一种用于盾构机单滚刀的换刀机械夹爪制造技术

本实用新型专利技术属于盾构机机械领域，涉及一种用于盾构机单滚刀的换刀机械夹爪；包括夹爪本体模块和路径驱动模块两部分；其中夹爪本体模块包括夹爪、蜗轮蜗杆机构、液压马达和夹爪机架；其中路径驱动模块包括液压缸，直线导轨

A Kind of Tool Changing Machine Claw for Single Hob of Shield Machine

【技术实现步骤摘要】
一种用于盾构机单滚刀的换刀机械夹爪
本技术属于盾构机机械领域；涉及一种盾构机滚刀换刀机械夹爪；特别涉及一种用于盾构机单滚刀的换刀机械夹爪。
技术介绍
盾构机广泛用于地下轨道交通、输水管道、电力隧道等工程中，而单刃滚刀的盾构机主要应用在岩石隧道掘进等工程中；长期的工作会对刀具产生一定程度的磨损，需要定期开舱对刀具进行检查和更换，由于工作环境恶劣，高压封闭，工人在换刀作业中会存在很大的困难和危险，而利用机器人进行滚刀的更换就日益引起关注。然而，由于滚刀体积和重量大，拆卸的路径也相对复杂，这就对更换滚刀的机器人夹爪提出了一种更高的要求，现有的机械夹爪自动化程度高但承载能力有限，承载能力大的又不能满足装卸路径的要求；因此需要提供一种针对于盾构机的恶劣作业环境的，承载力大，更换效率高同时满足拆卸路径的单刃滚刀机械夹爪。
技术实现思路
针对该问题本技术提供了一种承载能力大，滚刀更换效率高，体积适中，操作简便针对于插入式盾构机单滚刀的换刀机械夹爪；包括夹爪本体模块和路径驱动模块两部分。所述夹爪本体模块包括夹爪、蜗轮蜗杆机构、液压马达和夹爪机架；所述夹爪中部分别通过销钉与夹爪机架连接，夹爪后端连接有蜗轮蜗杆机构；所述蜗轮蜗杆机构的一端还连接有液压马达；所述液压马达通过液压马达底座固定连接在夹爪机架上；所述夹爪本体模块设置在夹爪箱体内部。所述路径驱动模块包括液压缸，直线导轨、夹爪箱体、直线导轨、多级液压缸和夹爪平台。所述通过液压缸液压底座与夹爪机架相连接，其中液压缸的活塞杆与夹爪箱体相连接；所述直线导轨横向安装在夹爪箱体内部；夹爪机架安装在直线导轨的滑块上；所述直线导轨纵向安装在夹爪平台上；所述直线导轨的滑块上安装有夹爪箱体；所述多级液压缸通过液压缸底座与夹爪平台相连接，其中多级液压缸的活塞杆与夹爪箱体相连接。优选的，所述夹爪为水平两件式夹爪，夹爪包括连接部和卡合部两部分，卡合部采用的是圆形定位，用于夹取滚刀圆柱侧面；夹爪的圆形定与滚刀的圆柱面完全卡合；所述连接部前端通过销钉与卡合部连接，中部与夹爪机架相连接；尾部还与蜗轮蜗杆机构相连接。所述液压缸与直线导轨相配合使用；所述多级液压缸与直线导轨相配合使用。优选的，本技术创造的机械夹爪需要安装到盾构机智能换刀系统中的传送平台上使用，其中夹爪平台与传送平台相连接。有益效果：本技术与现有技术相比，通过将滑轨横纵交错的安装方式，节约了空间利用率，同时将夹爪固定结构作为滑轨上的滑块进行运动，运动轨迹能够满足滚刀拆卸的需求又不增加机械夹爪的体积；蜗轮蜗杆机构大传动比的特性，使夹爪承载能力大，能够满足滚刀重量大的需求；且蜗轮蜗杆机构具有自锁功能，意外故障时夹爪依然保持夹紧状态，防止滚刀掉落，造成危险；且本技术的机械夹爪结构简单，体积适中，操作方便，适合在盾构机土仓狭小空间内更换滚刀工作，该结构的滚刀更换路径简洁，能够快速更换单滚刀，提高了滚刀更换的效率，节约了工作时间。附图说明：图1为本技术的整体结构示意图；图2为机械夹爪拆卸滚刀过程示意图；图3为机械夹爪拆卸完成示意图。其中：1-夹爪；1-1夹爪卡合部；1-2夹爪连接部；2-液压缸；3—夹爪机架，4—夹爪箱体，5—蜗轮蜗杆机构，6—液压马达，7—夹爪平台，8—多级液压缸，9—直线导轨Ⅱ，10—直线导轨Ⅰ，11—单滚刀，12—刀箱，13—刀座。具体实施方式下面结合说明书附图，对本技术做进一步的说明。一种针对于盾构机插入式单滚刀的换刀机械夹爪；包括夹爪本体模块和路径驱动模块两部分。所述夹爪本体模块包括夹爪1、蜗轮蜗杆机构5、液压马达6和夹爪机架3；所述夹爪1中部分别通过销钉与夹爪机架3连接，夹爪1后端连接有蜗轮蜗杆机构5；所述蜗轮蜗杆机构5的一端还连接有液压马达6；所述液压马达6通过液压马达底座固定连接在夹爪机架3上；所述夹爪本体模块设置在夹爪箱体4内部。所述路径驱动模块包括液压缸2，直线导轨10、夹爪箱体4、直线导轨9、多级液压缸8和夹爪平台7。所述液压缸2通过液压底座与夹爪机架3相连接，其中液压缸的活塞杆与夹爪箱体4相连接；所述直线导轨10横向安装在夹爪箱体4内部；夹爪机架3安装在直线导轨10的滑块上；所述直线导轨9纵向安装在夹爪平台7上；所述直线导轨9的滑块上安装有夹爪箱体4；所述多级液压缸8通过液压缸底座与夹爪平台7相连接，其中的多级液压缸活塞杆与夹爪箱体4相连接。优选的，所述夹爪1为水平两件式夹爪，夹爪1包括夹爪连接部1-2和夹爪卡合部1-1两部分，夹爪卡合部1-1采用的是圆形定位，夹取滚刀圆柱侧面；所述夹爪连接部1-2前端通过销钉与夹爪卡合部1-1连接，中部与夹爪机架3相连接；尾部还与蜗轮蜗杆机构5相连接。本技术需要安装到盾构机智能换刀西戎中的传送平台上使用，其中夹爪平台与传送平台相连接。本技术创造的工作过程如下：拆卸旧滚刀动作；启动多级液压缸8，驱动夹爪箱体4沿直线导轨Ⅱ9向前移动，夹爪1伸入刀箱12并定位于单滚刀11两侧；启动液压马达6，驱动蜗轮蜗杆机构5使夹爪1收缩夹紧单滚刀11；启动液压缸2，带动夹爪本体沿直线导轨Ⅰ10向右移动，将单滚刀11从刀座中13取出；启动多级液压缸8，驱动夹爪箱体4沿直线导轨Ⅱ9向后移动，将单滚刀11从刀箱12中取出，完成拆卸单滚刀动作。安装新滚刀动作；首先夹爪1夹持新单滚刀11就位，此时夹爪本体在夹爪箱体4的右端。启动多级液压缸8，驱动夹爪箱体4沿直线导轨Ⅱ9向前移动，夹爪1夹持单滚刀11进入刀箱12；启动液压缸2，带动夹爪本体沿直线导轨Ⅰ10向左移动，将单滚刀11放入刀座13；启动液压马达6，驱动蜗轮蜗杆机构5使夹爪1张开放下单滚刀11；启动多级液压缸8，驱动夹爪箱体4沿直线导轨Ⅱ9向后移动，将空置夹爪1收回，完成安装单滚刀动作。至此，完成一轮单滚刀更换工作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于盾构机单滚刀的换刀机械夹爪，其特征在于：包括夹爪本体模块和路径驱动模块两部分；所述夹爪本体模块包括夹爪、蜗轮蜗杆机构、液压马达和夹爪机架；所述夹爪中部与夹爪机架连接，夹爪后端连接有蜗轮蜗杆机构；所述蜗轮蜗杆机构的一端还连接有液压马达；所述液压马达通过液压马达底座固定连接在夹爪机架上；所述夹爪本体模块设置在夹爪箱体内部；所述路径驱动模块包括液压缸，直线导轨

【技术特征摘要】
1.一种用于盾构机单滚刀的换刀机械夹爪，其特征在于：包括夹爪本体模块和路径驱动模块两部分；所述夹爪本体模块包括夹爪、蜗轮蜗杆机构、液压马达和夹爪机架；所述夹爪中部与夹爪机架连接，夹爪后端连接有蜗轮蜗杆机构；所述蜗轮蜗杆机构的一端还连接有液压马达；所述液压马达通过液压马达底座固定连接在夹爪机架上；所述夹爪本体模块设置在夹爪箱体内部；所述路径驱动模块包括液压缸，直线导轨、夹爪箱体、直线导轨、多级液压缸和夹爪平台；所述通过液压缸液压底座与夹爪机架相连接，其中液压缸的活塞杆与夹爪箱体相连接；所述直线导轨横向安装在夹爪箱体内部；夹爪机架安装在直线导轨的滑块上；所述直线导轨纵向安装在夹爪平台上；所述直线导轨的滑块上安装有夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆党，张东阳，吕晓龙，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：新型
国别省市：山东,37