CN101696632A - 一种掘进机及其辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于掘进机的辅助装置，包括以其一端安装于掘进机后端的臂架(1)，所述臂架(1)的另一端安装有工作篮(3)。当掘进机的前端完成隧道的成型作业后，工作人员进入臂架末端的工作篮(3)，以进行涂浆和焊接等作业，而无需临时搭建工作篮，从而降低了工作人员的劳动强度。本发明还公开了一种包括上述辅助装置的掘进机。

Description

一种掘进机及其辅助装置

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种用于掘进机的辅助装置。本发明还涉及一种包括上述辅助装置的掘进机。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，市场对于建筑工程机械尤其是掘进机的需求日益增大。

在隧道的建造过程中，多使用盾构式掘进机对隧道进行前期的挖掘作业。盾构式掘进机的基本工作原理为，通过其前端圆柱体带旋刀的护盾对其前方的土壤进行挖掘，同时沿隧道轴线向前推进。上述护盾对挖掘出的还未衬砌的隧道段具有临时支撑的作用，承受周围土层的压力，挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。使用盾构式掘进机进行隧道施工具有自动化程度高、避免隧道顶部沉降等优点，在需要挖掘的隧道较长或者埋深较大的情况下，使用盾构掘进机施工具有较高的经济性。

在实际的隧道成型过程中，通过掘进机挖掘后的隧道断面需要进行涂浆以及钢构件焊接等作业，对挖掘成型后的隧道断面进行加固支撑，以避免隧道坍塌。

一般地，在掘进机开挖形成隧道断面后，工作人员需要通过搭建施工平台或者搭梯子等方式，达到需要的施工高度后，才能对隧道内表面进行涂浆和焊接作业，工人劳动强度较大，且由于隧道的高度原因，使得工作人员很难顺利地到达工作面，施工难度较大；同时，在进行喷涂作业时，由于工作平台的面积有限，会在喷涂中残留部分死角，涂浆质量较低。

因此，如何在隧道的涂浆以及焊接等施工过程中，减小工作人员的劳动强度，降低施工难度，同时提高施工质量，就成为本领域技术人员亟须解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于掘进机的辅助装置，其能够在隧道的加固作业过程中减小工作人员的劳动强度。本发明的另一目的是提供一种包括上述辅助装置的掘进机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于掘进机的辅助装置，包括以其一端安装于掘进机后端的臂架，所述臂架的另一端安装有工作篮。

优选地，所述臂架为伸缩臂。

优选地，所述臂架通过第一竖直轴与所述掘进机铰接，且所述臂架与所述掘进机之间安装有第一摆动油缸，以便所述臂架绕所述第一竖直轴摆动。

优选地，所述臂架通过第一水平轴与所述掘进机铰接，且所述臂架与所述掘进机之间安装有变幅油缸，以便所述臂架绕所述第一水平轴转动。

优选地，所述臂架和所述掘进机通过第一安装座连接，且所述第一水平轴和所述第一竖直轴分别穿过所述第一安装座。

优选地，所述臂架通过第二竖直轴与所述工作篮铰接，且所述臂架与所述工作篮之间安装有第二摆动油缸，以便所述工作篮绕所述第二竖直轴在水平面上回转。

优选地，所述臂架和所述工作篮通过第二安装座连接，且所述第二竖直轴穿过所述第二安装座。

优选地，还包括第一连杆装置；所述第一连杆装置包括以其中部与所述变幅油缸铰接的第一杆，所述第一杆的一端固定于所述第一安装座，且其另一端铰接有第二杆，所述第二杆固定于所述臂架。

优选地，还包括第二连杆装置；所述第二连杆装置包括以其中部与所述第二摆动油缸铰接的第一连杆，所述第一连杆的一端固定于所述第二安装座，且其另一端铰接有第二连杆，所述第二连杆固定于所述工作篮。

优选地，还包括状态控制装置，用于控制所述工作篮的状态；所述状态控制装置进一步包括：

调整油缸，用以调整所述工作篮与所述臂架之间的相对角度；

角度传感器，安装于所述工作篮的适当位置，用以实时检测所述工作篮在水平面上的倾斜角度；

控制器，用以接收所述角度传感器传入的角度信号，并根据所述角度信号控制所述调整油缸的动作，以便调整所述工作篮处于水平状态。

本发明还提供一种掘进机，包括上述任一项所述的辅助装置。

本发明所提供的用于掘进机的辅助装置，当掘进机的前端完成隧道的成型作业后，工作人员进入臂架末端的工作篮，以便进行涂浆和焊接等作业，而无需临时搭建工作篮，从而降低了工作人员的劳动强度。

在一种优选的实施方式中，本发明所提供的辅助装置，其臂架可以通过第一竖直轴与掘进机铰接，且臂架与掘进机之间安装有第一摆动油缸，以便臂架绕第一竖直轴摆动。这样，在喷涂或者焊接作业中，工作篮随着臂架在第一摆动油缸的带动下在水平面上摆动适当的角度，从而提高了工作篮工作面的范围，使得工作人员在隧道顶面上的各部分均能够较为方便地工作，避免了由于工作面范围有限而造成的喷涂不完全，从而提高了隧道工作面的施工质量。

在另一种优选的实施方式中，本发明所提供的辅助装置的臂架通过第一水平轴与掘进机铰接，且臂架与掘进机之间安装有变幅油缸，以便臂架绕第一水平轴转动。这样，根据隧道顶面的高低以及工作面的竖直变化，可以通过变幅油缸调整机械臂的高度，从而带动工作篮处于不同的高度，以满足各种具体施工环境下的要求，使得工作人员在进行涂浆、焊接等作业时，能够顺利到达较高处的工作面，降低了施工难度，并提高了施工质量。

附图说明

图1为发明所提供的用于掘进机的辅助装置一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的用于掘进机的辅助装置另一种具体实施方式主视方向的结构示意图；

图3为图2所示辅助装置俯视方向的结构示意图；

图4为图3中A部分的放大图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于掘进机的辅助装置，其能够在隧道的加固作业过程中减小工作人员的劳动强度。本发明的另一核心是提供一种包括上述辅助装置的掘进机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为发明所提供的用于掘进机的辅助装置一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的用于掘进机的辅助装置，包括以其一端安装于掘进机后端的臂架1，该臂架1的另一端安装有工作篮3。

需要指出的是，本文中所述的掘进机的前端和后端等方位词均以掘进机的掘进方向为基准，沿掘进机的掘进方向为前方。

上述臂架1可以为伸缩臂结构。具体地，臂架1可以包括依次套装于一体的多节节臂，且各节节臂之间安装有伸缩装置，以便任一节节臂相对于其他节节臂伸出或者缩回。当对隧道进行加固作业时，可以通过将一节或者几节节臂伸出，以对臂架1轴向方向上的隧道侧壁进行施工，而无需通过开动掘进机而调整该方向上的作业面。

具体来讲，在隧道施工中使用的伸缩臂，其收缩后的最短长度一般可以为3.25米左右，而其伸出行程一般可以为8米左右。当然，其收缩后的最短长度也不局限于3.25米，相应地，其伸出行程也不局限于8米。以上两参数的具体数值应根据实际工作隧道的各尺寸参数确定。

上述伸缩臂式臂架1可以包括依次套装的第一臂架11、第二臂架12、第三臂架13、第四臂架14和第五臂架15，且第五臂架15的内部安装有伸缩油缸，以伸缩臂的形式实现多节臂架之间的展开和收拢动作。

上述臂架1的形式也不局限于伸缩臂的形式，其还可以为折叠臂的形式。具体地，上述臂架1可以包括多节节臂，并且各相邻节臂之间可以通过铰接轴铰接，相邻两节节臂之间安装有驱动部件，以便驱动任一节节臂绕铰接轴相对于与其相邻的节臂转动。这样，通过驱动部件驱动臂架1的各节节臂展开或者折叠，以实现臂架1的伸长或者缩短。

上述驱动部件可以具体为安装于相邻两节节臂之间的油缸，通过油缸缸杆的伸出或者回缩，以实现各节相邻节臂之间的展开或者折叠。显然地，该驱动部件也不局限于油缸，也可以为本领域中常规使用的驱动装置。

上述臂架1可以通过第一安装座21安装于掘进机的后端，且工作篮3可以通过第二安装座22安装于臂架1。这样，使得安装和拆卸更加方便。当然，上述臂架1也可以直接铰接于掘进机的后端，而工作篮3也可以直接铰接于臂架1的适当位置。

当掘进机的前端完成隧道的成型作业后，工作人员进入臂架1末端的工作篮3，以进行涂浆和焊接等作业，而无需临时搭建工作篮，从而降低了工作人员的劳动强度。

还可以对本发明所提供的辅助装置进行进一步的改进。

请参考图2、图3以及图4，图2为本发明所提供的用于掘进机的辅助装置另一种具体实施方式主视方向的结构示意图；图3为图2所示辅助装置俯视方向的结构示意图；图4为图3中A部分的放大图。

在另一种具体实施方式中，本发明所提供的辅助装置的臂架1可以通过第一竖直轴41与掘进机的机体后端铰接，且上述臂架1与掘进机之间安装有第一摆动油缸61，该第一摆动油缸61通过其缸杆的伸出或者缩回，以控制上述臂架1绕第一竖直轴41在水平面上摆动。这样，在喷涂或者焊接作业中，工作篮3随着掘进机在机械臂摆动装置的带动下在水平面上摆动适当的角度，从而提高了工作篮3工作面的范围，使得工作人员在隧道顶面上的各部分均能够较为方便地工作，避免了由于工作面范围有限而造成的喷涂不完全，从而提高了隧道工作面的施工质量。

上述第一摆动油缸61可以以其缸筒与第一安装座21固定连接，该第一摆动油缸61的缸杆安装于臂架1的根部，且上述第一竖直轴41在适当的位置穿过上述第一安装座21，以便各臂架1绕第一竖直轴41在水平面上摆动。

上述臂架1绕第一竖直轴41在水平平面上摆动的适当角度可以为-60°至30°，在该角度范围一般能够较好地满足加固工作的施工要求；但是，上述角度范围也不局限于-60°至30°，其角度的具体范围应根据施工隧道的具体情况确定。

上述掘进机的适当位置是指，能够满足第一竖直轴41在第一固定座21上的安装和使用要求，并且不会影响掘进机其他各部件的正常工作的位置。

本发明所提供的辅助装置的臂架1可以通过第一水平轴51与掘进机铰接，且该臂架1与掘进机之间安装有变幅油缸7，通过变幅油缸7的缸杆的伸出或者缩回，以便臂架1绕第一水平轴51在竖直平面上转动。

这样，根据隧道顶面的高低以及工作面的竖直变化，可以通过变幅油缸7调整机械臂的高度，从而带动工作篮3处于不同的高度，以满足各种具体施工环境下的要求，使得工作人员在进行涂浆、焊接等作业时，能够顺利到达较高处的工作面，降低了施工难度，并且提高了施工质量。

上述第一水平轴51也可以在上述第一安装座21的适当位置穿过第二安装座21.

上述臂架1在竖直平面上摆动的角度范围一般为-95°至60°，在角度范围一般能够较好地满足加固工作的施工要求；但是，上述角度范围也不局限于-95°至60°，其角度的具体范围应根据施工隧道的具体情况确定。

本发明所提供的臂架1可以通过第二竖直轴42与工作篮3铰接，且臂架1与工作篮3之间安装有第二摆动油缸62，通过第二摆动油缸62的缸杆的伸出或者缩回，以便工作篮3绕第二竖直轴42在水平面上回转。

这样，在工作过程中，工作篮3能够在第二摆动油缸62的推动下，绕第二竖直轴42在水平面上回转，以满足各种具体施工环境下的要求，使得工作人员在进行涂浆、焊接等作业时，避免出现施工死角，从而提高了施工质量。

上述第二竖直轴42可以在适当的位置穿过上述第二安装座22。

上述工作篮3在水平平面上摆动的角度范围一般可以为150°至-35°，在该角度范围内一般能够较好地满足加固工作的施工要求；但是，上述角度范围也不局限于150°至-35°，其角度的具体范围应根据施工隧道的具体情况确定。

本发明所提供的辅助装置还可以包括第一连杆装置，该第一连杆装置包括以其中部与变幅油缸7铰接的第一杆，该第一杆的一端固定于第一安装座21，且其另一端铰接有第二杆，该第二杆的另一端固定于臂架1。

上述第二杆可以包括相互铰接的多段，且其中一段需固定于上述臂架1上。

本发明所提供的辅助装置还可以包括第二连杆装置8，该第二连杆装置8包括以其中部与第二摆动油缸62铰接的第一连杆81，所述第一连杆81的一端固定于第二安装座22，且其另一端铰接有第二连杆82，上述第二连杆82固定于工作篮3；上述第二连杆82也可以通过第三连杆83固定于工作篮3，具体地，第二连杆82的一端与第三连杆83的一端铰接，第三连杆83的另一端铰接于工作篮3。

需要指出的是，上述第一连杆装置与第二连杆装置8可以同时存在，当然也可以不同时存在，二者的存在关系没有必然的联系，也不具有相互制约。

上述第一连杆装置和第二连杆装置8中各连杆的具体设置方式以及尺寸应根据使用要求确定，在此不做约束。

除了上述辅助装置，本发明还提供一种包括上述辅助装置的掘进机。

具体地，上述掘进机可以为盾构式全端面掘进机。

以上对本发明所提供的一种掘进机及其辅助装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种用于掘进机的辅助装置，其特征在于，包括以其一端安装于掘进机后端的臂架(1)，所述臂架(1)的另一端安装有工作篮(3)。

2.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述臂架(1)为伸缩臂。

3.根据权利要求2所述的辅助装置，其特征在于，所述臂架(1)通过第一竖直轴(41)与所述掘进机铰接，且所述臂架(1)与所述掘进机之间安装有第一摆动油缸(61)，以便所述臂架(1)绕所述第一竖直轴(41)摆动。

4.根据权利要求3所述的辅助装置，其特征在于，所述臂架(1)通过第一水平轴(51)与所述掘进机铰接，且所述臂架(1)与所述掘进机之间安装有变幅油缸(7)，以便所述臂架(1)绕所述第一水平轴(51)转动。

5.根据权利要求4所述的辅助装置，其特征在于，所述臂架(1)和所述掘进机通过第一安装座(21)连接，且所述第一水平轴(51)和所述第一竖直轴(41)分别穿过所述第一安装座(21)。

6.根据权利要求5所述的辅助装置，其特征在于，所述臂架(1)通过第二竖直轴(42)与所述工作篮(3)铰接，且所述臂架(1)与所述工作篮(3)之间安装有第二摆动油缸(62)，以便所述工作篮(3)绕所述第二竖直轴(42)在水平面上回转。

7.根据权利要求6所述的辅助装置，其特征在于，所述臂架(1)和所述工作篮(3)通过第二安装座(22)连接，且所述第二竖直轴(42)穿过所述第二安装座(22)。

8.根据权利要求5至7任一项所述的辅助装置，其特征在于，还包括第一连杆装置；所述第一连杆装置包括以其中部与所述变幅油缸(7)铰接的第一杆，所述第一杆的一端固定于所述第一安装座(21)，且其另一端铰接有第二杆，所述第二杆固定于所述臂架(1)。

9.根据权利要求5至7任一项所述的辅助装置，其特征在于，还包括第二连杆装置(8)；所述第二连杆装置(8)包括以其中部与所述第二摆动油缸(62)铰接的第一连杆(81)，所述第一连杆(81)的一端固定于所述第二安装座(22)，且其另一端铰接有第二连杆(82)，所述第二连杆(82)固定于所述工作篮(3)。

10.根据权利要求9所述的辅助装置，其特征在于，还包括状态控制装置，用于控制所述工作篮(3)的状态；所述状态控制装置进一步包括：

调整油缸，用以调整所述工作篮(3)与所述臂架(1)之间的相对角度；

角度传感器，安装于所述工作篮(3)的适当位置，用以实时检测所述工作篮(3)在水平面上的倾斜角度；

控制器，用以接收所述角度传感器传入的角度信号，并根据所述角度信号控制所述调整油缸的动作，以便调整所述工作篮(3)处于水平状态。

11.一种掘进机，其特征在于，包括权利要求1至10任一项所述的辅助装置。

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