CN110645028B - 一种多向操作式拱架安装机 - Google Patents
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Abstract
一种多向操作式拱架安装机，包括收纳架、底架、驾驶舱、夹持臂、吊篮组件、支腿、连接架、镂空部、摆臂、液压马达、限位凸起、上夹板、三角块、台肩、上垫板、下垫板、下夹块、夹持油缸、回转机构、圆柱连接件、摆臂油缸、环形连接件；所述驾驶舱前方设有前面板，所述前面板为弧形，所述红外夜视部件设置在所述前面板下方，所述驾驶舱顶部分为两部分，一部分为金属顶板、一部分为玻璃面板，所述驾驶舱后方设有后面板，所述驾驶舱内部后下方的位置设有储物箱，所述储物箱上表面为斜面，所述驾驶舱内部下方设有减震底板。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工领域，具体涉及一种多向操作式拱架安装机。
背景技术
在国内各矿山巷道、铁路和公路隧道、水利涵洞、各地下工程、高层建筑基坑、军事工程等的施工过程中，需要拱架支撑隧道。现阶段的国内隧道施工中钢拱架的安装还是主要由人工或借助其他设备安装，不仅劳动强度比较大，而且效率和安全性不能保证。为了实现高效率机械化施工，初步开始使用拱架安装机。
而在湿喷机的实际使用中，存在以下问题：
1、现有技术的拱架安装机，对于夹持手仅仅考虑了夹持问题，没有考虑夹持力学问题，往往使用时间久后会造成疲劳性应力破损，造成安全隐患。
2、现有技术的拱架安装机，夹持手使用了液压缸控制开合，但是液压缸往往是外置，外置液压缸由于角度原因，使夹持手打开的分力占比小，因此额外增加了能耗，且外置液压缸增加了夹持手的体积；由于缸为直线且固定在夹持臂上，影响了夹持臂的灵活性，使夹持臂不能灵活弯曲。
3、现有技术的拱架安装机，只考虑了功能性，没有考虑能耗、灵活性、安装的问题。
4、现有技术的拱架安装机，往往在吊篮臂的侧面固定排线，然而这种方式不适用于伸缩臂，管线随着伸缩臂伸缩，容易发生串线。
5、现有技术的拱架安装机，吊篮抬升到位后位于拱架一侧，想到拱架另一侧施工则需要走“凹”字形，大大降低了行程效率且无法在高精度尺度上进行行程操作。
6、现有技术的拱架安装机，夹持模块、吊篮模块自由度少、只实现了基本功能，难以通过简单的结构实现复杂的多自由度行动；且吊篮容易倾斜不稳定。
7.现有技术的拱架安装机，由于出现了不止一个方向的自由度操作，夹持臂和吊篮组件的移动范围大，超出了驾驶员的视野，难以精确掌控易出现意外。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提出同时解决上述多种问题的方案。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多向操作式拱架安装机，包括收纳架、底架、驾驶舱、夹持臂、吊篮组件、支腿、连接架、镂空部、摆臂、液压马达、限位凸起、上夹板、三角块、台肩、上垫板、下垫板、下夹块、夹持油缸、回转机构、圆柱连接件、摆臂油缸、环形连接件；其中吊篮组件包括支座、俯仰油缸、外臂、伸缩油缸、调平油缸、吊篮、背身台、扶梯、内臂、第一接头、第二接头、履带、旋转驱动机构；所述驾驶舱包括红外夜视部件、前面板、顶部、后面板、储物箱、减震底板；
所述底架上方设有所述驾驶舱，驾驶舱前方中间设有吊篮组件，吊篮组件两侧各设有一个夹持臂，所述底架的前方和后方各设有一个收纳架，收纳架中设有所述支腿，支腿展开时支撑在地面上，收缩时收纳在收纳架中；
所述驾驶舱前方设有前面板，所述前面板为弧形，所述红外夜视部件设置在所述前面板下方， 所述驾驶舱顶部分为两部分，一部分为金属顶板、一部分为玻璃面板，所述驾驶舱后方设有后面板，所述驾驶舱内部后下方的位置设有储物箱，所述储物箱上表面为斜面，所述驾驶舱内部下方设有减震底板；
所述夹持臂末端连接所述连接架，连接架通过环形连接件连接摆臂油缸，摆臂油缸套设于环形连接件中，摆臂油缸内部的活塞杆一端设有圆柱连接件，圆柱连接件通过枢轴连接在所述摆臂上，所述摆臂一端连接所述连接架，另一端连接所述回转机构，所述回转机构由液压马达驱动，回转机构连接所述下夹块，所述下夹块上连接有所述上夹板，所述上夹板末端连接所述三角块，三角块底面全覆盖有上垫板，上垫板构成上夹持面，对应位置的下夹块上也设有下垫板构成的下夹持面，上夹板、下夹块相对的面构成阶梯面，阶梯面由两个斜面和中间的台肩面形成，其中一个斜面构成所述上夹持面或所述下夹持面，另一个斜面作为安装面，其中下夹块的安装面上设有所述限位凸起，所述下夹块中设有所述夹持油缸，夹持油缸顶抵在所述上夹板的安装面上使得所述上夹板开合；
所述支座设置在所述底架上，支座通过旋转驱动机构旋转，所述支座的上端枢接所述外臂，所述外臂中设有内臂，内臂可相对于外臂延伸运动，所述伸缩油缸的一端连接在所述外臂的上方，伸缩油缸中的活塞杆末端连接在所述内臂上方，通过伸缩油缸中活塞杆的运动带动所述内臂运动，所述支座上还连接有俯仰油缸，所述俯仰油缸驱动所述外臂俯仰，所述履带通过第一接头连接到所述内臂、通过第二接头连接到所述外臂，所述履带中容纳液压管线，所述内臂的末端设有调平油缸与吊篮，其中调平油缸中的活塞杆顶抵所述吊篮的下端，所述吊篮前方连接有扶梯，所述扶梯由左右两根扶梯杆组成，扶梯杆上方向内弯曲以约束固定所述背身台。
优选的，所述支腿由三角腿和方形底构成。所述金属顶板材料为铁。
优选的，所述支腿有四个。
优选的，所述驾驶舱右端设有防护栏。
优选的，所述扶梯顶端高于所述吊篮顶端。
优选的，所述背身台顶端与所述吊篮顶端平齐。
优选的，所述旋转驱动机构的动力源为电机。
优选的，所述限位凸起数量为两个。
优选的，所述限位凸起包括圆柱和圆台，所述圆柱连接在安装面上，所述圆台连接在圆柱上。
优选的，所述圆台的直径大于所述圆柱的直径。
本发明的有益效果是：
1、针对背景技术第1点，采用了大面积夹持、台肩支撑的方式，通过减少力臂长度、三方向支撑的技术，降低了应力过大造成的安全隐患，增加了使用寿命。
2、针对背景技术第2点，采用了夹持手内置液压缸的设计，通过上夹持板与液压缸的配合实现高占比的分力，大大提高了能源利用与工作动力；并针对由此可能带来的安全隐患（液压缸暴露于被夹持拱架被碰撞），设置了限位凸起，用来保护液压缸，通过小体积的工件实现了保护。
3、针对背景技术提出的第3点，通过有限元分析，在受力少的部件上设置了镂空设计，节省了材料和负载重量；通过圆柱形连接件、环形连接件、三角形摇臂、连接架等结构的互相连接，在保障安装的前提下，提高了灵活性。
4、针对背景技术提出的第4点，通过集线器将管线集中起来防止串线，所述集线器是履带结构。
5、针对背景技术提出的第5点，设置了背身台，在吊篮上的背身台可以供工人反向工作。
6、针对背景技术提出的第6点，采用了调平油缸增加了吊篮稳定性；通过摆臂油缸、夹持油缸、回转机构等增加了自由度，构成多向操作。
7、 针对背景技术提出的第7点，采用了增加驾驶员视野的面板形式，并且使用了红外夜视系统，从空间和时间上增加增强了驾驶员视野，从而适配了多向操作带来的影响。
注：上述设计不分先后，每一条都使得本发明相对现有技术具有区别和显著的进步。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明总装视图
图2是本发明吊篮组件结构图
图3是本发明夹持结构图
图4是本发明驾驶舱图
图中，附图标记如下：
1、收纳架2、底架3、驾驶舱4、夹持臂5、吊篮组件6、支腿7、支座8、俯仰油缸9、外臂10、伸缩油缸11、调平油缸12、吊篮13、背身台14、扶梯15、内臂16、第一接头17、第二接头18、履带19、旋转驱动机构20、连接架21、镂空部22、摆臂23、液压马达24、限位凸起25、上夹板26、三角块27、台肩28、垫板（夹持面）29、下夹板30、夹持油缸31、回转机构32、圆柱连接件33、摆臂油缸34、环形连接件35、红外夜视部件36、前面板37、顶部38、后面板39、储物箱40、减震底板。
具体实施方式
如图所示：一种多向操作式拱架安装机，包括收纳架、底架、驾驶舱、夹持臂、吊篮组件、支腿、连接架、镂空部、摆臂、液压马达、限位凸起、上夹板、三角块、台肩、上垫板、下垫板、下夹块、夹持油缸、回转机构、圆柱连接件、摆臂油缸、环形连接件；其中吊篮组件包括支座、俯仰油缸、外臂、伸缩油缸、调平油缸、吊篮、背身台、扶梯、内臂、第一接头、第二接头、履带、旋转驱动机构；所述驾驶舱包括红外夜视部件、前面板、顶部、后面板、储物箱、减震底板；
如图所示：所述底架上方设有所述驾驶舱，驾驶舱前方中间设有吊篮组件，吊篮组件两侧各设有一个夹持臂，所述底架的前方和后方各设有一个收纳架，收纳架中设有所述支腿，支腿展开时支撑在地面上，收缩时收纳在收纳架中；
如图所示：所述驾驶舱前方设有前面板，所述前面板为弧形，所述红外夜视部件设置在所述前面板下方， 所述驾驶舱顶部分为两部分，一部分为金属顶板、一部分为玻璃面板，所述驾驶舱后方设有后面板，所述驾驶舱内部后下方的位置设有储物箱，所述储物箱上表面为斜面，所述驾驶舱内部下方设有减震底板；
如图所示：所述夹持臂末端连接所述连接架，连接架通过环形连接件连接摆臂油缸，摆臂油缸套设于环形连接件中，摆臂油缸内部的活塞杆一端设有圆柱连接件，圆柱连接件通过枢轴连接在所述摆臂上，所述摆臂一端连接所述连接架，另一端连接所述回转机构，所述回转机构由液压马达驱动，回转机构连接所述下夹块，所述下夹块上连接有所述上夹板，所述上夹板末端连接所述三角块，三角块底面全覆盖有上垫板，上垫板构成上夹持面，对应位置的下夹块上也设有下垫板构成的下夹持面，上夹板、下夹块相对的面构成阶梯面，阶梯面由两个斜面和中间的台肩面形成，其中一个斜面构成所述上夹持面或所述下夹持面，另一个斜面作为安装面，其中下夹块的安装面上设有所述限位凸起，所述下夹块中设有所述夹持油缸，夹持油缸顶抵在所述上夹板的安装面上使得所述上夹板开合；
如图所示：所述支座设置在所述底架上，支座通过旋转驱动机构旋转，所述支座的上端枢接所述外臂，所述外臂中设有内臂，内臂可相对于外臂延伸运动，所述伸缩油缸的一端连接在所述外臂的上方，伸缩油缸中的活塞杆末端连接在所述内臂上方，通过伸缩油缸中活塞杆的运动带动所述内臂运动，所述支座上还连接有俯仰油缸，所述俯仰油缸驱动所述外臂俯仰，所述履带通过第一接头连接到所述内臂、通过第二接头连接到所述外臂，所述履带中容纳液压管线，所述内臂的末端设有调平油缸与吊篮，其中调平油缸中的活塞杆顶抵所述吊篮的下端，所述吊篮前方连接有扶梯，所述扶梯由左右两根扶梯杆组成，扶梯杆上方向内弯曲以约束固定所述背身台。
如图所示：所述支腿由三角腿和方形底构成。所述金属顶板材料为铁。所述支腿有四个。所述驾驶舱右端设有防护栏。所述扶梯顶端高于所述吊篮顶端。所述背身台顶端与所述吊篮顶端平齐。所述旋转驱动机构的动力源为电机。所述限位凸起数量为两个。所述限位凸起包括圆柱和圆台，所述圆柱连接在安装面上，所述圆台连接在圆柱上。所述圆台的直径大于所述圆柱的直径。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (10)
1.一种多向操作式拱架安装机，其特征在于：包括收纳架、底架、驾驶舱、夹持臂、吊篮组件、支腿、连接架、镂空部、摆臂、液压马达、限位凸起、上夹板、三角块、台肩、上垫板、下垫板、下夹块、夹持油缸、回转机构、圆柱连接件、摆臂油缸、环形连接件；其中吊篮组件包括支座、俯仰油缸、外臂、伸缩油缸、调平油缸、吊篮、背身台、扶梯、内臂、第一接头、第二接头、履带、旋转驱动机构；所述驾驶舱包括红外夜视部件、前面板、顶部、后面板、储物箱、减震底板；
所述底架上方设有所述驾驶舱，驾驶舱前方中间设有吊篮组件，吊篮组件两侧各设有一个夹持臂，所述底架的前方和后方各设有一个收纳架，收纳架中设有所述支腿，支腿展开时支撑在地面上，收缩时收纳在收纳架中；
所述驾驶舱前方设有前面板，所述前面板为弧形，所述红外夜视部件设置在所述前面板下方，所述驾驶舱顶部分为两部分，一部分为金属顶板、一部分为玻璃面板，所述驾驶舱后方设有后面板，所述驾驶舱内部后下方的位置设有储物箱，所述储物箱上表面为斜面，所述驾驶舱内部下方设有减震底板；
所述夹持臂末端连接所述连接架，连接架通过环形连接件连接摆臂油缸，摆臂油缸套设于环形连接件中，摆臂油缸内部的活塞杆一端设有圆柱连接件，圆柱连接件通过枢轴连接在所述摆臂上，所述摆臂一端连接所述连接架，另一端连接所述回转机构，所述回转机构由液压马达驱动，回转机构连接所述下夹块，所述下夹块上连接有所述上夹板，所述上夹板末端连接所述三角块，三角块底面全覆盖有上垫板，上垫板构成上夹持面，对应位置的下夹块上也设有下垫板构成的下夹持面，上夹板、下夹块相对的面构成阶梯面，阶梯面由两个斜面和中间的台肩面形成，其中一个斜面构成所述上夹持面或所述下夹持面，另一个斜面作为安装面，其中下夹块的安装面上设有所述限位凸起，所述下夹块中设有所述夹持油缸，夹持油缸顶抵在所述上夹板的安装面上使得所述上夹板开合；
所述支座设置在所述底架上，支座通过旋转驱动机构旋转，所述支座的上端枢接所述外臂，所述外臂中设有内臂，内臂可相对于外臂延伸运动，所述伸缩油缸的一端连接在所述外臂的上方，伸缩油缸中的活塞杆末端连接在所述内臂上方，通过伸缩油缸中活塞杆的运动带动所述内臂运动，所述支座上还连接有俯仰油缸，所述俯仰油缸驱动所述外臂俯仰，所述履带通过第一接头连接到所述内臂、通过第二接头连接到所述外臂，所述履带中容纳液压管线，所述内臂的末端设有调平油缸与吊篮，其中调平油缸中的活塞杆顶抵所述吊篮的下端，所述吊篮前方连接有扶梯，所述扶梯由左右两根扶梯杆组成，扶梯杆上方向内弯曲以约束固定所述背身台。
2.根据权利要求1所述的一种多向操作式拱架安装机，其特征在于：所述支腿由三角腿和方形底构成，所述金属顶板材料为铁。
3.根据权利要求1所述的一种多向操作式拱架安装机，其特征在于：所述支腿有四个。
4.根据权利要求1所述的一种多向操作式拱架安装机，其特征在于：所述驾驶舱右端设有防护栏。
5.根据权利要求1所述的一种多向操作式拱架安装机，其特征在于：所述扶梯顶端高于所述吊篮顶端。
6.根据权利要求1所述的一种多向操作式拱架安装机，其特征在于：所述背身台顶端与所述吊篮顶端平齐。
7.根据权利要求1所述的一种多向操作式拱架安装机，其特征在于：所述旋转驱动机构的动力源为电机。
8.根据权利要求1所述的一种多向操作式拱架安装机，其特征在于：所述限位凸起数量为两个。
9.根据权利要求1所述的一种多向操作式拱架安装机，其特征在于：所述限位凸起包括圆柱和圆台，所述圆柱连接在安装面上，所述圆台连接在圆柱上。
10.根据权利要求9所述的一种多向操作式拱架安装机，其特征在于：所述圆台的直径大于所述圆柱的直径。
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