CN105041329B - 六自由度混联式全液压掘进机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种六自由度混联式全液压掘进机，包括装载部、行走部、刮板运输机、机身本体、两自由度回转座、并联工作臂和切割头。装载部位于机身本体的前端，机身本体安装在行走部上；切割头依次通过并联工作臂、两自由度回转座与机身本体相连接。行走部由安装在履带架上行走马达驱动，刮板运输机由安装在其尾部的两个运输马达驱动刮板链实现物料的运输，切割头由三台切割马达共同驱动。本发明的切割头具有空间一个独立移动、三个独立转动共四个独立运动自由度，在水平方向上还存在两个冗余转动，具有作业空间大、姿态调节方便的优点。本发明还具有结构紧凑、控制解耦性好，调节、维护方便等特点。

Description

六自由度混联式全液压掘进机

技术领域

本发明涉及一种掘进机，尤其涉及一种六自由度混联式全液压掘进机，最多可同时实现切割头的空间一个平移三个转动共四个独立自由度的运动。

背景技术

我国煤炭开采以地下开采为主,2005年国有重点煤矿90.72％的原煤产量来自地下开采。我国煤层赋存条件复杂，呈现多样性,煤层厚度从零点几米到几十米之间变化，为了开采煤炭,需要开掘大量的煤岩巷道。同时,随着综采技术的发展,国内已出现了年产几百万吨级、甚至千万吨级超级工作面，使年消耗回采巷道数量大幅度增加,从而使巷道掘进成为煤矿高效集约化生产的共性及关键性技术。掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节,采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件,也是巷道掘进技术的发展方向。因此，掘进机作为综合机械化采煤工作主要设备，必须具有安全、高效和成巷质量好等优点。

我国煤巷高效掘进方式主要有三种:第一种是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线,也称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到了广泛应用，掘进机械多为悬臂式煤巷掘进机，它适应范围广；第二种是连续采煤机与锚杆钻车配套作业线，在我国神东、万利等矿区及鄂尔多斯地区进行了推广应用，主要掘进机械为连续采煤机，它需要多巷掘进，交叉换位施工；第三种是掘锚机组掘一体化掘进，仅在少数矿区进行了试用。国内绝大部分矿区的煤巷掘进仍以悬臂式掘进机为主，配合转载机、可伸缩带式输送机(或刮板输送机)、单体锚杆钻机、通风除尘设备及供电系统等设备组成综合机械化掘进系统。

悬臂式巷道掘进机是一种综合采掘设备，集切割、行走、装运、喷雾除尘于一体，包含多个机构，具有多重功能，是目前煤矿开采的主力设备。根据截割头转轴与工作臂的方向，悬臂式掘进机可分为横轴式和纵轴式两种类型。

从二十世纪30年代后期,人们开始用掘进机挖掘巷道的尝试。1949年苏联制成πκ-2M型掘进机，1956年制成πκ-3型掘进机。1958年匈牙利研制的F5型掘进机得到了推广使用。60年代以来,掘进机已成为各主要产煤国不可缺少的生产设备之一,各国竞相研制掘进机。英国1960年引进πκ-3型掘进机,在此基础上研制生产了多斯科MK2型和MK2A型及RH型掘进机。日本在引进苏联、英国掘进机的基础上,改进研制成MRH系列掘进机。西德制成甲壳虫型及EV型掘进机等。1962年我国开始掘进机的研制工作,起初是在苏联πκ-2M、πκ-3型掘进机的基础上进行改进提高,而后着手研制，达到初步定型并小批量生产的有ELMA型、EM1-30型煤巷掘进机。1979年我国由英国、日本、苏联等国引进煤及半煤岩巷道掘进机百余台,在全国一些矿务局使用,取得了较好的技术经济效果。到本世纪初，随着采矿业迅速发展的需要，重型掘进机在我国经过20多年的研究，发展迅速，悬臂式掘进机的设计与制造水平已比较先进，当前，我国已经成为世界最大的掘进机制造基地及应用市场，掘进机械行业已经成为国内高端装备制造业和战略性新兴产业重点支持发展产业，我国掘进机市场前景可观，其市场需求巨大。

目前，绝大多数的悬臂式掘进机的悬臂采用串联结构，如三一重工生产的悬臂式掘进机，山特维克生产的悬臂式掘进机等，但采用此种结构的掘进机，其串联悬臂自身的重量以及切割岩体产生的反作用力都由回转平台承担，转动平台在承重的同时还需要提供转动。因此，在实际使用中，转动平台的轴承负载大，磨损严重，并且转动平台的刚度要求高，制造难度大。同时，掘进机破碎煤岩主要是通过刀具挤裂岩石,因此承受的载荷较大,要求有较大的刚度、强度和良好的结构稳定性,对于挖掘隧道的洞型和洞线也有比较严格的要求。而目前串联机构悬臂式掘进机结构稳定性差,整机比较笨重、庞大,系统惯性大,动力性能不好；运动轨迹单一,进行巷道的修葺工作时整个机器要进行实时调整,非常不方便,浪费较多能源,挖掘的巷道的表面平整度不好,不利于支护管理等后期工作。

全液压掘进机与传统掘进机最大的区别就是截割头的转动也是由液压驱动，整机动力集中由一个电机带动的泵站提供，这样全液压掘进机的电控操作系统比传统掘进机更简单，使得整机在防爆性能上更加安全可靠。另外由液压马达驱动的切割头能随着煤层或岩石硬度增加降低转速，增加切割力，更能适应煤矿井下复杂的工况。

针对现有掘进机运动自由度不足和工作空间受限的问题，现有专利文献也提出了一些解决方案，如申请号为201210289363.2的中国专利公布一种了一种掘进机推进装置和全断面掘进机，掘进机推进装置形成冗余驱动的6SPS型六自由度并联机构，机构不具有解耦性，控制困难；由于采用的大量难加工的球铰链，使得设备制造困难，成本增加，同时也影响了切割头的工作空间。申请号为201510146648.4的中国专利公布了一种悬臂采用并联机构的掘进机，其所采用的并联机构的结构为2RPS+2SPS，其切割头虽具有空间四个运动自由度，但其转动自由度的幅度受限，影响了切割头的实际工作空间。上述设计方案中并联机构的机型选择不合理，选取的支撑链强度不高，并联机构所实现的运动范围不能满足井下工作需要。尽管并联机构具有结构刚度大、定位和运动精度高、承载能力强、运动自由度多等特点，但也存在工作空间小等不足，应综合发挥并联机构与串联机构的优点，设计混联结构的掘进机悬臂，解决现有掘进机存在的技术问题。

本发明涉及的一种采用混联机构作为掘进机悬臂的六自由度混联式全液压掘进机，其切割头具有空间三个独立转动和一个独立移动，且在水平方向上还存在两个冗余转动，即左右摆动和上下俯仰运动均由两个转动副实现，不仅可扩大其切割头的转动幅度，还有利于调整切割头的姿态，能实现切割头在水平状态下进行切割作业；此外，本发明的控制解耦性好，调节、维护方便，能克服现有掘进机存在的技术缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种六自由度混联式全液压掘进机，其切割头具有空间三个独立转动和一个独立移动，且在水平方向上还存在两个冗余转动，左右摆动和上下俯仰运动均由两个转动副实现，不仅可克服现有掘进机工作臂运动自由度少、运动幅度小等缺陷，还能实现切割头在水平状态下进行切割作业，控制解耦性好，调节、维护方便。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种六自由度混联式全液压掘进机，包括装载部、行走部、刮板运输机、机身本体、两自由度回转座、并联工作臂和切割头。其中，用于装载岩石、煤块等物料的装载部位于机身本体的前端，且位于切割头和并联工作臂的下方，所述的装载部包括铲板、星轮、铲板升降油缸和前溜槽，所述的星轮有两组且对称安装在铲板上，用于将铲板上的物料向后输送以进入前溜槽中；所述的前溜槽位于铲板中后部的中间位置，所述的铲板与机身本体通过铰链相连接，铲板升降油缸用于调节铲板的仰俯角度，铲板升降油缸的两端与铲板、机身本体均通过铰链相连接。所述的行走部包括履带架、履带和行走马达。所述的行走马达安装在履带架上，为履带提供动力；在行走马达的输出端设有驱动轮；履带包裹在履带架上，且与驱动轮相啮合。所述的刮板运输机位于机身本体内部的中间位置，包括运输马达、后溜槽和刮板链。所述的运输马达位于后溜槽的尾部，且通过螺钉与后溜槽相连接，所述的后溜槽倾斜安装在机身本体的中部，且后溜槽的前端低于后端。所述的机身本体安装在行走部上，且与行走部的履带架相固连，在所述的机身本体的中部左侧设有操作台，在机身本体的尾部上方设有后照明灯，在机身本体的尾部下方设有后支腿。所述的两自由度回转座用于实现切割头仰俯调节、水平面内的左右摆动调节和支撑连接的功能，两自由度回转座的后端与机身本体通过回转支承轴承相连接，两自由度回转座的前端与并联工作臂通过螺栓相固连。所述的并联工作臂位于两自由度回转座与切割头之间，用于实现切割头仰俯调节、左右摆动调节和沿切割头自身轴线伸缩调节三大调节功能。所述的切割头用于切割岩石或煤层，切割头安装在并联工作臂的前端，且与并联工作臂通过螺栓相固连。

所述的两自由度回转座包括回转底座、回转油缸、连接梁、俯仰油缸和后臂护板。所述的回转底座的后端与机身本体通过回转支承轴承相连接，所述的回转底座的前端与连接梁的后端通过铰链相连接。所述的回转油缸的有两个，且对称布置在回转底座的两侧，用于驱动回转底座绕垂直方向的轴线转动；回转油缸的后端与机身本体通过铰链相连接，回转油缸的前端与回转底座通过铰链相连接。所述的俯仰油缸用于调节连接梁仰俯角度，俯仰油缸的后端与回转底座通过铰链相连接，俯仰油缸的前端与连接梁通过铰链相连接。在所述的连接梁的前端两侧设有两个对称布置的双耳铰链座，在连接梁的后端两侧设有两个对称布置的单耳铰链座，在连接梁的内部设有纵向加强筋和横向加强板，在连接梁的前端顶部设有安装操作孔。所述的后臂护板位于连接梁的上方，用于避免破碎后的岩石或煤炭落入两自由度回转座内，并保护俯仰油缸；所述的后臂护板与连接梁通过螺钉相固连。

所述的并联工作臂包括固定平台、外运动链、中间运动链、动平台和前臂护板。其中，所述的固定平台与两自由度回转座中的连接梁通过螺栓相连接；所述的外运动链有三条，且对称布置在固定平台与动平台之间，所述的外运动链的两端与固定平台、动平台均通过螺钉相连接；所述的中间运动链的前、后两端分别与固定平台、动平台相固连；所述的前臂护板通过螺钉固定安装在位于中间运动链上方的外运动链上，用于避免切割后产生的岩石或煤炭进入并联工作臂的内部，以保护外运动链和中间运动链。

所述的动平台包括后安装座、T型连接柱和前安装座。其中，所述的T型连接柱的截面呈现T型，所述的T型连接柱的前、后两端分别与前安装座、后安装座相固连；所述的前安装座与切割头通过螺栓相连接；在所述的后安装座上设有管线孔，在所述的前安装座上设有马达安装孔。

所述的外运动链包括后万向节、双排液压缸和前万向节。其中，所述的后万向节的后端通过螺钉安装在固定平台上，所述的双排液压缸的后端与后万向节的前端固连，双排液压缸的前端与前万向节的后端固连，所述的前万向节的前端与动平台通过螺钉相连接。所述的后万向节的十字轴的一条轴线与前万向节的十字轴的一条轴线相平行，后万向节的十字轴的另一条轴线与前万向节的十字轴的另一条轴线相平行；在同一个方向上，安装在固定平台上的三个后万向节的十字轴的轴线保持平行；在同一个方向上，安装在动平台上的三个前万向节的十字轴的轴线保持平行。

所述的中间运动链包括后铰链、中间液压缸和前铰链。其中，所述的后铰链通过螺钉固定安装在固定平台上，所述的中间液压缸的前、后两端分别与前铰链、后铰链相固连，所述的前铰链通过螺钉固定安装在动平台的后安装座上。所述的后铰链的轴线与后万向节的十字轴的一条轴线相平行，所述的前铰链的轴线与前万向节的十字轴的一条轴线相平行，且所述的后铰链的轴线与前铰链的轴线相互垂直。

所述的切割头包括切割马达、切割头体、主动齿轮、从动齿轮、从动轴和截齿。其中，所述的切割马达有三台，且通过螺钉对称安装在动平台的前安装座上，用于为主动齿轮提供动力；所述的主动齿轮安装在切割马达的输出轴上，且与切割马达的输出轴通过平键相连接；所述的从动齿轮安装在从动轴上，且与从动轴通过平键相连接，所述的从动齿轮同时与三个主动齿轮相啮合；所述的从动轴的前端通过轴承与切割头体相连接，从动轴的后端通过轴承与动平台的前安装座相连接；所述的截齿呈螺旋线型安装布置在切割头体的外侧面上，且在所述的截齿的外表面设有类金刚石碳涂层。

后万向节、前万向节的十字轴的轴线之间的尺度约束关系，以及后铰链与后万向节的十字轴的轴线之间的尺度约束关系、前铰链的轴线与前万向节的十字轴的轴线之间的尺度约束关系、后铰链与前铰链的轴线之间的尺度约束关系共同确定了并联工作臂的运动自由度。

本发明所述的行走马达、运输马达和切割马达均采用液压马达。

从机构学的角度看，所述的两自由度回转座为一种RR结构的两自由度串联机构，且两个转动副R的轴线相互垂直；并联工作臂是一种3UPU+RPR结构的四支链并联机构，且具有空间一个移动两个独立转动共三个运动自由度。两自由度回转座与并联工作臂一起构成了一个{-3UPU+RPR-}-RR结构的混联机构，符号R表示转动副，符号U表示万向节，符号P表示移动副。所述的混联机构{-3UPU+RPR-}-RR具有一个移动四个转动共五个运动自由度，其中有两个转动为冗余自由度，切割头在切割马达的驱动下绕从动轴轴线的转动为切割头的第六个运动自由度。切割头、并联工作臂和两自由度回转座构成一个结构为{-3UPU+RPR-}-RR-R的混联机构。

使用时，可根据掘进机切割头的实际切割作业需要，确定切割头的姿态。切割头的左右大幅度摆动可通过回转油缸的伸缩控制回转底座左右摆动来实现，切割头的左右小幅度摆动还可通过外运动链中双排液压缸的伸缩控制动平台左右摆动来实现；切割头大幅度的上下仰俯调节可通过俯仰油缸的伸缩控制连接梁的仰俯来实现，切割头小幅度的上下仰俯调节也可通过外运动链中双排液压缸的伸缩控制动平台的仰俯来实现；切割头的伸缩可通过控制并联工作臂中双排液压缸和中间液压缸的伸缩来实现；切割头绕自身轴线的转动主要通过切割马达驱动从动齿轮和从动轴的转动来实现。在实际切割作业中，切割头的作业姿态调整需要同时控制多个方向的转动或移动实现。

本发明的有益效果是，与现有的技术相比，本发明的切割头除绕自身旋转外，还具有空间三个独立转动和一个独立移动，且水平方向有两个转动为冗余转动，即左右摆动和上下俯仰运动均由两个转动副实现，不仅可扩大其切割头的转动幅度，还有利于调整切割头的姿态，能实现切割头旋转轴在水平状态下进行切割作业；本发明采用全液压驱动方式，截割头的转动也是由液压马达驱动，电控操作系统比传统掘进机更简单，使得整机在防爆性能上更加安全可靠；由液压马达驱动的切割头能随着煤层或岩石硬度增加降低转速，增加切割力，更能适应煤矿井下复杂的工况。此外，本发明还具有结构紧凑、控制解耦性好，调节、维护方便等特点，能克服现有掘进机存在的技术缺陷，不仅可以用作煤矿井下煤巷、岩巷用掘进机，还可作为地面隧道施工等用途的掘进机使用。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的两自由度回转座、并联工作臂和切割头的装配关系示意图；

图3为本发明的连接梁的结构示意图；

图4为本发明的并联工作臂的结构示意图；

图5为本发明的并联工作臂的中间运动链的结构示意图；

图6为本发明的并联工作臂的动平台的结构示意图；

图7为本发明的切割头的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。

如图1和图2所示，一种六自由度混联式全液压掘进机，包括装载部1、行走部2、刮板运输机3、机身本体4、两自由度回转座5、并联工作臂6和切割头7。其中，用于装载岩石、煤块等物料的装载部1位于机身本体4的前端，且位于切割头7和并联工作臂6的下方，所述的装载部1包括铲板11、星轮12、铲板升降油缸13和前溜槽14，所述的星轮12有两组且对称安装在铲板11上，用于将铲板11上的物料向后输送以进入前溜槽14中；所述的前溜槽14位于铲板11中后部的中间位置，所述的铲板11与机身本体4通过铰链相连接，铲板升降油缸13用于调节铲板11的仰俯角度，铲板升降油缸13的两端与铲板11、机身本体4均通过铰链相连接。所述的行走部2包括履带架21、履带22和行走马达23。所述的行走马达23安装在履带架21上，为履带22提供动力；在行走马达23的输出端设有驱动轮24；履带22包裹在履带架21上，且与驱动轮24相啮合。所述的刮板运输机3位于机身本体4内部的中间位置，包括运输马达31、后溜槽32和刮板链33。所述的运输马达31位于后溜槽32的尾部，且通过螺钉与后溜槽32相连接，所述的后溜槽32倾斜安装在机身本体4的中部，且后溜槽32的前端低于后端。所述的机身本体4安装在行走部2上，且与行走部2的履带架21相固连，在所述的机身本体4的中部左侧设有操作台41，在机身本体4的尾部上方设有后照明灯42，在机身本体4的尾部下方设有后支腿43。所述的两自由度回转座5用于实现切割头7仰俯调节、水平面内的左右摆动调节和支撑连接的功能，两自由度回转座5的后端与机身本体4通过回转支承轴承相连接，两自由度回转座5的前端与并联工作臂6通过螺栓相固连。所述的并联工作臂6位于两自由度回转座5与切割头7之间，用于实现切割头7仰俯调节、左右摆动调节和沿切割头7自身轴线伸缩调节三大调节功能。所述的切割头7用于切割岩石或煤层，切割头7安装在并联工作臂6的前端，且与并联工作臂6通过螺栓相固连。

如图1、图2和图3所示，所述的两自由度回转座5包括回转底座51、回转油缸52、连接梁53、俯仰油缸54和后臂护板55。所述的回转底座51的后端与机身本体4通过回转支承轴承相连接，所述的回转底座51的前端与连接梁53的后端通过铰链相连接。所述的回转油缸52的有两个，且对称布置在回转底座51的两侧，用于驱动回转底座51绕垂直方向的轴线转动；回转油缸52的后端与机身本体4通过铰链相连接，回转油缸52的前端与回转底座51通过铰链相连接。所述的俯仰油缸54用于调节连接梁53仰俯角度，俯仰油缸54的后端与回转底座51通过铰链相连接，俯仰油缸54的前端与连接梁53通过铰链相连接。在所述的连接梁53的前端两侧设有两个对称布置的双耳铰链座531，在连接梁53的后端两侧设有两个对称布置的单耳铰链座532，在连接梁53的内部设有纵向加强筋533和横向加强板534，在连接梁53的前端顶部设有安装操作孔535。所述的后臂护板55位于连接梁53的上方，用于避免破碎后的岩石或煤炭落入两自由度回转座5内，并保护俯仰油缸54；所述的后臂护板55与连接梁53通过螺钉相固连。

如图1、图2、图4和图5所示，所述的并联工作臂6包括固定平台61、外运动链62、中间运动链63、动平台64和前臂护板65。其中，所述的固定平台61与两自由度回转座5中的连接梁53通过螺栓相连接；所述的外运动链62有三条，且对称布置在固定平台61与动平台64之间，所述的外运动链62的两端分别与固定平台61、动平台64通过螺钉相连接；所述的中间运动链63的前、后两端分别与固定平台61、动平台64相固连；所述的前臂护板65通过螺钉固定安装在位于中间运动链63上方的外运动链62上，用于避免切割后产生的岩石或煤炭进入并联工作臂6的内部，以保护外运动链62和中间运动链63。

如图2、图4和图6所示，所述的动平台64包括后安装座641、T型连接柱642和前安装座643。其中，所述的T型连接柱642的截面呈现T型，所述的T型连接柱642的前、后两端分别与前安装座643、后安装座641相固连；所述的前安装座643与切割头7通过螺栓相连接；在所述的后安装座641上设有管线孔6411，在所述的前安装座643上设有马达安装孔6431。

如图1、图2和图4所示，所述的外运动链62包括后万向节621、双排液压缸622和前万向节623。其中，所述的后万向节621的后端通过螺钉安装在固定平台61上，所述的双排液压缸622的后端与后万向节621的前端固连，双排液压缸622的前端与前万向节623的后端固连，所述的前万向节623的前端与动平台64通过螺钉相连接。所述的后万向节621的十字轴的一条轴线与前万向节623的十字轴的一条轴线相平行，后万向节621的十字轴的另一条轴线与前万向节623的十字轴的另一条轴线相平行；在同一个方向上，安装在固定平台61上的三个后万向节621的十字轴的轴线保持平行；在同一个方向上，安装在动平台64上的三个前万向节623的十字轴的轴线保持平行。

如图1、图2、图4和图5所示，所述的中间运动链63包括后铰链631、中间液压缸632和前铰链633。其中，所述的后铰链631通过螺钉固定安装在固定平台61上，所述的中间液压缸632的前、后两端分别与前铰链633、后铰链631相固连，所述的前铰链633通过螺钉固定安装在动平台64的后安装座641上。所述的后铰链631的轴线与后万向节621的十字轴的一条轴线相平行，所述的前铰链633的轴线与前万向节623的十字轴的一条轴线相平行，且所述的后铰链631的轴线与前铰链633的轴线相互垂直。

如图1、图2、图6和图7所示，所述的切割头7包括切割马达71、切割头体72、主动齿轮73、从动齿轮74、从动轴75和截齿76。其中，所述的切割马达71有三台，且通过螺钉对称安装在动平台64的前安装座643上，用于为主动齿轮73提供动力；所述的主动齿轮73安装在切割马达71的输出轴上，且与切割马达71的输出轴通过平键相连接；所述的从动齿轮74安装在从动轴75上，且与从动轴75通过平键相连接，所述的从动齿轮74同时与三个主动齿轮73相啮合；所述的从动轴75的前端通过轴承与切割头体72相连接，从动轴75的后端通过轴承与动平台64的前安装座643相连接；所述的截齿76呈螺旋线型安装布置在切割头体72的外侧面上，且在所述的截齿76的外表面设有类金刚石碳涂层。

后万向节621、前万向节623的十字轴的轴线之间的尺度约束关系，以及后铰链631与后万向节621的十字轴的轴线之间的尺度约束关系、前铰链633的轴线与前万向节623的十字轴的轴线之间的尺度约束关系、后铰链631与前铰链633的轴线之间的尺度约束关系共同确定了并联工作臂6的运动自由度。

本发明所述的行走马达23、运输马达31和切割马达71均采用液压马达。

使用时，可根据掘进机切割头7的实际切割作业需要，确定切割头7的姿态。切割头7的左右大幅度摆动可通过回转油缸52的伸缩控制回转底座51左右摆动来实现，切割头7的左右小幅度摆动还可通过外运动链62中双排液压缸622的伸缩控制动平台64左右摆动来实现；切割头7大幅度的上下仰俯调节可通过俯仰油缸54的伸缩控制连接梁53的仰俯来实现，切割头7小幅度的上下仰俯调节也可通过外运动链62中双排液压缸622的伸缩控制动平台64的仰俯来实现；切割头7的伸缩可通过控制并联工作臂6中双排液压缸622和中间液压缸632的伸缩来实现；切割头7绕自身轴线的转动主要通过切割马达71驱动从动齿轮74和从动轴75的转动来实现。在实际切割作业中，切割头7的作业姿态调整需要同时控制多个方向的转动或移动实现。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种六自由度混联式全液压掘进机，包括装载部、行走部、刮板运输机、机身本体、两自由度回转座、并联工作臂和切割头，其特征在于：所述的装载部位于机身本体的前端，且位于切割头和并联工作臂的下方，所述的装载部包括铲板、星轮、铲板升降油缸和前溜槽，所述的星轮有两组且对称安装在铲板上，所述的前溜槽位于铲板中后部的中间位置，所述的铲板与机身本体通过铰链相连接，铲板升降油缸的两端与铲板、机身本体均通过铰链相连接；所述的行走部包括履带架、履带和行走马达，所述的行走马达安装在履带架上，在行走马达的输出端设有驱动轮，履带包裹在履带架上，且与驱动轮相啮合；所述的刮板运输机位于机身本体内部的中间位置，包括运输马达、后溜槽和刮板链，所述的运输马达位于后溜槽的尾部，且通过螺钉与后溜槽相连接，所述的后溜槽倾斜安装在机身本体的中部，且后溜槽的前端低于后端；所述的机身本体安装在行走部上，且与行走部的履带架相固连，在所述的机身本体的中部左侧设有操作台，在机身本体的尾部上方设有后照明灯，在机身本体的尾部下方设有后支腿；所述的两自由度回转座的后端与机身本体通过回转支承轴承相连接，两自由度回转座的前端与并联工作臂通过螺栓相固连；所述的并联工作臂位于两自由度回转座与切割头之间，所述的切割头安装在并联工作臂的前端，且与并联工作臂通过螺栓相固连；

所述的两自由度回转座包括回转底座、回转油缸、连接梁、俯仰油缸和后臂护板，所述的回转底座的后端与机身本体通过回转支承轴承相连接，所述的回转底座的前端与连接梁的后端通过铰链相连接；所述的回转油缸的有两个，且对称布置在回转底座的两侧，回转油缸的后端与机身本体通过铰链相连接，回转油缸的前端与回转底座通过铰链相连接；所述的俯仰油缸的后端与回转底座通过铰链相连接，俯仰油缸的前端与连接梁通过铰链相连接；在所述的连接梁的内部设有纵向加强筋和横向加强板，在连接梁的前端顶部设有安装操作孔；所述的后臂护板位于连接梁的上方，且与连接梁通过螺钉相固连；

所述的并联工作臂包括固定平台、外运动链、中间运动链、动平台和前臂护板，所述的固定平台与两自由度回转座中的连接梁通过螺栓相连接；所述的外运动链有三条，且对称布置在固定平台与动平台之间，所述的外运动链的两端与固定平台、动平台均通过螺钉相连接；所述的中间运动链的前、后两端分别与固定平台、动平台相固连；所述的前臂护板通过螺钉固定安装在位于中间运动链上方的外运动链上；

所述的动平台包括后安装座、T型连接柱和前安装座，所述的T型连接柱的前、后两端分别与前安装座、后安装座相固连，所述的前安装座与切割头通过螺栓相连接，在所述的后安装座上设有管线孔，在所述的前安装座上设有马达安装孔；

所述的外运动链包括后万向节、双排液压缸和前万向节，所述的后万向节的后端通过螺钉安装在固定平台上，所述的双排液压缸的后端与后万向节的前端固连，双排液压缸的前端与前万向节的后端固连，所述的前万向节的前端与动平台通过螺钉相连接；所述的后万向节的十字轴的一条轴线与前万向节的十字轴的一条轴线相平行，后万向节的十字轴的另一条轴线与前万向节的十字轴的另一条轴线相平行；在同一个方向上，安装在固定平台上的三个后万向节的十字轴的轴线保持平行；在同一个方向上，安装在动平台上的三个前万向节的十字轴的轴线保持平行；

所述的中间运动链包括后铰链、中间液压缸和前铰链，所述的后铰链通过螺钉固定安装在固定平台上，所述的中间液压缸的前、后两端分别与前铰链、后铰链相固连，所述的前铰链通过螺钉固定安装在动平台上；所述的后铰链的轴线与后万向节的十字轴的一条轴线相平行，所述的前铰链的轴线与前万向节的十字轴的一条轴线相平行，且所述的后铰链的轴线与前铰链的轴线相互垂直。

2.根据权利要求1所述的一种六自由度混联式全液压掘进机，其特征在于：所述的切割头包括切割马达、切割头体、主动齿轮、从动齿轮、从动轴和截齿，所述的切割马达有三台，且通过螺钉对称安装在动平台的前安装座上；所述的主动齿轮安装在切割马达的输出轴上，且与切割马达的输出轴通过平键相连接；所述的从动齿轮安装在从动轴上，且与从动轴通过平键相连接，所述的从动齿轮同时与三个主动齿轮相啮合；所述的从动轴的前端通过轴承与切割头体相连接，从动轴的后端通过轴承与动平台的前安装座相连接；所述的截齿呈螺旋线型安装布置在切割头体的外侧面上，且在所述的截齿的外表面设有类金刚石碳涂层。