CN209067247U - 隧道用拱架安装机机械手结构及拱架安装机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于隧道工程施工设备技术领域。一种隧道用拱架安装机机械手结构，包括固定座、吊篮、抓举臂和夹具头，吊篮回转设置在所述固定座上；抓举臂与所述吊篮铰接，且设置有第一动力推杆，第一动力推杆驱动所述抓举臂相对于所述吊篮摆动；夹具头铰接设置于所述抓举臂上，并设置有第二动力推杆，第二动力推杆驱动夹具头相对于所述抓举臂摆动。本申请还公开了一种拱架安装机。本实用新型整体结构设计合理，其通过对整体结构的优化组合，使得吊篮与夹具头实现组合，大大提高了一体化结构设计；同时本申请通过对夹具头的结构设计、以及托举臂的设置，能够实现拱架姿态的自由调整，从而能够更为高效的实现拱架的拼装作业。

Description

隧道用拱架安装机机械手结构及拱架安装机

技术领域

本实用新型属于隧道工程施工设备技术领域，具体涉及一种隧道用拱架安装机机械手结构及拱架安装机。

背景技术

钢拱架安装机是软弱围岩隧道施工中重要的初期支护设备。随着国家对工程建设领域提出并逐步推广的机械化换人，自动化减人条例的实施，拱架安装机设备不断研制应用。拱架安装机不断被施工单位使用，逐步取代传统的台架立拱。但拱架安装机是否能够广泛使用，取决于拱架拼装的效率，拱架拼装是否高效主要取决于拼装机械手的结构。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种结构设计合理，稳定性好，能够大大提高拱架拼装的灵活性和拼装效率的隧道用拱架安装机机械手结构及拱架安装机。

为达到上述目的，所采取的技术方案是：

一种隧道用拱架安装机机械手结构，包括：固定座；吊篮，其回转设置在所述固定座上；抓举臂，所述抓举臂与所述吊篮铰接，并设置有第一动力推杆，所述第一动力推杆驱动所述抓举臂相对于所述吊篮摆动；以及夹具头，其铰接设置于所述抓举臂上，并设置有第二动力推杆，所述第二动力推杆驱动所述夹具头相对于所述抓举臂摆动。

根据本实用新型隧道用拱架安装机机械手结构，优选地，所述抓举臂中部铰接有托举臂，在所述托举臂与抓举臂之间设置有第三动力推杆，其驱动所述托举臂相对于所述抓举臂摆动，所述夹具头和所述托举臂的动作实现拱架的姿态调整。

根据本实用新型隧道用拱架安装机机械手结构，优选地，所述抓举臂与所述吊篮之间设置有中撑座，所述中撑座与吊篮固定连接，所述抓举臂铰接设置在所述中撑座上。

根据本实用新型隧道用拱架安装机机械手结构，优选地，夹具头包括：夹具本体，其与所述抓举臂铰接；固定夹持头；活动夹持头，所述固定夹持头和所述活动夹持头相对设置在所述夹具本体上，以及第四动力推杆，所述第四动力推杆驱动所述活动夹持头朝向或远离所述固定夹持头动作。

根据本实用新型隧道用拱架安装机机械手结构，优选地，所述固定夹持头包括：第一固定板；第一固定轴，其固定设置在所述第一固定板上；以及第一夹具，其与所述第一固定轴通过轴承连接。

根据本实用新型隧道用拱架安装机机械手结构，优选地，所述活动夹持头包括：第二固定板，所述第四动力推杆设置在所述第二固定板上；活动板，其设置在所述第四动力推杆的动作端；第二固定轴，其固定设置在所述活动板上；以及第二夹具，其与所述第二固定轴通过轴承连接。

根据本实用新型隧道用拱架安装机机械手结构，优选地，第一固定轴和所述第二固定轴上均设置有凸台，所述第一夹具和所述第二夹具贴合设置在所述凸台上，并通过端盖与相应的夹具的连接实现轴向限位，所述第一夹具和第二夹具与对应的第一固定轴和第二固定轴通过轴承实现周向旋转。

根据本实用新型隧道用拱架安装机机械手结构，优选地，所述第一夹具和第二夹具均通过螺栓分别与对应的第一固定板和活动板连接。

根据本实用新型隧道用拱架安装机机械手结构，优选地，所述吊篮与所述固定座之间设置有回转台。

一种拱架安装机，包括：机体；臂架，其设置在所述机体上，且所述臂架相对于所述机体实现伸缩和多自由度的摆动；以及如上述的隧道用拱架安装机机械手结构，所述固定座铰接设置在所述臂架的端部，并在臂架与所述固定座之间设置有第五动力推杆。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本实用新型整体结构设计合理，其通过对整体结构的优化组合，使得吊篮与夹具头实现组合，大大提高了一体化结构设计；同时本申请通过对夹具头的结构设计、以及托举臂的设置，能够实现拱架姿态的自由调整，从而能够更为高效的实现拱架的拼装作业。

本申请通过姿态调整的高效性和便捷性、机械手结构的一体性和自动化程度的提升，实现了对机械手结构更进一步的优化，使得其更具市场竞争力，对现有的传统拼装工艺进行革新。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。

图1为根据本实用新型实施例的隧道用拱架安装机机械手结构的结构示意图。

图2为图1的侧视结构示意图。

图3为根据本实用新型实施例的夹具头的结构示意图。

图4为根据本实用新型实施例的夹具头夹持状态示意图之一。

图5为根据本实用新型实施例的夹具头夹持状态示意图之二。

图6为根据本实用新型实施例的隧道用拱架安装机机械手结构在隧道断面的不同位置的状态结构示意图。

图中序号：

100为固定座、101为回转台；

200为吊篮；

300为中撑座；

400为抓举臂、401为第一动力推杆；

500为夹具头、510为第二动力推杆、520为夹具本体、530为固定夹持头、531为第一固定板、532为第一固定轴、533为第一夹具、534为轴承、535为端盖、540为活动夹持头、541为第二固定板、542为活动板、543为第二固定轴、544为第二夹具、545为第四动力推杆、550为凸台、560为端盖；

600为托举臂、601为第三动力推杆。

具体实施方式

为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术特征和技术效果更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。

参见图1-图6，本实用新型一种隧道用拱架安装机机械手结构，包括固定座100、吊篮200、抓举臂400和夹具头500，吊篮200回转设置在固定座100上，吊篮200与固定座100之间设置有回转台101；抓举臂400与吊篮200铰接，且设置有第一动力推杆401，第一动力推杆401驱动抓举臂400相对于吊篮200摆动，具体的，本实施例中通过在抓举臂400与吊篮200之间设置有中撑座300，中撑座300与吊篮200固定连接，抓举臂400铰接设置在中撑座300上，并将第一动力推杆401设置在中撑座300与抓举臂400之间；夹具头500铰接设置于抓举臂400端部，并设置有第二动力推杆510，第二动力推杆510驱动夹具头500相对于抓举臂400摆动。

为了便于进行拱架的姿态调整，在抓举臂400中部铰接有托举臂600，在托举臂600与抓举臂400之间设置有第三动力推杆601，第三动力推杆601驱动托举臂600相对于抓举臂400摆动，夹具头500和托举臂600的动作实现拱架的姿态调整。

在姿态调整过程中，夹具头和拱架之间会发生相对转动，为了便于其姿态的调整和夹持，本实施例中的夹具头包括夹具本体520、固定夹持头530、活动夹持头540和第四动力推杆545，夹具本体520与抓举臂400铰接；固定夹持头530和活动夹持头540相对设置在夹具本体520上，第四动力推杆545驱动活动夹持头540朝向或远离固定夹持头530动作。

固定夹持头530包括第一固定板531、第一固定轴532和第一夹具533，第一固定轴532固定设置在第一固定板531上；第一夹具533与第一固定轴532通过轴承534连接；活动夹持头540包括第二固定板541、活动板542、第二固定轴543和第二夹具544，第四动力推杆545设置在第二固定板541上；活动板542设置在第四动力推杆545的动作端；第二固定轴543固定设置在活动板542上；第二夹具544与第二固定轴543通过轴承534连接。

第一固定轴532和第二固定轴543上均设置有凸台550，第一夹具533和第二夹具544贴合设置在凸台550上，并通过端盖550连接实现轴向限位，第一夹具533和第二夹具544与对应的第一固定轴532和第二固定轴543通过轴承534实现周向旋转，第一夹具533和第二夹具544均通过螺栓分别与对应的第一固定板531和活动板542连接。如图4和图5所示，为A花拱架和B工字钢拱架的抓取状态。

其具体的工作原理是：如图1所示，对于坐标系的定义：与掌子面平行的平面为XY平面，与掌子面垂直的为轴线Z。因为拱架拼装时需要调整拱架姿态，姿态主要包括X、Y、Z轴的旋转，以便将拱架螺栓孔对接到位。其中本实施例中的回转台的回转驱动可实现绕Y轴回转，机械手通过臂架到达任一位置。而机械手可通过动作实现拱架姿态调整，实现快速到位拼装；具体的调整过程中为：回转台的驱动可实现绕Y轴回转，第三动力推杆可实现绕Z轴回转，第一动力推杆和第二动力推杆可实现绕X轴回转，通过回转调整拱架姿态。

本实施例还公开了一种拱架安装机，包括机体、臂架和如上述的隧道用拱架安装机机械手结构，臂架设置在机体上，且臂架相对于机体实现伸缩和多自由度的摆动；固定座铰接设置在臂架的端部，并在臂架与固定座之间设置有第五动力推杆，上述机体、臂架和第五动力推杆的结构可以采用现有技术中的结构即可，故对于其具体的连接不进行重述。

本实施例中所涉及的各动力推杆均优选液压油缸。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

上文中参照优选的实施例详细描述了本实用新型的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本实用新型理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本实用新型提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种隧道用拱架安装机机械手结构，其特征在于，包括：

固定座；

吊篮，其回转设置在所述固定座上；

抓举臂，所述抓举臂与所述吊篮铰接，并设置有第一动力推杆，所述第一动力推杆驱动所述抓举臂相对于所述吊篮摆动；以及

夹具头，其铰接设置于所述抓举臂上，并设置有第二动力推杆，所述第二动力推杆驱动所述夹具头相对于所述抓举臂摆动。

2.根据权利要求1所述的隧道用拱架安装机机械手结构，其特征在于，所述抓举臂中部铰接有托举臂，在所述托举臂与抓举臂之间设置有第三动力推杆，其驱动所述托举臂相对于所述抓举臂摆动，所述夹具头和所述托举臂的动作实现拱架的姿态调整。

3.根据权利要求1所述的隧道用拱架安装机机械手结构，其特征在于，所述抓举臂与所述吊篮之间设置有中撑座，所述中撑座与吊篮固定连接，所述抓举臂铰接设置在所述中撑座上。

4.根据权利要求1所述的隧道用拱架安装机机械手结构，其特征在于，所述夹具头包括：

夹具本体，其与所述抓举臂铰接；

固定夹持头；

活动夹持头，所述固定夹持头和所述活动夹持头相对设置在所述夹具本体上，以及

第四动力推杆，所述第四动力推杆驱动所述活动夹持头朝向或远离所述固定夹持头动作。

5.根据权利要求4所述的隧道用拱架安装机机械手结构，其特征在于，所述固定夹持头包括：

第一固定板；

第一固定轴，其固定设置在所述第一固定板上；以及

第一夹具，其与所述第一固定轴通过轴承连接。

6.根据权利要求5所述的隧道用拱架安装机机械手结构，其特征在于，所述活动夹持头包括：

第二固定板，所述第四动力推杆设置在所述第二固定板上；

活动板，其设置在所述第四动力推杆的动作端；

第二固定轴，其固定设置在所述活动板上；以及

第二夹具，其与所述第二固定轴通过轴承连接。

7.根据权利要求6所述的隧道用拱架安装机机械手结构，其特征在于，第一固定轴和所述第二固定轴上均设置有凸台，所述第一夹具和所述第二夹具贴合设置在所述凸台上，并通过端盖连接实现轴向限位，所述第一夹具和第二夹具与对应的第一固定轴和第二固定轴通过轴承连接实现周向旋转。

8.根据权利要求6所述的隧道用拱架安装机机械手结构，其特征在于，所述第一夹具和第二夹具均通过螺栓分别与对应的第一固定板和活动板连接。

9.根据权利要求1所述的隧道用拱架安装机机械手结构，其特征在于，所述吊篮与所述固定座之间设置有回转台。

10.一种拱架安装机，其特征在于，包括：

机体；

臂架，其设置在所述机体上，且所述臂架相对于所述机体实现伸缩和多自由度的摆动；以及

如权利要求1-9任一所述的隧道用拱架安装机机械手结构，所述固定座铰接设置在所述臂架的端部，并在臂架与所述固定座之间设置有第五动力推杆。