一种转轮式自动更换刀头装置及应用该装置的顶管机的制作方法

本发明属于顶管机技术领域，具体涉及一种转轮式自动更换刀头装置及应用该装置的顶管机。

背景技术：

在顶管机施工过程中，由于需要不停地挖掘岩石，所以会导致刀头逐渐损坏，从而降低顶管机的施工效率，因此需要更换刀头，在传统的顶管机刀头更换方法中，由于缺少快速更换刀头的装置，因此只能挖掘一段时间就要整体停机整修，检查并更换刀头。这种检查更换由于步骤繁琐，操作困难，更换环境复杂，浪费了大量的时间；

现有技术中，在顶管机的工作空间中，刀头的更换一般采用人工更换，费时，费力，并且因为更换空间高湿高压因此人工更换有很高的危险，对人力的要求也比较高，并且位于越高位的刀头更换越困难，而现有的大多数半自动或者全自动更换刀头装置中，也具有使用条件苛刻，成本高昂，装置复杂不易维护，考虑不够全面等缺点；

因此，现有的技术/设计存在缺陷；

现有专利文献：

专利文献1：cn103987921b；

专利文献2：cn110064908b。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种转轮式自动更换刀头装置及应用该装置的顶管机，采用自动化机械手段，将刀头更换装置安装在顶管机前板内，减少了与刀头之间更换操作的距离，注重在现有技术基础上通过对结构的改造来提升工作效率，大大的减少了工作时间。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种转轮式自动更换刀头装置，包括前板、刀具箱、刀头箱、转轮仓、刀架和后板；所述前板和后板并排固定安装在顶管机上，所述前板前端设置有开掘端面，前板背部开设有多组刀槽；所述刀具箱安装在前板设置有刀槽的背部，刀具箱上设置有电机滑轨，刀具箱的一侧连接有挡板；所述刀头箱安装在刀具箱上，刀头箱内部设置有刀头，刀头箱底部设置有底槽，刀头箱的两侧均设置有滑槽，滑槽的一端开设有孔，刀头箱的后侧设置有排泥孔；所述刀架安装在后板靠近前板的一侧，刀架上设置有容箱槽，容箱槽的内部两侧均设有拉箱杆，刀架底部安装有旋转电机，旋转电机的输出轴固定连接有旋转蜗杆，刀架上转动连接有运动棘轮，所述运动棘轮与旋转蜗杆啮合连接，刀架顶部安装有水枪；所述转轮仓安装在刀架上，所述转轮仓上设置有若干组容取箱，容取箱内部设置有电机推杆，转轮仓的一侧安装有旋转机和自转机，所述自转机与容取箱的一端固定连接。

作为本发明进一步的方案：电机滑轨控制挡板上下滑动，刀具箱内部设置有与限位刀头箱相配合的卡槽。

作为本发明进一步的方案：所述后板上设置有电机滑槽，所述刀架上固定安装有与电机滑槽相配合的滑块。

作为本发明进一步的方案：拉箱杆的一端与滑槽上的底孔连接。

作为本发明进一步的方案：运动棘轮的上端与刀头箱下端的底槽相啮合。

一种顶管机，包括一种转轮式自动更换刀头装置和壳体，所述转轮式自动更换刀头装置安装在壳体上。

本发明的有益效果为：

1、采用自动化机械更换刀头的方式，在顶管机土压平衡仓内进行更换，不占用大量空间，不需要每隔一段时间停机整备，节省了工作时间，并且由于结构简单，安装方便，所以不会提高成本，且不需要顶管机内部整体进行大规模调整来适应本装置；

2、本发明采用电动机械装置更换刀头，不需要人力在高湿高压的环境下工作，增加了工作效率的同时提高了人员的安全性；

3、本发明自由沿着顶管机土压平衡仓后板自由调整，可以快速更换顶管机刀盘上的损坏刀头，提高了人机功效，增加了工作效率。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的初始状态示意图。

图2为本发明内部结构示意图。

图3为本发明前板装具结构示意图。

图4为本发明转轮仓结构示意图。

图5为本发明刀架输送机构结构示意图。

图6为本发明拉取刀头箱结构示意图。

图7为本发明刀头箱结构示意图。

图8为本发明刀头箱后部结构示意图。

图9为本发明后板结构示意图。

图10为顶管机内部结构示意图。

图中：1、前板；101、刀槽；2、刀具箱；201、电机滑轨；202、挡板；3、刀头箱；301、刀头；302、滑槽；303、底槽；304、排泥孔；305、底孔；4、转轮仓；401、容取箱；402、电机推杆；403、旋转机；404、自转机；5、刀架；501、拉箱杆；502、容箱槽；503、运动棘轮；504、旋转蜗杆；505、旋转电机；506、水枪；507、滑块；6、后板；601、电机滑槽；7、壳体。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1-9所示，一种转轮式自动更换刀头装置及应用该装置的顶管机，包括：前板1、刀具箱2、刀头箱3、转轮仓4、刀架5和后板6；

所述前板1，具有相对于开掘面，背部可以容纳刀头箱3内安装的刀头301的刀槽101；

所述刀具箱2安装于相对于前板1开掘面的背部，具有电机滑轨201可以控制挡板202上下滑动用以密封拆掉刀头箱3的刀具箱2，内部具有卡槽可以限位刀头箱3；

所述刀头箱3内，具有刀头301，可以凸出于前板1所具有的刀槽101用以切割岩石，刀头箱3底部具有底槽303，可以和刀架5底部安装的运动棘轮503啮合，用以前后转移刀头箱3，刀头箱3的侧部具有滑槽302，滑槽302底部具有底孔305，可以被拉箱杆501吸取，刀头箱3后侧具有排泥孔304可以排出被刀头301切割的杂质；

所述转轮仓4通过旋转机403固定在刀架5上，沿着旋转机403周向安装多个容取箱401，容取箱401内部具有电机推杆402可以将移动到刀架5末端的刀头箱3夹持并将其带入容取箱401内，自转机404可以让容取箱401在被旋转机403旋转时，始终保持对刀架5槽口的平行位置；

所述刀架5内部具有容箱槽502可以限位被拉箱杆501插入底孔305吸取并被拉到容箱槽502内的刀头箱3，刀架5底部安装有旋转电机505,旋转电机505连接旋转蜗杆504，旋转蜗杆504与运动棘轮503啮合，当旋转电机505工作时，旋转蜗杆504可以带动运动棘轮503前后转动，用以前后转移与运动棘轮503啮合的刀头箱3所具有的底槽303；

所述刀架5顶部安装有水枪506，可以在刀具箱2所安装的电机滑轨201升起挡板202后，通过水枪506将刀具箱2内部清理干净，用以安装新的刀头箱3，刀架5后部具有滑块507与后板6所具有的电机滑槽601相连，用以上下移动刀架5；

所述后板6具有电机滑槽601，可以通过移动滑块507上下移动刀架5。

实施例二：

如图10所示，一种顶管机，包括实施例1所述的转轮式自动更换刀头装置，

还包括壳体7；所述转轮式自动更换刀头装置安装在壳体7的前端。

本发明的工作原理：

首先，前板1背部安装刀具箱2，刀具箱2内部安装有刀头箱3，刀头箱3内的刀头301通过前板1的刀槽101凸出前板，向前切割岩石，当刀头箱3内的刀头301需要更换的时候，刀架5通过后板6驱动滑块507移动到需要更换新的刀头箱3的刀具箱2前，与其保持相对平行，此时刀架5内所固定的转轮仓4内可以预先放置新的刀头箱3，也可快速拆除多个刀头箱3后移动到底部工作空间内由工作人员安装在转轮仓4的容取箱401内，此时假设容取箱401内拥有一枚新的刀头箱3，当需要更换的刀头箱3与刀架5保持平行后，刀架5内部安装在容箱槽502内的拉箱杆501推出到容箱槽502位置，伸出拉箱杆501夹持住刀头箱3，将其带入到刀架5内，让其所具有的滑槽302插入到容箱槽502内，此时刀具箱2内的刀头箱3拉出后，电机滑轨201将挡板202放下，密封刀具箱2，当刀头箱3被拉入刀架5后，拉箱杆501退回容箱槽502内部，并且刀头箱3底部所具有的底槽303与刀架5底部的运动棘轮503啮合，旋转电机505开始工作，将刀头箱3带向刀架5尾端，此时转轮仓4内的空置容取箱401伸出电机推杆402将刀架5尾部的刀头箱3拉入容取箱401，旋转机403工作，旋转转轮仓4，将装有新的刀头箱3的容取箱401旋转到与刀架5平行的位置，自转机404工作，旋转容取箱401让容取箱401内部的刀头箱3所具有的滑槽302对准刀架5所具有的容箱槽502，并将其推入刀架5，旋转电机505反向旋转，带动运动棘轮503反向旋转推动刀头箱3到达刀架5前部，刀具箱2所具有的电机滑轨201升起挡板202，水枪506喷出高压水流将刀具箱2内清理出足够空间，拉箱杆501伸出容箱槽502，夹持住刀头箱3将其推入刀具箱2继续工作。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。