操作臂及地下隧道挖掘設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工程機械領域，尤其涉及一種操作臂及地下隧道挖掘設備。
【背景技術】
[0002]目前的地鐵施工一般采用暗挖法施工工藝，暗挖施工法是在特定條件下，不挖開地面，全部在地下進行開挖和修筑襯砌結構的隧道施工辦法。雖然暗挖法施工工藝較為成熟，但機械化程度很低，主要工序都是靠人力完成，導致施工效率很低，加之80后、90后新一代勞動者人數少且不愿從事重體力勞動，使得人工成本越來越高，因此機械化是暗挖法發展的必然趨勢。
[0003]現有的常規隧道挖掘設備，挖掘臂只具備扒渣功能，需要一定的隧道高度才能使用，而地鐵隧道暗挖法施工時為了避免塌方，必須保留核心土，使得這種類型的挖掘臂的扒渣高度及寬度不能覆蓋整個隧道，不能跨越核心土的障礙進行施工。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提出一種操作臂及地下隧道挖掘設備，能夠跨越障礙物進行挖土作業。
[0005]為實現上述目的，本發明一方面提供了一種操作臂，包括:安裝在車架上可屈伸的動臂組件，和端部設有鏟斗且可屈伸的斗桿組件，所述斗桿組件遠離所述鏟斗的一端通過擺動驅動機構鉸接在所述動臂組件遠離所述車架的一端上，使所述斗桿組件能夠相對于所述動臂組件擺動。
[0006]進一步地,所述動臂組件包括:安裝在所述車架上的動臂支座、與所述動臂支座鉸接的動臂、與所述動臂鉸接的過渡節、動臂油缸和過渡節俯仰油缸，且所述過渡節與所述斗桿組件遠離所述鏟斗的一端鉸接；所述動臂油缸的缸筒與所述動臂支座鉸接，缸桿與所述動臂鉸接，所述過渡節俯仰油缸的缸筒與所述動臂鉸接，缸桿與所述過渡節鉸接。
[0007]進一步地，所述斗桿組件包括:與所述動臂組件遠離所述車架一端鉸接的斗桿支座、與所述斗桿支座鉸接的斗桿、與所述斗桿鉸接的所述鏟斗、斗桿油缸和鏟斗油缸；所述斗桿油缸的缸筒與所述斗桿支座鉸接，缸桿與所述斗桿鉸接，所述鏟斗油缸的缸筒與所述斗桿鉸接，缸桿與所述鏟斗鉸接或通過傳動機構連接。
[0008]進一步地，所述傳動機構包括拉桿和搖桿，所述拉桿的兩端分別與所述鏟斗油缸的缸桿和所述鏟斗鉸接，所述搖桿的兩端分別與所述斗桿和所述鏟斗油缸的缸桿鉸接。
[0009]進一步地，所述擺動驅動機構為設置在所述動臂組件與所述斗桿組件鉸接點兩側的斗桿擺動缸，所述斗桿擺動缸的缸筒與所述動臂組件鉸接，缸桿與所述斗桿組件鉸接。
[0010]進一步地，還包括設置在所述操作臂的至少一側的動臂擺動油缸，用于使所述操作臂左右擺動，所述動臂擺動油缸的缸筒與所述車架固定，缸桿與所述動臂支座鉸接。
[0011]進一步地，所述動臂油缸和/或所述過渡節俯仰油缸在所述操作臂的左右兩側對稱設置。
[0012]進一步地，所述斗桿油缸和/或所述鏟斗油缸在所述操作臂的左右兩側對稱設置。
[0013]進一步地，所述動臂組件和/或所述斗桿組件采用箱型結構。
[0014]進一步地，鉸接處采用關節結構，所述關節結構包括銷軸、套設在所述銷軸上的軸套和安裝在所述軸套兩端的鎖定部件。
[0015]進一步地，所述軸套為膨脹軸套。
[0016]為實現上述目的，本發明另一方面提供了一種地下隧道挖掘設備，包括上述的操作臂。
[0017]基于上述技術方案，本發明實施例的操作臂，包括安裝在車架上可屈伸的動臂組件，和端部設有鏟斗且可屈伸的斗桿組件，斗桿組件遠離鏟斗的一端通過擺動驅動機構鉸接在動臂組件遠離車架的一端上，使斗桿組件能夠相對于動臂組件擺動。此種多關節結構的操作臂不僅整體上可實現屈伸動作，而且斗桿組件相對于動臂組件可朝不同方向擺動，因而它能適應低矮的隧道空間，可越過隧道內的障礙物，在整機不動的情況下實現隧道全斷面的挖土作業，具備扒渣和挖土等滿足暗挖法相關的作業功能，作業范圍廣。進而本發明的操作臂能夠提高作業效率，解放勞動力，提高安全性，降低施工成本。
【附圖說明】
[0018]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0019]圖1為本發明操作臂的一個實施例的主視圖；
[0020]圖2為本發明操作臂的一個實施例的俯視圖；
[0021]圖3為本發明操作臂的一個實施例的伸展狀態主視圖；
[0022]圖4為本發明操作臂的一個實施例的左右擺動狀態俯視圖；
[0023]圖5為本發明操作臂的支護功能示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
[0025]為了保證地下隧道的施工安全，在施工時必須保留核心土，這對于操作臂挖掘前方土形成很大的障礙，發明人注意到現有技術的操作臂不能跨越核心土進行挖掘，使得它很難實現覆蓋整個隧道的全方位挖土，其主要原因在于，操作臂中可產生相對運動的關節較少，而且關節的自由度僅限于使操作臂屈伸。因而需要增加臂體中可活動的關節數，且在滿足操作臂屈伸的基礎上，進一步增加擺動的自由度。
[0026]在本發明的一個實施例中，如圖1所示的操作臂的主視圖和圖2所示的操作臂的俯視圖，操作臂包括:安裝在車架上可屈伸的動臂組件，和端部設有鏟斗12且可屈伸的斗桿組件，斗桿組件遠離鏟斗12的一端通過擺動驅動機構鉸接在動臂組件遠離車架的一端上，使斗桿組件能夠相對于動臂組件擺動。工程人員可根據操作臂執行任務的難易程度，設計一組以上的動臂組件和/或斗桿組件。
[0027]此種多關節結構的操作臂整體上可實現屈伸動作，且斗桿組件相對于動臂組件可朝不同方向擺動，因而它能適應低矮的隧道空間，可越過隧道內的障礙物，例如核心土，在整機不動的情況下實現隧道全斷面的挖土作業，具備扒渣和挖土等滿足暗挖法相關的作業功能，作業范圍廣。由此可見該操作臂能夠提高作業效率，解放勞動力，提高安全性，降低施工成本。
[0028]在本發明的另一個實施例中，動臂組件包括:安裝在車架上的動臂支座2、與動臂支座2鉸接的動臂4、與動臂4鉸接的過渡節5、動臂油缸3和過渡節俯仰油缸13，且過渡節5與斗桿組件遠離鏟斗12的一端鉸接；動臂油缸3的缸筒與動臂支座2鉸接，缸桿與動臂4鉸接，過渡節俯仰油缸13的缸筒與動臂4鉸接，缸桿與過渡節5鉸接。通過動臂油缸3和過渡節俯仰油缸13的缸桿相互配合進行伸出或者縮回，可以實現動臂組件的屈伸，能夠進行連續調節。
[0029]優選地，為了能夠跨越障礙物進行前方挖土，需要將動臂4抬起較高的角度，在結構上可將動臂4的一端鉸接在動臂支座2靠下的位置，相適應地將動臂油缸3的缸筒鉸接在動臂支座2靠上的位置，且過渡節俯仰油缸13設置在動臂4和過渡節5形成的夾角之內。這樣當動臂油缸3收縮的時候可以將動臂4抬起較高的角度，方便地越過障礙物。
[0030]在本實施例中，動臂油缸3和/或過渡節俯仰油缸13可以在操作臂中心平面上單獨設置，也可以在操作臂的左右兩側對稱設置，對稱設置會使操作臂工作時受力更均衡穩定，而且能提供更大的支撐力，盡量避免挖土過程中操作臂的晃動。
[0031]在本發明的再一個實施例中，斗桿組件包括:與動臂組件遠離車架一端鉸接的斗桿支座6、與斗桿支座6鉸接的斗桿8、與斗桿8鉸接的鏟斗12、斗桿油缸7和鏟斗油缸9 ；斗桿油缸7的缸筒與斗桿支座6鉸接,缸桿與斗桿8鉸接,纟產斗油缸9的缸筒與斗桿8鉸接，缸桿與鏟斗12鉸接。通過斗桿油缸7和鏟斗油缸9的缸桿相互配合進行伸出或者縮回，可以實現斗桿組件的屈伸，能夠進行連續調節，并對鏟斗12的挖土角度進行調整。
[0032]為了更靈活地進行挖土，鏟斗油缸9的缸桿與鏟斗12還可以通過傳動機構連接。傳動機構包括拉桿11和搖桿10,拉桿11的兩端分別與纟產斗油缸9的缸桿和纟產斗12鉸接，搖桿10的兩端分別與斗桿8和鏟斗油缸9鉸接。這種驅動鏟斗12轉動的結構，相當于鏟斗油缸9的缸桿驅動四連桿機構的一個頂點，可以增大鏟斗12的擺動角度。