1.本发明属于隧道开挖设备技术领域，特别是涉及一种盾构机碎石装置、盾体及盾构机。
背景技术：
2.泥水平衡盾构机是以泥浆为介质平衡隧道开挖面地层压力、通过泥浆输送系统出渣的盾构机，具有掘进速度快、沉降控制精度高等优点，广泛应用于穿江、跨海隧道施工建设中。泥水平衡盾构机包括利用压缩空气稳定开挖面水土压力的气垫仓，一般在气垫仓下方设有碎石装置，目的是将体积较大的渣石破碎成小粒碎渣，保证排浆管路能够正常出渣不被卡死。
3.传统碎石装置多为液压缸作为驱动装置驱动鄂板开合实现碎石功能，然而气垫仓内存在大量泥浆、砂石，液压缸暴露其中，容易出现油管爆裂、接头断裂等问题，影响碎石装置使用寿命。另外，气垫仓为高压环境，人员带压进仓进行维修工作有比较大的安全风险。如授权公告号为cn201738928u的中国实用新型专利(授权公告日：2011.02.09)公开了一种泥水盾构
破碎机油缸防损坏装置，液压缸通过连杆摇臂结构驱动鄂板开合，可以降低液压缸发生故障的几率，但是液压缸仍处于气垫仓的高压环境中，发生故障维修时仍需要带压进仓，或地层稳定时进仓维修，效率低。
4.因此，需要提供一种可以保护碎石装置驱动装置又便于维修的盾构机碎石装置。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于提供一种盾构机碎石装置，以解决现有技术中碎石装置易损坏且不易维修的技术问题。本发明的目的还在与提供一种盾体及盾构机，以解决同上所述技术问题。
6.为实现上述目的，本发明所提供的盾构机碎石装置的技术方案是：
7.一种盾构机碎石装置，包括驱动装置、连杆和鄂板，驱动装置与连杆上部传动连接，连杆下部与鄂板传动连接，所述连杆连接有密封连接结构，所述密封连接结构用于与气垫仓仓壁穿插连接，连杆可在密封连接结构内滑动。
8.有益效果是：本发明改进了传统盾构机碎石装置的传动结构，在使用时，带动鄂板开合的连杆上部及与其连接的驱动装置位于气垫仓外的常压环境中，避免了气垫仓内的泥浆和砂石直接冲击驱动装置，减小了驱动装置出现故障的概率。当驱动装置需要维修时，因其处于常压环境，可直接进行拆除维修，提高了效率。
9.作为进一步地改进，所述密封连接结构设有摆动体，所述连杆与所述摆动体配合。
10.有益效果是：使得连杆可以实现摆动和伸缩滑动的复合运动，可直接与鄂板连接，实现驱动鄂板开合的运动。
11.作为进一步地改进，所述密封连接结构为设有密封件的球铰结构，球铰结构包括球体，所述摆动体由所述球体构成，连杆安装在球体设有的孔内。
12.有益效果是：球铰作为万向传动结构，使得连杆的摆动更加灵活。同时也便于布置密封。
13.作为进一步地改进，所述球铰结构还包括连接座，所述连接座用于与气垫仓仓壁固定连接。
14.有益效果是：可通过连接座直接连接在气垫仓仓壁，提高了结构稳定性。
15.作为进一步地改进，所述球体和连杆之间、球体和连接座之间均设有密封件。
16.作为进一步地改进，所述连接座包括可拆的盖板。
17.有益效果是：可通过拆卸盖板实现密封件更换，进一步方便了维修。
18.作为进一步地改进，所述驱动装置、连杆、鄂板、密封连接结构沿竖直方向对称布置。
19.有益效果是：提高了碎石效率。
20.为实现上述目的，本发明所提供的盾体的技术方案是：
21.盾体，包括内壳和外壳，内壳和外壳围合的空间形成气垫仓，还包括盾构机碎石装置，盾构机碎石装置包括驱动装置、连杆和鄂板，驱动装置与连杆上部传动连接，连杆下部与鄂板传动连接，所述连杆连接有密封连接结构，所述密封连接结构用于与气垫仓仓壁穿插连接，连杆可在密封连接结构内滑动。
22.有益效果是：本发明改进了传统盾构机碎石装置的传动结构，在使用时，带动鄂板开合的连杆上部及与其连接的驱动装置位于气垫仓外的常压环境中，避免了气垫仓内的泥浆和砂石直接冲击驱动装置，减小了驱动装置出现故障的概率。当驱动装置需要维修时，因其处于常压环境，可直接进行拆除维修，提高了效率。
23.作为进一步地改进，所述密封连接结构设有摆动体，所述连杆与所述摆动体配合。
24.有益效果是：使得连杆可以实现摆动和伸缩滑动的复合运动，可直接与鄂板连接，实现驱动鄂板开合的运动。
25.作为进一步地改进，所述密封连接结构为设有密封件的球铰结构，球铰结构包括球体，所述摆动体由所述球体构成，连杆安装在球体设有的孔内。
26.有益效果是：球铰作为万向传动结构，使得连杆的摆动更加灵活。同时也便于布置密封。
27.作为进一步地改进，所述球铰结构还包括连接座，所述连接座用于与气垫仓仓壁固定连接。
28.有益效果是：可通过连接座直接连接在气垫仓仓壁，提高了结构稳定性。
29.作为进一步地改进，所述球体和连杆之间、球体和连接座之间均设有密封件。
30.作为进一步地改进，所述连接座包括可拆的盖板。
31.有益效果是：可通过拆卸盖板实现密封件更换，进一步方便了维修。
32.作为进一步地改进，所述驱动装置、连杆、鄂板、密封连接结构沿竖直方向对称布置。
33.有益效果是：提高了碎石效率。
34.为实现上述目的，本发明所提供的的盾构机的技术方案是：
35.盾构机，包括盾体，盾体包括内壳和外壳，内壳和外壳围合的空间形成气垫仓，还包括盾构机碎石装置，盾构机碎石装置包括驱动装置、连杆和鄂板，驱动装置与连杆上部传
动连接，连杆下部与鄂板传动连接，所述连杆连接有密封连接结构，所述密封连接结构用于与气垫仓仓壁穿插连接，连杆可在密封连接结构内滑动。
36.有益效果是：本发明改进了传统盾构机碎石装置的传动结构，在使用时，带动鄂板开合的连杆上部及与其连接的驱动装置位于气垫仓外的常压环境中，避免了气垫仓内的泥浆和砂石直接冲击驱动装置，减小了驱动装置出现故障的概率。当驱动装置需要维修时，因其处于常压环境，可直接进行拆除维修，提高了效率。
37.作为进一步地改进，所述密封连接结构设有摆动体，所述连杆与所述摆动体配合。
38.有益效果是：使得连杆可以实现摆动和伸缩滑动的复合运动，可直接与鄂板连接，实现驱动鄂板开合的运动。
39.作为进一步地改进，所述密封连接结构为设有密封件的球铰结构，球铰结构包括球体，所述摆动体由所述球体构成，连杆安装在球体设有的孔内。
40.有益效果是：球铰作为万向传动结构，使得连杆的摆动更加灵活。同时也便于布置密封。
41.作为进一步地改进，所述球铰结构还包括连接座，所述连接座用于与气垫仓仓壁固定连接。
42.有益效果是：可通过连接座直接连接在气垫仓仓壁，提高了结构稳定性。
43.作为进一步地改进，所述球体和连杆之间，球体和连接座之间均设有密封件。
44.作为进一步地改进，所述连接座包括可拆的盖板。
45.有益效果是：可通过拆卸盖板实现密封件更换，进一步方便了维修。
46.作为进一步地改进，所述驱动装置、连杆、鄂板、密封连接结构沿竖直方向对称布置。
47.有益效果是：提高了碎石效率。
附图说明
48.图1为本发明中盾体实施例1的截面结构示意图；
49.图2为图1中i处局部放大图。
50.附图标记说明：
51.1、驱动装置；2、摇臂；3、连杆；4、盖板；5、焊接座；6、球铰密封件；7、球体；8、鄂板；9、鄂板连接座；10、连杆密封件；11、内壳；12、外壳。
具体实施方式
52.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。
53.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。
54.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。
55.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。
56.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。
57.以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
58.本发明所提供的盾体的具体实施例1：
59.如图1所示，盾体包括内壳11和外壳12，内壳11和外壳12之间围合的空间形成高压气垫仓，在使用时，外壳12撑贴隧道洞壁，内壳11作为气垫仓仓壁，其内部为常压环境，并设有零部件安装空间。为了保证泥浆管路能够顺利出渣，盾体还设有盾构机碎石装置，盾构机碎石装置包括驱动装置1、摇臂2、连杆3、密封连接结构、鄂板8，且上述结构均在竖直方向对称设置。内壳11内壁连接有鄂板连接座9，鄂板8铰接在鄂板连接座9上。连杆3下端与鄂板8铰接、上端与摇臂2铰接，驱动装置1与摇臂2传动连接。内壳11设有可供连杆3穿过的槽，连杆3穿过内壳11，连杆3下端与鄂板8设在气垫仓内、上端设在气垫仓外，驱动装置1安装在内壳11内部的常压环境中。
60.为了保证气垫仓的压力，连杆3设有密封连接结构，保证了与内壳11之间的连接密封性。连杆3直接与鄂板8铰接，为了实现鄂板8的开合，连杆3需满足滑动和摆动两个方向的运动。如图2所示，密封连接结构为万向连接结构，具体为球铰结构，包括球体7，连杆3安装在球体7的孔中，可在球体7内滑动并随球体7摆动。球铰结构还包括与内壳11固定连接的连接座，连接座包括焊接座5和盖板4，焊接座5焊接在内壳11中，盖板4通过螺钉可拆连接在焊接座5上，焊接座5和球体7之间设有球铰密封件6，连杆3和球体7之间设有连杆密封件10。当需要更换密封件时，拆下盖板4即可取出密封件，维修方便。
61.驱动装置1为旋转动力装置，具体地，可以是液压马达，液压马达的输出端设有圆盘，摇臂2与圆盘铰接，控制液压马达正反转，实现圆盘带动摇臂2做往复摆动，进而带动连杆3运动，由于球体7可万向转动，连杆3可实现沿内壳体11内外伸缩和摆动的复合运动，从而带动鄂板8的开合，完成碎石。
62.在碎石过程中，驱动装置1处于常压环境，不受泥浆和砂石的直接冲击作用，减小了发生故障的概率。当出现故障现象时，可直接在常压环境中进行拆除维修，极大地提高了维修效率。
63.本发明所提供的盾体的具体实施例2，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，连杆3和内壳11的槽之间设有万向球铰结构。在本实施例中，连杆和内壳的槽之间设有密封摆动套筒结构，套筒的轴线沿前后方向延伸，套筒设有可供连杆穿插连接的孔，连杆可沿摆轴内外伸缩，并随摆轴在同一平面内摆动，从而带动鄂板开合。
64.本发明所提供的盾体的具体实施例3，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，碎石装置各部分竖直方向对称设置。在本实施例中，仅一侧设有含驱动装置的碎石结构，另一侧为固定不动的鄂板。
65.本发明所提供的盾体的具体实施例4，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，连杆3下端与鄂板铰接，密封连接结构为球铰结构。在本实施例中，连杆3下端铰接有第二连杆，第二连杆与鄂板铰接，连杆3仅在密封连接结构内滑动，相当于滑块，第二连杆相当于摇臂，形成滑块摇臂结构，带动鄂板开合。
66.本发明所提供的盾体的具体实施例5，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，驱动装置1通过摇臂2向连杆3传递动力。在本实施例中，驱动装置为液压缸，液压缸一端铰接在内壳11上，另一端铰接在连杆3上，通过液压缸伸缩和摆动实现连杆3的伸缩和摆动的复合运动。
67.本发明所提供的盾体的具体实施例6，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，球体7和内壳11之间设有连接座。在本实施例中，球体直接和内壳配合密封连接。
68.本发明中的盾构机碎石装置的具体实施例：
69.盾构机碎石装置的实施例即上述盾体的实施例1至6的任一实施例中记载的盾构机碎石装置，此处不再具体说明。
70.本发明中的盾构机的具体实施例：
71.盾构机，包括主机和后配套系统，主机和后配套系统的结构为现有技术，此处不再赘述。主机包括盾体，盾体即上述盾体的实施例1至6的任意实施例中记载的盾体，此处不再具体说明。
72.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。技术特征：
1.一种盾构机碎石装置，包括驱动装置(1)、连杆(3)和鄂板(8)，驱动装置(1)与连杆(3)上部传动连接，连杆(3)下部与鄂板(8)传动连接，其特征在于，所述连杆(3)连接有密封连接结构，所述密封连接结构用于与气垫仓仓壁穿插连接，连杆(3)可在密封连接结构内滑动。2.根据权利要求1所述的盾构机碎石装置，其特征在于，所述密封连接结构设有摆动体，所述连杆(3)与所述摆动体配合。3.根据权利要求2所述的盾构机碎石装置，其特征在于，所述密封连接结构为设有密封件的球铰结构，球铰结构包括球体(7)，所述摆动体由所述球体(7)构成，连杆(3)安装在球体(7)设有的孔内。4.根据权利要求3所述的盾构机碎石装置，其特征在于，所述球铰结构还包括连接座，所述连接座用于与气垫仓仓壁固定连接。5.根据权利要求4所述的盾构机碎石装置，其特征在于，所述球体(7)和连杆(3)之间、球体(7)和连接座之间均设有密封件。6.根据权利要求5所述的盾构机碎石装置，其特征在于，所述连接座包括可拆的盖板(4)。7.根据权利要求1-6中任一项所述的盾构机碎石装置，其特征在于，所述驱动装置(1)、连杆(3)、鄂板(8)、密封连接结构沿竖直方向对称布置。8.盾体，包括内壳(11)和外壳(12)，内壳(11)和外壳(12)围合的空间形成气垫仓，其特征在于，还包括如权利要求1-7中任意一项所述的盾构机碎石装置。9.盾构机，其特征在于，包括如权利要求8所述的盾体。
技术总结
本发明提供了一种盾构机碎石装置、盾体及盾构机，该盾构机碎石装置包括驱动装置、连杆和鄂板，驱动装置与连杆上部传动连接，连杆下部与鄂板传动连接，连杆连接有密封连接结构，所述密封连接结构用于与气垫仓仓壁穿插连接，连杆可在密封连接结构内滑动。该盾体包括上述盾构机碎石装置，该盾构机包括上述盾体。在使用时，驱动装置设置在气垫仓外，通过连杆结构传递动力驱动鄂板开合，驱动装置不直接与泥浆砂石接触，减小了损坏的几率。当需要维修时，因驱动装置设于气垫仓外，处于常压环境，便于直接进行维修更换工作，效率较高。效率较高。效率较高。
技术研发人员：叶超 冀庆恩 张鹏豪 翟聪 郑帅超 王珂 徐纯杰 郑亮奎 张文雅 李鹏锟 赵赢
受保护的技术使用者：中铁工程装备集团有限公司
技术研发日：2023.02.03
技术公布日：2023/5/4
声明：
“盾构机碎石装置、盾体及盾构机的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中铁工程装备集团有限公司
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2024年07月26日 ~ 28日 
