CN112727488A - 一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置，其包括前板、刀箱、拉伸机、装刀器和取刀器，所述前板，具有可以容纳刀箱内的刀头的槽口，相对于开掘面的背侧安装电机滑轨用以辅助装刀器和取刀器在前板背部滑行调整位置,刀箱安装于相对于前板开掘面的另一侧，刀箱内，顶部和底部相对平行位置都具有进退槽，顶部所具有的进退槽安装顶部刀轴，底板被弹性轴和电液推杆共同支持在不受到向下的力的时候让底板保持与刀箱顶板平行,底板具有进退槽安装底部刀轴，本发明采用电动机械装置更换刀头，不需要人力在高湿高压的环境下工作，增加了工作效率的同时提高了人员的安全性。

Description

一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置

技术领域

本发明属于顶管机装置技术领域，具体是一种可自动更换刀头的装置一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置。

背景技术

在顶管机施工过程中，由于需要不停地挖掘岩石，所以会导致刀头逐渐损坏，从而降低顶管机的施工效率，因此需要更换刀头，在传统的顶管机刀头更换方法中，由于缺少快速更换刀头的装置，因此只能挖掘一段时间就要整体停机整修，检查并更换刀头。这种检查更换由于步骤繁琐，操作困难，更换环境复杂，浪费了大量的时间；

现有技术中，在土压平衡顶管机的工作空间中，刀头的更换一般采用人工更换，费时，费力，并且因为更换空间高湿高压因此人工更换有很高的危险，对人力的要求也比较高，并且位于越高位的刀头更换越困难，而现有的大多数半自动或者全自动更换刀头装置中，也具有使用条件苛刻，成本高昂，装置复杂不易维护，考虑不够全面等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置，包括前板、刀箱、拉伸机、装刀器和取刀器，所述前板上开设有若干组槽口，所述槽口上安装有刀箱，所述前板的一侧两端均开设有电机滑轨，所述前板两侧的电机滑轨上分别滑动连接有装刀器和取刀器，所述装刀器和取刀器在前板上位于刀箱的两侧，所述刀箱的背部安装有两组拉伸机；

所述拉伸机包括拉伸电机、固定柱、夹持手及电动推杆，拉伸机的上端设有拉伸电机，拉伸电机的一侧设有固定柱，固定柱的一端安装有电动推杆，电动推杆的一端与夹持手固定连接，所述电动推杆后部设有齿槽，所述电动推杆的齿槽与拉伸电机上端的齿轮啮合连接。

作为本发明再进一步的方案：所述刀箱包括顶部刀轴、底部刀轴、进退槽、底板、刀头、底板前端口、推拉电机和弹性轴，所述刀箱的内部上端安装有顶部刀轴，所述刀箱的内部下端安装有底部刀轴，所述刀箱内部的顶部和底部相对平行位置均开设有供顶部刀轴和底部刀轴安装的进退槽，所述刀箱的内部且位于顶部刀轴与底部刀轴固定设置有刀头，所述底板的底部一侧安装有底板前端口，底板的底部另一侧安装有推拉电机，所述推拉电机与底板前端口之间通过电液推杆连接。

作为本发明再进一步的方案：所述顶部刀轴的一端和底部刀轴的一端均滑动连接在进退槽内，所述顶部刀轴的另一端和底部刀轴的另一端对夹持刀头进行夹紧。

作为本发明再进一步的方案：所述刀箱的底部与底板之间通过多组弹性轴支撑连接。

作为本发明再进一步的方案：两个所述拉伸机之间设有排泥孔安装的排泥管。

作为本发明再进一步的方案：所述装刀器包括电机推杆一、旋转机一、安装块一、容刀箱一、弹簧一、簧板一、抱刀口一和摄像头，所述装刀器的一侧设有电机推杆一，所述电机推杆一前端设置有旋转机一，所述旋转机一前端设置有安装块一，所述电机推杆一的一侧设有摄像头，所述装刀器前部设置有容刀箱一，所述容刀箱一底部安装有弹簧一，所述弹簧一上方设有簧板一，所述容刀箱一出口部边缘处开设有抱刀口一。

作为本发明再进一步的方案：所述安装块一的内部设置有电磁铁。

作为本发明再进一步的方案：所述取刀器包括电机推杆二、旋转机二、安装块二、容刀箱二、弹簧二、簧板二、抱刀口二，所述取刀器的一侧安装有电机推杆二，所述电机推杆二的前端具有旋转机二，所述旋转机二前端安装有安装块二，所述取刀器前部装有容刀箱二，所述容刀箱二底部设有弹簧二，所述弹簧二的上方设有簧板二，所述容刀箱二出口部边缘开设有抱刀口二。

作为本发明再进一步的方案：所述安装块二的内部设置有电磁铁。

作为本发明再进一步的方案：所述前板和刀箱安装在顶管机外部的壳体前端面上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用自动化机械更换刀头的方式，在顶管机土压平衡仓内进行更换，不占用大量空间，不需要每隔一段时间停机整备，节省了工作时间，并且由于结构简单，安装方便，所以不会提高成本，且不需要顶管机内部整体进行大规模调整来适应本装置；

2、本发明采用电动机械装置更换刀头，不需要人力在高湿高压的环境下工作，增加了工作效率的同时提高了人员的安全性；

3、本发明自由沿着顶管机土压平衡仓前板背部自由调整，可以实时查看整个顶管机刀盘的刀头损坏情况，提高了人机功效，并且可以通过刀箱与装置互相配合快速更换刀头，增加了工作效率。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的初始状态示意图。

图2为本发明的刀箱内部结构示意图。

图3为本发明的刀箱底部结构示意图。

图4为本发明底板结构示意图。

图5为本发明推拉器结构示意图。

图6为本发明装刀器结构示意图。

图7为本发明的取刀器结构示意图。

图8为本发明工作过程示意图。

图9为顶管机结构示意图。

图中：1、前板；101、槽口；102、电机滑轨；2、刀箱；201、顶部刀轴；202、底部刀轴；203、进退槽；204、底板；205、刀头；206、底板前端口；207、推拉电机；208、弹性轴；209、排泥管；3、拉伸机；301、拉伸电机；302、固定柱；303、夹持手；304、电动推杆；4、装刀器；401、电机推杆一；402、旋转机一；403、安装块一；404、容刀箱一；405、弹簧一；406、簧板一；407、抱刀口一；408、摄像头；5、取刀器；501、电机推杆二；502、旋转机二；503、安装块二；504、容刀箱二；505、弹簧二；506、簧板二；507、抱刀口二；6、壳体。

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。

实施例1：

如图1-8所示，一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置，包括：前板1、刀箱2、拉伸机3、装刀器4、取刀器5，所述前板1开设有多组槽口101，所述槽口101的一侧安装有刀箱2，所述刀箱2内安装的刀头205能够滑动连接在槽口101内，所述前板1的背面安装电机滑轨102，所述电机滑轨102用以辅助装刀器4和取刀器5在前板1背部滑行调整位置；

所述刀箱2安装于相对于前板1开掘面的另一侧，刀箱2内，顶部和底部相对平行位置都具有进退槽203，顶部所具有的进退槽203安装顶部刀轴201，底板204被弹性轴208支持在不受到向下的力的时候让底板204保持与刀箱2顶板平行；

所述底板204具有进退槽203安装底部刀轴202，顶部刀轴201和底部刀轴202均可沿着进退槽203前后移动，顶部刀轴201和底部刀轴202共同夹持刀头205，底板204的底部安装有底板前端口206，通过电液推杆与安装在刀箱2底部的推拉电机207相连，当推拉电机207向后伸缩并向下旋转电液推杆，底板204前端会被拉向刀箱2底部，直到与刀箱2底部成一定角度，当推拉电机207向前并向上举起电液推杆后，底板204会被支持并回到刀箱2原位置，弹性轴208用弹力辅助底板204重新回弹到与刀箱2顶板平行的程度；

所述刀箱2后部，安装拉伸机3，刀箱2外侧背部，安装有拉伸电机301，电动推杆304后部拥有齿槽通过刀箱2后部的通孔与拉伸电机301所具有的齿轮啮合，并通过固定柱302固定夹持手303并与夹持手303后部连接，支持夹持手303前部夹持刀头205辅助刀轴固定刀头205，并可以左右移动夹持手303松开刀头205，两个拉伸机3之间具有排泥孔安装排泥管209；

所述拉伸电机301启动后，齿轮旋转，带动前部夹持手303夹持住刀头205，在电动推杆304的作用下，向后拉动刀头205，刀头205再向后拉的过程中，随着共同夹持刀头205的顶部刀轴201与底部刀轴202被拉动，同时夹持刀头205沿着进退槽203向后移动；

所述装刀器4安装于前板1背部的所具有的电机滑轨102上，可以沿着电机滑轨102自由上下移动，后部具有电机可以使电机推杆一401前后伸缩，电机推杆一401前部具有旋转机一402，旋转机一402前端安装有安装块一403，安装块一403内部具有电磁铁可以将刀头205吸取到安装块一403上，可以由摄像头408提供视野辅助安装；

所述装刀器4前部装有容刀箱一404，容刀箱一404底部按有弹簧一405，弹簧一405上方支撑簧板一406，容刀箱一404出口部边缘具有抱刀口一407，能够防止刀头205弹出容刀箱一404；

所述取刀器5安装于前板1背部所具有的电机滑轨102上，可以与装刀器4一起在电机滑轨102上沿着前板1背部上下移动，后部具有电机可以使电机推杆二501前后伸缩，电机推杆二501前部具有旋转机二502，旋转机二502前端安装有安装块二503，安装块二503内部具有电磁铁可以将刀头205吸取到安装块二503上；

所述取刀器5前部装有容刀箱二504，容刀箱二504底部按有弹簧二505，弹簧二505，上方支撑簧板二506，容刀箱二504出口部边缘具有抱刀口二507，可以防止刀头205弹出容刀箱二504。

实施例2

如图9所示，一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置，将该可自动更换刀头的装置应用在顶管机上，包括实施例1所述的可自动更换刀头的装置，还包括：前板1、刀箱2、壳体6，所述前板1与刀箱2位于壳体6的前端。

本发明的工作原理：

首先，当刀箱2内的刀头205需要更换的时候，装刀器4和取刀器5同时沿着电机滑轨102滑行到需要更换刀头205的刀箱2旁，摄像头408启动，准备更换刀头205，此时装刀器4所具有的容刀箱一404内部装满压紧的刀头205，最底部的刀头205放在簧板一406上，逐个罗列刀头205，直到最顶部的刀头205被抱刀口一407拦住，抱刀口一407可以让顶部刀头205不会被弹簧一405弹出刀箱2；而取刀器5此时应该保持所具有的容刀箱二504没有被塞满，簧板二506没有被压到最底部，可以继续装入新的刀头205，刀箱2背部所安装的拉伸机3通过拉伸电机301操控固定在固定柱302上的夹持手303夹持住刀头205，通过电动推杆304向后拉动刀头205，支持刀头205的顶部刀轴201与底部刀轴202一同向后被电动推杆304沿着进退槽203拉动，给刀头205提供后退空间,并且给装刀器4和取刀器5提供工作空间，当刀头205被拉伸机3通过进退槽203拉到刀箱2内进退槽203末端后，拉伸电机301反向转动齿轮，让夹持手303松开刀头205，刀箱2底部的推拉电机207通过电液推杆将底板前端口206拉下，可以给装刀器4和取刀器5提供工作空间，取刀器5此时开始工作，通过电机推杆二501将安装块二503伸向刀头205，当到达可以取下刀头205的位置时，旋转机二502旋转角度将安装块二503对准刀头205顶部的槽口101，吸取刀头205，并将刀头205脱离底部刀轴202，电机推杆二501向后缩回，旋转机二502旋转取下来的刀头205通过安装块二503将其塞入容刀箱二504，让刀头205被抱刀口二507卡住，结束取刀器5的工作，装刀器4此时工作，安装块一403向下伸缩吸取容刀箱一404内的新刀头205，将其吸取到安装块一403上，下面的刀头205被弹簧一405推动簧板一406继续卡在抱刀口一407上，伸出电机推杆一401到空置的底部刀轴202位置，旋转机一402旋转角度，让刀头205底部的槽口101对准底部刀轴202，将刀头205插入底部刀轴202，安装块一403缩回，电机推杆一401缩回原位，结束装刀器4的工作，此时推拉电机207回推电液推杆支持底板204在弹性轴208的弹性的辅助下被电液推杆推回到与刀箱2底部平行的位置，夹持手303夹持刀头205辅助其固定在顶部刀轴201与底部刀轴202之上，电动推杆304推动夹持手303夹持刀头205到达进退槽203前部，并使其凸出于前板1所具有的槽口101，松开夹持手303，继续顶管机掘进工作。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置，其特征在于，包括前板(1)、刀箱(2)、拉伸机(3)、装刀器(4)和取刀器(5)，所述前板(1)上开设有若干组槽口(101)，所述槽口(101)上安装有刀箱(2)，所述前板(1)的一侧两端均开设有电机滑轨(102)，所述前板(1)两侧的电机滑轨(102)上分别滑动连接有装刀器(4)和取刀器(5)，所述装刀器(4)和取刀器(5)在前板(1)上位于刀箱(2)的两侧，所述刀箱(2)的背部安装有两组拉伸机(3)；

所述拉伸机(3)包括拉伸电机(301)、固定柱(302)、夹持手(303)及电动推杆(304)，拉伸机(3)的上端设有拉伸电机(301)，拉伸电机(301)的一侧设有固定柱(302)，固定柱(302)的一端安装有电动推杆(304)，电动推杆(304)的一端与夹持手(303)固定连接，所述电动推杆(304)后部设有齿槽，所述电动推杆(304)的齿槽与拉伸电机(301)上端的齿轮啮合连接。

2.根据权利要求1所述的一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置，其特征在于，所述刀箱(2)包括顶部刀轴(201)、底部刀轴(202)、进退槽(203)、底板(204)、刀头(205)、底板前端口(206)和推拉电机(207)，所述刀箱(2)的内部上端安装有顶部刀轴(201)，所述刀箱(2)的内部下端安装有底部刀轴(202)，所述刀箱(2)内部的顶部和底部相对平行位置均开设有供顶部刀轴(201)和底部刀轴(202)安装的进退槽(203)，所述刀箱(2)的内部且位于顶部刀轴(201)与底部刀轴(202)固定设置有刀头(205)，所述底板(204)的底部一侧安装有底板前端口(206)，底板(204)的底部另一侧安装有推拉电机(207)，所述推拉电机(207)与底板前端口(206)之间通过电液推杆连接。

3.根据权利要求2所述的一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置，其特征在于，所述顶部刀轴(201)的一端和底部刀轴(202)的一端均滑动连接在进退槽(203)内，所述顶部刀轴(201)的另一端和底部刀轴(202)的另一端对夹持刀头(205)进行夹紧。

4.根据权利要求2所述的一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置，其特征在于，所述刀箱(2)的底部与底板(204)之间通过多组弹性轴(208)支撑连接。

5.根据权利要求1所述的一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置，其特征在于，两个所述拉伸机(3)之间设有排泥孔安装的排泥管(209)。

6.根据权利要求1所述的一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置，其特征在于，所述装刀器(4)包括电机推杆一(401)、旋转机一(402)、安装块一(403)、容刀箱一(404)、弹簧一(405)、簧板一(406)、抱刀口一(407)和摄像头(408)，所述装刀器(4)的一侧设有电机推杆一(401)，所述电机推杆一(401)前端设置有旋转机一(402)，所述旋转机一(402)前端设置有安装块一(403)，所述电机推杆一(401)的一侧设有摄像头(408)，所述装刀器(4)前部设置有容刀箱一(404)，所述容刀箱一(404)底部安装有弹簧一(405)，所述弹簧一(405)上方设有簧板一(406)，所述容刀箱一(404)出口部边缘处开设有抱刀口一(407)。

7.根据权利要求6所述的一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置，其特征在于，所述安装块一(403)的内部设置有电磁铁。

8.根据权利要求1所述的一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置，其特征在于，所述取刀器(5)包括电机推杆二(501)、旋转机二(502)、安装块二(503)、容刀箱二(504)、弹簧二(505)、簧板二(506)、抱刀口二(507)，所述取刀器(5)的一侧安装有电机推杆二(501)，所述电机推杆二(501)的前端具有旋转机二(502)，所述旋转机二(502)前端安装有安装块二(503)，所述取刀器(5)前部装有容刀箱二(504)，所述容刀箱二(504)底部设有弹簧二(505)，所述弹簧二(505)的上方设有簧板二(506)，所述容刀箱二(504)出口部边缘开设有抱刀口二(507)。

9.根据权利要求8所述的一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置，其特征在于，所述安装块二(503)的内部设置有电磁铁。

10.根据权利要求1所述的一种可自动更换刀头的装置一种可用于顶管机的自动更换刀头的装置，其特征在于，所述前板(1)和刀箱(2)安装在顶管机外部的壳体(6)前端面上。

Images