專利名稱：一種掘進(jìn)機(jī)及其輔助裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種用于掘進(jìn)機(jī)的輔助裝置。本發(fā)明還涉及
一種包括上述輔助裝置的掘進(jìn)機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)于建筑工程機(jī)械尤其是掘進(jìn)機(jī)的需求日益 增大。 在隧道的建造過程中，多使用盾構(gòu)式掘進(jìn)機(jī)對(duì)隧道進(jìn)行前期的挖掘作業(yè)。盾構(gòu)式 掘進(jìn)機(jī)的基本工作原理為，通過其前端圓柱體帶旋刀的護(hù)盾對(duì)其前方的土壤進(jìn)行挖掘，同 時(shí)沿隧道軸線向前推進(jìn)。上述護(hù)盾對(duì)挖掘出的還未襯砌的隧道段具有臨時(shí)支撐的作用，承 受周圍土層的壓力，挖掘、排土、襯砌等作業(yè)在護(hù)盾的掩護(hù)下進(jìn)行。使用盾構(gòu)式掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行 隧道施工具有自動(dòng)化程度高、避免隧道頂部沉降等優(yōu)點(diǎn)，在需要挖掘的隧道較長(zhǎng)或者埋深 較大的情況下，使用盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工具有較高的經(jīng)濟(jì)性。 在實(shí)際的隧道成型過程中，通過掘進(jìn)機(jī)挖掘后的隧道斷面需要進(jìn)行涂槳以及鋼構(gòu)
件焊接等作業(yè)，對(duì)挖掘成型后的隧道斷面進(jìn)行加固支撐，以避免隧道坍塌。 —般地，在掘進(jìn)機(jī)開挖形成隧道斷面后，工作人員需要通過搭建施工平臺(tái)或者搭
梯子等方式，達(dá)到需要的施工高度后，才能對(duì)隧道內(nèi)表面進(jìn)行涂漿和焊接作業(yè)，工人勞動(dòng)強(qiáng)
度較大，且由于隧道的高度原因，使得工作人員很難順利地到達(dá)工作面，施工難度較大；同
時(shí)，在進(jìn)行噴涂作業(yè)時(shí)，由于工作平臺(tái)的面積有限，會(huì)在噴涂中殘留部分死角，涂漿質(zhì)量較低。 因此，如何在隧道的涂漿以及焊接等施工過程中，減小工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低 施工難度，同時(shí)提高施工質(zhì)量，就成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟須解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于掘進(jìn)機(jī)的輔助裝置，其能夠在隧道的加固作業(yè)過程 中減小工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述輔助裝置的掘進(jìn)機(jī)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于掘進(jìn)機(jī)的輔助裝置，包括以其一端安 裝于掘進(jìn)機(jī)后端的臂架，所述臂架的另一端安裝有工作籃。
優(yōu)選地，所述臂架為伸縮臂。 優(yōu)選地，所述臂架通過第一豎直軸與所述掘進(jìn)機(jī)鉸接，且所述臂架與所述掘進(jìn)機(jī) 之間安裝有第一擺動(dòng)油缸，以便所述臂架繞所述第一豎直軸擺動(dòng)。 優(yōu)選地，所述臂架通過第一水平軸與所述掘進(jìn)機(jī)鉸接，且所述臂架與所述掘進(jìn)機(jī) 之間安裝有變幅油缸，以便所述臂架繞所述第一水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 優(yōu)選地，所述臂架和所述掘進(jìn)機(jī)通過第一安裝座連接，且所述第一水平軸和所述 第一豎直軸分別穿過所述第一安裝座。 優(yōu)選地，所述臂架通過第二豎直軸與所述工作籃鉸接，且所述臂架與所述工作籃之間安裝有第二擺動(dòng)油缸，以便所述工作籃繞所述第二豎直軸在水平面上回轉(zhuǎn)。 優(yōu)選地，所述臂架和所述工作籃通過第二安裝座連接，且所述第二豎直軸穿過所
述第二安裝座。 優(yōu)選地，還包括第一連桿裝置；所述第一連桿裝置包括以其中部與所述變幅油缸 鉸接的第一桿，所述第一桿的一端固定于所述第一安裝座，且其另一端鉸接有第二桿，所述 第二桿固定于所述臂架。 優(yōu)選地，還包括第二連桿裝置；所述第二連桿裝置包括以其中部與所述第二擺動(dòng) 油缸鉸接的第一連桿，所述第一連桿的一端固定于所述第二安裝座，且其另一端鉸接有第 二連桿，所述第二連桿固定于所述工作籃。 優(yōu)選地，還包括狀態(tài)控制裝置，用于控制所述工作籃的狀態(tài)；所述狀態(tài)控制裝置進(jìn) 一步包括 調(diào)整油缸，用以調(diào)整所述工作籃與所述臂架之間的相對(duì)角度； 角度傳感器，安裝于所述工作籃的適當(dāng)位置，用以實(shí)時(shí)檢測(cè)所述工作籃在水平面 上的傾斜角度； 控制器，用以接收所述角度傳感器傳入的角度信號(hào)，并根據(jù)所述角度信號(hào)控制所
述調(diào)整油缸的動(dòng)作，以便調(diào)整所述工作籃處于水平狀態(tài)。 本發(fā)明還提供一種掘進(jìn)機(jī)，包括上述任一項(xiàng)所述的輔助裝置。 本發(fā)明所提供的用于掘進(jìn)機(jī)的輔助裝置，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)的前端完成隧道的成型作業(yè) 后，工作人員進(jìn)入臂架末端的工作籃，以便進(jìn)行涂漿和焊接等作業(yè)，而無需臨時(shí)搭建工作 籃，從而降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明所提供的輔助裝置，其臂架可以通過第一豎直 軸與掘進(jìn)機(jī)鉸接，且臂架與掘進(jìn)機(jī)之間安裝有第一擺動(dòng)油缸，以便臂架繞第一豎直軸擺動(dòng)。 這樣，在噴涂或者焊接作業(yè)中，工作籃隨著臂架在第一擺動(dòng)油缸的帶動(dòng)下在水平面上擺動(dòng) 適當(dāng)?shù)慕嵌?，從而提高了工作籃工作面的范圍，使得工作人員在隧道頂面上的各部分均能 夠較為方便地工作，避免了由于工作面范圍有限而造成的噴涂不完全，從而提高了隧道工 作面的施工質(zhì)量。 在另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明所提供的輔助裝置的臂架通過第一水平軸與 掘進(jìn)機(jī)鉸接，且臂架與掘進(jìn)機(jī)之間安裝有變幅油缸，以便臂架繞第一水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，根 據(jù)隧道頂面的高低以及工作面的豎直變化，可以通過變幅油缸調(diào)整機(jī)械臂的高度，從而帶 動(dòng)工作籃處于不同的高度，以滿足各種具體施工環(huán)境下的要求，使得工作人員在進(jìn)行涂漿、 焊接等作業(yè)時(shí)，能夠順利到達(dá)較高處的工作面，降低了施工難度，并提高了施工質(zhì)量。


圖1為發(fā)明所提供的用于掘進(jìn)機(jī)的輔助裝置一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明所提供的用于掘進(jìn)機(jī)的輔助裝置另一種具體實(shí)施方式
主視方向的 結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2所示輔助裝置俯視方向的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖3中A部分的放大圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心是提供一種用于掘進(jìn)機(jī)的輔助裝置，其能夠在隧道的加固作業(yè)過程 中減小工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。本發(fā)明的另一核心是提供一種包括上述輔助裝置的掘進(jìn)機(jī)。
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。 請(qǐng)參考圖1，圖1為發(fā)明所提供的用于掘進(jìn)機(jī)的輔助裝置一種具體實(shí)施方式
的結(jié) 構(gòu)示意圖。 在一種具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明所提供的用于掘進(jìn)機(jī)的輔助裝置，包括以其一端 安裝于掘進(jìn)機(jī)后端的臂架l，該臂架1的另一端安裝有工作籃3。 需要指出的是，本文中所述的掘進(jìn)機(jī)的前端和后端等方位詞均以掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)方 向?yàn)榛鶞?zhǔn)，沿掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)方向?yàn)榍胺健?上述臂架1可以為伸縮臂結(jié)構(gòu)。具體地，臂架1可以包括依次套裝于一體的多節(jié) 節(jié)臂，且各節(jié)節(jié)臂之間安裝有伸縮裝置，以便任一節(jié)節(jié)臂相對(duì)于其他節(jié)節(jié)臂伸出或者縮回。 當(dāng)對(duì)隧道進(jìn)行加固作業(yè)時(shí)，可以通過將一節(jié)或者幾節(jié)節(jié)臂伸出，以對(duì)臂架1軸向方向上的 隧道側(cè)壁進(jìn)行施工，而無需通過開動(dòng)掘進(jìn)機(jī)而調(diào)整該方向上的作業(yè)面。 具體來講，在隧道施工中使用的伸縮臂，其收縮后的最短長(zhǎng)度一般可以為3. 25米 左右，而其伸出行程一般可以為8米左右。當(dāng)然，其收縮后的最短長(zhǎng)度也不局限于3.25米， 相應(yīng)地，其伸出行程也不局限于8米。以上兩參數(shù)的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作隧道的各尺 寸參數(shù)確定。 上述伸縮臂式臂架1可以包括依次套裝的第一臂架11、第二臂架12、第三臂架13、 第四臂架14和第五臂架15，且第五臂架15的內(nèi)部安裝有伸縮油缸，以伸縮臂的形式實(shí)現(xiàn)多 節(jié)臂架之間的展開和收攏動(dòng)作。 上述臂架1的形式也不局限于伸縮臂的形式，其還可以為折疊臂的形式。具體地， 上述臂架1可以包括多節(jié)節(jié)臂，并且各相鄰節(jié)臂之間可以通過鉸接軸鉸接，相鄰兩節(jié)節(jié)臂 之間安裝有驅(qū)動(dòng)部件，以便驅(qū)動(dòng)任一節(jié)節(jié)臂繞鉸接軸相對(duì)于與其相鄰的節(jié)臂轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，通 過驅(qū)動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)臂架1的各節(jié)節(jié)臂展開或者折疊，以實(shí)現(xiàn)臂架1的伸長(zhǎng)或者縮短。
上述驅(qū)動(dòng)部件可以具體為安裝于相鄰兩節(jié)節(jié)臂之間的油缸，通過油缸缸桿的伸出 或者回縮，以實(shí)現(xiàn)各節(jié)相鄰節(jié)臂之間的展開或者折疊。顯然地，該驅(qū)動(dòng)部件也不局限于油 缸，也可以為本領(lǐng)域中常規(guī)使用的驅(qū)動(dòng)裝置。 上述臂架1可以通過第一安裝座21安裝于掘進(jìn)機(jī)的后端，且工作籃3可以通過第 二安裝座22安裝于臂架1。這樣，使得安裝和拆卸更加方便。當(dāng)然，上述臂架l也可以直接 鉸接于掘進(jìn)機(jī)的后端，而工作籃3也可以直接鉸接于臂架1的適當(dāng)位置。
當(dāng)掘進(jìn)機(jī)的前端完成隧道的成型作業(yè)后，工作人員進(jìn)入臂架1末端的工作籃3，以 進(jìn)行涂漿和焊接等作業(yè)，而無需臨時(shí)搭建工作籃，從而降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
還可以對(duì)本發(fā)明所提供的輔助裝置進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。 請(qǐng)參考圖2、圖3以及圖4，圖2為本發(fā)明所提供的用于掘進(jìn)機(jī)的輔助裝置另一種具體實(shí)施方式
主視方向的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示輔助裝置俯視方向的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖3中A部分的放大圖。 在另一種具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明所提供的輔助裝置的臂架1可以通過第一豎直軸41與掘進(jìn)機(jī)的機(jī)體后端鉸接，且上述臂架1與掘進(jìn)機(jī)之間安裝有第一擺動(dòng)油缸61，該第 一擺動(dòng)油缸61通過其缸桿的伸出或者縮回，以控制上述臂架1繞第一豎直軸41在水平面 上擺動(dòng)。這樣，在噴涂或者焊接作業(yè)中，工作籃3隨著掘進(jìn)機(jī)在機(jī)械臂擺動(dòng)裝置的帶動(dòng)下在 水平面上擺動(dòng)適當(dāng)?shù)慕嵌?，從而提高了工作籃3工作面的范圍，使得工作人員在隧道頂面 上的各部分均能夠較為方便地工作，避免了由于工作面范圍有限而造成的噴涂不完全，從 而提高了隧道工作面的施工質(zhì)量。 上述第一擺動(dòng)油缸61可以以其缸筒與第一安裝座21固定連接，該第一擺動(dòng)油缸 61的缸桿安裝于臂架1的根部，且上述第一豎直軸41在適當(dāng)?shù)奈恢么┻^上述第一安裝座 21，以便各臂架1繞第一豎直軸41在水平面上擺動(dòng)。 上述臂架1繞第一豎直軸41在水平平面上擺動(dòng)的適當(dāng)角度可以為-60°至30° ，
在該角度范圍一般能夠較好地滿足加固工作的施工要求；但是，上述角度范圍也不局限
于-60°至30° ，其角度的具體范圍應(yīng)根據(jù)施工隧道的具體情況確定。 上述掘進(jìn)機(jī)的適當(dāng)位置是指，能夠滿足第一豎直軸41在第一固定座21上的安裝
和使用要求，并且不會(huì)影響掘進(jìn)機(jī)其他各部件的正常工作的位置。 本發(fā)明所提供的輔助裝置的臂架1可以通過第一水平軸51與掘進(jìn)機(jī)鉸接，且該臂 架1與掘進(jìn)機(jī)之間安裝有變幅油缸7，通過變幅油缸7的缸桿的伸出或者縮回，以便臂架1 繞第一水平軸51在豎直平面上轉(zhuǎn)動(dòng)。 這樣，根據(jù)隧道頂面的高低以及工作面的豎直變化，可以通過變幅油缸7調(diào)整機(jī) 械臂的高度，從而帶動(dòng)工作籃3處于不同的高度，以滿足各種具體施工環(huán)境下的要求，使得 工作人員在進(jìn)行涂漿、焊接等作業(yè)時(shí)，能夠順利到達(dá)較高處的工作面，降低了施工難度，并 且提高了施工質(zhì)量。 上述第一水平軸51也可以在上述第一安裝座21的適當(dāng)位置穿過第二安裝座21.
上述臂架1在豎直平面上擺動(dòng)的角度范圍一般為-95°至60° ，在角度范圍一般 能夠較好地滿足加固工作的施工要求；但是，上述角度范圍也不局限于-95°至60° ，其角 度的具體范圍應(yīng)根據(jù)施工隧道的具體情況確定。 本發(fā)明所提供的臂架1可以通過第二豎直軸42與工作籃3鉸接，且臂架1與工作 籃3之間安裝有第二擺動(dòng)油缸62，通過第二擺動(dòng)油缸62的缸桿的伸出或者縮回，以便工作 籃3繞第二豎直軸42在水平面上回轉(zhuǎn)。 這樣，在工作過程中，工作籃3能夠在第二擺動(dòng)油缸62的推動(dòng)下，繞第二豎直軸42 在水平面上回轉(zhuǎn)，以滿足各種具體施工環(huán)境下的要求，使得工作人員在進(jìn)行涂漿、焊接等作 業(yè)時(shí)，避免出現(xiàn)施工死角，從而提高了施工質(zhì)量。 上述第二豎直軸42可以在適當(dāng)?shù)奈恢么┻^上述第二安裝座22。
上述工作籃3在水平平面上擺動(dòng)的角度范圍一般可以為150。至_35° ，在該角度 范圍內(nèi)一般能夠較好地滿足加固工作的施工要求；但是，上述角度范圍也不局限于150° 至-35° ，其角度的具體范圍應(yīng)根據(jù)施工隧道的具體情況確定。 本發(fā)明所提供的輔助裝置還可以包括第一連桿裝置，該第一連桿裝置包括以其中 部與變幅油缸7鉸接的第一桿，該第一桿的一端固定于第一安裝座21，且其另一端鉸接有 第二桿，該第二桿的另一端固定于臂架1。 上述第二桿可以包括相互鉸接的多段，且其中一段需固定于上述臂架1上。
本發(fā)明所提供的輔助裝置還可以包括第二連桿裝置8，該第二連桿裝置8包括以 其中部與第二擺動(dòng)油缸62鉸接的第一連桿81，所述第一連桿81的一端固定于第二安裝座 22，且其另一端鉸接有第二連桿82，上述第二連桿82固定于工作籃3 ;上述第二連桿82也 可以通過第三連桿83固定于工作籃3，具體地，第二連桿82的一端與第三連桿83的一端鉸 接，第三連桿83的另一端鉸接于工作籃3。 需要指出的是，上述第一連桿裝置與第二連桿裝置8可以同時(shí)存在，當(dāng)然也可以 不同時(shí)存在，二者的存在關(guān)系沒有必然的聯(lián)系，也不具有相互制約。 上述第一連桿裝置和第二連桿裝置8中各連桿的具體設(shè)置方式以及尺寸應(yīng)根據(jù) 使用要求確定，在此不做約束。 除了上述輔助裝置，本發(fā)明還提供一種包括上述輔助裝置的掘進(jìn)機(jī)。
具體地，上述掘進(jìn)機(jī)可以為盾構(gòu)式全端面掘進(jìn)機(jī)。 以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種掘進(jìn)機(jī)及其輔助裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了 具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本 發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā) 明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán) 利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于掘進(jìn)機(jī)的輔助裝置，其特征在于，包括以其一端安裝于掘進(jìn)機(jī)后端的臂架(1)，所述臂架(1)的另一端安裝有工作籃(3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輔助裝置，其特征在于，所述臂架(1)為伸縮臂。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的輔助裝置，其特征在于，所述臂架(1)通過第一豎直軸(41) 與所述掘進(jìn)機(jī)鉸接，且所述臂架(1)與所述掘進(jìn)機(jī)之間安裝有第一擺動(dòng)油缸(61)，以便所 述臂架(1)繞所述第一豎直軸(41)擺動(dòng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的輔助裝置，其特征在于，所述臂架(1)通過第一水平軸(51) 與所述掘進(jìn)機(jī)鉸接，且所述臂架(1)與所述掘進(jìn)機(jī)之間安裝有變幅油缸(7)，以便所述臂架 (1)繞所述第一水平軸(51)轉(zhuǎn)動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的輔助裝置，其特征在于，所述臂架(1)和所述掘進(jìn)機(jī)通過第一 安裝座(21)連接，且所述第一水平軸(51)和所述第一豎直軸(41)分別穿過所述第一安裝 座(21)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的輔助裝置，其特征在于，所述臂架(1)通過第二豎直軸(42) 與所述工作籃(3)鉸接，且所述臂架(1)與所述工作籃(3)之間安裝有第二擺動(dòng)油缸(62)， 以便所述工作籃(3)繞所述第二豎直軸(42)在水平面上回轉(zhuǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的輔助裝置，其特征在于，所述臂架(1)和所述工作籃(3)通過 第二安裝座(22)連接，且所述第二豎直軸(42)穿過所述第二安裝座(22)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7任一項(xiàng)所述的輔助裝置，其特征在于，還包括第一連桿裝置；所 述第一連桿裝置包括以其中部與所述變幅油缸(7)鉸接的第一桿，所述第一桿的一端固定 于所述第一安裝座(21)，且其另一端鉸接有第二桿，所述第二桿固定于所述臂架(1)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5至7任一項(xiàng)所述的輔助裝置，其特征在于，還包括第二連桿裝置 (8);所述第二連桿裝置(8)包括以其中部與所述第二擺動(dòng)油缸(62)鉸接的第一連桿(81) ，所述第一連桿(81)的一端固定于所述第二安裝座(22)，且其另一端鉸接有第二連桿(82) ，所述第二連桿(82)固定于所述工作籃(3)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的輔助裝置，其特征在于，還包括狀態(tài)控制裝置，用于控制所 述工作籃(3)的狀態(tài)；所述狀態(tài)控制裝置進(jìn)一步包括調(diào)整油缸，用以調(diào)整所述工作籃(3)與所述臂架(1)之間的相對(duì)角度； 角度傳感器，安裝于所述工作籃(3)的適當(dāng)位置，用以實(shí)時(shí)檢測(cè)所述工作籃(3)在水平 面上的傾斜角度；控制器，用以接收所述角度傳感器傳入的角度信號(hào)，并根據(jù)所述角度信號(hào)控制所述調(diào) 整油缸的動(dòng)作，以便調(diào)整所述工作籃(3)處于水平狀態(tài)。
11. 一種掘進(jìn)機(jī)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的輔助裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于掘進(jìn)機(jī)的輔助裝置，包括以其一端安裝于掘進(jìn)機(jī)后端的臂架(1)，所述臂架(1)的另一端安裝有工作籃(3)。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)的前端完成隧道的成型作業(yè)后，工作人員進(jìn)入臂架末端的工作籃(3)，以進(jìn)行涂漿和焊接等作業(yè)，而無需臨時(shí)搭建工作籃，從而降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。本發(fā)明還公開了一種包括上述輔助裝置的掘進(jìn)機(jī)。
文檔編號(hào)E21D9/06GK101696632SQ20091020588
公開日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者喻志兵, 李翠英, 梅景平 申請(qǐng)人:三一集團(tuán)有限公司;