CN216342155U - 一种隧道用自动截割掘锚一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道用自动截割掘锚一体机，包括截割部、铲板部、运输机部、本体部、行走部、支撑部以及钻锚机构；截割部、铲板部、运输机部、行走部、支撑部、钻锚机构均与本体部连接；截割部、铲板部均与本体部的前端可转动连接；铲板部位于截割部下方；运输机部穿过本体部，用于将铲板部铲起的物品从前端运输至后端；行走部与本体部的底部侧面连接；钻锚机构与本体部侧上方连接，且可沿本体部前后移动。本实用新型通过在悬臂式隧道掘进机上加载钻锚机构，实现了隧道施工中掘进与钻锚工序的连续作业，简化了工作流程，减少了人员配置，降低了劳动强度，提高了工作效率。

Description

一种隧道用自动截割掘锚一体机

技术领域

本实用新型涉及隧道用掘进及钻锚技术领域，特别是涉及一种隧道用自动截割掘锚一体机。

背景技术

随着隧道开挖机械化的不断发展，掘进机已经成为隧道掘进作业不可或缺的一种综合性设备。传统的悬臂式纵轴掘进机面世已有约七十年历史，其集机、电、液、信息技术于一体，具有结构简单、可靠，加工制造相对容易，成本低，适应性好等优势，目前悬臂式掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。开挖作业作为隧道施工的重要生产环节，其工艺及装备技术水平直接关系到隧道施工的能力和安全，高效机械化掘进与支护技术是保证隧道实现高产高效的必要条件，也是隧道掘进技术的发展方向。现有的掘进机隧道施工在围岩破碎的情况下，存在单循环中掘进工序与钻锚工序不连续，衔接不顺畅，进尺少，掘进效率低的问题。

同时，随着科学技术的发展以及安全意识的提高，隧道工作面也向机械化、智能化发展，实现巷道开挖掘进的无人(少人)值守作业，不但有利于提高隧道进尺效率与进尺精准度，而且也是实现隧道掘进工作面安全生产，改善工人劳动条件的必由之路。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种隧道用自动截割掘锚一体机，使其能实现掘进工序与钻锚工序的连续作业，简化工作流程，减少人员配置，降低劳动强度，提高工作效率，从而克服现有的悬臂式掘进机的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种隧道用自动截割掘锚一体机，包括截割部、铲板部、运输机部、本体部、行走部、支撑部以及钻锚机构；所述截割部、铲板部、运输机部、行走部、支撑部、钻锚机构均与本体部连接；所述截割部与本体部的前端可转动连接；所述铲板部与本体部的前端可转动连接，所述铲板部位于截割部下方；所述运输机部穿过本体部，用于将铲板部铲起的物品从前端运输至后端；所述行走部本体部的底部侧面连接；所述钻锚机构与本体部侧上方连接，且可沿本体部前后移动。

作为本实用新型进一步地改进，所述钻锚机构包括：导轨、补偿油缸、摆动底座、摆动油缸、转动支座、调平油缸、大臂、液压凿岩机、推进油缸、变幅油缸、伸缩油缸、钻臂底座；所述液压凿岩机安装在导轨上，且液压凿岩机可通过推进油缸在导轨上滑动；导轨与摆动底座通过补偿油缸连接，摆动底座与转动支座通过摆动油缸连接，调节摆动油缸可调节导轨前后左右的角度；转动支座与大臂可转动连接，另通过连接两者的调平油缸可驱动转动支座翻转；伸缩油缸在大臂内部安装；大臂与钻臂底座的十字轴可转动连接，且大臂与钻臂底座之间还通过两个变幅油缸连接。

进一步地，所述截割部与本体部的回转工作台前端转动连接，另通过连接两者的升降液压油缸可驱动截割部上下翻转；所述本体部的回转工作台通过左摆动液压油缸和右摆动液压油缸驱动其左右旋转。

进一步地，所述支撑部有多处，均为升降结构，其中两处与行走部侧面连接，另两处与本体部的后端连接。

进一步地，所述截割部包括：截割头、截割臂、截割减速机、截割部伸缩油缸、夹紧油缸、截割电机和电机架体；所述截割头、截割臂、截割减速机、截割电机依次连接在一起且同步运动，且整体通过夹紧油缸与电机架体固定；所述截割部伸缩油缸两端连接截割减速机和电机架体，通过截割部伸缩油缸可推动截割头、截割臂、截割减速机、截割电机一起在电机架体中滑动。

进一步地，所述隧道用自动截割掘锚一体机还包括：液压系统、电气系统以及水路系统；所述液压系统与截割部、铲板部、运输机部、本体部、行走部、支撑部、钻锚机构中的至少一者连接，并为其中的至少一者提供动力；所述电气系统与截割部、铲板部、运输机部、本体部、行走部、支撑部、钻锚机构、水路系统、液压系统中的至少一者连接，并为其中的至少一者提供信号；所述水路系统与截割部、运输机部、本体部、液压系统、钻锚机构中的至少一者连接，并为其中的至少一者供水。

通过采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型提供的一种隧道用自动截割掘锚一体机，通过在悬臂式隧道掘进机上加载钻锚机构的方式，实现了隧道施工中掘进工序与钻锚工序的高效衔接，简化了工作流程，减少了人员配置，降低了劳动强度，提高了工作效率；另一方面，通过截割部、铲板部、运输机部、本体部、行走部以及支撑部之间相互配合实现掘进功能，截割部具备自动截割功能。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为本实用新型实施例提供的一种隧道用自动截割掘锚一体机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种隧道用自动截割掘锚一体机的正视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种隧道用自动截割掘锚一体机的截割部结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种隧道用自动截割掘锚一体机的钻锚机构结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种隧道用自动截割掘锚一体机钻锚机构俯视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1-截割部；2-铲板部；3-行走部；4-支撑部；5-本体部；6-液压系统； 7-钻锚机构；8-运输机部；9-水路系统；10-电气系统；11-左摆动液压油缸；12-右摆动液压油缸；13-升降液压油缸；1-1-截割头；1-2-截割臂； 1-3-截割减速机；1-4-截割部伸缩油缸；1-5-夹紧油缸；1-6-截割电机； 1-7-电机架体；7-1-导轨；7-2-补偿油缸；7-3-摆动底座；7-4-摆动油缸； 7-5-转动支座；7-6-调平油缸；7-7-大臂；7-8-液压凿岩机；7-9-推进油缸；7-10-变幅油缸；7-11-伸缩油缸；7-12-钻臂底座。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型内容。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图提示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了实现隧道开挖中掘进工序与钻锚工序连续作业，实现隧道施工快掘快锚，解决隧道施工在围岩破碎的情况下，存在的单循环中掘进工序与钻锚工序不连续，施工调度时间长，进尺少，掘进效率低，劳动工人多且劳动强度高的问题，本实用新型提供了一种隧道用自动截割掘锚一体机。

如图1、2所示，一种隧道用自动截割掘锚一体机，包括截割部1、铲板部2、运输机部8、本体部5、行走部3、支撑部4及钻锚机构7。截割部 1、铲板部2、运输机部8、行走部3、支撑部4均与本体部5连接；行走部 3与本体部5的底部侧面连接，可设置为履带等结构，起到驱动隧道用自动截割掘锚一体机整体前进、后退、转向移动的作用，实现隧道用自动截割掘锚一体机的整体移动，在隧道用自动截割掘锚一体机处于钻锚状态时，行走部3静止不可移动；截割部1与本体部5的前端可转动连接，在隧道用自动截割掘锚一体机处于掘进截割工作状态时，截割部1可上下翻转升降并左右回转进行截割，在隧道用自动截割掘锚一体机处于钻锚状态时，截割部1向下翻转降下并且触地；铲板部2与本体部5的前端可转动连接，铲板部2位于截割部1下方，在隧道用自动截割掘锚一体机处于工作状态时，铲板部2可上下翻转升降，在隧道用自动截割掘锚一体机处于截割状态和钻锚状态时，铲板部2向下翻转降下并且触地；运输机部8与本体部5 连接，穿过本体部5，并能够将铲板部2铲起的物品从隧道用自动截割掘锚一体机的前端运输至后端；支撑部4有多处，均为升降结构，其中两处与行走部3侧面连接，只在隧道用自动截割掘锚一体机维修维护时使用，另两处与本体部5的后端连接，在隧道用自动截割掘锚一体机处于工作状态时，支撑部4升起，从而不妨碍隧道用自动截割掘锚一体机的前进、后退和转向，在隧道用自动截割掘锚一体机处于截割状态和钻锚状态时，与本体部5的后端连接的支撑部4下降触地，对隧道用自动截割掘锚一体机的后端进行支撑；钻锚机构7与本体部5侧上方连接，在隧道用自动截割掘锚一体机处于工作状态和掘进状态时，钻锚机构7收于本体部5机身侧方，在隧道用自动截割掘锚一体机处于钻锚工作状态时，截割部1向下翻转降下并且触地，铲板部2和与本体部5的后端连接的支撑部4下降触地，且截割部1、铲板部2、运输机部8、行走部3、支撑部4都不可动作，钻锚机构7前移展开钻锚作业，可打钻顶锚杆、帮锚杆，向前钻孔，钻锚机构可使用钎杆或自进式锚杆进行作业。在隧道用自动截割掘锚一体机处于掘进状态和钻锚状态时，铲板部2和与本体部5的后端连接的支撑部4下降触地是一同进行的，可以由液压系统6、电气系统10进行统一控制，从而在截割和钻锚时对隧道用自动截割掘锚一体机进行稳定支撑，保护截割和钻锚工作进行顺利。

如图3所示，截割部1主要包括：截割头1-1、截割臂1-2、截割减速机1-3、截割部伸缩油缸1-4、夹紧油缸1-5、截割电机1-6和电机架体1-7；截割头1-1、截割臂1-2、截割减速机1-3、截割电机1-6依次连接在一起，共同运动，它们整体通过夹紧油缸1-5与电机架体1-7固定，截割部伸缩油缸1-4两端连接截割减速机1-3和电机架体1-7，夹紧油缸1-5一般处于高压夹紧状态，仅在隧道用自动截割掘锚一体机处于截割状态进尺时，处于低压夹持状态，截割部1进尺时，通过截割部伸缩油缸1-4推动截割头 1-1、截割臂1-2、截割减速机1-3、截割电机1-6一起在电机架体1-7中滑动；截割部1与本体部5的回转工作台前端转动连接，另外，通过连接两者的升降液压油缸13伸缩从而实现截割部1的上下翻转；本体部5的回转工作台通过左摆动液压油缸11和右摆动液压油缸12与本体部5连接，通过左摆动液压油缸11和右摆动液压油缸12异步伸缩从而实现本体部5 回转工作台转动，截割部1同步摆动。

如图4、5所示，钻锚机构7主要包括：导轨7-1、补偿油缸7-2、摆动底座7-3、摆动油缸7-4、转动支座7-5、调平油缸7-6、大臂7-7、液压凿岩机7-8、推进油缸7-9、变幅油缸7-10、伸缩油缸7-11、钻臂底座7-12；液压凿岩机7-8安装在导轨7-1上，在隧道用自动截割掘锚一体机处于钻锚状态时，液压凿岩机7-8通过推进油缸7-9在导轨7-1上滑动；导轨7-1 与摆动底座7-3通过补偿油缸7-2连接，在隧道用自动截割掘锚一体机处于钻锚状态时，导轨7-1通过调节补偿油缸7-2在岩壁上获得有效支撑；摆动底座7-3与转动支座7-5通过摆动油缸7-4连接，在隧道用自动截割掘锚一体机处于钻锚状态时，调节两个摆动油缸7-4可调节导轨7-1前后左右的角度，实现锚杆孔的定位；转动支座7-5与大臂7-7可转动连接，另通过连接两者的调平油缸(7-6)可驱动转动支座(7-5)翻转，调整转孔方向，在隧道用自动截割掘锚一体机处于钻锚状态时，调节调平油缸7-6 可调节导轨7-1与隧道断面的角度；伸缩油缸7-11在大臂7-7内部安装，在隧道用自动截割掘锚一体机处于钻锚状态时，调节伸缩油缸7-11可实现多排锚杆孔的施工；大臂7-7与钻臂底座7-12的十字轴可转动连接，在隧道用自动截割掘锚一体机处于钻锚状态时，通过调节两个变幅油缸7-10可大范围调节钻孔位置。

如图1所示，隧道用自动截割掘锚一体机还包括：液压系统6、电气系统10以及水路系统9。本实施例的液压系统6包括液压油箱组、电机油泵组、操纵组、胶管接头组等，分布在隧道用自动截割掘锚一体机的各个机构，并为截割部1、铲板部2、运输机部8、本体部5、行走部3、支撑部4、钻锚机构7中的至少一者提供动力；水路系统9由截止阀、反冲洗过滤器、减压阀、增压泵、喷雾系统等组成，为截割部1、运输机部8、本体部5、液压系统6、钻锚机构7中的至少一者供水；电气系统10由组合开关箱、操作箱组、传感器组、遥控发送器、遥控接收器、控制箱组、电机、照明灯组、接线盒组、电缆组等组成，分布在隧道用自动截割掘锚一体机各个机构，控制隧道用自动截割掘锚一体机各部分的运转，并且本实施例通过电气系统10实现各部分之间的联动，使用时，只需按下遥控器上的“自动截割模式”，隧道用自动截割掘锚一体机即可自动进行相应动作。

本实用新型实施例提供的一种隧道用自动截割掘锚一体机，其具体实施方式如下：当隧道开挖时，第一步掘进工序，首先液压系统6中泵站开机工作，然后运输机部8中电机和铲板部2中液压马达依次启动，然后行走部3驱动隧道用自动截割掘锚一体机居于预要进行截割的断面中间位置，然后铲板部2和与本体部5的后端连接的支撑部4同时下降触地，然后截割部1中截割电机1-6启动；接下来开始掘进工作循环，先伸出截割部伸缩油缸1-4推动截割头1-1进尺截割，然后截割部1上下翻转升降并左右回转进行断面截割，同时，物料通过铲板部2和运输机部8运往机器后方，重复掘进动作，最后修整好断面形状。第二步钻锚工序，先将隧道用自动截割掘锚一体机居于隧道中间位置，然后铲板部2和与本体部5的后端连接的支撑部4同时下降触地，然后截割部1向下翻转降下并且触地，然后液压系统6切换到钻锚回路，锁死除钻锚机构7外的所有部件动作，同时电气系统10锁死截割部1中截割电机1-6，然后钻锚机构7前移；接下来开始钻锚工作循环，钻锚机构7先滑移到工作位置，然后调整两个变幅油缸7-10和伸缩油缸7-11，初步定位打钻位置，然后通过调整两个摆动油缸 7-4和调平油缸7-6，驱使导轨7-1到打钻位置，然后补偿油缸7-2伸出，使导轨7-1与围岩可靠接触，然后控制液压凿岩机7-8开启冲击旋转，然后控制推进油缸7-9进行钻孔作业，钻孔到位后，通过控制推进油缸7-9 退回液压凿岩机7-8，控制补偿油缸7-2缩回使导轨7-1与围岩脱离，重复钻锚动作，钻锚作业完成后，最后复原钻锚机构7滑移至本体部5机身侧方。

隧道用自动截割掘锚一体机居于截割断面中间后，操作者按下遥控器上的“(定位)自动截割模式”，采用截割部1中截割部伸缩油缸1-4驱动截割头1-1进尺，并输入所要截割的断面尺寸、截割行距便可自动计算截割路径，完成截割前准备工作后，截割部按照所设定的断面尺寸、截割行距进行截割，在截割过程中，截割部伸缩油缸1-4、升降液压油缸13、左摆动液压油缸11和右摆动液压油缸12会根据其截割位置做相应的伸缩运动；同时，大断面自动截割隧道用自动截割掘锚一体机具备防硬岩功能，可根据截割阻力变化，自动调整截割摆动速度。截割部1和铲板部2之间具备防干涉工能，当截割部1和铲板部2距离过近时(如低于某一设定阈值时)，掘进机报警器发出警报并阻止截割部1和铲板部2继续接近。在掘进工序中，当与本体部5的后端连接的支撑部4中压力数值低于某一设定阈值时，发出报警并活动其油缸，保持其触地压力。在掘进工序中，液压系统6、电气系统10联合闭锁钻锚机构7，阻止钻锚机构7活动；钻锚工序中，除与钻锚机构7活动直接相关的活动元件外，液压系统6、电气系统 10联合闭锁其余一切部件活动。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，本实用新型的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，做出若干变形和改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (5)

1.一种隧道用自动截割掘锚一体机，其特征在于，包括截割部(1)、铲板部(2)、运输机部(8)、本体部(5)、行走部(3)、支撑部(4)以及钻锚机构(7)；

所述截割部(1)、铲板部(2)、运输机部(8)、行走部(3)、支撑部(4)、钻锚机构(7)均与本体部(5)连接；所述截割部(1)与本体部(5)的前端可转动连接；所述铲板部(2)与本体部(5)的前端可转动连接，所述铲板部(2)位于截割部(1)下方；所述运输机部(8)穿过本体部(5)，用于将铲板部(2)铲起的物品从前端运输至后端；所述行走部(3)与本体部(5)的底部侧面连接；所述钻锚机构(7)与本体部(5)侧上方连接，且可沿本体部(5)前后移动；

所述钻锚机构(7)包括：导轨(7-1)、补偿油缸(7-2)、摆动底座(7-3)、摆动油缸(7-4)、转动支座(7-5)、调平油缸(7-6)、大臂(7-7)、液压凿岩机(7-8)、推进油缸(7-9)、变幅油缸(7-10)、伸缩油缸(7-11)、钻臂底座(7-12)；

所述液压凿岩机(7-8)安装在导轨(7-1)上，且液压凿岩机(7-8)可通过推进油缸(7-9)在导轨(7-1)上滑动；导轨(7-1)与摆动底座(7-3)通过补偿油缸(7-2)连接，摆动底座(7-3)与转动支座(7-5)通过摆动油缸(7-4)连接，调节摆动油缸(7-4)可调节导轨(7-1)前后左右的角度；转动支座(7-5)与大臂(7-7)可转动连接，另通过连接两者的调平油缸(7-6)可驱动转动支座(7-5)翻转；伸缩油缸(7-11)在大臂(7-7)内部安装；大臂(7-7)与钻臂底座(7-12)的十字轴可转动连接，且大臂(7-7)与钻臂底座(7-12)之间还通过两个变幅油缸(7-10)连接。

2.根据权利要求1所述的隧道用自动截割掘锚一体机，其特征在于，所述截割部(1)与本体部(5)的回转工作台前端转动连接，另通过连接两者的升降液压油缸(13)可驱动截割部(1)上下翻转；所述本体部(5)的回转工作台通过左摆动液压油缸(11)和右摆动液压油缸(12)驱动其左右旋转。

3.根据权利要求1所述的隧道用自动截割掘锚一体机，其特征在于，所述支撑部(4)有多处，均为升降结构，其中两处与行走部(3)侧面连接，另两处与本体部(5)的后端连接。

4.根据权利要求1所述的隧道用自动截割掘锚一体机，其特征在于，所述截割部(1)包括：截割头(1-1)、截割臂(1-2)、截割减速机(1-3)、截割部伸缩油缸(1-4)、夹紧油缸(1-5)、截割电机(1-6)和电机架体(1-7)；

所述截割头(1-1)、截割臂(1-2)、截割减速机(1-3)、截割电机(1-6)依次连接在一起且同步运动，且整体通过夹紧油缸(1-5)与电机架体(1-7)固定；所述截割部伸缩油缸(1-4)两端连接截割减速机(1-3)和电机架体(1-7)，通过截割部伸缩油缸(1-4)可推动截割头(1-1)、截割臂(1-2)、截割减速机(1-3)、截割电机(1-6)一起在电机架体(1-7)中滑动。

5.根据权利要求1所述的隧道用自动截割掘锚一体机，其特征在于，所述隧道用自动截割掘锚一体机还包括：液压系统(6)、电气系统(10)以及水路系统(9)；

所述液压系统(6)与截割部(1)、铲板部(2)、运输机部(8)、本体部(5)、行走部(3)、支撑部(4)、钻锚机构(7)中的至少一者连接，并为其中的至少一者提供动力；

所述电气系统(10)与截割部(1)、铲板部(2)、运输机部(8)、本体部(5)、行走部(3)、支撑部(4)、钻锚机构(7)、水路系统(9)、液压系统(6)中的至少一者连接，并为其中的至少一者提供信号；

所述水路系统(9)与截割部(1)、运输机部(8)、本体部(5)、液压系统(6)、钻锚机构(7)中的至少一者连接，并为其中的至少一者供水。

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