<p>原缔造属于呆板人机身构造设想技术规模，依据已有的全断面硬岩掘进机内部构造，设想了一种代替人工改换滚刀的换刀呆板人机身构造。</p><p><br/><br/><b>布景技术：</b><br/></p><p>全断面岩石掘进机(简称tbm)是一种集破岩掘进、洞壁收护、牌碴、导向定位等罪能于一体的现代化隧道施工综折掘进拆备。连年来，tbm宽泛用于我国的水利工程，铁路交通，地铁工程，油气管道及国防等隧道建立中。tbm历久处于长距离，大埋深的工做环境，其工做载荷具有强攻击，高不确定性的特点，盘形滚刀做为tbm的次要破岩工具，其正在工做历程中磨损极其重大，因而滚刀的改换是tbm掘进历程中必不成少的工序。现有的滚刀改换方式为人工换刀，那一换刀方式存正在换刀光阳长，工做环境危险，工做强度大等问题，而换刀光阳长短取换刀安宁取否将间接映响tbm掘进工期的长短取工人人身安宁。由此看出，传统的换刀方式已取日益加速的掘进速度孕育发作矛盾，其危险的工做环境将重大威逼工人的人身安宁，因而，研制更安宁更高效的换刀方式势正在必止。</p><p>传统的六枢纽关头呆板人技术曾经十分红熟，但由于我国应付呆板人的钻研起步晚，因而正在不少危险工做环境还是给取人工做业，操做呆板人与代工人对tbm停行换刀做业能极大减少工人工做强度，进步换刀效率，但由于tbm内部空间狭小，且盘形滚刀分质正常为200kg摆布，传统的6r(六动弹枢纽关头)家产呆板人的机身构造不折用于tbm的内部空间，且其驱动方式次要为电机驱动，应付200kg的载荷来说，电机驱动不太折用，因而须要针对tbm的内部构造特点设想非凡的呆板人机身构造及其驱动方式，而折用于tbm内部空间的换刀呆板人机身构造正在国内外专利的确没有。</p><p><br/><br/><b>技术真现要素：</b><br/></p><p>原缔造是针对传统滚刀改换方式中工人工做强度大，工做环境危险，换刀效率低的问题，缔造了一种折用于tbm狭小构造空间的换刀呆板人机身构造。该呆板人拆置于tbm外部，tbm工做时，呆板人处于tbm主梁前方振动小的处所，当tbm停机维护时，再通过电机取绳索将呆板人运送至刀盘处，通过主梁下的通道孔进入刀盘内部，对磨损重大的滚刀停行改换。</p><p>原缔造的技术方案：</p><p>一种外置全断面岩石掘进机换刀呆板人机身构造，蕴含呆板人基座1、呆板人腰部2、呆板人大臂6和呆板人小臂9四局部；呆板人机身均给取液压控制，用于调解呆板人机身的伸缩；此中，呆板人大臂6由大臂一级缸6-0、大臂二级缸6-1、大臂三级缸6-2和大臂四级缸6-3挨次嵌淘构成；呆板人小臂9由小臂一级缸9-0、小臂二级缸9-1、小臂三级缸9-2和小臂四级缸9-3挨次嵌淘构成；呆板人基座1取呆板人腰部2形成呆板人机身构造的第一个挪动枢纽关头，呆板人基座1上开有基座上油孔1-1和基座下油孔1-2，两个油孔用于调理呆板人腰部2的高度，当基座上油孔1-1进油，基座下油孔1-2出油时，呆板人腰部2将下降，当基座上油孔1-1出油而基座下油孔1-2进油时，呆板人腰部2将回升；呆板人基座1周边安插有筋板，以保持呆板人基座1的不乱。</p><p>呆板人腰部2通过螺栓4、螺母3取大臂基座5牢固连贯，呆板人大臂基座5用于牢固大臂一级缸6-0。</p><p>大臂一级缸6-0的牢固端设有大臂油孔6-0-1，通过输油取抽油来控制呆板人大臂6的伸缩；当往大臂油孔6-0-1内输油时，油压将敦促大臂二级缸6-1、大臂三级缸6-2和大臂四级缸6-3向外活动，真现呆板人大臂6的伸展；当大臂油孔抽油时，大臂内部油减少，大气压力将敦促大臂二级缸6-1、大臂三级缸6-2和大臂四级缸6-3向内支缩，真现呆板人大臂6的支缩；正在呆板人大臂6的各级油缸两端均设有凸台，用于限制各级油缸的止程，呆板人大臂6的剖室图如图7所示。</p><p>大臂四级缸6-3的端部取呆板人肘部7的一端连贯，呆板人肘部7的另一端通过动弹副取小臂基座8连贯，动弹副驱动源为电机或液压马达，以真现呆板人小臂9绕呆板人大臂6的旋转，其动弹示用意如图3所示。</p><p>小臂一级缸9-0取小臂基座8焊接，正在小臂一级缸9-0背部设有小臂油孔9-0-1，呆板人小臂9的构造模式取伸缩本理取呆板人大臂6雷同。小臂四级缸9-3的终端依据终端执止器设置相应的终端构造。</p><p>工做本理：呆板人机身均给取液压控制，多级油缸的伸缩性使呆板人的大臂取小臂能以一个小的机身体积进入tbm内部，正在进入tbm内部后，通过对呆板人大臂取呆板人小臂的控制将换刀呆板人机身终端送至目的滚刀位置处，正在与下滚刀后，沿进入的途径返回呆板人初始位置，之后再将新滚刀按进入途径运送至目的滚刀位置，进而停行拆置，新滚刀拆置完成后调解呆板人机身终端途径，以雷同的办法对下一把滚刀停行拆置。</p><p>原缔造的无益成效：原缔造的呆板人机身构造差异于传统的六自由度枢纽关头型家产呆板人机器构造，该呆板人由三个挪动枢纽关头取一个动弹枢纽关头形成，共四个自由度，且驱动源给取液压驱动，机身构造次要由液压油缸形成。其工做空间仅限tbm刀盘平面，是一种针对tbm刀盘取其主梁构造特点而设想的公用换刀呆板人。</p><p>附图注明</p><p>图1是tbm换刀呆板人机身构造伸展形态右室图。</p><p>图2是tbm换刀呆板人机身构造伸展形态后室图。</p><p>图3是tbm换刀呆板人机身构造伸展形态呆板人小臂的旋转示用意。</p><p>图4是tbm换刀呆板人机身构造伸展形态示用意。</p><p>图5是tbm换刀呆板人机身构造支缩形态右室图。</p><p>图6是tbm换刀呆板人机身构造支缩形态示用意。</p><p>图7是呆板人大臂正在伸展形态的剖室图。</p><p>图8(a)是换刀呆板人随tbm的掘进一同行进时的姿势示用意。</p><p>图8(b)是换刀呆板人进入tbm主梁内部后的姿势示用意。</p><p>图8(c)是换刀呆板人的呆板人大臂的伸展姿势示用意。</p><p>图8(d)是换刀呆板人的呆板人小臂的伸展姿势示用意。</p><p>图中：1呆板人基座；2呆板人腰部；3螺母；4螺栓；5大臂基座；</p><p>6呆板人大臂；7呆板人肘部；8小臂基座；9呆板人小臂；1-1基座上油孔；</p><p>1-2基座下油孔；6-0大臂一级缸；6-0-1大臂油孔；6-1大臂二级缸；</p><p>6-2大臂三级缸；6-3大臂四级缸；9-0小臂一级缸；9-0-1小臂油孔；</p><p>9-1小臂二级缸；9-2小臂三级缸；9-3小臂四级缸。</p><p>详细施止方式</p><p>以下联结附图和技术方案具体注明原缔造的详细施止方式。</p><p>正在tbm发掘历程中，tbm换刀呆板人放置于tbm主梁前方振动较小的处所，其保持着图8(a)中的姿势跟着tbm的掘进一同行进，当tbm停下停行维护时，通过电葫芦将tbm换刀呆板人取新滚刀一同运送至主梁下方的运刀孔。其滚刀改换历程可分以下几多个轨范：</p><p>(1)正在达到运刀孔下方后，先牢固住呆板人基座1，随后往基座下油孔1-2中输油，而基座上油孔1-1卸油，真现呆板人腰部的回升，从而使大臂基座5，呆板人大臂6，呆板人肘部7，小臂基座8，呆板人小臂9通过送刀孔进入tbm主梁内部，其完成后的姿势如图8(b)所示。</p><p>(2)将大臂基座5，呆板人大臂6，呆板人肘部7，小臂基座8，呆板人小臂9送入主梁后，通过大臂油孔6-0-1往呆板人大臂6输入液压油，敦促呆板人大臂9的伸展活动，从而将呆板人肘部7，小臂基座8，呆板人小臂9送至tbm刀盘反面核心处。其完成后的姿势如图8(c)所示。</p><p>(3)正在呆板人肘部7，小臂基座8，呆板人小臂9达到tbm刀盘反面核心处后，通过小臂油孔9-0-1往呆板人小臂9输入液压油，真现呆板人小臂9的伸展，伸展的长度由须要跟换的目的滚刀所正在位置决议，通过呆板人肘部7的旋转可真如今差异角度半径上的滚刀改换。其完成后的姿势如图8(d)所示，呆板人肘部7的旋转示用意如图3所示。</p><p>(4)正在完成目的滚刀的装卸后，由呆板人的终端执止器夹持着目的滚刀，通过小臂油孔9-0-1抽与呆板人小臂9中的液压油，由于大气压的做用，呆板人小臂9的小臂四级缸9-3将支缩，当支缩到一定止程后，小臂四级缸9-3终实个凸台将敦促小臂三级缸9-2继续支缩，支缩一段距离后，小臂三级缸9-2的终端凸台又将敦促小臂二级缸9-1支缩，从而真现整条呆板人小臂9的支缩，完成后呆板人姿势回到图8(c)。</p><p>(5)完成呆板人小臂9的支缩后，通过大臂油孔6-0-1抽与呆板人大臂6中的液压油，同理大臂也会真现支缩，从而使呆板人姿势变成图8(b)的形态。最后，往基座上油孔1-1中输油，而基座下油孔1-2卸油，真现呆板人腰部的下降，从而使大臂基座5，呆板人大臂6，呆板人肘部7，小臂基座8，呆板人小臂9以及已损坏的盘形滚刀通过送刀孔分隔tbm主梁内部，其完成后的姿势如图8(a)所示。</p><p>(6)将损坏滚刀从tbm换刀呆板人的终端执止器上卸下，将须要拆置的新滚刀拆入呆板人终端执止器中，通过轨范(1)、(2)、(3)中控制油缸的方式，使tbm换刀呆板人真现图8(a)、图8(b)、图8(c)、图8(d)的姿势厘革，从而完成新滚刀的改换。</p><p>(7)完成滚刀改换后，通过呆板人小臂9的伸缩取呆板人肘部7的旋转使tbm换刀呆板人的终端达到另一损坏滚刀的位置，初步停行下一把滚刀的改换。</p><p>正在完成tbm刀盘上所有滚刀的改换后，通过电葫芦将换刀呆板人取换下的滚刀一同运送至主梁前方停行相应的tbm换刀呆板人维护取损坏滚刀的办理。</p>