[发明专利]超前切槽与相间截割的硬岩掘进机截割臂与截割头装置

权利要求书

1.超前切槽与相间截割的硬岩掘进机截割臂与截割头装置，其特征在于：包括平行四边形机构型双节截割臂组件，一对变长截割臂组件，一对截割臂底部支撑组件，一对俯仰油缸顶部支撑的万向节组件，一对俯仰油缸底部支撑的万向节组件，摆动油缸支撑组件，伸缩油缸支撑组件，组合式截割头，底架支撑组件(1100)、左驱动套筒组件(200)、截割臂前端盖组件(400)、前截割臂组件(500)、一对变长截割臂组件(600)、一对俯仰油缸组件(700)、一对伸缩油缸组件(800)、底架支撑组件(1100)、右驱动套筒组件(1200)；

所述组合式截割头含有左段截割头与右段截割头，组合式截割头中的左段截割头与右段截割头分别由独立的钢球马达驱动转动、且左段截割头与右段截割头的转向相反；

所述的组合式截割头由左驱动套筒组件(200)、截割臂前端盖组件(400)、右驱动套筒组件(1200)与前截割臂组件(500)组成切割与截割的滚筒组件；所述截割头组件为切刀超前切槽与截齿相间截割的组合式截割头；

所述一对变长截割臂组件(600)沿伸展方向的顶部通过一对支轴与前截割臂组件(500)组成转动连接，所述一对变长截割臂组件(600)沿伸展方向的底部与截割臂下支撑组件(900)组成万向节连接，

伸缩油缸组件(800)用于驱动成对布置的双节截割臂组件，实现一对变长截割臂组件(600)的轴向等量伸缩，一对俯仰油缸组件(700)的上端与截割臂支撑组件(600)组成万向节连接，一对俯仰油缸组件(700)的下端与底架支撑组件(1100)组成万向节连接，一对俯仰油缸组件(700)等量伸缩与一对变长截割臂组件(600)等量伸缩的组合控制实现截割头上、下垂直运动；

组合式截割头执行截割出平底与弧顶高度为H_x以及巷道宽度为L₀的巷道横断面，截割头的轴线上下最大位移为H_g，截割头的外径为D_g，截割臂下支撑轴线到巷道底面高度为H_z，俯仰油缸下支撑轴心到巷道底面高度为H_f，俯仰油缸为HSG型工程用液压缸，俯仰油缸的最短长度为L_f1，俯仰油缸的最大长度为L_f2，伸缩油缸为HSG型工程用液压缸，伸缩油缸的最短长度为H_s，伸缩油缸的行程为S_s，摆动油缸为HSG型工程用液压缸，摆动油缸的最短长度为H_b，摆动油缸的行程为S_b，截割臂的最大仰角为β_gs，截割臂的最大俯角为β_gx，截割臂向左摆动的最大角为α_kz，截割臂向右摆动的最大角为α_ky，截割臂下支撑轴心O₁；

当俯仰油缸的长度从L_f1到L_f2同时截割臂的姿态角从β_gx到β_gs时执行截割头的上下摆动，

通过控制一对俯仰油缸组件(700)与一对伸缩油缸组件(800)的长度变化量执行组合式截割头做上下垂直移动，控制一对俯仰油缸组件(700)与一对伸缩油缸组件(800)的长度变化量由液压伺服系统执行，平行四边形机构型双节截割臂组件约束组合式截割头从左到右换位3～4次的平动截割，当摆动油缸支撑组件中的摆动油缸(1007)的长度从H_b伸缩S_b同时截割臂的摆角从α_kz到α_ky时执行截割头的左右平动换位；摆动油缸(1007)位于底架支撑组件(1100)的后下方。