一种掘进机及掘进机物料转运方法与流程

1.本发明属于隧道掘进设备领域，具体涉及一种掘进机及掘进机物料转运方法。


背景技术：

2.掘进机使用过程中，需要对刀盘处相关零部件进行更换，此过程中会涉及新的零部件向刀盘位置处的运入以及从刀盘位置处拆下的零部件向盾体外的运出。
3.掘进机刀盘处所用零部件一般具有较大的重量，如装有刀具的刀筒的重量可以达到几百公斤甚至一吨多，纯靠人力在空间有限的盾体内极难进行转运，因此会在掘进机内设置物料转运系统来对物料进行转运。如申请公布号为cn110159287a、申请公布日为2019年 08月23日的中国发明专利公开的一种新型刀具运输系统及其运输方法，该专利具体是以设置有中心舱、刀盘为常压刀盘的盾构机为例对其运输系统进行了介绍，具体的，在主驱动的内圈中心通道的后端固定中心舱壳体围出中心舱，中心舱壳体上开设有供物料通过的物料通道，对应物料通道设置有物料通道门，物料运输系统具体包括可经物料通道伸至中心舱内的伸缩平台以及设置在中心舱上部的中心舱吊机，工作时，在中心舱外将刀具和刀筒组成的物料放置在伸缩平台上，由伸缩平台将物料运至中心舱内，然后由中心舱吊机接续将物料吊至刀仓内，由于刀盘后侧设置有与中心回转接头的转动部分连接的横梁，因此，中心舱吊机在吊运物料时需先将物料吊起使物料从横梁上部越过到达刀仓内，然后再将物料下放至安装位，实现对物料的转运。对于刀盘为非常压式刀盘的盾构机亦是如此，在主驱动的中心通道处的隔板上开设物料通道并设置物料通道门，物料转运系统经物料通道和主驱动的中心通道将物料运至土仓内并由吊机进行吊装。
4.上述包含伸缩平台和中心舱吊机的物料转运系统能够很方便地布置在直径为十几米的大型掘进机内，但是随着土木建设的发展，许多地方需要用到小尺寸如直径在十米以下的掘进机，对于这些小型化的掘进机，因刀盘后部的仓室空间不足而不便于设置上述现有技术中的物料转运系统，导致掘进机小型化的过程中存在着物料转运困难的技术问题，制约着掘进机小型化的发展。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种掘进机，以解决现有技术掘进机因在小型化的过程中存在着物料转运困难而不易进行小型化的技术问题；本发明的目的还在于提供一种掘进机物料转运方法。
6.为实现上述目的，本发明所提供的掘进机的技术方案是：
7.一种掘进机，包括盾体，盾体内设置有主驱动，主驱动上设置有刀盘，刀盘后部设置有与中心回转接头的转动部分连接的横梁，所述掘进机还包括物料转运系统，物料转运系统包括设置在盾体内用于在盾体尾部和刀盘之间进行物料转运的运载机构，所述运载机构包括用于承载物料的承载体以及供承载体附着的附着体，承载体运送物料的过程中与附着体之间的高度距离不变，承载体的运动路径从主驱动中心通道经过，并直接越过横梁向
刀盘所在位置延伸。
8.有益效果是：承载体与附着体的高度距离不变，利用该运载机构将盾体后部的物料向刀盘位置处转运时，承载体承载着物料经过主驱动的中心通道并越过横梁直接到达刀盘所在位置处，此过程中，不涉及对进入主驱动中心通道内的物料的接续起吊，相较于传统的物料转运系统，无需额外在刀盘后侧仓室内设置行吊设备接续伸缩平台将伸缩平台送至主驱动中心通道内的物料吊起越过刀盘后侧横梁，如此使得刀盘后侧的仓室可以小型化，进而使得掘进机可以小型化。
9.作为进一步地改进，所述运载机构包括盾内轨道和与盾内轨道配合的物料转运小车，所述承载体由物料转运小车构成，所述附着体由盾内轨道构成。
10.有益效果是：运载机构采用物料转运小车与盾内轨道配合的结构，利用盾内轨道对物料转运小车进行支撑，确保运载机构具有足够大的承载力。
11.作为进一步地改进，所述盾内轨道为在前后方向上分体的分体式结构，前端为伸至常压式刀盘的刀仓或者非常压式刀盘后侧土仓内的悬臂段，悬臂段后侧为位于所述刀仓或土仓外的基础段，悬臂段与基础段可拆对接连接或者伸缩装配至所述基础段上或者可拆连接在基础段附近的固定物上与基础段对接，使得悬臂段能够从所述刀仓或土仓中移出；或者，所述盾内轨道延伸至刀盘后侧，所述物料转运小车用于承载物料的部分能够相对于盾内轨道向前悬伸至常压式刀盘的刀仓或者非常压式刀盘后侧土仓内。
12.有益效果是：物料转运小车直接将物料运至离刀盘装刀面板尽可能近的位置，减少后续对物料进行移动的工作量，与此同时，伸至刀盘刀仓或土仓内的悬臂段能够移出或者伸至刀仓或土仓内的物料转运小车能够缩回，使得运载机构的设置不会影响带有刀仓的刀盘的正常运转以及渣土在土仓内的顺畅流动。
13.作为进一步地改进，所述盾内轨道为在前后方向上分体的分体式结构，悬臂段与基础段对接且基础段与悬臂段对接的位置位于所述横梁后侧，或者所述悬臂段伸缩装配至所述基础段上且悬臂段在基础段上的缩入量能够保证其整体能够缩至所述横梁后侧；或者，所述盾内轨道延伸至所述横梁后侧，所述物料转运小车用于承载物料的部分能够相对于盾内轨道向前悬伸至常压式刀盘的刀仓或者非常压式刀盘后侧土仓内。
14.有益效果是：悬臂段拆除后或者向后收缩后或者物料转运小车的向后移动后，运载机构不会对横梁的转动造成干涉，如此，可以使盾内轨道从横梁转动区域穿过，这样就无需对横梁和盾内轨道在上下方向上间隔布置，进而使得刀盘后部仓体的径向尺寸的设计只需参考横梁的转动范围的径向尺寸即可，使得掘进机可以进一步小型化。
15.作为进一步地改进，所述悬臂段与基础段可拆对接连接，且所述悬臂段上固定有向后与附近的固定物支撑配合的斜撑。
16.有益效果是：相较于伸缩式结构，悬臂段与基础段可拆连接能够实现悬臂段与基础段轨面的等高配合，实现物料转运小车在盾内轨道上的平稳运行，而相较于通过连接结构固定在基础段附近的固定物上实现与基础段的对接，悬臂段与基础段可拆连接这样的直接配合方式对周围结构的依赖性更低，无需考虑周围结构，降低悬臂段的制造难度，在此基础上，在悬臂段上设置斜撑使得与基础段可拆连接的悬臂段具有更高的承载能力。
17.作为进一步地改进，所述刀盘为常压式刀盘，所述盾内轨道穿过主驱动中心通道处的物料通道门，盾内轨道包括布设在物料通道门外侧的门外段、布设在物料通道门内侧
的门内段以及用于连接门外段与门内段的过渡段，所述过渡段通过可拆安装结构安装在盾体内，过渡段的长度满足在拆卸后其让出的空间能够使物料通道门正常开闭。
18.有益效果是：转运物料时，门外段、门内段和过渡段配合使得物料转运小车能够正常、顺畅地穿过物料通道门，物料转运结束后将过渡段拆下确保物料通道门能够正常的开合，使得盾内轨道不会对物料通道门闭合的严密性造成影响，进而确保掘进机具有可靠的工作性能。
19.作为进一步地改进，所述可拆安装结构包括位于过渡段上的插接结构以及位于掘进机盾体内的插接配合结构，过渡段通过插接结构与插接配合结构在上下方向上插接配合安装在盾体内。
20.有益效果是：工作时过渡段承受压力，基于此，过渡段采用沿上下方向插接配合的可拆安装结构安装在盾体内能够将过渡段工作时所承受的压力利用起来确保过渡段在盾体内稳定的安装，与此同时，安装过渡段时仅需将插接配合结构对准放下过渡段即可，拆卸过渡段时只需将过渡段拿起即可，使得过渡段的拆装极为方便。
21.作为进一步地改进，所述盾内轨道后端具有对物料转运小车进行位置锁定的锁定结构，以防止物料转运小车自动向前滑行。
22.有益效果是：掘进过程中会出现隧道斜向下延伸的情况，此时，掘进机处于斜向下的姿态，在盾内轨道后端设置锁定结构可防止物料转运小车自行向前滑动，保证在向物料转运小车上吊放物料时物料转运小车稳定地处于承接物料的位置，保证物料在物料转运小车上吊放的方便性，同时避免出现物料转运小车自行滑动误伤工作人员的情况。
23.作为进一步地改进，所述盾内轨道前端具有对物料转运小车进行挡止的挡止结构，以防物料转运小车从盾内轨道前端脱出。
24.有益效果是：由于通过物料转运系统转运的物料大多具有较大的重量，因此，在盾内轨道前端设置对物料转运小车进行挡止的挡止结构可避免出现载有物料的物料转运小车从盾内轨道前端脱出坠落的事故，保证掘进机使用的安全性。
25.作为进一步地改进，所述运载机构包括伸缩安装结构和通过伸缩安装结构安装在盾体内的承载台，承载台能够通过伸缩安装结构缩至物料通道门后侧，所述承载台构成所述承载体，所述伸缩安装结构构成所述附着体。
26.有益效果是：通过伸缩安装结构的向前延伸，可以方便地使承载台伸至刀盘所在位置实现物料向刀盘处的转运，同时，通过伸缩安装结构的向后缩回可以方便地使承载台缩回至物料通道门后侧，避免运载机构对物料通道门的开关造成影响。
27.作为进一步地改进，所述承载体的运动路径从主驱动中心通道的底部经过。
28.有益效果是：物料在运抵刀盘所在位置时具有相对较低的位置高度，减小后续将物料下放至安装位时的劳动量，与此同时，主驱动中心通道的横截面为圆形，将承载体的运动路径设计为从主驱动中心通道的底部经过，使得运载体的运动路径位于盾体中心下部，如此，在将物料运抵刀盘所在位置时，物料自然位于刀盘中心下部的位置，降低操作人员将物料向安装位转移时左右方向的调整工作量，同时提高物料的转运速率。
29.作为进一步地改进，所述承载体具有用于承托物料的物料托盘，所述物料托盘上设有用于与物料包装或者物料自身限位配合以限定物料左右方向倾角姿态的定位结构。
30.有益效果是：由于刀盘每次停机时较难高精度地停在预设位置，因此需保证物料
与横梁之间具有足够的间隙以确保物料不会受横梁阻挡，进而保证物料向刀盘位置处转运的顺畅性，对此，在物料转运小车上设置定位结构，通过定位结构使物料的外包装或者物料自身在左右方向倾斜，以此来增大物料或物料外包装与横梁之间的距离，保证物料能够顺畅运抵刀盘所在位置。
31.作为进一步地改进，所述定位结构为定位斜面。
32.有益效果是：平面结构便于加工且更加耐磨，将定位结构设计为定位斜面能够降低运载机构制造的难度，并提供运载机构的耐用性，与此同时，平面结构的定位结构能够与物料或者物料包装稳定的配合，对物料的姿态进行稳定的定位。
33.作为进一步地改进，所述定位结构包括左定位结构和右定位结构，左定位结构与右定位结构左右对称布置。
34.有益效果是：由于对刀盘上不同位置的物料进行更换安装时需要横梁停在不同的位置处，横梁有时停在盾内轨道的左侧，有时会停在盾内轨道的右侧，与之相对应的，在物料托盘上设置左右对称的左定位结构和右定位结构，如此可结合刀盘后侧横梁实际所停的位置来适应性的选择对应侧的定位结构来与物料或者物料的外包装配合，这样无论对何处的物料进行更换都能保证物料在向刀盘所在位置处转运时不会被刀盘后侧的横梁阻挡，保证物料转运的顺畅性。
35.作为进一步地改进，所述刀盘的装刀面板上具有用于安装刀具的装刀位，装刀面板后侧固定有用于安装起吊工具的起吊工具安装结构，在掘进机刀盘止动对装刀位进行装刀时，所述起吊工具安装结构位于该装刀位的上方，且与该装刀位之间的距离满足起吊工具的布置和起吊距离要求。
36.有益效果是：将刀具从运载机构上卸下并向对应的装刀位移动或者将拆卸下来的刀具向运载机构上放置时，在刀盘的装刀面板后侧通过起吊工具安装结构安装起吊工具，利用起吊工具对刀具进行吊运，起吊时，通过起吊工具安装结构安装起吊工具位于装刀位上方，起吊工具安装结构与装刀位之间的距离使得起吊工具具有起吊刀具的起吊距离，实现在小尺寸仓体内对物料的吊运，降低工作人员的劳动强度，提高物料转运的方便性。
37.作为进一步地改进，所述装刀面板上具有装刀区，装刀区内沿刀盘径向并列布置有至少两个所述装刀位，对应装刀区设置有所述起吊工具安装结构，与装刀区对应的起吊工具安装结构沿刀盘径向布置在装刀区靠近刀盘中心一侧。
38.有益效果是：装刀位集中布置形成装刀区，并针对装刀区对应设置起吊工具安装结构，如此可以减少所需的起吊工具安装结构的数量，并减少装刀卸刀过程中转动刀盘的频次，使得掘进机的刀具更换操作更加方便。
39.作为进一步地改进，所述装刀区有至少两个，各装刀区沿刀盘周向间隔布置，与各装刀区对应的起吊工具安装结构位于以刀盘中心为圆心的圆上，且起吊工具安装结构所处的圆位于装刀区与刀盘中心之间。
40.有益效果是：将起吊工具安装结构设置在刀具安装区与刀盘中心之间，使得起吊工具安装结构与刀具安装区之间具有合适的距离，保证起吊工具能够顺畅工作且不会导致起吊工具尺寸过大。
41.作为进一步地改进，所述装刀区和与之对应的起吊工具安装结构分布在刀盘中心的两侧。
42.有益效果是：由于起吊工具在工作时需要具有一定的吊升空间，将起吊工具安装结构与装刀区在刀盘中心两侧布置使得起吊工具安装结构与装刀区具有相对较大的间隔，便于布置起吊工具。
43.作为进一步地改进，对应各装刀区设置有至少一个起吊工具安装结构组，起吊工具安装结构组包括两个所述起吊工具安装结构，两起吊工具安装结构与对应的刀具安装区内的装刀位按照三角形三个顶点的位置关系布置。
44.有益效果是：设置起吊工具安装结构组，针对各起吊工具安装结构设置相应的起吊工具，通过两个起吊工具配合，能够在吊装过程中对物料的左右位置进行调整。其次，起吊工具安装结构组能够为起吊工具提供更加可靠的安装结构，避免出现起吊工具及物料在起吊过程中出现坠落的情况。
45.作为进一步地改进，所述起吊工具安装结构为通过胡定结构固定在装刀面板上的吊环。
46.有益效果是：起吊工具一般自身带有挂钩，将起吊工具安装结构设计为吊环便于将起吊工具安装在起吊工具安装结构上。
47.作为进一步地改进，所述主驱动包括驱动箱体驱动箱体中部为前后贯通的中心通道，所述主驱动还包括相对于所述驱动箱体固定的驱动装置，驱动装置用于驱动刀盘转动，所述驱动箱体的围成中心通道的部分后端密封连接有封板，封板封堵所述中心通道以围出中心舱，封板的中心部位开设有用于安装中心回转接头的中心回转接头安装孔。
48.有益效果是：如此将主驱动的中心通道利用起来形成中心舱尾端部分，将中心舱集成在主驱动上，相较于在主驱动内嵌套向后突出的中心舱壳体形成直径小于主驱动中心通道的中心舱，这样将中心舱与主驱动集成化设置的结构使得主驱动中心通道的内径与对应位置的中心舱的径向尺寸一致，与此同时，由于封板设置在驱动箱体围成中心通道的部分的后端不再设置具有筒形段的中心舱壳体，将主驱动内圈的后端向后延伸，确保中心舱具有合格的轴向尺寸，综上，在保证中心舱的径向尺寸的前提下，使得主驱动的径向尺寸可以进一步小型化。
49.作为进一步地改进，所述内封板位于驱动装置的减速机所在位置，所述封板的直径大于中心通道的直径且封板上开设有用于安装减速机的减速机安装孔。
50.有益效果是：如此使得与驱动箱体围出中心舱的板结构和用于安装减速机的板结构一体成型，无需额外对该两部分板结构分别进行加工制造，减少主驱动制造过程中的零件加工工作量，提高主驱动制造的方便性。
51.作为进一步地改进，所述封板为平板或者为中部向所述中心通道内凹陷的曲面板。
52.有益效果是：封板采用平板结构或者中部向中心通道内凹陷的板结构，尽可能地将中心回转接头的安装位前移，使得中心回转接头及中心回转接头后侧所连接的弯头结构前移，实现主驱动后侧空间的最大化。
53.作为进一步地改进，所述封板通过焊接连接结构固定在驱动箱体的围成所述中心通道的部分上。
54.有益效果是：相较于螺栓连接，采用焊接的方式能够更加简单方便地将封板连接在主驱动的驱动箱体上，同时该固定连接结构可有效保证中心舱的密封性。
55.作为进一步地改进，所述封板为平板，平板结构的封板的边缘与中心通道内壁之间固定连接有加强筋。
56.有益效果是：封板用平板结构使得封板便于生产制造和运输，与此同时，设置加强筋能够保证平板结构的封板具有合格的耐压强度，进而确保中心舱具有可靠的承压能力。
57.作为进一步地改进，所述加强筋与封板的内侧板面连接。
58.有益效果是：由于封板外侧要进行相应的元器件及管路的安装，将加强筋设置在封板的内侧板面上可防止加强筋的设置对操作人员的安装作业造成影响。
59.为实现上述目的，本发明所提供的掘进机物料转运方法的技术方案是：
60.一种掘进机物料转运方法，该方法是通过设置在盾体内的能够向刀盘所在位置运动的承载体运载物料向刀盘处转运，在主驱动的中心通道外将物料放置在承载体上，使承载体沿设定路径越过刀盘后侧横梁将物料转运至刀盘所在位置处，在承载体运送物料的过程相对于承载体所在的附着体的高度不变，而后将转运的物料安置于相应的安装位，转运前将掘进机的刀盘停至设定位置，以免刀盘后侧的横梁与承载体及物料干涉。
61.有益效果是：承载体与附着体的高度距离不变，采用这样的方法将盾体后部的物料向刀盘位置处转运时，承载体承载着物料经过主驱动的中心通道并越过横梁直接到达刀盘所在位置处，此过程中，不涉及对进入主驱动中心通道内的物料的接续起吊，相较于传统的物料转运系统，无需额外在刀盘后侧仓室内设置行吊设备接续伸缩平台将伸缩平台送至主驱动中心通道内的物料吊起越过刀盘后侧横梁，如此使得刀盘后侧的仓室可以小型化，进而使得掘进机可以小型化。
62.作为进一步地改进，承载体的运动路径延伸至刀盘处起吊物料的位置处，安置物料时在刀盘后侧刀仓或土仓内先从所述承载体上将物料吊起，然后将承载体及及附着体移开，再下放物料至相应的安装位。
63.有益效果是：承载体的运动路径延伸至刀盘处起吊物料的位置处可以将物料运至离刀盘尽可能近的位置处，减少后续对物料的移动量和工作强度，与此同时，安置物料时将承载提及附着体移开直接下放物料，实现物料向安装位方便的转运。
64.作为进一步地改进，在刀盘用于安装刀具的装刀面板上或者装刀面板后侧的仓室内选择固定结构或设置起吊工具安装结构安装起吊工具对物料进行吊装。
65.有益效果是：将物料从承载体上卸下并向对应的安装位移动或者将拆卸下来的零部件向承载体上放置时，在刀盘的装刀面板后侧通过起吊工具安装结构安装起吊工具，利用起吊工具对物料进行吊运，实现在小尺寸仓体内对物料的吊运，降低工作人员的劳动强度，提高物料转运的方便性。
附图说明
66.图1为本发明中掘进机实施例1的部分结构的结构示意图；
67.图2为本发明中掘进机实施例1的中心隔板上各孔道的布局结构示意图；
68.图3为本发明中掘进机实施例1的盾内轨道在盾体内布置的结构示意图；
69.图4为本发明中掘进机实施例1的主驱动内设置的用于安装盾内轨道的过渡段的安装结构的示意图；
70.图5为本发明中掘进机实施例1的物料转运小车的主视图；
71.图6为本发明中掘进机实施例1的物料转运小车的俯视图；
72.图7为本发明中掘进机实施例1的物料转运小车的剖视结构示意图；
73.图8为本发明中掘进机实施例1的横梁两种停靠状态下的结构示意图；
74.图9为本发明中掘进机实施例1的刀盘的装刀面板的后视状态下的结构示意图；
75.图10为利用本发明中掘进机实施例1的刀盘的装刀面板后侧的吊环与起吊葫芦配合起吊物料的状态示意图；
76.图11本发明中掘进机实施例1的盾体内部结构的俯视图；
77.附图标记说明：
78.1、盾体；2、主驱动；3、刀盘；4、中心通道；5、封板；6、装刀面板；7、刀仓；8、物料通道；9、人员通道；10、中心回转接头安装孔；11、中心回转接头；12、横梁；13、第一隧道内运输单元；14、隧道内吊运单元；15、第二隧道内运输单元；16、盾体内吊运单元；17、盾内轨道；18、物料转运小车；19、基础段；20、悬臂段；21、斜撑；22、门外段；23、门内段；24、过渡段；25、插接脚；26、插接基座；27、车架；28、车轮；29、托板；30、把手；31、挡板；32、吊环；33、弯头；34、弧形轨道；35、左斜面；36、右斜面；37、刀筒组件；38、起吊葫芦；39、装刀区；40、电机；41、减速机；42、轮廓线； 43、减速机安装孔；44、装刀位；45、中心通道壁体。
具体实施方式
79.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
80.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
81.需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。
82.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
83.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而
言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
84.以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
85.本发明所提供的掘进机的具体实施例1，本实施例中，以掘进机为常压刀盘泥水掘进机、物料为刀具和刀筒组成的刀筒组件37、物料转移操作为将物料向刀盘处转运为例对本发明中掘进机的结构及物料转运方法进行介绍，具体如下：
86.本实施例所提供的掘进机的部分结构如图1所示，包括盾体1，盾体1内设置有主驱动2，主驱动2具有驱动箱体，主驱动2通过刀盘安装结构安装有刀盘3。为了驱动刀盘转动，主驱动2还具有驱动装置，如图3所示，驱动装置包括相对于驱动箱体固定的电机 40和减速机41。本实施例中，刀盘3为常压式刀盘，具有用于安装刀具的装刀面板6以及位于装刀面板6后侧的刀仓7。主驱动2的中部为中心通道4，另外，定义驱动箱体的围成中心通道4的部分为中心通道壁体45，中心通道壁体45的后端面上焊接密封固定有封板5，利用封板5将中心通道4后侧密封以围出中心舱。刀仓和中心舱构成掘进机刀盘 3后侧的腔室。
87.如图2所示，封板5上开设有物料通道8、人员通道9、中心回转接头安装孔10和其他相关通道，中心回转接头安装孔10位于封板5的中心，用于实现中心回转接头11在盾体1内的安装。物料通道8、人员通道9用于供物料和人员进出中心舱。其他相关通道则用于实现电气元件如传感器和相关管路、电路与中心舱的对接。对应物料通道8、人员通道9还设置有物料通道门和人员通道门(图中未示出)，以满足中心舱的密封性和抗压能力。关于物料通道8的设置位置，如图2所示，物料通道8设置在中心回转接头安装孔10 的正下方，且物料通道8的底部位于中心通道4的底部。
88.如图1所示，刀盘3后侧与中心回转接头11之间设置有八字形的横梁12，利用横梁 12将中心回转接头11的转动部分与刀盘3刚性连接起来，利用刀盘3带动中心回转接头 11的转动部分转动。
89.为了将物料向刀盘3所在位置处转运以及将刀盘3处拆卸下来的物料向外运出，掘进机内还设置有物料转运系统，具体的，如图1所示，物料转运系统包括位于盾体后侧隧道内的第一隧道内运输单元13、隧道内吊运单元14、第二隧道内运输单元15、盾体内吊运单元16以及位于盾体内的运载机构，运载机构包括运载体和附着体，用于将盾体尾部的物料向刀盘所在位置转运。关于运载机构的具体结构，本实施例中，运载机构的附着体具体为盾内轨道17，承载体为与盾内轨道17配合的物料转运小车18。
90.如图1所示，盾内轨道17经物料通道8底部由中心舱外延伸至中心舱内，并从横梁 12下部穿过向刀盘3的刀仓7内延伸，如此，使得作为承载体的物料转运小车18的运动路径从中心通道4底部经过并从横梁12下方穿过向刀盘3的刀仓7内延伸。
91.如图3所示，为确保刀盘3正常转动工作，盾内轨道17为分体结构，具体包括前端伸至刀仓7内的悬臂段20，以及位于悬臂段20后侧的基础段19，工作时，悬臂段20与基础段19对接，使得物料转运小车18能够经横梁12下侧将物料运至刀仓7内，需要刀盘3运转时，将悬臂段20拆下。本实施例中，盾内轨道17穿过横梁12转动经过的区域，因此，基础段19与悬臂段20连接的结构位于横梁12后侧，使得基础段19不会对横梁12 的转动造成干扰。
92.对于悬臂段20与基础段19之间的对接方式，本实施例中，悬臂段20、基础段19与物料转运小车18直接配合的轮轨直接销接对接，与此同时，由于悬臂段20直接伸至刀仓 7内，为防止悬臂段20绕销接的销子转动保证悬臂段20的水平姿态，悬臂段20伸至刀仓 7内的部
分上固定有斜撑21，斜撑21向后与刀仓7的内壁面支撑配合，确保悬臂段20能够保持水平姿态并具有足够的支撑强度。基于斜撑21的设置，悬臂段20与基础段19之间可以用单排销接轴进行销接，当然，为保证连接的可靠性，也可以采用在前后方向上并排布置的两排以上的销接轴进行销接。
93.由于基础段19从中心舱外延伸至中心舱内，因此，为确保物料通道门能够正常开合，基础段19也为分体结构，包括位于物料通道门后侧的门外段22、位于物料通道门内侧的门内段23，以及连接在门内段23和门外段22之间的过渡段24，过渡段24可拆安装在盾体1内，且其长度满足在拆卸后其让出的空间能够使物料通道门正常开闭。对于过渡段24 在盾体1内的可拆安装结构，如图4所示，在主驱动2固定部分的内壁面上固定有插接基座26，对应的，在过渡段24下部设置有插接脚25，插接脚25底部开设有与插接基座26 插接配合的插槽，安装过渡段24时，通过插接脚25与插接基座26插接配合即可实现过渡段24在门内段23和门外段22之间的安装，需要开合物料通道门时，将过渡段24拆下即可。
94.物料转运小车18具体包括与盾内轨道17配合的行走装置以及设置在行走装置上的物料托盘，具体的，如图5、图6和图7所示，本实施例中物料转运小车18的行走装置包括车架27及设置在车架27上与盾内轨道17配合的车轮28，物料托盘为设置在行走装置上的托板29，使用时，将物料放置在托板29上。为便于操作人员推动物料转运小车18，物料转运小车18上还设置有把手30。在其他实施例中，物料托盘还可以为非板型的结构，如框架型结构。
95.如图8所示，对刀盘3上的刀具进行更换时，会使相应的刀具安装位停在六点钟的位置，此时，刀盘3后的侧横梁12为斜置状态，物料运载小车18承载着物料向刀盘3位置处托运，由于刀盘3难以高精度地停在设定的位置，因此，需保证横梁12与位于物料转运小车18上的刀筒组件37之间具有足够的距离，以防横梁12与刀筒组件37产生干涉，对此，在物料转运小车18上设置定位结构，本实施例中，由于转运的物料为刀筒组件37，为便于吊装，针对物料设置有带有吊耳的工装，因此，通过定位结构与物料外的工装配合限定物料左右方向倾角姿态，增大物料以及工装与横梁12在左右方向上的距离。本实施例中，定位结构包括左定位结构和右定位结构，具体的，左定位结构和右定位结构为设置在托板29前端的左斜面35和右斜面36，两斜面左右对称。相对应的，在装刀具的工装上设置平面结构，通过工装上的平面结构与左定位结构或者右定位结构配合来对刀筒组件和工装的倾角姿态进行限定，确保刀筒组件和工装不会与横梁12干涉。在其他实施例中，定位结构可以直接与物料配合，也可以与物料外的非工装的其他包装配合，如包装箱。
96.另外，由于掘进过程中会出现隧道斜向下延伸的情况，此时，掘进机的盾体1处于斜向下的姿态，为防止物料转运小车18在重力作用下自动向前滑动，在盾内轨道17后端还设置锁定结构，通过锁定结构对物料转运小车18进行锁定，防止物料转运小车18自行向前滑动。本实施例中，锁定结构具体为固定在盾体1内的锁定板，锁定板上开设有锁定孔，对应的，在物料转运小车上设置锁定孔配合孔，通过在锁定孔和锁定孔配合孔内穿装锁定销轴实现对物料转运小车18位置的锁定。除此以外，由于通过物料转运系统转运的物料大多具有较大的重量，因此，如图3所示，在盾内轨道17前端设置对物料转运小车18进行挡止的挡止结构，通过挡止结构对物料转运小车18进行挡止，可避免出现载有物料的物料转运小车18从盾内轨道17前端脱出坠落的事故。对于挡止结构的具体形式，本实施例中，挡止结构为挡板31，在其他实施例中挡止结构可以为任何能够对物料转运小车18 进行挡止以防其向
前脱出轨道的结构，如挡块。
97.刀盘3的结构如图9所示，在刀盘3的装刀面板6后侧固定有起吊工具安装结构，本实施例中起吊工具安装结构具体为吊环32，如此，在将物料运至刀仓7内后，由于小尺寸的刀仓7和中心舱内无法设置行吊设备，此时可如图10所示通过在吊环32上固定起吊葫芦38来吊运物料。对于吊环32在装刀面板6上的固定方式，可以采用焊接直接固定的结构固定在装刀面板上，可以在装刀面板上固定安装座，然后将吊环32固定在安装座上的间接方式固定在装刀面板6上，此时安装座构成吊环在装刀面板固定的固定结构。
98.如图9所示，装刀面板6上具有集中布置装刀位44而形成的装刀区39，因此针对各装刀区对应设置起吊工具安装结构，本实施例中，装刀面板6上设置有四个装刀区39，四个装刀区39沿刀盘周向等间距布置，针对每个装刀区39均设置起吊工具安装结构。具体的，如图10所示，装刀区39和与之对应的起吊工具安装结构分布在刀盘中心的两侧，以满足起吊葫芦38工作时对其自身的固定点和及刀具安装位之间距离的要求。整体上，与所有装刀区39对应的起吊工具安装结构位于以刀盘中心为圆心的圆上，且该圆位于装刀区39与刀盘中心之间，避免起吊工具安装结构与对应的装刀区39距离过大。
99.本实施例中，针对各装刀区具体设置一个起吊工具安装结构组，一个起吊工具安装结构组包括两个起吊工具安装结构，即两个吊环32。结合附图9和图10所示，与装刀区39 对应设置的起吊工具安装结构组位于与该装刀区39相对的装刀区的两侧，避免起吊工具安装结构的设置对后续对其附近装刀位装刀操作造成影响。这样设置使得两个起吊工具安装结构与目标装刀位成三角形三个顶点的关系布置，如此可以按照图10所示的采用两个起吊葫芦38配合吊装刀筒组件37，吊装过程中，可以通过调整两起吊葫芦38吊索的长度在左右方向上调整刀筒组件37的位置。
100.对于封板5，如图1和图3所示，本实施例中封板5为平板结构，将主驱动2的中心通道4利用起来围成中心舱，如此用于转运物料的盾内轨道17直接铺设在主驱动中心通道4的内壁底部，使得盾内轨道17的铺设位置尽可能的低，在保证中心舱径向尺寸合格的前提下，使得主驱动的中心通道4的径向尺寸可以尽可能的小型化，进而使得主驱动的径向尺寸尽可能的小，便于实现掘进机的小型化。与此同时，如图11所示，隔板5采用平板结构，使得与中心回转接头11连接的管路的弯头33的布置位置相对靠前，在主驱动 2后侧留出较大的空间，使得盾体内吊运单元16所吊运的物料能够顺畅地下落至物料转运小车18上。
101.本实施例中，封板5采用焊接的方式固定在主驱动2的中心通道壁体22的后端面上，为保证封板5具有合格的抗压能力，本实施例中，在封板5内侧板面与主驱动2的中心通道壁体22之间焊接连接有加强筋(图中未示出)，从而保证中心舱具有合格的耐压强度。
102.为了保证中心舱具有合适的轴向尺寸，主驱动2的中心通道壁体22后端向后延伸至合适位置，本实施例中，主驱动的中心通道壁体22后端延伸至减速机41所在的位置，基于此，如图2所示，将封板5的直径设置的大于主驱动的中心通道4的直径，并在封板 5位于中心通道4的轮廓线42以外的部分上开设用于安装减速机41的减速机安装孔43，将围出中心舱的板结构与固定减速机41的结构一体化设置，减少主驱动生产过程中加工零部件的工序。当然，在满足中心舱轴向尺寸要求的前提下，驱动箱体的围成中心通道4 的部分的后端也可以位于减速机之前。
103.在其他实施例中，还可以将封板设计为径向尺寸与主驱动的中心通道的径向尺寸
相当，如此将封板设置在主驱动的中心通道内，并将加强筋连接在封板后侧板面与主驱动中心通道的内壁之间，当然，在封板自身结构强度即可保证中心舱具有合格的耐压强度的前提下，可以不设置加强筋。对于封板在主驱动上的固定方式，在其他实施例中还可以通过螺栓将封板固定在主驱动的中心通道壁体后端。
104.本发明中将主驱动2的中心通道4利用起来，封板2与主驱动2的中心通道壁体配合围出中心舱，将中心舱集成在主驱动上，使得中心舱的径向相应位置处的径向尺寸即为主驱动2的中心通道4的径向尺寸，基于此在保证中心舱径向尺寸合格的前提下，主驱动2 的中心通道4的径向尺寸可以尽可能的小。在该构思之下，对于封板5在主驱动2的中心通道壁体上具体的固定结构，可以采用任何能够将封板固定在中心通道壁体22后端的固定结构。
105.此处，以向刀盘3处转运刀具为例对本发明中掘进机的物料转运方法进行介绍，具体地，转动刀盘3使需要更换刀具的装刀位处于六点钟位置后止动，此时对应的起吊工具安装结构位于该装刀位44正上方利用第一隧道内运输单元13将刀筒组件37及工装托运至隧道内吊运单元14的末端，然后利用隧道内吊运单元14将刀筒组件37向前吊运，吊运至第二隧道内运输单元15所在位置后由第二隧道内运输单元15接续向前托运，托运至盾体内吊运单元16所在位置后由盾体内吊运单元16将刀筒组件37向盾体1内吊运，在盾体内吊运单元16吊运行程的末端，通过设置的弧形轨道34将刀筒组件37吊运至盾体1 中部，然后将物料放置在物料转运小车18上，利用物料转运小车上的定位结构与刀筒组件37外侧的工装定位配合，限定刀筒组件37左右方向上的倾角，由物料转运小车沿着盾内轨道17将刀筒组件37运至刀仓7内，将起吊葫芦38固定在装刀面板6上与工装配合将刀筒组件37吊起，然后将物料转运小车18向后移开，将悬臂段20拆下，下放刀筒组件37至安装位，进行后续安装。当然，在其他实施例中，可以不在装刀面板6后侧设置吊环32，而是利用刀仓内其他固定结构来安装起吊葫芦。
106.由于物料通道8位于中心回转接头安装孔10正下方且底部位于主驱动2的中心通道4 的底部，因此，确保物料通道的高度尺寸尽可能的大，便于物料的通过，物料转运小车18 的运动轨迹直接从横梁12下方穿过，可以将物料直接从横梁12下侧运抵刀盘3所处位置处，此过程中，作为承载体的物料转运小车18与作为承载体的附着体的盾内轨道17的高度距离不变，即，运载机构不涉及对物料的接续起吊，自然地，也就无需在刀盘后侧的仓室内设置行吊设备，物料转运系统的设置对刀盘后侧仓室的尺寸要求更低，使得掘进机的小型化设计得以实现。本实施例中，掘进机的直径为七米级的小尺寸掘进机，对应的，中心通道4的直径为两米级。这样的物料转运系统使得掘进机可以小型化，对于大直径的掘进机其自然适用，也就是说，本发明中的掘进机还可以为大尺寸掘进机。
107.本实施例中，以起吊工具为起吊葫芦为例对本发明中的掘进机进行介绍，在其他实施例中，起吊工具还可以任何能够安装在刀盘上来起吊物料的小型化起吊工具，如能够实现省力起吊物料的起吊齿轮组。
108.本发明所提供的掘进机的具体实施例2，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，刀盘后侧的横梁为八字形梁，在本实施例中，横梁为任何能够能够在刀盘和中心回转接头的转动部分之前进行连接以式刀盘能够带动中心回转接头的转动部分的结构，如横梁可以为一字型梁，一字型横梁的两端通过沿前后方向延伸的连接臂与刀盘连接，中间通过沿前后方向延伸的连接臂与中心回转接头的转动部分连接。
109.本发明所提供的掘进机的具体实施例3，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，物料转运小车的运动路径从主驱动中心舱底部经过，本实施例中，将物料通道开设在回转中心安装孔的旁侧，使得物料转运小车的运动路径从中心通道旁侧经过，针对此结构，转运物料时可将横梁转至竖直状态，使物料从横梁旁侧越过。当然，在其他实施例中，还可以将物料通道开设在中心回转接头安装孔的上方，使物料转运小车的运动路径从中心通道中上部经过，并运载物料从横梁上方经过。
110.本发明所提供的掘进机的具体实施例4，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，运载机构的承载体为物料转运小车，附着体为盾内轨道，本实施例中，承载体为通过伸缩安装结构安装在盾体内的承载台，伸缩安装结构构成附着体，承载台能够通过伸缩安装结构缩至物料通道门后侧，确保运载机构不会对物料通道门的开合造成影响。此处所述的伸缩安装结构可以为多节可以伸缩的伸缩节，也可以为承载台自身能够相对于附着体伸缩。承载台可伸至刀仓内。当然，承载台也可以伸至刀仓所在位置处但不伸至刀仓内，此时，可在刀仓内安装起吊葫芦与物料连接，然后将物料荡至刀仓内。
111.本发明所提供的掘进机的具体实施例5，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，运载机构的运载体为物料转运小车，附着体为轨道，本实施例中，运载机构的附着体为从中心舱外延伸至刀盘处的溜索，运载体为附着在溜索上的吊运托盘。溜索可连接至刀仓内，将物料直接运至刀仓内。当然，溜索也可以连接在刀仓外，将物料运至刀盘所在位置处但位于刀仓外的位置，此时，可在刀仓内安装起吊葫芦与物料连接，然后将物料荡至刀仓内。
112.本发明所提供的掘进机的具体实施例6，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，盾内轨道前端伸至刀仓内，使得物料转运小车能够将物料送至刀仓内，本实施中，盾内轨道前端延伸刀盘所在位置处并位于刀仓外，物料转运小车用于承载物料的部分能够相对于盾内轨道向前悬伸至刀仓内，使得物料转运小车能够将物料运至刀仓内，且运载机构不会影响刀盘的运转。对于盾内轨道前端的位置，具体可设置在横梁后侧，使得盾内轨道不会影响横梁的转动，当然，盾内轨道可以从横梁的转动区域的下方经过，此时可无需将盾内轨道的前端设置在横梁后侧。
113.本发明所提供的掘进机的具体实施例7，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，盾内轨道从横梁的转动区域穿过，对应的，将盾内轨道最前端的一段设计为可拆的悬臂段，且基础段与悬臂段连接的结构位于横梁后方，本实施例中，盾内轨道从横梁的转动区域的下方或上方经过，使得盾内轨道不会与转动的横梁发生干涉，基于此，基础段与悬臂段连接的结构可以不是位于横梁后方。
114.本发明所提供的掘进机的具体实施例8，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，运载机构直接将物料运至刀仓内，本实施例中，运载机构将物料与之刀盘所在位置处但不运至刀仓内，具体的，使盾内轨道从横梁的转动区域的下方经过但不伸至刀仓内，此时，也无需将盾内轨道的前端设计为可拆的悬臂段，转运物料时，在承载台移动至行程末端时，将刀仓内设置的起吊葫芦与物料连接，然后将物料荡至刀仓内。当然，也可以是盾内轨道穿过横梁的转动区域，此时，将悬臂段与基础段的连接结构设置在横梁后侧。
115.本发明所提供的掘进机的具体实施例9，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，悬臂段与基础段直接可拆对接连接，本实施例中，悬臂段与基础段伸缩装配，悬臂段在
基础段内的缩入量能够保证其整体能够缩至横梁后侧。当然，在其他实施例中，可以在悬臂段上设置与基础段附近的固定物如刀盘可拆连接以实现悬臂段与基础段对接的连接结构。
116.本发明所提供的掘进机的具体实施例10，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，盾内轨道与物料通道门对应的部分可拆安装在盾体内，使得盾内轨道不会对物料通道门的开合造成影响，本实施例中，盾内轨道与物料通道门配合的部分固定在盾体内，为保证物料通道门能够正常的开关，将盾内轨道设计为单根轨道，与此同时，将物料通道门设计为对开门，两对开门对合的部位开设与盾内轨道形状适配的避让槽，当物料通道门关闭后两扇物料通道门夹紧盾内轨道并实现密封配合。当然，在其他实施例中，还可以使都内轨道的轨面与物料通道门的下沿平齐。
117.本发明所提供的掘进机的具体实施例11，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，过渡段通过插接形式的可拆安装结构安装在盾体内，本实施例中，可拆安装结构包括设置在轨道上的左右延伸的耳板，耳板上开设固定孔，对应在盾体内设置固定座，固定座上开设固定孔配合孔，通过螺栓螺母组件与固定孔和固定孔配合孔配合将过渡段可拆固定在盾体内。
118.本发明所提供的掘进机的具体实施例12，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，实施例1中，盾内轨道后端的锁定结构为销接锁定结构，本实施例中，盾内轨道后端的锁定结构为可拆安装在盾内轨道上的挡止件，需要对物料转运小车锁定时，将挡止件安装在轨道上与物料转运小车的车轮挡止配合。
119.本发明所提供的掘进机的具体实施例13，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，物料转运小车上的定位结构为斜面，本实施例中，定位结构为设置在托盘前端面上的并排布置的凸起，并排布置的凸起的最前端所在竖直平面为在前后方向上倾斜的斜面。
120.本发明所提供的掘进机的具体实施例14，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中起吊工具安装结构为吊环，本实施例中，起吊工具安装结构为挂钩。
121.本发明所提供的掘进机的具体实施例15，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，装刀区和与之对应的起吊工具安装结构分布在刀盘中心的两侧，本实施例中，装刀区和与之对应的起吊工具安装结构分布在刀盘中心的同一侧。
122.本发明所提供的掘进机的具体实施例16，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，针对装刀区设置起吊工具安装结构组，本实施例中，针对装刀区设置一个起吊工具安装结构。
123.本发明所提供的掘进机的具体实施例17，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，中心舱的周向内壁由主驱动内圈的内壁构成，本实施例中，在主驱动内圈后端固定中心向后凸且内腔直接构成中心舱的封板。
124.本发明所提供的掘进机的具体实施例18，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，封板为平板，本实施例中，封板为中部向中心通道内凹陷的曲面板。当然，在其他实施例中，封板还可以为中部向后凸的曲面板。
125.本发明所提供的掘进机的具体实施例19，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中以掘进机为常压刀盘泥水掘进机为例对本发明中的掘进机的结构及物料转运方法进行介绍，本实施例中，掘进机为土压/敞开式掘进机，具体的，主驱动的内圈前端固定隔板对主驱动的中心通道进行封堵，并围出土仓，物料通道开设在固定隔板上。运载机构将物料运至
土仓内。当然，在其他实施例中，掘进机为其他任何能够设置上述物料转运系统的掘进机。
126.本发明中掘进机物料转运方法的实施例，掘进机物料转运方法与上述掘进机实施例1-19中任一实施例中涉及的物料转运操作方法相同，在此不再予以赘述。
127.最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。