喷射装置用无油缸伸缩机构及预切槽喷射装置技术领域
本实用新型涉及工程机械领域，具体涉及一种喷射装置用无油缸伸缩机构及预切槽喷
射装置。
背景技术
预切槽技术是指在隧道开挖前，使用设备在隧道断面外沿切割出一道连续窄槽，并灌
入混凝土，形成一个起预支护作用的壳体，给后续隧道开挖起预支护作用的技术。如专利
201210069001.2中公开了一种中心轴式预切槽设备，其包括行走机构、中心轴装置、机架
支撑、前、后立柱、切削装置、注浆系统、电气系统和液压系统；中心轴装置包括套筒和
设在套筒内的转轴，套筒固定在所述行走机构上，所述机架支撑设在套筒的前后，前、后
立柱分别设在转轴前后端并铰接有支座；所述切削装置包括链刀组件和刀梁，链刀组件和
刀梁之间设有第二伸缩机构，所述注浆系统2连接在链刀上，刀梁与支座滑动配合，在刀
梁与支座之间设有第三伸缩机构；所述机架支撑包括立柱和设在立柱之下的底板，在立柱
和底板之间设有第四伸缩机构。
喷射装置(注浆系统)是实现混凝土灌注的机构，在预切槽设备中，喷射装置非工作
状态下处于收缩状态，工作时根据需要伸长到一定距离，伸缩机构是保证混凝土能否成功
灌注的关键部件。现有技术均在伸缩机构内用油缸作为伸缩动力的来源，使得伸缩机构需
要用高强度的钢板，增加成本，也使伸缩机构重量更大。
因此，本领域需要一种结构简单、尺寸紧凑、稳定性好且重量适宜的喷射装置用多级
伸缩机构。
实用新型内容
因此，本实用新型提供一种喷射装置用无油缸伸缩机构，包括径向由外而内设置的基
本臂、中伸缩臂和内伸缩臂，基本臂本体的轴向前端固定设置有第三换向轮，经第三换向
轮换向的第四链绳一端与第二卷筒件连接、另一端与固定连接在中伸缩臂本体轴向尾端的
铰座E连接，第二卷筒件将第四链绳卷收使得中伸缩臂相对于基本臂做伸出运动；第三链
绳一端与第一卷筒件连接、另一端与中伸缩臂本体轴向尾端连接，第一卷筒件将第三链绳
卷收使得中伸缩臂相对于基本臂做收缩运动；中伸缩臂本体的轴向前端和尾端分别固定设
置有第一换向轮和第二换向轮，经第一换向轮换向的第一链绳一端与固定连接在基本臂本
体轴向尾端的铰座A连接、另一端与固定连接在内伸缩臂本体轴向尾端的铰座B连接，使
得随伸缩臂伸出时内伸缩臂与中伸缩臂同步伸出；经第二换向轮换向的第二链绳一端与固
定连接在基本臂本体轴向前端的铰座C连接、另一端与固定连接在内伸缩臂本体轴向前端
的铰座D连接，使得随伸缩臂收缩时内伸缩臂与中伸缩臂同步收缩。
本领域技术人员能理解的，所述“随油缸伸出时内伸缩臂3与中伸缩臂2同步伸出”
意思是当中伸缩臂2相对基本臂1的速度为v时，内伸缩臂3相对中伸缩臂2的速度同样
为v，此时内伸缩臂3相对基本臂1的速度为2v。
在一种具体的实施方式中，所述铰座A12、第二换向轮22、铰座B32、铰座C11、第
一换向轮21和铰座D31在轴向上从尾端到前端依次设置。在一种具体实施方式中，所述
卷筒件为卷扬。
在一种具体的实施方式中，所述内伸缩臂3设置在用于输送和喷射混凝土的物料输送
管的径向外侧。
在一种具体的实施方式中，基本臂本体10径向内侧有第一导向槽14，且在中伸缩臂
本体20径向外侧有第一滑块24，使得中伸缩臂相对基本臂运动时第一滑块在第一导向槽
内沿轴向前后滑动。
在一种具体的实施方式中，中伸缩臂本体20径向内侧有第二导向槽25，内伸缩臂本
体30径向外侧有第二滑块33，使得内伸缩臂相对中伸缩臂运动时第二滑块在第二导向槽
内沿轴向前后滑动。
在一种具体的实施方式中，中伸缩臂本体20内部设有将其内腔隔开的隔板26。
在一种具体的实施方式中，所述换向轮为滑轮，相应所述链绳为钢丝绳。或者所述换
向轮为链轮，相应所述链绳为链条。
本实用新型还提供一种预切槽喷射装置，包括如上所述伸缩机构、设置在内伸缩臂本
体30径向内侧的物料输送管以及连接在物料输送管长度一端的卷管装置。
本实用新型首先通过卷扬、滑轮和链绳的组合解决了在不设置油缸的条件下使得中伸
缩臂2和内伸缩臂3同步伸缩的问题。其次，本实用新型通过合理的导向装置的设置，解
决了内含“用于混凝土输送的喷射用管”的伸缩臂本体的准确导向问题。本实用新型还通过
设置隔板将各作用部件隔开，使得装置间不受干扰，装置的可靠性更高。
附图说明
图1为本实用新型所示伸缩机构轴向的结构示意图，
图2为本实用新型所示伸缩机构径向的结构示意图；
其中，基本臂1、中伸缩臂2、内伸缩臂3、第一链绳4、第二链绳5、第三链绳6、
第四链绳7、第一卷筒件、9、第二卷筒件，基本臂本体10、铰座C11、铰座A12、第三换
向轮13、第一导向槽14、中伸缩臂本体20、第一换向轮21、第二换向轮22、铰座E23、
第一滑块24、第二导向槽25、隔板26、内伸缩臂本体30、铰座D31、铰座B32、第二滑
块33。
具体实施方式
本实用新型提供一种喷射装置用无油缸伸缩机构，包括径向由外而内设置的基本臂1、
中伸缩臂2和内伸缩臂3，基本臂本体10的轴向前端固定设置有第三换向轮13，经第三
换向轮13换向的第四链绳7一端与第二卷筒件9连接、另一端与固定连接在中伸缩臂本
体20轴向尾端的铰座E23连接，第二卷筒件9将第四链绳7卷收使得中伸缩臂2相对于
基本臂1做伸出运动；第三链绳6一端与第一卷筒件8连接、另一端与中伸缩臂本体20
轴向尾端连接，第一卷筒件8将第三链绳6卷收使得中伸缩臂2相对于基本臂1做收缩运
动；中伸缩臂本体20的轴向前端和尾端分别固定设置有第一换向轮21和第二换向轮22，
经第一换向轮21换向的第一链绳4一端与固定连接在基本臂本体10轴向尾端的铰座A12
连接、另一端与固定连接在内伸缩臂本体30轴向尾端的铰座B32连接，使得随伸缩臂伸
出时内伸缩臂3与中伸缩臂2同步伸出；经第二换向轮22换向的第二链绳5一端与固定
连接在基本臂本体10轴向前端的铰座C11连接、另一端与固定连接在内伸缩臂本体30轴
向前端的铰座D31连接，使得随伸缩臂收缩时内伸缩臂3与中伸缩臂2同步收缩。
本实用新型中，因为钢丝绳等柔性件只有拉而没有推的作用，因此，在伸缩臂伸出时
总是第一换向轮21、第一链绳4、第四链绳7和第二卷筒件9在起牵拉作用，而伸缩臂缩
回时总是第二换向轮22、第二链绳5、第三链绳6和第一卷筒件8在起牵拉作用。
本实用新型中，第一换向轮21和第二换向轮22是固定在中伸缩臂本体20轴向的前
后两端，而在径向上，第一换向轮21和第二换向轮22的位置可以任意设置，它可以位于
隔板上方或下方，只要各运转部件间不会相互干涉即可。
本实用新型中，基本臂本体和伸缩臂本体的截面形状不仅限于方管，其还可以是椭圆
管或圆管，这在本实用新型中均不受限制。
本实用新型中用于预切槽喷射装置的伸缩机构不同于混凝土喷浆车的伸缩机构。混凝
土喷浆车中物料输送管(输送混凝土)设置在伸缩臂和基本壁的径向外侧，且物料输送管
呈下垂或拉直状态。而本实用新型中预切槽喷射装置的物料输送管(输送混凝土)设置在
伸缩臂的径向内侧，且物料输送管的一端可设置卷管装置使伸缩臂收缩时将物料输送管卷
绕。
本实用新型中，所述“前端”和“尾端”均不限定在轴向长度的端点位置，二者分别
指相应部件轴向长度的前1/3部分和尾1/3部分。
在一种具体的实施方式中，基本臂本体10径向内侧有第一导向槽14，且在中伸缩臂
本体20径向外侧有第一滑块24，使得中伸缩臂相对基本臂运动时第一滑块在第一导向槽
内沿轴向前后滑动。且中伸缩臂本体20径向内侧有第二导向槽25，内伸缩臂本体30径向
外侧有第二滑块33，使得内伸缩臂相对中伸缩臂运动时第二滑块在第二导向槽内沿轴向前
后滑动。本领域技术人员可知的，同样可以在基本臂本体10和中伸缩臂本体20径向内侧
分别设置滑块，而在中伸缩臂本体20和内伸缩臂本体30径向外侧分别设置导向槽，同样
可以对伸缩臂的滑动实现稳定导向的作用。
结合附图可知，本实用新型目的在于为预切槽喷射装置提供一种无需使用油缸而仅使
用钢丝绳和滑轮完成伸缩动作的伸缩机构，具体方案如下：
如图1，部件1是基本臂，基本臂本体10的轴向前端有铰座11，轴向尾端有铰座12，
轴向前端有第三滑轮13；部件2是中伸缩臂，中伸缩臂本体20的轴向前端有第一滑轮21，
轴向尾端有第二滑轮22，轴向尾端有铰座E23；部件3是内伸缩臂，内伸缩臂本体30的
轴向前端有铰座31，轴向尾端有铰座32；第一钢丝绳4两端分别连接铰座A12、铰座B32，
并绕过第一滑轮21；钢丝绳5两端分别连接铰座C11、铰座D31，并绕过第二滑轮22；第
三钢丝绳6两端分别连接中伸缩臂轴向尾端和第一卷扬8；第四钢丝绳7两端分别连接中
伸缩臂轴向尾端和第二卷扬9，并绕过第三滑轮13。
当卷扬9以速度v收紧钢丝绳7时，基本臂1不动，中伸缩臂2相对于基本臂1以速
度v伸出，卷扬8随动并以速度v放出钢丝绳6，在钢丝绳4的作用下，内伸缩臂3相对
于基本臂1以速度2v伸出，此时内伸缩臂3相对于中伸缩臂2的速度为v，即内伸缩臂3
与中伸缩臂2同步伸长。而当卷扬8以速度v收紧钢丝绳6时，基本臂1不动，中伸缩臂
2相对于基本臂1以速度v缩回，卷扬9随动并以速度v放出钢丝绳7，在钢丝绳5作用
下，内伸缩臂3相对于基本臂1以速度2v缩回，此时内伸缩臂3相对于中伸缩臂2的速
度v，即内伸缩臂3与中伸缩臂2同步收缩。
如图2，基本臂本体10径向内侧有第一导向槽14，且在中伸缩臂本体20径向外侧有
第一滑块24，中伸缩臂相对基本臂运动时，第一滑块24在第一导向槽14内滑动，第一导
向槽14对第一滑块24进行除轴向以外的其余方向限位。中伸缩臂本体20径向内侧有第
二导向槽25，内伸缩臂本体30径向外侧有第二滑块33，内伸缩臂相对中伸缩臂运动时，
第二滑块33在第二导向槽25内滑动，第二导向槽25对第二滑块33进行除轴向以外的其
余方向限位。
此外，中伸缩臂本体20内部设有将内腔隔开的隔板26，隔板26将中伸缩臂内部空间
分割为两个空间，一个空间用于安装第三链绳6和第四链绳7，另一个空间用于安装其他
结构。两个空间相互独立，互不影响。
本实用新型中，所用钢丝绳不仅限于单根，可以是钢丝绳组。
此外，不仅可以在中伸缩臂内设置隔板将其分隔成两个独立空间，也可以使用隔板将
基本臂本体和内伸缩臂本体的内腔都分隔成两个或多个独立空间。
本实用新型不用油缸，只用钢丝绳和滑轮实现中伸缩臂和内伸缩臂两级伸缩臂同步伸
缩，与使用油缸的伸缩结构相比，简化了结构，大大降低了伸缩臂重量，提高了伸缩机构
承载能力，降低了成本；导向槽和滑块的结构，解决了运动时臂与臂之间径向滑动和圆周
转动，臂伸缩运动时直线型更好；中伸缩臂用隔板隔开的两个独立空间，使第三和第四钢
丝绳和其他结构安装时互不影响，排除了干涉隐患。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域
的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，
所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。