CN208441878U - 一种隧道拱架安装机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种隧道拱架安装机械手，包括拱架抓取组件及摆动组件，所述摆动组件包括带动拱架抓取组件水平伸缩的水平调节段，以及带动拱架抓取组件竖向伸缩的竖向调节段，所述拱架抓取组件铰接于所述水平调节段的一端，并可绕铰接点竖向摆动；所述水平调节段的另一端与所述竖向调节段铰接。本实用新型具有实现拱架抓取、运送及安装的全自动化，且拼装效率高、安全性好等优点。

Description

一种隧道拱架安装机械手

技术领域

本实用新型涉及隧道拱架安装领域，尤其涉及隧道拱架安装机械手。

背景技术

近些年来，为了适应经济发展，交通基础建设领域也在快速发展。隧道拱架的抓取装置为隧道拱架安装提供了极大便利。但现有的隧道拱架抓取装置存在如下问题：1、机械手无法直接从地上直接抓取拱架，需人工将拱架搬运到机械手上，即工作时机械手需放下并打开抓手，施工人员将拱架搬运到抓手上，再合上抓手进行拱架举升，使得施工效率低、劳动强度大，且安全性能差，且由于隧道施工存在空间狭小、密闭不通风、围岩掉落等恶劣环境，过多人员施工会增加事故伤亡的风险；2、抓取装置无法实现任意位置的抓取作业，使得隧道拱架的安装无法实现全程自动化。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种实现拱架抓取、运送及安装的全自动化，且拼装效率高、安全性好的隧道拱架安装机械手。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种隧道拱架安装机械手，包括拱架抓取组件及摆动组件，所述摆动组件包括带动拱架抓取组件水平伸缩的水平调节段，以及带动拱架抓取组件竖向伸缩的竖向调节段，所述拱架抓取组件铰接于所述水平调节段的一端，并可绕铰接点竖向摆动；所述水平调节段的另一端与所述竖向调节段铰接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述水平调节段包括水平铰接座、水平调节梁、第一水平驱动件及第二水平驱动件，所述拱架抓取组件铰接于所述水平铰接座上，所述水平调节梁的两端分别与所述水平铰接座及竖向调节段铰接，所述第一水平驱动件铰接于所述竖向调节段与水平调节梁之间，所述第二水平驱动件铰接于所述水平调节梁与水平铰接座之间。

所述第一水平驱动件及第二水平驱动件设于所述水平调节梁的同侧，且上下相对布置。

所述竖向调节段包括依次铰接的臂架、第一竖向铰接座及第二竖向铰接座，所述水平调节段铰接于所述第二竖向铰接座上；所述臂架与第一竖向铰接座之间铰接有第一竖向驱动件，所述第一竖向铰接座与第二竖向铰接座之间设有第二竖向驱动件。

所述拱架抓取组件与水平调节段之间铰接有第三竖向驱动件，所述第三竖向驱动件设于所述拱架抓取组件的下方。

所述拱架抓取组件包括两组拱架夹紧部件、设于拱架夹紧部件之间的拱架限位部件，以及安装拱架夹紧部件和拱架限位部件的安装平台，所述拱架夹紧部件包括两个分设于安装平台沿宽度方向两侧的转动臂、两个与转动臂一一对应连接的夹紧部，以及与转动臂连接的转臂驱动组件，两所述转动臂分别铰接于对应侧的安装平台上，所述夹紧部在转动臂的驱动下夹紧拱架两侧底边。

所述转臂驱动组件包括驱动缸及水平导向槽，所述驱动缸滑设于水平导向槽内，所述驱动缸的驱动端与一转动臂驱动连接，所述驱动缸的另一端与另一转动臂连接。

所述转动臂为L形转动臂，所述L形转动臂的水平段位于所述安装平台的上方，所述夹紧部设于所述水平段的底部；所述L形转动臂的竖直段位于所述安装平台的一侧，所述转臂驱动组件设于所述竖直段的端部，所述L形转动臂的铰接点位于所述竖直段上。

所述拱架限位部件包括第一放置底板及两限位板，第一放置底板设于所述安装平台的上表面；两所述限位板分设于第一放置底板沿安装平台宽度方向的两端，两所述限位板之间的距离等于所述拱架的底边宽度。

所述拱架限位部件至少为两组，多组所述拱架限位部件沿安装平台的长度间隔布置。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的摆动组件设置有水平调节段及竖向调节段，且拱架抓取组件铰接于水平调节段的一端，并可绕铰接点竖向摆动；水平调节段的另一端与竖向调节段铰接，其结构简单、可靠性高。同时，水平调节段及竖向调节段的设置使得拱架抓取组件可多方位伸缩，机械手可根据拱架的抓取、运送及安装位置进行多向调节，实现了拱架抓取、运送及安装的全自动化，其拼装效率高、安全性好。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1是本实用新型隧道拱架安装机械手的主视图(未示出臂架)。

图2是本实用新型隧道拱架安装机械手的左视图。

图3是本实用新型隧道拱架安装机械手的俯视图(未示出臂架)。

图4是本实用新型拱架抓取组件与拱架的配合关系示意图。

图5是图4的左视图。

图中各标号表示：

1、拱架抓取组件；11、拱架夹紧部件；111、转动臂；112、夹紧部；113、转臂驱动组件；12、拱架限位部件；121、第一放置底板；122、限位板；13、安装平台；14、铰接支架；2、摆动组件；21、水平调节段；211、水平铰接座；212、水平调节梁；213、第一水平驱动件；214、第二水平驱动件；22、竖向调节段；221、臂架；222、第一竖向铰接座；223、第二竖向铰接座；224、第一竖向驱动件；225、第二竖向驱动件；3、第三竖向驱动件；4、拱架。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

如图1至图3所示，本实施例的隧道拱架安装机械手，包括拱架抓取组件1及摆动组件2。其中，拱架抓取组件1在拱架4安装时夹取固定拱架4；摆动组件2与拱架抓取组件1连接，以将拱架4运送到预定位置进行安装。本实施例中，摆动组件2包括水平调节段21及竖向调节段22，其中，拱架抓取组件1铰接于水平调节段21的一端，并可绕铰接点竖向摆动，以使拱架抓取组件1可沿竖直方向调节；水平调节段21的另一端与竖向调节段22铰接，其结构简单、可靠性高。同时，水平调节段21带动拱架抓取组件1水平伸缩，竖向调节段22带动拱架抓取组件1竖向伸缩，其使得拱架抓取组件1可多方位伸缩，机械手可根据拱架4的抓取、运送及安装位置进行多向调节，实现了拱架4抓取、运送及安装的全自动化，其拼装效率高、安全性好。

如图3所示，本实施例的水平调节段21包括水平铰接座211、水平调节梁212、第一水平驱动件213及第二水平驱动件214。其中，拱架抓取组件1铰接于水平铰接座211上；水平调节梁212的两端分别与水平铰接座211及竖向调节段22铰接；第一水平驱动件213铰接于竖向调节段22与水平调节梁212之间，在第一水平驱动件213的伸缩过程中水平调节梁212在水平平面内左右摆动；第二水平驱动件214铰接于水平调节梁212与水平铰接座211之间，第二水平驱动件214的伸缩过程中水平铰接座211在水平平面内左右摆动。其结构简单、且通过第一水平驱动件213及第二水平驱动件214的协同作业可实现拱架抓取位置的有效调节。

进一步的，第一水平驱动件213及第二水平驱动件214设于水平调节梁212的同侧，第一水平驱动件213及第二水平驱动件214上下相对布置，其布局紧凑、占用空间小，且保证了水平调节梁212与水平铰接座211的有效驱动。

如图2所示，竖向调节段22包括依次铰接的臂架221、第一竖向铰接座222及第二竖向铰接座223。其中，水平调节段21的水平调节梁212铰接于第二竖向铰接座223上；臂架221与第一竖向铰接座222之间铰接有第一竖向驱动件224，在第一竖向驱动件224的伸缩过程中第一竖向铰接座222在竖直平面内上下摆动；第一竖向铰接座222与第二竖向铰接座223之间设有第二竖向驱动件225，在第二竖向驱动件225的伸缩过程中第二竖向铰接座223在竖直平面内上下摆动。

进一步的，本实施例的第一竖向驱动件224设于臂架221与第一竖向铰接座222的下方，第二竖向驱动件225设于第一竖向铰接座222与第二竖向铰接座223的下方，其布局结构紧凑、保证了第一竖向铰接座222及第二竖向铰接座223的有效驱动。

如图1所示，拱架抓取组件1与水平调节段21的水平铰接座211之间铰接有第三竖向驱动件3。第三竖向驱动件3设于拱架抓取组件1的下方，在第三竖向驱动件3的伸缩过程中拱架抓取组件1可以在竖直平面内上下摆动。本实施例中，第一水平驱动件213、第二水平驱动件214、第一竖向驱动件224及第二竖向驱动件225及第三竖向驱动件3均为伸缩油缸，本实用新型通过各伸缩油缸的协同作用进行拱架抓取组件1各姿态调整，实现空间六自由度任意方位抓取，其灵活性高，保证了拱架任意方位的自动抓取。

如图4及图5所示，本实施的拱架抓取组件1包括两组拱架夹紧部件11、拱架限位部件12及安装平台13。其中，两组拱架夹紧部件11用于夹紧拱架4的两端；拱架限位部件12设于两组拱架夹紧部件11之间，用于对拱架4进行限位；两拱架夹紧部件11和拱架限位部件12均设于安装平台13上。其设置结构简单、紧凑，占用空间小；且拱架夹紧部件11及拱架限位部件12组合的形式实现了拱架4的可靠限位夹紧，避免了人工操作的缺陷，其使得拱架4的安装效率高、施工工期短，且成本低。

本实施例中，拱架夹紧部件11包括两转动臂111、两夹紧部112及转臂驱动组件113。其中，两转动臂111分设于安装平台13沿宽度方向的两侧，且两转动臂111铰接于对应侧的安装平台13上；夹紧部112与转动臂111一一对应连接，夹紧部112在转动臂111的驱动下夹紧拱架4的两侧底边，本实施例中，拱架4为工字形拱架；转臂驱动组件113与转动臂111驱动连接。本实用新型采用对称夹紧的方式使得拱架4两侧均可有效夹紧固定，其夹紧可靠安全性高，避免了拱架4安装过程中施工事故的发生，保证了拱架4的安装质量；且转动臂111与夹紧部112的配合形式操作方便，占用空间小。

进一步的，本实施的转臂驱动组件113包括驱动缸及水平导向槽。其中，驱动缸滑设于水平导向槽内，驱动缸的驱动端与一转动臂111驱动连接，驱动缸的另一端与另一转动臂111连接。由于驱动缸为活动设置，驱动缸的驱动端在提供转动臂111轴向作用力时，同时提供另一转动臂111的反向作用力，使得两转动臂111相向或背向运动，此时驱动缸带动对应侧的转动臂111同时打开或夹紧拱架，其有效保证了转动臂111转动的同步性，且转动臂111的转动平稳性高、操作方便。

如图5所示，本实施例的转动臂111为L形转动臂。L形转动臂的水平段位于安装平台13的上方，夹紧部112设于水平段的底部；L形转动臂的竖直段位于安装平台13的两侧，转臂驱动组件113设于竖直段的端部，L形转动臂的铰接点位于竖直段上。其保证了夹紧部112在L形转动臂的转动下有效夹紧拱架4的两侧底边，且结构紧凑、合理。

进一步的，本实施例的安装平台13设有两铰接支架14。两铰接支架14设于安装平台13沿宽度方向的两侧，两转动臂111通过对应侧的铰接支架14与安装平台13铰接。其使得转动臂111不会在转动过程中与安装平台13产生干涉，进一步保证了转动臂111的有效可靠转动。

如图3及图4所示，拱架限位部件12包括第一放置底板121及两限位板122。其中。第一放置底板121设于安装平台13的上表面；两限位板122分设于第一放置底板121沿安装平台13宽度方向的两端，两限位板122之间的距离等于拱架4的底边宽度。其可对拱架4进行有效限位，使得拱架夹紧部件11进行后续夹紧时拱架4位置固定，保证了夹紧的稳定性及可靠性。

进一步的，第一放置底板121通过紧固件可拆卸地安装于安装平台13的上表面，使得拱架限位部件12可根据拱架4的型号更换不同距离的限位板122，使得拱架4始终恰好卡在限位板122中不大范围晃动，其通用性强、操作方便。

进一步的，本实施的拱架限位部件12为两组。两组拱架限位部件12沿安装平台13的长度间隔布置，且两组拱架限位部件12均位于两组拱架夹紧部件11之间，其进一步保证了拱架4的有效夹紧固定。在其他实施例中，拱架限位部件12的设置数量可根据拱架4的长度进行调整，如设置为一组、三组等。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种隧道拱架安装机械手，包括拱架抓取组件及摆动组件，其特征在于，所述摆动组件包括带动拱架抓取组件水平伸缩的水平调节段，以及带动拱架抓取组件竖向伸缩的竖向调节段，所述拱架抓取组件铰接于所述水平调节段的一端，并可绕铰接点竖向摆动；所述水平调节段的另一端与所述竖向调节段铰接。

2.根据权利要求1所述的隧道拱架安装机械手，其特征在于，所述水平调节段包括水平铰接座、水平调节梁、第一水平驱动件及第二水平驱动件，所述拱架抓取组件铰接于所述水平铰接座上，所述水平调节梁的两端分别与所述水平铰接座及竖向调节段铰接，所述第一水平驱动件铰接于所述竖向调节段与水平调节梁之间，所述第二水平驱动件铰接于所述水平调节梁与水平铰接座之间。

3.根据权利要求2所述的隧道拱架安装机械手，其特征在于，所述第一水平驱动件及第二水平驱动件设于所述水平调节梁的同侧，且上下相对布置。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的隧道拱架安装机械手，其特征在于，所述竖向调节段包括依次铰接的臂架、第一竖向铰接座及第二竖向铰接座，所述水平调节段铰接于所述第二竖向铰接座上；所述臂架与第一竖向铰接座之间铰接有第一竖向驱动件，所述第一竖向铰接座与第二竖向铰接座之间设有第二竖向驱动件。

5.根据权利要求4所述的隧道拱架安装机械手，其特征在于，所述拱架抓取组件与水平调节段之间铰接有第三竖向驱动件，所述第三竖向驱动件设于所述拱架抓取组件的下方。

6.根据权利要求1至3中任意一项所述的隧道拱架安装机械手，其特征在于，所述拱架抓取组件包括两组拱架夹紧部件、设于拱架夹紧部件之间的拱架限位部件，以及安装拱架夹紧部件和拱架限位部件的安装平台，所述拱架夹紧部件包括两个分设于安装平台沿宽度方向两侧的转动臂、两个与转动臂一一对应连接的夹紧部，以及与转动臂连接的转臂驱动组件，两所述转动臂分别铰接于对应侧的安装平台上，所述夹紧部在转动臂的驱动下夹紧拱架两侧底边。

7.根据权利要求6所述的隧道拱架安装机械手，其特征在于，所述转臂驱动组件包括驱动缸及水平导向槽，所述驱动缸滑设于水平导向槽内，所述驱动缸的驱动端与一转动臂驱动连接，所述驱动缸的另一端与另一转动臂连接。

8.根据权利要求6所述的隧道拱架安装机械手，其特征在于，所述转动臂为L形转动臂，所述L形转动臂的水平段位于所述安装平台的上方，所述夹紧部设于所述水平段的底部；所述L形转动臂的竖直段位于所述安装平台的一侧，所述转臂驱动组件设于所述竖直段的端部，所述L形转动臂的铰接点位于所述竖直段上。

9.根据权利要求6所述的隧道拱架安装机械手，其特征在于，所述拱架限位部件包括第一放置底板及两限位板，第一放置底板设于所述安装平台的上表面；两所述限位板分设于第一放置底板沿安装平台宽度方向的两端，两所述限位板之间的距离等于所述拱架的底边宽度。

10.根据权利要求9所述的隧道拱架安装机械手，其特征在于，所述拱架限位部件至少为两组，多组所述拱架限位部件沿安装平台的长度间隔布置。