本技術(shù)涉及沉井施工設備領(lǐng)域，具體是指一種豎井掘進機器人及壓入式沉井取土裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，深豎井施工的傳統(tǒng)工藝包括傳統(tǒng)明挖法及傳統(tǒng)沉井施工，傳統(tǒng)沉井施工通過開挖刃腳下方土體，靠結(jié)構(gòu)自重實現(xiàn)下沉，井壁減阻措施包括側(cè)壁加工光滑、涂重油、涂石蠟、涂粘土漿等。傳統(tǒng)沉井容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)突沉、不均勻下沉、傾斜、地面較大沉降變形的等問題,近年來不斷涌現(xiàn)一些新工藝、新方法對傳統(tǒng)沉井工藝進行改進，主要包括壓入式沉井法、氣壓沉箱法、vsm(下沉式豎井掘進機)等施工工藝，但是新的工藝仍然存在地面沉降控制困難、沉井姿態(tài)控制困難、機械化和自動化程度不高、施工效率較低等問題，經(jīng)檢索，中國專利cn115928780a公開了名稱為主動控制型裝配式機械化沉井系統(tǒng)的發(fā)明專利，該專利包括推進懸掛裝置、管路卷盤裝置、浮平臺、水下挖掘裝置、裝配式沉井主體、注漿裝置、控制裝置、泥水裝置和可視化界面；若干個推進懸掛裝置分別間隔設置在井體四周的地面上，裝配式沉井主體通過若干個推進懸掛裝置懸掛或下壓至井體內(nèi)；浮平臺漂浮在裝配式沉井主體內(nèi)的水面上，浮平臺的中部形成有中空結(jié)構(gòu)，使水下挖掘裝置懸掛在浮平臺的下方并位于裝配式沉井主體的底部，水下挖掘裝置的管路通過中空結(jié)構(gòu)向上貫穿浮平臺并引出裝配式沉井主體后繞經(jīng)管路卷盤裝置，管路卷盤裝置設置在井體旁側(cè)的地面上；注漿裝置和泥水裝置均設置在井體外部的地面上，注漿裝置向井壁與裝配式沉井主體的外壁之間注漿，泥水裝置與水下挖掘裝置連接；控制裝置分別與推進懸掛裝置、管路卷盤裝置、浮平臺、水下挖掘裝置、裝配式沉井主體、注漿裝置、泥水裝置和可視化界面電連接，所述的水下挖掘裝置包括固定底座、轉(zhuǎn)臺組件、機械臂組件、擺動驅(qū)動件、疏浚泵和升降驅(qū)動件；固定底座固定安裝在裝配式沉井主體的十字梁的頂部中心，轉(zhuǎn)臺組件可轉(zhuǎn)動式安裝在固定底座上；升降驅(qū)動件固定安裝在轉(zhuǎn)臺組件上，機械臂組件的一端通過第一銷軸與升降驅(qū)動件的驅(qū)動端可轉(zhuǎn)動式連接，機械臂組件的底部靠近升降驅(qū)動件處通過第二銷軸與轉(zhuǎn)臺組件上的耳板可轉(zhuǎn)動式連接，使機械臂組件能隨轉(zhuǎn)臺組件同步水平轉(zhuǎn)動，并通過升降驅(qū)動件繞第二銷軸相對轉(zhuǎn)臺組件豎向轉(zhuǎn)動；疏浚泵通過擺動驅(qū)動件可擺動式安裝在機械臂組件的另一端，使疏浚泵能在固定底座的四周轉(zhuǎn)動、升降或擺動并挖掘土體，疏浚泵與泥水裝置連接；擺動驅(qū)動件與水下挖掘液壓控制器電連接，上述專利的不足：一是上述專利結(jié)構(gòu)復雜，使用設備多，此外，上述專利中水下挖掘裝置固定在沉井主體的十字梁的頂部中心，這就使得水下挖掘裝置只能在沉井主體中心附近挖掘，對于直徑較大的沉井，可能無法挖掘到沉井邊緣部分，導致挖掘范圍有限；二是上述專利中的水下挖掘裝置通過升降器來調(diào)整水下挖掘裝置的上下位置，使用成本高，而且水下挖掘裝置向下移動的時候，無法保持水下挖掘裝置的平穩(wěn)性，調(diào)節(jié)起來也不方便；第三，上述專利中的沉井需要若干個推進懸掛裝置同時驅(qū)動實現(xiàn)下沉，推進懸掛裝置結(jié)構(gòu)復雜，部件多，操作麻煩，費時費力，提高了豎井掘進使用成本。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種結(jié)構(gòu)新穎、挖掘范圍大、靈活性高、平穩(wěn)性好、工作效率高、成本低的豎井掘進機器人及壓入式沉井取土裝置。

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

3、一種豎井掘進機器人，包括機架和豎井掘進機構(gòu)，其特征在于：所述機架和豎井掘進機構(gòu)之間設有豎井掘進前后驅(qū)動機構(gòu)，所述豎井掘進前后驅(qū)動機構(gòu)包括前后驅(qū)動缸，所述豎井掘進機構(gòu)與機架前后滑動連接，所述機架上設有前后驅(qū)動缸，所述前后驅(qū)動缸一端與機架連接，另一端與豎井掘進機構(gòu)連接，以利于通過前后驅(qū)動缸驅(qū)動豎井掘進機構(gòu)前后移動，進而拓寬挖掘范圍。

4、本實用新型所述豎井掘進機構(gòu)包括挖掘安裝座、挖掘旋轉(zhuǎn)座、挖掘旋轉(zhuǎn)驅(qū)動缸、挖掘臂、擺動驅(qū)動缸、絞刀頭、絞刀驅(qū)動缸，所述機架下方設有挖掘安裝座，所述挖掘安裝座與機架滑動連接，所述挖掘安裝座由前后驅(qū)動缸驅(qū)動前后移動，所述挖掘安裝座下方設有挖掘旋轉(zhuǎn)座，所述挖掘安裝座上固定設有挖掘旋轉(zhuǎn)驅(qū)動缸，挖掘旋轉(zhuǎn)座由挖掘旋轉(zhuǎn)驅(qū)動缸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述挖掘旋轉(zhuǎn)座上設有挖掘臂，所述挖掘臂與挖掘旋轉(zhuǎn)座之間設有擺動驅(qū)動缸，所述挖掘臂一端與挖掘旋轉(zhuǎn)座鉸接，另一端安裝有絞刀頭，所述擺動驅(qū)動缸一端與挖掘旋轉(zhuǎn)座鉸接，另一端與挖掘臂鉸接，所述絞刀頭由絞刀驅(qū)動缸驅(qū)動，所述絞刀驅(qū)動缸固定在挖掘臂上，以利于絞刀頭不僅可以前后移動，還能夠360°旋轉(zhuǎn)作業(yè)，拓寬了挖掘范圍。

5、本實用新型所述豎井掘進機構(gòu)上設有泥漿運輸機構(gòu)，所述泥漿運輸機構(gòu)包括吸泥管路、排泥管路和泥漿運輸驅(qū)動部件，所述吸泥管路與挖掘臂固定連接，所述吸泥管路一端朝向絞刀頭，另一端與泥漿運輸驅(qū)動部件連接，所述排泥管路與泥漿運輸驅(qū)動部件連接，以通過泥漿運輸機構(gòu)將絞刀頭挖掘的渣、泥漿運出井外。

6、本實用新型所述泥漿運輸驅(qū)動部件為渣漿泵，所述渣漿泵固定在挖掘安裝座上，所述渣漿泵的吸入口與吸泥管路固定連接，渣漿泵的排出口與排泥管路固定連接，以通過渣漿泵提供運輸泥渣的動力。

7、本實用新型所述泥漿運輸驅(qū)動部件為容納腔室和氣源，所述挖掘安裝座上固定有容納腔室，所述容納腔室通過氣管與氣源連接，所述容納腔室一端與吸泥管路連接，另一端與排泥管路連接，以通過氣源提供運輸泥漿的動力。

8、本實用新型所述挖掘安裝座和挖掘旋轉(zhuǎn)座之間設有滑環(huán)水下保護機構(gòu)，所述滑環(huán)水下保護機構(gòu)用于保護滑環(huán)在水下安全使用。

9、本實用新型所述滑環(huán)水下保護機構(gòu)包括滑環(huán)艙艙體、滑環(huán)艙上蓋、旋轉(zhuǎn)支撐座、回轉(zhuǎn)支承、電液滑環(huán)，所述挖掘安裝座上設有滑環(huán)艙艙體，所述滑環(huán)艙艙體上端固定設有滑環(huán)艙上蓋，所述滑環(huán)艙艙體下方設有旋轉(zhuǎn)支撐座，所述滑環(huán)艙艙體與挖掘安裝座固定連接，所述滑環(huán)艙艙體下端經(jīng)回轉(zhuǎn)支承與旋轉(zhuǎn)支撐座密封旋轉(zhuǎn)連接，所述旋轉(zhuǎn)支撐座與挖掘旋轉(zhuǎn)座固定連接，所述回轉(zhuǎn)支承由挖掘旋轉(zhuǎn)驅(qū)動缸驅(qū)動，所述滑環(huán)艙上蓋、滑環(huán)艙艙體和旋轉(zhuǎn)支撐座之間形成隔離空間，所述隔離空間內(nèi)填充有液壓油，所述隔離空間內(nèi)設有電液滑環(huán)，所述滑環(huán)艙上蓋固定設有上液壓接頭和上電器水密接頭，所述旋轉(zhuǎn)支撐座上固定設有下液壓接頭和下電器水密接頭，所述電液滑環(huán)上部與滑環(huán)艙艙體連接，下部與旋轉(zhuǎn)支撐座連接，所述電液滑環(huán)一端經(jīng)管路與上液壓接頭連接，另一端經(jīng)管路與下液壓接頭連接，所述電液滑環(huán)一端的引線與上電器水密接頭連接，另一端的引線與下電器水密接頭連接，以通過隔離空間來保護電液滑環(huán)，避免電液滑環(huán)受到水汽、鹽霧的影響，同時通過電液滑環(huán)方便傳遞電、液信號。

10、本實用新型所述吸泥管路和泥漿運輸驅(qū)動部件之間設有泥漿管路，所述泥漿管路置于滑環(huán)艙艙體內(nèi)，所述泥漿管路上端穿出滑環(huán)艙艙體與泥漿運輸驅(qū)動部件連接，下端伸出旋轉(zhuǎn)支撐座與吸泥管路旋轉(zhuǎn)密封連接，所述泥漿管路上端與滑環(huán)艙上蓋密封固定連接，所述泥漿管路下端與旋轉(zhuǎn)支撐座密封旋轉(zhuǎn)連接，所述電液滑環(huán)套在泥漿管路上，電液滑環(huán)上部經(jīng)電液滑環(huán)上座與滑環(huán)艙艙體固定連接，電液滑環(huán)下部經(jīng)電液滑環(huán)下座與旋轉(zhuǎn)支撐座固定連接，以通過設置泥漿管路，泥漿管路穿過隔離空間設置，泥漿管路的口徑可設置較大，提高了泥漿輸送量和輸送效率。

11、本實用新型所述泥漿管路上設有光纖滑環(huán)連接保護機構(gòu)，所述光纖滑環(huán)連接保護機構(gòu)包括光纖、光纖滑環(huán)、上光纖接口、光纖上接線盒、光纖下接線盒、光纖滑環(huán)護殼，

12、所述泥漿管路內(nèi)穿設有光纖和光纖滑環(huán)，所述泥漿管路側(cè)壁上設有光纖護殼上穿孔，所述吸泥管路上設有光纖護殼下穿孔，所述光纖包括第一光纖和第二光纖，所述第一光纖置于第一光纖護殼內(nèi)，所述第二光纖置于第二光纖護殼內(nèi)，所述第一光纖下端經(jīng)光纖滑環(huán)與第二光纖上端連接，所述第一光纖上端穿出光纖護殼上穿孔，進入隔離空間內(nèi)設有光纖上接線盒，所述第一光纖經(jīng)光纖上接線盒與上光纖接口連接，所述上光纖接口固定在滑環(huán)艙上蓋上，所述第二光纖滑環(huán)下端穿出光纖護殼下穿孔經(jīng)光纖下接線盒與下光纖接口連接，所述光纖滑環(huán)外側(cè)設有光纖滑環(huán)護殼，所述第一光纖護殼上端穿出光纖護殼上穿孔與光纖上接線盒固定連接，下端與光纖滑環(huán)護殼旋轉(zhuǎn)密封連接，所述第一光纖護殼與泥漿管路密封固定連接，所述光纖滑環(huán)護殼下端與第二光纖護殼密封固定連接，所述第二光纖護殼穿過光纖護殼下穿孔與光纖下接線盒固定連接，所述第二光纖護殼與吸泥管路密封固定連接，以通過泥漿管路保護光纖滑環(huán)，避免光纖滑環(huán)受到水、油的影響。

13、本實用新型所述機架上固定設有機架控制艙和機架液壓艙，所述機架液壓艙內(nèi)的液壓系統(tǒng)與機架控制艙內(nèi)的控制系統(tǒng)連接，所述挖掘旋轉(zhuǎn)座上固定設有機械臂控制艙和機械臂液壓艙，所述機械臂液壓艙內(nèi)的液壓系統(tǒng)與機械臂控制艙內(nèi)的控制系統(tǒng)連接，所述上電器水密接頭、上光纖接口分別與機架控制艙連接，所述上液壓接頭與機架液壓艙連接，所述下電器水密接頭、下光纖接口與機械臂控制艙連接，所述下液壓接頭與機械臂液壓艙連接，以通過機架控制艙來控制機械臂上部件的運動。

14、本實用新型所述滑環(huán)艙上蓋固定設有液壓油加注口和排氣口，所述旋轉(zhuǎn)支撐座上固定設有放油口，所述液壓油加注口與挖掘安裝座上固定的液壓補償器連接，液壓補償器與機械臂液壓艙連接，方便根據(jù)需要為隔離空間補充液壓油，放油口方便操作人員根據(jù)需求手動放油，排氣口用于加液壓油時排氣。

15、本實用新型所述排泥管路包括第一排泥管路和第二排泥管路，所述第一排泥管路與機架固定連接，所述第二排泥管路一端伸入第一排泥管路內(nèi)，與第一排泥管路密封滑動連接，另一端與豎井掘進機構(gòu)的挖掘安裝座固定連接，所述第二排泥管路與前后驅(qū)動缸平行設置，以通過第一排泥管路、第二排泥管路提高管路輸送泥渣的效率，同時通過第二排泥管路導向豎井掘進機構(gòu)的前后移動。

16、本實用新型所述第二排泥管路外壁設有密封滑動座，所述密封滑動座一端與第一排泥管路密封固定連接，另一端套在第二排泥管路上，所述密封滑動座內(nèi)壁設有滑動密封圈，所述第二排泥管路經(jīng)滑動密封圈與密封滑動座密封滑動連接，以通過設置密封滑動座，促使第二排泥管路滑動流暢。

17、本實用新型所述滑動密封圈兩側(cè)分別設有防污圈，所述密封滑動座內(nèi)壁設有防污圈槽和密封圈槽，所述防污圈安裝在防污圈槽內(nèi)，以通過防污圈來保護滑動密封圈，確保第二排泥管路不同方向運動的泥沙都無法損壞滑動密封圈。

18、本實用新型所述第一排泥管路上安裝有排泥液壓蝶閥，所述第一排泥管路一側(cè)設有反沖洗管路，所述反沖洗管路經(jīng)管路接頭與第一排泥管路相連通，所述反沖洗管路上設有反沖洗液壓蝶閥，以利于排泥工作時，開啟排泥管路液壓蝶閥，關(guān)閉反沖洗液壓蝶閥，當需要對管路進行沖洗時，關(guān)閉排泥管路液壓蝶閥，開啟反沖洗液壓蝶閥。

19、本實用新型所述第二排泥管路上安裝有壓力傳感器，以通過壓力傳感器感應第二排泥管路內(nèi)的壓力。

20、本實用新型所述機架上設有拖鏈，所述拖鏈一端與機架固定連接，另一端與豎井掘進機構(gòu)連接，以利于通過拖鏈保護豎井掘進機構(gòu)上的線纜。

21、本實用新型所述機架上固定設有軌道，所述前后驅(qū)動缸的缸座上安裝有滾輪，所述前后驅(qū)動缸的缸座經(jīng)滾輪與軌道滾動連接，所述前后驅(qū)動缸的伸縮桿與機架鉸接，所述前后驅(qū)動缸的缸座與挖掘安裝座鉸接，以通過滾輪、軌道導向挖掘安裝座的前后移動。

22、本實用新型所述機架上設有機架旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述機架旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括環(huán)形固定座、軌道輪、軌道輪驅(qū)動電機，所述機架外側(cè)設有環(huán)形固定座，所述環(huán)形固定座上設有環(huán)形滑軌，所述機架上安裝有軌道輪，所述軌道輪由軌道輪驅(qū)動電機驅(qū)動，所述機架經(jīng)軌道輪、環(huán)形滑軌與環(huán)形固定座旋轉(zhuǎn)連接，以利于通過軌道輪驅(qū)動電機驅(qū)動軌道輪沿著環(huán)形滑軌滑動，帶動機架旋轉(zhuǎn)，進而帶動豎井掘進機構(gòu)旋轉(zhuǎn)。

23、本實用新型所述機架上設有旋轉(zhuǎn)鎖止機構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)鎖止機構(gòu)包括鎖緊爪、鎖緊驅(qū)動缸，所述環(huán)形滑軌兩側(cè)設有鎖緊爪，所述鎖緊爪由鎖緊驅(qū)動缸驅(qū)動開合，所述鎖緊驅(qū)動缸與機架連接，所述鎖緊爪夾持環(huán)形滑軌將機架與環(huán)形固定座限位固定連接，以當機架停下時，鎖緊爪夾持環(huán)形滑軌將機架位置固定。

24、一種壓入式沉井取土裝置，包括沉井，所述沉井外側(cè)設有沉井下壓驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于：所述沉井內(nèi)設有上述所述的豎井掘進機器人，所述沉井內(nèi)壁固定設有導向滑道，所述沉井下端設有沉井支梁，所述環(huán)形固定座外壁安裝有導向輪，所述環(huán)形固定座下端間隔設有調(diào)節(jié)支腿，所述環(huán)形固定座經(jīng)導向輪、導向滑道與沉井內(nèi)壁上下滑動連接，所述調(diào)節(jié)支腿由支腿驅(qū)動缸驅(qū)動，支腿驅(qū)動缸與環(huán)形固定座固定連接，調(diào)節(jié)支腿下端面與沉井支梁相抵靠，所述沉井支梁外端與沉井下端固定連接，以方便機器人沿著沉井內(nèi)壁下落進行挖掘，通過支腿驅(qū)動缸驅(qū)動不同位置的調(diào)節(jié)支腿伸出，調(diào)整環(huán)形固定座的平衡。

25、本實用新型所述沉井下壓驅(qū)動機構(gòu)包括穿心液壓缸、支撐架、鋼絞線、抗拔樁，所述沉井外側(cè)圓周分布有穿心液壓缸，所述穿心液壓缸經(jīng)支撐架與沉井固定連接，所述鋼絞線一端為自由端，另一端穿過穿心液壓缸與抗拔樁固定連接，所述鋼絞線由穿心液壓缸驅(qū)動或鎖緊，以通過穿心液壓缸頂拉鋼絞線，對沉井施加一個向下的頂壓力，使得沉井在這個頂壓力和自重重力作用下下沉。

26、本實用新型所述沉井支梁上設有支腿固定銷，所述支腿固定銷下端與沉井支梁固定連接，上端呈圓錐狀，所述調(diào)節(jié)支腿下端設有固定銷穿孔，所述調(diào)節(jié)支腿經(jīng)支腿固定銷插入固定銷穿孔內(nèi)與沉井支梁限位固定，以通過支腿固定銷、固定銷穿孔將豎井掘進機器人限位固定在沉井內(nèi)。

27、本實用新型所述環(huán)形固定座上方設有支撐吊裝機構(gòu)，所述支撐吊裝機構(gòu)包括上層平臺、連接線纜、吊裝鋼絲繩，

28、所述環(huán)形固定座上方設有上層平臺，所述上層平臺兩端搭在沉井上端端面上，所述上層平臺上設有吊裝孔、連接線纜和吊裝鋼絲繩，所述連接線纜一端向下延伸與機架控制艙連接，另一端穿過上層平臺形成外連接端，所述吊裝鋼絲繩一端與環(huán)形固定座固定連接，另一端與上層平臺固定連接，以通過支撐吊裝機構(gòu)對環(huán)形固定座進行吊裝和支撐。

29、本實用新型由于采用上述結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)新穎、挖掘范圍大、靈活性高、平穩(wěn)性好、工作效率高、成本低等優(yōu)點。