一种快换机构以及一种隧道施工设备的制作方法

1.本发明涉及一种隧道掘进设备，具体涉及到一种快换机构以及一种隧道施工设备。


背景技术：

2.在隧道掘进施工中，通常需要进行多种施工作业，常用的方式是在隧道内放置不同的施工装置，以便于进行不同的施工作业；或者在进行不同的施工作业时，将不同的施工装置驶进或者驶出。这样来回地重复相同的工作，不但延长工期，若在隧道内放置多种装置，多种装置之间也会相互影响，不便于施工作业的进行。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供一种快换机构以及一种隧道施工设备，旨在提高隧道掘进效率。
4.为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案为：
5.一种快换机构，用于实现第一机构和第二机构之间的可拆卸连接，包括第一耳座、第二耳座、第一销轴、第二销轴、固定轴卡、活动轴卡、锁紧油缸和基座；其中，所述第一耳座和所述第二耳座用于与所述第一机构相连接；所述第一销轴连接于所述第一耳座上；所述第二销轴连接于所述第二耳座上；所述固定轴卡连接于所述基座上并用于与所述第一销轴相卡接；所述活动轴卡铰接于所述基座上；所述锁紧油缸的一端与所述基座相铰接，另一端与所述活动轴卡相铰接并驱动所述活动轴卡转动以实现与所述第二销轴的卡接或分离；所述基座用于与所述第二机构相连接。
6.一种隧道施工设备，包括台车本体、作业机构和如上所述的快换机构；其中，所述台车本体的底部具有行走机构，所述台车本体上设有具有旋转、俯仰和/或伸缩自由度的臂架；所述快换机构的第一耳座和第二耳座间隔连接于所述作业机构上；所述快换机构的基座与所述臂架相连接。
7.在一些实施方式中，所述作业机构包括铲斗、吊篮、凿岩机构、喷浆机构中的一种或多种；所述台车本体上设有用于安放所述作业机构的载物区域。
8.在一些实施方式中，当所述作业机构包括凿岩机构时，所述载物区域上设有用于传送所述凿岩机构的第一传送机构。
9.在一些实施方式中，所述第一传送机构从所述台车本体的前端延伸至所述台车本体的后端。
10.在一些实施方式中，当所述作业机构包括喷浆机构时，所述载物区域上设有用于传送所述喷浆机构的第二传送机构。
11.在一些实施方式中，所述第二传送机构从所述台车本体的前端延伸至所述台车本体的后端。
12.在一些实施方式中，当所述作业机构包括凿岩机构和喷浆机构时，所述凿岩机构
和所述喷浆机构并排安放于所述载物区域上。
13.在一些实施方式中，当所述作业机构包括吊篮时，用于安放所述吊篮的载物区域位于所述台车本体的后端。
14.在一些实施方式中，还包括除渣机构和传送带；所述除渣机构设于所述台车本体的前端；所述传送带设于所述台车本体上并从所述除渣机构延伸至所述台车本体的后端。
15.综上所述，本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明所述的快换机构结构简单，固定轴卡与第一销轴形成一个固定卡接点，活动轴卡与第二销轴形成一个活动卡接点，由两个卡接点实现作业机构与臂架之间的连接，其连接强度能够得到保证，且其连接和拆卸十分方便，仅需通过锁紧油缸的伸长或缩短来驱动活动轴卡与第二销轴之间卡接或分离即可，高效便捷；本发明将多种类型的作业机构集中安放到台车本体上，并通过快换机构实现作业机构与臂架之间的快速更换，以便于实现不同类型作业机构的快速更换，从而实现仅使用一个台车便能完成各种类型的作业，进而极大提高了隧道的掘进效率；作业机构的更换不需要人工参与，也不需要手动辅助，这对于作业机构的更换来说极大提高了更换效。
附图说明
16.图1为本发明所述的隧道施工设备的立体结构示意图。
17.图2为本发明所述的快换机构与铲斗连接后的立体结构示意图。
18.图3为图2所示结构的半剖结构示意图。
19.图4为本发明所述的隧道施工设备中作业机构为铲斗时的结构示意图。
20.图5为本发明所述的隧道施工设备中作业机构为吊篮时的结构示意图。
21.图6为本发明所述的隧道施工设备中作业机构为凿岩机构时的结构示意图。
22.图7为本发明所述的隧道施工设备中作业机构为喷浆机构时的结构示意图。
23.图中各标号的释义为：台车本体1，行走机构2，臂架3，快换机构4，第一耳座41，第二耳座42，第一销轴43，第二销轴44，固定轴卡45，第三销轴46，活动轴卡47，锁紧油缸48，基座49，作业机构5，铲斗51，吊篮52，凿岩机构53，第一传送机构54，喷浆机构55，第二传送机构56，除渣机构6，清扫轮61，传送带7。
具体实施方式
24.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
26.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二等类似用语只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
27.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
28.如图1所示，本技术实施例介绍了一种隧道施工设备，该设备包括台车本体1，台车本体1的底部具有行走机构2，例如履带或车轮。台车本体1上安装有具有旋转、俯仰和/或伸缩自由度的臂架3，例如，为实现旋转调节，可以在臂架3与台车本体1的连接处安装转动驱动盘；为实现俯仰调节，可在臂架3各活动关节之间安装伸缩缸；为实现伸缩调节，可在臂架3各活动关节上安装伸缩缸。在臂架3上安装有作业机构5，该作业机构5可以是铲斗51、吊篮52、凿岩机构53或喷浆机构55中的任一种，根据作业内容不同，作业机构5可随时进行更换。而为了便于作业机构5的快速更换，如图2和图3所示，本技术实施例还介绍了一种快换机构4，该快换机构4可以实现第一机构和第二机构之间的可拆卸连接，例如，实现作业机构5与臂架3的快速连接与分离。
29.如图2和图3所示，本技术实施例所述的快换机构4包括第一耳座41、第二耳座42、第一销轴43、第二销轴44、固定轴卡45、第三销轴46、活动轴卡47、锁紧油缸48和基座49。
30.其中，所述第一耳座41和所述第二耳座42用于与所述第一机构相连接，例如，第一耳座41和第二耳座42间隔连接于所述作业机构5上。所述第一销轴43连接于所述第一耳座41上，所述第二销轴44连接于所述第二耳座42上。
31.所述固定轴卡45连接于所述基座49上并用于与所述第一销轴43相卡接。所述活动轴卡47通过第三销轴46铰接于所述基座49上。所述锁紧油缸48的一端与所述基座49相铰接，另一端与所述活动轴卡47相铰接并驱动所述活动轴卡47转动以实现与所述第二销轴44的卡接或分离。
32.所述基座49用于与所述第二机构相连接，例如，基座49与所述臂架3相连接。
33.这样一来，第一机构和第二机构之间，或者说，作业机构5与臂架3之间，则可通过该快换机构4实现快速连接与拆分，这对于作业机构5的更换作业来说极大提高了更换效率，从而极大提高了隧道的掘进效率。例如，当需要将作业机构5连接到臂架3上时，首先，将固定轴卡45卡接到第一销轴43上，然后驱动锁紧油缸48伸长，带动活动轴卡47绕第三销轴46转动后与第二销轴44相卡接，之后，锁紧油缸48的长度不再变化以锁紧活动轴卡47与第二销轴44的连接，这样，便完成了作业机构5与臂架3的快速连接。若要实现作业机构5与臂架3的分离，仅需按上述步骤反向操作即可。快换机构4的结构简单，固定轴卡45与第一销轴43形成一个固定卡接点，活动轴卡47与第二销轴44形成一个活动卡接点，由两个卡接点实现作业机构5与臂架3之间的连接，其连接强度能够得到保证，且其连接和拆卸十分方便，仅需通过锁紧油缸48的伸长或缩短来驱动活动轴卡47与第二销轴44之间卡接或分离即可，高效便捷。
34.为了避免在隧道内同时放置多种施工装置，挤占隧道内有限的空间，本技术实施例还特意将各种类型的作业机构5集中安放到台车本体1上，并通过快换机构4实现各种类型作业机构5的更换，以便于仅使用一个台车便能完成各种类型的作业。
35.例如，如图4和图5所示，所述作业机构5可以是铲斗51或吊篮52，并且，可在所述台车本体1的后端(或者说尾部)设置一个用于安放所述铲斗51或吊篮52的载物区域，例如挂钩和/或平台。铲斗51可用于挖掘混有较软碎石的硬土或碎石、砾石的装载等作业。吊篮52
可用于将工作人提升到悬空工作位置，进行高位或高空作业。这里，所谓的台车本体1的后端(或者说尾部)是指台车本体1远离臂架3的那一端，与之对应的，台车本体1的前端是指台车本体1使用臂架3进行作业的工作端。
36.如图6所示，所述作业机构5也可以是凿岩机构53，并在所述台车本体1的一侧设置一个用于安放所述凿岩机构53的载物区域，例如平台，以便于将凿岩机构53尽肯能地收拢到台车本体1上。凿岩机构53是一种用来直接开采石料的工具，它在岩层上钻凿出炮眼，以便放入炸药去炸开岩石，从而完成开采石料或其它石方工程；此外，凿岩机构53也可改作破坏器，用来破碎混凝土之类的坚硬层。凿岩机构53的体型一般较大，长度也较长，为便于凿岩机构53的存放和施工，本技术实施例还可以在用于安放凿岩机构53的平台上设置一个第一传送机构54，该第一传送机构54可以从所述台车本体1的前端延伸至所述台车本体1的后端。当凿岩机构53未处于工作状态时，将凿岩机构53安放在第一传送机构54上并传送至台车本体1靠尾部的位置，以避免影响到台车本体1前端其他作业机构5的施工作业。当需要使用凿岩机构53时，通过第一传送机构54将凿岩机构53传送至台车本体1的前端，然后旋转、俯仰和/或伸缩臂架3，使臂架3能通过快换机构4与第一传送机构54上的凿岩机构53相连接，连接好后，便可进行凿岩作业。凿岩作业完成后，通过臂架3的旋转、俯仰和/或伸缩将凿岩机构53放置到第一传送机构54上，然后拆分快换机构4，通过第一传送机构54将凿岩机构53传送至台车本体1靠尾部的位置并存放。
37.如图7所示，所述作业机构5也可以是喷浆机构55，对应的，也可在所述台车本体1的一侧设置一个用于安放所述喷浆机构55的载物区域，例如平台，以便于将喷浆机构55尽肯能地收拢到台车本体1上。甚至可以将喷浆机构55和凿岩机构53并排设置在台车本体1上以进一步优化空间的占用情况。该平台上也可以设置一个用于传送所述喷浆机构55的第二传送机构56，该第二传送机构56也可以从所述台车本体1的前端延伸至所述台车本体1的后端。其作用及运动过程与第一传送机构54基本相同，此处不再赘述。喷浆机构55是一种可将水泥浆喷射到作业面的设备，可用于隧道的主要支持和衬砌的施工。
38.隧道施工中产生的泥土、碎石需要及时运出，为此，本技术实施例所述的隧道施工设备还集成了除渣机构6和传送带7。所述除渣机构6设于所述台车本体1的前端，所述传送带7设于所述台车本体1上并从所述除渣机构6延伸至所述台车本体1的后端。可通过铲斗51将泥土和/或碎石转移到除渣机构6上，然后由除渣机构6将泥土和/或碎石收集起来，并通过传送带7将泥土和/或碎石传送到台车本体1的后端，由运渣车辆将其运走。还可以在除渣机构6上设置两个相对设置的清扫轮61，以便于更好地集中泥土和/或碎石。
39.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
40.上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。