[发明专利]一种基于TBM机器人换刀的新型一体化滚刀结构有效
申请号: | 201811325126.0 | 申请日: | 2018-11-08 |
公开(公告)号: | CN109236316B | 公开(公告)日: | 2020-01-17 |
发明(设计)人: | 霍军周;郭凯;孟智超;鲍有能 | 申请(专利权)人: | 大连理工大学 |
主分类号: | E21D9/11 | 分类号: | E21D9/11 |
代理公司: | 21200 大连理工大学专利中心 | 代理人: | 温福雪;侯明远 |
地址: | 116024 辽*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | 本发明属于隧道掘进装备技术领域,提供了一种应用于TBM机器人换刀的新的一体化滚刀结构,主要由刀箱、滚刀、滚刀安装架、自动伸缩装置和抓杆组成。该新型滚刀配合换刀机械手和末端执行器可以可靠的实现TBM的自动换刀任务,并且使机器人换刀的任务得到简化,缩短了换刀的时间,提高了隧道掘进的效率,降低了经济成本同时保障了施工人员的人身安全。 | ||
搜索关键词: | 换刀 滚刀 机器人 隧道掘进 自动伸缩装置 换刀机械手 末端执行器 滚刀安装 经济成本 人身安全 新型滚刀 装备技术 自动换刀 一体化 刀箱 抓杆 施工 配合 应用 | ||
【主权项】:
1.一种基于TBM机器人换刀的新型一体化滚刀结构,其特征在于,所述的新型一体化滚刀结构包括刀箱(1)、滚刀(2)、滚刀安装架(3)、自动伸缩装置(4)和抓杆(5);/n所述的刀箱(1),主要由刀箱连接板和刀箱侧板拼接组成,两刀箱连接板相对布置,两刀箱侧板相对布置;刀箱侧板的内型面与滚刀安装架(3)的支撑板型面相适应,以实现一体化滚刀安装时的限位;刀箱侧板上部开有孔槽,孔槽的形状和长度与伸缩板(4-1)相适应,以实现滚刀装配体的固定、传力和受力;/n所述的滚刀(2)通过螺栓与滚刀安装架(3)相连接,以实现滚刀(2)的安装;/n所述的滚刀安装架(3)包括中间连接板、支撑架和支撑板,支撑板上设有孔,用于滚刀安装架(3)与滚刀(2)的连接;中间连接板与支撑板上下配合,二者所成的型面与刀箱侧板的内型面相互配合;支撑架将两中间连接板连为一体,其上设有螺纹孔、轴承安装孔和导向槽;螺纹孔位于支撑架顶面的中间位置,用于实现滚刀安装架(3)与轴承端盖(4-3)的连接;轴承安装孔用于实现轴承(4-6)在滚刀安装架(3)中的定位与安装;导向槽位于支撑板两侧,其形状和长度与伸缩板(4-1)的外形相适应,以实现伸缩板(4-1)在滚刀安装架(3)内的安装和按预定轨迹的滑动;/n所述的自动伸缩装置(4)包括伸缩板(4-1)、推杆(4-2)、轴承端盖(4-3)、螺杆(4-4)、螺母(4-5)和轴承(4-6);螺杆(4-4)通过轴承(4-6)来实现定位和支承,轴承端盖(4-3)用于对轴承(4-6)的密封,防止外界碎石、灰尘进入破坏轴承,并且防止润滑油脂的泄露;螺母(4-5)与螺杆(4-4)为螺纹副配合,通过旋转螺杆(4-4)来实现螺母(4-5)的直线往复运动;此时螺纹副自锁,螺纹副配合应满足以下关系:/nΦ<α (1)/n其中:Φ为螺纹升角;α为螺纹的当量摩擦角;/n伸缩板(4-1)安装固定在支撑板的导向槽中,伸缩板(4-1)只沿导向槽作直线运动一个自由度;推杆(4-2)的一端与螺母(4-5)铰接,推杆(4-2)的另一端与伸缩板(4-1)铰接,推杆(4-2)相对于螺母(4-5)和伸缩板(4-1)运动;螺母(4-5)作直线往复运动进而通过推杆(4-2)推动伸缩板(4-1)作直线运动,从而控制伸缩板(4-1)伸出时进入刀箱侧板上的孔槽卡死,滚刀(2)进入工作状态,缩回时伸缩板(4-1)从孔槽内脱离,滚刀(2)从刀箱(1)内取出;此时应不能使伸缩板(4-1)自锁并具有良好的传力性能,应满足以下条件:/nγ
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