程的范围为2000mm至3800mm。

在该实施例中，进一步提供了液压缸14的行程，通过2000mm至3800mm行程的选取，能够确保液压缸14在推动本体10进行掘进形成的掘进距离足够安装管片后，仍能继续伸长为本体10提供推力。在管片安装装置16拼装管片时，使本体10能够持续掘进。

在本实用新型的一个具体实施例中，限定了一种针对掘进装置的控制方法。工作过程中控制器先控制液压缸14以第一推进压力值工作，在第一推进压力的作用下掘进部12沿预定的掘进方向开展掘进工作。其间控制器实时接收各个液压缸14的伸长量，当判断出掘进部12的行程满足任一目标管片的装贴需求后控制与目标管片的目标位置相对应的部分液压缸14回缩，并同时将其余液压缸14的推进压力由第一推进压力值调整至第二推进压力值，以保证掘进部12的稳定推进。其后，控制器控制管片安装装置16在回缩的液压缸14区域将目标管片安装至目标区域，从而完成一块目标管片的贴装工序。通过控制与目标管片的目标位置相对应的液压缸14回缩，使掘进设备1可以在不打断掘进进程的情况下同步完成目标管片的贴装工序，从而提升掘进设备1的掘进效率，降低隧道施工的时间成本。通过控制除部分液压缸14以外的其余液压缸14改变推进压力值，可以快速调整掘进部12上的力学分布至平衡状态，避免在部分液压缸14回缩后掘进部12的实际掘进方向偏离预定的掘进方向，进而实现提升掘进设备1工作精准度，提升掘进设备1稳定性与可靠性的技术效果。

在本实用新型的另一个具体实施例中，以6200/5500mm-1500mm管片规格，16组双缸为例进行说明。

如图3所示，第二管片204的大小为圆周上的21.5°，第三管片206、第一管片202的大小为圆周上的68°，第四管片208、第五管片210、第六管片212的大小为圆周上的67.5°。掘进设备1掘进至任一环管片长度+拼接余量后，进入推进与装贴同步模式，控制器自动计算第二管片204的拼装位置。根据液压缸14配置及管片配置，控制器计算出拼装第二管片204需动作的液压缸14数目，拼装其他块需动作的液压缸14数目。根据第二管片204的拼装位置，控制器自动计算其他管片的拼装位置和拼装顺序。

如图2所示，本实施例中第二管片204对应第3组液压缸14，第三管片206对应第4组、5组、6组液压缸14，第四管片208对应第7组、8组、9组液压缸14，第五管片210对应第10组、11组、12组液压缸14，第六管片212对应第13组、14组、15组液压缸14，第一管片202对应第16组、1组、2组液压缸14。管片的拼装顺序：第四管片208-第五管片210-第三管片206-第六管片212-第一管片202-第二管片204。根据上述方式完成液压缸14的自动分区后，开始拼装第四管片208，依次缩回第7组、8组、9组液压缸14，拼装上管片后依次顶回第7组、8组、9组液压缸14，第四管片208块拼装完成，进入下一块管片拼装。拼装完所有管片后，退出推进与拼装同步模式，进入正常推进模式。

进一步地，拼装区域的液压缸14的缩回与伸出动作都会使对应区域的液压缸14压力变化，导致推力中心偏移，破坏掘进部12(盾构)推进系统的平衡。掘进设备1正常推进时，其推力中心维持在一个相对固定位置。可用X值，Y值对推力中心进行描述，推力中心SumFrcX的推导公式为：

推力中心SumFrcY的推导公式为：

其中Prs_i为第i根液压缸14的液压缸14压力，其中θ_i为第i根液压缸14的安装角度。

以拼装A1R管片为例，开始进行A1R管片拼装，记录此时推力中心的X值与Y值。第7组液压缸14脱离管片，其作用力从管片上消失，导致推力中心X值，Y值均发生偏移。自动调节除7、8、9组液压缸14外其他液压缸14的压力使推力中心的保持稳定，当满足以下条件公式时：

控制器判定第7组液压缸14压力补偿完成。第7液压缸14压力补偿完成后，按照相同方式对8、9组进行控制，待三组液压缸14均脱离管片，开始拼装A1R管片。拼装完成后，将7、8、9组液压缸14后逐根顶上管片，此时拼装区域液压缸14压力增加，推进作用力增加，推力中心X，Y值产生变化。按照同样地方式自动调节除拼装区域外其他液压缸14压力，保持推力中心在可控波动范围内。即完成推进与拼装状态下液压缸14压力的补偿。

在本实用新型的另一个具体实施例中，如图4所示，掘进设备1的工作流程如下：

1)掘进设备1开机并进入正常推进模式，该模式下所有液压缸14同步伸出；

2)判断掘进长度(伸长量)是否达到任一管片宽度和拼接余量的和，若没有达到则继续执行正常推进模式；

3)当判断出掘进长度达到任一管片宽度和拼接余量的和时，进入推进与拼装同步模式；

4)规划管片的拼装位置以及根据管片的拼装位置对液压缸14做出智能分区；

5)回缩与拼装管片对应的液压缸14，其余液压缸14继续推进，以在推进同时完成管片拼装；

6)判定是否完成整个管体的拼装，完成则回到掘进长度判定步骤，未完成则继续进行拼装步骤。

在本实用新型中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型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一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种掘进设备，其特征在于，包括：

掘进部；

液压缸，与所述掘进部相连接，所述液压缸至少为两个，所述液压缸沿所述掘进设备的掘进方向推动所述掘进部；

行程检测器，设置于所述液压缸上，用于检测所述液压缸的伸长量；

控制器，与所述液压缸相连接，所述控制器根据管片的铺设顺序和所述伸长量控制任一所述液压缸的伸缩状态和推进压力。

2.根据权利要求1所述的掘进设备，其特征在于，所述掘进设备还包括：

本体，所述液压缸设置于所述本体上；

管片安装装置，设置于所述本体上，与所述控制器相连接，所述管片安装装置被配置为适于将管片安装至目标位置；

其中，所述控制器控制部分所述液压缸回缩，以形成安装空间，所述管片安装装置在所述安装空间内完成对应所述管片的安装。

3.根据权利要求2所述的掘进设备，其特征在于，所述本体包括：

外壳，所述掘进部，所述液压缸和所述管片安装装置设置于所述外壳内；

密封尾盾，所述密封尾盾设置在所述外壳内侧，活动连接于所述外壳；

其中，所述掘进部所述液压缸和所述管片安装装置位于所述掘进部和所述密封尾盾之间。

4.根据权利要求3所述的掘进设备，其特征在于，所述本体还包括：

密封件，所述密封件设置在所述密封尾盾内侧，所述密封件被配置为适于密封完成安装的所述管片和所述密封尾盾之间的缝隙。

5.根据权利要求3所述的掘进设备，其特征在于，

所述密封尾盾的长度大于所述液压缸的行程与所述管片的长度的和；

其中，所述长度为完成安装的所述管片在掘进方向上的长度。

6.根据权利要求2所述的掘进设备，其特征在于，所述管片安装装置包括：

滑轨，所述滑轨设置于所述本体上；

机械抓手，所述机械抓手滑动设置在所述滑轨上。

7.根据权利要求2所述的掘进设备，其特征在于，还包括：

水泥灌注装置，与所述本体相连接，所述水泥灌注装置被配置为适于在隧道和所述管片的缝隙中灌注水泥。

8.根据权利要求2所述的掘进设备，其特征在于，还包括：

驱动装置，设置于所述本体上，与所述掘进部相连接，所述驱动装置驱动所述掘进部工作。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的掘进设备，其特征在于，所述掘进部为圆柱形刀盘，至少两个所述液压缸均匀分布于以所述掘进部中线为轴的同一个分度圆上。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的掘进设备，其特征在于，

所述液压缸的行程的范围为2000mm至3800mm。

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