CN214520250U - 一种拱架台车及其格栅拱架抓取机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种拱架台车及其格栅拱架抓取机械手，格栅拱架抓取机械手，包括机械手臂和抓取装置，抓取装置包括固定设置于机械手臂的安装支架、连接于安装支架的驱动部件以及夹块；夹块由驱动部件带动靠近或远离安装支架的夹持端以夹紧或松开格栅拱架；安装支架的夹持端和夹块均设置朝向夹持空间内的折弯。本实用新型提供的格栅拱架抓取机械手在使用的过程中可以通过夹块与安装支架的配合对格栅拱架进行抓取并夹紧，且安装支架的夹持端和夹块均设置朝向夹持空间内的折弯，对格栅拱架具有一定的支撑作用，可以有效避免因格栅拱架的重量较大而使夹块松开，以适用于重量较大的片状格栅拱架的抓取。

Description

一种拱架台车及其格栅拱架抓取机械手

技术领域

本实用新型涉及隧道施工设备技术领域，更具体地说，涉及一种格栅拱架抓取机械手。此外，本实用新型还涉及一种包括上述格栅拱架抓取机械手的拱架台车。

背景技术

在隧道开挖过程中，需要沿隧道方向架设钢拱架结构支护隧道，以防止隧道塌方。常用的拱架有钢拱架和格栅拱架，钢拱架一般用于围岩级别较高的隧道，格栅拱架一般用于围岩级别较低的隧道。目前拱架的安装主要采用拱架台车，通过拱架机械手上的抓取机构抓取拱架，工作臂等机构支撑机械手以及工作平台至安装位置，再通过人工在工作平台上进行安装固定，完成整环的拱架安装。

现有拱架台车的抓取机构一般针对工字钢等钢拱架或体积较小的格栅拱架进行设计，抓手机构的抓取空间有限，随着隧道截面、施工地点的不断发展，拱架形式也越来越多样，在面对需要较大抓取空间的网片式格栅拱架时，机械手因抓取空间不足或者抓取过程结构干涉等问题无法对网片式格栅拱架进行抓取。

综上所述，如何提供一种可对网片式格栅拱架进行抓取的机械手，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种格栅拱架抓取机械手，具有较大的抓取空间，能够抓取重量较大的格栅拱架，且可以避免格栅拱架掉落，能够适用于网片式格栅拱架的抓取。

本实用新型的另一目的是提供一种包括上述格栅拱架抓取机械手的拱架台车。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种格栅拱架抓取机械手，包括机械手臂和抓取装置，所述抓取装置包括固定设置于所述机械手臂的安装支架、连接于所述安装支架的驱动部件以及夹块；

所述夹块由所述驱动部件带动靠近或远离所述安装支架的夹持端以夹紧或松开格栅拱架；

所述安装支架的夹持端和所述夹块均设置有朝向夹持空间内的折弯；所述夹持空间为在夹紧状态下所述安装支架与所述夹块所形成的用于放置所述格栅拱架的空间。

优选的，所述安装支架设置有用于与所述夹块配合以形成夹紧腔室的凸起部，所述凸起部设置于所述安装支架靠近所述夹块的一端，且所述凸起部的凸起方向沿所述夹持空间的高度方向。

优选的，所述驱动部件的固定端铰接连接于所述安装支架，所述驱动部件的伸缩驱动端与所述夹块铰接连接，且所述夹块铰接连接于所述安装支架。

优选的，所述夹块为L形夹块，所述L形夹块的竖直段的一端与所述驱动部件铰接连接，且所述L形夹块的竖直段的非端部位置与所述安装支架铰接连接。

优选的，所述安装支架的外侧凸出设置有支撑部。

优选的，还包括固定设置于所述安装支架的固定限位管、相对于所述固定限位管可伸出且可缩回的锁紧柱以及为所述锁紧柱提供锁紧力的弹性部件；

所述固定限位管套设于所述锁紧柱的外周部，所述夹块设置有与伸出状态的所述锁紧柱配合以避免所述夹块松开的卡接部。

优选的，所述锁紧柱远离所述夹块的一端连接有穿过所述固定限位管的连接轴，所述连接轴设置有垂直其长度方向的卡轴，所述固定限位管远离所述安装支架的一端设置有至少两个处于不同位置的与所述卡轴配合的卡槽。

优选的，所述固定限位管设置于所述安装支架的外侧，所述安装支架设置有用于使所述锁紧柱穿过的第一通孔。

优选的，所述抓取装置的数量为两组，且两组所述抓取装置的所述安装支架间隔设置。

一种拱架台车，包括上述任一项所述的格栅拱架抓取机械手。

在使用本实用新型提供的格栅拱架抓取机械手的过程中，首先需要通过机械手臂带动抓取装置移动至待抓取格栅拱架的位置，然后控制驱动部件动作，使夹块由驱动部件带动远离安装支架的夹持端，使夹块相对于安装支架张开，机械手臂带动抓取装置移动至抓取格栅拱架的位置，此时，格栅拱架的至少部分支撑钢管位于安装支架的夹持端与夹块所形成的夹持空间内，接着控制驱动部件动作，使夹块相对靠近安装支架的夹持端，至夹块与安装支架配合夹紧格栅拱架，并且在夹紧状态下，安装支架的夹持端的折弯夹紧并压紧格栅拱架的至少部分支撑钢管，夹块的折弯夹紧并压紧格栅拱架的至少部分支撑钢管。

相比于现有技术，本实用新型提供的格栅拱架抓取机械手在使用的过程中可以通过夹块与安装支架的配合对格栅拱架进行抓取并夹紧，且安装支架的夹持端和夹块均设置朝向夹持空间内的折弯，折弯的设置在夹紧的状态下对格栅拱架具有一定的支撑作用，可以有效避免因格栅拱架的重量较大而使夹块松开；另外，格栅拱架可以被放置于安装支架与夹块所形成的夹持空间内，可以避免在夹紧的过程中与格栅拱架的干涉。因此，本实用新型提供的格栅拱架抓取机械手可以适用于重量较大的片状格栅拱架的抓取。

此外，本实用新型还提供了一种包括格栅拱架抓取机械手的拱架台车。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的格栅拱架抓取机械手的具体实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的格栅拱架抓取机械手夹紧格栅拱架的剖面示意图；

图3为本实用新型所提供的格栅拱架抓取机械手夹紧格栅拱架的结构示意图；

图4为本实用新型所提供的格栅拱架抓取机械手的具体实施例二的结构示意图；

图5为本实用新型所提供的格栅拱架抓取机械手的具体实施例三的结构示意图；

图6为本实用新型所提供的安全锁紧组件的结构示意图。

图1至6中：

1为安装支架、11为第一折弯、12为凸起部、13为支撑部、14为第一通孔、2为活动夹紧组件、21为夹块、211为第二折弯、212为夹紧型腔、22为驱动部件、221为伸缩驱动端、23为第一销轴、24为第二销轴、3为安全锁紧组件、31为固定限位管、311为卡槽、312为第二通孔、32为锁紧柱、33为连接轴、331为操作部、34为卡轴、35为限位弹簧、4为格栅拱架、5为机械手臂。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种格栅拱架抓取机械手，具有较大的抓取空间，能够抓取重量较大的格栅拱架，且可以避免格栅拱架掉落，能够适用于网片式格栅拱架的抓取。

本实用新型的另一核心是提供一种包括上述格栅拱架抓取机械手的拱架台车。

请参考图1至图6，图1为本实用新型所提供的格栅拱架抓取机械手的具体实施例一的结构示意图；图2为本实用新型所提供的格栅拱架抓取机械手夹紧格栅拱架的剖面示意图；图3为本实用新型所提供的格栅拱架抓取机械手夹紧格栅拱架的结构示意图；图4为本实用新型所提供的格栅拱架抓取机械手的具体实施例二的结构示意图；图5为本实用新型所提供的格栅拱架抓取机械手的具体实施例三的结构示意图；图6为本实用新型所提供的安全锁紧组件的结构示意图。

本具体实施例提供了一种格栅拱架抓取机械手，包括机械手臂5和抓取装置，抓取装置包括固定设置于机械手臂5的安装支架1、连接于安装支架1的驱动部件22以及夹块21；夹块21由驱动部件22带动靠近或远离安装支架1的夹持端以夹紧或松开格栅拱架4；安装支架1的夹持端和夹块21均设置有朝向夹持空间内的折弯；夹持空间为在夹紧状态下安装支架1与夹块21所形成的用于放置格栅拱架4的空间。

需要进行说明的是，如图2和图3所示，格栅拱架4也被称为模块化钢管网架，设置有多个钢管以及绕设于钢管外周的钢筋，采用钢管及钢筋拼焊成片式，每片尺寸约为：长X宽＝3米X0.9米，单片重量约450kg，拱架环向通过钢板加螺栓连接，轴向两榀拱架之间通过连接筋焊接和法兰板搭接焊连接。在夹紧格栅拱架4的过程中，可以像图3所示夹紧方向一样，由格栅拱架4的内侧面夹紧，也可以由其上部的外侧面进行夹紧；可以是如图2所示的夹紧位置，夹紧位置也可以是在图2所示夹紧位置的基础上，向左平移一根钢管的位置；在图2所示方向，钢管的数量足够多时，夹紧位置可以为在图2所示基础上向左或向右平移一根或多根钢管的位置；具体根据实际情况确定，在此不做赘述。

需要进行说明的是，本申请文件中提到的格栅拱架抓取机械手可以应用于城市地下空间的施工，例如地铁隧道的施工，也可以应用于其它的施工环境，具体根据实际情况确定。

在使用本具体实施例提供的格栅拱架抓取机械手的过程中，首先需要通过机械手臂5带动抓取装置移动至待抓取格栅拱架4的位置，然后控制驱动部件22动作，使夹块21由驱动部件22带动远离安装支架1的夹持端，使夹块21相对于安装支架1张开，机械手臂5带动抓取装置移动至抓取格栅拱架4的位置，此时，格栅拱架4的至少部分支撑钢管位于安装支架1的夹持端与夹块21所形成的夹持空间内，此处提到的至少部分支撑钢管位于安装支架1的夹持端与夹块21所形成的夹持空间内是指，在夹紧格栅拱架4的过程中，由于格栅拱架4设置有多个钢管，因此，至少两根钢管位于夹持空间内，如图2所示，一根钢管位于安装支架1的折弯所形成的夹紧型腔212内，另一根钢管位于夹块21的折弯所形成的夹紧型腔212内；接着控制驱动部件22动作，使夹块21相对靠近安装支架1的夹持端，至夹块21与安装支架1配合夹紧格栅拱架4，并且在夹紧状态下，安装支架1的夹持端的折弯夹紧并压紧格栅拱架4的至少部分支撑钢管，夹块21的折弯夹紧并压紧格栅拱架4的至少部分支撑钢管。

需要进行说明的是，安装支架1与夹块21在夹紧过程中深入格栅拱架4的部分宽度需设置为小于相邻钢筋的间距，以使安装支架1的夹持端及夹块21可以顺利伸入相邻钢筋内，夹紧钢管，不与钢筋产生干涉。

优选的，可以将夹持空间的底面设置为平面，如图1所示。

如图4和图5所示，可以改变夹持空间的尺寸，以使机械手适用于不同型号的格栅拱架4的夹取。

为方便描述，可以将安装支架1的折弯称为第一折弯11，将夹块21的折弯称为第二折弯211，优选的，可以将第一折弯11和第二折弯211的形状设置为与格栅拱架4的钢管的外形相匹配的形状，以提高夹紧效果。

相比于现有技术，本具体实施例提供的格栅拱架抓取机械手在使用的过程中可以通过夹块21与安装支架1的配合对格栅拱架4进行抓取并夹紧，且安装支架1的夹持端和夹块21均设置朝向夹持空间内的折弯，折弯的设置在夹紧的状态下对格栅拱架4具有一定的支撑作用，可以有效避免因格栅拱架4的重量较大而滑落；另外，格栅拱架4可以被放置于安装支架1和夹块21所形成的夹持空间内，现有技术中的夹具不具有特意放置格栅拱架4的夹持空间，相比于现有技术，本具体实施例中的格栅拱架抓取机械手可以避免在夹紧的过程中与格栅拱架4的干涉。因此，本实用新型提供的格栅拱架抓取机械手可以适用于重量较大的片状格栅拱架4的抓取。

在上述实施例的基础上，可以在安装支架1设置用于与夹块21配合以形成夹紧腔室的凸起部12，凸起部12设置于安装支架1靠近夹块21的一端，且凸起部12的凸起方向沿夹持空间的高度方向。

如图2所示，格栅拱架4的一个钢管被夹紧在凸起部12与夹块21的折弯所围成的夹紧型腔212内，在夹紧状态下，凸起部12对钢管具有左右方向的压紧力以及上下方向的摩擦力，且凸起部12固定设置于安装支架1，因此，在机械手臂5带动格栅拱架4摆动时，可以有效避免格栅拱架4因惯性而脱出，更加适用于重量较大的格栅拱架4。

优选的，凸起部12的宽度需能够伸入格栅拱架4中相邻钢筋之间，以便夹紧钢管。

优选的，可以将凸起部12与安装支架1设置为一体式结构。

在格栅拱架4长度较长的情况下，为了避免格栅拱架4的两端向下折弯角度较大，可以在安装支架1的外侧凸出设置支撑部13，支撑部13在安装支架1的设置位置需要经过严格的计算以及试验，以避免支撑部13的设置影响格栅拱架4与安装支架1接触的位置，同时支撑部13需对格栅拱架4有支撑力，对夹紧状态下的格栅拱架4起到支撑的作用，使机械手可以适用于尺寸较大的格栅拱架4的抓取。

如图4和图5所示，支撑部13为连接安装支架1的矩形管伸出安装支架1的部分，当然，支撑部13还可以是其它的设置方式。

如图2所示，活动夹紧组件2包括驱动部件22、夹块21、第一销轴23和第二销轴24，驱动部件22的固定端铰接连接于安装支架1，驱动部件22的伸缩驱动端221与夹块21铰接连接，且夹块21铰接连接于安装支架1。驱动部件22的固定端通过第二销轴24转动连接于安装支架1，夹块21通过第一销轴23转动连接于安装支架1，安装支架1为板状结构，驱动部件22和夹块21分别铰接于安装支架1的不同部位，以使驱动部件22的伸缩可以控制夹块21的夹紧和松开。

优选的，可以将驱动部件22设置为油缸、气缸等结构，或者是其它可以提供较大夹紧力的结构，具体根据实际情况确定。

优选的，可以将夹块21设置为L形夹块，L形夹块的竖直段的一端与驱动部件22铰接连接，且L形夹块的竖直段的非端部位置与安装支架1铰接连接。

需要进行说明的是，此处提到的L形夹块并不是严格的L形，而是近似为L形，此处L形夹块的竖直段铰接连接于安装支架1，水平段即为第二折弯211，在夹紧状态下，水平段对格栅拱架4具有压紧力，可以避免格栅拱架4的脱出。

在上述实施例的基础上，为了避免在夹紧状态下因格栅拱架4的重量等原因而使夹块21松开，可以还包括固定设置于安装支架1的固定限位管31、相对于固定限位管31可伸出且可缩回的锁紧柱32以及为锁紧柱32提供锁紧力的弹性部件；固定限位管31套设于锁紧柱32的外周部，夹块21设置有与伸出状态的锁紧柱32配合以避免夹块21松开的卡接部。

如图6所示，安全锁紧组件3包括固定限位管31、锁紧柱32、连接轴33、卡轴34以及限位弹簧35，锁紧柱32远离夹块21的一端连接有穿过固定限位管31的连接轴33，连接轴33设置有垂直其长度方向的卡轴34，固定限位管31远离安装支架1的一端设置有至少两个处于不同位置的与卡轴34配合的卡槽311。

固定限位管31的一端与安装支架1固定连接，锁紧柱32与连接轴33连接，连接轴33穿过固定限位管31的第二通孔312，且其伸出第二通孔312的部分设置有卡轴34，卡轴34垂直于连接轴33的长度方向，锁紧柱32与第二通孔312之间设置有限位弹簧35，且限位弹簧35处于压缩状态，以便提供锁紧力，会推动锁紧柱32向安装支架1的方向伸出，并由安装支架1的第一通孔14穿过，直至卡轴34移动至与卡槽311配合的位置，限制锁紧柱32进一步向外伸出。

如图5所示，固定限位管31背离安装支架1的一端沿圆周方向的不同角度位置设置有至少两组卡槽311，其中一组卡槽311与卡轴34配合状态下，锁紧柱32处于缩回状态，其中的另外几组卡槽311与卡轴34配合状态下，锁紧柱32伸出的长度不同，可以使锁紧柱32伸出至与卡接部配合的位置，以限制夹块21松开。

优选的，可以在夹块21的不同位置设置卡接部，以使夹块21在夹紧不同尺寸的格栅拱架4时，锁紧柱32可以与不同位置的卡接部配合，限制夹块21的移动。

优选的，可以将卡接部设置为位于夹块21的凹槽，锁紧柱32伸出状态下与凹槽配合卡接。或者锁紧柱32伸出状态下直接与夹块21张开夹紧方向的外侧接触，并紧贴夹块21，以避免夹块21松开，当然，卡接部还可以是其它结构，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。

优选的，可以将第一通孔14的尺寸设置为与锁紧柱32的尺寸配合，以避免锁紧柱32在伸出状态下发生晃动，影响夹紧效果。

为了能够适用于不同长度尺寸的格栅拱架4的抓取，可以设置两组抓取装置，且两组抓取装置间隔设置，如图1、图4和图5所示，两组抓取装置之间的具体尺寸需要根据实际情况确定，在此不做赘述。且两组安全锁紧组件3分别设置于两个安装支架1的外侧。当设置有两组抓取装置时，可以在每组抓取装置均设置驱动部件22，也可以使同一驱动部件22驱动同时驱动两个夹块21，具体根据实际情况确定。在使用的过程中，夹块21夹紧之后，操作连接轴33的操作部331，解除卡轴34与原先卡槽311的配合，在限位弹簧35的弹性力作用下推动卡轴34前进，以便带动锁紧柱32伸出，直至卡轴34卡接至另一卡槽311，且锁紧柱32与卡接部配合卡接；需要松开格栅拱架4时，操作连接轴33的操作部331，使卡轴34向外侧移动，直至锁紧柱32解除与卡接部的卡接，卡轴34移动至最外侧的卡槽311处。然后使驱动部件22动作，夹块21松开，接着机械手臂5带动抓取装置与格栅拱架4分开。

需要进行说明的是，此处提到的操作部331为设置于连接轴33端部的方便移动卡轴34的结构，可以为球状结构，也可以是其它满足要求的形状，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。

除了上述格栅拱架抓取机械手，本实用新型还提供一种包括上述实施例公开的格栅拱架抓取机械手的拱架台车，该拱架台车的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

需要进行说明的是，本申请文件中提到的第一通孔14和第二通孔312，第一销轴23和第二销轴24，第一折弯11和第二折弯211中的第一和第二仅仅是为了限制位置的不同，并没有先后顺序之分。

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相似部分互相参见即可。本实用新型所提供的所有实施例的任意组合方式均在此实用新型的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本实用新型所提供的拱架台车及其格栅拱架抓取机械手进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种格栅拱架抓取机械手，包括机械手臂(5)和抓取装置，其特征在于，所述抓取装置包括固定设置于所述机械手臂(5)的安装支架(1)、连接于所述安装支架(1)的驱动部件(22)以及夹块(21)；

所述夹块(21)由所述驱动部件(22)带动靠近或远离所述安装支架(1)的夹持端以夹紧或松开格栅拱架(4)；

所述安装支架(1)的夹持端和所述夹块(21)均设置有朝向夹持空间内的折弯；所述夹持空间为在夹紧状态下所述安装支架(1)与所述夹块(21)所形成的用于放置所述格栅拱架(4)的空间。

2.根据权利要求1所述的格栅拱架抓取机械手，其特征在于，所述安装支架(1)设置有用于与所述夹块(21)配合以形成夹紧腔室的凸起部(12)，所述凸起部(12)设置于所述安装支架(1)靠近所述夹块(21)的一端，且所述凸起部(12)的凸起方向沿所述夹持空间的高度方向。

3.根据权利要求1所述的格栅拱架抓取机械手，其特征在于，所述驱动部件(22)的固定端铰接连接于所述安装支架(1)，所述驱动部件(22)的伸缩驱动端(221)与所述夹块(21)铰接连接，且所述夹块(21)铰接连接于所述安装支架(1)。

4.根据权利要求3所述的格栅拱架抓取机械手，其特征在于，所述夹块(21)为L形夹块，所述L形夹块的竖直段的一端与所述驱动部件(22)铰接连接，且所述L形夹块的竖直段的非端部位置与所述安装支架(1)铰接连接。

5.根据权利要求1所述的格栅拱架抓取机械手，其特征在于，所述安装支架(1)的外侧凸出设置有支撑部(13)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的格栅拱架抓取机械手，其特征在于，还包括固定设置于所述安装支架(1)的固定限位管(31)、相对于所述固定限位管(31)可伸出且可缩回的锁紧柱(32)以及为所述锁紧柱(32)提供锁紧力的弹性部件；

所述固定限位管(31)套设于所述锁紧柱(32)的外周部，所述夹块(21)设置有与伸出状态的所述锁紧柱(32)配合以避免所述夹块(21)松开的卡接部。

7.根据权利要求6所述的格栅拱架抓取机械手，其特征在于，所述锁紧柱(32)远离所述夹块(21)的一端连接有穿过所述固定限位管(31)的连接轴(33)，所述连接轴(33)设置有垂直其长度方向的卡轴(34)，所述固定限位管(31)远离所述安装支架(1)的一端设置有至少两个处于不同位置的与所述卡轴(34)配合的卡槽(311)。

8.根据权利要求7所述的格栅拱架抓取机械手，其特征在于，所述固定限位管(31)设置于所述安装支架(1)的外侧，所述安装支架(1)设置有用于使所述锁紧柱(32)穿过的第一通孔(14)。

9.根据权利要求6所述的格栅拱架抓取机械手，其特征在于，所述抓取装置的数量为两组，且两组所述抓取装置的所述安装支架(1)间隔设置。

10.一种拱架台车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的格栅拱架抓取机械手。

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