一种小断面浅埋暗挖电力隧道回转式挖掘臂

技术领域

本发明属于隧道与地下工程施工技术领域，具体涉及一种小断面浅埋暗挖电力隧道回转式挖掘臂。

背景技术

随着经济的飞速发展和城市电网建设的持续推进，各地对电力负荷的需求量在不断增大，这使得相应的电网隧道工程也在加快发展。但随着工程领域机械化施工的快速普及，社会老龄化的加剧，劳动力变得稀缺而昂贵，全民素质大幅提高，国家、社会和产业工人对作业环境的要求越来越高等因素，仍然依靠人力进行施工的浅埋暗挖电力隧道的作业方式已不能满足当前的施工要求。越来越多的国内外大城市采用电力隧道进行电缆线铺设。电力隧道沿城市主干道修建，埋深10米左右，地质为软弱围岩，断面小，最小断面宽×高＝3米×3.4米，转弯角度大：90°。现有开挖及初支方式为最原始的纯人工作业方式，开挖采用人工手持钢铲铲挖及装渣。

现有技术分析：中国专利CN103643707A《一种集凿、挖、运、装于一体的巷道修复机》，该发明采用折叠臂架，可实现挖掘装载作业，但不具备侧向开挖功能，无法较好控制隧道断面超挖和欠挖问题。中国专利CN105626082A《一种地下隧道施工设备》，该专利具备隧道挖掘功能，可实现多级折叠，但是本身结构复杂，主体结构粗大，不具备隧道侧面修形能力，无法较好控制隧道断面超挖和欠挖问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小断面浅埋暗挖电力隧道回转式挖掘臂，至少解决上述现有技术中的问题之一。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种小断面浅埋暗挖电力隧道回转式挖掘臂，包括：偏摆动臂组件和斗杆臂铲斗组件；

所述偏摆动臂组件包括动臂，以及用于驱动所述动臂动作的偏摆组件和动臂油缸；

所述斗杆臂铲斗组件包括第一斗杆臂、第二斗杆臂和铲斗；所述铲斗安装在所述第二斗杆臂上，所述第一斗杆臂与所述动臂相连接；所述第一斗杆臂、第二斗杆臂之间通过回转减速机构连接。

进一步的，所述偏摆组件包括安装座、偏摆座和偏摆油缸；

所述偏摆座转动连接在所述安装座上；所述偏摆油缸的固定端转动连接所述安装座的一侧上，所述偏摆油缸的伸缩端转动连接所述偏摆座的一侧，用于在伸缩端伸缩时带动所述偏摆座偏摆。

进一步的，所述动臂转动连接在所述偏摆座上；所述动臂油缸的固定端转动连接在所述偏摆座上，所述动臂油缸的伸缩端转动连接所述动臂中部位置的底部。

进一步的，所述第一斗杆臂与所述动臂转动连接，且所述动臂中部位置的上表面安装有斗杆油缸，所述斗杆油缸的固定端转动连接在所述所述动臂中部位置的上表面，所述斗杆油缸的伸缩端转动连接所述第一斗杆臂。

进一步的，所述回转减速机构包括回转减速器以及用于驱动所述回转减速器的摆线马达，所述回转减速器的顶板与所述第二斗杆臂固定连接，所述回转减速器的基座与所述第一斗杆臂固定连接。

进一步的，所述第一斗杆臂包括第一底板、第一耳板和第二耳板；所述第一底板固定连接所述回转减速器的基座；所述第一耳板固定设置在所述第一底板上，用于连接所述斗杆油缸；所述第二耳板固定设置在所述第一底板上，位于所述第一耳板的两侧，用于连接所述动臂。

进一步的，所述第二斗杆臂包括第二底板和斗杆臂侧板，所述第二底板用于固定连接所述回转减速器的顶板；所述斗杆臂侧板固定在所述第二底板上，用于安装所述铲斗。

进一步的，所述斗杆臂侧板两侧分别转动连接有连杆，两个连杆之间转动连接有转轴，所述铲斗油缸的固定端转动连接在所述斗杆臂侧板上，所述铲斗油缸的伸缩端转动连接在两个所述连杆之间的转轴上；

所述铲斗的第一支撑部与斗杆臂侧板转动连接，所述铲斗的第二支撑部通过两个支杆分别转动连接对应的所述连杆。

进一步的，所述偏摆座和偏摆油缸的固定端分别与所述安装座在竖直方向铰接；所述偏摆油缸的伸缩端与所述偏摆座在竖直方向铰接。

进一步的，所述动臂和动臂油缸的固定端分别与所述偏摆座在水平方向铰接；所述动臂油缸的伸缩端与所述动臂中部位置的底部在水平方向铰接。

与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

本方案提供的一种小断面浅埋暗挖电力隧道回转式挖掘臂，包括偏摆动臂组件和斗杆臂铲斗组件；偏摆动臂组件包括动臂，以及用于驱动动臂动作的偏摆组件和动臂油缸；斗杆臂铲斗组件包括第一斗杆臂、第二斗杆臂和铲斗；铲斗安装在第二斗杆臂上，第一斗杆臂与动臂相连接；第一斗杆臂、第二斗杆臂之间通过回转减速机构连接。本方案主体结构紧凑合理，设置有回转减速器，可使铲斗实现±180°旋转，操纵灵活，避免隧道断面超挖和欠挖问题的发生。同时，能够实现机械化作业，有效提高电力隧道的挖掘作业效率，减少作业人员，降低劳动强度，提高作业安全性，推动电力隧道安全、高效、优质、环保的高标准建造。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1本发明实施例一种小断面浅埋暗挖电力隧道回转式挖掘臂的结构示意图；

图2本发明实施例中偏摆动臂组件结构示意图；

图3本发明实施例中斗杆臂铲斗组件结构示意图；

图4本发明实施例中回转减速器结构示意图；

图5本发明实施例中第一斗杆臂结构示意图；

图6本发明实施例中第二斗杆臂结构示意图；

图7本发明实施例中挖掘臂回转0°上下正挖；

图8本发明实施例中挖掘臂回转90°左右侧挖修型；

图9本发明实施例中挖掘臂回转180°向上拱顶掏挖修型。

其中：1-偏摆动臂组件；2-斗杆臂铲斗组件；11-安装座；12-偏摆座；13-动臂；14-偏摆油缸；15-动臂油缸；16-斗杆油缸；21-第一斗杆臂；22-回转减速器；23-摆线马达；24-第二斗杆臂；25-铲斗油缸；26-连杆；27-铲斗；221-顶板；222-端盖；223-基座；211-第一底板；212-第一耳板；213-第二耳板；241-第二底板；242-斗杆臂侧板；243-筋板。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种小断面浅埋暗挖电力隧道回转式挖掘臂，包括：偏摆动臂组件1和斗杆臂铲斗组件2；所述偏摆动臂组件1包括动臂13，以及用于驱动所述动臂13动作的偏摆组件和动臂油缸15；所述斗杆臂铲斗组件2包括第一斗杆臂21、第二斗杆臂24和铲斗27；所述铲斗27安装在所述第二斗杆臂24上，所述第一斗杆臂21与所述动臂13相连接；所述第一斗杆臂21、第二斗杆臂24之间通过回转减速机构连接。回转减速机构用于带动第二斗杆臂24实现±180°回转作业。铲斗27作为工作装置，用于实现土方挖掘。

上述方案提供的小断面浅埋暗挖电力隧道回转式挖掘臂，能够适用小断面浅埋暗挖电力隧道开挖施工，通过挖掘臂0°上下正挖的挖掘作业和扒渣作业，如图7所示；挖掘臂回转90°左右进行电力隧道侧挖修型，如图8所示；挖掘臂回转180°向上进行电力隧道拱顶掏挖修型，如图9所示；实现电力隧道掌子面开挖和断面修形，用以控制超挖与欠挖问题，机械自动化程度较高，施工简单易操作，极大的提高了隧道施工效率。

本发明在第一斗杆臂和第二斗杆臂之间设计有回转减速器，增加旋转自由度，可实现铲斗±180°旋转施工作业。

一个实施例中，如图2所示，所述偏摆组件包括安装座11、偏摆座12和偏摆油缸14；偏摆座12用于实现臂架左右偏摆的动作功能；动臂13和第一斗杆臂21用于臂架进行竖直平面内的挖掘作业。

具体的，所述偏摆座12转动连接在所述安装座11上；所述偏摆油缸14的固定端转动连接所述安装座11的一侧上，所述偏摆油缸14的伸缩端转动连接所述偏摆座12的一侧，用于在伸缩端伸缩时带动所述偏摆座12偏摆。

具体的，所述偏摆座12和偏摆油缸14的固定端分别与所述安装座11的一端在竖直方向铰接，使得两者可以绕着各自的绞轴左右摆动，安装座11的另一端焊接在车架上；所述偏摆油缸14的伸缩端与所述偏摆座12在竖直方向铰接。

如图2所示，所述动臂13转动连接在所述偏摆座12上；所述动臂油缸15的固定端转动连接在所述偏摆座12上，所述动臂油缸15的伸缩端转动连接所述动臂13中部位置的底部。

具体的，所述动臂13和动臂油缸15的固定端分别与所述偏摆座12在水平方向铰接；所述动臂油缸15的伸缩端与所述动臂13中部位置的底部在水平方向铰接。

动臂13一端与偏摆座12在水平方向铰接，动臂油缸15一端与偏摆座12底部铰接，另一端与动臂13铰接，即动臂油缸15的伸缩可以控制动臂13的举升和下降。

如图2所示，所述第一斗杆臂21与所述动臂13转动连接，且所述动臂13中部位置的上表面安装有斗杆油缸16，所述斗杆油缸16的固定端转动连接在所述所述动臂13中部位置的上表面，所述斗杆油缸16的伸缩端转动连接所述第一斗杆臂21。

具体的，第一斗杆臂21与动臂13在水平方向铰接，斗杆油缸16与第一斗杆臂21铰接控制第一斗杆臂21的挖掘角度。

斗杆油缸16一端与动臂13铰接，另一端与第一斗杆臂21铰接，即斗杆油缸16的伸缩可以控制第一斗杆臂21的挖掘角度。

如图3～图6所示，所述回转减速机构包括回转减速器22以及用于驱动所述回转减速器22的摆线马达23；所述回转减速器22包括顶板221、端板222、基座223。

所述回转减速器22的顶板与所述第二斗杆臂24螺栓固定连接，所述回转减速器22的基座与所述第一斗杆臂21螺栓固定连接，所述回转减速器22通过222端盖与摆线马达23螺栓连接固定。

回转减速器22通过螺栓与第一斗杆臂21、第二斗杆臂24和摆线马达23连接，回转减速器22控制铲斗27旋转；第二斗杆臂24，连杆26和铲斗27相互铰接；铲斗油缸25一端与第二斗杆臂24铰接，另一端与连杆26铰接，即铲斗油缸25的伸缩可以控制铲斗27的挖掘动作。

所述第一斗杆臂21包括第一底板211、第一耳板212和第二耳板213；所述第一底板211螺栓固定连接所述回转减速器22的基座；所述第一耳板212固定设置在所述第一底板211上，用于连接所述斗杆油缸16；所述第二耳板213固定设置在所述第一底板211上，位于所述第一耳板212的两侧，用于连接所述动臂13。

具体的，所述第一斗杆臂21通过第一耳板212分别与动臂13和动臂油缸15销轴铰接，同时，所述第一斗杆臂21通过第二耳板213与第一耳板212销轴孔同轴，一同与动臂13销轴铰接，增加第一斗杆臂与动臂之间的连接强度和抗扭能力，保证挖掘臂0°姿态上下正挖、挖掘臂回转±90°姿态左右侧挖、挖掘臂回转180°姿态向上拱顶掏挖的第一斗杆臂结构强度。

具体的，所述第二斗杆臂24包括第二底板241和斗杆臂侧板242，所述第二底板241用于固定连接所述回转减速器22的顶板；所述斗杆臂侧板242固定在所述第二底板241上，用于安装所述铲斗27。

所述斗杆臂侧板242两侧分别转动连接有连杆26，两个连杆26之间转动连接有转轴，所述铲斗油缸25的固定端转动连接在所述斗杆臂侧板242上，所述铲斗油缸25的伸缩端转动连接在两个所述连杆26之间的转轴上；

所述铲斗27的第一支撑部与斗杆臂侧板242转动连接，所述铲斗27的第二支撑部通过两个支杆分别转动连接对应的所述连杆26。

具体的，所述第二斗杆臂24包括第二底板241、斗杆臂侧板242、筋板243。所述第二斗杆臂24通过第二底板241与回转减速器22螺栓连接固定，所述第二斗杆臂24通过242斗杆臂侧板与25铲斗油缸和26连杆销轴铰接；筋板243设置在第二底板241和斗杆臂侧板242之间，用于加固。

上述方案提供的小断面浅埋暗挖电力隧道回转式挖掘臂，是一种小型化、轻量化的电力隧道回转式挖掘臂，不仅具备扒渣功能，亦可满足软弱围岩，全断面小隧道挖掘施工，具备掌子面开挖能力，实现机械化施工，提高电力隧道的挖掘作业效率，减少作业人员，降低劳动强度，提高作业安全性，推动电力隧道安全、高效、优质、环保的高标准建造。

本方案中的回转减速机构，可实现铲斗±180°旋转，可实现挖掘臂0°上下正挖的挖掘作业和扒渣作业，挖掘臂回转90°左右进行电力隧道侧挖修型，挖掘臂回转180°向上进行电力隧道拱顶掏挖修型。

需要说明的是，本发明主体结构可以采用其他结构形式，并不只限定为实施方式方式，其他方式只要能达到此功能即可视为同一种方式。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。