CN109667539A - 一种臂架装置和包含其的凿岩台车 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种臂架装置和包含其的凿岩台车，该臂架装置包括底座、臂架主体，其第一端与底座俯仰铰接于a点、推进机构底座，其第一端与臂架主体的第二端俯仰铰接于o点、俯仰主动油缸，其第一端与底座铰接于d点，而第二端与臂架主体铰接于c点、俯仰主动随动油缸，其第一端与底座铰接于h点，而第二端与臂架主体铰接于g点，以及俯仰被动油缸，其第一端与臂架主体铰接于m点，而第二端与推进机构底座铰接于p点，其中，由铰接点a、g、h所构成的三角形与由铰接点o、m、p所构成的三角形互相相似，该臂架装置具有调平精度高，可靠等优点。

Description

一种臂架装置和包含其的凿岩台车

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种臂架装置和包含其的凿岩台车。

背景技术

凿岩台车是一种应用于隧道开挖及地下工程开挖的工程机械设备，其主要施工方法为钻爆法施工。随着隧道施工机械化、智能化的发展要求，凿岩台车的工程应用越来越广。

结构上凿岩台车包括凿岩机、底盘、覆盖件、臂架及推进机构。推进机构为工作单元，凿岩机安装于推进机构上，可在上面滑移，实现钻孔功能。臂架则为推进机构的位置输送单元，即需要通过调节臂架的角度，伸缩长度，实现将推进机构(工作单元)送至目标位置的功能。

在施工过程中，随着臂架角度的调整，推进机构(工作单元)的角度也会随之变化，而在打孔作业前需重新调整推进梁的角度。由此，设计一种臂架装置能实现自动调平功能，及工作单元始终保持同一姿态不变，每完成一个打孔，只需摆动臂架，不需要调整工作单元的角度，便可以实现下一孔位的定位是丞带解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种臂架装置和包含其的凿岩台车。该臂架装置能实现自动调平功能，使工作单元始终保持同一姿态不变，在施工过程中，每完成一个打孔，只需摆动臂架，不需调节工作单元的角度，即可实现下一孔位的定位。并且，该臂架装置采用相似三角形原理用于调平，其结构简单，调平可靠。

根据本发明的一方面，提出了一种臂架装置，包括：

底座，

臂架主体，其第一端与底座俯仰铰接于a点，

推进机构底座，其第一端与臂架主体的第二端俯仰铰接于o点，

俯仰主动油缸，其第一端与底座铰接于d点，而第二端与臂架主体铰接于c点，

俯仰主动随动油缸，其第一端与底座铰接于h点，而第二端与臂架主体铰接于g点，

俯仰被动油缸，其第一端与臂架主体铰接于m点，而第二端与推进机构底座铰接于p点，

其中，由铰接点a、g、h所构成的三角形与由铰接点o、m、p所构成的三角形互相相似。

在一个实施例中，俯仰主动随动油缸与俯仰被动油缸位于臂架主体的相对侧。

在一个实施例中，俯仰主动随动油缸设置在臂架主体的下侧，而俯仰被动油缸位于臂架主体的上侧。

在一个实施例中，俯仰主动随动油缸与俯仰被动油缸的油路串联。

在一个实施例中，俯仰主动随动油缸与俯仰被动油缸的行程均大于俯仰主动油缸的行程。

在一个实施例中，铰接点a、c、d、g、h、m、p处的转轴均水平设置。

在一个实施例中，还包括：

偏转主动油缸，其第一端与底座铰接于f点，而第二端与臂架主体铰接于e点，

偏转主动随动油缸，其第一端与底座铰接于k点，而第二端与臂架主体铰接于i点，

偏转被动油缸，其第一端与臂架主体铰接于n点，而第二端与推进机构底座铰接于q点，

其中，臂架主体与底座偏摆铰接于b点，臂架主体与推进机构底座偏摆铰接于w点，并且，铰接点i、b、k形成的三角形与由铰接点n、w、q所形成的三角形互相相似。

在一个实施例中，偏转主动随动油缸与偏转被动油缸位于臂架主体的相对侧。

在一个实施例中，铰接点b、e、f、i、k、n、q处转轴均竖直设置。

根据本发明的另一方面，提供一种凿岩台车，包括：

车架，

设置在车架底部的轮胎，

设置在车架上的根据权利要求1到9中任一项的臂架装置，

设置在臂架装置的推进机构底座上的推进机构，

设置在推进机构上的凿岩机，

设置在凿岩机上的钻杆。

与现有技术相比，本发明的优点在于，该臂架装置利用相似三角形原理，能实现自动调平功能，使处于推进机构底座上的推挤机构始终保持同一姿态不变，在施工过程中，每完成一个打孔，只需摆动臂架主体，不需调节推进机构底座的角度，即可实现下一孔位的定位，从而节省了调整推进机构底座角度的时间。同时，该臂架装置结构简单，调节精度高，在满足比例情况下，可以充分利用结构空间。并且，该臂架装置依靠结构保证精度，对液压控制等元件的性能要求低，产品调试简单快捷，调平可靠。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的凿岩台车的示意图；

图2显示了根据本发明的一个实施例的臂架装置的三维结构图；

图3显示了根据本发明的一个实施例的臂架装置的侧向示意图；

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图1显示了根据本发明的凿岩台车。如图1所示，凿岩台车包括车架91、轮胎92、臂架装置100、推进机构94、凿岩机95和钻杆96。其中，轮胎92装于车架91底部，用于凿岩台车整机行走。臂架装置100安装在车架1上，用于将安装在臂架装置100上的推进机构94(工作单元)送到指定位置。凿岩机95设置在推进机构94上，可在推进机构94上面滑移。并且，凿岩机95自身有旋转冲击的功能。钻杆96设置在凿岩机95上。

在工作时，臂架装置100运作调节角度和伸缩长度以将推进机构94送到指定打孔位置。在臂架装置100的调平机构作用下，推进机构94在臂架装置100输送过程中一直处于初始(水平)姿态，推进机构94到达指定位置时，凿岩机95通过旋转、冲击、推进等动作实现打孔的目的。根据本发明的凿岩台车的臂架装置100具有调平功能，能方便的实现打孔定位操作。具体结构如在下文中详述。

图2和3显示该臂架装置100的具体结构。如图2和3所示，臂架装置100包括底座1、臂架主体2、推进机构底座3、俯仰主动油缸4、偏摆主动油缸5、俯仰主动随动油缸6、偏摆主动随动油缸7、俯仰被动油缸8和偏摆被动油缸9。其中，该臂架装置100通过底座1固定在车架1上。而推进机构94设置在推进机构底座3上，以跟随推进机构底座3一起运动。

具体地，臂架主体2的第一端与底座1俯仰铰接于铰点a。臂架主体的第二端与推进机构底座3俯仰连接于铰点o点。俯仰主动油缸4第一端连接底座1，连接铰点为d，而第二端连接臂架主体2，连接铰点为c。俯仰主动随动油缸6第一端连接底座1，连接铰点h，第二端连接臂架主体2，连接铰点g。俯仰被动油缸8第二端连接推进机构底座3，连接铰点p，第一端连接臂架主体2，连接铰点m。俯仰主动油缸4为臂架主体2俯仰运动的动力提供者。当俯仰主动油缸4的活塞杆伸出时，臂架主体2向上举升。同时，臂架主体2带动俯仰主动随动油缸6的活塞杆伸出，通过油液体积不变原理，俯仰被动油缸8有杆腔内油液进入俯仰主动随动油缸6无杆腔，使得活塞杆比例伸出。在此过程中，∠gah角度增加α°，则∠mop补偿增加相同的角度α°，从而保持推进机构底座3俯仰角度(姿态)不变。相反地，当俯仰主动油缸4的活塞杆缩回时，臂架主体2向下降低，臂架主体2带动俯仰主动随动油缸6的活塞杆缩回，通过油液体积不变原理，俯仰主动随动油缸6无杆腔油液进入俯仰被动油缸8有杆腔内，活塞杆比例缩回。在此过程中，∠gah角度减少β°，则∠mop补偿减少相同的角度β°，从而保持推进机构底座3俯仰角度(姿态)不变，节省了推进机构调整时间。也就是，该臂架装置100将由铰接点a、g、h所构成的三角形与由铰接点o、m、p所构成的三角形设置为互相相似，保证在臂架主体2俯仰运动过程中，推进机构底座3俯仰角度(姿态)不变。上述方式结构简单，避免了在完成一个打孔后，对推进机构底座3进行调节，从而节省了调节时间，并保证了调节精度。

偏摆主动油缸5的第一端连接底座1，连接铰点f。而偏摆主动油缸5的第二端连接臂架主体2，连接铰点e。偏摆主动随动油缸7第一端连接底座1，连接铰点k，第二端连接臂架主体2，连接铰点i。偏摆被动油缸9第二端连接推进机构底座3，连接铰点q，第一端连接臂架主体2，连接铰点n。臂架主体2与底座1偏摆铰接于b点，臂架主体2与推进机构底座3偏摆铰接于w点偏。摆主动油缸5为臂架主体2偏摆运动的动力提供者，当偏摆主动油缸5的活塞杆伸出时，臂架主体2向左偏摆，臂架主体2带动偏摆主动随动油缸7的活塞杆伸出，通过油液体积不变原理，偏摆被动油缸9有杆腔内油液进入偏摆主动随动油缸7无杆腔，活塞杆比例伸出。在此过程中，∠ibk角度增加α°，则∠nwq补偿增加相同的角度α°，从而保持推进机构3偏摆角度(姿态)不变，节省了推进机构调整时间。当偏摆主动油缸5的活塞杆缩回时，臂架主体2向右偏摆，臂架主体2带动偏摆主动随动油缸7活塞杆缩回，通过油液体积不变原理，偏摆主动随动油缸7无杆腔油液进入偏摆被动油缸9有杆腔内，活塞杆比例缩回。在此过程中，∠ibk角度减少β°，则∠nwq补偿减少相同的角度β°，从而保持推进机构3偏摆角度(姿态)不变，节省了推进机构调整时间。在偏转运动调节中，同样利用了相似三角形原理而保证推进机构底座3偏转角度(姿态)不变。上述方式结构简单，避免了在完成一个打孔操作后，对推进机构底座3进行调节，从而节省了调节时间，并保证了调节精度。

俯仰主动随动油缸6与俯仰被动油缸8位于所述臂架主体2的相对侧。例如，俯仰主动随动油缸6设置在臂架主体2的下侧，而俯仰被动油缸8位于臂架主体2的上侧。这种设置能保证该臂架装置100在满足相应的比例条件下，充分利用结构空间。同时，由于主动随动油缸6与俯仰被动油缸8相对于臂架主体2异侧布置，保证了推进机构底座3角度变化过程的平稳性和准确性。

另外，俯仰主动随动油缸6与俯仰被动油缸8的油路串联。俯仰主动随动油缸6与俯仰被动油缸8的行程均大于俯仰主动油缸4的行程。铰接点a、c、d、g、h、m、p处的转轴均水平设置。上述设置能保证结构简单，调平精度高。并且对液压等元件性能要求低，生产成本小，工作效率高，调平可靠。

同理地，偏转主动随动油缸7与偏转被动油缸9位于臂架主体2的相对侧，例如偏摆主动随动油缸7在臂架主体2的下侧，而偏摆被动油缸9在臂架主体2的上侧。铰接点b、e、f、i、k、n、q处转轴均竖直设置。偏摆主动随动油缸7与偏摆被动油缸9的行程大于骗摆主动油缸5的行程。上述设置能保证结构简单，同时由于异侧布设，能避免同侧布设造成的推进机构底座3角度偏差过大的问题，调平精度高。同时，相似三角形结构铰接点位置布设容易，对液压等元件性能要求低，生产成本小，工作效率高。

上述以凿岩台车为例说明了臂架装置。但是该臂架装置不限于应用在凿岩台车上，还可以应用于其他工程机械，以使得在工作单元举升或降低时，工作单元的姿态保持不变。

以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种臂架装置，其特征在于，包括：

底座，

臂架主体，其第一端与所述底座俯仰铰接于a点，

推进机构底座，其第一端与所述臂架主体的第二端俯仰铰接于o点，

俯仰主动油缸，其第一端与所述底座铰接于d点，而第二端与所述臂架主体铰接于c点，

俯仰主动随动油缸，其第一端与所述底座铰接于h点，而第二端与所述臂架主体铰接于g点，

俯仰被动油缸，其第一端与所述臂架主体铰接于m点，而第二端与所述推进机构底座铰接于p点，

其中，由铰接点a、g、h所构成的三角形与由铰接点o、m、p所构成的三角形互相相似。

2.根据权利要求1所述的臂架装置，其特征在于，所述俯仰主动随动油缸与所述俯仰被动油缸位于所述臂架主体的相对侧。

3.根据权利要求1所述的臂架装置，其特征在于，所述俯仰主动随动油缸设置在所述臂架主体的下侧，而所述俯仰被动油缸位于所述臂架主体的上侧。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的臂架装置，其特征在于，所述俯仰主动随动油缸与所述俯仰被动油缸的油路串联。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的臂架装置，其特征在于，所述俯仰主动随动油缸与所述俯仰被动油缸的行程均大于所述俯仰主动油缸的行程。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的臂架装置，其特征在于，铰接点a、c、d、g、h、m、p处的转轴均水平设置。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的臂架装置，其特征在于，还包括：

偏转主动油缸，其第一端与所述底座铰接于f点，而第二端与所述臂架主体铰接于e点，

偏转主动随动油缸，其第一端与所述底座铰接于k点，而第二端与所述臂架主体铰接于i点，

偏转被动油缸，其第一端与所述臂架主体铰接于n点，而第二端与所述推进机构底座铰接于q点，

其中，所述臂架主体与所述底座偏摆铰接于b点，所述臂架主体与所述推进机构底座偏摆铰接于w点，并且，铰接点i、b、k所述形成的三角形与由铰接点n、w、q所形成的三角形互相相似。

8.根据权利要求7臂架装置，其特征在于，所述偏转主动随动油缸与所述偏转被动油缸位于所述臂架主体的相对侧。

9.根据权利要求7或8所述的臂架装置，其特征在于，铰接点b、e、f、i、k、n、q处转轴均竖直设置。

10.一种凿岩台车，其特征在于，包括：

车架，

设置在所述车架底部的轮胎，

设置在所述车架上的根据权利要求1到9中任一项所述的臂架装置，

设置在所述臂架装置的推进机构底座上的推进机构，

设置在所述推进机构上的凿岩机，

设置在所述凿岩机上的钻杆。