CN111945807A - 一种隧道用铲铣机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种隧道用铲铣机，包括底盘、安装在底盘上车架、连接在车架上的工作臂以及安装在工作臂前端的工作装置；所述工作臂包括动臂、动臂油缸、斗杆、斗杆油缸、摇臂、连杆、工作油缸和快换装置；动臂两端分别与车架和斗杆连接；摇臂两端分别与斗杆和连杆连接；快换装置两端分别与连杆和斗杆连接；动臂油缸两端分别安装在车架和动臂上；斗杆油缸两端分别安装在车架和斗杆上；工作油缸两端分别与斗杆和摇臂连接；工作装置通过快换连接架与快换装置连接。本发明的铲铣机可以装渣，装渣完毕后并能够将铲斗更换成铣挖装置，识别欠挖区域并自动处理欠挖，沿隧道理论轮廓处理欠挖，隧道表面成型质量好，自动处理欠挖，施工效率高，劳动强度小。

Description

一种隧道用铲铣机

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道用铲铣机。

背景技术

目前钻爆法施工中，隧道***完成后，一般采用人工手持风动凿岩机处理隧道***后的欠挖，并采用装载机进行出渣作业；人工处理欠挖作业效率低，***后掌子面附近的环境恶劣，作业人员的安全无法保证；装载机装渣时需要频繁移动，装渣效率低。因此研发一种能高效率装渣又能够处理隧道欠挖的铲铣机具有一定的现实意义。

综上所述，急需一种隧道用铲铣机以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种隧道用铲铣机，能够高效装渣和处理隧道欠挖，以解决目前隧道装渣设备工作效率低，功能单一无法处理隧道欠挖的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种隧道用铲铣机，包括底盘、安装在底盘上车架、连接在车架上的工作臂以及安装在工作臂前端的工作装置；

所述工作臂包括动臂、动臂油缸、斗杆、斗杆油缸、摇臂、连杆、工作油缸和快换装置；动臂一端与车架连接，另一端与斗杆的第一端连接；斗杆的第二端与摇臂的第一端连接；摇臂的第二端与连杆的第一端连接；连杆的第二端与快换装置的第一端连接；快换装置的第二端与斗杆的第二端连接；所述动臂油缸一端安装在所述车架上，另一端安装在所述动臂上；所述斗杆油缸一端安装在所述车架上，另一端安装在所述斗杆上；工作油缸一端与斗杆连接，另一端与摇臂连接；工作装置通过快换连接架与快换装置连接。

进一步地，所述快换装置上包括快换底座、快换油缸、锁紧块和压板、连接杆、燕尾槽导轨和快换接头母板；快换油缸无杆端通过压板固定在快换底座上，快换油缸有杆端带动锁紧块在快换底座的槽中移动；连接杆一端和锁紧块连接，另外一端和快换接头母板连接；燕尾槽导轨固定在快换底座上；快换接头母板上开有燕尾槽，当快换油缸伸缩时，锁紧块通过连接杆带动快换接头母板沿燕尾槽导轨前后运动。

进一步地，所述快换连接架上固定安装有快换接头公板和两个锁紧块安装槽；快换连接架与快换装置连接时，快换接头公板与快换接头母板相匹配，锁紧块伸入到锁紧块安装槽中。

进一步地，所述工作装置为铲斗或者铣挖装置。

进一步地，所述铣挖装置包括大臂、第一回转支承、小臂、摆动油缸、第二回转支承和铣挖头；铣挖头通过第二回转支承和小臂的一端连接；小臂的另一端与大臂连接，大臂通过第一回转支承安装在快换连接架上；摆动油缸有杆端和大臂连接，无杆端和小臂连接。

进一步地，铲铣机还包括发动机动力***，发动机动力***安装在车架上，为铲铣机提供动力，控制铲铣机行走和工作。

进一步地，铲铣机还包括驾驶室和防砸装置；所述驾驶室安装在所述车架上，驾驶室连接有升降装置和俯仰装置；防砸装置安装在驾驶室的外侧，用以保护驾驶室内的操作人员。

进一步地，铲铣机还包括激光扫描仪，扫描仪固定安装在车架上，用以扫描隧道轮廓。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明中，工作臂前端配置了快换装置可以将铲斗快速更换成铣挖装置，处理隧道欠挖，代替了人工作业，表面成型质量高，保证了操作人员的安全和健康.

(2)利用本发明提供的隧道用铲装机，装渣时整机不需要移动，通过车架的360°回转旋转实现装渣，作业效率高。

(3)本发明中，在车架上固定安装有激光扫描仪，可以快速识别隧道欠挖区域，施工效率高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的隧道用铲铣机的结构示意图；

图2为图1中工作臂的结构示意图；

图3为图2中快换装置的结构示意图；

图4为本发明的隧道用铲铣机处理隧道欠挖的第一工作状态示意图；

图5为本发明的隧道用铲铣机处理隧道欠挖的第二工作状态示意图；

图6为铣挖装置示意图；

图7为快换装置和铣挖装置快换架连接后的剖面图；

图8为快换装置和铣挖装置快换架连接后的立体图；

其中，1、铲斗，2、工作臂，3、驾驶室，4、防砸装置，5、发动机动力***，6、车架，7、底盘，8、动臂，9、动臂油缸，10、斗杆油缸，11、斗杆，12、摇臂，13、快换装置，14、连杆，15、工作油缸，16、快换底座，17、快换油缸，18、压板，19、锁紧块，20、连接杆，21、快换接头母板，22、燕尾槽导轨，23、铣挖装置，24、快换连接架，25、第一回转支承，26、大臂，27、摆动油缸，28、小臂，29、第二回转支承，30、铣挖头，31、锁紧块安装槽，32、快换接头公板，33、激光扫描仪。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1～图8，一种隧道用铲铣机，包括底盘7、安装在底盘7上车架6、连接在车架6上的工作臂2以及安装在工作臂2前端的工作装置；底盘7采用履带式底盘，车架6可实现360°回转。

如图2所示，所述工作臂2包括动臂8、动臂油缸9、斗杆11、斗杆油缸10、摇臂12、连杆14、工作油缸15和快换装置13；动臂8一端与车架6铰接，另一端与斗杆11的第一端铰接；斗杆11的第二端与摇臂12的第一端铰接；摇臂12的第二端与连杆14的第一端铰接；连杆14的第二端与快换装置13的第一端铰接；快换装置13的第二端与斗杆11的第二端铰接；所述动臂油缸9一端安装在所述车架6上，另一端安装在所述动臂8上；所述斗杆油缸10一端安装在所述车架6上，另一端安装在所述斗杆11上；工作油缸15一端与斗杆11铰接，另一端与摇臂12铰接；工作装置通过快换连接架24与快换装置13连接。

如图3所示，所述快换装置13上包括快换底座16、快换油缸17、锁紧块19和压板18、连接杆20、燕尾槽导轨22和快换接头母板21；快换油缸17无杆端通过压板18固定在快换底座16上，快换油缸17有杆端带动锁紧块19在快换底座16的槽中移动；连接杆20一端和锁紧块19连接，另外一端和快换接头母板21连接；燕尾槽导轨22固定在快换底座16上；快换接头母板21上开有燕尾槽，当快换油缸17伸缩时，锁紧块19通过连接杆20带动快换接头母板21沿燕尾槽导轨22前后运动。

所述快换连接架24上固定安装有快换接头公板32和两个锁紧块安装槽31；快换连接架24与快换装置13连接时，快换接头公板32与快换接头母板21相匹配，锁紧块19伸入到锁紧块安装槽31中。

所述工作装置为铲斗1或者铣挖装置23。铣挖装置23可以处理隧道欠挖。

所述铣挖装置23包括大臂26、第一回转支承25、小臂28、摆动油缸27、第二回转支承29和铣挖头30；铣挖头30通过第二回转支承29和小臂28的一端连接；小臂28的另一端与大臂26铰接，大臂26通过第一回转支承25安装在快换连接架24上；摆动油缸27有杆端和大臂26铰接，无杆端和小臂28铰接。安装铣挖装置23时，锁紧块19***快换连接架24的锁紧块安装槽31中，实现铣挖装置23连接在工作臂2上；锁紧块19运动时，同时带动快换接头母板21运动使母板和公板上的液压油管接头连接，实现自动接管。

一种隧道用铲铣机还包括发动机动力***5，发动机动力***5安装在车架6的右侧，发动机输出端连接分动箱输入轴，分动箱输出轴连接四个液压马达，为整机提供动力，控制铲铣机行走和工作。

一种隧道用铲铣机还包括驾驶室3和防砸装置4；所述驾驶室3安装在所述车架6的左侧，驾驶室3连接有升降装置和俯仰装置，驾驶室可以升降，操作人员的视野广阔，驾驶室可以向后俯仰15°，处理隧道顶部欠挖时方便操作人员观察；防砸装置4安装在驾驶室3的外侧，用以保护驾驶室3内的操作人员，避免隧道顶部落石伤害操作人员。

一种隧道用铲铣机还包括激光扫描仪33，扫描仪固定安装在车架6的右侧，其作用是扫描隧道轮廓，并与隧道***后理论轮廓线对比，识别出隧道欠挖的区域，控制***根据理论轮廓线自动规划铣挖头运动插补点，控制铣挖头按照插补点运动，完成欠挖处理。

一种隧道用铲铣机使用时，操作者在驾驶室的座椅上操作，控制铲铣机的行走，铲装作业和铣挖作业。***完成后，铲铣机运动到掌子面前方，利用铲铣机的铲斗进行装渣，装渣完毕后，快换装置上的快换油缸收缩带动锁紧块运动，卸掉工作臂前端的铲斗；再调整工作臂前端的快换装置的角度，使快换底座和快换架贴合，快换油缸有杆腔伸出，锁紧块***铣挖装置的锁紧安装槽中，同时锁紧块通过连接杆带动快换接头母板运动，使母板和公板上的油缸接头连接，完成自动接管；使用激光扫描仪对铲装机进行定位，和隧道设计基准坐标产生关联，再用扫描仪对隧道轮廓进行扫描，得到扫描数据，并与隧道设计数据进行对比，标出超欠挖区域。铲铣机控制***根据理论轮廓线生成生成铲铣机工作臂和铣挖装置各个运动关节插补点，控制铣挖头沿理论轮廓从隧道顶部向左下方运动，实现自动处理欠挖，后再回到拱顶，从拱顶向右下方运动自动处理欠挖，完成隧道欠挖处理。再通过快换装置将铣挖装置更换成铲斗。重复以上步骤可以实现装渣和自动处理欠挖。

由于本发明的铲铣机可以装渣，装渣完毕后并能够将铲斗更换成铣挖装置，识别欠挖区域并自动处理欠挖，功能齐全，沿隧道理论轮廓处理欠挖，隧道表面成型质量好，自动处理欠挖，施工效率高，劳动强度小。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (8)

1.一种隧道用铲铣机，其特征在于，包括底盘(7)、安装在底盘(7)上车架(6)、连接在车架(6)上的工作臂(2)以及安装在工作臂(2)前端的工作装置；

工作臂(2)包括动臂(8)、动臂油缸(9)、斗杆(11)、斗杆油缸(10)、摇臂(12)、连杆(14)、工作油缸(15)和快换装置(13)；动臂(8)一端与车架(6)连接，另一端与斗杆(11)的第一端连接；斗杆(11)的第二端与摇臂(12)的第一端连接；摇臂(12)的第二端与连杆(14)的第一端连接；连杆(14)的第二端与快换装置(13)的第一端连接；快换装置(13)的第二端与斗杆(11)的第二端连接；所述动臂油缸(9)一端安装在所述车架(6)上，另一端安装在所述动臂(8)上；所述斗杆油缸(10)一端安装在所述车架(6)上，另一端安装在所述斗杆(11)上；工作油缸(15)一端与斗杆(11)连接，另一端与摇臂(12)连接；工作装置通过快换连接架(24)与快换装置(13)连接。

2.根据权利要求1所述的一种隧道用铲铣机，其特征在于，所述快换装置(13)上包括快换底座(16)、快换油缸(17)、锁紧块(19)和压板(18)、连接杆(20)、燕尾槽导轨(22)和快换接头母板(21)；快换油缸(17)无杆端通过压板(18)固定在快换底座(16)上，快换油缸(17)有杆端带动锁紧块(19)在快换底座(16)的槽中移动；连接杆(20)一端和锁紧块(19)连接，另外一端和快换接头母板(21)连接；燕尾槽导轨(22)固定在快换底座(16)上；快换接头母板(21)上开有燕尾槽，当快换油缸(17)伸缩时，锁紧块(19)通过连接杆(20)带动快换接头母板(21)沿燕尾槽导轨(22)前后运动。

3.根据权利要求2所述的一种隧道用铲铣机，其特征在于，所述快换连接架(24)上固定安装有快换接头公板(32)和两个锁紧块安装槽(31)；快换连接架(24)与快换装置(13)连接时，快换接头公板(32)与快换接头母板(21)相匹配，锁紧块(19)伸入到锁紧块安装槽(31)中。

4.根据权利要求2或3所述的一种隧道用铲铣机，其特征在于，所述工作装置为铲斗(1)或者铣挖装置(23)。

5.根据权利要求4所述的一种隧道用铲铣机，其特征在于，所述铣挖装置(23)包括大臂(26)、第一回转支承(25)、小臂(28)、摆动油缸(27)、第二回转支承(29)和铣挖头(30)；铣挖头(30)通过第二回转支承(29)和小臂(28)的一端连接；小臂(28)的另一端与大臂(26)连接，大臂(26)通过第一回转支承(25)安装在快换连接架(24)上；摆动油缸(27)有杆端和大臂(26)连接，无杆端和小臂(28)连接。

6.根据权利要求5所述的一种隧道用铲铣机，其特征在于，还包括发动机动力***(5)，发动机动力***(5)安装在车架(6)上，为铲铣机提供动力，控制铲铣机行走和工作。

7.根据权利要求6所述的一种隧道用铲铣机，其特征在于，还包括驾驶室(3)和防砸装置(4)；所述驾驶室(3)安装在所述车架(6)上，驾驶室(3)连接有升降装置和俯仰装置；防砸装置(4)安装在驾驶室(3)的外侧，用以保护驾驶室(3)内的操作人员。

8.根据权利要求5～7任意一项所述的一种隧道用铲铣机，其特征在于，还包括激光扫描仪(33)，扫描仪固定安装在车架(6)上，用以扫描隧道轮廓。

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