[发明专利]一种硬岩隧道掘进机隧道底部积渣清理装置及其方法

摘要

本发明公开了一种硬岩隧道掘进机隧道底部积渣清理装置及其方法。该装置包括滑轨、机械臂、末端执行器、滑轨、主梁、滑轨油缸。机械臂通过水平滑轨悬挂在主梁上，滑轨油缸一端铰接于主梁上，一端和机械臂底座铰接，可驱动机械臂沿隧道掘进方向平移，底座回转油缸可驱动整个机械臂回转动作，肩关节俯仰摆动油缸驱动大臂回转，肘关节俯仰油缸驱动小臂回转，腕关节俯仰油缸驱动末端执行器回转，末端执行器驱动摆动油缸用来控制末端执行器的开合动作。末端执行器通过开合动作可覆盖绝大部分工况，对不同粒径的积渣进行清理；该装置可替代人工操作，实现隧道底部积渣的高效率自动清理。

主权项

1.一种硬岩隧道掘进机隧道底部积渣清理装置，其特征在于：包括末端执行器(2)、机械臂(3)、滑轨油缸(4)、滑轨(5)、滑块(6)、主梁(7)，机械臂(3)包括大臂(31)、肘关节俯仰油缸(32)、底座回转摆动油缸(33)、机械臂底座(34)、肩关节俯仰摆动油缸(35)、连杆(36)、摇杆(37)、小臂(38)、腕关节俯仰油缸(39)和末端执行器(2)，/n其中，主梁(7)位于隧道上部正中央，滑轨(5)焊接于主梁(7)底部，滑轨(5)的安装方向和隧道底部(1)的轴向一致，定义为隧道掘进方向，滑块(6)焊接于机械臂底座(34)上，机械臂(3)通过滑块(3)悬挂在滑轨(5)上，滑轨油缸(4)缸筒一端铰接于主梁(7)上，滑轨油缸(4)的活塞杆一端与机械臂底座(34)铰接，通过滑轨油缸(4)活塞杆的伸缩实现机械臂(3)在隧道掘进方向上的平移；/n所述底座回转摆动油缸(33)通过法兰盘与机械臂底座(34)上端相连，通过底座回转摆动油缸(33)输出轴的旋转实现机械臂(3)的回转运动，肩关节俯仰摆动油缸(35)通过法兰盘与机械臂底座(34)下端相连，大臂(31)通过销轴连接安装在肩关节俯仰摆动油缸(35)的输出端，通过控制肩关节俯仰摆动油缸(35)输出轴转动角度调节大臂(31)的俯仰角，肘关节俯仰油缸(32)的缸筒一端铰接在大臂(31)上，肘关节俯仰油缸(32)的活塞杆铰接于小臂(38)，通过肘关节俯仰油缸(32)活塞杆的伸缩，实现小臂(38)俯仰角的调节，腕关节俯仰油缸(39)的缸筒分别铰接于小臂(38)两侧的两个固定耳，腕关节俯仰油缸(39)的活塞杆铰接于连杆(36)和摇杆(37)上，连杆(36)两端分别铰接于末端执行器顶端(22)和腕关节俯仰油缸(39)的活塞杆上，摇杆(37)两端分别铰接于小臂(38)和腕关节俯仰油缸(39)的活塞杆上，通过控制腕关节俯仰油缸(39)活塞杆的伸缩可调节末端执行器(2)的回转；/n所述末端执行器(2)由末端执行器顶端(23)、末端执行器底端(22)和末端执行器驱动摆动油缸(21)组成，末端执行器驱动摆动油缸(21)的缸筒和活塞杆分别铰接于小臂(4)和末端执行器底端(22)，通过控制末端执行器驱动摆动油缸(21)输出轴旋转角度实现末端执行器(2)的开合动作。/n