操作臂及地下隧道挖掘設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種操作臂及地下隧道挖掘設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的地鐵施工一般采用暗挖法施工工藝，暗挖施工法是在特定條件下，不挖開地面，全部在地下進(jìn)行開挖和修筑襯砌結(jié)構(gòu)的隧道施工辦法。雖然暗挖法施工工藝較為成熟，但機(jī)械化程度很低，主要工序都是靠人力完成，導(dǎo)致施工效率很低，加之80后、90后新一代勞動(dòng)者人數(shù)少且不愿從事重體力勞動(dòng)，使得人工成本越來越高，因此機(jī)械化是暗挖法發(fā)展的必然趨勢(shì)。
[0003]現(xiàn)有的常規(guī)隧道挖掘設(shè)備，挖掘臂只具備扒渣功能，需要一定的隧道高度才能使用，而地鐵隧道暗挖法施工時(shí)為了避免塌方，必須保留核心土，使得這種類型的挖掘臂的扒渣高度及寬度不能覆蓋整個(gè)隧道，不能跨越核心土的障礙進(jìn)行施工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種操作臂及地下隧道挖掘設(shè)備，能夠跨越障礙物進(jìn)行挖土作業(yè)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種操作臂，包括:安裝在車架上可屈伸的動(dòng)臂組件，和端部設(shè)有鏟斗且可屈伸的斗桿組件，所述斗桿組件遠(yuǎn)離所述鏟斗的一端通過擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)鉸接在所述動(dòng)臂組件遠(yuǎn)離所述車架的一端上，使所述斗桿組件能夠相對(duì)于所述動(dòng)臂組件擺動(dòng)。
[0006]進(jìn)一步地,所述動(dòng)臂組件包括:安裝在所述車架上的動(dòng)臂支座、與所述動(dòng)臂支座鉸接的動(dòng)臂、與所述動(dòng)臂鉸接的過渡節(jié)、動(dòng)臂油缸和過渡節(jié)俯仰油缸，且所述過渡節(jié)與所述斗桿組件遠(yuǎn)離所述鏟斗的一端鉸接；所述動(dòng)臂油缸的缸筒與所述動(dòng)臂支座鉸接，缸桿與所述動(dòng)臂鉸接，所述過渡節(jié)俯仰油缸的缸筒與所述動(dòng)臂鉸接，缸桿與所述過渡節(jié)鉸接。
[0007]進(jìn)一步地，所述斗桿組件包括:與所述動(dòng)臂組件遠(yuǎn)離所述車架一端鉸接的斗桿支座、與所述斗桿支座鉸接的斗桿、與所述斗桿鉸接的所述鏟斗、斗桿油缸和鏟斗油缸；所述斗桿油缸的缸筒與所述斗桿支座鉸接，缸桿與所述斗桿鉸接，所述鏟斗油缸的缸筒與所述斗桿鉸接，缸桿與所述鏟斗鉸接或通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括拉桿和搖桿，所述拉桿的兩端分別與所述鏟斗油缸的缸桿和所述鏟斗鉸接，所述搖桿的兩端分別與所述斗桿和所述鏟斗油缸的缸桿鉸接。
[0009]進(jìn)一步地，所述擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為設(shè)置在所述動(dòng)臂組件與所述斗桿組件鉸接點(diǎn)兩側(cè)的斗桿擺動(dòng)缸，所述斗桿擺動(dòng)缸的缸筒與所述動(dòng)臂組件鉸接，缸桿與所述斗桿組件鉸接。
[0010]進(jìn)一步地，還包括設(shè)置在所述操作臂的至少一側(cè)的動(dòng)臂擺動(dòng)油缸，用于使所述操作臂左右擺動(dòng)，所述動(dòng)臂擺動(dòng)油缸的缸筒與所述車架固定，缸桿與所述動(dòng)臂支座鉸接。
[0011]進(jìn)一步地，所述動(dòng)臂油缸和/或所述過渡節(jié)俯仰油缸在所述操作臂的左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置。
[0012]進(jìn)一步地，所述斗桿油缸和/或所述鏟斗油缸在所述操作臂的左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置。
[0013]進(jìn)一步地，所述動(dòng)臂組件和/或所述斗桿組件采用箱型結(jié)構(gòu)。
[0014]進(jìn)一步地，鉸接處采用關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)包括銷軸、套設(shè)在所述銷軸上的軸套和安裝在所述軸套兩端的鎖定部件。
[0015]進(jìn)一步地，所述軸套為膨脹軸套。
[0016]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明另一方面提供了一種地下隧道挖掘設(shè)備，包括上述的操作臂。
[0017]基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例的操作臂，包括安裝在車架上可屈伸的動(dòng)臂組件，和端部設(shè)有鏟斗且可屈伸的斗桿組件，斗桿組件遠(yuǎn)離鏟斗的一端通過擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)鉸接在動(dòng)臂組件遠(yuǎn)離車架的一端上，使斗桿組件能夠相對(duì)于動(dòng)臂組件擺動(dòng)。此種多關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的操作臂不僅整體上可實(shí)現(xiàn)屈伸動(dòng)作，而且斗桿組件相對(duì)于動(dòng)臂組件可朝不同方向擺動(dòng)，因而它能適應(yīng)低矮的隧道空間，可越過隧道內(nèi)的障礙物，在整機(jī)不動(dòng)的情況下實(shí)現(xiàn)隧道全斷面的挖土作業(yè)，具備扒渣和挖土等滿足暗挖法相關(guān)的作業(yè)功能，作業(yè)范圍廣。進(jìn)而本發(fā)明的操作臂能夠提高作業(yè)效率，解放勞動(dòng)力，提高安全性，降低施工成本。
【附圖說明】
[0018]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0019]圖1為本發(fā)明操作臂的一個(gè)實(shí)施例的主視圖；
[0020]圖2為本發(fā)明操作臂的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖；
[0021]圖3為本發(fā)明操作臂的一個(gè)實(shí)施例的伸展?fàn)顟B(tài)主視圖；
[0022]圖4為本發(fā)明操作臂的一個(gè)實(shí)施例的左右擺動(dòng)狀態(tài)俯視圖；
[0023]圖5為本發(fā)明操作臂的支護(hù)功能示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0025]為了保證地下隧道的施工安全，在施工時(shí)必須保留核心土，這對(duì)于操作臂挖掘前方土形成很大的障礙，發(fā)明人注意到現(xiàn)有技術(shù)的操作臂不能跨越核心土進(jìn)行挖掘，使得它很難實(shí)現(xiàn)覆蓋整個(gè)隧道的全方位挖土，其主要原因在于，操作臂中可產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)較少，而且關(guān)節(jié)的自由度僅限于使操作臂屈伸。因而需要增加臂體中可活動(dòng)的關(guān)節(jié)數(shù)，且在滿足操作臂屈伸的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增加擺動(dòng)的自由度。
[0026]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示的操作臂的主視圖和圖2所示的操作臂的俯視圖，操作臂包括:安裝在車架上可屈伸的動(dòng)臂組件，和端部設(shè)有鏟斗12且可屈伸的斗桿組件，斗桿組件遠(yuǎn)離鏟斗12的一端通過擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)鉸接在動(dòng)臂組件遠(yuǎn)離車架的一端上，使斗桿組件能夠相對(duì)于動(dòng)臂組件擺動(dòng)。工程人員可根據(jù)操作臂執(zhí)行任務(wù)的難易程度，設(shè)計(jì)一組以上的動(dòng)臂組件和/或斗桿組件。
[0027]此種多關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的操作臂整體上可實(shí)現(xiàn)屈伸動(dòng)作，且斗桿組件相對(duì)于動(dòng)臂組件可朝不同方向擺動(dòng)，因而它能適應(yīng)低矮的隧道空間，可越過隧道內(nèi)的障礙物，例如核心土，在整機(jī)不動(dòng)的情況下實(shí)現(xiàn)隧道全斷面的挖土作業(yè)，具備扒渣和挖土等滿足暗挖法相關(guān)的作業(yè)功能，作業(yè)范圍廣。由此可見該操作臂能夠提高作業(yè)效率，解放勞動(dòng)力，提高安全性，降低施工成本。
[0028]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，動(dòng)臂組件包括:安裝在車架上的動(dòng)臂支座2、與動(dòng)臂支座2鉸接的動(dòng)臂4、與動(dòng)臂4鉸接的過渡節(jié)5、動(dòng)臂油缸3和過渡節(jié)俯仰油缸13，且過渡節(jié)5與斗桿組件遠(yuǎn)離鏟斗12的一端鉸接；動(dòng)臂油缸3的缸筒與動(dòng)臂支座2鉸接，缸桿與動(dòng)臂4鉸接，過渡節(jié)俯仰油缸13的缸筒與動(dòng)臂4鉸接，缸桿與過渡節(jié)5鉸接。通過動(dòng)臂油缸3和過渡節(jié)俯仰油缸13的缸桿相互配合進(jìn)行伸出或者縮回，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂組件的屈伸，能夠進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。
[0029]優(yōu)選地，為了能夠跨越障礙物進(jìn)行前方挖土，需要將動(dòng)臂4抬起較高的角度，在結(jié)構(gòu)上可將動(dòng)臂4的一端鉸接在動(dòng)臂支座2靠下的位置，相適應(yīng)地將動(dòng)臂油缸3的缸筒鉸接在動(dòng)臂支座2靠上的位置，且過渡節(jié)俯仰油缸13設(shè)置在動(dòng)臂4和過渡節(jié)5形成的夾角之內(nèi)。這樣當(dāng)動(dòng)臂油缸3收縮的時(shí)候可以將動(dòng)臂4抬起較高的角度，方便地越過障礙物。
[0030]在本實(shí)施例中，動(dòng)臂油缸3和/或過渡節(jié)俯仰油缸13可以在操作臂中心平面上單獨(dú)設(shè)置，也可以在操作臂的左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置，對(duì)稱設(shè)置會(huì)使操作臂工作時(shí)受力更均衡穩(wěn)定，而且能提供更大的支撐力，盡量避免挖土過程中操作臂的晃動(dòng)。
[0031]在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，斗桿組件包括:與動(dòng)臂組件遠(yuǎn)離車架一端鉸接的斗桿支座6、與斗桿支座6鉸接的斗桿8、與斗桿8鉸接的鏟斗12、斗桿油缸7和鏟斗油缸9 ；斗桿油缸7的缸筒與斗桿支座6鉸接,缸桿與斗桿8鉸接,纟產(chǎn)斗油缸9的缸筒與斗桿8鉸接，缸桿與鏟斗12鉸接。通過斗桿油缸7和鏟斗油缸9的缸桿相互配合進(jìn)行伸出或者縮回，可以實(shí)現(xiàn)斗桿組件的屈伸，能夠進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，并對(duì)鏟斗12的挖土角度進(jìn)行調(diào)整。
[0032]為了更靈活地進(jìn)行挖土，鏟斗油缸9的缸桿與鏟斗12還可以通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括拉桿11和搖桿10,拉桿11的兩端分別與纟產(chǎn)斗油缸9的缸桿和纟產(chǎn)斗12鉸接，搖桿10的兩端分別與斗桿8和鏟斗油缸9鉸接。這種驅(qū)動(dòng)鏟斗12轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于鏟斗油缸9的缸桿驅(qū)動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)的一個(gè)頂點(diǎn)，可以增大鏟斗12的擺動(dòng)角度。