CN110080788A - 一种盾构机滚刀刀箱装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构机滚刀刀箱装置，包括滚刀机构和用于安装滚刀机构的刀箱，滚刀机构包括用于安装滚刀的滚刀支架以及用于使滚刀支架与刀箱锁定或解锁的锁紧机构；滚刀机构设置有便于机械手抓取的抓取部；滚刀支架与锁紧机构连接，刀箱与滚刀机构可拆卸连接。本发明提供的盾构机滚刀刀箱装置，在安装的过程中，滚刀机构包括滚刀、滚刀支架和锁紧机构，安装时无需其它单独零件，更便于机械手的自动化操作，可以实现滚刀的自动更换，避免人工换刀过程效率低且存在安全隐患的问题。

Description

一种盾构机滚刀刀箱装置

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，更具体地说，涉及一种盾构机滚刀刀箱装置。

背景技术

盾构机在掘进隧道施工过程中，需要更换磨损严重的刀具以保证正常施工。目前，大部分盾构机上刀具更换过程全部由人工进行，人工换刀存在更换周期长、更换费用高、工作效率低等缺点，并且施工现场环境较差、风险系数高，容易发生安全事故，无法保证作业人员的人身安全。

现有的盾构机滚刀安装方式大部分采用楔形块、压紧块和螺栓紧固结构，安装所需零件较多、安装空间狭小，不利于直接利用机器人机械手进行换刀作业。

综上所述，如何提供一种方便实现自动换刀的盾构机滚刀刀箱装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种盾构机滚刀刀箱装置，可以方便实现盾构机滚刀的自动换刀。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种盾构机滚刀刀箱装置，包括滚刀机构和用于安装所述滚刀机构的刀箱，所述滚刀机构包括用于安装滚刀的滚刀支架以及用于使所述滚刀支架与所述刀箱锁定或解锁的锁紧机构；

所述滚刀机构设置有便于机械手抓取的抓取部；

所述滚刀支架与所述锁紧机构连接，所述刀箱与所述滚刀机构可拆卸连接。

优选的，还包括用于使所述滚刀机构与所述刀箱锁紧贴合或解除锁紧的压紧组件，所述压紧组件包括用于沿所述刀箱的长度方向可移动设置、以使所述滚刀支架与所述刀箱锁紧贴合的压紧楔块；

所述压紧楔块设置有楔形面，所述滚刀支架设置有用于与所述楔形面配合的压紧定位面，所述刀箱设置有与所述压紧楔块配合的凹槽。

优选的，所述滚刀支架为U形结构，所述压紧楔块包括与所述U形结构的一侧面配合的第一压紧楔块、以及与所述U形结构的另一侧面配合的第二压紧楔块。

优选的，所述压紧组件包括用于与所述第一压紧楔块连接的第一连接杆、与所述第二压紧楔块连接的第二连接杆、连接所述第一连接杆与所述第二连接杆的拉杆以及转动设置于所述拉杆的活动螺母，所述活动螺母与固定设置于所述刀箱的压紧螺杆连接；

所述活动螺母相对于所述压紧螺杆转动，以使所述第一压紧楔块和所述第二压紧楔块沿所述刀箱的长度方向移动。

优选的，所述滚刀支架宽度方向的一侧设置有台阶状的压紧限位面，所述刀箱设置有与所述压紧限位面配合的定位阶梯面。

优选的，所述刀箱设置有锁紧卡槽，所述锁紧机构设置有与所述锁紧卡槽配合卡接或解除的锁紧楔块，所述锁紧楔块与所述滚刀支架转动连接。

优选的，所述锁紧楔块设置有用于与所述锁紧卡槽的锁紧配合面配合的锁紧面；

所述锁紧面与所述锁紧配合面贴合或分离，以使所述锁紧楔块与所述锁紧卡槽锁定或解锁；

和/或所述滚刀支架设置有锁紧固定槽，所述锁紧楔块设置有与所述锁紧固定槽配合的支撑面。

优选的，所述滚刀支架设置有长圆孔，所述锁紧楔块相对于所述长圆孔转动设置，且所述锁紧楔块沿所述长圆孔的长度方向可滑动设置。

优选的，所述锁紧机构还包括与所述锁紧楔块转动连接的连杆，所述连杆的另一端与可沿所述滚刀支架的安装方向移动的中心滑块转动连接；

所述中心滑块沿所述滚刀支架的安装方向向前或向后移动，以使所述锁紧楔块与所述锁紧卡槽配合卡接或解除。

优选的，所述锁紧楔块包括沿所述滚刀支架的高度方向对称设置的第一锁紧楔块和第二锁紧楔块；

所述刀箱设置有与所述第一锁紧楔块锁定或解锁的第一锁紧卡槽以及与所述第二锁紧楔块锁定或解锁的第二锁紧卡槽；

所述连杆包括一端与所述第一锁紧楔块转动连接、另一端与所述中心滑块转动连接的第一连杆以及一端与所述第二锁紧楔块转动连接、另一端与所述中心滑块转动连接的第二连杆。

优选的，所述中心滑块螺纹连接有中心螺杆，所述中心螺杆的轴向固定连接于所述滚刀支架，所述中心螺杆相对于所述中心滑块转动，以使所述中心滑块沿所述滚刀支架的安装方向移动。

优选的，所述锁紧机构设置有与所述滚刀支架固定连接的导向杆，所述中心滑块沿所述导向杆可滑动设置。

本发明提供的一种盾构机滚刀刀箱装置，包括：滚刀机构和用于安装滚刀机构的刀箱，滚刀机构包括用于安装滚刀的滚刀支架以及用于使滚刀支架与刀箱锁定或解锁的锁紧机构；滚刀机构设置有便于机械手抓取的抓取部；滚刀支架与锁紧机构连接，刀箱与滚刀机构可拆卸连接。

在使用的过程中，对滚刀进行安装时，首先，可以将滚刀安装于滚刀支架，并将滚刀支架与锁紧机构连接，进行滚刀机构的组装，然后通过机械手对抓取部进行抓取，并在机械手的带动下将带有滚刀及锁紧机构的滚刀机构放入刀箱中，通过锁紧机构实现滚刀支架与刀箱的锁定，则滚刀的安装完成；当需要拆卸滚刀时，首先通过调整锁紧机构，使滚刀支架与刀箱之间解锁，使用机械手对抓取部进行抓取，并在机械手的带动下，将滚刀机构与刀箱分离，将滚刀机构取出，然后对滚刀进行拆卸。

因此本发明提供的盾构机滚刀刀箱装置，在安装的过程中，滚刀机构包括滚刀、滚刀支架和锁紧机构，安装时无需其它单独零件，便于机械手的自动化操作，可以实现滚刀的自动更换，避免人工换刀过程效率低且存在安全隐患的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的盾构机滚刀刀箱装置的具体实施例一的结构示意图；

图2为本发明所提供的盾构机滚刀刀箱装置的具体实施例二的结构示意图；

图3为图2中滚刀机构的结构示意图；

图4为图2中刀箱的结构示意图；

图5为图2中刀箱的正视图；

图6为压紧组件的部分剖视图；

图7为压紧组件的结构示意图；

图8为压紧组件在刀箱中安装位置的剖面示意图；

图9为燕尾形凹槽的结构示意图；

图10为图2中滚刀支架的结构示意图；

图11为压紧限位面与定位阶梯面的配合示意图；

图12为图1中刀箱的结构示意图；

图13为图1中刀箱的剖视图；

图14为图1中滚刀机构的结构示意图；

图15为图1中滚刀支架的结构示意图；

图16为锁紧楔块的结构示意图；

图17为锁紧楔块的底面示意图；

图18为滚刀支架与刀箱处于解锁状态的剖视图；

图19为滚刀支架与刀箱处于锁定状态的剖视图。

图1-19中：

1为滚刀、2为刀箱、21为轴向定位斜面、22为径向定位斜面、23为锁紧卡槽、23a为锁紧配合面、24为定位阶梯面、24a为长度方向阶梯面、24b为宽度方向阶梯面、25为压紧螺杆、26为凹槽、3为滚刀支架、31为轴向斜面、32为径向斜面、33为滚刀刀轴定位槽、34为长圆孔、35为锁紧固定槽、36为楔块限位面、37a为抓取卡槽、37b为抓取支架、38为压紧定位面、39为压紧限位面、39a为长度方向限位面、39b为宽度方向限位面、4为锁紧楔块、41为锁紧面、42为支撑面、43为连杆连接槽、5为连杆、6为中心滑块、7为中心螺杆、8为导向杆、9为压紧组件、91为活动螺母、92为连接杆、93为拉杆、94为压紧楔块、94a为楔形面、94b为燕尾形结构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种盾构机滚刀刀箱装置，简化了滚刀的安装方式，便于实现滚刀的自动更换。

请参考图1-19，图1为本发明所提供的盾构机滚刀刀箱装置的具体实施例一的结构示意图；图2为本发明所提供的盾构机滚刀刀箱装置的具体实施例二的结构示意图；图3为图2中滚刀机构的结构示意图；图4为图2中刀箱的结构示意图；图5为图2中刀箱的正视图；图6为压紧组件的部分剖视图；图7为压紧组件的结构示意图；图8为压紧组件在刀箱中安装位置的剖面示意图；图9为燕尾形凹槽的结构示意图；图10为图2中滚刀支架的结构示意图；图11为压紧限位面与定位阶梯面的配合示意图；图12为图1中刀箱的结构示意图；图13为图1中刀箱的剖视图；图14为图1中滚刀机构的结构示意图；图15为图1中滚刀支架的结构示意图；图16为锁紧楔块的结构示意图；图17为锁紧楔块的底面示意图；图18为滚刀支架与刀箱处于解锁状态的剖视图；图19为滚刀支架与刀箱处于锁定状态的剖视图。

本具体实施例提供的盾构机滚刀刀箱装置，包括滚刀机构和用于安装滚刀机构的刀箱2，滚刀机构包括用于安装滚刀1的滚刀支架3以及用于使滚刀支架3与刀箱2锁定或解锁的锁紧机构；滚刀机构设置有便于机械手抓取的抓取部；滚刀支架3与锁紧机构连接，刀箱2与滚刀机构可拆卸连接。

在使用的过程中，对滚刀1进行安装时，可以先将滚刀1安装于滚刀支架3，并将滚刀支架3与锁紧机构连接，进行滚刀机构的组装，然后使用机械手对抓取部进行抓取，并通过机械手的运动带动滚刀机构移动，并将滚刀机构放入刀箱2中，通过锁紧机构实现滚刀支架3与刀箱2的锁定，则滚刀1的安装完成；当需要拆卸滚刀1时，首先调整锁紧机构，使滚刀支架3与刀箱2之间解锁，然后使用机械手对抓取部进行抓取，通过机械手的运动带动滚刀机构移动，并使滚刀机构与刀箱2分离，将滚刀机构取出，然后对滚刀1进行拆卸，则滚刀1的拆卸完成。

因此本发明提供的盾构机滚刀刀箱装置，结构简单，零部件较少，在安装的过程中，滚刀机构包括滚刀1、滚刀支架3和锁紧机构，安装时无需其它单独零件，更便于机器人操作，可以通过机械手实现，避免人工换刀过程效率低且存在安全隐患的问题。

需要进行说明的是，抓取部可以是与用于抓取滚刀机构的机械手配合的抓取卡槽37a，也可以是方便机械手抓取的把手，或者是其它方便抓取或方便快速连接的结构，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。

优选的，滚刀支架3为U形结构，抓取卡槽37a设置于U形结构的底面，如图15所示，四个抓取卡槽37a在U形结构的底面对称分布；当然滚刀支架3还可以为其它符合要求的形状，具体根据实际情况确定。

当然，滚刀机构与机械手之间也可以通过磁力吸盘进行连接，将磁力吸盘设置于机械手，将滚刀机构设置为钢材料的滚刀机构，通过磁力吸盘的通断电，可以实现机械手与滚刀机构的快速连接和分离。

或者，还可以在将抓取部设置为凸出设置于滚刀支架3底部的抓取支架37b，抓取支架37b设置有方便机械臂抓取的镂空结构。

如图10所示，滚刀支架3为U形结构，滚刀支架3的底部为U形结构的底面，抓取支架37b为把手形结构，方便机械臂的抓取。

当然抓取部也可以是其它结构形式，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。

刀箱2可以是中间设置有滚刀机构安装孔的方形结构，也可以是满足要求的其它形状，具体根据实际情况确定。

需要进一步进行说明的是，滚刀1安装于滚刀支架3的过程可以人工完成，也可以通过相关设备进行安装，在滚刀1更换的过程中，可以事先将需要更换的滚刀1与滚刀支架3、锁紧机构进行组装，方便机械手直接对滚刀机构进行抓取，节省滚刀1的更换时间。

为了使滚刀机构安装于刀箱2的过程中能够实现快速定位，可以在滚刀支架3的上下表面分别设置第一轴向斜面和第二轴向斜面，在刀箱2设置与第一轴向斜面配合的第一轴向定位斜面以及与第二轴向斜面配合的第二轴向定位斜面；在滚刀支架3的左右侧面分别设置第一径向斜面和第二径向斜面，在刀箱2设置与第一径向斜面配合的第一径向定位斜面以及与第二径向斜面配合的第二径向定位斜面。

在使用的过程中，将滚刀机构安装于刀箱2中时，可以通过第一轴向斜面与第一轴向定位斜面的配合、第二轴向斜面与第二轴向定位斜面的配合、第一径向斜面与第一径向定位斜面的配合以及第二径向斜面与第二径向定位斜面的配合实现滚刀机构的定位安装。

优选的，如图15所示，第一轴向斜面与第二轴向斜面在滚刀支架3的高度方向对称设置，且滚刀支架3为U形结构时，轴向斜面31在U形结构的开口处向中间收拢；第一径向斜面与第二径向斜面在滚刀支架3的长度方向对称设置，且滚刀支架3为U形结构时，径向斜面32在U形结构的开口处向中间收拢。

在上述实施例的基础上，为了使滚刀支架3与刀箱2贴合的更加紧固，可以设置用于使滚刀机构与刀箱2锁紧贴合或解除锁紧的压紧组件9，压紧组件9包括用于沿刀箱2的长度方向可移动设置、以使滚刀支架3与刀箱2锁紧贴合的压紧楔块94；

压紧楔块94设置有楔形面94a，滚刀支架3设置有用于与楔形面94a配合的压紧定位面38，刀箱2设置有与压紧楔块94配合的凹槽26。

在使用的过程中，可以通过调整压紧楔块94沿刀箱2长度方向的位置，以调整滚刀支架3沿刀箱2宽度方向的位置，使滚刀支架3与刀箱2锁紧贴合或解除锁紧。

如图7所示，压紧楔块94与凹槽26配合的部分可以设置为燕尾形结构94b，凹槽26设置为与燕尾形结构94b配合的燕尾形凹槽，以避免压紧楔块94与凹槽26脱离。

为了使压紧楔块94作用于滚刀支架3的力更加稳定，可以使滚刀支架3为U形结构，压紧楔块94包括与U形结构的一侧面配合的第一压紧楔块、以及与U形结构的另一侧面配合的第二压紧楔块。

如图3所示，滚刀支架3为开口朝右的U形结构，U形结构的上部侧面设置有上压紧定位面，U形结构的下部侧面设置有下压紧定位面，优选的，且上压紧定位面与第一压紧楔块配合，下压紧定位面与第二压紧楔块配合；第一压紧楔块与第二压紧楔块同步运动，以使滚刀机构的压紧过程更加平稳。

在上述实施例的基础上，可以使压紧组件9包括用于与第一压紧楔块连接的第一连接杆、与第二压紧楔块连接的第二连接杆、连接第一连接杆与第二连接杆的拉杆93以及转动设置于拉杆93的活动螺母91，活动螺母91与固定设置于刀箱2的压紧螺杆25连接；活动螺母91相对于压紧螺杆25转动，以使第一压紧楔块和第二压紧楔块沿刀箱2的长度方向移动。

在使用的过程中，可以反向旋转活动螺母91，使连接杆92带动压紧楔块94沿滚刀支架3的拆卸方向移动，由于压紧楔块94与滚刀支架3之间通过楔形面94a配合，因此滚刀支架3沿刀箱2的宽度方向朝压紧刀箱2的方向移动，直至活动螺母91到达设定的扭矩，则滚刀机构与刀箱2实现锁紧贴合，设定的扭矩需要根据实际情况具体确定，在此不做赘述；当需要解除滚刀机构与刀箱2之间的压紧配合时，可以正向旋转活动螺母91，使连接杆92带动压紧楔块94沿滚刀支架3的安装方向移动，由于压紧楔块94与滚刀支架3之间通过楔形面94a配合，因此滚刀支架3沿刀箱2的宽度方向朝脱离刀箱2的方向移动，直至滚刀机构与刀箱2解除锁紧。

需要进行说明的是，上述提到的连接杆92包括第一连接杆和第二连接杆。

优选的，第一压紧楔块和第二压紧楔块沿刀箱2的高度方向对称设置，活动螺母91设置于刀箱2高度方向的中间位置，连接杆92与拉杆93之间通过螺栓可拆卸连接。

在上述实施例的基础上，滚刀支架3宽度方向的一侧设置有台阶状的压紧限位面39，刀箱2设置有与压紧限位面39配合的定位阶梯面24。

需要进行说明的是，滚刀支架3的宽度方向与刀箱2的宽度方向一致。

如图11所示，压紧限位面39包括宽度方向限位面39b和长度方向限位面39a，定位阶梯面24包括与宽度方向限位面39b配合的宽度方向阶梯面24b，以及与长度方向限位面39a配合的长度方向阶梯面24a。

优选的，宽度方向限位面39b和长度方向限位面39a之间设置有光滑过渡的圆角。

需要进行说明的是，压紧限位面39与定位阶梯面24的设置，可以在安装的过程中，先使压紧限位面39与定位阶梯面24初步贴合，使滚刀机构实现沿刀箱2长度方向的定位。

压紧楔块94沿刀箱2的长度方向移动的过程中，可以使滚刀支架3沿刀箱2的宽度方向移动，以使宽度方向限位面39b与宽度方向阶梯面24b锁紧贴合，长度方向限位面39a与长度方向阶梯面24a锁紧贴合；或宽度方向限位面39b与宽度方向阶梯面24b解除锁紧，长度方向限位面39a与长度方向阶梯面24a解除锁紧。

在上述实施例的基础上，可以在刀箱2设置锁紧卡槽23，在锁紧机构设置与锁紧卡槽23配合卡接或解除的锁紧楔块4，锁紧楔块4与滚刀支架3转动连接。

在使用的过程中，可以通过锁紧楔块4与锁紧卡槽23的配合实现滚刀支架3与刀箱2的锁定或解除。

优选的，如图18、图19所示，锁紧楔块4转动连接于滚刀支架3，锁紧楔块4相对于滚刀支架3转动的过程中，转动至张开位置时，可以实现与锁紧卡槽23的配合卡接，当锁紧楔块4转动至下部时，可实现与锁紧卡槽23的解除。

在上述实施例的基础上，可以进一步对锁紧楔块4的结构进行限定，在锁紧楔块4设置用于与锁紧卡槽23的锁紧配合面23a配合锁定的锁紧面41；锁紧面41与锁紧配合面23a贴合或分离，以使锁紧楔块4与锁紧卡槽23配合卡接或解除；和/或滚刀支架3设置有锁紧固定槽35，锁紧楔块4设置有与锁紧固定槽35配合的支撑面42。

优选的，如图15所示，可以在滚刀支架3设置用于限制锁紧楔块4转动角度的楔块限位面36，锁紧楔块4与楔块限位面36贴合时，锁紧楔块4与锁紧卡槽23解除卡接。

如图16所示，锁紧楔块4的支撑面42为圆弧面，锁紧面41为平面，如图18所示，锁紧配合面23a为与锁紧面41配合的平面，锁紧固定槽35为与支撑面42配合的变直径圆弧面。

优选的，可以在滚刀支架3设置长圆孔34，锁紧楔块4相对于长圆孔34转动设置，且锁紧楔块4沿长圆孔34的长度方向可滑动设置。

在使用的过程中，滚刀支架3相对于刀箱2锁定之后，滚刀1在切削工作的过程中所承受的载荷可以通过锁紧支架传递至锁紧楔块4，然后载荷经刀箱2传递至刀盘，避免锁紧楔块4与滚刀支架3之间的转动轴传递载荷，增大接触面积，避免应力集中。

在上述实施例的基础上，可以使锁紧机构包括与锁紧楔块4转动连接的连杆5，连杆5的另一端与可沿滚刀支架3的安装方向移动的中心滑块6转动连接；中心滑块6沿滚刀支架3的安装方向向前或向后移动，以使锁紧楔块4与锁紧卡槽23锁定或解锁。

在使用的过程中，为了方便对锁紧楔块4与锁紧卡槽23之间的锁定或解锁状态进行控制，可以通过中心滑块6的移动带动连杆5转动，又因为连杆5的一端与锁紧楔块4连接，因此连杆5带动锁紧楔块4转动，锁紧楔块4转动张开的过程中，当锁紧面41与锁紧配合面23a完全贴合时，则实现锁紧楔块4与锁紧卡槽23的卡接，以使滚刀机构与刀箱2锁定；当中心滑块6沿滚刀支架3的安装方向向后移动时，则连杆5带动锁紧楔块4转动收拢，使锁紧面41与锁紧配合面23a之间分离，从而使锁紧楔块4与锁紧卡槽23解除，以使滚刀机构与刀箱2解锁，使滚刀机构可以由刀箱2取出。

需要进行说明的是，如图14、图15所示，滚刀支架3的安装方向为滚刀机构安装进入刀箱2的方向，在对滚刀机构进行安装的过程中，需将滚刀机构移动至刀箱2的开口处，使滚刀机构的轴向斜面31与刀箱2的轴向定位斜面21平行，使滚刀机构的径向斜面32与刀箱2的径向定位斜面22平行，然后向前推动滚刀机构平动，直至轴向斜面31与轴向定位斜面21贴合、径向斜面32与径向定位斜面22贴合；轴向定位斜面21包括第一轴向定位斜面和第二轴向定位斜面，径向定位斜面22包括第一径向定位斜面和第二径向定位斜面。

在上述实施例的基础上，为了使滚刀机构与刀箱2的锁定和解锁过程受力更加均匀，可以使锁紧楔块4包括沿滚刀支架3的高度方向对称设置的第一锁紧楔块和第二锁紧楔块；刀箱2设置有与第一锁紧楔块锁定或解锁的第一锁紧卡槽以及与第二锁紧楔块锁定或解锁的第二锁紧卡槽；连杆5包括一端与第一锁紧楔块转动连接、另一端与中心滑块6转动连接的第一连杆以及一端与第二锁紧楔块转动连接、另一端与中心滑块6转动连接的第二连杆。

优选的，如图14、图3所示，可以使第一连杆与第二连杆在滚刀支架3的高度方向上对称设置，且第一连杆包括在锁紧楔块4的长度方向对称设置的第一连杆单元和第二连杆单元；第二连杆包括在锁紧楔块4的长度方向对称设置的第三连杆单元和第四连杆单元；且锁紧楔块4设置有与连杆5转动连接的连杆连接槽43，中心滑块6通过转动销与连杆5转动连接。

需要进行说明的是，第一锁紧卡槽设置有与第一锁紧楔块的第一锁紧面配合的第一锁紧配合面，第二锁紧卡槽设置有与第二锁紧楔块的第二锁紧面配合的第二锁紧配合面；滚刀支架3设置有与第一锁紧楔块的第一支撑面配合的第一锁紧固定槽以及与第二锁紧楔块的第二支撑面配合的第二锁紧固定槽；滚刀支架3设置有用于限制第一锁紧楔块转动角度的第一楔块限位面和用于限制第二锁紧楔块转动角度的第二楔块限位面，楔块限位面36包括第一楔块限位面和第二楔块限位面。

中心滑块6的移动可以通过气缸或电机带动，也可以通过其他方式带动中心滑块6移动，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。

需要进行说明的是，下述提到的锁紧楔块4包括第一锁紧楔块和第二锁紧楔块，锁紧卡槽23包括第一锁紧卡槽和第二锁紧卡槽，锁紧配合面23a包括第一锁紧配合面和第二锁紧配合面，连杆5包括第一连杆和第二连杆。

在上述实施例的基础上，可以使中心滑块6螺纹连接有中心螺杆7，中心螺杆7的轴向固定连接于滚刀支架3，中心螺杆7相对于中心滑块6转动，以使中心滑块6沿滚刀支架3的安装方向移动。

优选的，中心螺杆7设置于中心滑块6的中心位置。

在使用的过程中，当需要将滚刀支架3与刀箱2锁定时，可以通过转动中心螺杆7使中心滑块6沿滚刀支架3的安装方向向里移动，从而带动连杆5转动，使锁紧楔块4与锁紧卡槽23配合卡接；当需要将滚刀支架3与刀箱2解锁时，可以通过反向转动中心螺杆7，使中心滑块6沿滚刀支架3的安装方向向外移动，从而带动连杆5反向转动，使锁紧楔块4与锁紧卡槽23解除卡接。

在上述实施例的基础上，为了限制中心滑块6的移动方向，可以在锁紧机构设置与滚刀支架3固定连接的导向杆8，中心滑块6沿导向杆8可滑动设置。

优选的，可以使导向杆8包括沿滚刀支架3的长度方向对称设置的第一导向杆和第二导向杆，且导向杆8与滚刀支架3固定连接，中心滑块6设置有与导向杆8配合的通孔，导向杆8穿过通孔设置，以使中心滑块6可沿导向杆8滑动。

另外，可以在滚刀支架3设置用于安装滚刀1的滚刀刀轴定位槽33，滚刀1通过螺栓与滚刀支架3可拆卸连接。

在安装滚刀1的过程中，可以先将滚刀1放置于滚刀刀轴定位槽33中，将滚刀1定位放置，然后通过螺栓将滚刀1固定安装。

在具有压紧组件9的实施例中，当需要对滚刀1进行安装时，首先将压紧组件9安装于刀箱2中，然后将刀箱2固定于刀盘上；对滚刀机构进行组装；通过机械臂对组装好的滚刀机构进行抓取，并将滚刀机构置于刀箱2内部；当滚刀支架3的长度方向限位面39a与刀箱2的长度方向阶梯面24a贴合、宽度方向限位面39b与宽度方向阶梯面24b贴合定位后，正向转动中心螺杆7，使中心滑块6朝滚刀1方向移动，带动连杆5使锁紧楔块4沿滚刀1轴向展开并摆入定位卡槽22中，继续转动中心螺杆7，使锁紧楔块4的锁紧面41与锁紧配合面23a贴合，支撑面42与锁紧固定槽35贴合，完成滚刀机构的定位；接着通过机械臂的末端执行机构反向转动活动螺母91至设定的扭矩，通过压紧楔块94的楔形面94a与滚刀支架3的压紧定位面38紧密贴合，使滚刀支架3的长度方向限位面39a与刀箱2的长度方向阶梯面24a锁紧贴合、宽度方向限位面39b与宽度方向阶梯面24b锁紧贴合、锁紧面41与锁紧配合面23a锁紧贴合，完成滚刀机构的锁紧。

当需要更换滚刀1时，首先利用机械臂及机械臂末端的执行机构抓取滚刀机构，正向旋转活动螺母91，使压紧楔块94的楔形面94a与滚刀支架3的压紧定位面38分离；然后转动中心螺杆7，使中心滑块6朝远离滚刀1的方向移动，带动连杆5使锁紧楔块4沿滚刀1的轴向收缩并脱离定位卡槽22，继续转动中心螺杆7，直至锁紧楔块4转动至滚刀支架3的楔块限位面36；移动机械臂，将滚刀机构由刀箱2取出，对滚刀1进行拆卸安装。

需要进行说明的是，本申请文件中提到的第一连杆和第二连杆、第一连杆单元和第二连杆单元、第三连杆单元和第四连杆单元、第一锁紧楔块和第二锁紧楔块、第一锁紧卡槽和第二锁紧卡槽、第一锁紧配合面和第二锁紧配合面、第一支撑面和第二支撑面、第一锁紧面和第二锁紧面、第一轴向斜面和第二轴向斜面、第一径向斜面和第二径向斜面、第一轴向定位斜面和第二轴向定位斜面、第一径向定位斜面和第二径向定位斜面、第一连接杆和第二连接杆、第一压紧楔块和第二压紧楔块中的第一和第二、第三和第四只是为了说明位置的不同，并没有先后顺序之分。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本发明所提供的盾构机滚刀刀箱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 (12)

1.一种盾构机滚刀刀箱装置，其特征在于，包括滚刀机构和用于安装所述滚刀机构的刀箱(2)，所述滚刀机构包括用于安装滚刀(1)的滚刀支架(3)以及用于使所述滚刀支架(3)与所述刀箱(2)锁定或解锁的锁紧机构；

所述滚刀机构设置有便于机械手抓取的抓取部；

所述滚刀支架(3)与所述锁紧机构连接，所述刀箱(2)与所述滚刀机构可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的盾构机滚刀刀箱装置，其特征在于，还包括用于使所述滚刀机构与所述刀箱(2)锁紧贴合或解除锁紧的压紧组件(9)，所述压紧组件(9)包括用于沿所述刀箱(2)的长度方向可移动设置、以使所述滚刀支架(3)与所述刀箱(2)锁紧贴合的压紧楔块(94)；

所述压紧楔块(94)设置有楔形面(94a)，所述滚刀支架(3)设置有用于与所述楔形面(94a)配合的压紧定位面(38)，所述刀箱(2)设置有与所述压紧楔块(94)配合的凹槽(26)。

3.根据权利要求2所述的盾构机滚刀刀箱装置，其特征在于，所述滚刀支架(3)为U形结构，所述压紧楔块(94)包括与所述U形结构的一侧面配合的第一压紧楔块、以及与所述U形结构的另一侧面配合的第二压紧楔块。

4.根据权利要求3所述的盾构机滚刀刀箱装置，其特征在于，所述压紧组件(9)包括用于与所述第一压紧楔块连接的第一连接杆、与所述第二压紧楔块连接的第二连接杆、连接所述第一连接杆与所述第二连接杆的拉杆(93)以及转动设置于所述拉杆(93)的活动螺母(91)，所述活动螺母(91)与固定设置于所述刀箱(2)的压紧螺杆(25)连接；

所述活动螺母(91)相对于所述压紧螺杆(25)转动，以使所述第一压紧楔块和所述第二压紧楔块沿所述刀箱(2)的长度方向移动。

5.根据权利要求4所述的盾构机滚刀刀箱装置，其特征在于，所述滚刀支架(3)宽度方向的一侧设置有台阶状的压紧限位面(39)，所述刀箱(2)设置有与所述压紧限位面(39)配合的定位阶梯面(24)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的盾构机滚刀刀箱装置，其特征在于，所述刀箱(2)设置有锁紧卡槽(23)，所述锁紧机构设置有与所述锁紧卡槽(23)配合卡接或解除的锁紧楔块(4)，所述锁紧楔块(4)与所述滚刀支架(3)转动连接。

7.根据权利要求6所述的盾构机滚刀刀箱装置，其特征在于，所述锁紧楔块(4)设置有用于与所述锁紧卡槽(23)的锁紧配合面(23a)配合的锁紧面(41)；

所述锁紧面(41)与所述锁紧配合面(23a)贴合或分离，以使所述锁紧楔块(4)与所述锁紧卡槽(23)锁定或解锁；

和/或所述滚刀支架(3)设置有锁紧固定槽(35)，所述锁紧楔块(4)设置有与所述锁紧固定槽(35)配合的支撑面(42)。

8.根据权利要求7所述的盾构机滚刀刀箱装置，其特征在于，所述滚刀支架(3)设置有长圆孔(34)，所述锁紧楔块(4)相对于所述长圆孔(34)转动设置，且所述锁紧楔块(4)沿所述长圆孔(34)的长度方向可滑动设置。

9.根据权利要求8所述的盾构机滚刀刀箱装置，其特征在于，所述锁紧机构还包括与所述锁紧楔块(4)转动连接的连杆(5)，所述连杆(5)的另一端与可沿所述滚刀支架(3)的安装方向移动的中心滑块(6)转动连接；

所述中心滑块(6)沿所述滚刀支架(3)的安装方向向前或向后移动，以使所述锁紧楔块(4)与所述锁紧卡槽(23)配合卡接或解除。

10.根据权利要求9所述的盾构机滚刀刀箱装置，其特征在于，所述锁紧楔块(4)包括沿所述滚刀支架(3)的高度方向对称设置的第一锁紧楔块和第二锁紧楔块；

所述刀箱(2)设置有与所述第一锁紧楔块锁定或解锁的第一锁紧卡槽以及与所述第二锁紧楔块锁定或解锁的第二锁紧卡槽；

所述连杆(5)包括一端与所述第一锁紧楔块转动连接、另一端与所述中心滑块(6)转动连接的第一连杆以及一端与所述第二锁紧楔块转动连接、另一端与所述中心滑块(6)转动连接的第二连杆。

11.根据权利要求10所述的盾构机滚刀刀箱装置，其特征在于，所述中心滑块(6)螺纹连接有中心螺杆(7)，所述中心螺杆(7)的轴向固定连接于所述滚刀支架(3)，所述中心螺杆(7)相对于所述中心滑块(6)转动，以使所述中心滑块(6)沿所述滚刀支架(3)的安装方向移动。

12.根据权利要求11所述的盾构机滚刀刀箱装置，其特征在于，所述锁紧机构设置有与所述滚刀支架(3)固定连接的导向杆(8)，所述中心滑块(6)沿所述导向杆(8)可滑动设置。