CN203905968U - 混凝土喷射机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种混凝土喷射机械手。该混凝土喷射机械手包括：底座；回转部，回转部绕水平轴线可转动地设置在底座上；喷头总成，喷头总成设置在回转部上；软管，软管的第一端与喷头总成连接，软管的第二端与回转部连接；以及回转限位机构，回转限位机构包括设置在底座上的止转部以及设置在回转部上的配合部，配合部与止转部相配合限制回转部的回转角度；配合部包括间隔设置的第一配合部以及第二配合部，第一配合部和第二配合部分别与止转部形成止转配合，限制回转部的回转角度，回转部在回转角度内转动过程中，软管位于第一端与第二端之间的管体与回转部之间具有间隙。本实用新型的技术方案可以防止回转部与软管之间产生干涉，减少软管磨损。

Description

混凝土喷射机械手

技术领域

本实用新型涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种混凝土喷射机械手。

背景技术

混凝土喷射机械手主要用于隧道、护坡等支护面的混凝土施工设备。图1至图3示出了一种双回转机构的混凝土喷射机械手，包括垂直回转机构1’、水平回转机构21’、臂架22’、喷头总成23’以及软管3’，其中垂直回转机构1’可以绕竖直中心轴线转动±180°，水平回转机构21’可以绕水平中心轴线转动±180°，臂架22’随动地设置在水平回转机构21’上，喷头总成23’设置在臂架22’的远离水平回转机构21’的端部，软管3’连接在臂架22’与喷头总成23’之间。双回转机构可以大大提高喷头总成23’的作业范围，使施工不再有死角。但是臂架22’在绕水平轴线转动的过程中会与软管3’发生干涉并产生摩擦，使软管3’快速磨损，寿命降低，严重影响混凝土喷射机械手的稳定性和可靠性。

为了克服这一问题，在水平回转机构21’的底座上设置有限位开关41’，在水平回转机构21’上设置有一个摆杆42’，结合参见图4，当水平回转机构21’沿图4所示的顺时针方向转动至第一极限位置时，摆杆42’与限位开关41’接触，臂架22’停止顺时针转动；结合参见图5，当水平回转机构21’沿图5所示的逆时针方向转动过程中，摆杆42’还没有与限位开关41’接触，但是臂架22’与软管3’已经发生干涉，当摆杆42’与限位开关41’接触时，臂架22’与软管3’已经发生较为严重的摩擦，因此，现有技术无法完全解决软管3’与臂架22’发生干涉的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种混凝土喷射机械手，可以防止回转部与软管之间产生干涉，减少软管磨损。

为了实现上述目的，根据本实用新型，提供了一种混凝土喷射机械手，包括：底座；回转部，回转部绕水平轴线可转动地设置在底座上；喷头总成，喷头总成设置在回转部上；软管，软管的第一端与喷头总成连接，软管的第二端与回转部连接；以及回转限位机构，回转限位机构包括设置在底座上的止转部以及设置在回转部上的配合部，配合部与止转部相配合限制回转部的回转角度；配合部包括间隔设置的第一配合部以及第二配合部，第一配合部和第二配合部分别与止转部形成止转配合，限制回转部的回转角度，回转部在回转角度内转动过程中，软管位于第一端与第二端之间的管体与回转部之间具有间隙。

进一步地，回转部沿第一圆周方向转动至第一配合部与止转部形成止转配合时，回转部位于第一极限位置；回转部沿与第一圆周方向相反的第二圆周方向转动至第二配合部与止转部形成止转配合时，回转部位于第二极限位置；回转角度为回转部从第一极限位置到第二极限位置，或者从第二极限位置到第一极限位置所转过的角度。

进一步地，第一配合部和第二配合部分别垂直于水平轴线设置在回转部上并分别向远离回转部的方向延伸，第一配合部和第二配合部分别与止转部形成止挡配合。

进一步地，止转部为限位开关，第一配合部为第一摆杆，第二配合部为第二摆杆；回转部转动至第一极限位置时，第一摆杆与限位开关接触；回转部转动至第二极限位置时，第二摆杆与限位开关接触。

进一步地，第一配合部、第二配合部以及止转部位置可调整地设置。

进一步地，回转部具有沿其周向布置的多个定位孔；第一配合部的一端设置有第一连接部，第一连接部具有第一配合孔，第一配合孔与多个定位孔可选择地定位配合。

进一步地，第一配合孔有多个，并与多个定位孔中的一部分一一对应定位配合。

进一步地，回转部具有沿其周向布置的多个定位孔；第二配合部的一端设置有第二连接部，第二连接部具有第二配合孔，第二配合孔与多个定位孔可选择地定位配合。

进一步地，第二配合孔有多个，并与多个定位孔中的一部分一一对应定位配合。

进一步地，回转部从初始位置沿第一圆周方向转动至第一极限位置时，回转部的转动角度为A；回转部从初始位置沿第二圆周方向转动至第二极限位置时，回转部的转动角度为B；回转部的回转角度为250°≤A+B≤300°。

应用本实用新型的技术方案，回转部的底座上设置有止转部，回转部上间隔设置有第一配合部和第二配合部，当回转部沿第一圆周方向转动至第一极限位置时，第一配合部与止转部形成止转配合，回转部停止沿第一圆周方向的转动；当回转部沿与第一圆周方向相反的第二圆周方向转动至第二极限位置时，第二配合部与止转部形成止转配合，回转部停止沿第二圆周方向的转动，而回转部无论是沿第一圆周方向运动至第一极限位置还是沿第二圆周方向运动至第二极限位置，软管都与回转部之间具有间隙，即软管不会与回转部形成干涉，也就不会与回转部之间产生摩擦，完全解决了软管磨损的问题，延长了软管的使用寿命。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据现有技术的混凝土喷射机械手的局部示意图；

图2示出了根据图1的A向局部示意图；

图3示出了根据图1的B向局部示意图；

图4示出了根据现有技术的混凝土喷射机械手的摆杆与限位开关接触的示意图；

图5示出了根据现有技术的混凝土喷射机械手的摆杆尚未与限位开关接触的示意图；

图6示出了根据本实用新型的实施例的混凝土喷射机械手的局部示意图；

图7示出了根据本实用新型的实施例的第一摆杆与限位开关接触的示意图；

图8示出了根据本实用新型的实施例的第二摆杆与限位开关接触的示意图；

图9示出了根据本实用新型的实施例的第一摆杆和第二摆杆在回转部上调整的示意图；

图10示出了根据本实用新型的实施例的第一摆杆的示意图；以及

图11示出了根据本实用新型的实施例的第二摆杆的示意图。

附图标记说明：

1’、垂直回转机构；21’、水平回转机构；22’、臂架；23’、喷头总成；3’、软管；41’、限位开关；42’摆杆；1、底座；2、回转部；21、水平回转机构；211、定位孔；22、臂架；3、软管；4、回转限位机构；41、止转部；42、第一配合部；43、第二配合部；44、第一连接部；441、第一配合孔；45、第二连接部；451、第二配合孔。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图6至图11所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种混凝土喷射机械手，混凝土喷射机械手包括垂直回转机构、水平回转机构21、臂架22、喷头总成以及软管3，其中垂直回转机构可以绕其自身竖直方向的中心轴线转动，水平回转机构21通过底座1固定在垂直回转机构上，水平回转机构21可以绕其自身水平方向的中心轴线转动，臂架22设置在水平回转机构21上并向远离水平回转机构21的方向延伸，臂架22由多个臂节铰接形成，其中臂架22靠近水平回转机构21的第一个臂节作为第一臂节，靠近延伸端的第一个节臂作为最末臂节，相铰接的两个臂节可以绕铰接点转动从而调整臂架22整体的俯仰角度，臂架22的最末臂节可以伸缩，喷头总成设置在该最末臂节上，软管3包括第一端和第二端，其中软管3的第一端与喷头总成连接，软管3的第二端与最末臂节连接，软管3可以满足最末臂节的伸缩需要，以及喷头总成在施工中快速左右上下摆动从而实现柔性变化的需求。臂架22以及臂架22上的其他零部件整体构成了回转部2，当垂直回转机构转动时，带动底座1、水平回转机构21、回转部2、喷头总成以及软管3绕垂直回转机构的中心轴线转动；当水平回转机构21转动时，带动回转部2、喷头总成以及软管3绕水平回转机构21的中心轴线翻转。

结合参见图6至图8，回转部2中的水平回转机构21设置在底座1上，臂架22设置在水平回转机构21上(喷头总成未示出)，在回转部2绕水平回转机构21的中心轴线翻转过程中，回转限位机构4用于限制回转部2的回转角度，其中回转限位机构4包括止转部41以及配合部，其中止转部41设置在底座1上，相对于底座1固定，配合部设置在回转部2上，具体为设置在臂架22的第一臂节上。配合部优选包括第一配合部42和第二配合部43，回转部2转动过程中，第一配合部42和第二配合部43随之转动，并与底座1以及止转部41产生相对运动，第一配合部42和第二配合部43分别与止转部41形成止转配合，来限制回转部2的回转角度，通过限制回转部2的回转角度，使得软管3在转动过程中，其位于第一端与第二端之间的管体保持始终与回转部2之间存在一定间隔，不会产生干涉摩擦。

具体为，结合参见图6和图7，回转部2绕水平回转机构21的中心轴线沿第一圆周方向(图6所示的顺时针方向)转动，直至第一配合部42从图6所示的初始位置转动至与止转部41对应形成止转配合时，回转部2位于第一极限位置(图7所示位置)，回转部2停止沿第一圆周方向的转动，此过程中第一配合部42的回转角度为180°+α，即回转部2的回转角度为180°+α；结合参见图6和图8，回转部2绕水平回转机构21的中心轴线沿与第一圆周方向相反的第二圆周方向(图6所示的逆时针方向)转动，直至第二配合部43从图6所示的初始位置转动至与止转部41对应形成止转配合时，回转部2位于第二极限位置(图8所示位置)，回转部2停止沿第二圆周方向的转动，此过程中第一配合部42的回转角度为β，即回转部2的回转角度为β。回转部2从第一极限位置转动到第二极限位置(或者是从第二极限位置转动到第一极限位置)的过程中所转过的角度即为回转部2的回转角度。第一配合部42、第二配合部43和止转部41的设置位置应该根据设备的实际情况进行计算，其目的是使软管3在回转过程中，其第一端和第二端之间的管体能够始终与回转部2隔开一定间隙。利用第一配合部42和第二配合部43分别与止转部41配合限制了回转部2的回转角度，软管3位于其第一端和第二端之间的管体始终不会与回转部2接触，也就不会与回转部2之间产生摩擦，软管3不会产生磨损，延长了软管3的使用，提高了混凝土喷射机械手整机的稳定性和可靠性。

优选地，止转部41与配合部之间采用止挡配合以使回转部2停止转动，止挡配合属于机械式配合，更为精准，止转的效果更好，在防止软管3磨损的同时可以使回转部2的回转角度最大化。机械式是相对于传感器采用信号传输的感应式而言的，机械式配合具体是指两个零部件直接接触，其中第一个零部件直接作用在第二个零部件上，为第二个零部件提供反向作用力以阻止其继续运动，或第二个零部件与第一个零部件直接接触后，触发第一个零部件采用电控或其他方式使第二个零部件停止运动。

作为一个优选实施方式，止转部41采用限位开关，配合部中的第一配合部42为第一摆杆，第二配合部43为第二摆杆。限位开关设置在底座1上，第一摆杆设置在回转部2上并向远离回转部2的方向延伸，第二摆杆设置在回转部2上并向远离回转部2的方向延伸，第一摆杆和第二摆杆的延伸方向均垂直于水平回转机构21的中心轴线方向，第一摆杆与第二摆杆之间具有一定间隔。当回转部2沿第一圆周方向(图6所示的顺时针方向)转动至第一摆杆与限位开关接触时，触发限位开关，限位开关控制回转部2停止沿第一圆周方向的转动，回转部2停止在第一极限位置；当回转部2沿与第一圆周方向相反的第二圆周方向(图6所示的逆时针方向)转动至第二摆杆与限位开关接触时，触发限位开关，限位开关控制回转部2停止沿第二圆周方向的转动，回转部2停止在第二极限位置。限位开关原理简单，第一摆杆和第二摆杆的结构也不复杂，便于拆装，成本较低。

第一摆杆和第二摆杆之间的间隔应该根据实际情况而定，只要满足回转部2在第一极限位置和第二极限位置之间转动时，软管3的第一端和第二端之间的管体不会接触回转部2即可。

当然，这里的第一摆杆作为第一配合部42也可以由其他结构来替代，只要是可以安装在回转部2上随回转部2一起转动，且垂直于水平回转机构21的中心轴线向远离回转部2方向延伸一定距离的结构，都可以在转动过程中与限位开关形成干涉，从而构成止挡配合，阻止回转部2的继续转动。

同样地，这里的第二摆杆作为第二配合部43也可以由其他结构来替代，只要是可以安装在回转部2上随回转部2一起转动，且垂直于水平回转机构21的中心轴线向远离回转部2方向延伸一定距离的结构，都可以在转动过程中与限位开关形成干涉，从而构成止挡配合，阻止回转部2的继续转动。

例如，在回转部2上设置一个弧形块，弧形块包括相对设置的两个弧形面以及连接在两个弧形面之间并相对设置的平面，弧形面的弧度对应于回转部2中水平回转机构21的弧度，两个相对设置的平面可以分别作为第一配合部42和第二配合部43。当回转部2沿第一圆周方向转动时，第一个平面与止转部41形成止挡配合，当回转部2沿第二圆周方向转动时，第二个平面与止转部41形成止挡配合。同样可以起到限制回转部2的回转角度，以防止软管3的第一端与第二端之间的管体与回转部2之间产生干涉摩擦的作用。

上述采用止挡配合并不意味着止转部41和配合部之间只能采用这种止转配合方式，实际上，止转部41与配合部之间也可以采用感应式止转配合，例如在底座1上设置感应装置，第一配合部42采用第一传感器，第二配合部43采用第二传感器，当回转部2沿第一圆周方向转动至第一传感器与感应装置对应，第一传感器向感应装置发出第一位置信号，感应装置获取第一位置信号后控制回转部2停止沿第一圆周方向转动，回转部2位于第一极限位置；同理，当回转部2沿第二圆周方向转动至第二传感器与感应装置对应，第二传感器向感应装置发出第二位置信号，感应装置获取第二位置信号后控制回转部2停止沿第二圆周方向转动，回转部2位于第二极限位置。传感器可以是红外传感器、电磁传感器、超声波传感器等。

为了能够根据实际需要及时调整回转部2的回转角度，优选地，第一配合部42和第二配合部43在回转部2上的位置可以进行调整。

结合参见图9至图11，作为一个优选实施方式，当第一配合部42为第一摆杆、第二配合部43为第二摆杆时，第一摆杆的一端连接有第一连接部44，第一连接部44具有第一配合孔441，第二摆杆的一端连接有第二连接部45，第二连接部45具有第二配合孔451，相应地，回转部2具有多个定位孔211，这些定位孔211沿回转部2的圆周方向间隔布置，第一配合孔441可以根据需要与多个定位孔211有选择地对正，再插入第一定位销即可实现第一摆杆与回转部2的定位，同理，第二配合孔451可以根据需要与多个定位孔211有选择地对正，再插入另一个第二定位销即可实现第二摆杆与回转部2的定位，结构简单，易于操作，方便调节。

优选地，第一连接部44为沿回转部2的圆周方向延伸的弧形板，弧形板上设置有三个第一配合孔441，定位时，三个第一配合孔441与多个定位孔211中的三个定位孔211一一对正，再插入三个第一定位销即可。三个第一配合孔441与三个定位孔211定位配合，可以防止在止转过程中第一摆杆发生转动导致回转部2不是在第一极限位置停止运动的情况发生，避免影响止转效果。

同理，第二连接部45为沿回转部2的圆周方向延伸的弧形板，弧形板上设置有三个第二配合孔451，定位时，三个第二配合孔451与多个定位孔211中的三个定位孔211一一对正，再插入三个第二定位销即可。三个第二配合孔451与三个定位孔211定位配合，可以防止在止转过程中第二摆杆发生转动导致回转部2不是在第二极限位置停止运动的情况发生，避免影响止转效果。

当然，第一配合孔441和第二配合孔451的数量可以根据实际需要进行调整，一般来说，两个或两个以上的第一配合孔441、两个或两个以上的第二配合孔451都可以起到防止转动的效果。

此外，第一摆杆和第二摆杆位置关系的调整也可以是其中一个固定在回转部2上，另一个可以进行调整，同样可以起到调整回转部2回转角度的作用。在不考虑调整第一摆杆和第二摆杆的位置，仅是为了便于第一摆杆和第二摆杆的安装时，第一连接部44和第二连接部45也可以一体成型，即形成一个相对固定的整体。

当第一摆杆和第二摆杆替换为其他突出于回转部2的结构时，第一连接部44和第二连接部45也同样适用前述的结构。

实际生产作业中，混凝土喷射机械手的型号及结构有多种，其相互之间存在一定的结构差异，下面以图6中示出的一种混凝土喷射机械手为例，对本实用新型进行详细说明。本示例中以第一配合部42在图6中所示位置为初始位置，当回转部2沿第一圆周方向转动至图7所示的第一极限位置时，第一配合部42转过的角度为180°+α，在实际作业中，检测得α≈50°，则第一配合部42转过的角度约为180°+50°＝230°，即回转部2沿第一圆周方向的转动角度A约为230°；当回转部2沿第二圆周方向转动至图8所示的第二极限位置时，第一配合部42转过的角度为β，在实际作业中，检测得β≈50°，即回转部2沿第二圆周方向转动的角度B约为50°，则回转部2的回转角度为A+B≈230°+50°＝280°。考虑到检测误差，图6所示的这种混凝土喷射机械手的回转部2的回转角度大约在250°至300°之间。

对于不同型号的混凝土喷射机械手，根据其结构的不同，止转部41、第一配合部42以及第二配合部43的具体位置会进行调整，在调整过程中，止转部41、第一配合部42以及第二配合部43的位置是相对应改变的，即调整了止转部41的位置，则第一配合部42以及第二配合部43的位置就要相应进行调整，而如果调整的是第一配合部42和第二配合部43的位置，则止转部41的位置也要随之调整。但不论如何调整，止转部41、第一配合部42以及第二配合部43之间的位置关系始终为，在保证软管3第一端和第二端之间的管体不会与回转部2发生干涉摩擦的基础上实现回转部2回转角度的最大化。

结合参见图3至图5，以现有技术中同一型号的混凝土喷射机械手为例，其利用一个摆杆与限位开关相配合，本示例中以摆杆42’在图3所示的位置为初始位置，当臂架22’沿第一圆周方向转动至图4所示的位置时，摆杆42’与限位开关41’接触，此过程中摆杆42’的转动角度经检测为180°，即臂架22’沿顺时针方向转动的最大角度为180°；当臂架22’沿第二圆周方向转动至图5所示位置时，摆杆42’还没有与限位开关41’接触，但是软管3’已经与臂架22’产生干涉，此过程中摆杆42’的转动角度经检测为50°，即臂架22’沿逆时针方向转动的最大角度为50°，则臂架22’的回转角度最大只能为180°+50°＝230°，超过这个范围，软管3’就会与臂架22’产生干涉摩擦。而本实用新型采用第一配合部42和第二配合部43分别与止转部41相配合，不仅可以确保避免软管3与回转部2产生干涉摩擦，同时还能最大限度地提高回转部2的有效回转角度，提高混凝土喷射机械手的喷涂效果。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、两个摆杆分别与限位开关配合，使回转部在第一极限位置和第二极限位置之间回转过程中，软管始终不会与回转部接触，也就不会与回转部之间产生摩擦，软管不会产生磨损，延长了软管的使用，提高了混凝土喷射机械手整机的稳定性和可靠性。

2、两个摆杆之间的间隔可以进行调整，适应不同设备的要求。

3、保护软管的同时确保回转部的最大回转角度，设备的工作性能更好。

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。

Claims (10)

1.一种混凝土喷射机械手，包括：

底座(1)；

回转部(2)，所述回转部(2)绕水平轴线可转动地设置在所述底座(1)上；

喷头总成，所述喷头总成设置在所述回转部(2)上；

软管(3)，所述软管(3)的第一端与所述喷头总成连接，所述软管(3)的第二端与所述回转部(2)连接；以及

回转限位机构(4)，所述回转限位机构(4)包括设置在所述底座(1)上的止转部(41)以及设置在所述回转部(2)上的配合部，所述配合部与所述止转部(41)相配合限制所述回转部(2)的回转角度；

其特征在于，所述配合部包括间隔设置的第一配合部(42)以及第二配合部(43)，所述第一配合部(42)和所述第二配合部(43)分别与所述止转部(41)形成止转配合，限制所述回转部(2)的所述回转角度，所述回转部(2)在所述回转角度内转动过程中，所述软管(3)位于所述第一端与所述第二端之间的管体与所述回转部(2)之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的混凝土喷射机械手，其特征在于，

所述回转部(2)沿第一圆周方向转动至所述第一配合部(42)与所述止转部(41)形成止转配合时，所述回转部(2)位于第一极限位置；

所述回转部(2)沿与第一圆周方向相反的第二圆周方向转动至所述第二配合部(43)与所述止转部(41)形成止转配合时，所述回转部(2)位于第二极限位置；

所述回转角度为所述回转部(2)从所述第一极限位置到所述第二极限位置，或者从所述第二极限位置到所述第一极限位置所转过的角度。

3.根据权利要求2所述的混凝土喷射机械手，其特征在于，所述第一配合部(42)和所述第二配合部(43)分别垂直于所述水平轴线设置在所述回转部(2)上并分别向远离所述回转部(2)的方向延伸，所述第一配合部(42)和所述第二配合部(43)分别与所述止转部(41)形成止挡配合。

4.根据权利要求3所述的混凝土喷射机械手，

所述止转部(41)为限位开关，所述第一配合部(42)为第一摆杆，所述第二配合部(43)为第二摆杆；

所述回转部(2)转动至所述第一极限位置时，所述第一摆杆与所述限位开关接触；

所述回转部(2)转动至所述第二极限位置时，所述第二摆杆与所述限位开关接触。

5.根据权利要求1所述的混凝土喷射机械手，其特征在于，所述第一配合部(42)、所述第二配合部(43)以及所述止转部(41)位置可调整地设置。

6.根据权利要求5所述的混凝土喷射机械手，其特征在于，

所述回转部(2)具有沿其周向布置的多个定位孔(211)；

所述第一配合部(42)的一端设置有第一连接部(44)，所述第一连接部(44)具有第一配合孔(441)，所述第一配合孔(441)与所述多个定位孔(211)可选择地定位配合。

7.根据权利要求6所述的混凝土喷射机械手，其特征在于，所述第一配合孔(441)有多个，并与所述多个定位孔(211)中的一部分一一对应定位配合。

8.根据权利要求5所述的混凝土喷射机械手，其特征在于，

所述回转部(2)具有沿其周向布置的多个定位孔(211)；

所述第二配合部(43)的一端设置有第二连接部(45)，所述第二连接部(45)具有第二配合孔(451)，所述第二配合孔(451)与所述多个定位孔(211)可选择地定位配合。

9.根据权利要求8所述的混凝土喷射机械手，其特征在于，所述第二配合孔(451)有多个，并与所述多个定位孔(211)中的一部分一一对应定位配合。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的混凝土喷射机械手，其特征在于，

所述回转部(2)从初始位置沿所述第一圆周方向转动至所述第一极限位置时，所述回转部(2)的转动角度为A；

所述回转部(2)从所述初始位置沿所述第二圆周方向转动至所述第二极限位置时，所述回转部(2)的转动角度为B；

所述回转部(2)的所述回转角度为250°≤A+B≤300°。