CN110130943B - 一种用于拱架台车上的工作臂结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于拱架台车上的工作臂结构,它包括基座、主臂和用于夹持工件的主夹头,其特征在于:所述主臂包括外管和内管,所述外管的下端与基座转动配合,且所述基座上设有用于驱使外管转动的驱动机构,所述内管滑动配合于外管内,内管背离基座的上端露置于外管外,所述主夹头与内管的上端转动配合,所述外管的两侧分别安装有用于抵靠工件且推动工件抬高的动力臂。本发明提供一种用于拱架台车上的工作臂结构,其对于材料的性能要求低因此材料成本小,并且承载量大、控制精度高。
Description
技术领域
本发明涉及拱架台车的技术领域,具体地是一种用于拱架台车上的工作臂结构。
背景技术
拱架台车是隧道工程中应用较多的重型机械,现有的拱架台车在作业过程中一般需要 多机械臂之间进行协同配合。但是现有的机械臂需要装夹并抬升拱架以及将工作平台上的 操作人员一并抬升到作业高度,因此这一机械臂的载重要求大,同时抬升行程也较长,这就导致机械臂的精度很难保证。换句话说,现有技术的拱架台车在作业过程中仅仅依靠抬 升机械臂是无法保证拱架的安装精度要求。
当然,本领域的技术人员也考虑到在原有的机械臂的基础上进一步的安装精细调节用 的工作臂。这一工作臂一般采用现有的常规多关节联动的机械手,各关节分别通过气缸或 者关节电机驱动,从而实现拱架的对准。但是这一现有的工作臂,需要多关节控制,因此对于控制系统的要求高、控制难度大。同时由于隧道工程中拱架的重量一般都较大,因此拱架的重量会直接作用在机械手的各个关键上,这对于现有的机械手的关节承重要求高。所以现有的常规关节类机械手无法有效的应用到拱架台车上作为工作臂使用。另外选择高性能的材料作为机械手的材料虽然可以提高机械手的承载量,但是其机械手的制造成本将会大大增加,这显然不符合实际施工的需求。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一:提供一种用于拱架台 车上的工作臂结构,其对于材料的性能要求低因此材料成本小,并且承载量大、控制精度 高。
为此,本发明的一个目的在于提出一种用于拱架台车上的工作臂结构,它包括基座、 主臂和用于夹持工件的主夹头,其特征在于:所述主臂包括外管和内管,所述外管的下端 与基座转动配合,且所述基座上设有用于驱使外管转动的驱动机构,所述内管滑动配合于外管内,内管背离基座的上端露置于外管外,所述主夹头与内管的上端转动配合,所述外管的两侧分别安装有用于抵靠工件且推动工件抬高的动力臂。
根据本发明的一个示例,所述动力臂为两个,两个动力臂分别设于主臂的两侧。
根据本发明的一个示例,所述主夹头通过一转动轴与内管的上端转动配合,且所述转 动轴的轴线垂直于两个动力臂的中轴线所构成的平面。
根据本发明的一个示例,所述动力臂包括支撑段和活动段,所述支撑段的下端连接于 外管上,所述活动段沿支撑段的长度方向滑动配合于支撑段上,所述活动段的上端设有与 工件相抵靠的托架,所述支撑段上设有用于驱动活动段的驱动器。
根据本发明的一个示例,所述支撑段呈长条形结构,所述支撑段的下端通过连接板与 外管的外侧壁固定连接,所述活动段套于支撑段外且与支撑段滑动配合。
所述动力臂与主臂之间设有一复位拉索,所述复位拉索的一端与内管位于外管外的部 分连接,复位拉索的另一端与动力臂的活动段连接。
所述的驱动器为液压缸,所述液压缸的缸体和活塞杆分别与支撑段和活动段连接。
所述托架包括固定在活动段上的底板,所述底板上设有两个立板,两个立板之间形成 用于限位工件的开口槽,当工件夹持于主夹头上时所述工件位于托架所对应的部分位于开 口槽内,且所述工件随着活动段的升降与所述开口槽滑动配合。
所述外管的下端与基座铰接,以使得所述外管沿竖直方向摆动。
所述驱动机构为摆动液压缸,所述摆动液压缸的一端与外管的外侧壁铰接,另一端与 基座铰接。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明 显,或通过本发明的实践了解到。
上述技术方案具有如下优点或有益效果:首先,通过主臂夹持工件而利用两侧的两个 动力臂抬升工件,因此利用液压驱动的动力臂的承载力远远大于常规的关节机械手,同时 两个动力臂之间通过伸缩量的配合,可以实现拱架角度和位置的调节,因此调节精度好,其次,设计了复位拉索可以使得主臂上的内管在重力作用下未能够复位的情况下可以利用 动力臂上的活动段驱使该主臂上的内管强制复位,提高设备整体可靠性,再其次,在动力 臂的上端设置托架,因此可以有效的托举工件且避免工件沿自身厚度方向从动力臂上滑 脱,最后,本发明申请的这一机械臂较常规的机械臂而言对于材料方面并未有任何高性能 的要求,同时整体结构简单,并且只需要控制两个动力臂上的驱动器之间的协同配合即可,因此控制系统简单,调节精度高,最终使得整体设备成本较低。
附图说明
图1是本发明的工作臂的等轴结构示意图。
图2是本发明的工作臂的前视示意图。
图3是本发明的工作臂的侧视示意图。
图4为图3中“A-A”方向的剖视示意图。
其中,1、基座,2、主臂,2.1、外管,2.2、内管,3、主夹头,4、驱动机构,5、动 力臂,5.1、支撑段,5.2、活动段,6、转动轴,7、托架,7.1、底板,7.2、立板,7.3、开 口槽,8、驱动器,9、连接板,10、复位拉索,11、上拉环,12、下拉环。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同 或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描 述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的一种用于拱架台车上的工作臂结构。
工作臂之实施例一:
本发明提供一种用于拱架台车上的工作臂结构,它包括如图1所示的基座1、主臂2和用于夹持工件的主夹头3,所述基座是用于安装在拱架台车上抬升机构的远端位置。所述主臂2包括外管2.1和内管2.2,具体地作为优选所示的外管2.1为方管,所述内管2.2 的横截面形状与外管2.1相匹配,所述外管2.1的下端与基座1沿竖直方向铰接,以使得 所述外管2.1可以摆动至水平状态或者呈竖直状态。所述基座1上设有用于驱使外管2.1 转动的驱动机构4,具体可以是摆动液压缸,摆动液压缸的两端分别与基座1和外管的外 侧壁铰接,由此通过摆动液压缸的伸缩驱使外管2.1沿竖直方向摆动且可以悬停在任意夹角位置。所述内管2.2滑动配合于外管2.1内,内管2.2背离基座1的上端露置于外管2.1 外,所述主夹头3与内管2.2的上端转动配合,所述外管2.1的两侧分别安装有一个用于抵靠工件且推动工件抬高的动力臂5,两个动力臂5优选为对称设置。
工作臂结构之实施例二:
基本结构与工作臂结构之实施例一相同,区别在于:动力臂的数量可以为多个,例如 3个、4个、5个。由此提高对于拱架的承重力。当然多个动力臂之间需要通过控制系统协调。
工作臂结构之实施例三:
基本结构与工作臂结构之实施例一相同,区别在于:所述的外管2.1为任意横截面形 状是非圆的管件,例如六棱柱结构的管件或者三棱柱结构的管件等。由于本发明申请中所 述外管2.1与内管2.2需要沿轴向滑动,因此二者周向转动最优的是进行限位。故此只要采用非圆的管件都可以起到周向限位效果,当然也可以在圆管的基础上通过销轴进行插入限位,这也是可以允许的。但是本发明申请的使用环境是重型机械,其还需要考虑工程安全性和机械强度。故此一遍采用对称的管件结构,故此结合综合性能采用方管。
工作臂结构之实施例四:
基本结构与工作臂结构之实施例一相同,区别在于:所述外管2.1的下端通过一个轴 与基座铰接所述外管2.1的有效摆动角度较多为30°~120°,当然理论上从0~180°都应当 是外管2.1的摆动范围。
工作臂结构之实施例四:
基本结构与工作臂结构之实施例一相同,区别在于:所述主夹头3通过一转动轴6与 内管2.2的上端转动配合,且所述转动轴6的轴线垂直于两个动力臂5的中轴线所构成的平面。如图2和图3所示两个动力臂5对称的设置与主臂的两侧,因此二者所构成的平面 与转动轴6的轴线垂直。由此使得主夹头3可以在该平面内摆动。
工作臂结构之实施例五:
基本结构与工作臂结构之实施例一相同,区别在于:所述动力臂5包括支撑段5.1和 活动段5.2,所述支撑段5.1的下端连接于外管2.1上,所述活动段5.2沿支撑段5.1的长度方向滑动配合于支撑段5.1上,所述活动段5.2的上端设有与工件相抵靠的托架7,所述支撑段5.1上设有用于驱动活动段5.2的驱动器8。具体地如图1-4所示,所述的活动段5.2为一端开口一端密封的套管,套管的开口端套于支撑段5.1上,且与支撑段5.1滑动配合。所述托架7固定安装在活动段5.2的密封端的端部。
工作臂结构之实施例六:
基本结构与工作臂结构之实施例五相同,区别在于:所述支撑段5.1为长条形的方杆, 所述支撑段5.1的下端通过连接板9与外管2.1的外侧壁固定连接,所述活动段5.2内腔的 形状与支撑段5.1相匹配,由此使得所述活动段5.2套于支撑段5.1外且与支撑段5.1滑动 配合。
工作臂结构之实施例七:
基本结构与工作臂结构之实施例五相同,区别在于:所述动力臂5与主臂2之间设有 一复位拉索10,所述复位拉索10的一端与内管2.2位于外管2.1外的部分连接,复位拉索10的另一端与动力臂5的活动段5.2连接。
具体地所述内管2.2位于外管2.1外的部分设有上拉环11,所述动力臂的活动段5.2 靠近下端的位置固定有下拉环12,所述复位拉索10的两端分别扣锁在上拉环11和下拉环 12上。
工作臂结构之实施例八:
基本结构与工作臂结构之实施例五相同,区别在于:如图4所述的驱动器8为液压缸, 液压缸的缸体和活塞杆分别与支撑段5.1和活动段5.2连接。当然所述的驱动器8也可以 是气缸或者蜗轮蜗杆构成的机械机构,这些可以基于实际应用环境的不同进行选择。
工作臂结构之实施例九:
基本结构与工作臂结构之实施例五相同,区别在于:为了实现动力臂5与工件抵靠的 时候避免工件侧滑,因此需要所述的托架7沿工件的宽度方向对工件进行限位。具体地,所述托架7包括固定在活动段5.2上的底板7.1,所述底板7.1上设有两个立板7.2,两个立板7.2之间形成用于限位工件的开口槽7.3,当工件夹持于主夹头3上时所述工件位于托 架7所对应的部分位于开口槽7.3内,且所述工件随着活动段5.2的升降与所述开口槽7.3 滑动配合。
如图1所示,所述立板7.2为L型结构,L型的立板7.2的水平部分与底板7.1贴合并通过铆钉固定,或者通过紧固螺丝锁紧,由此使得L型的立板7.2固定在底板7.1上且立 板7.2的竖直部分延伸至底板7.1上,两个立板7.2之间形成与工件相匹配的开口槽7.3。
这里需要说明的是,在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水 平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简 化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造 和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示 或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是 机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根 据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面” 可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特 征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点 包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行 结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的, 不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例 进行变化、修改、替换和变型。
对于本领域的技术人员而言,阅读上述说明后,各种变化和修正无疑将显而易见。因 此,所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利 要求书范围内任何和所有等价的范围与内容,都应认为仍属本发明的意图和范围内。
Claims (8)
1.一种用于拱架台车上的工作臂结构,其特征在于,它包括基座(1)、主臂(2)和用于夹持工件的主夹头(3),其特征在于:所述主臂(2)包括外管(2.1)和内管(2.2),所述外管(2.1)的下端与基座(1)转动配合,且所述基座(1)上设有用于驱使外管(2.1)转动的驱动机构(4),所述内管(2.2)滑动配合于外管(2.1)内,内管(2.2)背离基座(1)的上端露置于外管(2.1)外,所述主夹头(3)与内管(2.2)的上端转动配合,所述外管(2.1)的两侧分别安装有用于抵靠工件且推动工件抬高的动力臂(5);所述动力臂(5)包括支撑段(5.1)和活动段(5.2),所述支撑段(5.1)的下端连接于外管(2.1)上,所述活动段(5.2)沿支撑段(5.1)的长度方向滑动配合于支撑段(5.1)上,所述活动段(5.2)的上端设有与工件相抵靠的托架(7),所述支撑段(5.1)上设有用于驱动活动段(5.2)的驱动器(8);所述外管(2.1)的下端与基座(1)铰接,以使得所述外管(2.1)沿竖直方向摆动。
2.根据权利要求1所述的一种用于拱架台车上的工作臂结构,其特征在于,所述动力臂(5)为两个,两个动力臂(5)分别设于主臂(2)的两侧。
3.根据权利要求2所述的一种用于拱架台车上的工作臂结构,其特征在于,所述主夹头(3)通过一转动轴(6)与内管(2.2)的上端转动配合,且所述转动轴(6)的轴线垂直于两个动力臂(5)的中轴线所构成的平面。
4.根据权利要求1所述的一种用于拱架台车上的工作臂结构,其特征在于,所述支撑段(5.1)呈长条形结构,所述支撑段(5.1)的下端通过连接板(9)与外管(2.1)的外侧壁固定连接,所述活动段(5.2)套于支撑段(5.1)外且与支撑段(5.1)滑动配合。
5.根据权利要求1所述的一种用于拱架台车上的工作臂结构,其特征在于,所述动力臂(5)与主臂(2)之间设有一复位拉索(10),所述复位拉索(10)的一端与内管(2.2)位于外管(2.1)外的部分连接,复位拉索(10)的另一端与动力臂(5)的活动段(5.2)连接。
6.根据权利要求1或4或5所述的一种用于拱架台车上的工作臂结构,其特征在于,所述的驱动器(8)为液压缸,所述液压缸的缸体和活塞杆分别与支撑段(5.1)和活动段(5.2)连接。
7.根据权利要求1或4或5所述的一种用于拱架台车上的工作臂结构,其特征在于,所述托架(7)包括固定在活动段(5.2)上的底板(7.1),所述底板(7.1)上设有两个立板(7.2),两个立板(7.2)之间形成用于限位工件的开口槽(7.3),当工件夹持于主夹头(3)上时所述工件位于托架(7)所对应的部分位于开口槽(7.3)内,且所述工件随着活动段(5.2)的升降与所述开口槽(7.3)滑动配合。
8.根据权利要求1所述的一种用于拱架台车上的工作臂结构,其特征在于,所述驱动机构(4)为摆动液压缸,所述摆动液压缸的一端与外管(2.1)的外侧壁铰接,另一端与基座(1)铰接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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