本發(fā)明涉及一種帶雙六足推進器和雙三足支撐器的全自動tbm掘進裝置，屬掘進機械技術領域。

背景技術：

公知的tbm掘進裝置包括支撐器、推進器、換步器和調向器四大部分，分別按順序完成支撐作業(yè)、推進作業(yè)、換步作業(yè)、調向或糾偏作業(yè)；所述的掘進裝置可推動支承環(huán)及支承環(huán)上的刀盤系統(tǒng)完成遂道切削工作。

公知的tbm掘進裝置有的只有一個支撐器，如主梁式和扭力缸式tbm掘進裝置，其掘進過程包括按時間順序完成的支撐作業(yè)步-推進作業(yè)步-換步作業(yè)步-調向或糾偏作業(yè)步，其輔助作業(yè)時間占比大，嚴重影響了其掘進工作效率。該類型的掘進裝置無法在垂直隧道中實現(xiàn)換步作業(yè)，也不能實現(xiàn)全自動連續(xù)掘進作業(yè)。

公知的tbm掘進裝置有的只有兩個支撐器，如凱式tbm掘進裝置，其掘進過程包括按時間順序完成的支撐作業(yè)步-推進作業(yè)步-換步作業(yè)步-調向或糾偏作業(yè)步，其輔助作業(yè)時間占比大，嚴重影響了其掘進工作效率。該類型的掘進裝置兩個支撐器間采用剛性固定連接，當其中一個支撐器處于支撐狀態(tài)，另一個支撐器無法換步，因而無法在垂直隧道中實現(xiàn)換步作業(yè)，也不能實現(xiàn)全自動連續(xù)掘進作業(yè)。

為解決該問題，有一種公知的混聯(lián)式掘進裝置，其第一推進器與第一支撐器串聯(lián)，第二推進器與第二支撐器串聯(lián)，再將兩推進器在支承環(huán)處并聯(lián)。該裝置的兩個推進器可交替工作，可實現(xiàn)連續(xù)自動掘進作業(yè)，但因其兩支撐器軸向空間重疊且其兩支撐器空間也重疊，工作空間受限，未能成功應用。

還有一種公知的混聯(lián)掘進裝置，其第一推進器與第一支撐器串聯(lián)，第二推進器與第二支撐器串聯(lián)，再將兩者串聯(lián)。該裝置第一推進器與第一支撐器工作于硬巖切削模式，第二推進器與第二支撐器工作于盾構的軟土切削模式，其中第二支撐器為構筑隧道的水泥管片，無法實現(xiàn)硬巖或軟土層的全自動連續(xù)掘進作業(yè)，也無法在垂直隧道中實現(xiàn)換步作業(yè)。

公知的tbm掘進裝置，其工作模式單一，不能針對特定的支撐面或掘進面工況條件選擇不同的掘進作業(yè)模式，對環(huán)境的適應性差。

公知的tbm掘進裝置存在以下問題：一是有的無全自動連續(xù)掘進功能或在垂直隧道中換步作業(yè)。二是有的雖有該功能但工作空間受限。三是工作模式單一，對支撐面或掘進面的環(huán)境適應性差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，針對現(xiàn)有tbm掘進裝置存在的問題，公開一種帶雙六足推進器和雙三足支撐器的全自動tbm掘進裝置。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術方案如下，一種帶雙六足推進器和雙三足支撐器的全自動tbm掘進裝置，所述裝置為雙六足推進器與雙三足支撐器串聯(lián)后的混聯(lián)式掘進結構，具有自重構能力；基于裝置的自重構能力，所述裝置能實現(xiàn)多種不同方式的掘進模式，包括單環(huán)掘進模式、雙連環(huán)掘進模式、三連環(huán)掘進模式和全自動連續(xù)掘進模式；并能根據(jù)掘進環(huán)境或支撐環(huán)境提供相應的匹配掘進方案。

所述裝置包括支承環(huán)、主推進器、主支撐器、副推進器和副支撐器；所述主推進器、主支撐器、副推進器和副支撐器依次垂直安裝在支承環(huán)與刀盤系統(tǒng)的軸線上；所述支承環(huán)的一面安裝刀盤系統(tǒng)，另一面安裝主推進器、主推進器連接主支撐器；主支撐器連接副推進器；副推進器連接副支撐器。

所述主推進器為六足并聯(lián)機構，由6組推進缸組成，每組推進缸又由1~4個主推進缸組成，每個主推進缸能作伸縮運動，所述主推進缸左側通過主支撐缸左關節(jié)與支承環(huán)連接，所述主推進缸右側通過主推進缸右關節(jié)與主支撐器連接；所述主推進缸左關節(jié)和主推進缸右關節(jié)為球形鉸鏈或萬向鉸鏈連接結構。

所述副推進器亦為六足并聯(lián)裝置，由6組推進缸組成，每組推進缸又由1~3個副推進缸組成，每個副推進缸能作伸縮運動，所述副推進缸左側通過副推進缸左關節(jié)與主支撐器連接，所述副推進缸右側通過副推進缸右關節(jié)與副支撐器連接；所述的副推進缸左關節(jié)和副推進缸右關節(jié)為球形鉸鏈或萬向鉸鏈連接。

所述主支撐器為三足并聯(lián)裝置，以主中心支架為固定平臺，其3個主支撐腿能帶動主撐靴沿徑向作伸縮運動。所述中心支架為六邊形結構，在中心支架平面上，角度相距120°的支架邊上向六邊形外分別垂直安裝三個主支撐腿；外部推進缸與主支撐器將通過主撐靴上圓弧內側的推進器關節(jié)支座相連接。

所述的副支撐器為三足并聯(lián)裝置，以副中心支架為固定平臺，其3個副支撐腿能帶動副撐靴沿徑向作伸縮運動。所述副中心支架為六邊形結構，在副中心支架平面上，角度相距120°的支架邊上向六邊形外分別垂直安裝三個副支撐腿；外部推進缸與副支撐器將通過副撐靴上圓弧內側的推進器關節(jié)支座相連接。

所述裝置的自重構方法如下：

所述的主撐靴與支撐面接觸但不用力撐緊的狀態(tài)為主支撐器就位狀態(tài)；與支撐面接觸且用力撐緊的狀態(tài)為主支撐器支撐狀態(tài)；主支撐腿縮回，使主撐靴部分或全部與支撐面脫離接觸的狀態(tài)為主支撐器復位狀態(tài)；主支撐器由復位狀態(tài)切換為就位狀態(tài)的動作稱為主支撐器就位，反之稱為主支撐器復位；主支撐器由就位狀態(tài)切換為支撐狀態(tài)的動作稱為主支撐器加載，反之稱為主支撐器卸載；如若主支撐器處于支撐狀態(tài)，則其為固定工作平臺，否則其為活動工作平臺。

所述的副撐靴與支撐面接觸但不用力撐緊的狀態(tài)為副支撐器就位狀態(tài)，與支撐面接觸且用力撐緊的狀態(tài)為副支撐器支撐狀態(tài)，副支撐腿縮回，使副撐靴部分或全部與支撐面脫離接觸的狀態(tài)為副支撐器復位狀態(tài)；副支撐器由復位狀態(tài)切換為就位狀態(tài)的動作稱為副支撐器就位，反之稱為副支撐器復位；副支撐器由就位狀態(tài)切換為支撐狀態(tài)的動作稱為副支撐器加載，反之稱為副支撐器卸載；如若副支撐器處于支撐狀態(tài)，則其為固定工作平臺，否則其為活動工作平臺。

所述的主推進器若以支承環(huán)為其活動平臺，以主支撐器為其固定平臺，主推進缸伸出為主推進作業(yè)步兼作調向作業(yè)步，如若以支承環(huán)為其固定平臺，以主支撐器為其活動平臺，主推進缸縮回為主換步作業(yè)步兼作主支撐器調姿作業(yè)步。

所述的副推進器如若以主支撐器為其活動平臺，以副支撐器為其固定平臺，其副推進缸伸出作副推進作業(yè)步兼調向作業(yè)步，如若以主支撐器為其固定平臺，以副支撐器為其活動平臺，副推進缸縮回作副換步作業(yè)步兼作副支撐器調姿作業(yè)步。

所述單環(huán)掘進模式，包括以下四種方案：

方案1，由主支撐器配合主推進器工作，由主支撐-主推進-主換步三個作業(yè)步構成一個單環(huán)掘進循；所述方案1包括以下工作步驟：

步驟1：初始狀態(tài)：主支撐器、主推進器、副支撐器、副推進器均處于復位狀態(tài)；

步驟2：主支撐作業(yè)步：主支撐器就位并加載，切換至主支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟3：主推進作業(yè)步：主推進器加載，在完成1環(huán)推進工作后，卸載；

步驟4：主換步作業(yè)步：主支撐器卸載并復位、主推進器復位，切換至初始狀態(tài)；

步驟5：循環(huán)執(zhí)行步驟2-4，直至停機。

方案2，由副支撐器配合副推進器工作，由副支撐-副推進-副換步3個作業(yè)步構成一個單環(huán)掘進循環(huán)；所述方案2包括以下工作步驟：

步驟1：初始狀態(tài)：主支撐器處于就位狀態(tài)，主推進器、副支撐器、副推進器三者均處于復位狀態(tài)；

步驟2：副支撐作業(yè)步：副支撐器就位并加載，切換至副支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟3：副推進作業(yè)步：副推進器加載，在完成1環(huán)推進工作后，卸載；

步驟4：副換步作業(yè)步：副支撐器卸載并復位、副推進器復位，切換至初始狀態(tài)；

步驟5：循環(huán)執(zhí)行步驟2-4，直至停機。

方案3，由副支撐器配合主推進器工作，由副支撐-主推進-主換步三個作業(yè)步構成一個單環(huán)掘進循環(huán)；

所述方案3包括以下工作步驟：

步驟1：初始狀態(tài)：主支撐器處于就位狀態(tài)，主推進器、副支撐器、副推進器三者均處于復位狀態(tài)；

步驟2：副支撐作業(yè)步：副支撐器就位并加載，切換至副支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟3：主推進作業(yè)步：主推進器加載，在完成1環(huán)推進工作后，卸載；

步驟4：主換步作業(yè)步：副支撐器卸載并復位、主推進器復位，切換至初始狀態(tài)；

步驟5：循環(huán)執(zhí)行步驟2-4，直至停機。

方案4，由主支撐器和副支撐器配合主推進器工作，由主副雙支撐-主推進-主換步3個作業(yè)步構成一個單環(huán)掘進循環(huán)；主副支撐器的支撐力按要求進行分配；所述方案4包括以下工作步驟：

步驟1：初始狀態(tài)：主支撐器、主推進器、副支撐器、副推進器均處于就位狀態(tài)；

步驟2：主副雙支撐作業(yè)步：主支撐器、副支撐器就位并加載，切換至主支撐器與副支撐器并行支撐狀態(tài)，副推進器施加平衡載荷；

步驟3：主推進作業(yè)步：主推進器加載，在完成1環(huán)推進工作后，卸載；

步驟4：主換步作業(yè)步：副推進器卸載，主支撐器、副支撐器卸載并復位、主推進器復位，切換至初始狀態(tài)；

步驟5：循環(huán)執(zhí)行步驟2-4，直至停機。

所述雙連環(huán)掘進模式，包括以下兩種方案：

方案1，主推進器首環(huán)掘進作業(yè)、副推進器完成次環(huán)掘進作業(yè)，由副支撐-主推進-副推進-雙換步四個作業(yè)步構成一個連續(xù)兩行程的掘進循環(huán)；包括以下工作步驟：

步驟1：初始狀態(tài)：主支撐器、主推進器、副推進器和副支撐器均處于復位狀態(tài)；

步驟2：副支撐作業(yè)步：主支撐器、副支撐器就位，之后副支撐器加載，切換至副支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟3：主推進作業(yè)步：主推進器加載，并完成首環(huán)推進作業(yè)：

步驟4：副推進作業(yè)步：副推進器完成次環(huán)推進作業(yè)，并卸載

步驟5：雙換步作業(yè)步：主支撐器、副支撐器卸載并復位，主推進器、副推進器復位，切換至初始狀態(tài)；

步驟6：循環(huán)執(zhí)行步驟2-5，直至停機。

方案2，副推進器完成首環(huán)掘進作業(yè)、主推進器完成次環(huán)掘進作業(yè)，由副支撐-副推進-主推進-雙換步四個作業(yè)步構成一個連續(xù)兩行程的掘進循環(huán)；包括以下工作步驟：

步驟1：初始狀態(tài)：主支撐器、主推進器、副推進器和副支撐器均處于復位狀態(tài)；

步驟2：副支撐作業(yè)步：主支撐器、副支撐器就位，之后副支撐器加載，切換至副支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟3：副推進作業(yè)步：副推進器加載，并完成首環(huán)推進作業(yè)；

步驟4：主推進作業(yè)步：主推進器完成次環(huán)推進作業(yè)，并卸載：

步驟5：換步作業(yè)步：主支撐器、副支撐器卸載并復位，主推進器、副推進器復位，切換至初始狀態(tài)；

步驟6：循環(huán)執(zhí)行步驟2-5，直至停機。

所述三連環(huán)掘進模式方案如下：

由副推進器完成首環(huán)掘進作業(yè)、主推進器完成次環(huán)掘進作業(yè)、副推進器完成末環(huán)掘進作業(yè)，由副支撐-首環(huán)副推進-次環(huán)主推進兼副換步-末環(huán)副推進-雙換步5個作業(yè)步構成一個連續(xù)3個行程的掘進循環(huán)；

包括以下工作步驟：

步驟1：初始狀態(tài)：主支撐器、主推進器、副推進器和副支撐器均處于復位狀態(tài)；

步驟2：副支撐作業(yè)步：主支撐器、副支撐器就位，之后副支撐器加載，切換至副支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟3：首環(huán)副推進作業(yè)步：副推進器加載，并完成首環(huán)的推進工作；

步驟4：次環(huán)主推進兼副換步作業(yè)步：主推進器完成次環(huán)的推進工作，同時以并行方式順序執(zhí)行以下動作：

步驟4.1：主支撐器加載，切換至主支撐器與副支撐器并行支撐狀態(tài)；

步驟4.2：副推進器，切換至主支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟4.3：副支撐器卸載、副推進器換步、副支撐器加載，切換至主支撐器與副支撐器并行支撐狀態(tài)；

步驟4.4：副推進器加載、主支撐器卸載，切換至副支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟5：末環(huán)推進作業(yè)步：副推進器繼續(xù)加載，并完成末環(huán)的推進工作；

步驟6：雙換步作業(yè)步：主推進器、副推進器卸載，主支撐器、副支撐器卸載并復位，主推進器、副推進器復位，切換至初始狀態(tài)；

步驟7：循環(huán)執(zhí)行步驟2-6，直至停機。

所述全自動連續(xù)掘進模式方案如下：

由主推進器與副推進器交替完成各半個行程的推進工作，包括以下工作步驟：

步驟1：初始狀態(tài)：主支撐器、主推進器、副推進器和副支撐器均處于復位狀態(tài)；

步驟2：副支撐作業(yè)步：主、副支撐器就位，副支撐器加載，切換至副支撐器獨立支撐狀態(tài)，然后主推進器加載；

步驟3：主推進兼副換步作業(yè)步：主支撐器向前推進半個行程，同時并行執(zhí)行副換步動作，即順序執(zhí)行以下動作：

步驟3.1：主支撐器加載，切換至主支撐器與副支撐器并行支撐狀態(tài)；

步驟3.2：副推進器與副支撐器依次卸載，切換至主支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟3.3：副推進器換步；

步驟3.4：副支撐器副推進器依次加載，切換至主支撐器與副支撐器并行支撐狀態(tài)，然后副推進器加載；

步驟3.5：主支撐器卸載，切換至副支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟4：副推進兼主換步作業(yè)步：副推進器向前推進1個行程，同時主推進器完成主換步動作，推進器實際向前推進半個行程；

步驟5：循環(huán)執(zhí)行步驟3-4，直至停機復位；

步驟6：停機復位工作步：主推進器、副推進器、主支撐器與副支撐器依次卸載，主支撐器、副支撐器、主推進器與副推進器依次復位，切換至初始狀態(tài)。

所述掘進方案匹配相應的掘進環(huán)境和支撐環(huán)境的方法如下：

如若支撐面與掘進面狀態(tài)良好，宜采用全自動連續(xù)掘進方案；采用全自動連續(xù)掘進方案，其主、副推進器將交替工作且換步輔助作業(yè)與推進作業(yè)并行的工作模式，對于掘進面與支撐面物性較穩(wěn)定的地層，可實現(xiàn)連續(xù)掘進作業(yè)，消除輔助工作時間，提高掘進機工作效率。

如若支撐面較軟或有缺陷無法提供大的支撐力，或支撐面較硬需要較大的支撐力，宜采用帶負載均衡功能的單環(huán)掘進方案4；

如若支撐面較好，掘進面硬度適中，宜采用雙連環(huán)掘進或三連環(huán)掘進方案；采用雙連環(huán)或三連環(huán)連續(xù)掘進模式，其輔助工作時間將減少，則可兼顧掘進的高效率和支撐的可靠性。

如若掘進面偏硬宜采用單環(huán)掘進方案2或3。若采用帶負載均衡功能的單環(huán)掘進方案3，其前后雙支撐器將并聯(lián)工作，其副推進器可兼作均載器，在遇支撐面較軟或其表面有缺陷的情形時，可實現(xiàn)最為可靠的支撐。在遇掘進面較硬或其表面特性變化大的情形時，可抵抗掘進面的重載荷或大突變載荷，以提高掘進速度和效率。

如若采用副支撐器配合主推進器或副推進器工作，其推進機構剛度小，對阻力傳遞性能好，適合硬巖物性均勻掘進面的切削。

本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明提出的雙六足推進器與雙三足支撐器串聯(lián)后的混聯(lián)式掘進裝置可實現(xiàn)全自動化不停機連續(xù)掘進作業(yè)；本發(fā)明裝置的自重構方法，可實現(xiàn)多種不同方式的掘進模式，包括單環(huán)掘進功能、雙連環(huán)掘進功能、三連環(huán)掘進功能和全自動連續(xù)掘進功能。

本發(fā)明掘進裝置其推進器具有完全的6個自由度，在主推進作業(yè)或副推進作業(yè)過程中均可精確調向，且無需另配專門的事后調向機構；本發(fā)明推進器配合支撐器工作可完成換步作業(yè)，且主換步作業(yè)過程中可調整主支撐器姿態(tài)，在副換步作業(yè)過程中可調整主支撐器姿態(tài)，無需另配專門的換步裝置。

本發(fā)明裝置可重構其拓撲構型，改變掘進模式，以適應不同的掘進環(huán)境的掘進作業(yè)。如若采用全自動連續(xù)掘進方案，其主、副推進器將交替工作且換步輔助作業(yè)與推進作業(yè)并行的工作模式，對于掘進面與支撐面物性較穩(wěn)定的地層，可實現(xiàn)連續(xù)掘進作業(yè)，消除輔助工作時間，提高掘進機工作效率。不同的掘進工作方案其結構剛度有質的變化。單環(huán)掘進的4種方案，由于支撐位置可以選擇其結構剛度將有量的變化，可適應掘進面的重載荷或大突變載荷的不同工況條件。如若采用主支撐器與副支撐器并行工作模式，還可實現(xiàn)垂直換步功能及垂直隧道的推進作業(yè)，拓展了所發(fā)明的掘進裝置的適用范圍。

附圖說明

圖1是一種帶雙六足推進器與三足雙支撐器的混聯(lián)式tbm掘進裝置實施例1左前方觀察得到的三維立體示意圖；

圖2是圖1所述的實施例1由右前方觀察得到的三維立體示意圖；

圖3是圖1所述的實施例1的三維立體示意圖的俯視圖；

圖4是圖1所述的實施例1的初始狀態(tài)的拓撲結構示意圖；

圖5是圖1所述的實施例1的主支撐器獨立支撐狀態(tài)下的拓撲結構示意圖；

圖6是圖1所述的實施例1的副支撐器獨立支撐狀態(tài)下的拓撲結構示意圖；

圖7是圖1所述的實施例1的主支撐器與副支撐器并行支撐狀態(tài)下的拓撲結構示意圖；

圖8是一種帶雙六足推進器與雙三足支撐器的混聯(lián)式tbm掘進裝置實施例2；

圖9是一種帶雙六足推進器與雙三足支撐器的混聯(lián)式tbm掘進裝置實施例3；

圖中，1為刀盤系統(tǒng)；2為支承環(huán)；3為主推進器；3c為主推進缸；3l為主推進缸左關節(jié)；3r為主推進缸右關節(jié)；4為主支撐器；40為主中心支架；4l為主支撐腿；4g為主撐靴；5為副推進器；5c為副推進缸；5l為副推進缸左關節(jié)；5r為副推進缸右關節(jié)；6為副支撐器；60為副中心支架；6l為副支撐腿；6g為副撐靴；7為支撐面。

具體實施方式

以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

以下將結合圖1至圖9對實施例1至實施例3逐一進行說明。

實施例1

本實施例一種帶雙六足推進器和雙三足支撐器的全自動tbm掘進裝置，包括刀盤系統(tǒng)1、支承環(huán)2、主推進器3、主支撐器4、副推進器5、副支撐器6,如圖1所示。

本實施例裝置的主推進器3為六足并聯(lián)裝置，由6個主推進缸3c組成。所述副推進器5為六足并聯(lián)裝置，由6個副推進缸5c組成；所述的主支撐器4為三足并聯(lián)裝置，由主中心支架40、3個并聯(lián)的主支撐腿4l構成，每個主支撐腿上裝有1個主撐靴4g；所述的副支撐器6為三足并聯(lián)裝置，由副中心支架60、3個并聯(lián)的副支撐腿6l構成，每個副支撐腿上裝有1個副撐靴6g；

本實施例的特征還在于每個主推進缸3c左側與支承環(huán)2用主推進缸左關節(jié)3l連接，每個主推進缸3c右側與主支撐4用主支推進缸右關節(jié)3r連接；每個副推進缸5c左側與主推進器4用副推進缸左關節(jié)5l連接，每個副推進缸3c右側與副支撐6用副推進缸右關節(jié)5r連接。

本實施例圖1的視圖特征是主推進缸左關節(jié)3l被支承環(huán)2所遮擋。為了更清楚明白其位置關系，給出了本實施例所述掘進裝置由右前方觀察得到的三維立體示意圖，如圖2所示，其視圖特征是更清晰表達了主推進缸右關節(jié)3r、副推進缸左關節(jié)5l、副推進缸右關節(jié)5r位置，圖中主推進缸左關節(jié)3l被支承環(huán)2所遮擋。此外，還給出了本實施例所述的掘進裝置的三維立體示意圖的俯視圖，如圖3所示，其視圖特征是更清晰表達了主推進缸左關節(jié)3l、主推進缸右關節(jié)3r、副推進缸左關節(jié)5l、副推進缸右關節(jié)5r位置，圖中主中心支架40被上部主撐靴4g所遮擋，副中心支架60被上部副撐靴6g所遮擋。

本實施例掘進裝置工作狀態(tài)與拓撲結構的關系如下：

（1）初始狀態(tài)，其拓撲結構的特征在于所述的主撐靴4g與副撐靴6g上部與支撐面7脫離、下部與支撐面7接觸，構成活動平臺，并可在其表面沿軸向或周向滑動，如圖4所示。

（2）主支撐器獨立支撐狀態(tài)，其拓撲結構的特征在于主撐靴4g撐緊支撐面7構成定平臺，上部副撐靴6g不與支撐面7接觸構成活動平臺，如圖5所示。

（3）副支撐器獨立支撐狀態(tài)，其拓撲結構的特征在于主撐靴4g貼住支撐面7但不用力撐緊構成活動平臺，上部副撐靴6g撐緊支撐面7構成固定平臺，如圖6所示。

（4）主支撐器與副支撐器并行支撐狀態(tài)，其拓撲結構的特征在于主撐靴4g與副撐靴6g同時撐緊支撐面7構成固定平臺，上部副撐靴6g撐緊支撐面7構成固定平臺，如圖7所示。

本實施例可完成以下動作：

（1）主換步動作：其動作特征是主推進缸3c縮回，拖動主支撐器4、副推進器5和副支撐器6向前滑動，實現(xiàn)主換步動作，如圖4所示；

（2）副換步動作：其動作特征是副推進缸5c縮回，拖動副支撐器6向前滑動，實現(xiàn)副換步動作，如圖4或圖5所示；

（3）實現(xiàn)主推進動作：其動作特征是主推進缸3c伸出，推動支承環(huán)2向前滑動，實現(xiàn)主推進動作，如圖5或圖6或圖7所示；

（4）副推進動作：其動作特征是副推進缸5c伸出，推動支承環(huán)2連同主推進器3及主支撐器4共同向前滑動，實現(xiàn)副推進動作，如圖6所示；

（5）主推進兼副換步動作：其動作特征是實現(xiàn)主推進動作同時執(zhí)行副換步動作，如圖5所示；

（5）副推進兼主換步動作：其動作特征是實現(xiàn)副推進動作同時執(zhí)行主換步動作，如圖6所示。

本實施例可實現(xiàn)以下重構動作完成工作狀態(tài)切換：

（1）如圖4所示的初始狀態(tài)切換：其動作特征是主支撐腿4l向外伸出，使其用力撐緊支撐面7，實現(xiàn)主支撐器4支撐動作，切換至如圖5所示的主支撐器獨立支撐狀態(tài)；副支撐腿6l向外伸出，使其用力撐緊支撐面7，實現(xiàn)副支撐器6支撐動作，切換到如圖6所示的副支撐器獨立支撐狀態(tài)。

（2）如圖5所示的主支撐器獨立支撐狀態(tài)切換：其動作特征是主支撐器4依次卸載并復位，將恢復到如圖4所示的掘進裝置的初始狀態(tài)；副支撐腿6l向外伸出，使其用力撐緊支撐面7，實現(xiàn)副支撐器6支撐動作，并切換到如圖7所示的主支撐器與副支撐器并行支撐狀態(tài)。

（3）如圖6所示的主支撐器獨立支撐狀態(tài)切換：其動作特征是副支撐器6依次卸載并復位，將恢復到如圖4所示的掘進裝置的初始狀態(tài)；主支撐腿4l加載，使其用力撐緊支撐面7，實現(xiàn)主支撐器4支撐動作，并切換到如圖7所示的主支撐器與副支撐器并行支撐狀態(tài)。

（4）如圖7所示的支撐器與副支撐器并行支撐狀態(tài)切換：其動作特征是副支撐器6依次卸載并復位，將恢復到如圖5所示的主支撐器獨立支撐狀態(tài)；主支撐腿4l卸載，使其支撐腿保持與支撐面7接觸，切換到如圖6所示的副支撐器獨立支撐狀態(tài)。

本實施例可完成以下4種方式的單環(huán)掘進作業(yè)、2種方式的雙連環(huán)掘進作業(yè)、三連環(huán)掘進作業(yè)及全自動連續(xù)掘進作業(yè)。

本實施例所述的掘進裝置可完成第1種方式的單環(huán)掘進作業(yè)。其特征是由主支撐、主推進與主換步三個作業(yè)步構成一個完整的作業(yè)循環(huán)過程，并完成1個行程的掘作業(yè)。其作業(yè)步驟是：

步驟1：初始狀態(tài)：為如圖4所示的初始工作狀態(tài)；

步驟2：主支撐作業(yè)步：主支撐器4就位并加載，切換至如圖5所示主支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟3：主推進作業(yè)步：主推進器3加載，在完成1環(huán)推進工作后，卸載；

步驟4：主換步作業(yè)步：主支撐器4卸載并復位，切換至如圖4所示的初始工作狀態(tài)，之后主推進器復位；

步驟5：循環(huán)執(zhí)行步驟2-4，直至停機。

本實施例所述的掘進裝置可完成第2種方式的單環(huán)掘進作業(yè)。其特征是由副支撐、副推進與副換步3個作業(yè)步構成一個完整的作業(yè)循環(huán)過程，并完成一個行程的掘進作業(yè)。其作業(yè)步驟是：

步驟1：初始狀態(tài)：如圖4所示的初始工作狀態(tài)；

步驟2：副支撐作業(yè)步：副支撐器6就位并加載，切換至如圖6所示的副支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟3：副推進作業(yè)步：副推進器5加載，在完成1環(huán)推進工作后，卸載；

步驟4：副換步作業(yè)步：副支撐器6卸載并復位，切換至如圖4所示的初始工作狀態(tài)，之后主推進器3復位；

步驟5：循環(huán)執(zhí)行步驟2-4，直至停機。

本實施例所述的掘進裝置可完成第3種方式的單環(huán)掘進作業(yè)。其特征是由副支撐、主推進與副換步3個作業(yè)步構成一個完整的作業(yè)循環(huán)過程，并完成1個行程的掘進作業(yè)。其作業(yè)步驟是：

步驟1：初始狀態(tài)：如圖4所示的初始工作狀態(tài)；

步驟2：副支撐作業(yè)步：副支撐器6就位并加載，切換至如圖6所示副支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟3：主推進作業(yè)步：主推進器3加載，在完成1環(huán)推進工作后，卸載；

步驟4：副換步作業(yè)步：副支撐器6卸載并復位，切換至如圖4所示的初始工作狀態(tài)，之后主推進器3復位；

步驟5：循環(huán)執(zhí)行步驟2-4，直至停機。

本實施例所述的掘進裝置可完成第4種方式的單環(huán)掘進作業(yè)。其特征是由主副雙支撐-主推進-主換步3個作業(yè)步構成一個完整的作業(yè)循環(huán)過程，并完成1個行程的掘進作業(yè)。其作業(yè)步驟是：

步驟1：初始狀態(tài)：如圖4所示的初始工作狀態(tài)；

步驟2：主副雙支撐作業(yè)步：主支撐器3就位并加載，切換至如圖5所示的主支撐器獨立支撐狀態(tài)；然后副支撐器5就位并加載切換至如圖6所示的主支撐器與副支撐器并行支撐狀態(tài)；最后在副推進器5中施加負載均衡載荷；

步驟3：主推進作業(yè)步：主推進器加載，在完成1環(huán)推進工作后，卸載；

步驟4：主換步作業(yè)步：副推進器、主支撐器、副支撐器依次卸載，主支撐器與副支撐器復位，切換至如圖4所示的初始工作狀態(tài)，之后主推進器3復位；

步驟5：循環(huán)執(zhí)行步驟2-4，直至停機。

本實施例所述的掘進裝置可完成第1種方式的雙連環(huán)掘進作業(yè)。其特征是由以副支撐-主推進-副推進-雙換步4個作業(yè)步，構成一個完整的作業(yè)循環(huán)過程并連續(xù)完成2個行程的掘進作業(yè)。其作業(yè)步驟是：

步驟1：初始狀態(tài)：如圖4所示的初始工作狀態(tài)；

步驟2：副支撐作業(yè)步：副支撐器6就位并加載，切換至如圖6所示副支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟3：主推進作業(yè)步：主推進器3加載，并完成第1環(huán)推進工作；

步驟4：副推進作業(yè)步：副推進器在完成第2環(huán)推進工作后，卸載；

步驟5：雙換步作業(yè)步：副支撐器6、主支撐器4依次卸載并復位，切換至如圖4所示的初始工作狀態(tài)，之后主推進器3與副推進器5復位；

步驟6：循環(huán)執(zhí)行步驟2-5，直至停機。

本實施例所述的掘進裝置可完成第2種方式的雙連環(huán)掘進作業(yè)。其特征是由以副支撐、副推進、主推進及雙換步4個作業(yè)步，構成一個完整的作業(yè)循環(huán)過程并連續(xù)完成2個行程的掘進作業(yè)。其作業(yè)步驟是：

步驟1：初始狀態(tài)：如圖4所示的初始工作狀態(tài)；

步驟2：副支撐作業(yè)步：副支撐器6就位并加載，切換至如圖6所示副支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟3：副推進作業(yè)步：副推進器5加載，并完成第1環(huán)推進工作；

步驟4：主推進作業(yè)步：主推進器3在完成第2環(huán)推進工作后，卸載；

步驟5：雙換步作業(yè)步：副支撐器6、主支撐器4依次卸載并復位，切換至如圖4所示的初始工作狀態(tài)，之后主推進器3與副推進器5復位；

步驟6：循環(huán)執(zhí)行步驟2-5，直至停機。

本實施例所述的掘進裝置可完成三連環(huán)掘進作業(yè)。其特征是由副支撐、第一環(huán)副推進、第二環(huán)主推進兼副換步、第三環(huán)副推進及雙換步5個作業(yè)步，構成一個完整的作業(yè)循環(huán)過程并連續(xù)完成3個行程的掘進作業(yè)。其作業(yè)步驟是：

步驟1：初始狀態(tài)：如圖4所示的初始工作狀態(tài)；

步驟2：副支撐作業(yè)步：副支撐器6就位并加載，切換至如圖6所示副支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟3：第一環(huán)副推進作業(yè)步：副推進器5加載，并完成第1環(huán)推進工作；

步驟4：第二環(huán)主推進兼副換步作業(yè)步：主推進器3在完成第2環(huán)推進工作過程的同時執(zhí)行以下動作：

步驟4.1：主支撐器4加載，切換至如圖7所示的主支撐器與副支撐器并行支撐狀態(tài)；

步驟4.2：副推進器5、副支撐器6順序卸載，切換至如圖5所示的主支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟4.3：副換步，副推進缸縮回；

步驟4.4：副支撐器6加載，并切換至如圖7所示的主支撐器與副支撐器并行支撐狀態(tài)；

步驟4.5：副推進器6加載，均衡主推進器3的推力；

步驟4.6：主支撐器4卸載，并切換至如圖6所示副支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟5：第三環(huán)副推進作業(yè)步：副推進器5加載，并完成第3環(huán)推進工作；

步驟6：雙換步作業(yè)步：副支撐器6依次卸載并復位，切換至如圖4所示的初始工作狀態(tài)，之后主推進器3與副推進器5復位；

步驟7：循環(huán)執(zhí)行步驟2-6，直至停機。

本實施例所述的掘進裝置可完成全自動連續(xù)掘進作業(yè)。其特征是由主推進兼副換步及副推進兼主換步兩大工作步各完成半環(huán)的推進工作，構成一個完整的掘進作業(yè)循環(huán)。其作業(yè)步驟是：

步驟1：初始狀態(tài)：如圖4所示的初始工作狀態(tài)；

步驟2：副支撐工作步：副支撐器6就位并加載，切換至如圖6所示副支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟3：副推進兼主換步作業(yè)步：副推進器5向前推進1個行程，同時主推進器3以并行方式執(zhí)行主換步動作縮回半個行程。

步驟4：主推進兼副換步作業(yè)步：主推進器3向前推進半個行程，同時并行地執(zhí)行以下步驟作完成副換步動作。

步驟4.1：主支撐器4加載，切換至如圖7所示的主支撐器與副支撐器并行支撐狀態(tài)；

步驟4.2：副推進器5、副支撐器6順序卸載，切換至如圖5所示主支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟4.3：副換步，副推進缸5縮回；

步驟4.4：副支撐器6加載，并切換至如圖7所示的主支撐器與副支撐器并行支撐狀態(tài)；

步驟4.5：副推進器5加載，均衡主推進器3的推力；

步驟4.6：主支撐器4卸載，并切換至如圖6所示的副支撐器獨立支撐狀態(tài)；

步驟5：循環(huán)執(zhí)行步驟3-4，直至停機。

實施例2

本實施例一種帶雙六足推進器和雙三足支撐器的全自動tbm掘進裝置，包括刀盤系統(tǒng)1、支承環(huán)2、主推進器3、主支撐器4、副推進器5、副支撐器6,如圖8所示。

本實施例裝置的主推進器3為六足并聯(lián)裝置，由6組液壓缸組成，每組液壓缸由2個主推進缸3c組成；所述副推進器5為六足并聯(lián)裝置，由6個副推進缸5c組成；所述的主支撐器4為三足并聯(lián)裝置，由主中心支架40、3個并聯(lián)的主支撐腿4l構成，每個主支撐腿上裝有1個主撐靴4g；所述的副支撐器6為三足并聯(lián)裝置，由副中心支架60、3個并聯(lián)的副支撐腿6l構成，每個副支撐腿上裝有1個副撐靴6g；

本實施例可完成的4種方式的單環(huán)掘進作業(yè)、2種方式的雙連環(huán)掘進作業(yè)、三連環(huán)掘進作業(yè)及全自動連續(xù)掘進作業(yè)，同實施例1。

實施例3

本實施例一種帶雙六足推進器和雙三足支撐器的全自動tbm掘進裝置，包括刀盤系統(tǒng)1、支承環(huán)2、主推進器3、主支撐器4、副推進器5、副支撐器6,如圖9所示。

本實施例裝置的主推進器3為六足并聯(lián)裝置，由6組液壓缸組成，每組液壓缸由2個主推進缸3c組成；所述副推進器5為六足并聯(lián)裝置，也由6組液壓缸構成，每組液壓缸由2個副推進缸5c組成；所述的主支撐器4為三足并聯(lián)裝置，由主中心支架40、3個并聯(lián)的主支撐腿4l構成，每個主支撐腿上裝有1個主撐靴4g；所述的副支撐器6為三足并聯(lián)裝置，由副中心支架60、3個并聯(lián)的副支撐腿6l構成，每個副支撐腿上裝有1個副撐靴6g；

本實施例可完成的4種方式的單環(huán)掘進作業(yè)、2種方式的雙連環(huán)掘進作業(yè)、三連環(huán)掘進作業(yè)及全自動連續(xù)掘進作業(yè)，同實施例1。