[发明专利]一种硬岩隧道掘进机隧道底部积渣清理装置及其方法

权利要求书

1.一种硬岩隧道掘进机隧道底部积渣清理装置，其特征在于：包括末端执行器（2）、机械臂（3）、滑轨油缸（4）、滑轨（5）、滑块（6）、主梁（7），机械臂（3）包括大臂（31）、肘关节俯仰油缸（32）、底座回转摆动油缸（33）、机械臂底座（34）、肩关节俯仰摆动油缸（35）、连杆（36）、摇杆（37）、小臂（38）、腕关节俯仰油缸（39）和末端执行器（2），

其中，主梁（7）位于隧道上部正中央，滑轨（5）焊接于主梁（7）底部，滑轨（5）的安装方向和隧道底部（1）的轴向一致，定义为隧道掘进方向，滑块（6）焊接于机械臂底座（34）上，机械臂（3）通过滑块（6）悬挂在滑轨（5）上，滑轨油缸（4）缸筒一端铰接于主梁（7）上，滑轨油缸（4）的活塞杆一端与机械臂底座（34）铰接，通过滑轨油缸（4）活塞杆的伸缩实现机械臂（3）在隧道掘进方向上的平移；

所述底座回转摆动油缸（33）通过法兰盘与机械臂底座（34）上端相连，通过底座回转摆动油缸（33）输出轴的旋转实现机械臂（3）的回转运动，肩关节俯仰摆动油缸（35）通过法兰盘与机械臂底座（34）下端相连，大臂（31）通过销轴连接安装在肩关节俯仰摆动油缸（35）的输出端，通过控制肩关节俯仰摆动油缸（35）输出轴转动角度调节大臂（31）的俯仰角，肘关节俯仰油缸（32）的缸筒一端铰接在大臂（31）上，肘关节俯仰油缸（32）的活塞杆铰接于小臂（38），通过肘关节俯仰油缸（32）活塞杆的伸缩，实现小臂（38）俯仰角的调节，腕关节俯仰油缸（39）的缸筒分别铰接于小臂（38）两侧的两个固定耳，腕关节俯仰油缸（39）的活塞杆铰接于连杆（36）和摇杆（37）上，连杆（36）两端分别铰接于末端执行器顶端（23）和腕关节俯仰油缸（39）的活塞杆上，摇杆（37）两端分别铰接于小臂（38）和腕关节俯仰油缸（39）的活塞杆上，通过控制腕关节俯仰油缸（39）活塞杆的伸缩可调节末端执行器（2）的回转；

所述末端执行器（2）由末端执行器顶端（23）、末端执行器底端（22）和末端执行器驱动摆动油缸（21）组成，末端执行器驱动摆动油缸（21）的缸筒和活塞杆分别铰接于小臂（38）和末端执行器底端（22），通过控制末端执行器驱动摆动油缸（21）输出轴旋转角度实现末端执行器（2）的开合动作。

2.一种根据权利要求1所述装置的硬岩隧道掘进机底部积渣清理方法，其特征在于：处理粒径超过末端执行器（2）开口尺寸的渣石时，末端执行器（2）在末端执行器驱动摆动油缸（21）的驱动下，由末端执行器顶端（23）和末端执行器底端（22）配合夹取渣石；处理粒径小于末端执行器（2）开口尺寸的渣石时，末端执行器驱动摆动油缸（21）不动作，末端执行器（2）在腕关节俯仰油缸（39）驱动下铲取积渣。