一种大直径全自动沉井挖掘系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种大直径全自动沉井挖掘系统，其包括刃脚圈、下放装置、底部环片以及挖掘机器人；所述底部环片支承设置于所述刃脚圈上方；所述底部环片的内表面间隔设置有若干导向限位件，所述挖掘机器人经所述导向限位件架设固定于所述底部环片内；所述下放装置通过钢绞线连接所述刃脚圈，所述下放装置用于锁紧或释放所述钢绞线。本实用新型专利技术的优点是，挖掘机器人采用液压动力，可以在水下作业；使用下放装置控制沉井的环片沉井过程，可以有效的调节环片的沉降速度和姿态；挖掘机器人可自动挖掘，挖掘效率高，且其挖掘臂可进行臂长、俯仰角度以及旋转角度的自由调节控制，挖掘范围和适应性较广。

A fully automatic open caisson mining system with large diameter

The utility model discloses a large diameter automatic caisson mining system, which comprises a blade ring, lowering device, bottom ring plate and the mining robot; the bottom supporting ring is arranged above the blade ring; the inner surface of the bottom spacer ring piece is provided with a plurality of guide spacing, the mining the robot by the guide limiting piece is fixed on the bottom of the erection of ring plate; the lower device is connected with the blade ring through the steel strand, the lowering device for locking or releasing the steel strand. The utility model has the advantages of mining robot, using hydraulic power, can work under water; the use of decentralized control device of open caisson caisson ring, velocity and attitude adjusting ring sheet settlement can be effective; mining robot can automatically mining, mining efficiency is high, and the mining arm arm length, pitch angle and the rotation angle of the adjusting control, mining scope and wide adaptability.

【技术实现步骤摘要】
一种大直径全自动沉井挖掘系统
本技术涉及沉井施工
，具体涉及一种大直径全自动沉井挖掘系统。
技术介绍
沉井是井筒状的结构物，它是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。沉井施工技术在我国50～60年代开始运用，主要用在大型沉井基础和水下、地下工程等。这些工程30M范围周边无建筑物或无浅基础建筑物、构筑物，以避免沉井开挖过程中对周边土层造成扰动；同时在沉井开挖过程中需要持续抽取地下水，以便施工人员及设备对沉井内部进行开挖。现有技术中的沉井施工技术存在以下问题：（1）现有的沉井施工过程中会造成周边地表沉降，影响周边建筑的安全；（2）现有的施工设备无法在水下作业，因此施工过程中需要持续降水，持续降水会加剧施工现场周边的地表沉降。
技术实现思路
本技术的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种大直径全自动沉井挖掘系统，该挖掘系统采用自动化的开挖机器人及刃脚下放装置，大大增加了沉井施工的效率同时减小了施工过程对周边土层的扰动。本技术目的实现由以下技术方案完成：一种大直径全自动沉井挖掘系统，其包括刃脚圈、下放装置、底部环片以及挖掘机器人；所述底部环片支承设置于所述刃脚圈上方；所述底部环片的内表面间隔设置有若干导向限位件，所述挖掘机器人经所述导向限位件架设固定于所述底部环片内；所述下放装置通过钢绞线连接所述刃脚圈，所述下放装置用于锁紧或释放所述钢绞线。所述刃脚圈为环形，其底部边沿设置有泥土切削刃。所述挖掘机器人包括机舱、水平支杆、姿态调节机构以及挖掘臂；若干所述水平支杆自所述机舱的侧面向外延伸并固定于所述底部环片的各所述导向限位件上；所述姿态调节机构设置在所述机舱的底部，所述挖掘臂的尾端铰接所述姿态调节机构，其前端连接有用于切削土壤的滚刀。所述水平支杆的末端设置有与所述导向限位件相配合的挂钩结构。所述沉井挖掘系统还包括卷扬机组件，所述卷扬机组件的钢缆连接所述挖掘机器人。所述挖掘臂为伸缩式挖掘臂；所述姿态调节机构包括回转调节组件以及俯仰角调节组件；所述俯仰角调节组件安装在所述回转调节组件的底部，所述挖掘臂的尾端铰接所述俯仰角调节组件的底部。所述挖掘臂的前端还安装有泥浆抽取装置，所述泥浆抽取装置通过管路连接外部的泥水分离装置。所述底部环片的侧壁设置有注浆管。本技术的优点是，（1）挖掘机器人采用液压动力，可以在水下作业；（2）使用下放装置控制沉井的环片沉井过程，可以有效的调节环片的沉降速度和姿态，避免偏斜；（3）对周边土层的扰动较小，可在城区狭小环境中工作，不影响周边建筑物和地面的沉降；（4）挖掘机器人可自动挖掘，挖掘效率高，且其挖掘臂可进行臂长、俯仰角度以及旋转角度的自由调节控制，挖掘范围和适应性较广。附图说明图1为本技术大直径全自动沉井挖掘系统的剖视图；图2为本技术大直径全自动沉井挖掘系统的俯视图；图3为本技术中的底部环片安装完成后的剖视图；图4为本技术的大直径全自动沉井挖掘系统使用过程中的剖视图；图5为本技术中沉井施工完成后的剖视图。具体实施方式以下结合附图通过实施例对本技术的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：如图1-5，图中标记1-18分别为：刃脚圈1、下放装置2、底部环片3、挖掘机器人4、导向限位件5、基坑6、钢筋混凝土基础7、机舱8、水平支杆9、姿态调节机构10、挖掘臂11、滚刀12、回转调节组件13、俯仰角调节组件14、卷扬机组件15、管线输送架16、上部环片17、钢绞线18。实施例：如图1、2所示，本实施例具体涉及一种大直径全自动沉井挖掘系统，其包括刃脚圈1、下放装置2、底部环片3以及挖掘机器人4；底部环片3支承设置于刃脚圈1上方；底部环片3的内表面间隔设置有若干导向限位件5，挖掘机器人4经导向限位件5架设固定于底部环片内；下放装置2通过钢绞线18连接刃脚圈1，下放装置2用于锁紧或释放钢绞线18从而控制刃角圈1的升降。如图1、2所示，刃脚圈1设置在基坑6的底部，刃脚圈1的底部边沿设置有泥土切削刃；下放装置2安装在基坑6外部的钢筋混凝土基础7的表面，本实施例中下放装置2的数目为四（当然根据实际情况也可以是更多数量）；下放装置2可以锁紧或释放连接在刃脚圈1上的钢绞线18；在释放钢绞线18的过程中，下放装置2可以调节钢绞线18的释放速度及释放长度，进而调节刃脚圈1不同侧边的沉降速度。如图1、2所示，底部环片3与刃脚圈1之间牢固连接，底部环片3的侧壁设置有注浆管，通过注浆管可以向底部环片3的外侧注入具有润滑作用的膨润土；在本实施例中，用于支撑挖掘机器人4的导向限位件5焊接在底部环片3内表面的预埋件上；导向限位件5的数目为四，四个导向限位件5位于相同高度，并等间距的分布在所述底部环片3的内壁面上。如图1、2所示，挖掘机器人4包括机舱8、水平支杆9、姿态调节机构10以及挖掘臂11；水平支杆9自机舱8的侧面向外延伸并搭设在底部环片3内表面上的导向限位件5上，导向限位件5向各水平支杆9提供稳定的向上支撑力；在本实施例中，水平支杆9的数目为四，四个水平支杆9分布在机舱8的四个侧面，水平支杆9的末端设置有与导向限位件5相配合的挂钩结构；姿态调节机构10设置在机舱8的底部，挖掘臂11的尾端铰接姿态调节机构10，其前端连接有用于切削基坑6底部土壤的滚刀12。如图1、2所示，挖掘臂11为一伸缩式挖掘臂11；姿态调节机构10包括位于机舱8内部的回转调节组件13以及连接在回转调节组件13底部的俯仰角调节组件14，挖掘臂11铰接在俯仰角调节组件14的底部；回转调节组件13可以带动俯仰角调节组件14以及挖掘臂11同步回转，本实施例中，回转调节组件13的回转范围为正负180°，从而可以防止机舱8内的线缆缠绕；在俯仰角调节组件14以及挖掘臂之间设置有液压油缸，通过控制液压油缸的伸缩，可以控制挖掘臂11的倾斜角度；在挖掘臂11内部设置有液压驱动的伸缩装置，通过该伸缩装置，可以调节挖掘臂11的臂长。在本实施例中，回转调节组件13、挖掘臂11内部的伸缩装置以及挖掘臂11的滚刀12均采用液压油缸或液压马达作为动力，从而可适应水下作业，避免采用电力部件造成触漏电等故障。如图1、2所示，本实施例的大直径全自动沉井挖掘系统还包括卷扬机组件15以及管线输送架16，在本实施例中，卷扬机组件15的数目三，卷扬机组件15安装在基坑6外部的钢筋混凝土基础7的表面；卷扬机组件15的钢缆连接挖掘机器人4的水平支杆9上的起吊孔；卷扬机组件15用于驱动挖掘机器人4沿竖直方向移动，即将挖掘机器人4吊装入底部环片3内并沿导向限位件5平稳的上、下移动；管线输送架16同样安装在基坑6外部的钢筋混凝土基础7的表面，管线输送架16用于支撑连接在机舱8上的各种管线。在本实施例中，挖掘臂11的前端还安装有泥浆抽取装置以及滚刀冲洗装置；在挖掘机器人4开挖基坑6底部的土方的过程中，使用泥浆抽取装置抽取基坑6底部的泥浆并输送至地面，对泥浆进行泥水分离处理，处理后将分离得到的水排放至基坑内部；滚刀冲洗装置用于向滚刀12喷射高压水流，高压水流可以对滚刀12进行清洗。如图1、2所示，本实施例中，底部环片3内表面的导向限位件5具有顶部卡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大直径全自动沉井挖掘系统，其特征在于所述沉井挖掘系统包括刃脚圈、下放装置、底部环片以及挖掘机器人；所述底部环片支承设置于所述刃脚圈上方；所述底部环片的内表面间隔设置有若干导向限位件，所述挖掘机器人经所述导向限位件架设固定于所述底部环片内；所述下放装置通过钢绞线连接所述刃脚圈，所述下放装置用于锁紧或释放所述钢绞线。

【技术特征摘要】
1.一种大直径全自动沉井挖掘系统，其特征在于所述沉井挖掘系统包括刃脚圈、下放装置、底部环片以及挖掘机器人；所述底部环片支承设置于所述刃脚圈上方；所述底部环片的内表面间隔设置有若干导向限位件，所述挖掘机器人经所述导向限位件架设固定于所述底部环片内；所述下放装置通过钢绞线连接所述刃脚圈，所述下放装置用于锁紧或释放所述钢绞线。2.根据权利要求1所述的一种大直径全自动沉井挖掘系统，其特征在于所述刃脚圈为环形，其底部边沿设置有泥土切削刃。3.根据权利要求1所述的一种大直径全自动沉井挖掘系统，其特征在于所述挖掘机器人包括机舱、水平支杆、姿态调节机构以及挖掘臂；若干所述水平支杆自所述机舱的侧面向外延伸并固定于所述底部环片的各所述导向限位件上；所述姿态调节机构设置在所述机舱的底部，所述挖掘臂的尾端铰接所述姿态调节机构，其前端连接有用于切削土壤的滚刀...

【专利技术属性】
技术研发人员：江明申，林响中，
申请(专利权)人：上海约堡重工机械制造有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31