本實(shí)用新型涉及挖掘機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種智能化挖掘頂管機(jī)。

背景技術(shù)：

頂管施工就是非開挖施工方法，是一種不開挖或者少開挖的管道埋設(shè)施工技術(shù)。頂管法施工就是在工作坑內(nèi)借助于頂進(jìn)設(shè)備產(chǎn)生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設(shè)計的坡度頂入土中，并將土方運(yùn)走。一節(jié)管子完成頂入土層之后，再下第二節(jié)管子繼續(xù)頂進(jìn)。其原理是借助于主頂油缸及管道間、中繼間等推力，把工具管或頂管機(jī)從工作坑內(nèi)穿過土層一直推進(jìn)到接收坑內(nèi)吊起。管道緊隨工具管或頂管掘進(jìn)機(jī)后，埋設(shè)在兩坑之間。

頂管機(jī)是頂管法施工使用的機(jī)械設(shè)備。挖掘臂組件是頂管機(jī)的重要組成部分，通常挖掘臂組件包括挖掘臂、挖斗和挖斗油缸，挖斗油缸帶動挖斗做挖掘動作。

現(xiàn)有的挖掘臂組件只能對單一方向進(jìn)行挖掘動作，挖斗只能沿一個方向做反復(fù)的挖掘動作，其他方向例如位于挖斗側(cè)面的物料則不能被挖掘到?，F(xiàn)有的頂管機(jī)在挖掘土層軟松的地方時，經(jīng)常會出現(xiàn)上方塌方的情況，挖掘工作就不得不被迫中止，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，嚴(yán)重的還會直接威脅人員和設(shè)備的安全，因此，市場上越來越需要一種設(shè)置在頂管機(jī)前端的防塌方裝置。

另外，由于現(xiàn)有的頂管機(jī)自動化水平不高，依然需要使用人工進(jìn)行人工操作或現(xiàn)場監(jiān)工，這種操作方法一是生產(chǎn)效率低下，二是對人有一定的安全風(fēng)險，因此，市場上越來越需要一種智能化操作的挖掘頂管機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型是鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題提出的，本實(shí)用新型提供了一種智能化挖掘頂管機(jī)。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種智能化挖掘頂管機(jī)，包括挖掘臂總成、防塌方筒體總成、輸送機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)；

所述挖掘臂總成設(shè)置在所述防塌方筒體總成內(nèi)；

所述挖掘臂總成包括挖掘臂、旋轉(zhuǎn)單元和擺動單元，所述旋轉(zhuǎn)單元用于帶動所述挖掘臂作自由轉(zhuǎn)動，所述擺動單元用于帶動所述挖掘臂作上下、左右擺動；

所述防塌方筒體總成包括前筒體和后筒體，所述前筒體和所述后筒體通過糾偏油缸鉸連接，所述前筒體可沿后筒體向前伸出以防止土層塌方，所述糾偏油缸用于帶動所述前筒體進(jìn)行糾偏以使挖掘沿直線進(jìn)行；

所述輸送機(jī)構(gòu)包括輸送帶和輸送車，所述輸送帶設(shè)置在所述挖掘臂總成的下方，所述輸送帶和輸送車用于輸送挖掘出的泥土；

所述控制系統(tǒng)包括主控制單元、挖掘臂控制單元、筒體控制單元和輸送控制單元，所述主控制單元與所述挖掘臂控制單元、筒體控制單元和輸送控制單元信號連接，所述主控制單元用于控制所述挖掘臂控制單元、筒體控制單元和輸送控制單元，所述挖掘臂控制單元、筒體控制單元和輸送控制單元分別用于控制所述挖掘臂總成、防塌方筒體總成和輸送機(jī)構(gòu)的自動工作。

優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)單元包括旋轉(zhuǎn)油缸，所述旋轉(zhuǎn)油缸的輸出端與所述挖掘臂的尾端固定連接，所述旋轉(zhuǎn)油缸用于帶動所述挖掘臂作自由旋轉(zhuǎn)；所述挖掘臂總成還包括伸縮單元，所述伸縮單元包括伸縮臂、伸縮油缸和大臂，所述伸縮油缸用于帶動所述伸縮臂在所述大臂上前后伸縮；所述旋轉(zhuǎn)單元的旋轉(zhuǎn)油缸的缸體固定在所述伸縮臂上。

優(yōu)選地，所述擺動單元包括上下變幅油缸，所述上下變幅油缸的活塞桿與所述大臂連接，所述上下變幅油缸的活塞桿用于帶動所述挖掘臂作上下擺動；所述上下變幅油缸的缸體固定在一轉(zhuǎn)動架上，所述大臂的尾端樞接在所述轉(zhuǎn)動架上；所述擺動單元還包括左右變幅油缸及回轉(zhuǎn)支承固定座，所述轉(zhuǎn)動架通過一回轉(zhuǎn)支承固定在所述回轉(zhuǎn)支承固定座上，所述左右變幅油缸的活塞桿用于帶動所述轉(zhuǎn)動架繞所述回轉(zhuǎn)支承作左右擺動；所述回轉(zhuǎn)支承固定座和左右變幅油缸的缸體設(shè)置在所述后筒體上。

優(yōu)選地，所述主控制單元包括主控制器和顯示器，所述主控制器與所述挖掘臂控制單元、筒體控制單元和輸送控制單元信號連接，所述主控制器用于控制所述挖掘臂總成、防塌方筒體總成和輸送機(jī)構(gòu)的工作，所述顯示器用于實(shí)時顯示所述挖掘臂總成、防塌方筒體總成和輸送機(jī)構(gòu)的工作過程。

優(yōu)選地，所述挖掘臂控制單元包括上下擺動傳感器和左右擺動傳感器，所述上下擺動傳感器和左右擺動傳感器均設(shè)置在所述后筒體內(nèi)，所述上下擺動傳感器和左右擺動傳感器均與所述主控制單元的主控制器信號連接，所述上下擺動傳感器和左右擺動傳感器分別用于檢測所述挖掘臂上下、左右擺動幅度并將檢測信號傳送至所述主控制器，所述主控制器通過所述挖掘臂控制單元控制所述挖掘臂總成的擺動單元的動作以防止所述挖掘臂與所述防塌方筒體總成發(fā)生碰撞。

優(yōu)選地，所述筒體控制單元包括筒體糾偏傳感器，所述筒體糾偏傳感器設(shè)置在所述后筒體內(nèi)，所述筒體糾偏傳感器與所述主控制單元的主控制器信號連接，所述筒體糾偏傳感器用于檢測所述前筒體的偏轉(zhuǎn)情況并將檢測信號傳送至所述主控制器，所述主控制器通過所述筒體控制單元控制所述糾偏油缸的動作以使挖掘沿直線進(jìn)行。

優(yōu)選地，所述輸送控制單元包括輸送帶調(diào)速器，所述輸送帶調(diào)速器設(shè)置在所述輸送帶一側(cè)，所述輸送帶調(diào)速器與所述主控制單元的主控制器信號連接，所述輸送帶調(diào)速器用于接收所述主控制器通過所述輸送控制單元發(fā)送的指令并對所述輸送帶進(jìn)行速度控制。

優(yōu)選地，還包括影像系統(tǒng)，所述影像系統(tǒng)與所述主控制單元的顯示器信號連接，所述影像系統(tǒng)包括照明燈和攝像頭，所述照明燈和攝像頭均設(shè)置于所述后筒體的上方，所述照明燈用于提供光照，所述攝像頭用于實(shí)時拍攝所述后筒體內(nèi)的工作情況并將影像傳送至所述顯示器。

優(yōu)選地，還包括挖斗總成，所述挖斗總成設(shè)置在所述挖掘臂的前部，所述挖斗總成包括挖斗和挖斗油缸，所述挖斗樞接在所述挖掘臂的前端上，所述挖斗油缸固定在所述挖掘臂上并用于帶動所述挖斗做挖掘動作。

優(yōu)選地，所述糾偏油缸的缸體固定在所述后筒體上，所述糾偏油缸的活塞桿用于推動所述前筒體沿后筒體滑動，所述糾偏油缸用于帶動所述前筒體進(jìn)行糾偏以使挖掘沿直線進(jìn)行。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的智能化挖掘頂管機(jī)通過設(shè)置控制系統(tǒng)的主控制單元、挖掘臂控制單元、筒體控制單元和輸送控制單元，實(shí)現(xiàn)對挖掘臂總成、防塌方筒體總成和輸送機(jī)構(gòu)的工作控制，不需要人工進(jìn)行操作或現(xiàn)場監(jiān)工，通過影像系統(tǒng)將現(xiàn)場工作畫面實(shí)時傳送到顯示器，實(shí)現(xiàn)了對挖掘頂管機(jī)的全自動化操作，其智能化和集約化水平很高；其實(shí)現(xiàn)挖掘臂的自由轉(zhuǎn)動及上下、左右自由擺動，使挖掘臂上的挖斗可移動至頂管機(jī)外殼邊緣上任一點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)工作時無死角挖掘；防塌方筒體總成通過設(shè)置前筒體、后筒體和糾偏油缸，利用糾偏油缸帶動前筒體沿后筒體向前伸出，以挖掘解決土層松軟地方易塌方的問題，糾偏油缸還可以帶動前筒體進(jìn)行糾偏以使挖掘沿直線進(jìn)行；本實(shí)用新型的自動挖掘頂管機(jī)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

為了更好地理解和實(shí)施，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的智能化挖掘頂管機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是防塌方筒體總成的前筒體伸出時的示意圖。

圖3是控制系統(tǒng)和影像系統(tǒng)的框圖。

具體實(shí)施方式

請參閱圖1-圖3。

本實(shí)用新型的一種智能化挖掘頂管機(jī)，包括挖掘臂總成10、防塌方筒體總成20、挖斗總成30、輸送機(jī)構(gòu)40、控制系統(tǒng)和影像系統(tǒng)50。所述挖掘臂總成10設(shè)置在所述防塌方筒體總成20內(nèi)；所述挖掘臂總成10包括挖掘臂11、旋轉(zhuǎn)單元12和擺動單元13，所述旋轉(zhuǎn)單元12用于帶動所述挖掘臂11作自由轉(zhuǎn)動，所述擺動單元13用于帶動所述挖掘臂11作上下、左右擺動；所述防塌方筒體總成20包括前筒體21和后筒體22，所述前筒體21和所述后筒體22通過糾偏油缸23鉸連接，所述前筒體21可沿后筒體22向前伸出以防止土層塌方，所述糾偏油缸用于帶動所述前筒體進(jìn)行糾偏以使挖掘沿直線進(jìn)行。所述輸送機(jī)構(gòu)40包括輸送帶41和輸送車42，所述輸送帶41設(shè)置在所述挖掘臂總成10的下方，所述輸送帶41和輸送車42用于輸送挖掘出的泥土。

所述控制系統(tǒng)包括主控制單元、挖掘臂控制單元、筒體控制單元和輸送控制單元，所述主控制單元與所述挖掘臂控制單元、筒體控制單元和輸送控制單元信號連接，所述主控制單元用于控制所述挖掘臂控制單元、筒體控制單元和輸送控制單元，所述挖掘臂控制單元、筒體控制單元和輸送控制單元分別用于控制所述挖掘臂總成10、防塌方筒體總成20和輸送機(jī)構(gòu)40的自動工作。所述影像系統(tǒng)50與所述主控制單元的顯示器信號連接，所述影像系統(tǒng)50包括照明燈51和攝像頭52，所述照明燈51和攝像頭52均設(shè)置于所述后筒體22的上方，所述照明燈51用于提供光照，所述攝像頭52用于實(shí)時拍攝所述后筒體22內(nèi)的工作情況并將影像傳送至所述顯示器。

所述旋轉(zhuǎn)單元12包括旋轉(zhuǎn)油缸121，所述旋轉(zhuǎn)油缸121的輸出端與所述挖掘臂11的尾端固定連接，所述旋轉(zhuǎn)油缸121用于帶動所述挖掘臂11作自由旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)油缸121帶動挖掘臂11作360度自由轉(zhuǎn)動，真正實(shí)現(xiàn)無死角挖掘。本實(shí)施例的所述挖掘臂總成還優(yōu)選地包括伸縮單元14，所述伸縮單元14包括伸縮臂141、伸縮油缸142和大臂143，所述伸縮油缸142用于帶動所述伸縮臂143在所述大臂141上前后伸縮；所述旋轉(zhuǎn)單元12的旋轉(zhuǎn)油缸121的缸體固定在所述伸縮臂143上。所述旋轉(zhuǎn)單元12的旋轉(zhuǎn)油缸121的缸體固定在所述伸縮臂143上。

所述擺動單元13包括上下變幅油缸131，所述上下變幅油缸131的活塞桿與所述大臂14連接，所述上下變幅油缸131的活塞桿帶動所述挖掘臂11作上下擺動。所述上下變幅油缸131的缸體固定在一轉(zhuǎn)動架135上，所述大臂14的尾端樞接在所述轉(zhuǎn)動架135上。所述擺動單元13還包括左右變幅油缸132及回轉(zhuǎn)支承固定座133，所述轉(zhuǎn)動架135通過一回轉(zhuǎn)支承134固定在所述回轉(zhuǎn)支承固定座133上，所述左右變幅油缸132的活塞桿用于帶動所述轉(zhuǎn)動架135繞所述回轉(zhuǎn)支承134作左右擺動。所述回轉(zhuǎn)支承固定座133和左右變幅油缸132的缸體設(shè)置在所述后筒體22上。所述糾偏油缸23的缸體固定在所述后筒體22上，所述糾偏油缸23的活塞桿用于推動所述前筒體21沿后筒體22滑動。糾偏油缸23的缸體固定在所述后筒體上，所述糾偏油缸23的活塞桿用于推動所述前筒體21沿后筒體22滑動，所述糾偏油缸23用于帶動所述前筒體21進(jìn)行糾偏以使挖掘沿直線進(jìn)行。

所述挖斗總成30設(shè)置在所述挖掘臂11的前部，所述挖斗總成30包括挖斗31和挖斗油缸32，所述挖斗31樞接在所述挖掘臂11的前端上，所述挖斗油缸32固定在所述挖掘臂11上并用于帶動所述挖斗31做挖掘動作。

所述主控制單元包括主控制器和顯示器，所述主控制器與所述挖掘臂控制單元、筒體控制單元和輸送控制單元信號連接，所述主控制器用于控制所述挖掘臂總成10、防塌方筒體總成20和輸送機(jī)構(gòu)40的工作，所述顯示器用于實(shí)時顯示所述挖掘臂總成10、防塌方筒體總成20和輸送機(jī)構(gòu)40的工作過程。

所述挖掘臂控制單元包括上下擺動傳感器和左右擺動傳感器，所述上下擺動傳感器和左右擺動傳感器均設(shè)置在所述后筒體22內(nèi)，所述上下擺動傳感器和左右擺動傳感器均與所述主控制單元的主控制器信號連接，所述上下擺動傳感器和左右擺動傳感器分別用于檢測所述挖掘臂11上下、左右擺動幅度并將檢測信號傳送至所述主控制器，所述主控制器通過所述挖掘臂控制單元控制所述挖掘臂總成10的擺動單元13的動作以防止所述挖掘臂11與所述防塌方筒體總成20發(fā)生碰撞。

所述筒體控制單元包括筒體糾偏傳感器，所述筒體糾偏傳感器設(shè)置在所述后筒體22內(nèi)，所述筒體糾偏傳感器與所述主控制單元的主控制器信號連接，所述筒體糾偏傳感器用于檢測所述前筒體21的偏轉(zhuǎn)情況并將檢測信號傳送至所述主控制器，所述主控制器通過所述筒體控制單元控制所述糾偏油缸23的動作以使挖掘沿直線進(jìn)行。

所述輸送控制單元包括輸送帶調(diào)速器，所述輸送帶調(diào)速器設(shè)置在所述輸送帶一側(cè)，所述輸送帶調(diào)速器與所述主控制單元的主控制器信號連接，所述輸送帶調(diào)速器用于接收所述主控制器通過所述輸送控制單元發(fā)送的指令并對所述輸送帶41進(jìn)行速度控制。

工作時，旋轉(zhuǎn)單元12的旋轉(zhuǎn)油缸121帶動挖掘臂11和挖斗總成30旋轉(zhuǎn)至某一角度，挖斗總成30的挖斗油缸32帶動挖斗31做挖掘動作，當(dāng)其他角度需要挖掘時，旋轉(zhuǎn)油缸31帶動挖掘臂11和挖斗總成30的挖斗31旋轉(zhuǎn)至該角度，挖斗31再開始挖掘。伸縮單元14的伸縮油缸142可以帶動伸縮臂143前后伸縮，從而帶動挖掘臂11前后移動。左右變幅油缸132帶動轉(zhuǎn)動架135繞回轉(zhuǎn)支承134作左右擺動，從而帶動挖掘臂11作左右擺動，同時，上下變幅油缸131也可同時帶動挖掘臂11作上下擺動，以使挖掘臂11頂部的挖斗31能到達(dá)任意一點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)360度無死角挖掘。在挖掘土層軟松的地方時，使用糾偏油缸23將前筒體21沿后筒體22向前伸出，防止土層發(fā)生塌方，以保障人員和頂管機(jī)等設(shè)備的安全。通過所述控制系統(tǒng)的主控制單元控制所述挖掘臂總成10、防塌方筒體總成20和輸送機(jī)構(gòu)40的工作，主控制器控通過挖掘臂控制單元控制挖掘臂總成10的擺動單元13的動作以防止所述挖掘臂11與所述防塌方筒體總成20發(fā)生碰撞；主控制器通過所述筒體控制單元控制所述糾偏油缸23的動作以使挖掘沿直線進(jìn)行；輸送帶調(diào)速器接收所述主控制器通過所述輸送控制單元發(fā)送的指令并對所述輸送帶41進(jìn)行速度控制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的智能化挖掘頂管機(jī)通過設(shè)置控制系統(tǒng)的主控制單元、挖掘臂控制單元、筒體控制單元和輸送控制單元，實(shí)現(xiàn)對挖掘臂總成、防塌方筒體總成和輸送機(jī)構(gòu)的工作控制，不需要人工進(jìn)行操作或現(xiàn)場監(jiān)工，通過影像系統(tǒng)將現(xiàn)場工作畫面實(shí)時傳送到顯示器，實(shí)現(xiàn)了對挖掘頂管機(jī)的全自動化操作，其智能化和集約化水平很高；其實(shí)現(xiàn)挖掘臂的自由轉(zhuǎn)動及上下、左右自由擺動，使挖掘臂上的挖斗可移動至頂管機(jī)外殼邊緣上任一點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)工作時無死角挖掘；防塌方筒體總成通過設(shè)置前筒體、后筒體和糾偏油缸，利用糾偏油缸帶動前筒體沿后筒體向前伸出，以挖掘解決土層松軟地方易塌方的問題，糾偏油缸還可以帶動前筒體進(jìn)行糾偏以使挖掘沿直線進(jìn)行；本實(shí)用新型的智能化挖掘頂管機(jī)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施方式，如果對本實(shí)用新型的各種改動或變形不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動和變形。