TWM496054U - 潛盾機鑽頭轉向控制結構 - Google Patents

Description

潛盾機鑽頭轉向控制結構

本創作涉及潛盾機的挖掘技術，特別是指一種鑽頭轉向控制結構。

已知的潛盾機(Shielded Tunnel Boring Machines)，又稱盾構掘進機，屬於掘進工法所採用的挖掘機械，從事隧道的挖掘作業。因為掘進工法隱蔽性高，公安危害性低，對交通的影響小，取代早期的明挖覆蓋工法，成為現代管道施工的主流。

已知的潛盾機分成盾頭、盾身及盾尾等部位，並在盾頭配備一組刀具。盾身內部有一軸心，以軸心驅動刀具轉動。

一推進機構銜接盾尾，支持潛盾機執行隧道的挖掘作業。挖掘一定的深度後，推進機構離開盾尾且退回原位，再聯結一安裝於盾尾的延長管，重複前述的挖掘作業，持續增加隧道的深度。

有些地層土質鬆散，某些地層含有石塊較多，擁有堅硬的土質，都會對潛盾機的掘進方向造成影響。特別是，堅硬的地層改變掘進方向，造成潛 盾機蛇行前進，不利於後續的管道施工。

於是，在盾身內部安裝三個油壓缸(或是千斤頂)來修正潛盾機的掘進方向。另外，盾身內部還有一些偵測器，用來感應或檢測潛盾機的掘進方向，並通過某些電路傳輸一訊號至遠端，如地面。

一修正系統接收到訊號，編輯轉譯成為一光點(92)，顯示在一螢幕90上，如第1圖。螢幕90通常會規劃出靶心般的圖案，搭配垂直相交的X軸與Y軸，幫助操作人員觀察光點(92)，理解潛盾機方位與預定目標(通常是指X、Y軸的相交點)的距離相差多少，然後根據公式演算修正數值，再調節油壓缸控制刀具的挖掘方向。

在某些潛盾機，上方的油壓缸屬於固定缸94，下方二油壓缸為活動缸96，同時座落在虛擬的正三角形相應的角落。無修正時，二活動缸96保持在基本狀態；修正時，二活動缸96依需要改變伸縮的行程。

但是，以三點支撐方式，執行刀具360度旋轉，不僅操作程序繁瑣，而且油壓缸易失壓，產生方向性遺失的缺點。

因此，如何改善潛盾機前述的缺點，就成為本創作亟待解決的課題。

本案創作之目的在於：採用四點支撐的 方式，有效解決先前技術關於方向性遺失的缺點。

緣於上述目的之達成，本創作的潛盾機安裝一鑽頭轉向控制結構。

其中，該潛盾機包括一切削單元、一傳輸單元及一控制單元，切削單元與一組刀具相連，傳輸單元有一第一殼體與一第二殼體，每個殼體聯結相應的單元。

該鑽頭轉向控制結構包括四個油壓缸與若干油路，每個油壓缸連接相應的油路，其二端分別緊固於第一、第二殼體，使油壓缸中心點大致等於正方形的角落。

如此，以四點支撐方式，調整刀具執行轉向動作，不僅油壓缸得以常態操作，還擁有不失壓、操作便捷等優點，比先前技術更不易發生方向性遺失的弊端。

接著，基於圖式詳述相關的實施例，說明採用之技術、手段及功效，相信本發明上述目的、構造及特徵，當可由之得一深入而具體的瞭解。

10‧‧‧潛盾機

11‧‧‧軸封

12‧‧‧盾頭

14‧‧‧盾身

16‧‧‧盾尾

20‧‧‧切削單元

24‧‧‧動力源

30‧‧‧傳輸單元

32‧‧‧第一殼體

34‧‧‧第二殼體

40‧‧‧控制單元

50‧‧‧鑽頭轉向控制結構

52‧‧‧油壓缸

54‧‧‧油路

90‧‧‧螢幕

92‧‧‧光點

94‧‧‧固定缸

96‧‧‧活動缸

第1圖是螢幕與早期的潛盾機油壓缸的關係圖。

第2圖是本創作潛盾機的分解圖。

第3圖是油壓缸與傳輸單元的聯結關係圖。

第4圖是螢幕與本創作安排於潛盾機的油壓缸的關係圖。

請參閱第2、3圖，闡明潛盾機10的具體結構。該潛盾機10分成盾頭12、盾身14及盾尾16三部分，並在盾頭12配備所需的刀具。盾身14內部中空，可安排所需的電子電路、控制儀器以及各式各樣的管路，接收一訊號啟動某種相關的機械設備或電子電路，執行預定的動作，如驅動刀具轉動。盾尾16銜接推進機構，支持潛盾機10執行隧道的深度挖掘作業。

此處所稱的訊號，可由地表的某處以有線或無線的方式傳輸到盾身14的接收部位。在某些實施例中，盾身14亦可對外發射訊號。

所述的盾身14包括一切削單元20、一傳輸單元30及一控制單元40，用傳輸單元30連接切削單元20與控制單元40，方便一些管路、電子電路或機械設備安排在傳輸單元30與控制單元40，如電力線、油路、污物輸送設備等。

切削單元20與盾頭12毗鄰，其內部中空而可安裝一軸心，軸心一端與刀具相連，另端結合一動力源24。

在本實施例，該動力源24是指馬達，其位於傳輸單元30內部，驅動刀具轉動。在其他實施例中，該動力源24是驅動軸心旋轉的機械、器具或設備 。

所述的傳輸單元30還有一第一殼體32與一第二殼體34，第一殼體32與切削單元20結合在一起，第二殼體34一端緊固於控制單元40，另端插入第一殼體32且維持可擺動狀態。因此，傳輸單元30內部中空，足以添加所需的管路、電子電路或機械設備，如一鑽頭轉向控制結構50。

該鑽頭轉向控制結構50包括四個油壓缸52與若干油路54，每個油壓缸52連接相應的油路54，根據帕斯卡原理(Pascal Principle)產生一定長度的伸縮運動。

每個油壓缸52有二端，一端界定為基礎端，鎖固於第二殼體34相應的部位。油壓缸52另端視為活動端，同時緊固在第一殼體32相應的部位，支持第一殼體32相對第二殼體34擺動。

從第4圖不難理解，這些油壓缸52的中心點大致等於一虛擬的正方形相應的角落。這些油壓缸52以兩個為一組，第一組油壓缸52落在一第一直線段L1兩端，第二組油壓缸52落在一第二直線段L2兩端。其中，二直線段L1、L2垂直交錯。因此，這些直線段L1、L2通過X軸與Y軸的相交點，使X軸一端經由相交點到直線段L1、L2之間，或直線段L1、L2通過相交點到Y軸之間形成一大致等於45°的夾角。

如此一來，螢幕90的光點92偏離X軸與 Y軸相交點，從各油壓缸52的幾何關係，根據相關的公式演算的修正數值，比先前技術還要精準，而且演算時間更短。

同時，每個油壓缸52都是活動的，採用四點支撐方式，對伸縮行程的操控較佳，不僅刀具的平衡度優於先前技術，也不容易發生失壓的缺點，有效解決方向性遺失的問題。

上述實施例僅為說明本創作，非為限制本創作。熟習此技藝者從上述實施例衍生之各種變化、修改與應用均在本創作之範疇內。

52‧‧‧油壓缸

90‧‧‧螢幕

92‧‧‧光點

Claims (3)

1. 一種潛盾機鑽頭轉向控制結構，係在一潛盾機(10)安裝一鑽頭轉向控制結構(50)；其特徵在於：該潛盾機(10)包括一切削單元(20)、一傳輸單元(30)及一控制單元(40)，切削單元(20)與一組刀具相連，傳輸單元(30)有一第一殼體(32)與一第二殼體(34)，每個殼體(32、34)聯結相應的單元(20、40)；該鑽頭轉向控制結構(50)包括四個油壓缸(52)與若干油路(54)，每個油壓缸(52)連接相應的油路(54)，其二端分別緊固於第一、第二殼體(32、34)，使油壓缸(52)中心點大致等於正方形的角落。
2. 如申請專利範圍第1項所述的潛盾機鑽頭轉向控制結構，其中，這些油壓缸(52)以兩個為一組，每組油壓缸(52)落在一直線段(L1、L2)兩端，二直線段(L1、L2)垂直交錯。
3. 如申請專利範圍第2項所述的潛盾機鑽頭轉向控制結構，其中，每條直線段(L1、L2)通過X軸與Y軸的相交點，使X軸一端經由相交點到直線段(L1、L2)之間，或直線段(L1、L2)通過相交點到Y軸之間形成一大致等於45°的夾角。