本發(fā)明涉及地下施工機械技術(shù)領域，尤其涉及一種挖掘臂及地下隧道施工設備。

背景技術(shù)：

國內(nèi)地鐵建設時，對于站臺的施工，盾構(gòu)機無法完成，只能應用較少的專用設備完成，目前現(xiàn)有的挖掘銑刨設備，雖然在一定程度上代替了人工，但其挖掘效率不高。在地鐵隧道施工中，挖設橫向溝槽和側(cè)向溝槽時，挖掘臂的操作范圍較小，靈活性差，工作效率低下。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種挖掘臂及地下隧道施工設備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的挖掘臂挖掘效率較低的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種挖掘臂，包括主臂、斗桿臂、伸縮臂和鏟斗組件，其中所述主臂的一端與機架底座連接，所述主臂的另一端與所述斗桿臂連接，所述伸縮臂與所述斗桿臂連接，所述鏟斗組件安裝在所述伸縮臂上，所述伸縮臂能夠相對于所述斗桿臂沿直線伸出或縮回。

進一步地，所述斗桿臂內(nèi)部設有伸縮油缸，所述伸縮油缸的缸桿與所述伸縮臂連接，以驅(qū)動所述伸縮臂伸出或縮回。

進一步地，所述主臂包括動臂和過渡節(jié)，所述動臂的一端與所述機架底座連接，所述動臂的另一端與所述過渡節(jié)連接，所述過渡節(jié)與所述斗桿臂連接。

進一步地，還包括過渡節(jié)俯仰油缸，所述動臂的中部設有第一凸起部，所述過渡節(jié)俯仰油缸的一端連接在所述第一凸起部上，另一端 連接在所述過渡節(jié)上，以驅(qū)動所述過渡節(jié)相對于所述動臂轉(zhuǎn)動。

進一步地，還包括斗桿回轉(zhuǎn)座、斗桿油缸和斗桿回轉(zhuǎn)油缸，所述斗桿回轉(zhuǎn)座的一端通過所述斗桿回轉(zhuǎn)油缸與所述過渡節(jié)連接，所述斗桿回轉(zhuǎn)座的另一端與所述斗桿臂連接，所述斗桿臂的中部設有第二凸起部，所述斗桿油缸的一端連接在所述第二凸起部上，所述斗桿油缸的另一端連接在所述斗桿回轉(zhuǎn)座上。

進一步地，所述鏟斗組件包括鏟斗，所述鏟斗的背面設有托舉部，所述托舉部上設有能夠容納被托舉件的凹槽。

進一步地，所述斗桿臂和所述伸縮臂之間設有導軌，以使所述伸縮臂沿所述導軌伸出或縮回。

進一步地，還包括動臂回轉(zhuǎn)座，所述動臂回轉(zhuǎn)座的一端與所述機架底座通過膨脹銷軸組件鉸接，所述動臂回轉(zhuǎn)座的另一端與所述動臂通過膨脹銷軸組件鉸接。

進一步地，還包括動臂油缸，所述動臂油缸的一端鉸接在所述動臂回轉(zhuǎn)座上，另一端鉸接在所述動臂上，以驅(qū)動所述動臂繞所述動臂回轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種地下隧道施工設備，包括上述挖掘臂。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過在斗桿臂上增設伸縮臂，使得當伸縮臂直線伸出時，挖掘臂的整體長度增加，挖掘臂前方可以深入到更遠的地方進行挖掘，提高了挖掘效率；同時當伸縮臂縮回時，挖掘臂的整體長度不變化，不會占用更多的空間。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明挖掘臂一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-機架底座，2-動臂回轉(zhuǎn)座，3-動臂油缸，4-動臂，5-過渡 節(jié)，6-斗桿回轉(zhuǎn)油缸，7-斗桿回轉(zhuǎn)座，8-斗桿油缸，9-過渡節(jié)俯仰油缸，10-斗桿臂，11-伸縮臂，12-翻斗油缸，13-連桿，14-鏟斗，15-膨脹銷軸組件，16-托舉部。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“橫向”、“縱向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。

在地下隧道施工過程中，挖掘機存在挖掘效率不高的問題，發(fā)明人經(jīng)過長期觀察、摸索和分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有挖裝機挖掘效率不高的原因主要在于挖掘臂的長度較短，但是若只是簡單地增加挖掘臂的長度，又會帶來很多的其他問題，比如，挖設側(cè)方土或側(cè)溝槽時，較長的挖掘臂會受到作業(yè)空間狹小的限制，挖掘難度大；挖掘臂收回時，占用空間大等等。

基于以上分析，發(fā)明人發(fā)明了一種挖掘臂，如圖1所示，該挖掘臂包括主臂、斗桿臂10、伸縮臂11和鏟斗組件，其中所述主臂的一端與機架底座1連接，所述主臂的另一端與所述斗桿臂10連接，所述伸縮臂11與所述斗桿臂10連接，所述鏟斗組件安裝在所述伸縮臂11上，所述伸縮臂11能夠相對于所述斗桿臂10沿直線伸出或縮回。

通過在斗桿臂上增設伸縮臂，使得當伸縮臂直線伸出時，挖掘臂 的整體長度增加，挖掘臂前方可以深入到更遠的地方進行挖掘，提高了挖掘效率；同時當伸縮臂縮回時，挖掘臂的整體長度不變化，不會占用更多的空間。

另外，伸縮臂11沿直線伸出或縮回可以避免由于橫向空間有限而無法正常伸出或縮回的情況，只要斗桿臂10的前方具有足夠長度，伸縮臂11即可正常伸出，而不受其他方向空間有限的限制。

對于伸縮臂11與斗桿臂10之間的具體連接結(jié)構(gòu)可以有較為靈活的選擇，比如可以采用油缸進行連接和驅(qū)動，也可以采用電機或者其他動力機構(gòu)。在一個實施例中，所述斗桿臂10內(nèi)部設有伸縮油缸，所述伸縮油缸的缸桿與所述伸縮臂11連接，以驅(qū)動所述伸縮臂11伸出或縮回。這樣使得伸縮臂11有更大的靈活性，可以根據(jù)實際需要調(diào)整伸縮臂11的伸出長度，滿足不同工況的需求。

所述主臂包括動臂4和過渡節(jié)5，所述動臂4的一端與所述機架底座1連接，所述動臂4的另一端與所述過渡節(jié)5連接，所述過渡節(jié)5與所述斗桿臂10連接。過渡節(jié)5增加了挖掘臂整體的靈活性。

挖掘臂還可以包括過渡節(jié)俯仰油缸9，所述動臂4的中部設有第一凸起部，所述過渡節(jié)俯仰油缸9的一端連接在所述第一凸起部上，另一端連接在所述過渡節(jié)5上，以驅(qū)動所述過渡節(jié)5相對于所述動臂4轉(zhuǎn)動。過渡節(jié)俯仰油缸9可以使過渡節(jié)5相對于動臂4轉(zhuǎn)動，增加了動臂4的自由度。

其中，過渡節(jié)俯仰油缸9鉸接在位于動臂4中部的第一凸起部上，主要是基于油缸有效行程的考慮，這樣可以減小過渡節(jié)俯仰油缸9的體積，減輕過渡節(jié)俯仰油缸9的重量，進而減輕挖掘臂的整體重量，增加靈活性。

進一步地，挖掘臂還可以包括斗桿回轉(zhuǎn)座7、斗桿油缸8和斗桿回轉(zhuǎn)油缸6，所述斗桿回轉(zhuǎn)座7的一端通過所述斗桿回轉(zhuǎn)油缸6與所述過渡節(jié)5連接，所述斗桿回轉(zhuǎn)座7的另一端與所述斗桿臂10連接，所述斗桿臂10的中部設有第二凸起部，所述斗桿油缸8的一端連接在所述第二凸起部上，所述斗桿油缸8的另一端連接在所述斗桿回轉(zhuǎn)座 7上。

其中，斗桿油缸8鉸接在位于斗桿臂10中部的第二凸起部上，主要是基于油缸有效行程的考慮，這樣可以減小斗桿油缸8的體積，減輕斗桿油缸8的重量，進而減輕挖掘臂的整體重量，增加靈活性。

另外，斗桿回轉(zhuǎn)油缸6可以通過膨脹銷軸組件連接在斗桿回轉(zhuǎn)座7上，膨脹銷軸組件包括相互垂直的兩個銷軸，兩個銷軸分別與斗桿回轉(zhuǎn)油缸6和斗桿回轉(zhuǎn)座7鉸接，從而使得斗桿臂10通過斗桿回轉(zhuǎn)座7和斗桿回轉(zhuǎn)油缸6的共同作用實現(xiàn)180度的回轉(zhuǎn)。

如圖1所示，所述鏟斗組件包括鏟斗14，所述鏟斗14的背面設有托舉部16，所述托舉部16上設有能夠容納被托舉件的凹槽。其中被托舉件可以為鋼筋格柵，相比于在鏟斗14上設置吊耳，然后再通過鋼絲繩對格柵進行提、運、架的方式，這種在鏟斗14的背部設置具有凹槽的托舉部的方案，能夠更加平穩(wěn)地對格柵進行提、運、架。

另外，所述鏟斗組件還包括翻斗油缸12和連桿13，所述翻斗油缸12的一端鉸接在所述伸縮臂11上，所述翻斗油缸12的另一端通過所述連桿13與所述鏟斗14連接，以控制所述鏟斗14的動作。

為了對伸縮臂11的伸出和縮回過程進行導向，所述斗桿臂10和所述伸縮臂11之間設有導軌，以使所述伸縮臂11沿所述導軌伸出或縮回，避免伸縮臂11的伸出軌跡出現(xiàn)歪斜。

挖掘臂還可以包括動臂回轉(zhuǎn)座2，所述動臂回轉(zhuǎn)座2的一端與所述機架底座1通過膨脹銷軸組件15鉸接，所述動臂回轉(zhuǎn)座2的另一端與所述動臂4通過膨脹銷軸組件15鉸接。

機架底座1與動臂回轉(zhuǎn)座2之間、動臂回轉(zhuǎn)座2與動臂油缸3之間、動臂回轉(zhuǎn)座2與動臂4之間、第一凸起部與過渡節(jié)俯仰油缸9之間、動臂4與過渡節(jié)5之間以及過渡節(jié)5與斗桿回轉(zhuǎn)座7之間均可以采用膨脹銷軸組件15進行鉸接。膨脹銷軸組件15的兩端設有開槽錐形端蓋，中間用螺栓及螺母連接，膨脹銷軸在安裝完成后與軸孔之間始終為過盈配合，可以有效消除各組件間的間隙，防止組件間的竄動，增強操作的靈活性。

另外，挖掘臂還包括動臂油缸3，所述動臂油缸3的一端鉸接在所述動臂回轉(zhuǎn)座2上，另一端鉸接在所述動臂4上，以驅(qū)動所述動臂4繞所述動臂回轉(zhuǎn)座2轉(zhuǎn)動。

基于以上各實施例中的挖掘臂，本發(fā)明還提出一種地下隧道施工設備，包括上述挖掘臂。

下面對本發(fā)明挖掘臂及地下隧道施工設備的一個實施例的工作過程進行說明：

如圖1所示，該挖掘臂由機架底座1、動臂回轉(zhuǎn)座2、動臂油缸3、動臂4、過渡節(jié)5、斗桿回轉(zhuǎn)油缸6、斗桿回轉(zhuǎn)座7、斗桿油缸8、過渡節(jié)俯仰油缸9、斗桿臂10、伸縮臂11、翻斗油缸12、連桿13、鏟斗14和膨脹銷軸組件15組成。在挖掘作業(yè)時，動臂油缸3、過渡節(jié)俯仰缸9和翻斗油缸12聯(lián)動，可實現(xiàn)挖掘功能；同時，為了實現(xiàn)橫向溝槽的挖掘，可以控制斗桿回轉(zhuǎn)油缸6的位置，以調(diào)整斗桿臂10在橫向空間的位置；當需要托舉鋼筋格柵或者較大范圍的操作時，可以控制斗桿臂10內(nèi)部的伸縮油缸，以實現(xiàn)伸縮臂11的伸縮，最終調(diào)整鏟斗14的位置變化。

通過對本發(fā)明挖掘臂及地下隧道施工設備的多個實施例的說明，可以看到本發(fā)明挖掘臂及地下隧道施工設備實施例至少具有以下一種或多種優(yōu)點：

1、挖掘臂帶有伸縮功能，結(jié)構(gòu)靈活，可實現(xiàn)挖料、裝料、行走、轉(zhuǎn)彎、銑槽、打孔、輔助噴漿、輔助安裝支架等功能；

2、可實現(xiàn)全斷面開挖，在設備不移動的情況下，在6×6米的地鐵隧道中，可以比較靈活地實現(xiàn)全斷面的側(cè)方土、上方土、橫向溝槽、側(cè)向溝槽、鋼筋格柵托舉等功能；

3、可以有效消除組件間的間隙，增強操作的靈活性；

4、挖掘臂可實現(xiàn)180°回轉(zhuǎn)。

最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術(shù)人員應當理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進 行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術(shù)方案范圍當中。