一種截割頭姿態(tài)可控懸臂式掘進(jìn)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種截割頭姿態(tài)可控懸臂式掘進(jìn)機，所述掘進(jìn)機伸縮臂（1）的前部包括擺動架（2）、旋轉(zhuǎn)液壓缸（4）、旋轉(zhuǎn)罩（5）、擺動架控制液壓缸（10）及液壓驅(qū)動截割頭（3），旋轉(zhuǎn)液壓缸固定在伸縮臂可伸出部分的伸出端，旋轉(zhuǎn)罩固定在旋轉(zhuǎn)液壓缸的旋轉(zhuǎn)輸出軸，旋轉(zhuǎn)罩的兩側(cè)對應(yīng)設(shè)置耳軸（6），擺動架控制液壓缸控制擺動架繞耳軸轉(zhuǎn)動，液壓驅(qū)動截割頭與擺動架相連接。本發(fā)明的液壓截割頭整體可以繞垂直于截割臂的軸線轉(zhuǎn)動，從而液壓截割頭的空間姿態(tài)可自由控制，液壓截割頭與擺動架之間可固定或可拆卸式連接，在可拆缷連接方式下，拆掉液壓截割頭可在擺動架上安裝更換其他作業(yè)工具，使掘進(jìn)機能夠?qū)崿F(xiàn)更多輔助作業(yè)功能，提高掘進(jìn)效率。
【專利說明】一種截割頭姿態(tài)可控懸臂式掘進(jìn)機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種懸臂式掘進(jìn)機，其截割頭在旋轉(zhuǎn)液壓缸和擺動架組件液壓缸作用下可實現(xiàn)空間姿態(tài)的靈活調(diào)整。
【背景技術(shù)】
[0002]懸臂式掘進(jìn)機是一種廣泛應(yīng)用于隧道、巷道掘進(jìn)的掘進(jìn)設(shè)備，以懸臂前端安裝的截割頭的旋轉(zhuǎn)運動帶動截割頭表面分布安裝的截齒進(jìn)行煤或巖石剝離、破碎，實現(xiàn)掘進(jìn)施工?，F(xiàn)有掘進(jìn)機的截割頭安裝方式有沿伸縮臂軸線安裝和垂直安裝兩種方式，截割頭的旋轉(zhuǎn)軸線與伸縮臂軸線相對固定，不能自由調(diào)整。在掘進(jìn)機位置固定后，由伸縮臂的上下左右擺動，帶動伸縮臂末端固定的旋轉(zhuǎn)截割頭運動而形成巷道斷面，完成掘進(jìn)功能。
[0003]現(xiàn)有的掘進(jìn)機僅具有截割臂的上下擺動、截割臂的水平擺動、截割臂的伸縮運動等運動控制能力，屬于典型的球坐標(biāo)運動。由于截割頭與截割臂固定連接，所以截割頭工作時的空間姿態(tài)完全決定于伸縮臂的狀態(tài)，不能自由調(diào)整。由于截割頭的旋轉(zhuǎn)軸線姿態(tài)無法靈活控制，因而截割頭的外包絡(luò)面很難完全貼合理想巷道設(shè)計壁面，掘進(jìn)機難以截割出平整光滑的巷道壁面，只能形成鋸齒狀的巷道壁面。嚴(yán)重時可能給支護工作帶來麻煩，必須進(jìn)行表面修整，增加了額外的工作量。同時，因也使得掘進(jìn)機的輔助功能，如挖排水溝、柱窩等不太理想。
[0004]此外，巷道掘進(jìn)中經(jīng)常需要進(jìn)行支護、防突等工作，現(xiàn)有懸臂掘進(jìn)機只能單一完成掘進(jìn)截割工作，其他工作則需要另行配置多種施工設(shè)備，在狹小的巷道空間多種設(shè)備交替施工往往需要大量的搬運、穩(wěn)固、調(diào)整等輔助作業(yè)時間，掘進(jìn)效率低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對以上問題，本發(fā)明的目的是實現(xiàn)懸臂式掘進(jìn)機截割頭空間姿態(tài)的自由控制，使掘進(jìn)機能夠截割出平整光滑的巷道壁面，本發(fā)明的另一個目的是使掘進(jìn)機能夠?qū)崿F(xiàn)更多的輔助作業(yè)功能，減少掘進(jìn)過程中的設(shè)備數(shù)量和輔助作業(yè)時間，提高掘進(jìn)效率。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所提供的技術(shù)方案如下:
一種截割頭姿態(tài)可控懸臂式掘進(jìn)機，包括動力系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)及輔助支撐系統(tǒng)，所述掘進(jìn)機伸縮臂的前部包括擺動架、旋轉(zhuǎn)液壓缸、旋轉(zhuǎn)罩、擺動架控制液壓缸及液壓驅(qū)動截割頭，其中:
旋轉(zhuǎn)液壓缸固定安裝在伸縮臂可伸出部分的伸出端，旋轉(zhuǎn)液壓缸的旋轉(zhuǎn)輸出軸軸線與所述伸縮臂的伸縮方向一致；
旋轉(zhuǎn)罩固定安裝在旋轉(zhuǎn)液壓缸的旋轉(zhuǎn)輸出軸，所述旋轉(zhuǎn)罩的兩側(cè)對應(yīng)設(shè)置耳軸，耳軸的軸線垂直于旋轉(zhuǎn)液壓缸的旋轉(zhuǎn)軸線；
擺動架設(shè)置在伸縮臂的前端，所述擺動架包括左側(cè)板、右側(cè)板及座板，擺動架的左、右側(cè)板分別與耳軸相連接，擺動架通過耳軸與旋轉(zhuǎn)罩相連接；
擺動架控制液壓缸的一端與擺動架相連，另一端與旋轉(zhuǎn)罩相連，所述擺動架控制液壓缸控制擺動架繞耳軸轉(zhuǎn)動；
所述液壓驅(qū)動截割頭與擺動架相連接。
[0007]進(jìn)一步，所述液壓驅(qū)動截割頭可拆卸地安裝于擺動架的座板上。
[0008]進(jìn)一步，所述擺動架的左、右側(cè)板通過旋轉(zhuǎn)軸承或軸套與耳軸連接。
[0009]進(jìn)一步，所述擺動架控制液壓缸為兩套，在擺動架轉(zhuǎn)動平面兩側(cè)對稱布置。
[0010]再進(jìn)一步，所述擺動架的座板分別和左側(cè)板、右側(cè)板通過螺栓連接為一體。
[0011]由于采用了以上結(jié)構(gòu)，本發(fā)明具有以下有益效果:1、掘進(jìn)過程中，通過旋轉(zhuǎn)液壓缸帶動旋轉(zhuǎn)罩、擺動架、液壓截割頭等，液壓截割頭整體可以繞截割臂的軸線轉(zhuǎn)動，通過擺動架控制液壓缸推動擺動架、液壓截割頭等，液壓截割頭整體可以繞垂直于截割臂的軸線轉(zhuǎn)動，從而液壓截割頭的空間姿態(tài)可自由控制，使液壓截割頭的外包絡(luò)面與巷道設(shè)計壁面理想貼合，截割出光滑的巷道壁面，減少輔助修整工作量；2、輔助挖掘動作靈活，可以改善挖排水溝、柱窩等的效果；3、液壓截割頭與擺動架之間可以采用固定式連接或可拆卸式連接，在可拆卸連接方式下，拆掉液壓截割頭可以在擺動架上安裝更換其他作業(yè)工具，使掘進(jìn)機能夠?qū)崿F(xiàn)更多的輔助作業(yè)功能，減少掘進(jìn)過程中的設(shè)備數(shù)量和輔助作業(yè)時間，提高掘進(jìn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為旋轉(zhuǎn)罩部位的橫向斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為不帶螺栓和旋轉(zhuǎn)軸承的旋轉(zhuǎn)罩部位的橫向斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0014]一種截割頭姿態(tài)可控懸臂式掘進(jìn)機，如圖1所示，包括動力系統(tǒng)13、行走系統(tǒng)14、液壓控制系統(tǒng)12及輔助支撐系統(tǒng)15，所述掘進(jìn)機伸縮臂I的前部包括擺動架2、旋轉(zhuǎn)液壓缸4、旋轉(zhuǎn)罩5、擺動架控制液壓缸10及液壓驅(qū)動截割頭3，其中:
旋轉(zhuǎn)液壓缸4固定安裝在伸縮臂可伸出部分的伸出端，旋轉(zhuǎn)液壓缸的旋轉(zhuǎn)輸出軸軸線與所述伸縮臂的伸縮方向一致；
旋轉(zhuǎn)罩5固定安裝在旋轉(zhuǎn)液壓缸4的旋轉(zhuǎn)輸出軸，所述旋轉(zhuǎn)罩的兩側(cè)對應(yīng)設(shè)置耳軸6，耳軸6的軸線垂直于旋轉(zhuǎn)液壓缸的旋轉(zhuǎn)軸線；
擺動架2設(shè)置在伸縮臂I的前端，所述擺動架2包括左側(cè)板7、右側(cè)板8及座板9，擺動架2的左、右側(cè)板分別與耳軸相連接。擺動架2的座板9分別和左側(cè)板7、右側(cè)板8通過螺栓16連接為一體，如圖2所示；也可以不通過螺栓而通過現(xiàn)有的其他連接方式進(jìn)行連接，如圖3所示。所述擺動架2的左、右側(cè)板通過旋轉(zhuǎn)軸承11或軸套與耳軸6連接，如圖2所示；也可以不通過旋轉(zhuǎn)軸承或軸套而通過現(xiàn)有的其他連接方式進(jìn)行連接，如圖3所示。擺動架2通過耳軸與旋轉(zhuǎn)罩5相連接。
[0015]擺動架控制液壓缸10的一端與擺動架2相連，另一端與旋轉(zhuǎn)罩5相連，所述擺動架控制液壓缸10控制擺動架2繞耳軸6轉(zhuǎn)動，所述擺動架控制液壓缸10可以為一套，設(shè)置在擺動架2的左側(cè)板或右側(cè)板的外側(cè)；擺動架控制液壓缸10也可以為兩套，分別設(shè)置在擺動架2的左、右側(cè)板的外側(cè)，即在擺動架轉(zhuǎn)動平面的兩側(cè)對稱布置。
[0016]所述液壓驅(qū)動截割頭3與擺動架2的座板9相連接，所述液壓驅(qū)動截割頭3可以是固定式地與擺動架2的座板相連接，也可以是可拆卸式地與座板連接，在拆掉液壓驅(qū)動截割頭3后，座板上還可以安裝鉆機、夾持工具等其他輔助工具。
[0017]圖1-3中的附圖標(biāo)記說明:1為伸縮臂，2為擺動架，3為液壓驅(qū)動截割頭，4為旋轉(zhuǎn)液壓缸，5為旋轉(zhuǎn)罩,6為耳軸，7為左側(cè)板,8為右側(cè)板,9為座板,10為擺動架控制液壓缸，11為旋轉(zhuǎn)軸承，12為液壓控制系統(tǒng),13為動力系統(tǒng)，14為行走系統(tǒng)，15為輔助支撐系統(tǒng),16為螺栓。
[0018]在一個實施例中，如圖1所示，本【具體實施方式】是采用以下技術(shù)方案:一種截割頭姿態(tài)可控懸臂式掘進(jìn)機，包括動力系統(tǒng)13、行走系統(tǒng)14、液壓控制系統(tǒng)12及輔助支撐系統(tǒng)15、可橫向、縱向擺動的伸縮臂裝置、液壓驅(qū)動截割頭，還包括旋轉(zhuǎn)液壓缸4、旋轉(zhuǎn)罩5、擺動架2、擺動架控制液壓缸10等，旋轉(zhuǎn)液壓缸4固定安裝于伸縮臂可伸出部分的伸出端，旋轉(zhuǎn)液壓缸的輸出軸旋轉(zhuǎn)軸線與所述伸縮臂的伸縮方向一致。旋轉(zhuǎn)罩5與旋轉(zhuǎn)液壓缸4的旋轉(zhuǎn)輸出軸相固定，旋轉(zhuǎn)罩5在垂直于旋轉(zhuǎn)液壓缸的旋轉(zhuǎn)軸線方向兩側(cè)設(shè)置有同軸線的耳軸6,所述耳軸的軸線垂直于液壓缸旋轉(zhuǎn)軸線，擺動架支承于所述耳軸，擺動架組件可繞所述耳軸軸線轉(zhuǎn)動，擺動架控制液壓缸10連接在擺動架上，由擺動架控制液壓缸驅(qū)動擺動架繞所述耳軸轉(zhuǎn)動，液壓驅(qū)動截割頭固定式地或可拆卸式地與擺動架連接，在拆掉液壓驅(qū)動截割頭后，座板上還可以安裝鉆機、夾持工具等其他輔助工具。
[0019]如圖2所示，在一種優(yōu)選的實施方案中，為了方便擺動架拆裝，擺動架包括左側(cè)板
7、右側(cè)板8、座板9，所述座板分別和所述左側(cè)板7、右側(cè)板8通過螺栓16連接為一體。
[0020]優(yōu)選地，為使擺動架所受驅(qū)動力平衡，擺動架控制液壓缸10為兩套，在擺動架轉(zhuǎn)動平面兩側(cè)對稱布置。
[0021]優(yōu)選地，為了減小擺動架擺動時的摩擦阻力，在擺動架和所述耳軸6之間設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸承11或軸套。
[0022]優(yōu)選地，為了安裝更換其他工具設(shè)備，液壓驅(qū)動截割頭3與擺動架2之間為可拆卸式固定連接。
[0023]動力系統(tǒng)13為整機功能提供能量來源；液壓控制系統(tǒng)控制整機行走動作、輔助支撐動作、伸縮臂的擺動動作、伸縮臂的伸縮動作、旋轉(zhuǎn)液壓缸的旋轉(zhuǎn)動作、擺動架的擺動動作、液壓截割頭的旋轉(zhuǎn)截割動作等；輔助支撐系統(tǒng)15用于擴大整機的支撐面積以增加整機穩(wěn)定性。
[0024]掘進(jìn)過程中，在液壓控制系統(tǒng)12的控制下，旋轉(zhuǎn)液壓缸4帶動旋轉(zhuǎn)罩5、擺動架2、液壓截割頭3等，擺動架控制液壓缸10推動擺動架2、液壓截割頭3等，液壓截割頭整體可以繞垂直于截割臂的軸線轉(zhuǎn)動，從而液壓截割頭的空間姿態(tài)可自由控制，使液壓截割頭的外包絡(luò)面與巷道設(shè)計壁面或排水溝、柱窩等的設(shè)計表面貼合，以便截割出光滑的巷道壁面、理想的排水溝、柱窩形狀等，減少輔助修整工作量；液壓截割頭3與擺動架2之間采用固定式連接或可拆卸式連接，在可拆卸連接方式下，拆掉液壓截割頭可以在擺動架上安裝更換其他作業(yè)工具，使掘進(jìn)機能夠?qū)崿F(xiàn)更多的輔助作業(yè)功能，減少掘進(jìn)過程中的設(shè)備數(shù)量和輔助作業(yè)時間，提高掘進(jìn)效率，如，安裝鉆機可以實現(xiàn)鉆機姿態(tài)的靈活快速調(diào)整，提高鉆孔效率，安裝夾持工具可以輔助搬移U型鋼支架，減少工人數(shù)量、提高頂板支護速度等。[0025]顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的實質(zhì)精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種截割頭姿態(tài)可控懸臂式掘進(jìn)機，包括動力系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)及輔助支撐系統(tǒng)，其特征在于，所述掘進(jìn)機伸縮臂(I)的前部包括擺動架(2)、旋轉(zhuǎn)液壓缸(4)、旋轉(zhuǎn)罩(5)、擺動架控制液壓缸(10)及液壓驅(qū)動截割頭(3)，其中: 旋轉(zhuǎn)液壓缸(4)固定安裝在伸縮臂可伸出部分的伸出端，旋轉(zhuǎn)液壓缸的輸出軸旋轉(zhuǎn)軸線與所述伸縮臂的伸縮方向一致； 旋轉(zhuǎn)罩(5)固定安裝在旋轉(zhuǎn)液壓缸(4)的旋轉(zhuǎn)輸出軸，所述旋轉(zhuǎn)罩的兩側(cè)對應(yīng)設(shè)置耳軸(6)，耳軸(6)的軸線垂直于旋轉(zhuǎn)液壓缸的旋轉(zhuǎn)軸線； 擺動架(2)設(shè)置在伸縮臂(I)的前端，所述擺動架(2)包括左側(cè)板(7)、右側(cè)板(8)及座板(9)，擺動架(2)的左、右側(cè)板分別與耳軸相連接，擺動架(2)通過耳軸與旋轉(zhuǎn)罩(5)相連接； 擺動架控制液壓缸(10)的一端與擺動架(2)相連，另一端與旋轉(zhuǎn)罩(5)相連，所述擺動架控制液壓缸(10)控制擺動架(2)繞耳軸(6)轉(zhuǎn)動； 所述液壓驅(qū)動截割頭(3)與擺動架(2)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的截割頭姿態(tài)可控懸臂式掘進(jìn)機，其特征在于，所述液壓驅(qū)動截割頭(3 )可拆卸地安裝于擺動架(2 )的座板(9 )上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的截割頭姿態(tài)可控懸臂式掘進(jìn)機，其特征在于，所述擺動架(2)的左、右側(cè)板通過旋轉(zhuǎn)軸承或軸套與耳軸(6)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的截割頭姿態(tài)可控懸臂式掘進(jìn)機，其特征在于，所述擺動架控制液壓缸(10)為兩套，在擺動架轉(zhuǎn)動平面兩側(cè)對稱布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的截割頭姿態(tài)可控懸臂式掘進(jìn)機，其特征在于，所述擺動架(2)的座板(9)分別和左側(cè)板(7)、右側(cè)板(8)通過螺栓連接為一體。
【文檔編號】E21C31/00GK103615244SQ201310603713
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】劉志忠, 劉建慧, 姬玉榮, 宋軍, 陳小磚, 孟凡茂 申請人:河南理工大學(xué)