[發明專利]機器人支撐的單刀盤開挖任意斷面隧道的柔臂掘進機

在審

• 申請號: 201811257127.6
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109236315A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 姜禮杰;李建斌;賀飛;賈連輝;寧向可;齊志沖;張寧川;文勇亮
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D9/11
• 分類號: E21D9/11;E21D9/12
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;李宣宣

1.一種機器人支撐的單刀盤開挖任意斷面隧道的柔臂掘進機，包括刀盤刀具系統（1）、機器人支撐系統（4）、出渣系統（5）和主梁（6），所述的主梁（6）后部通過推進油缸（7）與后撐靴（8）前部連接，后撐靴（8）后部與后支撐（9）連接；其特征在于 ：所述的刀盤刀具系統（1）后部設有抗刀盤扭矩撐靴系統（3）；所述的主梁（6）前部通過機器人（4）與刀盤刀具系統（1）柔性連接。

2.根據權利要求1所述的機器人支撐的單刀盤開挖任意斷面隧道的柔臂掘進機，其特征在于：所述的機器人（4）包括刀盤姿態調整機構（2）和機器人臂，所述的刀盤姿態調整機構（2）設置在刀盤刀具系統（1）后部，主梁（6）前部通過機器人臂與刀盤姿態調整機構（2）連接。

3.根據權利要求2所述的機器人支撐的單刀盤開挖任意斷面隧道的柔臂掘進機，其特征在于：所述的刀盤姿態調整機構（2）包括連接座（204），連接座（204）前端通過關節軸承（201）與刀盤刀具系統（1）活動連接，連接座（204）外側分別通過俯仰油缸（202）和擺動油缸（203）與刀盤刀具系統（1）連接。

4.根據權利要求1或3所述的機器人支撐的單刀盤開挖任意斷面隧道的柔臂掘進機，其特征在于：所述的抗刀盤扭矩撐靴系統（3）包括撐靴（301）、撐靴油缸（302）和支撐座（303），所述的支撐座（303）設置在刀盤姿態調整機構（2），撐靴（301）通過撐靴油缸（302）與支撐座（303）連接。

5.根據權利要求2所述的機器人支撐的單刀盤開挖任意斷面隧道的柔臂掘進機，其特征在于：所述的機器人臂為串聯機器人臂（40），所述的串聯機器人臂（40）包括機器大臂（402）、機器小臂（405）和回轉底座（403），回轉底座（403）設置在主梁（6）上，機器小臂（405）前端與連接座（204）固定連接，機器大臂（402）后端通過運動關節（401）與回轉底座（403）鉸接連接，機器大臂（402）和機器小臂（405）鉸接連接；所述的回轉底座（403）與機器大臂（402）之間、機器大臂（402）與機器小臂（405）之間均設有設有伸縮油缸（404）。

6.根據權利要求2所述的機器人支撐的單刀盤開挖任意斷面隧道的柔臂掘進機，其特征在于：所述的機器人臂為串并聯機器人臂（42），所述的串并聯機器人臂（42）包括回轉架（421）、移動架（422）、滑軌（423），回轉架（421）設置在移動架（422）上部，移動架（422）一側與滑軌（423）相配合，滑軌（423）設置在主梁（6）上；所述的回轉架（421）上并聯設有一號油缸（425）和三號油缸（428），一號油缸（425）通過串聯關節I（426）與二號油缸（427）串聯連接，三號油缸（428）通過串聯關節II（429）與四號油缸（420）串聯連接。

7.根據權利要求6所述的機器人支撐的單刀盤開挖任意斷面隧道的柔臂掘進機，其特征在于：所述的二號油缸（427）和四號油缸（420）通過連接座（204）與刀盤姿態調整機構（2）連接。

8.根據權利要求1所述的機器人支撐的單刀盤開挖任意斷面隧道的柔臂掘進機，其特征在于：所述的機器人（4）包括并聯機器人臂（41），所述的并聯機器人臂（41）包括并聯連接的液壓油缸組（415），液壓油缸組（415）前端與刀盤刀具系統（1）的驅動系統鉸接連接、后端與前支撐（416）鉸接連接，所述的前支撐（416）設置在主梁（6）上。

9.根據權利要求8所述的機器人支撐的單刀盤開挖任意斷面隧道的柔臂掘進機，其特征在于：所述的驅動系統通過液壓油缸組（415）與前支撐（416）連接成桁架結構，所述液壓油缸組（415）至少有三組，每組至少有一個液壓油缸。

10.根據權利要求9所述的機器人支撐的單刀盤開挖任意斷面隧道的柔臂掘進機，其特征在于：所述的液壓油缸組（415）有四組，每組有兩個液壓油缸，每組的兩個液壓油缸在驅動系統上呈“V”型分布。

11.根據權利要求1所述的機器人支撐的單刀盤開挖任意斷面隧道的柔臂掘進機，其特征在于：還包括皮帶機（10），所述的刀盤刀具系統（1）下方設有出渣系統（5），出渣系統（5）前端伸至刀盤刀具系統（1）下方、后端與皮帶機（10）連接。