CN111155940B - 一种隧道施工凿岩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种万向臂及隧道施工凿岩机，万向臂包括大臂，大臂前端设有前支座，前支座通过第一枢轴可转动地设有导轨滑移架，导轨滑移架与前支座之间连接有导轨滑移架转动驱动油缸；导轨滑移架上通过平行于前支座承载面的第二枢轴可转动地设有导轨支座，导轨支座与导轨滑移架转动驱动油缸之间设有驱动导轨支座翻转的翻转驱动装置。隧道施工凿岩机由万向臂和设在万向臂上的步进式凿岩机构成。本发明的有益效果是，万向臂结构简单、空间占用少，重量轻，且功能可靠。隧道施工凿岩机充分发挥步进凿岩机和万向臂技术优势，为隧道施工的机械化作业提供保障，施工效率高，施工成本低。

Description

一种隧道施工凿岩机

技术领域

本发明涉及导轨结构，特别是一种万向臂及隧道施工凿岩机。

背景技术

万向臂是一种机械手手臂，具有多个自由度，广泛应用于各种大小设备中，如工业生产的自动化设备中作为机器人的手臂，或者大型施工设备的水泥浆喷锚，以及大型隧道施工设备中作为施工单元的机械手臂使用。但随着隧道施工技术的发展，如步进凿岩机在施工中的应用，为满足钻孔位置和角度调整要求，以及受施工环境空间限制，凿岩机整体需要绕Z轴在XY平面内转动，也需要在ZX平面内绕Y轴转动，其中导轨纵向被定义为Y轴方向。尽管现有万向臂的自由度能够满足要求，但实现绕两个轴线转动的驱动装置均为液压马达，其造价高，重量大，不适用于步进凿岩机。为此，需要对现有万向臂进行改进。而步进凿岩机是一种在隧道施工中用于替代人工凿岩的机械化凿岩设备，通过将人工肩扛式气动凿岩机设置在导轨上而构成。其可通过简单的工业控制技术就能实现步进式推进的自动化凿岩钻孔。相对于大型专用大型凿岩设备而言，其造价低廉，维保和使用成本低，特别适用于国内施工队伍的隧道施工。但现有凿岩机没有与万向臂结合，不能充分利用万向臂的多自由度的优势，实现隧道掘进钻孔位置和角度调整的方便性。

发明内容

本发明的第一目的就是针对现有技术中万向臂重量大，造价高的不足，提供一种万向臂，其通过纵向旋转结构和垂直于端头承载面的枢轴旋转，以满足步进凿岩机在隧道施工中钻孔方向调整和钻孔位置调整要求，其结构简单、功能可靠。本发明的第二目的是提供一种包括前述万向臂的隧道施工凿岩机。该凿岩机具有多个自由度，以满足隧道施工过程中，钻孔位置和角度调节要求。

为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。

一种万向臂，包括大臂，大臂前端设有前支座，所述前支座通过第一枢轴可转动地设有导轨滑移架，导轨滑移架与所述前支座之间连接有导轨滑移架转动驱动油缸；导轨滑移架上通过平行于前支座承载面的第二枢轴可转动地设有导轨支座，导轨支座与导轨滑移架转动驱动油缸之间设有驱动导轨支座翻转的翻转驱动装置。

采用前述技术方案的本发明，通过在前支座上设置两级翻转的安装座，前支座承载面的承载面构成相对坐标系UVW的UV平面，导轨滑移架可在承载面内绕W轴转动，在导轨支座上设置步进凿岩机的情况下，可实现钻孔方向的调整；在凿岩机导轨纵向与第二枢轴轴线设置为一致的情况下，第二枢轴轴线平行于V轴，凿岩机可随第二枢轴纵向旋转，以满足隧道掌子面周边孔的钻孔位置调整要求。其通过驱动油缸和枢轴相结合的结构替代传统的液压马达，使结构简单、减少占用空间，减轻重量，且功能可靠，适用范围广。其中，前支座铰接轴、第一枢轴和第二枢轴三者构成相对于大臂的UVW相对坐标系。

优选的，所述翻转驱动装置包括翻转驱动油缸，翻转驱动油缸的缸体和活塞杆分别铰接在导轨滑移架和导轨支座上。以通过简单、成熟的伸缩动力元件实现翻转驱动，以简化结构，减少故障发生机率。

进一步优选的，所述导轨滑移架呈长条状，导轨滑移架的长度方向分布有至少两个所述导轨支座；多个导轨支座上的翻转驱动油缸同步伸缩。以通过多个导轨支座形成对待安装构件的均匀、稳定支撑。

优选的，所述前支座铰接在所述大臂前端，前支座的自由端与所述大臂之间还设有液压撑杆。以实现前支座绕U轴在UVW相对坐标系的VW平面内转动，实现钻机角度微调。

优选的，所述大臂呈两级伸缩结构，大臂铰接在大臂安装座上，大臂安装座铰接在后支座上；大臂与后支座之间通过大臂安装座上的水平交接轴和竖直交接轴形成十字万向节结构；其中，大臂的俯仰角度由安装在大臂安装座的俯仰调节油缸调节；大臂的水平转动角度由安装在基础安装座上的水平调节油缸调节。在绝对坐标系XYZ中，大臂与大臂安装座的铰接轴线平行于X轴，大臂与后支座的铰接轴线平行于Z，并沿Y轴方向伸缩。

优选的，所述导轨支座呈滑台结构，并在导轨支座上设有移动驱动油缸；所述移动驱动油缸用于驱动通过所述导轨支座设置的第三构件。第三构件可通过移动驱动油缸驱动移动，当第三构件为步进凿岩机时，可实现凿岩机相对于导轨支座的整体纵向移动，能够对大臂的伸缩长度进行补偿，更加方便起钻位置调节和方便导轨前端固定过程的导轨移动调节要求。

为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。

一种隧道施工凿岩机，包括步进式凿岩机，所述步进式凿岩机安装在实现第一发明目的的万向臂的导轨支座上；并在导轨支座呈滑台结构的方案中，步进式凿岩机构成所述第三构件。

采用前述技术方案的本发明，通过在前支座上设置两级翻转的安装座，前支座承载面的承载面构成相对坐标系UVW的UV平面，导轨滑移架可在承载面内绕W轴转动，在导轨支座上设置步进凿岩机的方案，可实现钻孔方向的调整；在凿岩机导轨纵向与第二枢轴轴线设置为一致的情况下，第二枢轴轴线平行于V轴，凿岩机可随第二枢轴纵向旋转，以满足隧道掌子面周边孔的钻孔位置调整要求。其通过驱动油缸和枢轴相结合的结构替代传统的液压马达，使结构简单、减少占用空间，减轻重量，且功能可靠，适用范围广。其中，前支座铰接轴、第一枢轴和第二枢轴三者构成相对于大臂的UVW相对坐标系。并且在导轨支座呈滑台结构，步进式凿岩机构成所述第三构件的方案中，可实现凿岩机相对于导轨支座的整体纵向移动，能够对大臂的伸缩长度进行补偿，更加方便起钻位置调节和方便导轨前端固定过程的导轨移动调节要求。

优选的，所述步进式凿岩机具有卡钻退钻装置；所述卡钻退钻装置包括锁紧滑块和具有往返移动输出运动的驱动机构，驱动机构连接在凿岩机承载滑台和所述锁紧滑块之间，锁紧滑块仅可纵向移动地设在所述凿岩机承载滑台上；锁紧滑块能够通过锁止气缸驱动的锁销与步进式凿岩机的导轨上的锁止孔配合，与所述导轨形成锁止状态。通过将凿岩机承载滑台的第一锁紧装置设在滑块与导轨之间，滑块可相对于凿岩机承载导轨呈可移动的设置，在滑块与导轨通过第一锁紧装置锁止时，凿岩机承载滑台在驱动机构作用下可纵向移动，从而在卡钻后需要退钻时，使凿岩机承载滑台后退，达到退钻目的，以方便地实现卡钻时将钻头退出，且结构简单、退钻功能可靠。

优选的，所述步进式凿岩机具有前端定位装置；且凿岩机的导轨在长度方向呈可接长的结构；所述前端定位装置通过插入岩体形成导轨前端定位支撑；所述导轨通过基础段和接长段形成长度可变化的结构；所述基础段和接长段之间设有接长定位结构和接长锁紧机构；且基础段和接长段之间通过倾斜的结合面连接；该结合面在基础段上由上向下逐渐向外倾斜；其中，接长定位结构用于防止基础段和接长段左右错位和上下错位；接长锁紧机构。以使导轨长度可根据施工进尺不同进行增减调整，且接长后导轨刚性好、强度高，连接可靠，稳定性好，使用安全。

优选的，所述步进式凿岩机包括气腿，气腿的进气管路或排气管路上设有呈并联设置的电动开关阀和电动流量调节阀。以在钻孔推进时，气腿由电动流量调节阀和旁路供气，方便进行流量调节，实现钻进速度调节，满足不同硬度的岩体的钻进速度要求；在电动开关阀开启状态下，第一管路通气，气腿快速伸缩。在钻孔步进时，气腿回缩拉动气腿承载滑台快速前进；在退钻时，气腿回缩拉动凿岩机承载滑台快速回退；气腿伸出推动气腿承载滑台快速回退。

本发明的有益效果是，万向臂结构简单、空间占用少，重量轻，且功能可靠。隧道施工凿岩机通过在万向臂上设置步进凿岩机，利用万向臂的多自由度和空间占用少，重量轻的特点，能够方便地实现凿岩机各种工况的位置和方向的调整，比如钻孔位置、角度，凿岩机安装固定等。且具有卡钻退钻、导轨长度增减等，其功能完备，利于实现自动化控制，为隧道施工的机械化作业提供保障，施工效率高，施工成本低。

附图说明

图1是本发明中万向臂的结构示意轴测图。

图2是本发明中万向臂的部分结构示意图。

图3是本发明中万向臂的部分结构示意图，其中，导轨支座处于设定角度的翻转状态。

图4是本发明中万向臂另一个视角的结构示意轴测图。

图5是本发明中隧道掘进凿岩机的结构示意轴测图。

图6是本发明隧道掘进凿岩机中步进凿岩机的结构示意轴测图。

图7是本发明中的步进凿岩机用顶起装置的部分结构示意图。

图8是本发明的步进凿岩机用导轨结构示意主视图。

图9是本发明图8中的A部放大图。

图10是本发明图9的俯视图，其中，接长锁紧机构处于锁止状态。

图11是本发明中凿岩机用导轨固定装置的结构示意轴测图。

图12是本发明中凿岩机用导轨固定装置的结构示意主视图。

图13是本发明中部分气路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1，参见图1、图2、图3、图4，一种万向臂，包括大臂100，大臂100前端设有前支座110，所述前支座110通过第一枢轴可转动地设有导轨滑移架120，导轨滑移架120与所述前支座110之间连接有导轨滑移架转动驱动油缸121；导轨滑移架120上通过平行于前支座承载面的第二枢轴可转动地设有导轨支座130，导轨支座130与导轨滑移架转动驱动油缸121之间设有驱动导轨支座130翻转的翻转驱动装置。参见图5，导轨支座130呈滑台结构，并在导轨支座130上设有移动驱动油缸142；所述移动驱动油缸142用于驱动通过所述导轨支座130设置的第三构件；承载构件130与第三构件之间通过滚动摩擦连接关系连接，以减少第三构件在承载构件130滑动移动的摩擦阻力。

其中，所述翻转驱动装置包括翻转驱动油缸141，翻转驱动油缸141的缸体和活塞杆分别铰接在导轨滑移架120和导轨支座130上。导轨滑移架120呈长条状，导轨滑移架120的长度方向分布有至少两个所述导轨支座130；多个导轨支座130上的翻转驱动油缸141同步伸缩。

前支座110铰接在所述大臂100前端，前支座110的自由端与所述大臂100之间还设有液压撑杆111。大臂100呈两级伸缩结构，大臂100铰接在大臂安装座101上，大臂安装座101铰接在后支座102上；大臂100与后支座102之间通过大臂安装座101上的水平交接轴和竖直交接轴形成十字万向节结构；其中，大臂100的俯仰角度由安装在大臂安装座101的俯仰调节油缸103调节；大臂100的水平转动角度由安装在基础安装座102上的水平调节油缸104调节。

本实施例中，大臂100包括基础臂100a, 基础臂100a呈矩形管结构，基础臂100a内装设有一级伸缩臂100b，一级伸缩臂100b通过一级伸缩油缸100c驱动伸缩移动，一级伸缩油缸100c的两端分别铰接在基础臂100a和一级伸缩臂100b上；一级伸缩臂100b也呈矩形管结构，一级伸缩臂100b内装设有二级伸缩臂100d，二级伸缩臂100d自由端与所述前支座110连接，二级伸缩臂100d通过二级伸缩油缸100e驱动伸缩移动，二级伸缩油缸100e的两端分别铰接在二级伸缩臂100d和一级伸缩臂100b上，一级伸缩臂100b上设有与所述二级伸缩油缸100e铰接的铰接支耳100f，铰接支耳100f位于一级伸缩臂100b的侧壁上；所述基础臂100a的侧壁上设有长条形腰槽，长条形腰槽用于在一级伸缩臂100b运动过程中避让所述铰接支耳100f。

其中，大臂100与大臂安装座101的铰接轴线、大臂安装座101与后支座102的铰接轴线、大臂100的伸缩轴线分别对应构成基础坐标系XYZ中的X轴、Z轴和Y轴；前支座110与大臂100的铰接轴线、第一枢轴轴线和第二枢轴轴线分别对应构成相对坐标系UVW中的U轴、W轴和V轴，且第三构件的移动方向与V轴一致。

实施例2，参见图5，并结合图1-4，一种隧道施工凿岩机，包括步进式凿岩机200，所述步进式凿岩机200安装在实施例1的万向臂的导轨支座130上，且导轨支座130呈滑台结构；步进式凿岩机200可纵向移动地设在所述导轨支座130上，在导轨支座130与所述步进式凿岩机200之间设有钻机移动驱动油缸142。。

其中，大臂100与大臂安装座101的铰接轴线、大臂安装座101与后支座102的铰接轴线、大臂100的伸缩轴线分别对应构成绝对坐标系XYZ中的X轴、Z轴和Y轴；前支座110与大臂100的铰接轴线、第一枢轴轴线和第二枢轴轴线分别对应构成相对坐标系UVW中的U轴、W轴和V轴，且步进式凿岩机200的整体移动方向与V轴一致。

参见图6，步进凿岩机200包括凿岩主机1、导轨2、钻机承载滑台3、气腿14和气腿承载滑台18，钻机承载滑台3与导轨2之间设有第一锁紧装置；钻机承载滑台3上还设有退钻装置；该退钻装置包括锁紧滑块5和具有往返移动输出运动的驱动机构6，驱动机构6连接在所述钻机承载滑台3和所述锁紧滑块5之间，锁紧滑块5仅可纵向移动地设在钻机承载滑台3上；第一锁紧装置设在锁紧滑块5与所述导轨2之间；气腿14连接在钻机承载滑台3和气腿承载滑台18之间；气腿承载滑台18与导轨2之间设有第二锁紧装置。

所述驱动机构6由油缸构成。其中，油缸通过其缸体连接在钻机承载滑台3上，锁紧滑块5与油缸的活塞杆远端固定连接；以凿岩机钻进方向为前方，锁紧滑块5位于油缸前方，油缸活塞杆处于回缩状态时，锁紧滑块5通过第一锁紧装置与导轨锁紧后，活塞杆伸出实施退钻；利用油缸活塞杆伸出的推力大于回缩的推力的特性，可在油缸缸径相同的条件下增大退钻推力，或者在退钻推力相同的条件下减小油缸直径。钻机承载滑台3上通过凸块设有两相对的导向槽，所述锁紧滑块5位于两导向槽之间，锁紧滑块5两侧形成有与所述导向槽滑动配合的导向部。第一锁紧装置包括第一锁止气缸4和所述导轨2上纵向分布的多个锁止孔；第一锁止气缸4的活塞杆上一体形成或固定连接的锁销与所述锁止孔配合形成插销式锁止结构；钻机承载滑台3上形成有穿过供所述锁销沿导向槽平移的长条孔。第二锁紧装置也利用导轨2上纵向分布的多个锁止孔和第二锁止气缸活19塞杆上的第二锁止插销形成。

所述导轨2前端设有用于钻杆支撑的前端支撑套7，所述导轨2的中段设有中间支撑套8，中间支撑套8设在顶起装置上。参见图7，顶起装置包括顶起基座和举升块11，顶起基座39位置可调节地设在所述导轨2上并固定连接有顶起气缸9，顶起气缸9的活塞杆远端连接有推块10，推块10前端设有顶推斜面；所述举升块11仅可竖直升降地配合在顶升筒12内，顶升筒12固定在所述顶起基座上，举升块11下端设有滚轮13，滚轮13与所述顶推斜面滚动连接；所述中间支撑套8固定连接在所述举升块11上端。

参见图8、图9、图10，导轨2由基础段21和接长段22形成长度可变化的结构；所述基础段21和接长段22之间设有接长定位结构和接长锁紧机构；且基础段21和接长段22之间通过倾斜的结合面连接；该结合面在基础段21上由上向下逐渐向外倾斜；所述接长定位结构用于防止基础段21和接长段22左右错位和上下错位。导轨2包括导轨主体和轨道，轨道由圆管制成，导轨主体由方管或矩形管制成；接长定位结构包括轨道的圆管内孔配合的定位柱24，定位柱24一部分插入基础段21的圆管轨道管孔内，另一部分插入接长段22的圆管轨道管孔内。方管或矩形管可以是轧制或拉制的型材，也可以通过钢板弯折后焊接形成；导轨主体在高度方向具有由两根方管焊机组合形成；上方的方钢管两侧上端各焊接有一个圆管，该圆管构成所述轨道，下方的方钢管下端两侧各焊接有一个圆管、方管或、形管、扁钢或角铁，该下方圆管、方管或、形管、扁钢或角铁用于导轨安装固定。

导轨主体上设有平行设置的两根所述轨道；基础段21和接长段22的两根圆管轨道结合部的管孔内均设有所述定位柱24。基础段21和接长段22通过两个连接板25连接，两个连接板25的结合面构成所述基础段21和接长段22的结合面，两个连接板25分别焊接固定在所述基础段21和接长段22的导轨主体上。连接板25焊接在下方的方管上，上方方管端部焊接有端板，端板上焊接有定位管；两个端板上的定位管中插接有第三根定位柱23，三根定位柱分布在等腰三角形的三个角上。

所述接长锁紧机构呈偏心锁紧结构。接长锁紧机构包括挂钩26和环扣27，挂钩26固定设在基础段21上；所述环扣27铰接在手柄28上，手柄28铰接在接长段22上。环扣27可移动地设在环扣座29上，环扣座29铰接在手柄28上，环扣座29与环扣27之间通过加载弹簧30。其中，环扣27一端焊接有连杆27a，连杆27a自由端焊接有导向块27b；环扣座29一端具有杆状结构，环扣座29通过杆状结构的一端与手柄28铰接，环扣座29的另一端呈框形结构，连杆27a从框形结构的一端伸入框内，该框形结构的两侧框壁上设有滑槽29a，导向块27b滑动配合在滑槽29a内；所述加载弹簧30一端抵接在导向块27b上，另一端抵靠在框形结构的一端内壁上。手柄28的铰接座由两个独立的支耳28a构成，交接轴由两个半轴8b构成；在锁紧状态，环扣座29与手柄28的铰接中心与手柄28与接长段22的铰接中心连线重合在连杆27a轴线上。其中，挂钩26也可以设在接长段22，手柄28铰接在基础段21上。

另外，导轨2前端下部设有用于通过岩体支撑所述导轨2的导轨固定装置40。前端固定装置形成对导轨2悬伸部分的支撑，提高导轨的支撑强度和刚度。其中，导轨固定装置40利用可插入岩体的构件提供支撑，可根据隧道岩体的特性设置不同的结构。如针对松软岩体，导轨前端可设置一前端具有锥尖的钢钎，钢钎通过顶紧弹簧保持插入岩体的牢固性；也可在导轨前端固定设置一钻机或小型凿岩机，在钻杆钻入后，利用钻杆形成支撑构件。

参见图11、图12，在由小型凿岩机构成导轨固定装置40的方案中，包括用于固定在钻臂前端下方的定位座41，定位座41上滑动吊装有气动机构的定位凿岩机42，定位凿岩机42前端用于设置钻杆47，定位凿岩机42后端设有顶推气缸或油缸43；定位座41前端固定连接有顶尖46。

其中，定位凿岩机42前方设有钻杆导向座48，钻杆导向座48上设有钻杆导向孔，钻杆导向座48固定连接在所述定位座41上。定位座41呈管状；定位座41内滑动配合有横梁49，横梁49上设有吊耳座49a；定位座41的管壁下侧设有条形避让槽；所述吊耳座49a穿过条形避让槽与定位凿岩机42上的吊耳铰接；定位座41内固定连接有两个支座44，两个支座44滑动配合地套装在所述横梁49上。

顶推气缸或油缸43固定设在保护管45内，保护管45固定连接在定位座41下端后部。顶推气缸或油缸43与所述定位凿岩机42的后端铰接。以在气缸或油缸活塞杆回缩时，拉动气动凿岩机回退，继而将钻杆退出定位孔，便于钻臂改变位置。其中，钻杆导向座48内设有导向套48a，所述导向孔设在导向套48a。以便在导向套48a磨损后单独更换，降低使用成本。

参见图13，气腿14推进所述凿岩主机1钻进时，气腿14的进排气管路分别由进气管路15和排气管路34构成，进气管路15上设有呈并联设置的电动开关阀16和电动流量调节阀17。其中，凿岩主机1通过钻机后盖连接有钻孔供气管32和吹渣供气管33，钻孔供气管32和吹渣供气管33通过电控阀门与所述供气总管路连接；进气管路15和排气管路34连接在电磁换向阀35上，电磁换向阀35的进气口与所述供气总管连接，电磁换向阀35的排气口与大气环境接通。

其中，电动开关阀16连接在进气管路15上，电动流量调节阀17连接在进气旁路上，改旁路与进气管路15呈并联设置，旁路的管径小于进气管路15。电动开关阀16为常闭结构；电磁换向阀35为中封结构的三位五通阀；用于控制所述钻孔供气管32和吹渣供气管33的电控阀门由第一电磁阀36和第二电磁阀37组成，第一电磁阀36和第二电磁阀37均为开关阀；供气总管路上还设有油壶38；钻孔供气管32的管径大于吹渣供气管33。

本实施中，当导轨支座130不采用滑台结构时，步进式凿岩机200固定连接在所述导轨支座130上。此方案的步进式凿岩机200不能在导轨支座130上整体移动，其连接牢固，刚度好。适用于无需进行纵向位置调整的隧道掘进凿岩机。

本实施例中，电磁换向阀35也可采用二位五通阀替代三位五通阀的方案。而且，电动开关阀16和电动流量调节阀17也可并联在气腿14的排气管路34上。

本实施例中前支撑套7和中间支撑套8均包括衬套和衬套座组成，衬套可相对于衬套座自由转动，前支撑套7的衬套座通过前支架与导轨2前端固定连接；中间支撑套8的衬套座与举升块11上端固定连接。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种隧道施工凿岩机，包括步进式凿岩机和万向臂，其特征在于，所述步进式凿岩机安装在万向臂的导轨支座(130)上；

所述万向臂包括大臂(100)，大臂(100)前端设有前支座(110)，所述前支座(110)通过第一枢轴可转动地设有导轨滑移架(120)，导轨滑移架(120)与所述前支座(110)之间连接有导轨滑移架转动驱动油缸(121)；导轨滑移架(120)上通过平行于前支座承载面的第二枢轴可转动地设有导轨支座(130)，导轨支座(130)与导轨滑移架转动驱动油缸(121)之间设有驱动导轨支座(130)翻转的翻转驱动装置；

所述翻转驱动装置包括翻转驱动油缸(141)，翻转驱动油缸(141)的缸体和活塞杆分别铰接在导轨滑移架(120)和导轨支座(130)上；

所述导轨滑移架(120)呈长条状，导轨滑移架(120)的长度方向分布有至少两个所述导轨支座(130)；多个导轨支座(130)上的翻转驱动油缸(141)同步伸缩；

所述前支座(110)铰接在所述大臂(100)前端，前支座(110)的自由端与所述大臂(100)之间还设有液压撑杆(111)；

所述导轨支座(130)呈滑台结构，并在导轨支座(130)上设有移动驱动油缸(142)；所述移动驱动油缸(142)用于驱动通过所述导轨支座(130)设置的第三构件；步进式凿岩机构成所述第三构件；

前支座（110）与大臂（100）的铰接轴线、第一枢轴轴线和第二枢轴轴线分别对应构成相对坐标系UVW中的U轴、W轴和V轴，且步进式凿岩机的整体移动方向与V轴一致。

2.根据权利要求1所述的隧道施工凿岩机，其特征在于，所述大臂(100)呈两级伸缩结构；所述大臂(100)铰接在大臂安装座(101)上，且大臂安装座(101)铰接在后支座(102)上；大臂(100)与后支座(102)之间通过大臂安装座(101)上的水平交接轴和竖直交接轴形成十字万向节结构；其中，大臂(100)的俯仰角度由安装在大臂安装座(101)的俯仰调节油缸(103)调节；大臂(100)的水平转动角度由安装在后支座(102)上的水平调节油缸(104)调节。

3.根据权利要求1所述的隧道施工凿岩机，其特征在于，所述步进式凿岩机具有卡钻退钻装置；所述卡钻退钻装置包括锁紧滑块(5)和具有往返移动输出运动的驱动机构(6)，驱动机构(6)连接在凿岩机承载滑台(3)和所述锁紧滑块(5)之间，锁紧滑块(5)仅可纵向移动地设在所述凿岩机承载滑台(3)上；锁紧滑块(5)能够通过锁止气缸(4)驱动的锁销与步进式凿岩机的导轨(2)上的锁止孔配合，与所述导轨(2)形成锁止状态。

4.根据权利要求1所述的隧道施工凿岩机，其特征在于，所述步进式凿岩机具有前端定位装置；且凿岩机的导轨在长度方向呈可接长的结构；所述前端定位装置通过插入岩体形成导轨前端定位支撑；所述导轨通过基础段(21)和接长段(22)形成长度可变化的结构；所述基础段(21)和接长段(22)之间设有接长定位结构和接长锁紧机构；且基础段(21)和接长段(22)之间通过倾斜的结合面连接；该结合面在基础段(21)上由上向下逐渐向外倾斜；其中，接长定位结构用于防止基础段(21)和接长段(22)左右错位和上下错位；接长锁紧机构。

5.根据权利要求1所述的隧道施工凿岩机，其特征在于，所述步进式凿岩机包括气腿(14)，气腿(14)的进气管路(15)或排气管路上设有呈并联设置的电动开关阀(16)和电动流量调节阀(17)。