CN207315399U - 自行式工程机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于隧道施工技术领域，涉及一种自行式工程机械手，包括底盘、回转平台、工作臂和机械手，底盘上安装的驱动总成、转向机构和调平油缸，实现了自行式工程机械手自由移动和保持平衡；回转平台安装在底盘上，能够旋转时带动工作臂旋转，工作臂安装在回转平台上，能够在运动时带动机械手运动；机械手安装在工作臂上，能够完成模板夹取和位置调控；施工人员使用控制装置，控制液压夹手夹取模板，在回转平台和工作臂作用下，将模板移动到拼装位置，最后由调节装置精准对位，即可完成模板拼装；本实用新型大幅降低了施工人员工作强度和工作危险，提高了施工效率和施工安全性。

Description

自行式工程机械手

技术领域

本实用新型属于隧道施工技术领域，涉及一种自行式工程机械手。

背景技术

隧道施工过程中，当完成基础施工后，为了提高隧道防水能力、承载能力和隧道的美观性，需要对隧道进行二次衬砌施工。

在隧道二次衬砌施工中，对于长的且断面不变的隧道一般采用钢模台车进行施工。但是因钢模台车断面是固定的，在一些断面情况变化较大、情况复杂的隧道，钢模台车施工就不再适合。对于断面变化较大、情况复杂的隧道，目前的施工方案是人工架设模板，在模板涂上脱模剂后放到指定位置，施工时工人先搭脚手架，再把模板抬到施工位置，用螺栓连接相邻模板，在完成一定面积的模板拼装后，再进行浇筑。但由于模板本身自重较大，一块典型的模板重量就在600kg左右，因此施工人员的劳动强度很大，安全风险高，不少施工人员因为本项工作患上了腰肌劳损等职业病。

为了降低隧道施工人员劳动强度，提高施工人员施工安全性，需要开发一种模板搬运和拼装装置，用于替代施工人员的工作。

实用新型内容

为了解决在隧道二次施工过程中，人工架设模板劳动强度大，安全风险高的问题，本实用新型提供了一种自行式工程机械手，用于模板的搬运和拼装。本实用新型大大降低了施工人员的劳动强度，提高了施工人员的工作安全性。

本实用新型的技术方案如下：

自行式工程机械手，包括底盘、回转平台、工作臂和机械手；所述底盘包括车桥、车架、驱动总成和转向机构，车桥分为前桥和后桥，车架采用刚性悬挂方式安装在车桥上，前桥与车架前端铰接，后桥与车桥后端铰接，其中前桥设置有一对调平油缸，调平油缸上端铰接在车架前端的侧壁上，下端铰接在下方车桥上，调平油缸通过电控系统自动调节，使底盘处于水平位置，防止在地面不平的作业环境下车体倾斜；驱动总成包括转向节、液压马达、轮边减速器和车轮，转向节的一端连接在车桥末端，另一端装有轮边减速器，轮边减速器外圈装有车轮，转向节旋转时使轮边减速器偏转，进而带动车轮偏转，转向轮边减速器内圈安装有液压马达，液压马达在旋转时作用在轮边减速器内圈上，轮边减速器再通过外圈作用到车轮上，使车轮旋转，四个车轮都安装有一组驱动总成，实现了四轮驱动；转向机构包括转向油缸和调节杆，转向油缸一端铰接在转向节上，另一端铰接在车桥中间，调节杆两端分别铰接在车桥两端转向节上，通过转向油缸的伸缩，带动转向节旋转，转向节带动车轮偏转，同时在调节杆的作用下，使车桥另一侧的车轮保持同步偏转。

底盘中间安装有回转齿圈，回转平台通过回转齿圈安装在底盘上，车架上安装的回转齿圈与回转平台下方安装的回转驱动齿轮啮合，实现了回转平台360度旋转；回转平台上主要分布配重、液压油箱、柴油箱、回转减速器、柴油机、液压泵，重力均衡分布在平台两侧。

所述工作臂包括主臂、伸缩臂和三节臂，主臂安装在安装壳内，安装壳下端连接有两根连杆，连杆一端铰接在安装壳下端，另一端铰接在回转平台前端和中间，使连杆、主臂与回转平台组成双摇杆机构；主臂通过主臂变幅油缸伸缩带动升降，主臂变幅油缸一端铰接在主臂中间，另一端铰接在回转平台中间，中间通过销轴与连杆铰接；伸缩臂安装在主臂伸出的一端，通过伸缩油缸的伸缩带动伸缩臂伸缩，伸缩油缸安装在伸缩臂和主臂内部，一端铰接在伸缩臂内端，另一端铰接在主臂内端，伸缩油缸中间设有保持架，以减少油缸伸出时的挠度，控制其变形量，伸缩臂和主臂之间安装有尼龙垫块，用于减少伸缩臂伸缩运动时产生的摩擦阻力；三节臂垂直安装在伸缩臂伸出的一端，通过三节臂变幅油缸能向上旋转90度，三节臂变幅油缸一端铰接三节臂末端侧面，另一端铰接在伸缩臂侧面。

所述机械手使用螺栓固定在三节臂末端，机械手包括夹持装置和调节装置，夹持装置由两对液压夹手组成，液压夹手使用方钢连接，并通过螺栓连接到横梁两侧，取下螺栓后，液压夹手可在横梁轴向方向移动，以便根据模板大小选择夹持位置，液压夹手通过液压油缸来控制，液压夹手上下两侧各安装一个液压油缸，通过液压油缸的伸缩控制液压夹手的张合，完成模板的夹取，液压夹手上固定有带花纹的硬质橡胶板，用于增加液压夹手和模板的摩擦系数，保证模板与液压夹手紧密接触；调节装置由回转驱动、一级回转油缸和二级回转油缸组成，回转驱动固定在在横梁中间，在旋转时带动横梁旋转，回转驱动通过旋转副与二级回转油缸铰接，二级回转油缸在旋转时带动回转驱动旋转，二级回转油缸通过旋转副与一级回转油缸铰接，一级回转油缸在旋转时带动二级回转油缸旋转，通过回转驱动、一级回转油缸、二级回转油缸的联动，实现了模板在小范围内上下左右与旋转运动，达到了模板精准对位的效果。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过施工人员遥控机械手夹持装置抓取模板，回转平台和工作臂将模板移动到拼装位置，机械手调节装置控制模板精准对位，最终完成模板的搬运和拼装，本实用新型大大降低了施工人员劳动强度，提高了施工人员工作安全性。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构图。

图2是本实用新型的底盘示意图。

图3是本实用新型的驱动总成结构图。

图4是本实用新型的工作臂结构图。

图5是本实用新型的机械手结构图。

附图标记说明：1、底盘；2、回转平台；3、工作臂；4、机械手；5、车桥；6、转向节；7、驱动总成；8、转向油缸；9调节杆；10、车架；11、回转齿圈；12、液压马达；13、轮边减速器；14、车轮；15、三节臂；16、伸缩臂；17、三节臂变幅油缸；18、伸缩油缸；19、主臂；20、主臂变幅油缸；21、连杆；22、方钢；23、液压夹手；24、横梁；25、液压油缸；26、回转驱动；27、二级回转油缸；28、一级回转油缸。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型进行更详细的说明。

如图1所示，本实用新型包括底盘1，回转平台2，工作臂3和机械手4；所述回转平台2安装在底盘1上，工作臂3安装在回转平台2上，机械手4安装在工作臂3上。

如图2所示，底盘包括车桥5、车架10、转向机构和驱动总成7；所述车桥5包括前桥和后桥，车架10采用刚性悬挂方式安装在车桥5上，前桥与车架10前端铰接，后桥与车桥10后端铰接，其中前桥设置有一对调平油缸，调平油缸上端铰接在车架10前端的侧壁上，下端铰接在下方车桥5上。

如图3所示，驱动总成7包括转向节6、液压马达12、轮边减速器13和车轮14，转向节6的一端连接在车桥5末端，另一端安装有轮边减速器13，轮边减速器13外圈安装有车轮14，内圈安装有液压马达12。

如图2所示，转向机构包括转向油缸8和调节杆9，转向油缸8一端铰接在转向节6上，另一端铰接在车桥5中间，前桥和后桥分别配置一根调节杆9，调节杆9两端分别铰接在两端转向节6上。

底盘1中间安装有回转齿圈11，回转平台2通过回转齿圈安装在底盘1上，车架10上安装的回转齿圈11与回转平台2下方安装的回转驱动齿轮啮合；回转平台上主要分布配重、液压油箱、柴油箱、回转减速器、柴油机、液压泵，重力均衡分布在平台两侧。

如图4所示，工作臂包括主臂19、伸缩臂16和三节臂15，主臂19安装在安装壳内，安装壳下端连接有两根连杆21，连杆21一端分别铰接在安装壳下端两侧，另一端分别铰接在回转平台2前端和中间；主臂变幅油缸20一端铰接在主臂19中间，另一端铰接在回转平台2中间，中间通过销轴与连杆21铰接；伸缩臂16安装在主臂19伸出的一端，通过伸缩油缸18控制伸缩臂16的伸缩，伸缩油缸18安装在伸缩臂16和主臂19内部，一端铰接在伸缩臂16内端，另一端铰接在主臂19内端，伸缩油缸18中部设有保持架，伸缩臂16和主臂19之间安装有尼龙垫块；三节臂15垂直安装在伸缩臂16伸出的一端，三节臂变幅油缸17一端铰接三节臂15末端侧面，另一端铰接在伸缩臂16侧面。

如图5所示，机械手4固定在三节臂15末端，包括夹持装置和调节装置，夹持装置由两对液压夹手23组成，液压夹手23使用方钢22连接，并通过螺栓连接到横梁24上，取下螺栓后，液压夹手23可在横梁24轴向方向移动，液压夹手23上下两侧各安装一个液压油缸25；调节装置由回转驱动26、一级回转油缸28和二级回转油缸27组成，回转驱动26固定在横梁24中间，回转驱动26通过旋转副与二级回转油缸27铰接，二级回转油缸27通过旋转副与一级回转油缸28铰接。

本实用新型通过电控系统进行操作，本实用新型在外部连接有一台控制器，施工人员在控制器上操作，控制液压液压油缸25伸缩，进而控制液压夹手23张合，将模板从地面夹起，再控制回转平台2旋转，将模板移开，模板移开后，控制主臂变幅油缸20、伸缩油缸18、三节臂变幅油缸17伸缩，使主臂19、伸缩臂16和三节臂15运动，将模板从地面举起，当举到大致安装位置后，再控制回转驱动26、一级回转油缸28、二级回转油缸27运动，将模板精准定位到安装位置，最后松开液压夹手23，完成模板的拼装。

Claims (9)

1.自行式工程机械手，包括底盘(1)、回转平台(2)、工作臂(3)、机械手(4)，其特征在于：所述底盘(1)中间安装有回转齿圈(11)，回转平台(2)通过与回转齿圈(11)啮合安装在底盘(1)上；所述工作臂(3)包括主臂(19)、伸缩臂(16)和三节臂(15)，主臂(19)安装在安装壳内，安装壳下端连接有两根连杆(21)，连杆(21)一端分别铰接在安装壳下端两侧，另一端分别铰接在回转平台(2)前端和中间，伸缩臂(16)安装在主臂(19)伸出的一端，三节臂(15)垂直安装在伸缩臂(16)伸出的一端；机械手(4)连接在三节臂(15)末端，包括夹持装置和调节装置，夹持装置由两对液压夹手(23)组成，液压夹手(23)使用方钢(22)连接，并通过螺栓连接到横梁(24)上；调节装置由回转驱动(26)、一级回转油缸(28)和二级回转油缸(27)组成，回转驱动(26)固定在横梁(24)中间，回转驱动(26)通过旋转副与二级回转油缸(27)铰接，二级回转油缸(27)通过旋转副与一级回转油缸(28)铰接。

2.根据权利要求1所述的自行式工程机械手，其特征在于，所述底盘(1)上安装有调平油缸，调平油缸通过电控系统自动调节，使底盘处于水平位置，防止在地面不平的作业环境下车体倾斜。

3.根据权利要求1所述的自行式工程机械手，其特征在于，所述底盘(1)上安装有驱动总成(7)和转向机构，驱动总成(7)包括转向节(6)、液压马达(12)、轮边减速器(13)和车轮(14)，转向节(6)的一端连接在车桥(5)末端，另一端安装有轮边减速器(13)，轮边减速器(13)外圈安装有车轮(14)，内圈安装有液压马达(12)，转向机构包括转向油缸(8)和调节杆(9)，转向油缸(8)一端铰接在转向节(6)上，另一端铰接在车桥(5)中间，前桥和后桥分别配置一根调节杆(9)，调节杆(9)两端分别铰接在两端转向节(6)上。

4.根据权利要求1所述的自行式工程机械手，其特征在于，所述回转平台(2)上主要分布配重、液压油箱、柴油箱、回转减速器、柴油机、液压泵，重力均衡分布在平台两侧。

5.根据权利要求1所述的自行式工程机械手，其特征在于，所述主臂(19)通过主臂变幅油缸(20)伸缩带动升降，主臂变幅油缸(20)一端铰接在主臂(19)中间，另一端铰接在回转平台(2)中间，中间通过销轴与连杆(21)铰接。

6.根据权利要求1所述的自行式工程机械手，其特征在于，所述伸缩臂(16)通过伸缩油缸(18)控制伸缩臂(16)的伸缩，伸缩油缸(18)中间设有保持架，以减少油缸伸出时的挠度，控制其变形量。

7.根据权利要求1所述的自行式工程机械手，其特征在于，所述伸缩臂(16)和主臂(19)之间安装有尼龙垫块，用于减少伸缩臂伸缩运动时产生的摩擦阻力。

8.根据权利要求1所述的自行式工程机械手，其特征在于，所述三节臂(15)通过三节臂变幅油缸(17)带动旋转，三节臂(15)垂直安装在伸缩臂(16)伸出的一端，三节臂变幅油缸(17)一端铰接三节臂(15)末端侧面，另一端铰接在伸缩臂(16)侧面。

9.根据权利要求1所述的自行式工程机械手，其特征在于，所述液压夹手(23)通过螺栓固定在横梁(24)两侧，液压夹手(23)上固定有带花纹的硬质橡胶板，用于增加液压夹手和模板的摩擦系数，保证模板与液压夹手紧密接触。