CN220261014U - 一种用于钢拱架安装的机械臂装置 - Google Patents

Abstract

一种用于钢拱架安装的机械臂装置，涉及钢拱架安装设备技术领域，包括回转臂座、回转减速机一和回转减速机二，所述回转臂座的顶部安装有减速机，回转臂座的侧面铰接有连杆一，所述连杆一的端部铰接安装有仰俯油缸一，仰俯油缸一的缸杆端铰接安装有仰俯臂，且仰俯臂与仰俯油缸一的缸筒之间铰接设置有连杆二，所述仰俯臂的末端铰接安装有伸缩臂，伸缩臂与仰俯臂之间铰接设有仰俯油缸二，所述伸缩臂的末端铰接有调平铰座，伸缩臂的末端与调平铰座之间铰接设有调平油缸，该用于钢拱架安装的机械臂装置，结构紧凑，臂架可多角度自由调节，可携带拱架进入隧道，并在洞内展开进行立拱架，能够满足三台阶开挖施工需求。

Description

一种用于钢拱架安装的机械臂装置

技术领域

本实用新型涉及钢拱架安装设备技术领域，尤其是涉及一种用于钢拱架安装的机械臂装置。

背景技术

钢拱架支护是隧道初期支护的关键工序，可有效控制围岩变形，防止坍塌。传统的钢拱架安装方式为依靠人力肩扛，劳动强度极大，危险性高。目前，已有使用钢拱架安装台车来取代人工立拱架。

为控制整车长度，钢拱架安装台车通常会带有可滑移的机械臂***来增加作业范围；在进行三台阶开挖时，由于洞内空间有限，机械臂仰俯角度小，很难抓取拱架，且会与第二、三台阶发生干涉。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种用于钢拱架安装的机械臂装置，结构紧凑，臂架可多角度自由调节，可携带拱架进入隧道，并在洞内展开进行立拱架，能够满足三台阶开挖施工需求，可以有效解决背景技术中的问题。

为了实现所述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于钢拱架安装的机械臂装置，包括回转臂座、回转减速机一和回转减速机二，所述回转臂座的顶部安装有减速机，回转臂座的侧面铰接有连杆一，所述连杆一的端部铰接安装有仰俯油缸一，仰俯油缸一的缸杆端铰接安装有仰俯臂，且仰俯臂与仰俯油缸一的缸筒之间铰接设置有连杆二，所述仰俯臂的末端铰接安装有伸缩臂，伸缩臂与仰俯臂之间铰接设有仰俯油缸二，所述伸缩臂的末端铰接有调平铰座，伸缩臂的末端与调平铰座之间铰接设有调平油缸；

所述回转减速机一的外圈固定在调平铰座上，回转减速机一的内圈固定有平行四边形连杆机构，所述平行四边形连杆机构的对角处铰接有平行四边形油缸，平行四边形连杆机构的端部铰接有抓手底座；

所述回转减速机二的外圈固定在抓手底座上，回转减速机二的内圈连接固定有机械抓手。

进一步的，所述减速机的小齿轮与回转臂座的回转支承齿轮齿间啮合。

进一步的，所述机械抓手包括抓手回转座、抓手仰俯油缸、抓手十字摆动座、活动卡爪、卡爪固定座、夹紧油缸和抓手摆动油缸，抓手回转座固定在回转减速机二的内圈上，所述抓手回转座上铰接设有抓手十字摆动座，抓手十字摆动座上铰接设有卡爪固定座，抓手回转座与抓手十字摆动座之间铰接设有抓手仰俯油缸，抓手十字摆动座和卡爪固定座之间铰接设有抓手摆动油缸，所述卡爪固定座的端部两侧铰接设有活动卡爪，位于同一端部的两个活动卡爪底端之间铰接设有夹紧油缸。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本用于钢拱架安装的机械臂装置，具有以下好处：通过四连杆机构、平行四边形机构和回转机构等使得机械臂具有可折叠、灵活多变的角度调节等功能，实现携拱进洞，满足多种施工工况，尤其对多台阶开挖的立拱架施工具有明显优势，其机械抓手具有回转、仰俯等多个自由度，配合主机械臂，方便从地面抓取拱架。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的机械抓手局部结构示意图；

图3为本实用新型的机械臂携拱示意图；

图4为本实用新型的台阶法施工示意图。

图中：1回转臂座、2减速机、3仰俯臂、4伸缩臂、5连杆一、6连杆二、7仰俯油缸一、8仰俯油缸二、9调平油缸、10调平铰座、11回转减速机一、12平行四边形连杆机构、13平行四边形油缸、14抓手底座、15机械抓手、1501抓手回转座、1502抓手仰俯油缸、1503抓手十字摆动座、1504活动卡爪、1505卡爪固定座、1506夹紧油缸、1507抓手摆动油缸、16回转减速机二。

实施方式

通过下面的实施例可以详细地解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进。

请参阅图1-4，本实施例提供一种技术方案：一种用于钢拱架安装的机械臂装置，包括回转臂座1、回转减速机一11和回转减速机二16，回转臂座1的顶部安装有减速机2，减速机2的小齿轮与回转臂座1的回转支承齿轮齿间啮合，回转臂座1的侧面铰接有连杆一5，连杆一5的端部铰接安装有仰俯油缸一7，仰俯油缸一7的缸杆端铰接安装有仰俯臂3，且仰俯臂3与仰俯油缸一7的缸筒之间铰接设置有连杆二6，仰俯臂3的末端铰接安装有伸缩臂4，伸缩臂4与仰俯臂3之间铰接设有仰俯油缸二8，伸缩臂4的末端铰接有调平铰座10，伸缩臂4的末端与调平铰座10之间铰接设有调平油缸9；

回转减速机一11的外圈固定在调平铰座10上，回转减速机一11的内圈固定有平行四边形连杆机构12，平行四边形连杆机构12的对角处铰接有平行四边形油缸13，平行四边形连杆机构12的端部铰接有抓手底座14；

回转减速机二16的外圈固定在抓手底座14上，回转减速机二16的内圈连接固定有机械抓手15，减速机2依靠齿轮传动驱动机械臂在水平范围内做回转运动，回转臂座1、仰俯臂3、连杆一5和连杆二6组成四连杆机构，仰俯油缸一7的缸杆通过伸缩来驱动仰俯臂3沿回转臂座1在竖直面内做仰俯运动，仰俯油缸二8缸杆通过伸缩来驱动伸缩臂4沿仰俯臂3末端铰轴做仰俯运动，调平油缸9通过伸缩来改变调平铰座10的倾角，回转减速机一11的内圈驱动平行四边形连杆机构12做回转运动，平行四边形油缸13的缸杆伸出或缩回来控制平行四边形连杆机构12的升降，回转减速机二16的内圈驱动机械抓手15做回转运动，通过四连杆机构、平行四边形机构和回转机构等使得机械臂具有可折叠、灵活多变的角度调节等功能，实现携拱进洞，满足多种施工工况，尤其对多台阶开挖的立拱架施工具有明显优势。

机械臂通过回转臂座1内圈与拱架台车底盘固定，依靠拱架台车底盘液压***为动力源进行臂架驱动。

机械抓手15包括抓手回转座1501、抓手仰俯油缸1502、抓手十字摆动座1503、活动卡爪1504、卡爪固定座1505、夹紧油缸1506和抓手摆动油缸1507，抓手回转座1501固定在回转减速机二16的内圈上，抓手回转座1501上铰接设有抓手十字摆动座1503，抓手十字摆动座1503上铰接设有卡爪固定座1505，抓手回转座1501与抓手十字摆动座1503之间铰接设有抓手仰俯油缸1502，抓手十字摆动座1503和卡爪固定座1505之间铰接设有抓手摆动油缸1507，卡爪固定座1505的端部两侧铰接设有活动卡爪1504，位于同一端部的两个活动卡爪1504底端之间铰接设有夹紧油缸1506，通过抓手仰俯油缸1502和抓手摆动油缸1507来调整机械抓手15的角度，从而使其移动到合适位置来抓取拱架，夹紧油缸1506缸杆通过伸缩来控制活动卡爪1504的松开或夹紧动作，从而来对拱架进行夹持，其具有回转、仰俯等多个自由度，配合主机械臂，方便从地面抓取拱架。

本实用新型提供的一种用于钢拱架安装的机械臂装置的工作原理如下：减速机2依靠齿轮传动驱动机械臂在水平范围内做回转运动，回转臂座1、仰俯臂3、连杆一5和连杆二6组成四连杆机构，仰俯油缸一7的缸杆通过伸缩来驱动仰俯臂3沿回转臂座1在竖直面内做仰俯运动，仰俯油缸二8缸杆通过伸缩来驱动伸缩臂4沿仰俯臂3末端铰轴做仰俯运动，调平油缸9通过伸缩来改变调平铰座10的倾角，回转减速机一11的内圈驱动平行四边形连杆机构12做回转运动，平行四边形油缸13的缸杆伸出或缩回来控制平行四边形连杆机构12的升降，回转减速机二16的内圈驱动机械抓手15做回转运动，通过抓手仰俯油缸1502和抓手摆动油缸1507来调整机械抓手15的角度，从而使其移动到合适位置来抓取拱架，夹紧油缸1506缸杆通过伸缩来控制活动卡爪1504的松开或夹紧动作，从而来对拱架进行夹持。

本实用新型未详述部分为现有技术，尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，具体实现该技术方案方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于钢拱架安装的机械臂装置，包括回转臂座（1）、回转减速机一（11）和回转减速机二（16），其特征在于：所述回转臂座（1）的顶部安装有减速机（2），回转臂座（1）的侧面铰接有连杆一（5），所述连杆一（5）的端部铰接安装有仰俯油缸一（7），仰俯油缸一（7）的缸杆端铰接安装有仰俯臂（3），且仰俯臂（3）与仰俯油缸一（7）的缸筒之间铰接设置有连杆二（6），所述仰俯臂（3）的末端铰接安装有伸缩臂（4），伸缩臂（4）与仰俯臂（3）之间铰接设有仰俯油缸二（8），所述伸缩臂（4）的末端铰接有调平铰座（10），伸缩臂（4）的末端与调平铰座（10）之间铰接设有调平油缸（9）；

所述回转减速机一（11）的外圈固定在调平铰座（10）上，回转减速机一（11）的内圈固定有平行四边形连杆机构（12），所述平行四边形连杆机构（12）的对角处铰接有平行四边形油缸（13），平行四边形连杆机构（12）的端部铰接有抓手底座（14）；

所述回转减速机二（16）的外圈固定在抓手底座（14）上，回转减速机二（16）的内圈连接固定有机械抓手（15）。

2.根据权利要求1所述的一种用于钢拱架安装的机械臂装置，其特征在于：所述减速机（2）的小齿轮与回转臂座（1）的回转支承齿轮齿间啮合。

3.根据权利要求1所述的一种用于钢拱架安装的机械臂装置，其特征在于：所述机械抓手（15）包括抓手回转座（1501）、抓手仰俯油缸（1502）、抓手十字摆动座（1503）、活动卡爪（1504）、卡爪固定座（1505）、夹紧油缸（1506）和抓手摆动油缸（1507），抓手回转座（1501）固定在回转减速机二（16）的内圈上，所述抓手回转座（1501）上铰接设有抓手十字摆动座（1503），抓手十字摆动座（1503）上铰接设有卡爪固定座（1505），抓手回转座（1501）与抓手十字摆动座（1503）之间铰接设有抓手仰俯油缸（1502），抓手十字摆动座（1503）和卡爪固定座（1505）之间铰接设有抓手摆动油缸（1507），所述卡爪固定座（1505）的端部两侧铰接设有活动卡爪（1504），位于同一端部的两个活动卡爪（1504）底端之间铰接设有夹紧油缸（1506）。