[发明专利]一种用于全断面掘进机单滚刀更换的液压机械臂

权利要求书

1.一种用于全断面掘进机单滚刀更换的液压机械臂，其特征在于：包括滑轨机构、滑动板(1)、第一折叠臂(5)、基本臂(7)、伸缩臂(10)、第二折叠臂(12)和第三折叠臂(15)，所述滑轨机构包括底板(24)、直线滑轨(26)、第二螺栓组(28)、滑块(27)、丝杠(29)和电机(25)，底板(24)沿宽度方向的两侧分别通过第二螺栓组(28)安装有两条直线滑轨(26)，两条直线滑轨(26)上均滑动安装有两个滑块(27)，丝杠(29)两端通过固定于底板(24)两端的丝杠座安装于底板(24)上，丝杠(29)位于两条直线滑轨(26)中间且与直线滑轨(26)相平行，丝杠(29)其中一端与电机(25)输出轴相连；

滑动板(1)底部通过四个滑块(27)滑动安装于两条直线滑轨(26)上，滑动板(1)沿长度方向的两侧分别布置有两个滑块(27)且位于同一侧的两个滑块(27)对称布置，滑动板(1)底部中间通过丝杠螺母安装于丝杠(29)上，第一折叠臂(5)下端与位于滑动板(1)上端面中部的支承座铰接相连，第一折叠臂(5)上端与基本臂(7)一端通过铰接相连；伸缩臂(10)一端伸入基本臂(7)内部空腔，伸缩臂(10)另一端从基本臂(7)另一端端口伸出后与第二折叠臂(12)一端中部相连，伸缩臂(10)沿基本臂(7)内部空腔来回伸缩；第二折叠臂(12)另一端与第三折叠臂(15)一端铰接相连；

滑动板(1)上端面两侧分别固定有液压缸安装座，第一液压缸(3)一端与靠近电机(25)的液压缸安装座铰接相连，第一液压缸(3)另一端的活塞杆铰接安装至第一折叠臂(5)靠近电机(25)一侧的侧面中部，第二液压缸(8)一端与远离电机(25)的液压缸安装座铰接相连，第二液压缸(8)另一端的活塞杆铰接安装至基本臂(7)下表面中部；第四液压缸(19)一端铰接安装至位于基本臂(7)外的伸缩臂(10)下表面，第四液压缸(19)另一端的活塞杆与第二折叠臂(12)一端下部铰接相连；第三液压缸(13)一端与第二折叠臂(12)一端上部铰接相连，第三液压缸(13)另一端的活塞杆与第三折叠臂(15)另一端上部铰接相连；

所述液压机械臂整体置于机械臂安装空间(30)内进行作业，液压机械臂的第三折叠臂(15)另一端端面用于安装末端执行机构，末端执行机构在液压机械臂的带动下伸出机械臂安装空间实现卸刀和装刀；

所述机械臂安装空间尺寸为1m×1m×3m，出口的闸阀通径为650mm。

2.根据权利要求1所述的一种用于全断面掘进机单滚刀更换的液压机械臂，其特征在于：每个所述的滑块(27)分别通过第一螺栓组(21)安装于滑动板(1)底部。

3.根据权利要求1所述的一种用于全断面掘进机单滚刀更换的液压机械臂，其特征在于：所述液压机械臂的卸刀工作过程如下：

S1：打开机械臂安装空间靠近刀盘处的闸阀(31)出口；

S2：第一液压缸(3)活塞杆伸出后带动第一折叠臂(5)向上抬起，同时调整第二液压缸(8)的活塞杆伸出量使得基本臂(7)与伸缩臂(10)保持水平，直至伸缩臂(10)的中心轴线与机械臂安装空间靠近刀盘处的闸阀(31)出口中心轴线接近；然后通过调整第四液压缸(19)和第三液压缸(13)活塞杆的伸出量，使得第二折叠臂(12)与第三折叠臂(15)保持水平，第三折叠臂(15)远离第二折叠臂(12)一端的端面正对闸阀(31)出口；控制电机(25)转动，丝杠(29)在电机(25)的带动下转动，滑动板(1)在丝杠(29)带动以及滑块(27)的导向作用下沿直线滑轨(26)朝闸阀(31)出口平移；

S3：伸缩臂(10)朝闸阀(31)出口方向伸出使得末端执行机构接近全断面掘进机刀盘(33)，通过调整第四液压缸(19)和第三液压缸(13)活塞杆的伸出量使得安装于第三折叠臂(15)上的末端执行机构靠近换刀位置处，通过末端执行机构卸下旧滚刀(34)；

S4：液压机械臂带着旧滚刀(34)沿S2和S3的路径返回，旧滚刀(34)在外部刀具运输机构的作用下运出，完成拆卸旧滚刀(34)的作业过程。

4.根据权利要求3所述的一种用于全断面掘进机单滚刀更换的液压机械臂，其特征在于：所述液压机械臂的装刀工作过程如下：首先液压机械臂的末端执行机构接收外部刀具运输机构运送的新刀具，液压机械臂按权利要求3所述的S1和S2的方式运动，直至末端执行机构靠近装刀位置处，通过末端执行机构安装新滚刀，新滚刀安装完毕后液压机械臂沿权利要求3所述的S1和S2的路径返回，关闭机械臂安装空间靠近刀盘处的闸阀(31)出口，完成安装新滚刀的作业过程。