[發明專利]一種用于地面抓取大噸位預制結構塊的機械臂及拼裝臺車

在審

• 申請號: 202111459265.4
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114000893A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 劉在政;張海濤;鄒海炎;龔加文;郝蔚祺;李太榮;王慶楠;宋效凱
• 申請（專利權）人: 中國鐵建重工集團股份有限公司
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;E21D11/40;B60S9/10;B25J5/00;B25J15/00
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙) 43214
• 代理人: 劉伊旸;周曉艷

本申請公開了一種用于地面抓取大噸位預制結構塊的機械臂及拼裝臺車，所述拼裝臺車包括機械臂和臺車底盤，所述機械臂包括抓手總成、設置在臺車底盤上的回轉支承以及兩端分別與二者鉸接的臂架總成，臂架總成包括伸縮臂架和回轉臂架，抓手總成包括依次連接的回轉機構、第一平移機構、第二平移機構和裝夾機構，兩個平移機構的移動方向相互垂直，裝夾機構包括抓桿、夾爪和夾緊油缸，抓桿設置在第二平移機構上且用于與預裝在預制結構塊上的工裝連接，夾爪可活動設置在抓桿上且其上設有抵緊件；通過夾緊油缸帶動夾爪向預制結構塊靠近，使抵緊件與預制結構塊表面緊貼。本申請結構具有多個角度的安裝自由度，滿足大噸位預制件的定位要求，作業更安全高效。

技術領域

本發明涉及隧道支護施工技術領域，具體地，涉及一種用于地面抓取大噸位預制結構塊的機械臂及拼裝臺車。

背景技術

在隧道施工過程中，需要在側面及頂部設置支護結構，防止出現塌方、巖石掉落等安全事故。傳統支護結構采用的是噴射混凝土制作工藝，但近年來，采用預制結構塊組裝以代替混凝土成為永久支護的工藝正快速發展并得到廣泛應用。

目前，國內沒有專門的配套設備來實施該新工藝，通常采用吊車吊裝完成對預制結構塊的定位和組裝。但受隧道內空間限制，吊臂使用時的靈活性較差，安裝過程要耗費大量人工進行輔助，而且由于單個預制結構塊的重量與體積都較大，吊裝作業較為危險性，因此為了減少磕碰和晃動，安裝速度緩慢，影響作業效率。此外，吊裝臺車通常需要借助軌道完成行走，移動靈活性差，而且基于實際施工條件，隧道內的地面不能保證平整度，難以滿足較高的鋪軌要求，導致吊車出現高低不平的情況，進而影響對預制結構塊的吊裝作業。

綜上所述，現有工藝存在工作強度大、作業范圍有限、靈活性較差、預制結構塊拼裝難度大、操作危險等缺陷，而且無法對位于隧道拱頂處的預制結構塊進行安裝。因此，亟需設計一種新的用于隧道內大噸位預制結構塊拼裝的設備，以適應現有隧支護施工需求。

發明內容

本申請的目的在于提供一種用于地面抓取大噸位預制結構塊的機械臂及拼裝臺車，在隧道內進行預制結構塊拼裝形成支護的施工過程中具有移動靈活、吊裝方便穩固、拼裝精度高的優點。本申請的技術方案如下：

一種用于地面抓取大噸位預制結構塊的機械臂，包括回轉支承、臂架總成和抓手總成，所述臂架總成的一端與回轉支承鉸接，而另一端與抓手總成的連接座鉸接；

所述抓手總成還包括回轉機構、第一平移機構、第二平移機構和裝夾機構，所述回轉機構設置在連接座上，所述第一平移機構與回轉機構的動力輸出部分連接，所述第二平移機構與第一平移機構的動力輸出部分連接，且兩個平移機構的移動方向相互垂直設置；

所述裝夾機構包括抓桿、夾爪和夾緊油缸，所述抓桿的一端與第二平移機構聯動設置，而另一端用于與預裝在預制結構塊上的工裝連接，所述夾爪活動式設置在抓桿上且包括對稱設置在抓桿兩側的抵緊件，所述夾緊油缸用于為夾爪提供動力；通過夾緊油缸帶動夾爪向預制結構塊靠近，使抵緊件與預制結構塊表面緊貼。

在一些具體的實施例中，所述回轉機構包括抓手回轉減速器，所述第一平移機構包括第一平移油缸、第一連接架和中間連接架，所述第二平移機構包括第二平移油缸、第二連接架和支撐座，所述第一連接架固定設置在抓手回轉減速器上，所述第二連接架固定設置在支撐座上，所述中間連接架設置在第一連接架和第二連接架之間且與二者均可滑動連接，所述第一平移油缸固定設置在第一連接架上且動力輸出端與中間連接架連接，所述第二平移油缸固定設置在第二連接架上且動力輸出端與中間連接架連接，所述裝夾機構固定設置在支撐座上。

在一些具體的實施例中，所述臂架總成包括一級臂架和二級臂架，所述一級臂架的一端與回轉支承鉸接，且在鉸接處設置用于控制臂架總成俯仰動作的臂架俯仰油缸一，所述一級臂架的另一端與二級臂架的一端鉸接，且在鉸接處設置用于控制二級臂架俯仰動作的臂架俯仰油缸二，所述二級臂架的另一端與抓手總成的連接座鉸接，且在鉸接處設置用于控制抓手總成俯仰動作的抓手俯仰油缸。