CN220705708U - 掘进机清渣装置、掘进机清渣系统和掘进机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种掘进机清渣装置、掘进机清渣系统和掘进机，掘进机清渣装置包括：移动平台(1)，包括沿掘进机的长度方向和宽度方向均可移动的承载部件(114)；机械臂(2)，包括安装在承载部件(114)上且相对于承载部件(114)可俯仰摆动的臂架(201)和驱动臂架(201)俯仰摆动的俯仰驱动部件(202)；清渣组件(3)，包括可转动地安装在机械臂(2)上的转动部件(301)、安装在转动部件(301)上并沿转动部件(301)的周向布置的多个翅片(302)和驱动转动部件(301)转动的转动驱动部件(307)，相对于挖掘斗式的清渣机构，清渣组件(3)的转动部件(301)持续转动以持续清渣，该清渣装置可连续作业，有利于提高清渣效率。

Description

掘进机清渣装置、掘进机清渣系统和掘进机

技术领域

本实用新型涉及隧道掘进技术领域，具体而言，涉及一种掘进机清渣装置、掘进机清渣系统和掘进机。

背景技术

针对矿用(如煤矿岩巷、瓦斯治理巷)TBM(Tunnel Boring Machine，)掘进隧洞地质多为破碎断层、泥岩，TBM下部盾体、撑靴、支撑腿对洞壁接触、挤压会产生渣石，梁上锚杆钻机打锚杆、挂网片也会时不产生渣石掉落，该积渣若不及时清理往往影响后配套皮带和拖车行进；TBM梁下机械辅助清渣操作空间极其有限，严重影响清渣效率，进而制约矿用TBM掘进。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种有利于提高清渣效率的掘进机清渣装置、掘进机清渣系统和掘进机。

根据本实用新型实施例的一个方面，本实用新型提供了一种掘进机清渣装置，掘进机清渣装置包括：

移动平台，包括沿掘进机的长度方向和宽度方向均可移动的承载部件；

机械臂，包括安装在承载部件上且相对于承载部件可俯仰摆动的臂架和驱动臂架俯仰摆动的俯仰驱动部件；以及

清渣组件，包括可转动地安装在机械臂上的转动部件、安装在转动部件上并沿转动部件的周向布置的多个翅片和驱动转动部件转动的转动驱动部件。

在一些实施例中，清渣组件包括沿转动部件的轴向并排布置的多组翅片，每组翅片包括沿转动部件的周向布置的多个翅片。

在一些实施例中，相邻两组翅片在转动部件的周向上错位布置。

在一些实施例中，翅片的远离转动部件的一端的边缘为弧形以与隧道的轮廓拟合。

在一些实施例中，翅片的远离转动部件的一端被配置成在转动的过程中与隧道臂相切。

在一些实施例中，翅片的至少远离转动部件的一端设置有耐磨材料层。

在一些实施例中，翅片沿远离转动部件的方向逐渐向转动部件的转动方向的下游弯曲。

在一些实施例中，转动部件包括筒状部件，转动驱动部件套设在筒状部件内，转动驱动部件包括与臂架连接的固定部和相对于固定部转动且与筒状部件连接的转动部。

在一些实施例中，机械臂包括并排设置的两个臂架，两个臂架分别位于筒状部件的沿筒状部件的轴向的两端，一个臂架与转动驱动部件的固定部连接，另一个臂架与筒状部件通过轴承组件连接，轴承组件包括轴承和安装在轴承上的连接轴，轴承和连接轴中的一个与臂架连接，另一个与筒状部件连接。

在一些实施例中，机械臂还包括设在清渣组件的沿转动部件的轴向的端部的积渣挡板，以限制被翅片抛撒的积渣向清渣组件的侧部外溢。

在一些实施例中，移动平台包括：

安装基座；

移动部件，与安装基座连接且相对于安装基座沿长度方向可移动，移动部件与承载部件连接，以带动承载部件相对于安装基座沿长度方向移动，承载部件相对于移动部件沿宽度方向移动；

第一驱动部件，驱动移动部件相对于安装基座沿掘进机的长度方向移动；以及

第二驱动部件，驱动承载部件相对于移动部件沿宽度方向移动。

根据本发明的另一方面，本实用新型提供了一种掘进机清渣系统，掘进机清渣系统包括上述的掘进机清渣装置。

根据本发明的另一方面，本实用新型提供了一种掘进机，掘进机包括上述的掘进机清渣系统

应用本实用新型的技术方案，相对于挖掘斗式的清渣机构，清渣组件的转动部件持续转动以持续清渣，该清渣装置可连续作业，有利于提高清渣效率。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型的实施例的掘进机清渣装置的工作状态示意图；

图2示出了本实用新型的实施例的掘进机清渣装置的立体的结构示意图；

图3示出了本实用新型的实施例的掘进机清渣装置的另一角度的立体结构示意图；

图4示出了本实用新型的实施例的掘进机清渣装置的清渣组件的立体结构示意图；

图5示出了本实用新型的实施例的掘进机清渣装置的清渣组件的局部剖视的结构示意图；

图6示出了本实用新型的实施例的掘进机清渣装置的清渣组件的局部剖视的结构示意图；

图7示出了本实用新型的实施例的掘进机清渣装置的移动平台的结构示意图；以及

图8示出了本实用新型的实施例的掘进机清渣装置的移动平台的另一角度结构示意图。

1、移动平台；101、安装基座；102、第一轨道；103、第一驱动部件；104、第一耳板；105、液压缸固定座；106、第二耳板；107、第一滑块；108、移动部件；109、第二轨道；110、第二滑块；111、第二驱动部件；112、第三耳板；113、第四耳板；114、承载部件；115、第五耳板；116、第六耳板；

2、机械臂；201、臂架；202、俯仰驱动部件；203、管道；204、第三连接部件；205、轴端防转盖；206、积渣挡板；

3、301、转动部件；302、翅片；303、耐磨材料层；304、第二连接部件；305、连接轴；306、第一连接部件；307、转动驱动部件；308、轴承座；309、轴承盖；310、轴承。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

结合图1至2和7至8所示，本实施例的掘进机清渣装置包括移动平台1、机械臂2和清渣组件3。

移动平台1包括沿掘进机的长度方向和宽度方向均可移动的承载部件114。机械臂2包括安装在承载部件114上且相对于承载部件114可俯仰摆动的臂架201和驱动臂架201俯仰摆动的俯仰驱动部件202。

在一些实施例中，俯仰驱动部件202包括液压缸，液压缸201的一端与移动平台1的承载部件114铰接，另一端与臂架201铰接，液压缸伸缩的过程中带动臂架201相对于承载部件114俯仰摆动。

结合图4至6所示，清渣组件3包括可转动地安装在机械臂2上的转动部件301、安装在转动部件301上并沿转动部件301的周向布置的多个翅片302和驱动转动部件301转动的转动驱动部件307。

在本实施例中，清渣组件3可在移动平台1的承载部件114的带动下沿掘进机的长度方向和宽度方向移动，以在隧道的长度方向和宽度方向上调整位置。进一步地，清渣组件3还可在机械臂2的带动下俯仰摆动以调整清渣组件3的高度，因此清渣组件3可对隧道内的多个位置的积渣进行清理。相对于挖掘斗式的清渣机构，清渣组件3的转动部件301持续转动以持续清渣，该清渣装置可连续作业，有利于提高清渣效率。

转动部件301的轴向平行于掘进机的宽度方向，转动部件301在移动平台1的承载部件114的带动下沿掘进机的宽度方向调整位置可实现对隧道的宽度方向的多个位置的积渣进行清理。

清渣组件3在机械臂2的臂架201的带动下俯仰摆动可调整清渣组件3扒刨积渣的进给量和/或进给速度，有利于在保证翅片302不被损坏的前提下提高清渣效率。

在一些实施例中，清渣组件3包括沿转动部件301的轴向并排布置的多组翅片，每组翅片包括沿转动部件301的周向布置的多个翅片302。在转动部件301的轴向上相邻的两个翅片302间隔设置，相对于采用在转动部件301的轴向上尺寸较大的板状的翅片，本实施例的清渣组件3有利于将积渣破碎为较小尺寸的渣块，以利于位于清渣装置后方的积渣运输装置运输被清渣组件3扒刨到后方的渣块。

例如，当积渣为固结的泥浆时，被清渣组件3扒刨起的渣块的体积与翅片302沿转动部件301的轴向的尺寸正相关，翅片302沿转动部件301的轴向的尺寸越大，被清渣组件3扒刨后形成的渣块的尺寸往往越大，而在本实施例中，在轴向上相邻的两个翅片302间隔设置，有利于使渣块在两个翅片302之间的位置断裂，从而形成较小的渣块，以利于积渣运输装置的运输。当然，本实施例的清渣组件还可清理碎石、泥土和渣石等多种积渣。

在一些实施例中，相邻两组翅片在转动部件301的周向上错位布置，在转动部件301轴向上相邻的两个翅片302在周向上并不平齐，而是错位布置，有利于将积渣“铰断”以形成尺寸较小的渣块。进一步地，也利于增加清渣组件对积渣的扰动频率，以使积渣破碎和与隧道壁分离。

在一些实施例中，翅片302的远离转动部件301的一端的边缘为弧形以与隧道的轮廓拟合。翅片302的纵向边缘拟合为隧道仿形面。翅片302的转动形成的切割轮廓线与隧道的轮廓一致，在保证清理干净积渣的同时，有利于避免翅片302对隧道壁产生伤害和翅片302因与隧道壁接触而产生的磨损。

结合图4至6所示，清渣组件3包括沿转动部件301的轴向布置的三组翅片，翅片302的远离转动部件301的边缘为弧线形，且位于中间位置的一组翅片302的长度高于位于两侧的翅片302的长度，清渣组件3的沿转动部件301的轴向并排布置的多组翅片转动形成的切割轮廓线为与隧道壁的轮廓拟合的弧线型。

在一些实施例中，翅片302的远离转动部件301的一端被配置成在转动的过程中与隧道臂相切，以将与隧道壁接触的积渣清理干净的同时，有利于避免对隧道壁产生伤害和翅片302因与隧道壁接触而产生的磨损。

在一些实施例中，翅片302的至少远离转动部件301的一端设置有耐磨材料层303，以提高清渣组件3的使用寿命，减少因维护或更换清渣组件3对工期造成的影响。

在一些实施例中，翅片2沿远离转动部件301的方向逐渐向转动部件301的转动方向的下游弯曲，有利于实现翅片302转动的过程中与隧道壁的相切。

转动驱动部件307包括液压马达或电机，参见图7和8，机械臂2包括用于容纳与转动驱动部件307连接的油管和/或线束的管道203，管道203用于保护与转动驱动部件307的油管/线束等。

在一些实施例中，转动部件301包括筒状部件，转动驱动部件307套设在筒状部件内，转动驱动部件307包括与臂架201连接的固定部和相对于固定部转动且与筒状部件连接的转动部。将转动驱动部件307设在筒状部件内，有利于使得清渣组件3的结构紧凑，以使清渣组件3可灵活的移动到隧道内的多个位置，有利于避免或减少清渣组件3不能到达的死角。

在一些实施例中，机械臂2包括并排设置的两个臂架201，两个臂架201分别位于筒状部件的沿筒状部件的轴向的两端，一个臂架201与转动驱动部件307的固定部连接，另一个臂架201与筒状部件通过轴承组件连接，轴承组件包括轴承310和安装在轴承310上的连接轴305，轴承310和连接轴305中的一个与臂架201连接，另一个与筒状部件连接。转动部件301的两端分别与两个臂架201可转动地连接，有利于提高结构稳固性。

结合图4至6所示，转动驱动部件307套设在筒状部件内并位于筒状部件的沿轴向的第一端，转动驱动部件307的靠外的一端为固定部，转动驱动部件307的靠内的一端为转动部，筒状部件内设置有连接转动部与筒状部件的第一连接部件306。在一些实施例中，第一连接部件306包括连接法兰。

如图4所示，筒状部件的外端设置有与转动驱动部件307的固定部连接的第二连接部件304，在一些实施例中，第二连接部件304包连接法兰。

如图2所示，位于筒状部件的第一端的臂架201上设置有第三连接部件204，第三连接部件204与第二连接部件304固定连接。在一些实施例中，第三连接部件204包括连接法兰。

如图6所示，筒状部件的第二端与另一臂架201通过轴承组件连接。具体地，筒状部件的第二端设置有轴承座308，轴承座308套设在筒状部件内并与筒状部件固定连接，轴承310安装在轴承座308上。连接轴305安装在轴承310的内圈上，并与位于筒状部件的第二端的臂架201连接，该臂架201与连接轴305固定连接。

轴承座308上设有限制轴承310向筒状部件内部移动的限位结构。连接轴305上设有抵靠轴承310的内圈以对轴承310的内圈进行轴向限位的轴肩，该轴肩位于轴承310的远离轴承座308的限位结构的一侧，以限制轴承310向筒状部件的外侧移动。因此，轴承310的两侧分别被轴承座308的限位结构和连接轴305的轴肩限位。

位于筒状部件的第二端的臂架201上设置有轴孔，连接轴305穿设在轴孔中。臂架201的远离清渣组件3的一侧安装有轴端防转盖205，轴端防转盖205相对于与臂架201固定，并设置有防止连接轴305转动的异形卡槽。进一步地，轴端防转盖205还可限制连接轴305向筒状部件的外侧窜动。连接轴305的轴肩与轴承310的内圈抵接，轴承310可防止连接轴305向筒状部件内部窜动。

清渣组件还包括与筒状部件连接的轴承盖309，轴承盖309用于轴承310外圈轴向限位及端部防护。

在一些实施例中，机械臂2还包括设在清渣组件3的沿转动部件301的轴向的端部的积渣挡板206，以限制被翅片302抛撒的积渣向清渣组件3的侧部外溢，有利于保证将积渣引导至后方的积渣运输装置上。

结合图7和8所示，移动平台1包括安装基座101、移动部件108、第一驱动部件103和第二驱动部件111。

移动部件108与安装基座101连接且相对于安装基座101沿掘进机的长度方向可移动，移动部件108与承载部件114连接，以带动承载部件114相对于安装基座101沿掘进机的长度方向移动，承载部件114相对于移动部件108沿掘进机的宽度方向可移动。

第一驱动部件103驱动移动部件108相对于安装基座101沿掘进机的长度方向移动。第二驱动部件111驱动承载部件114相对于移动部件108沿掘进机的宽度方向移动。

参见图7，安装基座101上设置有沿掘进机的长度方向延伸的第一轨道102，移动部件108上连接有与第一轨道102滑动配合的第一滑块107，第一轨道102引导移动部件108相对于安装基座101沿掘进机的长度方向移动。

安装基座101上设置有用于连接第一驱动部件103的第一耳板104，移动部件108上设置有用于连接第一驱动部件103的第二耳板106，第一驱动部件103的两端分别与第一耳板104和第二耳板106连接。第一耳板104和第二耳板106沿掘进机的长度方向布置。

在一些实施例中，第一驱动部件103包括液压缸，液压缸伸缩的过程中带动移动部件108相对于安装基座101沿掘进机的长度方向移动。安装基座101上还设置有液压缸固定座105。

在一些实施例中，安装基座101位于移动部件108的上方，第一轨道102、第一滑块107和第一驱动部件103位于安装基座101和移动部件108之间。

如图8所示，移动部件108上设置有沿掘进机的宽度方向延伸的第二轨道109，承载部件114上设置有与第二轨道109滑动配合的第二滑块110。第二轨道109引导承载部件相对于与移动部件108沿掘进机的宽度方向移动。

移动部件108上设有用于连接第二驱动部件111的第三耳板112，承载部件114上设有用于连接第二驱动部件111的第三耳板113，第二驱动部件111的两端分别与第三耳板112和第四耳板113连接。第三耳板112和第四耳板113沿掘进机的宽度方向布置。

在一些实施例中，第二驱动部件111包括液压缸，液压缸伸缩的过程中带动承载部件114相对于移动部件108沿掘进机的宽度方向移动。

承载部件114位于移动部件108的下方，第二轨道109、第二滑块110和第二驱动部件111位于承载部件114和移动部件108之间。承载部件114的下方设置有用于连接臂架201的第五耳板115和用于连接俯仰驱动部件202的第六耳板116。

臂架201的一端与第五耳板115铰接，臂架201的另一端安装有清渣组件3，俯仰驱动部件202的一端与第六耳板116铰接，另一端与臂架铰接，俯仰驱动部件202伸缩的过程中带动臂架201俯仰摆动。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种掘进机清渣系统，掘进机清渣系统包括上述的掘进机清渣装置。掘进机清渣系统还包括设置在清渣装置的后方、用于运输被清渣装置清理下来的积渣的积渣运输装置。在一些实施例，积渣运输装置包括传送带。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种掘进机，掘进机包括上述的掘进机清渣系统。上述的清渣装置的移动平台1的安装基座101安装在掘进机的主梁上。

以上仅为本实用新型的示例性实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种掘进机清渣装置，其特征在于，包括：

移动平台(1)，包括沿掘进机的长度方向和宽度方向均可移动的承载部件(114)；

机械臂(2)，包括安装在所述承载部件(114)上且相对于所述承载部件(114)可俯仰摆动的臂架(201)和驱动所述臂架(201)俯仰摆动的俯仰驱动部件(202)；以及

清渣组件(3)，包括可转动地安装在所述机械臂(2)上的转动部件(301)、安装在所述转动部件(301)上并沿所述转动部件(301)的周向布置的多个翅片(302)和驱动所述转动部件(301)转动的转动驱动部件(307)。

2.根据权利要求1所述的掘进机清渣装置，其特征在于，所述清渣组件(3)包括沿所述转动部件(301)的轴向并排布置的多组翅片，每组翅片包括沿所述转动部件(301)的周向布置的多个翅片(302)。

3.根据权利要求2所述的掘进机清渣装置，其特征在于，相邻两组翅片在所述转动部件(301)的周向上错位布置。

4.根据权利要求1所述的掘进机清渣装置，其特征在于，所述翅片(302)的远离所述转动部件(301)的一端的边缘为弧形以与隧道的轮廓拟合。

5.根据权利要求1所述的掘进机清渣装置，其特征在于，所述翅片(302)的远离所述转动部件(301)的一端被配置成在转动的过程中与隧道臂相切。

6.根据权利要求1所述的掘进机清渣装置，其特征在于，所述翅片(302)的至少远离所述转动部件(301)的一端设置有耐磨材料层(303)。

7.根据权利要求1所述的掘进机清渣装置，其特征在于，所述翅片(302)沿远离所述转动部件(301)的方向逐渐向所述转动部件(301)的转动方向的下游弯曲。

8.根据权利要求1所述的掘进机清渣装置，其特征在于，所述转动部件(301)包括筒状部件，所述转动驱动部件(307)套设在所述筒状部件内，所述转动驱动部件(307)包括与所述臂架(201)连接的固定部和相对于所述固定部转动且与所述筒状部件连接的转动部。

9.根据权利要求8所述的掘进机清渣装置，其特征在于，所述机械臂(2)包括并排设置的两个臂架(201)，两个所述臂架(201)分别位于所述筒状部件的沿所述筒状部件的轴向的两端，一个所述臂架(201)与所述转动驱动部件(307)的固定部连接，另一个所述臂架(201)与所述筒状部件通过轴承组件连接，所述轴承组件包括轴承(310)和安装在所述轴承(310)上的连接轴(305)，所述轴承(310)和所述连接轴(305)中的一个与所述臂架(201)连接，另一个与所述筒状部件连接。

10.根据权利要求1所述的掘进机清渣装置，其特征在于，所述机械臂(2)还包括设在所述清渣组件(3)的沿所述转动部件(301)的轴向的端部的积渣挡板(206)，以限制被所述翅片(302)抛撒的积渣向所述清渣组件(3)的侧部外溢。

11.根据权利要求1所述的掘进机清渣装置，其特征在于，所述移动平台(1)包括：

安装基座(101)；

移动部件(108)，与所述安装基座(101)连接且相对于所述安装基座(101)沿所述长度方向可移动，所述移动部件(108)与所述承载部件(114)连接，以带动所述承载部件(114)相对于所述安装基座(101)沿所述长度方向移动，所述承载部件(114)相对于所述移动部件(108)沿所述宽度方向移动；

第一驱动部件(103)，驱动所述移动部件(108)相对于所述安装基座(101)沿所述掘进机的长度方向移动；以及

第二驱动部件(111)，驱动所述承载部件(114)相对于所述移动部件(108)沿所述宽度方向移动。

12.一种掘进机清渣系统，其特征在于，包括权利要求1至11中任一项所述的掘进机清渣装置。

13.一种掘进机，其特征在于，包括权利要求12所述的掘进机清渣系统。