[實(shí)用新型]一種全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)換刀機(jī)器人的換刀試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921434448.9
• 申請(qǐng)日: 2019-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN210396743U
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭俊可;張鵬;林福龍;杜孟超;周樹亮;張樹祺;王雙旺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E21D9/11
• 分類號(hào): E21D9/11
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 栗改

本實(shí)用新型提出了一種全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)換刀機(jī)器人的換刀試驗(yàn)裝置，用于解決人工更換滾刀的時(shí)間成本高，安全性差，且滾刀姿態(tài)各異的技術(shù)問題。本實(shí)用新型包括移動(dòng)裝置，移動(dòng)裝置上部固定有旋轉(zhuǎn)裝置，旋轉(zhuǎn)裝置上活動(dòng)設(shè)有與滾刀相匹配的刀箱容器。移動(dòng)裝置可以帶動(dòng)其上的旋轉(zhuǎn)裝置豎直方向上下升降、縱向方向前后移動(dòng)和橫向方向水平移動(dòng)，刀箱容器可在旋轉(zhuǎn)裝置上旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作，通過調(diào)整四個(gè)可移動(dòng)方向，模擬滾刀在刀盤上處于不同的位置和姿態(tài)；可在實(shí)驗(yàn)室中模擬真實(shí)環(huán)境下的機(jī)器人換刀技術(shù)，大大降低了研發(fā)成本和周期，為全斷面隧道換刀機(jī)器人的前期技術(shù)研究驗(yàn)證和換刀技術(shù)的成功研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)換刀的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)換刀機(jī)器人的換刀試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)是集機(jī)械、傳感、控制等多種技術(shù)于一體的高度機(jī)械化、自動(dòng)化和集成化的大型隧道襯砌成套設(shè)備，是一種推進(jìn)過程中通過刀盤的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)刀盤上的刀具對(duì)掌子面進(jìn)行開挖，使隧道斷面一次成型的大型工程機(jī)械，具有自動(dòng)化程度高、施工速度快、節(jié)約人力物力、安全經(jīng)濟(jì)、可以有效控制地面沉降、減少對(duì)地面建筑影響等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于地鐵、鐵路交通、水利水電等領(lǐng)域。刀盤作為隧道掘進(jìn)機(jī)的關(guān)鍵部件，掘進(jìn)過程中直接與掌子面接觸，刀盤上的滾刀磨損嚴(yán)重，滾刀磨損到一定程度后就要及時(shí)更換，否則影響就會(huì)進(jìn)一步蔓延至其他滾刀甚至刀盤。目前，換刀基本采用人工操作，換刀時(shí)間成本高，高壓、高溫、高濕等惡劣環(huán)境對(duì)換刀人員的安全構(gòu)成威脅。

當(dāng)前，針對(duì)隧道掘進(jìn)機(jī)的自動(dòng)化換刀問題，國(guó)外部分學(xué)者和企業(yè)已經(jīng)進(jìn)行了一定研究，但極度保密，不能直接應(yīng)用到適合我國(guó)開挖環(huán)境的全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)的刀盤更換。實(shí)際環(huán)境中，滾刀沿圓周方向分布于整個(gè)刀盤上，具有不同的極徑和極角，所以換刀機(jī)器人換刀時(shí)可能會(huì)遇到不同姿態(tài)的滾刀。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)人工更換滾刀時(shí)間成本高，安全性差，滾刀姿態(tài)各異的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出一種全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)換刀機(jī)器人的換刀試驗(yàn)裝置，依托實(shí)際全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作，可實(shí)現(xiàn)四維移動(dòng)，從而模擬滾刀在刀盤上的不同位置和姿態(tài)，可以從試驗(yàn)層面減少全斷面換刀機(jī)器人換刀技術(shù)的研發(fā)成本和周期，為全段面隧道掘進(jìn)機(jī)換刀機(jī)器人的成功研制奠定基礎(chǔ)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)換刀機(jī)器人的換刀試驗(yàn)裝置，包括移動(dòng)裝置，所述移動(dòng)裝置上部固定有旋轉(zhuǎn)裝置，旋轉(zhuǎn)裝置上活動(dòng)設(shè)有與滾刀相匹配的刀箱容器。移動(dòng)裝置可以帶動(dòng)其上的旋轉(zhuǎn)裝置豎直方向上下升降、縱向方向前后移動(dòng)和橫向方向水平移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)三個(gè)方位的移動(dòng)，刀箱容器可在旋轉(zhuǎn)裝置上旋轉(zhuǎn)，從而可以實(shí)現(xiàn)模擬滾刀在刀盤上的不同位置和不同姿態(tài)的情況。

進(jìn)一步地，所述移動(dòng)裝置包括豎直移動(dòng)裝置、橫向移動(dòng)裝置和縱向移動(dòng)裝置，所述豎直移動(dòng)裝置、橫向移動(dòng)裝置和縱向移動(dòng)裝置沿豎直方向設(shè)置，最上部的豎直移動(dòng)裝置、橫向移動(dòng)裝置或縱向移動(dòng)裝置上固定有旋轉(zhuǎn)裝置。豎直移動(dòng)裝置、橫向移動(dòng)裝置和縱向移動(dòng)裝置可以按照不同要求上下排列，只要旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)置在移動(dòng)裝置的頂部即可，從而保證刀盤容器在旋轉(zhuǎn)裝置上穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，所述豎直移動(dòng)裝置上部安裝有橫向移動(dòng)裝置，橫向移動(dòng)裝置上部安裝有縱向移動(dòng)裝置，縱向移動(dòng)裝置上固定有旋轉(zhuǎn)裝置。豎直移動(dòng)裝置設(shè)置在最底端，橫向移動(dòng)裝置設(shè)置在豎直移動(dòng)裝置和縱向移動(dòng)裝置的中間，縱向移動(dòng)裝置設(shè)置在橫向移動(dòng)裝置的上部，旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)置在最頂端。

進(jìn)一步地，所述豎直移動(dòng)裝置包括下底板、上頂板、連桿機(jī)構(gòu)I和連桿機(jī)構(gòu)II，連桿機(jī)構(gòu)I和連桿機(jī)構(gòu)II的上部均與上頂板活動(dòng)連接，連桿機(jī)構(gòu)I和連桿機(jī)構(gòu)II的下部均與下底板活動(dòng)連接，連桿機(jī)構(gòu)I和連桿機(jī)構(gòu)II中部均設(shè)有絲杠螺母桿，兩個(gè)絲杠螺母桿之間通過絲杠桿相連接，一個(gè)絲杠螺母桿與絲杠桿螺紋連接，另一個(gè)絲杠螺母桿與絲杠桿活動(dòng)連接，絲杠桿的一端固定有搖桿I。通過搖桿I轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠桿，絲杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)一個(gè)絲杠螺母桿沿絲杠桿移動(dòng)，調(diào)節(jié)連桿機(jī)構(gòu)I和連桿機(jī)構(gòu)II之間的間距和高度，從而調(diào)節(jié)下底板和上頂板之間的距離，從而調(diào)節(jié)上底板上部的整個(gè)裝置豎直方向上上下升降。