CN220415346U - 一种适用于撬毛设备的伸缩式摆动工作臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于撬毛设备的伸缩式摆动工作臂，属于机械工程领域，其包括回转机构、伸缩臂、作业工具以及油缸组件；油缸组件包括伸缩驱动油缸和变幅油缸；伸缩驱动油缸用于驱动伸缩臂伸展或收缩；伸缩臂包括中空设置的多个臂节，伸缩臂完全收缩时其它臂节依次嵌套并收缩至第一臂节内，伸缩臂完全伸展时相邻臂节之间端部套接；变幅油缸两端分别转动连接回转机构和第一臂节。由此，本实用新型能通过油缸组件的伸缩和/或摆动实现工作臂的臂长变化、俯仰变化及作业工具的施工方向变化，既能提供较大的的施工范围，又能够缩小尺寸适应于狭窄并多弯道的施工环境，还可提供破碎功能，以便后期清理地面撬下毛石，提高毛石清理效率。

Description

一种适用于撬毛设备的伸缩式摆动工作臂

技术领域

本实用新型涉及一种适用于撬毛设备的伸缩式摆动工作臂，属于机械工程技术领域。

背景技术

在地下矿山采掘作业循环中，爆破后作业现场的顶板及侧壁会有大量破碎的、不稳固的浮石。为确保现场作业人员和设备安全，需要清理这些破碎的、不稳固的浮石。到目前为止，最常用的清理浮石的方法仍是人工撬毛，即通过工人在地面手持钢钎将浮石撬动下来。但此方法清理浮石效率低，浮石掉落易砸伤撬毛工人，具有严重的安全隐患。

针对以上问题，撬毛台车的研制，实现了撬毛工作的机械化。但目前撬毛台车仍存在很多问题，例如体积大，不能在多弯道的隧道内施工。撬下的毛石无法二次破碎，后期清理地面撬下毛石难度大、成本高、效率低。

发明内容

本实用新型的目的是，提供一种适用于撬毛设备的伸缩式摆动工作臂，通过油缸组件的伸缩实现多节工作臂的臂长变化以及俯仰变化，再通过回转机构带动此伸缩式工作臂在水平面上旋转，既能够在开阔的施工场地中实现较大的的施工范围，又能够缩小尺寸适应于狭窄并多弯道的施工环境。

为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的。

本实用新型提供一种适用于撬毛设备的伸缩式摆动工作臂，包括回转机构、伸缩臂、作业工具以及油缸组件；所述油缸组件包括伸缩驱动油缸和变幅油缸；

所述伸缩驱动油缸用于驱动所述伸缩臂伸展或收缩；所述伸缩臂包括中空设置的多个臂节，所述伸缩臂完全收缩时其它臂节依次嵌套并收缩至第一臂节内，所述伸缩臂完全伸展时相邻臂节之间端部套接；

所述作业工具转动连接所述伸缩臂的最后一个臂节的外端部，用于对作业对象进行施工；

所述回转机构安装于所述撬毛设备上，所述伸缩臂的第一臂节远离作业工具的一端转动连接所述回转机构，所述变幅油缸两端分别转动连接所述回转机构和所述第一臂节。

以上技术方案中，通过伸缩驱动油缸的伸缩实现了工作臂的长短变化，通过变幅油缸的伸缩实现了工作臂的俯仰变化，当伸缩驱动油缸以及变幅油缸完全伸出时，多节臂伸展至最长并向上摆动至最高位置且作业工具进行撬毛作业，可以实现较广的撬毛范围，当伸缩驱动油缸以及变幅油缸完全收缩时，多节臂收缩至最短并向下摆动至最低位置且作业工具进行破碎作业，将大块毛石破碎成细石，以便后期清理地面撬下毛石，此时为撬毛台车整机最小尺寸，可适应于狭窄并多弯道的施工场地。

可选的，所述多个臂节还包括第二臂节以及第三臂节；

定义各臂节端部中，朝向作业工具的一端为尾端，远离作业工具的一端为首端，则所述多个臂节为完全收缩状态时，所述第二臂节仅尾端伸出至所述第一臂节外，其余部位位于所述第一臂节内，所述第三臂节仅尾端伸出至所述第二臂节外，其余部位位于所述第二臂节内；

所述多各臂节为完全伸展状态时，所述第二臂节首端连接所述第一臂节尾端，所述第二臂节尾端连接所述第三臂节首端。

可选的，所述多节臂包括第一臂节、第二臂节以及第三臂节；

所述多节臂为完全收缩状态时，所述第二臂节内置于所述第一臂节并且所述第二臂节尾端伸出所述第一臂节内，所述第三臂节内置于所述第二臂节并且所述第三臂节尾端伸出所述第二臂节内；

所述多节臂为完全伸展状态时，所述第二臂节首端连接所述第一臂节尾端，所述第二臂节尾端连接所述第三臂节首端。

可选的，所述伸缩驱动油缸设置于所述第三臂节内，其包括第一油缸和第二油缸，所述第一油缸与第二油缸平行设置；

所述第一油缸的活塞杆端部转动连接所述第一臂节的首端内壁，缸筒固定连接所述第二油缸的缸筒；

所述第二油缸的缸筒端部转动连接所述第二臂节的首端内壁，活塞杆端部转动连接所述第三臂节的尾端内壁。

以上技术方案中，所述伸缩驱动油缸运作时，所述第一油缸伸展带动所述第二油缸产生位移，所述第二油缸产生位移带动所述第二臂节和第三臂节产生相同位移伸出所述第一臂节，所述第二油缸伸展带动所述第三臂节发生位移伸出所述第二臂节；所述第二油缸收缩带动所述第三臂节发生位移缩回所述第二臂节，所述第一油缸收缩带动所述第二油缸产生位移，所述第二油缸产生位移带动所述第二臂节和第三臂节产生相同位移缩回所述第一臂节。

可选的，所述油缸组件还包括摆动缸组件；

所述摆动缸组件包括第一摆动缸和第二摆动缸，所述第一摆动缸与第二摆动缸呈十字交叉背对连接，所述第一摆动缸（15）连接所述第三臂节（4）尾端，所述第二摆动缸（16）连接所述作业工具（6）顶端，使得所述工作臂作业时，所述作业工具（6）在一球形范围内转动。

以上技术方案中，所述摆动缸组件运作时，第一摆动缸以其中心轴为旋转中心带动第二摆动缸及作业工具沿所述伸缩臂延伸方向±90°转动，第二摆动缸以其中心轴为旋转中心带动所述作业工具垂直于所述伸缩臂延伸方向±90°转动，所述第一摆动缸及第二摆动缸的动作叠加，带动所述作业工具在一半球形范围内转动。

可选的，所述撬毛设备为撬毛台车；所述回转机构包括回转减速机和回转铰座；

所述回转铰座转动安装于所述撬毛台车底板，且其底部传动连接所述回转减速机，所述回转减速机用于驱动所述回转铰座做水平方向旋转运动，进而带动所述伸缩臂做水平方向旋转运动。

可选的，所述回转铰座上部安装有铰装架，所述第一臂节的首端转动连接所述铰装架的顶部，所述变幅油缸的一端转动连接所述铰装架的下端，另一端连接所述第一臂节中部外壁。

可选的，所述作业工具为破碎锤，用于进行撬毛作业和/或破碎作业。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：

1、通过油缸组件的伸缩实现多节工作臂的臂长变化以及俯仰变化，既能够在开阔的施工场地中实现较大的的施工范围，又能够缩小尺寸使得撬毛设备能够适应于狭窄并多弯道的施工环境；

2、当变幅油缸收缩且伸缩驱动油缸全收缩，此时可提供破碎功能，对掉落地面的大块毛石进行破碎，降低后期清理地面毛石的难度，提高清理地面毛石的效率，减少清理地面毛石的成本；

3、伸缩驱动油缸保证工作臂伸出时先伸第二臂节，即伸出时先伸伸缩驱动油缸中的第一油缸，收缩时先收第三臂节，即收缩时先收伸缩驱动油缸中的第二油缸，时刻保证工作臂处于最优工况；

4、通过第一、第二摆动缸±90度的旋转带动破碎锤沿伸缩臂方向的半球范围内施工，配合回转机构带动伸缩臂在水平面上的旋转，大大增加了了破碎锤撬毛作业和破碎作业的施工范围。

附图说明

图1所示为本实用新型的一种实施例中伸缩式摆动工作臂的结构示意图；

图2所示为本实用新型的一种实施例中伸缩式摆动工作臂最大尺寸的结构示意图；

图3所示为本实用新型的一种实施例中伸缩式摆动工作臂最小尺寸的结构示意图。

图中：1、第一臂节；2、伸缩驱动油缸；3、第二臂节；4、第三臂节；5、摆动缸组件；6、作业工具；7、销轴；8、挡板；9、螺栓；10、变幅油缸；11、回转减速机；12、回转铰座；13、第一油缸；14、第二油缸；15、第一摆动缸；16、第二摆动缸；17、铰装架；18、回转铰座底座；19、摆动缸连接件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实施例提供了一种适用于撬毛设备的伸缩式摆动工作臂，其包括回转机构、伸缩臂、作业工具6以及油缸组件；所述油缸组件包括伸缩驱动油缸2和变幅油缸10；所述伸缩驱动油缸2用于驱动所述伸缩臂伸展或收缩；所述伸缩臂包括中空设置的多个臂节，所述伸缩臂完全收缩时其它臂节依次嵌套并收缩至第一臂节1内，所述伸缩臂完全伸展时相邻臂节之间端部套接；所述作业工具6转动连接所述伸缩臂的最后一个臂节的外端部，用于对作业对象进行施工；所述回转机构安装于所述撬毛设备上，所述伸缩臂的第一臂节1远离作业工具6的一端转动连接所述回转机构，所述变幅油缸10两端分别转动连接所述回转机构和所述第一臂节1。

以上技术方案中，通过伸缩驱动油缸2的伸缩实现了工作臂的长短变化，通过变幅油缸10的伸缩实现了工作臂的俯仰变化，当伸缩驱动油缸2以及变幅油缸10完全伸出时，多节臂伸展至最长并向上摆动至最高位置且作业工具6进行撬毛作业，可以实现较广的撬毛范围，当伸缩驱动油缸2以及变幅油缸10完全收缩时，多节臂收缩至最短并向下摆动至最低位置且作业工具6进行破碎作业，将大块毛石破碎成细石，以便后期清理地面撬下毛石，此时为撬毛台车整机最小尺寸，可适应于狭窄并多弯道的施工场地，不仅可适应于狭窄并多弯道的施工场地还可提供破碎功能，对掉落地面的大块毛石进行破碎，降低后期清理地面毛石的难度，提高清理地面毛石的效率，减少清理地面毛石的成本。

实施例2

如图1所述，在实施例1的基础上，本实施例还做出了如下设计。

本实施例中，所述多个臂节还包括第二臂节3以及第三臂节4；定义各臂节端部中，朝向作业工具6的一端为尾端，远离作业工具6的一端为首端，则所述多个臂节为完全收缩状态时，所述第二臂节3仅尾端伸出至所述第一臂节1外，其余部位位于所述第一臂节1内，所述第三臂节4仅尾端伸出至所述第二臂节3外，其余部位位于所述第二臂节3内；所述多各臂节为完全伸展状态时，所述第二臂节3首端连接所述第一臂节1尾端，所述第二臂节3尾端连接所述第三臂节4首端。

以上实施例中，所述三节臂上有若干孔，用以装配伸缩驱动油缸2，所述伸缩驱动油缸2通过销轴7分别与第一臂节1、第二臂节3和第三臂节4铰接，所述伸缩驱动油缸2伸缩时控制伸缩臂的伸长和收缩；变幅油缸10通过销轴7分别与回转铰座12和第一臂节1连接控制伸缩臂的仰俯变幅情况，所述变幅油缸10与第一臂节1的连接处还设有挡板8，所述销轴7与螺栓9螺旋连接并固定在挡板8上，所述变幅油缸10伸缩时，第一臂节1沿铰点做旋转运动，控制伸缩臂的俯仰变化。

本实施例中，所述伸缩驱动油缸2设置于所述第三臂节4内，其包括第一油缸13和第二油缸14，所述第一油缸13与第二油缸14平行设置；所述第一油缸13的活塞杆端部转动连接所述第一臂节1的首端内壁，缸筒固定连接所述第二油缸14的缸筒；所述第二油缸14的缸筒端部转动连接所述第二臂节3的首端内壁，活塞杆端部转动连接所述第三臂节4的尾端内壁。

所述伸缩驱动油缸2运作时，所述第一油缸13伸展带动所述第二油缸14产生位移，所述第二油缸14产生位移带动所述第二臂节3和第三臂节4产生相同位移伸出所述第一臂节1，所述第二油缸14伸展带动所述第三臂节4发生位移伸出所述第二臂节3；所述第二油缸14收缩带动所述第三臂节4发生位移缩回所述第二臂节3，所述第一油缸13收缩带动所述第二油缸14产生位移，所述第二油缸14产生位移带动所述第二臂节3和第三臂节4产生相同位移缩回所述第一臂节1。

伸缩驱动油缸2保证工作臂伸出时先伸第二臂节3，即伸出时先伸伸缩驱动油缸2中的第一油缸13，收缩时先收第三臂节4，即伸缩驱动油缸2中的第二油缸14先收缩，时刻保证工作臂处于最优工况。

为了控制所述作业工具6的施工角度变化，本实施例中，所述油缸组件还包括摆动缸组件5；所述摆动缸组件5包括第一摆动缸15和第二摆动缸16，所述第一摆动缸15与第二摆动缸16十字交叉背对连接，所述第一摆动缸15连接所述第三臂节4尾端，所述第二摆动缸16连接所述作业工具6顶端；所述工作臂作业时，所述作业工具6可在位于所述伸缩臂延伸方向末端的半球形范围内转动。

以上实施例中，所述第一摆动缸15与第二摆动缸16通过摆动缸连接件19连接，如图1所示，第一摆动缸15的摆动中心轴向可垂直于伸缩臂，第二摆动缸16的摆动中心轴垂直于第一摆动缸15的摆动中心轴。所述摆动缸连接件19一端在±90°范围内转动连接所述第一摆动缸15，另一端固定连接所述第二摆动缸16，所述摆动缸组件5运作时，第一摆动缸15以其中心轴为旋转中心带动第二摆动缸16及作业工具6在与所述伸缩臂延伸方向呈±90°夹角的范围转动，第二摆动缸16以其中心轴为旋转中心带动所述作业工具6转动，所述第一摆动缸15及第二摆动缸16的动作叠加，带动所述作业工具6在所述伸缩臂延伸方向末端的球形范围内转动，实际应用中，作业工具随第一摆动缸15和第二摆动缸16的摆动幅度变化及其叠加的运动轨迹变化范围可为半球形。

本实施例中，所述撬毛设备为撬毛台车；所述回转机构包括回转减速机11和回转铰座12；所述回转铰座12转动安装于所述撬毛台车底板，且其底部传动连接所述回转减速机11，所述回转减速机11用于驱动所述回转铰座12做水平方向旋转运动，进而带动所述伸缩臂做水平方向旋转运动。

本实施例中，所述回转铰座12上部安装有铰装架17，所述第一臂节1的首端转动连接所述铰装架17的顶部，所述变幅油缸10的一端转动连接所述铰装架17的下端，另一端连接所述第一臂节1中部外壁。

所述回转减速机11传动连接回转铰座底座18，所述回转铰座底座18固定连接所述铰装架17，所述回转减速机11运作时，所述铰装架17带动所述伸缩臂在水平方向上旋转运动。

本实施例中，所述作业工具6为破碎锤，用于进行撬毛作业和/或破碎作业。

综上实施例，如图2、图3所示，本实用新型能够根据施工场地的不同和作业类型的需要，通过伸缩驱动油缸控制工作臂的臂长变化以及保证工作臂的最优工况、通过变幅油缸控制工作臂的俯仰变化并通过摆动缸组件控制破碎锤的作业方向，相比现今撬毛设备工作臂，本新型施工范围更广，可在狭窄并弯曲的隧道内施工，并且增加了岩石破碎功能，大幅度降低了后期清理岩石的成本和提高了清理撬下岩石的清理效率。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种适用于撬毛设备的伸缩式摆动工作臂，其特征是，包括回转机构、伸缩臂、作业工具（6）以及油缸组件；所述油缸组件包括伸缩驱动油缸（2）和变幅油缸（10）；

所述伸缩驱动油缸（2）用于驱动所述伸缩臂伸展或收缩；所述伸缩臂包括中空设置的多个臂节，所述伸缩臂完全收缩时其它臂节依次嵌套并收缩至第一臂节（1）内，所述伸缩臂完全伸展时相邻臂节之间端部套接；

所述作业工具（6）转动连接所述伸缩臂的最后一个臂节的外端部，用于对作业对象进行施工；

所述回转机构安装于所述撬毛设备上，所述伸缩臂的第一臂节（1）远离作业工具（6）的一端转动连接所述回转机构，所述变幅油缸（10）两端分别转动连接所述回转机构和所述第一臂节（1）。

2.根据权利要求1所述的适用于撬毛设备的伸缩式摆动工作臂，其特征是，所述多个臂节还包括第二臂节（3）以及第三臂节（4）；

定义各臂节端部中，朝向作业工具（6）的一端为尾端，远离作业工具（6）的一端为首端，则所述多个臂节为完全收缩状态时，所述第二臂节（3）仅尾端伸出至所述第一臂节（1）外，其余部位位于所述第一臂节（1）内，所述第三臂节（4）仅尾端伸出至所述第二臂节（3）外，其余部位位于所述第二臂节（3）内；

所述多个臂节为完全伸展状态时，所述第二臂节（3）首端连接所述第一臂节（1）尾端，所述第二臂节（3）尾端连接所述第三臂节（4）首端。

3.根据权利要求2所述的适用于撬毛设备的伸缩式摆动工作臂，其特征是，

所述伸缩驱动油缸（2）设置于所述第三臂节（4）内，其包括第一油缸（13）和第二油缸（14），所述第一油缸（13）与第二油缸（14）平行设置；

所述第一油缸（13）的活塞杆端部转动连接所述第一臂节（1）的首端内壁，缸筒固定连接所述第二油缸（14）的缸筒；

所述第二油缸（14）的缸筒端部转动连接所述第二臂节（3）的首端内壁，活塞杆端部转动连接所述第三臂节（4）的尾端内壁。

4.根据权利要求3所述的适用于撬毛设备的伸缩式摆动工作臂，其特征是，所述油缸组件还包括摆动缸组件（5）；

所述摆动缸组件（5）包括第一摆动缸（15）和第二摆动缸（16），所述第一摆动缸（15）与第二摆动缸（16）呈十字交叉背对连接，所述第一摆动缸（15）连接所述第三臂节（4）尾端，所述第二摆动缸（16）连接所述作业工具（6）顶端，使得所述工作臂作业时，所述作业工具（6）在一球形范围内转动。

5.根据权利要求1-4任一项所述的适用于撬毛设备的伸缩式摆动工作臂，其特征是，所述撬毛设备为撬毛台车；所述回转机构包括回转减速机（11）和回转铰座（12）；

所述回转铰座（12）转动安装于所述撬毛台车底板，且其底部传动连接所述回转减速机（11），所述回转减速机（11）用于驱动所述回转铰座（12）做水平方向旋转运动，进而带动所述伸缩臂做水平方向旋转运动。

6.根据权利要求5所述的适用于撬毛设备的伸缩式摆动工作臂，其特征是，所述回转铰座上部安装有铰装架（17），所述第一臂节（1）的首端转动连接所述铰装架（17）的顶部，所述变幅油缸（10）的一端转动连接所述铰装架（17）的下端，另一端连接所述第一臂节（1）中部外壁。

7.根据权利要求1所述的适用于撬毛设备的伸缩式摆动工作臂，其特征是，所述作业工具（6）为破碎锤，用于进行撬毛作业和/或破碎作业。