CN217857895U - 一种伸缩驱动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种伸缩驱动机构，其包括内部中空且一端开口的固定筒，固定筒的内部活动设置有用于连接机械臂的驱动座，固定筒内侧壁的延伸方向上设置有齿条和若干导向杆，驱动座同时滑动套设在若干导向杆上，驱动座上设置有驱动电机，驱动电机的转轴上设置有齿轮，齿轮与齿条相啮合，驱动座设置有限位机构，机械臂和驱动电机均与控制器电连接；本方案通过驱动座可将机械臂从冲刷孔位处送入，使机械臂前端的高压喷头靠近刀盘背面，从而降低高压喷头的动能损失，提高对刀盘的冲刷清洗效果。

Description

一种伸缩驱动机构

技术领域

本实用新型涉及盾构机刀盘冲洗技术领域，具体涉及一种伸缩驱动机构。

背景技术

随着规划拟建隧道穿越的地质条件日趋复杂多变，对盾构机施工性能也提出了全新的挑战，而刀盘作为盾构机开挖地层的“铁齿钢牙”，其破排性能尤为重要；在面对复杂交错的地层施工时，刀盘破碎性能常受到其梳排性能的影响，如刀盘上固结泥饼或集结碴石后，会引发刀盘推进力增大、刀盘发热升温、掌子面开挖困难等风险，严重时可能引起掌子面失稳地面塌陷、地表过量沉降建筑物垮塌等事故。

目前针对刀盘上固结的泥饼和碴石的处理方案，主要是依据在盾构机的刀盘隔板上设置固定的冲刷孔位，并通过冲刷系统进行冲刷清洗，但冲刷水柱均需要经过土仓内一段距离的泥浆混合物后，才能到达刀盘背面，这极大的降低了冲刷水柱的动能，冲刷顽固的泥饼时，不仅能耗大，而且效果差；故需要通过机械臂将清洗喷头从冲刷孔位处伸入并靠近刀盘背面，才能达到良好的冲刷清洗效果，而现有驱动机械臂的伸缩机构结构复杂、占用空间大、可靠性差，因此急需一种配合机械臂的伸缩驱动机构，以便于机械臂的稳定伸入。

实用新型内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型提供了一种伸缩驱动机构，以实现机械臂稳定可靠地伸入，使机械臂上的清洗喷头靠近刀盘背面，从而达到良好的冲刷清洗效果。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

提供一种伸缩驱动机构，其包括内部中空且一端开口的固定筒，固定筒的内部活动设置有用于连接机械臂的驱动座，固定筒内侧壁的延伸方向上设置有齿条和若干导向杆，驱动座同时滑动套设在若干导向杆上，驱动座上设置有驱动电机，驱动电机的转轴上设置有齿轮，齿轮与齿条相啮合，驱动座设置有限位机构，机械臂的前端设置有高压喷头和识别模块，识别模块、机械臂和驱动电机均与控制器电连接。

采用上述技术方案的有益效果为：本方案通过驱动电机可带动驱动座沿导向杆来回运动，从而使与驱动座连接的机械臂来回伸缩，进而使机械臂前端的高压喷头从冲刷孔位处伸入并靠近刀盘背面，降低高压喷头的动能损失，以达到对刀盘良好的冲刷清洗效果，其中识别模块可监测高压喷头与刀盘背面的距离以及刀盘背面的清洗效果。

进一步地，限位机构包括与控制器电连接的限位油缸，限位油缸包括两个伸缩方向相反的伸缩端，两个伸缩端上均设置有限位板，固定筒的内侧壁上设置有两块卡板，两块限位板的前端分别与两块卡板的外侧端相抵接。

采用上述技术方案的有益效果为：限位机构对驱动座起限位固定的作用，通过限位油缸带动限位板与卡板的外侧端相抵接，从而使卡板对驱动座提供支撑力，抵消了高压喷头在清洗刀盘时产生的反作用力，有效地防止了驱动座反向运动；同时两块限位板相背的对称设置，使得卡板通过限位板对驱动座提供的支撑力重心平稳，使驱动座不易发生偏移。

进一步地，驱动座的外侧端设置有与控制器电连接的旋转油缸，旋转油缸的转动平面与固定筒的延伸方向垂直，机械臂设置在旋转油缸上。

采用上述技术方案的有益效果为：将机械臂设置在旋转油缸上，以实现机械臂的360度旋转，从而提高了机械臂的弯曲自由度，便于机械臂前端的高压喷头对刀盘的不同位置处进行冲刷清洗。

进一步地，若干导向杆在固定筒内侧壁的周向上均匀排布，驱动座上设置有若干与导向杆滑动配合的套筒，若干导向杆中至少有一根导向杆上间隙套设有两个套筒。

采用上述技术方案的有益效果为：导向杆对驱动座起限位导向的作用，且若干均匀排布的导向杆使驱动座重心平稳，同时至少在一根导向杆上间隙套设两个套筒，使驱动座不易发生侧向偏移的同时，减轻了导向杆受到的弯曲应力，有利于驱动座和导向杆载荷运行时的稳定性。

进一步地，固定筒的外侧壁上设置有便于搬运的吊耳。

进一步地，固定筒的开口处设置有便于连接的法兰盘，通过法兰盘可使固定筒与刀盘隔板上的冲刷孔位对接固定，且拆装方便。

进一步地，固定筒的长度大于机械臂的长度，且固定筒内部的径向尺寸大于机械臂的径向尺寸；这样设置使机械臂可完全地收缩至固定筒的内部，便于固定筒的安装以及机械臂前端的高压喷头与外部高压水源接头的连接。

附图说明

图1为伸缩驱动机构的结构示意图。

图2为驱动座的结构示意图。

图3为伸缩驱动机构与机械臂配合工作时的结构示意图。

图4为限位油缸的结构示意图。

图5为限位板与卡板相抵接时的结构示意图。

其中，1、固定筒，2、驱动座，3、齿条，4、导向杆，5、驱动电机，6、齿轮，7、高压喷头，8、识别模块，9、限位油缸，10、限位板，11、卡板，12、旋转油缸，13、套筒，14、吊耳，15、法兰盘，16、高压水源接头，17、刀盘隔板，18、冲刷孔位，19、刀盘背面，20、机械臂。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

实施例1

如图1和图2所示，本方案的伸缩驱动机构包括内部中空且一端开口的固定筒1，固定筒1的内部活动设置有用于连接机械臂20的驱动座2，固定筒1内侧壁的延伸方向上设置有一根齿条3和四根导向杆4，其中四根导向杆4在固定筒1内侧壁的周向上均匀排布，驱动座2上设置有六个套筒13，其中四个套筒13分别与四根导向杆4滑动配合，其中四根导向杆4同时对驱动座2起限位导向的作用，使驱动座2重心平稳；其余的两个套筒13为增强驱动座2的稳定性而设置，并分别与两根导向杆4滑动配合，使这两根导向杆4上均间隙的套设有两个套筒13，使驱动座2不易发生侧向偏移的同时，减轻了导向杆4受到的弯曲应力，有利于驱动座2和导向杆4载荷运行时的稳定性。

驱动座2上设置有驱动电机5，驱动电机5的转轴上设置有齿轮6，齿轮6与齿条3相啮合，驱动座2设置有限位机构，机械臂20的前端设置有高压喷头7和识别模块8，识别模块8、机械臂20和驱动电机5均与控制器电连接，其中高压喷头7通过水管与外部的高压水源接头16连接。

驱动座2的外侧端设置有旋转油缸12，旋转油缸12的转动平面与固定筒1的延伸方向垂直，机械臂20设置在旋转油缸12上，以实现机械臂20的360度旋转，从而提高了机械臂20弯曲自由度。

如图3所示，本方案通过驱动电机5可带动驱动座2沿导向杆4来回运动，并通过限位机构对驱动座2实现固定，从而使与驱动座2连接的机械臂20来回伸缩，进而使机械臂20前端的高压喷头7从冲刷孔位18处伸入并靠近刀盘背面19，高压喷头7的动能损失小，以达到对刀盘良好的冲刷清洗效果；其中识别模块8可监测高压喷头7与刀盘背面19的距离以及刀盘背面19的清洗效果，其中识别模块8可监测高压喷头7与刀盘背面19的距离以及刀盘背面19的清洗效果；具体实施时，识别模块8可包括用于测量高压喷头7与刀盘背面19之间距离的测距传感器以及用于观测刀盘背面19清洗效果的摄像头或者红外扫描仪。

特别地，固定筒1的开口处设置有便于连接的法兰盘15，通过法兰盘15与刀盘隔板17上的冲刷孔位18实现对接固定，同时将冲刷孔位18处的外部高压水源接头16与机械臂20上的高压喷头7连接，完成刀盘清洗前的准备工作；固定筒1的外侧壁上设置有便于搬运的吊耳14；固定筒1的长度大于机械臂20的长度，且固定筒1内部的径向尺寸大于机械臂20的径向尺寸；这样设置使机械臂20可完全地收缩至固定筒1的内部；同时本方案对机械臂20的结构不做限定，采用可控制其弯曲构型的现有机械臂20即可。

实施例2

如图4和图5所示，本实施例在实施例1的基础上给出了限位机构的具体方案，限位机构包括限位油缸9，限位油缸9包括两个伸缩方向相反的伸缩端，且两个伸缩端的伸缩方向为固定筒的径向，两个伸缩端上均设置有限位板10，固定筒1的内侧壁上设置有两块卡板11，两块限位板10的前端分别与两块卡板11的外侧端相抵接；限位机构对驱动座2起限位固定的作用，通过限位油缸9带动限位板10与卡板11的外侧端相抵接，从而使卡板11对驱动座2提供支撑力，抵消了高压喷头7在清洗刀盘时产生的反作用力，有效地防止了驱动座2反向运动；同时两块限位板10相背的对称设置，使得卡板11通过限位板10对驱动座2提供的支撑力重心平稳，使驱动座2不易发生偏移。

综上所述，本方案的伸缩驱动机构结构简单，操作方便，机械臂20可完全收缩至固定筒1内，对机械臂20起保护作用的同时，使机械臂20不影响固定筒1与冲刷孔位18的对接固定；同时通过驱动座2可将机械臂20从冲刷孔位18处送入，使机械臂20前端的高压喷头7靠近刀盘背面19，从而降低高压喷头7的动能损失，提高对刀盘的冲刷清洗效果。

Claims (7)

1.一种伸缩驱动机构，其特征在于，包括内部中空且一端开口的固定筒(1)，所述固定筒(1)的内部活动设置有用于连接机械臂(20)的驱动座(2)，所述固定筒(1)内侧壁的延伸方向上设置有齿条(3)和若干导向杆(4)，所述驱动座(2)同时滑动套设在若干导向杆(4)上，所述驱动座(2)上设置有驱动电机(5)，所述驱动电机(5)的转轴上设置有齿轮(6)，所述齿轮(6)与齿条(3)相啮合，所述驱动座(2)上设置有限位机构，所述机械臂(20)和驱动电机(5)均与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的伸缩驱动机构，其特征在于，所述限位机构包括与控制器电连接的限位油缸(9)，所述限位油缸(9)包括两个伸缩方向相反的伸缩端，两个所述伸缩端上均设置有限位板(10)，所述固定筒(1)的内侧壁上设置有两块卡板(11)，两块所述限位板(10)的前端分别与两块卡板(11)的外侧端相抵接。

3.根据权利要求1所述的伸缩驱动机构，其特征在于，所述驱动座(2)的外侧端设置有与控制器电连接的旋转油缸(12)，所述旋转油缸(12)的转动平面与固定筒(1)的延伸方向垂直，所述机械臂(20)设置在旋转油缸(12)上。

4.根据权利要求1所述的伸缩驱动机构，其特征在于，若干所述导向杆(4)在固定筒(1)内侧壁的周向上均匀排布，所述驱动座(2)上设置有若干与导向杆(4)滑动配合的套筒(13)，若干所述导向杆(4)中至少有一根导向杆(4)上间隙套设有两个套筒(13)。

5.根据权利要求1所述的伸缩驱动机构，其特征在于，所述固定筒(1)的外侧壁上设置有便于搬运的吊耳(14)。

6.根据权利要求1所述的伸缩驱动机构，其特征在于，所述固定筒(1)的开口处设置有便于连接的法兰盘(15)。

7.根据权利要求1所述的伸缩驱动机构，其特征在于，所述固定筒(1)的长度大于机械臂(20)的长度，且固定筒(1)内部的径向尺寸大于机械臂(20)的径向尺寸。

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