專利名稱：隧道施工拱架安裝設(shè)備的工件夾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于隧道拱架安裝技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種隧道施工拱架安裝設(shè)備的工件夾取裝置。
背景技術(shù)：
在國內(nèi)的隧道施工中，當遇到軟弱巖層時，需要進行拱架安裝支護，以提高圍巖的穩(wěn)定性，防止后期塌落。安裝支護多采用拱架的形式，拱架一般為鋼拱或花拱，之間配合鋼筋網(wǎng)噴射混凝土進行加強支護；鋼拱一般由18號或20號工字鋼彎制而成，部分采用H型鋼，花拱則由螺紋鋼組成框架形狀組焊而成。目前，國內(nèi)拱架的安裝普遍采用人工進行作業(yè)，靠人工作業(yè)將拱架安放于巖層邊上，然后用錨桿固定，依次連接形成環(huán)狀；由于拱架單件重亮一般都在一百公斤以上，每個勞動作業(yè)班組人員一般為十二人，或者更多；故人工作業(yè)勞動強度是相當大的，安全性較差，勞動時間往往較長；拱架安裝設(shè)備能實現(xiàn)拱架的機械化操作，取代由多人人工作業(yè)的模式，可將重型拱架輕松抓取后舉升至隧道內(nèi)任意位置，實現(xiàn)快速安裝。極大的節(jié)省勞動強度及時間，安全性也得到提高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提出一種隧道施工拱架安裝設(shè)備的工件夾取裝置，其與底盤、大臂、小臂共同構(gòu)成隧道施工用的拱架安裝設(shè)備，在保證安裝安全的情況下，減少人工勞動強度，提高安裝工作效率。本實用新型完成其發(fā)明任務(wù)所采取的技術(shù)方案是一種隧道施工拱架安裝設(shè)備的工件夾取裝置，所述的工件夾取裝置主要包括本體、工件夾具、夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)、夾具擺動機構(gòu)和夾具張合驅(qū)動機構(gòu)；所述夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)具有回轉(zhuǎn)座和驅(qū)動回轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動的驅(qū)動元件，使與回轉(zhuǎn)座連接的工件夾具在夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)作用下轉(zhuǎn)動；所述夾具擺動機構(gòu)的擺動油缸或擺動推動油缸設(shè)置在工件夾取裝置的本體上并與工件夾取裝置的本體連接，擺動油缸的轉(zhuǎn)動軸通過擺動回轉(zhuǎn)軸與夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)座連接或擺動推動油缸的活塞與夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)座連接，使與回轉(zhuǎn)座連接的工件夾具在擺動油缸或擺動推動油缸作用下隨回轉(zhuǎn)座左右擺動；所述的工件夾具位于工件夾取裝置的前端，具有兩個夾持工件的夾爪，所述的兩個夾爪均為動爪或一個為動爪、另一個為固定爪； 所述的動爪與夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)座鉸接，所述的固定爪相對夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)座為固定結(jié)構(gòu)；對應(yīng)工件夾具的每一個動爪設(shè)置夾具張合油缸，所述夾具張合油缸的缸體設(shè)置在夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)座上并與回轉(zhuǎn)座鉸接，所述夾具張合油缸的活塞鉸接在所對應(yīng)夾具的動爪上，構(gòu)成夾具張合驅(qū)動機構(gòu)；使工件夾具的兩個動爪在夾具張合油缸作用下相向或背向動作、夾放工件，或使工件夾具的一個動爪在夾具張合油缸作用下相對固定爪動作、夾放工件。所述的工件夾取裝置通過兩根連桿與拱架安裝設(shè)備的小臂連接，所述的兩根連桿
3鉸接，所述工件夾取裝置、小臂之間鉸接并分別與兩根連桿中的一根連桿鉸接，構(gòu)成四連桿機構(gòu)；設(shè)置使工件夾取裝置相對小臂上下翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)油缸，所述翻轉(zhuǎn)油缸的缸體設(shè)置在小臂上并與小臂鉸接，翻轉(zhuǎn)油缸的活塞連接在兩根連桿的鉸接位置；構(gòu)成工件夾取裝置在翻轉(zhuǎn)油缸的作用下相對小臂上下翻轉(zhuǎn)，調(diào)整被夾取工件俯仰角的結(jié)構(gòu)。本實用新型的有益效果是1、本實用新型與底盤、大臂、小臂共同構(gòu)成隧道施工用的拱架安裝設(shè)備，只需兩個人即可完成操作，大大的減少了勞動力。2、本實用新型的工件夾取裝置，實現(xiàn)了機械化操作，工作人員的安全性得到提高。3、本實用新型可將重型拱架輕松抓取后舉升至隧道內(nèi)任意位置，實現(xiàn)快速安裝， 極大的節(jié)省時間，提高了工作效率。

圖1為本實用新型所構(gòu)成整體設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型工件夾取裝置實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型中回轉(zhuǎn)座的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3的剖面圖。圖5為本實用新型工件夾取裝置實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實用新型工件夾取裝置實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實用新型設(shè)備抓取工件時的工作狀態(tài)示意圖。圖8為本實用新型設(shè)備抓取工件上舉時的工作狀態(tài)示意圖。圖9為本實用新型設(shè)備抓取工件上舉時旋轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)示意圖。圖中1、夾具，2、夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)，3、四連桿機構(gòu)，4、翻轉(zhuǎn)油缸，5、夾具擺動油缸，6、 小臂，7、大臂，8、小臂油缸，9、底盤，11、固定爪，12、動爪，13、張合油缸，14、回轉(zhuǎn)座，15、回轉(zhuǎn)液壓馬達，16、回轉(zhuǎn)座連接體，17、擺動回轉(zhuǎn)軸，18、翻轉(zhuǎn)基座，19、擺動油缸連接座，20、擺動油缸，21、帶軸承的齒輪盤，22、回轉(zhuǎn)座體，25、液壓馬達驅(qū)動齒輪，35、翻轉(zhuǎn)基座鉸耳，36、擺動推動油缸，37、回轉(zhuǎn)座體鉸耳。
具體實施方式
結(jié)合附圖與實施例對本實用新型進一步說明如圖1所示，一種隧道施工拱架安裝設(shè)備的工件夾取裝置，其與底盤9、大臂7、小臂6構(gòu)成隧道施工用拱架安裝設(shè)備；拱架安裝設(shè)備的底盤9為常用挖掘機，在底盤9上設(shè)置大臂7，大臂7由液壓驅(qū)動可上下移動并隨底盤9前后移動；在大臂的端部鉸接小臂6，設(shè)置使小臂6相對大臂7動作的小臂油缸8，所述小臂油缸8的缸體位于大臂7上并與大臂鉸接，所述小臂油缸8的活塞與小臂6的端部鉸接；使小臂6在小臂油缸8的作用下相對大臂 7轉(zhuǎn)動；所述小臂6通過兩根連桿與工件夾取裝置連接，所述的兩根連桿鉸接，所述小臂6、 工件夾取裝置之間鉸接并分別與兩根連桿中的一根連桿鉸接，構(gòu)成四連桿機構(gòu)；四連桿機構(gòu)為對稱結(jié)構(gòu)的兩套；其具體結(jié)構(gòu)可為工件夾取裝置本體的翻轉(zhuǎn)基座18兩端分別與小臂 6的端部、兩根連桿中的一根連桿鉸接。設(shè)置使工件夾取裝置相對小臂上下翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)油缸4，所述翻轉(zhuǎn)油缸4的缸體設(shè)置在小臂6上并與小臂鉸接，兩套四連桿機構(gòu)中對稱設(shè)置的
4兩根連桿通過連接軸連接；翻轉(zhuǎn)油缸4的活塞與連接軸連接；使所述的工件夾取裝置在翻轉(zhuǎn)油缸的作用下相對小臂上下翻轉(zhuǎn)，調(diào)整被夾具所夾取工件的俯仰角。如圖2所示，所述的工件夾取裝置主要包括本體、工件夾具、夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)、夾具擺動機構(gòu)和夾具驅(qū)動機構(gòu)；所述夾具擺動機構(gòu)的擺動油缸20設(shè)置在工件夾取裝置的本體上并與工件夾取裝置的本體連接，擺動油缸20的轉(zhuǎn)動軸與擺動回轉(zhuǎn)軸17花鍵連接，所述回轉(zhuǎn)座14的回轉(zhuǎn)座連接體16與擺動回轉(zhuǎn)軸17鍵聯(lián)；構(gòu)成與回轉(zhuǎn)座連接的工件夾具在擺動油缸20作用下隨回轉(zhuǎn)座14左右擺動的結(jié)構(gòu)；所述夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)具有回轉(zhuǎn)座14和驅(qū)動回轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動的驅(qū)動元件，構(gòu)成與回轉(zhuǎn)座連接的工件夾具在夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)作用下轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖3、圖4，其給出回轉(zhuǎn)座14的結(jié)構(gòu)示意；所述驅(qū)動回轉(zhuǎn)座14轉(zhuǎn)動的驅(qū)動元件可為回轉(zhuǎn)液壓馬達15、帶軸承的齒輪盤21 ；所述回轉(zhuǎn)液壓馬達15的液壓馬達驅(qū)動齒輪25與帶軸承的齒輪盤21嚙合，所述帶軸承的齒輪盤21位于回轉(zhuǎn)座體22內(nèi)并與連接工件夾具的連接板聯(lián)接。所述的工件夾具位于工件夾取裝置的前端，具有兩個夾持工件的夾爪，一個夾爪為動爪 12、另一個為固定爪11 ；所述的固定爪11固定在回轉(zhuǎn)座14的連接板上，動爪12與固定爪 11鉸接即相對回轉(zhuǎn)座的連接板為鉸接結(jié)構(gòu)，對應(yīng)工件夾具的動爪12設(shè)置夾具張合油缸13， 所述夾具張合油缸13的缸體設(shè)置在回轉(zhuǎn)座的連接板上并鉸接，所述夾具張合油缸13的活塞鉸接在夾具的動爪12上，構(gòu)成夾具張合驅(qū)動機構(gòu)；并構(gòu)成工件夾具的動爪12在夾具張合油缸13作用下相對固定爪11動作、夾放工件的結(jié)構(gòu)。如圖5所示，實施例2的工件夾取裝置的基本結(jié)構(gòu)與實施例1相同，工件夾具具有的兩個夾爪均為動爪12，兩個動爪12為對稱結(jié)構(gòu)并分別與回轉(zhuǎn)座14的連接板鉸接，對應(yīng)工件夾具的兩個動爪分別設(shè)置有夾具張合油缸13，所述夾具張合油缸13的缸體鉸接在夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)回轉(zhuǎn)座的連接板上，所述夾具張合油缸13的活塞鉸接在所對應(yīng)夾具的動爪12 上，具體結(jié)構(gòu)可為夾具張合油缸13的活塞前端連接軸套，所述與活塞前端連接的軸套套在夾具動爪的固定軸上，構(gòu)成夾具張合驅(qū)動機構(gòu)；并構(gòu)成工件夾具的兩個動爪12在夾具張合油缸13作用下相向或背向動作、夾放工件的結(jié)構(gòu)。如圖6所示，所述工件夾取裝置的基本結(jié)構(gòu)與實施例1、實施例2相同，夾具擺動機構(gòu)的擺動推動油缸36設(shè)置在工件夾取裝置的本體上并通過翻轉(zhuǎn)基座鉸耳35與工件夾取裝置的本體連接，擺動推動油缸36的活塞與回轉(zhuǎn)座體鉸耳37鉸接，構(gòu)成與回轉(zhuǎn)座體連接的工件夾具在擺動推動油缸36作用下隨回轉(zhuǎn)座左右擺動的結(jié)構(gòu)。如圖7所示，當工件放置在地面上時，通過底盤9的前后移動調(diào)整拱架安裝設(shè)備與待安裝拱架零件的距離，小臂油缸8驅(qū)動小臂6，使小臂6前端的夾具緊貼待安裝拱架零件，夾具1通過夾具張合驅(qū)動機構(gòu)將待安裝拱架零件抓緊；如圖8所示，夾緊待安裝拱架零件后的夾具在大臂7作用下上升，同時，小臂6在小臂油缸8的驅(qū)動下可使小臂6及整個工件夾取裝置整體上升，當達到待安裝拱架零件所需的高度后，翻轉(zhuǎn)油缸4、四連桿機構(gòu)3使待安裝拱架零件向上翻轉(zhuǎn)并調(diào)整待安裝拱架零件的俯仰角度，使得待安裝拱架零件大致到位；如圖9所示，然后通過夾具擺動機構(gòu)調(diào)整待安裝拱架零件的左右偏擺，最后通過夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)調(diào)整待安裝拱架零件環(huán)向位置并使其與地面固定件的安裝螺絲孔準確對應(yīng)，完成拱架的安裝。
權(quán)利要求1.一種隧道施工拱架安裝設(shè)備的工件夾取裝置，其特征在于所述的工件夾取裝置主要包括本體、工件夾具(1)、夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)、夾具擺動機構(gòu)和夾具張合驅(qū)動機構(gòu)；所述夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)具有回轉(zhuǎn)座(14)和驅(qū)動回轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動的驅(qū)動元件，使與回轉(zhuǎn)座連接的工件夾具(1) 在夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)作用下轉(zhuǎn)動；所述夾具擺動機構(gòu)的擺動油缸00)或擺動推動油缸(36)設(shè)置在工件夾取裝置的本體上并與工件夾取裝置的本體連接，擺動油缸(5)的轉(zhuǎn)動軸通過擺動回轉(zhuǎn)軸(17)與夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)座(14)連接或擺動推動油缸(36)的活塞與夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)座(14)連接，使與回轉(zhuǎn)座連接的工件夾具(1)在擺動油缸( 或擺動推動油缸(36)作用下隨回轉(zhuǎn)座(14)左右擺動；所述的工件夾具(1)位于工件夾取裝置的前端， 具有兩個夾持工件的夾爪；所述的兩個夾爪均為動爪(1 或一個為動爪(12)、另一個為固定爪(11)；所述的動爪(1 與夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)座(14)鉸接，所述的固定爪(11)相對夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)座(14)為固定結(jié)構(gòu)；對應(yīng)工件夾具的每一個動爪(12)設(shè)置夾具張合油缸(13)，所述夾具張合油缸(1 的缸體設(shè)置在夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)座(14)上并與回轉(zhuǎn)座(14)鉸接，所述夾具張合油缸(1 的活塞鉸接在所對應(yīng)夾具的動爪(1 上，構(gòu)成夾具張合驅(qū)動機構(gòu)；使工件夾具的兩個動爪(1 在夾具張合油缸作用下相向或背向動作、夾放工件，或使工件夾具的一個動爪(1 在夾具張合油缸作用下相對固定爪(11)動作、夾放工件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道施工拱架安裝設(shè)備的工件夾取裝置，其特征在于所述驅(qū)動回轉(zhuǎn)座(14)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動元件可為回轉(zhuǎn)液壓馬達(15)、帶軸承的齒輪盤；所述回轉(zhuǎn)液壓馬達(1 的液壓馬達驅(qū)動齒輪0 與帶軸承的齒輪盤嚙合，所述帶軸承的齒輪盤位于回轉(zhuǎn)座體02)內(nèi)并與連接工件夾具的連接板聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道施工拱架安裝設(shè)備的工件夾取裝置，其特征在于所述的工件夾取裝置通過兩根連桿與拱架安裝設(shè)備的小臂(6)連接，所述的兩根連桿鉸接，所述工件夾取裝置、小臂(6)之間鉸接并分別與兩根連桿中的一根連桿鉸接，構(gòu)成四連桿機構(gòu)；設(shè)置使工件夾取裝置相對小臂上下翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)油缸G)，所述翻轉(zhuǎn)油缸(4)的缸體設(shè)置在小臂(6)上并與小臂鉸接，翻轉(zhuǎn)油缸(4)的活塞連接在兩根連桿的鉸接位置；構(gòu)成工件夾取裝置在翻轉(zhuǎn)油缸的作用下相對小臂上下翻轉(zhuǎn)，調(diào)整被夾取工件俯仰角的結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型屬于隧道拱架安裝技術(shù)領(lǐng)域，提出的隧道施工拱架安裝設(shè)備的工件夾取裝置，主要包括本體、工件夾具(1)、夾具回轉(zhuǎn)機構(gòu)、夾具擺動機構(gòu)和夾具張合驅(qū)動機構(gòu)；工件夾具(1)位于工件夾取裝置的前端，具有兩個夾持工件的夾爪；所述的兩個夾爪均為動爪(12)或一個為動爪(12)、另一個為固定爪(11)對應(yīng)工件夾具的動爪(12)設(shè)置夾具張合油缸(13)。本實用新型與底盤、大臂、小臂共同構(gòu)成隧道施工用的拱架安裝設(shè)備，只需兩個人即可完成操作，大大的減少了勞動力。
文檔編號E21D11/40GK202001026SQ20102059495
公開日2011年10月5日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者宋華, 康寶生, 曹忠 申請人:中鐵隧道集團有限公司