本发明涉及竖井开挖技术领域，特别是指一种自由断面硬岩挖掘装备。
背景技术：
随着城市空间的不断开发，城市地下工程建设如地下停车场、地下储油库、地下桩基等超大直径竖井工程需求日益旺盛。传统竖井一般采用人工半机械化开挖的方法，或采用常规的钻井装备进行施工，但是在超大直径竖井开挖中，人工半机械化的开挖方法在安全性和效率上的劣势愈发突出，而常规钻井装备不适用于超大断面开挖。超大直径竖井一般开挖深度较浅，项目施工工期较短，采用断面固定的定制化硬岩掘进装备，面临着经济性的巨大浪费。现有滚筒刀盘盾构如公告号为cn102337896b的滚筒式刀盘矩形顶管机，采用了复合性地层滚筒式刀盘的结构形式，在刀盘壳体上布置了一系列的普通型刀具、超挖刀具和特制摆动刀具，该刀具在滚筒的带动下冲击破碎岩石或切削土体，其能够在各种复杂地层，加强了所述矩形顶管机对地层的适应性，提高了其隧道施工的掘进能力，但是不适用于竖井开挖。
技术实现要素：
针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种自由断面硬岩挖掘装备，解决了现有技术中超大自由断面竖井开挖效率低的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种自由断面硬岩挖掘装备，包括移动车体，移动车体的前端铰接有连接架，连接架上设有滚筒式刀盘，连接架通过伸缩驱动机构与移动车体相连接，所述滚筒式刀盘与设置在移动车体上的输渣机构相对应。优选地，所述移动车体上设有驾驶室和基座，基座位于驾驶室的前部，连接架铰接在基座上，移动车体的底部设有履带行走机构。
优选地，所述伸缩驱动机构包括主油缸，主油缸的一端与连接架铰接、另一端与基座铰接，调整油缸的一端与滚筒式刀盘铰接、另一端与基座铰接，主油缸对称设置在连接架的两侧。
优选地，所述滚筒式刀盘包括刀盘筒体，刀盘筒体与设置在连接架上的驱动装置相连接，刀盘筒体上方设有半圆防护罩，刀盘筒体的圆柱面上设有滚刀和渣口，渣口的侧壁上设有刮刀。
优选地，所述滚刀成行设置在刀盘筒体上组成滚刀行，滚刀行沿刀盘筒体母线方向设置，渣口设置在滚刀行之间。所述半圆防护罩的外径大于刀盘筒体的外径，且半圆防护罩的内侧端与输渣机构相对应。
优选地，所述输渣机构包括设置在移动车体上的输送带，输送带的进渣端与设置在滚筒式刀盘的渣口相对应，输送带的出渣端设有导料斗。
本发明通过滚筒式刀盘开挖，履带式移动，实现硬岩断面灵活、高效开挖，适用于深度较浅、超大断面、自由断面竖井开挖，降低设备投入。滚筒式刀盘沿周向设置一定数量渣口，通过渣口将岩渣倒运至岩渣输送机构，并排至设备尾部，实现高效出渣。本发明整机结构紧凑，可开挖不同断面硬岩，确保施工效率和施工安全系数，具有较高的推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明整体俯视示意图。
图3为滚筒式刀盘结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动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。
如图1所示，实施例1，一种自由断面硬岩挖掘装备，包括移动车体10，所述移动车体10上设有驾驶室7和基座6，基座6位于驾驶室7的前部且固定在移动车体上，连接架3铰接在基座6上，连接架绕铰接点转动，移动车体10的底部设有履带行走机构9，履带行走运动更加稳定，适用于不同地层施工。移动车体10前端的基座上铰接有连接架3，连接架3上设有滚筒式刀盘1，连接架为滚筒式刀盘提供支撑，连接架3通过伸缩驱动机构与移动车体相连接，伸缩驱动机构通过连接架带动滚筒式刀盘上下运动，进行向下掘进施工。所述滚筒式刀盘1与设置在移动车体10上的输渣机构相对应，滚筒式刀盘转动对地层进行切削开挖，开挖过程中产生的渣土进入输渣机构，将渣土运出。
进一步，所述伸缩驱动机构包括主油缸5，主油缸5的一端与连接架3铰接、另一端与基座6铰接，主油缸伸缩带动连接架绕铰接点上下摆动，进而带动滚筒式刀盘进行浅挖掘进。
如图3所示，实施例2，一种自由断面硬岩挖掘装备，所述滚筒式刀盘1包括刀盘筒体1-1，刀盘筒体1-1与设置在连接架3上的驱动装置1-5相连接，刀盘滚筒的两端通过轴承转动连接在连接架上，驱动装置可采用电机或马达，电机或马达提供刀盘筒体转动的动力。刀盘筒体1-1上方设有半圆防护罩2，且与刀盘筒体相配合，半圆防护罩2通过调节油缸4与移动车体10相连接，调节油缸通过耳座与半圆防护罩铰接，调节油缸伸缩带动半圆防护罩上下运动，使其与刀盘筒体始终处于合适位置。优选地，半圆防护罩2的外径大于刀盘筒体1-1的外径，且半圆防护罩2的内侧端与输渣机构相对应，即半圆防护罩的内侧端位于输渣机构的上方，保证从半圆防护罩落下的渣土能正好掉落至输渣机构上。刀盘筒体1-1的圆柱面上设有滚刀1-2和渣口1-3，渣口1-3的侧壁上设有刮刀1-4。在刀盘筒体转动过程中，滚刀对地层进行开挖，在开挖过程中，刮刀将渣土刮进渣口内，然后随刀盘筒体转动，当转至输渣机构上方时，渣土在重力作用下，掉落至输渣机构上，然后经输渣机构向外排出。
优选地，所述滚刀1-2成行设置在刀盘筒体1-1上组成滚刀行，滚刀行沿刀盘筒体1-1母线方向设置，增大横向开挖面积，提高挖掘效率。渣口1-3设置在滚刀行之间，可以间隔1个或2个或3个滚刀行设置一个渣口，渣口的底板的倾斜角度小于渣口的上板的角度，相城梯形口，便于渣土的集渣和排渣。
进一步，如图2所示，所述输渣机构包括设置在移动车体10上的输送带8，输送带8的进渣端与设置在滚筒式刀盘1的渣口1-3相对应，输送带8的出渣端设有导料斗11，便于渣土的顺利排出。其他结构与实施例1相同。
作流程如下：需要掘进作业时，驱动组启动带动刀盘沿逆时针方向旋转，主油缸伸出将刀盘压入岩面，同时启动履带向前推进整机前进。通过滚刀的滚压作用破碎岩石，底部岩渣由刮刀刮入渣口内部。随着刀盘旋转，岩渣随着渣口旋转，在转到刀盘后侧下部时，在重力作用下岩渣滑入渣土输送机中，并输送至设备尾部。通过主油缸的伸缩可以控制刀盘压入岩面的深度，当刀盘不工作时，主油缸收缩将刀盘抬起，通过履带驱动移动位置。通过调整油缸可以调整防护罩的位置，防护罩一方面可以防止岩渣对驾驶室造成伤害，一方面可以辅助渣口内岩渣的倒运。通过控制履带运动，可以实现不同区域的开挖。本设备可以适应不同的开挖断面，整机结构紧凑，方便、灵活的的进行竖井开挖。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。
1.一种自由断面硬岩挖掘装备，其特征在于：包括移动车体（10），移动车体（10）的前端铰接有连接架（3），连接架（3）上设有滚筒式刀盘（1），连接架（3）通过伸缩驱动机构与移动车体相连接，所述滚筒式刀盘（1）与设置在移动车体（10）上的输渣机构相对应。
2.根据权利要求1所述的自由断面硬岩挖掘装备，其特征在于：所述移动车体（10）上设有驾驶室（7）和基座（6），基座（6）位于驾驶室（7）的前部，连接架（3）铰接在基座（6）上，移动车体（10）的底部设有履带行走机构（9）。
3.根据权利要求2所述的自由断面硬岩挖掘装备，其特征在于：所述伸缩驱动机构包括主油缸（5），主油缸（5）的一端与连接架（3）铰接、另一端与基座（6）铰接，主油缸（5）对称设置在连接架（3）的两侧。
4.根据权利要求1~3任一项所述的自由断面硬岩挖掘装备，其特征在于：所述滚筒式刀盘（1）包括刀盘筒体（1-1），刀盘筒体（1-1）与设置在连接架（3）上的驱动装置（1-5）相连接，刀盘筒体（1-1）上方设有半圆防护罩（2），半圆防护罩（2）通过调节油缸（4）与移动车体（10）相连接，刀盘筒体（1-1）的圆柱面上设有滚刀（1-2）和渣口（1-3），渣口（1-3）的侧壁上设有刮刀（1-4）。
5.根据权利要求4所述的自由断面硬岩挖掘装备，其特征在于：所述滚刀（1-2）成行设置在刀盘筒体（1-1）上组成滚刀行，滚刀行沿刀盘筒体（1-1）母线方向设置，渣口（1-3）设置在滚刀行之间。
6.根据权利要求5所述的自由断面硬岩挖掘装备，其特征在于：所述半圆防护罩（2）的外径大于刀盘筒体（1-1）的外径，且半圆防护罩（2）的内侧端与输渣机构相对应。
7.根据权利要求1~3、5、6任一项所述的自由断面硬岩挖掘装备，其特征在于：所述输渣机构包括设置在移动车体（10）上的输送带（8），输送带（8）的进渣端与设置在滚筒式刀盘（1）的渣口（1-3）相对应，输送带（8）的出渣端设有导料斗（11）。
技术总结