CN208803716U - 一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手，包括驾驶室、底盘和湿喷车体，所述驾驶室连接底盘，底盘上安装湿喷车体；所述湿喷车体包括动力系统、液压系统、机械手臂系统、成像系统、电气控制系统、高压清洗系统、输送系统和操作系统；所述输送系统通过管路连接到机械手臂系统，所述机械手臂系统连接液压系统和电气控制系统，所述动力系统、液压系统、机械手臂系统、成像系统、电气控制系统、高压清洗系统、输送系统均连接操作系统。本实用新型的优点在于，实现自动巡航喷涂功能，提高湿喷机械手的喷涂效率和喷涂质量，优化操作人员的现场施工环境。

Description

一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手

技术领域

本实用新型涉及混凝土湿喷设备领域，具体为一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手。

背景技术

湿喷机械手(也称喷浆机器人、湿喷机、喷浆机械手)，是利用被压缩空气，将加水搅拌成一定比例配置的混凝土，通过管道输送至湿喷机械手的喷架喷头处，经加入速凝剂后，高速喷射到被喷射部位上快速凝结硬化，形成混凝土支护层；湿喷机械手通过输送管道可在有限的工作区间内向任意施工方位喷射混凝土，由于其生产效率比传统手动喷浆方式高、工序比较简单、机动性能高、安全环保性好等性能优势，在隧道、涵洞、地铁等锚固支护施工中得到了广泛的应用。但目前市场上的产品依然是半自动喷浆功能，需要人工在现场通过操作手柄来控制湿喷机械手的喷浆，其精确性、喷浆质量和效率局限于现场工人的操作水平，且在施工过程中工人依然需要在湿喷机现场进行跟随性操作作业。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：现有喷浆设备精确性、喷浆质量和效率局限于现场工人的操作水平，且在施工过程中工人需要跟随性操作作业。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手，包括驾驶室、底盘和湿喷车体，所述驾驶室连接底盘，底盘上安装湿喷车体；所述湿喷车体包括动力系统、液压系统、机械手臂系统、成像系统、电气控制系统、高压清洗系统、输送系统和操作系统；所述输送系统通过管路连接到机械手臂系统，所述机械手臂系统连接液压系统和电气控制系统，所述动力系统、液压系统、机械手臂系统、成像系统、电气控制系统、高压清洗系统、输送系统均连接操作系统。

优选地，所述机械手臂系统包括手臂本体以及设在手臂本体上的旋转变压器、位移传感器和位置传感器，所述手臂本体包括上支座、大臂组件、中臂回转组件、小臂组件，所述上支座底端通过旋转齿轮与底盘连接，所述上支座和大臂组件可转动连接，大臂组件通过中臂回转组件与小臂组件相连接。

优选地，所述旋转变压器、位移传感器和位置传感器均连接电气控制系统。

优选地，所述大臂组件包括大臂、大臂俯仰油缸、大臂俯仰副油缸、大臂伸缩油缸、大臂伸缩内壁、大臂滑块装置和大臂外壁；所述大臂一端与上支座销轴连接，所述大臂俯仰油缸和大臂俯仰副油缸的一端与上支座销轴连接，另一端与大臂销轴连接，所述大臂内设有大臂伸缩油缸，大臂伸缩油缸连接大臂伸缩内壁，所述大臂滑块装置设置在大臂伸缩内壁和大臂外壁之间；所述大臂伸缩内壁一端与中臂回转组件销轴连接，所述大臂俯仰油缸、大臂俯仰副油缸、大臂伸缩油缸均连接液压系统。

优选地，所述中臂回转组件包括中臂、中臂俯仰油缸、回转油缸、回转轴和回转连接件母体；所述中臂一端与大臂组件销轴连接，另一端与小臂组件销轴连接，所述中臂俯仰油缸一端与大臂组件销轴连接，另一端与中臂销轴连接，所述中臂内安装回转油缸，所述回转油缸连接回转轴，并驱动回转轴转动，所述回转轴末端安装回转连接件母体，回转连接母体通过三角块与中臂和小臂组件形成三角连接，所述三角块第一角端连接中臂，第二角端连接回转连接母体，第三角端连接小臂组件，所述中臂俯仰油缸和回转油缸均连接液压系统。

优选地，所述小臂组件包括小臂、小臂伸缩油缸、小臂伸缩内壁、回转连接件子体、小臂滑块装置、小臂外壁和小臂挡泥板，所述小臂与中臂销轴连接，所述小臂内安装有小臂伸缩油缸，所述小臂滑块装置安装在小臂伸缩内壁和小臂外壁之间，所述回转连接子体一端与小臂销轴连接，另一端通过三角块与中臂和回转连接件母体三角连接，所述小臂挡泥板安装在小臂的上端，所述小臂组件自由端设有喷嘴设备，所述喷嘴设备两侧对称设有位置传感器,所述小臂伸缩油缸连接液压系统。

优选地，所述大臂俯仰油缸、大臂俯仰副油缸、大臂伸缩油缸、中臂俯仰油缸、回转油缸和小臂伸缩油缸的外部连接处均设有旋转变压器，大臂俯仰油缸、大臂俯仰副油缸、中臂俯仰油缸和回转油缸内部均设有位移传感器。

优选地，所述底盘前端设有前液压支腿，后端设有后液压支腿，所述前液压支腿和后液压支腿均连接液压系统。

优选地，所述输送系统包括压缩机系统、混凝土泵送系统和液态速凝剂添加系统，所述底盘后端设有混凝土泵送系统，所述混凝土泵送系统前端设有液态速凝剂添加系统。

优选地，所述成像系统包括三维红外扫描仪、自升降支座、保护罩和自动开关挡板，所述自升降支座和保护罩均安装在底盘上，自升降支座上安装有三维红外扫描仪，保护罩上端安装有自动开关挡板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.通过设置成像系统，实现自动巡航喷涂功能，提高湿喷机械手的喷涂效率和喷涂质量，优化操作人员的现场施工环境；

2.上支座通过旋转齿轮与底盘连接，实现机械手臂系统的无死角旋转运动施工；同时也方便拆装，可通过上支座将机械手臂系统安装在不同型号、不同品牌的湿喷机械手上，且控制和监测系统相互独立；

3.通过设置旋转变压器、位移传感器和位置传感器，实现机械手臂系统在空载或施工过程中旋转位置、移动位置的监测和控制，提高施工的精准性、设备的可靠性及智能化操作；

4.通过设置操作系统实现人工和自动化操作自由切换，提高喷浆质量和效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手的结构示意图；

图2为本实用新型实施例机械手臂系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例大臂俯仰油缸的局部剖面图；

图4为本实用新型实施例大臂组件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例大臂组件的截面示意图；

图6为本实用新型实施例中臂回转组件的结构示意图；

图7为本实用新型实施例小臂组件的结构示意图；

图8为本实用新型实施例中臂回转组件与小臂组件连接机构俯视图；

图9为本实用新型实施例小臂组件左截面的示意图；

图10为本实用新型实施例小臂组件右截面的示意图；

图11为本实用新型实施例成像系统结构示意图；

图中：1-驾驶室，2-底盘，21-前液压支座，22-后液压支座，3-动力系统，4-液压系统，5-机械手臂系统，51-上支座，52-大臂组件，5121-大臂，5122-大臂俯仰油缸，5123-大臂俯仰副油缸，5124-大臂伸缩油缸，5125-大臂伸缩内壁，5126-大臂滑块装置，5127-大臂外壁，513-中臂回转组件，5131-中臂，5132-中臂俯仰油缸，5133-回转油缸，5134-回转轴，5135-回转连接件母体，5136-三角块,514-小臂组件，5141-小臂，5142-小臂伸缩油缸，5143-小臂伸缩内壁，5144-回转连接件子体，5145-小臂滑块装置,5146-小臂外壁，5147-小臂挡泥板，5148-喷嘴设备，52-旋转变压器，53-位移传感器，54-位置传感器，6-成像系统，61-三维红外扫描仪，62-自升降支座，63-保护罩，64-自动开关挡板，7-电气控制系统，8-高压清洗系统，9-输送系统，91-压缩机系统，92-混凝土泵送系统，93-液态速凝剂添加系统,10-管路。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本实用新型技术方案，现结合说明书附图对本实用新型技术方案做进一步的说明。

参阅图1，本实施例公开了一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手，包括驾驶室1、底盘2和湿喷车体，所述驾驶室1连接底盘2，底盘2上安装湿喷车体；所述湿喷车体包括动力系统3、液压系统4、机械手臂系统5、成像系统6、电气控制系统7、高压清洗系统8、输送系统9和操作系统；所述输送系统9通过管路10连接到机械手臂系统5，所述机械手臂系统5连接液压系统4和电气控制系统7，所述动力系统3、液压系统4、机械手臂系统5、成像系统6、电气控制系统7、高压清洗系统8、输送系统9均连接操作系统。

进一步的参阅图2至图3，所述机械手臂系统5包括手臂本体51以及设在手臂本体上的旋转变压器52、位移传感器53和位置传感器54；所述手臂本体51包括上支座511、大臂组件512、中臂回转组件513、小臂组件514，所述上支座511底端通过旋转齿轮与底盘2连接，实现机械手臂系统的无死角旋转运动施工；同时也方便拆装，可通过上支座将机械手臂系统安装在不同型号、不同品牌的湿喷机械手上，且控制和监测系统相互独立；所述上支座511和大臂组件512可转动连接，大臂组件512通过中臂回转组件513与小臂组件514连接。

进一步的，所述旋转变压器52、位移传感器53和位置传感器54均连接电气控制系统7。

进一步的参阅图4至图5，所述大臂组512件包括大臂5121、大臂俯仰油缸5122、大臂俯仰副油缸5123、大臂伸缩油缸5124、大臂伸缩内壁5125、大臂滑块装置5126和大臂外壁5127；所述大臂5121一端与上支座511销轴连接，所述大臂俯仰油缸5122和大臂俯仰副油缸5123的一端与上支座511销轴连接，另一端与大臂5121销轴连接，所述大臂5121内设有大臂伸缩油缸5124，大臂伸缩油缸5124连接大臂伸缩内壁5125，所述大臂滑块装置5126设置在大臂伸缩内壁5125和大臂外壁5127之间；所述大臂伸缩内壁5125一端与中臂回转组件513销轴连接,所述大臂俯仰油缸5122、大臂俯仰副油缸5123、大臂伸缩油缸5124均连接液压系统4。

进一步的参阅图6至10，所述中臂回转组件513包括中臂5131、中臂俯仰油缸5132、回转油缸5133、回转轴5134和回转连接件母体5135；所述中臂5131与大臂组件512销轴连接，所述中臂俯仰油缸5132一端与大臂组件512销轴连接，另一端与中臂5131销轴连接，所述中臂5131内安装回转油缸5133，所述回转油缸5133连接回转轴5134，并驱动回转轴5134转动，所述回转轴5134末端安装回转连接件母体5135，回转连接母体5135通过三角块5136与中臂5131和小臂组件514形成三角连接，所述三角块5136第一角端连接中臂5131，第二角端连接回转连接母体5135，第三角端连接小臂组件514，所述中臂俯仰油缸5132和回转油缸5133均连接液压系统4。

进一步的，所述小臂组件514包括小臂5141、小臂伸缩油缸5142、小臂伸缩内壁5143、回转连接件子体5144、小臂滑块装置5145、小臂外壁5146和小臂挡泥板5147，所述小臂5141内安装有小臂伸缩油缸5142，所述小臂滑块装置5145安装在小臂伸缩内壁5143和小臂外壁5146之间，所述回转连接子体5144一端与小臂5141固定连接，另一端通过三角块5136与中臂5131和回转连接件母体5135形成三角连接，通过回转油缸5133带动回转轴5134轴向伸缩拉动回转连接件母体5135运动，通过三角块5136和回转连接件子体5144的作用下，使得小臂5141通过与中臂5131销轴连接实现小臂组件514的回转折叠；所述小臂挡泥板5147安装在小臂5141的上端，所述小臂组件514自由端设有喷嘴设备5148，所述喷嘴设备5148两侧对称设有位置传感器54,所述小臂伸缩油缸5143连接液压系统4。

进一步的，所述大臂俯仰油缸5122、大臂俯仰副油缸5123、大臂伸缩油缸5124、中臂俯仰油缸5132、回转油缸5133和小臂伸缩油缸5142的外部连接处均设有旋转变压器52，大臂俯仰油缸5122、大臂俯仰副油缸5123、中臂俯仰油缸5132和回转油缸5133内部均设有位移传感器53。

进一步的，所述底盘2前端设有前液压支腿21，后端设有后液压支腿22，所述前液压支腿21和后液压支腿22均连接液压系统4。

进一步的，所述输送系统9包括压缩机系统91、混凝土泵送系统92和液态速凝剂添加系统93，所述底盘2后端设有混凝土泵送系统92，所述混凝土泵送系统92前端设有液态速凝剂添加系统93。

进一步的参阅图11，所述成像系统6包括三维红外扫描仪61、自升降支座62、保护罩63和自动开关挡板64，所述自升降支座62和保护罩63均安装在底盘2上，自升降支座62上安装有三维红外扫描仪61，保护罩63上端安装有自动开关挡板64。

本实用新型的工作原理是：将湿喷机械手驾驶到待作业区域，通过液压系统4控制前液压支腿21和后液压支腿22固定设备；再通过操作系统控制成像系统6运作，成像系统6上的防护罩63上的自动开关挡板64自动打开，三维扫描仪61跟随自升降支座62自动升到自动开关挡板64上侧，并针对周围三维空间进行自动扫描，将扫描的信号传递给电气控制系统7，电气控制系统7再将信号进行转换传递给操作系统，操作系统根据接收到的信号预设喷浆区域和厚度，再关闭成像系统6，自动收回到防护罩63内；同时控制机械手臂系统5，将上支座51旋转调整到待湿喷区域，随后控制压缩机系统91、混凝土泵送系统92、液态速凝剂添加系统93运作，将压缩空气、液态混凝土和速凝剂混合运输到喷嘴设备5148上进行喷涂，通过位置传感器54、旋转变压器52和位移传感器53的设置，实现自动巡航喷涂；喷涂结束后，人工检查喷浆效果，若有需要补喷的地方则通过人工进行补喷，若没有，则通过操作系统控制高压清洗系统8把高压水压入到管路10内，清洗管路10内部的喷浆，随后机械手臂系统5自动折叠，各部件收回到位后，现场施工人员通过操液压系统4回收前压夜支腿21和后液压支腿22，并把湿喷机械手驾驶驶离到规定位置；另外，高压清洗系统8同时还可以作为设备日常清洗的动力水源。

以上所述实施例仅表示实用新型的实施方式，本实用新型的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型保护范围。

Claims (10)

1.一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手，包括驾驶室、底盘和湿喷车体，其特征在于：所述驾驶室连接底盘，底盘上安装湿喷车体；所述湿喷车体包括动力系统、液压系统、机械手臂系统、成像系统、电气控制系统、高压清洗系统、输送系统和操作系统；所述输送系统通过管路连接到机械手臂系统，所述机械手臂系统连接液压系统和电气控制系统，所述动力系统、液压系统、机械手臂系统、成像系统、电气控制系统、高压清洗系统、输送系统均连接操作系统。

2.根据权利要求1所述的一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手，其特征在于：所述机械手臂系统包括手臂本体以及设在手臂本体上的旋转变压器、位移传感器和位置传感器，所述手臂本体包括上支座、大臂组件、中臂回转组件、小臂组件，所述上支座底端通过旋转齿轮与底盘连接，所述上支座和大臂组件可转动连接，大臂组件通过中臂回转组件与小臂组件相连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手，其特征在于：所述旋转变压器、位移传感器和位置传感器均连接电气控制系统。

4.根据权利要求2所述的一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手，其特征在于：所述大臂组件包括大臂、大臂俯仰油缸、大臂俯仰副油缸、大臂伸缩油缸、大臂伸缩内壁、大臂滑块装置和大臂外壁；所述大臂一端与上支座销轴连接，所述大臂俯仰油缸和大臂俯仰副油缸的一端与上支座销轴连接，另一端与大臂销轴连接，所述大臂内设有大臂伸缩油缸，大臂伸缩油缸连接大臂伸缩内壁，所述大臂滑块装置设置在大臂伸缩内壁和大臂外壁之间；所述大臂伸缩内壁一端与中臂回转组件销轴连接,所述大臂俯仰油缸、大臂俯仰副油缸、大臂伸缩油缸均连接液压系统。

5.根据权利要求4所述的一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手，其特征在于：所述中臂回转组件包括中臂、中臂俯仰油缸、回转油缸、回转轴和回转连接件母体；所述中臂一端与大臂组件销轴连接，另一端与小臂组件销轴连接，所述中臂俯仰油缸一端与大臂组件销轴连接，另一端与中臂销轴连接，所述中臂内安装回转油缸，所述回转油缸连接回转轴，并驱动回转轴转动，所述回转轴末端安装回转连接件母体，回转连接母体通过三角块与中臂和小臂组件形成三角连接，所述三角块第一角端连接中臂，第二角端连接回转连接母体，第三角端连接小臂组件,所述中臂俯仰油缸和回转油缸均连接液压系统。

6.根据权利要求5所述的一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手，其特征在于：所述小臂组件包括小臂、小臂伸缩油缸、小臂伸缩内壁、回转连接件子体、小臂滑块装置、小臂外壁和小臂挡泥板，所述小臂与中臂销轴连接，所述小臂内安装有小臂伸缩油缸，所述小臂滑块装置安装在小臂伸缩内壁和小臂外壁之间，所述回转连接子体一端与小臂销轴连接，另一端通过三角块与中臂和回转连接件母体三角连接，所述小臂挡泥板安装在小臂的上端，所述小臂组件自由端设有喷嘴设备，所述喷嘴设备两侧对称设有位置传感器,所述小臂伸缩油缸连接液压系统。

7.根据权利要求2至6任意一项所述的一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手，其特征在于：所述大臂俯仰油缸、大臂俯仰副油缸、大臂伸缩油缸、中臂俯仰油缸、回转油缸和小臂伸缩油缸的外部连接处均设有旋转变压器，大臂俯仰油缸、大臂俯仰副油缸、中臂俯仰油缸和回转油缸内部均设有位移传感器。

8.根据权利要求1所述的一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手，其特征在于：所述底盘前端设有前液压支腿，后端设有后液压支腿，所述前液压支腿和后液压支腿均连接液压系统。

9.根据权利要求1所述的一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手，其特征在于：所述输送系统包括压缩机系统、混凝土泵送系统和液态速凝剂添加系统，所述底盘后端设有混凝土泵送系统，所述混凝土泵送系统前端设有液态速凝剂添加系统。

10.根据权利要求1所述的一种具有自巡航喷浆功能的湿喷机械手，其特征在于：所述成像系统包括三维红外扫描仪、自升降支座、保护罩和自动开关挡板，所述自升降支座和保护罩均安装在底盘上，自升降支座上安装有三维红外扫描仪，保护罩上端安装有自动开关挡板。