CN110802742A - 一种全自动化隧道环向切割设备 - Google Patents

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郑心铭
张玉贵
李青
李伟奇
邵刚强
张光明
夏明锬
陈龙
刘志国
赵凡
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China Railway 11th Bureau Group Hanjiang Heavy Industry Co Ltd
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China Railway 11th Bureau Group Co Ltd
China Railway 11th Bureau Group Hanjiang Heavy Industry Co Ltd
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    • B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
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Abstract

本发明的名称为一种全自动化隧道环向切割设备。属于工程机械技术领域。它主要是解决采用爆破、机械风镐或隧道环切设备破除衬砌混凝土开裂存在效率较低和安全风险较大的问题。它的主要特征是：包括汽车走行装置、滑移轨道、滑移机构、回转装置、机械臂装置、回转臂、液压墙锯和数控液压系统；其中，所述滑移机构装于设置于汽车走行装置上的滑移轨道上；所述机械臂装置至少是能伸缩的三连杆臂结构，下端通过回转装置与滑移机构连接，上端与回转臂相连；所述回转臂与液压墙锯连接。本发明具有自动化程度高、操作简单和显著提高施工效率的特点，主要用于既有病害隧道衬砌混凝土的快速拆除。

Description

一种全自动化隧道环向切割设备
技术领域
本发明属于工程机械技术领域，具体涉及一种用于既有线路病害隧道衬砌混凝土全自动化拆除的隧道环向切割设备。
背景技术
隧道施工二衬混凝土在浇筑过程中常常受到多方面原因病害问题时有发生，衬砌混凝土开裂问题最典型，需要及时拆除整治。目前常用手段是采用爆破、机械风镐或隧道环切设备进行破除，但是效率较低且安全风险极大。针对二衬病害混凝土切割要求进行专项研发的隧道二衬混凝土环向自动切割设备，能实现隧道环切全自动化要求，大大提高了工作效率，且降低了安全风险。
发明内容
针对上述技术问题，本发明旨在提供一种全自动化隧道环向切割设备，能快速拆除既有病害隧道衬砌混凝土，提高施工效率，确保施工安全。
本发明的技术解决方案是：一种全自动化隧道环向切割设备，其特征在于：包括汽车走行装置、滑移轨道、滑移机构、回转装置、机械臂装置、回转臂、液压墙锯和数控液压系统；其中，所述滑移机构装于设置于汽车走行装置上的滑移轨道上；所述机械臂装置至少是能伸缩的三连杆臂结构，下端通过回转装置与滑移机构连接，上端与回转臂相连；所述回转臂与液压墙锯连接。回转装置可在滑移机构上作360°旋转。
本发明的技术解决方案中所述的机械臂装置包括机械臂底座、Ⅰ级臂、Ⅱ级臂和Ⅲ级臂；所述Ⅰ级臂、Ⅱ级臂、Ⅲ级臂和回转臂之间依次通过关节连接。
本发明的技术解决方案中所述的汽车走行装置包括车体、司机室、静音发电机组、两个水箱和4个液压支腿。
本发明的技术解决方案中所述的液压墙锯带有水冷却系统，水冷却系统与水箱相连，由司机室按钮控制；所述液压墙锯带有锯片，可旋转。
本发明的技术解决方案中所述的机械臂底座内设有底座伸缩油缸；所述Ⅰ级臂采用套杆结构，两侧分别设有Ⅰ级臂伸缩油缸。机械臂装置为二级伸缩，分别通过底座液压油缸、Ⅰ级臂伸缩油缸驱动。
本发明的技术解决方案中所述的关节为可360°转动的关节，关节连接的机械臂可以360°转动。
本发明的技术解决方案中所述的滑移机构、回转装置、机械臂装置、回转臂和液压墙锯均与数控液压系统连接，滑移机构、回转装置、机械臂装置、回转臂和液压墙锯的运动都是由数控液压系统控制完成。
本发明的有益效果：该设备能满足单双线隧道的拱顶、侧墙切割要求；可实现隧道环切要求；采用机器人机械臂式结构，数控液压系统控制，自动化程度高，操作简单，相比传统的采用爆破、机械风镐或隧道环切设备进行破除的方式，确保了操作人员的安全，显著提高了施工效率，用于实现隧道衬砌混凝土的快速拆除，尚属首创，经济实惠，具有广阔的推广应用前景。
附图说明
图1为本发明的总体结构环切状态示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1的右视图。
图4为本发明在单线隧道环切状态示意图。
图5为本发明在双线隧道环切状态示意图。
图中：1. 汽车走行装置；2. 司机室； 3. 静音发电机组；4. 滑移轨道；5. 水箱；6. 车体；7. 数控液压系统；8. 液压支腿；9. 滑移机构；10. 回转装置；11. 机械臂底座；12. Ⅰ级臂；13. 关节；14. Ⅱ级臂；15. Ⅲ级臂；16. 回转臂；17. 水冷却系统；18. 液压墙锯；19. Ⅰ级臂伸缩油缸；20. 底座调节油缸。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-3所示，本发明一种全自动化隧道环向切割设备包括汽车走行装置1、滑移轨道4、滑移机构9、回转装置10、机械臂装置、回转臂16、液压墙锯18和数控液压系统7。
汽车走行装置1包括车体6、司机室2、静音发电机组3、两个水箱和4个液压支腿8。在车体6后上方设有滑移轨道4，可供滑移机构9滑动改变其位置。两个水箱设在滑移轨道4两侧及车体6中上方，与水冷却系统17相连，自供水源。司机室2设在车体6前方，数控液压系统7的操作界面、按钮都设在司机室2中。司机室2后面设有静音发电机组3，可使设备不需要外接电源。车体6侧边设有4个液压支腿，每边2个，分布在车体6前中端、后端，能将设备顶起，调整设备位置。汽车走行装置1可使设备随切随走。
滑移机构9装于设置于汽车走行装置1上的滑移轨道4上。滑移机构9的上方设有回转装置10，可以360°旋转。回转装置10上面设有至少是能伸缩的三连杆臂结构的机械臂装置。
机械臂装置包括机械臂底座11、Ⅰ级臂12、Ⅱ级臂14和Ⅲ级臂15。其中，Ⅰ级臂12、Ⅱ级臂14和Ⅲ级臂15之间依次通过关节13连接，关节13为可360°转动的关节，关节13相连的机构均可360°转动。机械臂底座11内设有底座伸缩油缸20。Ⅰ级臂12采用套杆结构，两侧分别设有Ⅰ级臂伸缩油缸19，Ⅰ级臂伸缩油缸19具有伸缩功能，可改变机械臂的长度。机械臂底座11与滑移机构9连接。
回转臂16下方是Ⅲ级臂15，两者用关节13相连，上方是液压墙锯18，液压墙锯18带有水冷却系统17，水冷却系统17与水箱相连，由司机室2按钮控制，切割时，起冷却作用。液压墙锯8带有锯片，可旋转，锯片切割轨迹、深度均由数控液压系统7控制。
本发明用于单线、双线隧道环切状态示意图分别如图4、图5所示，机械臂装置能转向和伸缩，切割至拱顶时，收缩连杆上的液压油缸变换连杆间的位置，方便另一半隧道的加工。

Claims (6)

1.一种全自动化隧道环向切割设备，其特征在于：包括汽车走行装置（1）、滑移轨道（4）、滑移机构（9）、回转装置（10）、机械臂装置、回转臂（16）液压墙锯（18）和数控液压系统（7）；其中，所述滑移机构（9）装于设置于汽车走行装置（1）上的滑移轨道（4）上；所述机械臂装置至少是能伸缩的三连杆臂结构，下端通过回转装置（10）与滑移机构（9）连接，上端与回转臂（16）相连；所述回转臂（16）与液压墙锯（18）连接。
2.根据权利要求1所述的一种全自动化隧道环向切割设备，其特征在于：所述的机械臂装置包括机械臂底座（11）、Ⅰ级臂（12）、Ⅱ级臂（14）和Ⅲ级臂（15）；所述Ⅰ级臂（12）、Ⅱ级臂（14）、Ⅲ级臂（15）和回转臂（16）之间依次通过关节（13）连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种全自动化隧道环向切割设备，其特征在于：所述的汽车走行装置（1）包括车体（6）、司机室（2）、静音发电机组（3）、两个水箱和4个液压支腿（8）。
4.根据权利要求1或2所述的一种全自动化隧道环向切割设备，其特征在于：所述的液压墙锯（18）带有水冷却系统（17）。
5.根据权利要求2所述的一种全自动化隧道环向切割设备，其特征在于：所述的机械臂底座（11）内设有底座伸缩油缸（20）；所述Ⅰ级臂（12）采用套杆结构，两侧分别设有Ⅰ级臂伸缩油缸（19）。
6.根据权利要求2所述的一种全自动化隧道环向切割设备，其特征在于：所述的关节（13）为可360°转动的关节。
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