一種吊拱和抓拱機械手組合的架拱設備的製作方法

2023-12-09 12:53:24

本發明屬於工程機械領域，涉及架拱的施工設備，具體涉及一種吊拱與抓拱機械手組合的架拱設備。

背景技術：

在水電隧道、地鐵工程、鐵路隧道、公路隧道、地下廠房、軍事地下工程施工中需要初噴混凝土。如果圍巖不穩定則需要預先架設鋼拱（格柵拱），架拱作業採用機械手操作可以降低勞動強度，提高效率。但是，由於拱架架設前的位置和姿態不能固定，給機械手夾持拱架帶來了很大的難度，實際上將拱架落位到機械手的過程還是需要人力完成。而且，現有常用的將拱架吊至機械手的隨車吊安裝後不能移動，使得拱架架設的難度增加。

技術實現要素：

本發明的目的在於，針對上述現有技術的不足，提供一種吊拱和抓拱機械手組合裝置，以通過於一架拱設備中引入隨車吊來協同解決拱架落位問題，使得通過同一架拱設備即可完成拱架的傳遞、就位和夾持。

為達上述目的，本發明所採用的技術方案是：一種吊拱和抓拱機械手組合的架拱設備，其包括架拱車、隨車吊及數個抓拱機械手，其特徵在於，所述隨車吊安裝於該架拱車的後端，該數個抓拱機械手並列安裝於該架拱車的前端，以便隨車吊將拱架吊起並移動到架拱車前端的一抓拱機械手上方，供該抓拱機械手抓拱夾持拱架，從而採用同一架拱設備來共同完成拱架的傳遞、就位和夾持；

上述抓拱機械手上設有拱架夾緊裝置，該拱架夾緊裝置包括夾拱架、兩個支承導輪、數個導向架及兩個夾緊機構，其中：

該夾拱架具有分別固定於底板兩側的前板和後板，該拱架夾緊裝置通過該底板固定於該抓拱機械手上，該前板和後板上向外對應設有鉸接座；

該兩個支承導輪能自由旋轉地分別安裝於該夾拱架的兩端；該數個導向架固定於該夾拱架內且分別靠近該兩個支承導輪，該導向架開有導向槽，以便於拱架落位於該導向槽中，使拱架落位後不會左右擺動；而支承導輪的自由轉動在落位於導向架的拱架未被夾緊時能拖動拱架使拱架夾緊在合適位置；

該兩個夾緊機構分別包括有夾緊槓桿、調整機構及兩個夾緊塊；該夾緊槓桿與夾拱架的鉸接座鉸接以形成一支點，該兩個夾緊槓桿之間鉸接有一夾緊油缸，該夾緊油缸的活塞杆端和缸筒端分別與該兩個夾緊槓桿的一端鉸接，該夾緊槓桿的另一端與該調整機構鉸接，該調整機構的兩端分別與該夾緊塊鉸接，以在夾緊油缸的作用下帶動兩個夾緊槓桿繞支點動作，同時帶動兩個調整機構使夾緊塊向拱架運動並夾緊或鬆開拱架。

所述調整機構包括夾緊扁擔及連接銷軸；該夾緊扁擔中部與該夾緊槓桿的另一端鉸接，該夾緊槓桿上於夾緊扁擔兩側分別固定有止擋板和限位板，該限位板上開有限位槽，一限位螺栓的螺杆端穿過該限位槽固定於該夾緊扁擔上，限位槽的開口略大於該限位螺栓的螺杆，使得該夾緊扁擔在限位槽的限制下僅能繞夾緊槓桿轉動一定角度。

所述夾緊扁擔的兩端分別設有鉸接塊，該鉸接塊通過該連接銷軸與該夾緊塊鉸接，該夾緊塊具有轉動空間，且該鉸接塊底部與夾緊塊內壁之間具有一間隙，使夾緊塊繞夾緊扁擔轉動時僅能轉動一定角度。

所述前板和後板的兩端分別對應開有導輪安裝槽，該支承導輪的兩端分別安裝於該導輪安裝槽中。

所述該夾緊塊上設有齒槽。

所述隨車吊上設有將拱架吊起的拱架吊具，該拱架吊具為磁吸式、液動夾頭或鋼絲繩吊具。

與現有技術相比，本發明的優點如下：本發明將隨車吊和數個抓拱機械手同時安裝於同一架拱車上，布置緊湊，佔用施工空間小，共用同一動力系統，便可採用同一架拱設備來共同完成拱架的傳遞、就位和夾持，成本較低；引入隨車吊後拱架卸載位置可以靈活選擇不受限制；抓拱機械手上裝有特定的拱架夾緊裝置能實現拱架導正，減少了傳遞時間。

附圖說明

圖1是本發明施工過程中的吊拱姿態圖。

圖2是本發明施工過程中的接拱姿態圖。

圖3是本發明架拱設備的隨車吊和抓拱機械手安裝布局圖。

圖4是本發明的拱架夾持裝置結構示意圖。

圖5是本發明拱架夾持裝置的調整機構結構示意圖。

具體實施方式

如圖1及圖2所示，本發明為一種吊拱和抓拱機械手組合的架拱設備，其包括隨車吊1、數個抓拱機械手2及架拱車3。該隨車吊1安裝於該架拱車3的後端，該數個抓拱機械手2並列安裝於該架拱車3的前端，如圖3所示，圖中顯示2個並列安裝於架拱車3前端的抓拱機械手。

施工時，由其它運輸設備將拱架卸載到架拱設備後方，隨車吊1即可將拱架吊起並移動到架拱車3的前端，拱架下落後由其中一抓拱機械手2抓拱夾持，隨車吊1回位，完成拱架抓取（結合參見圖1和圖2）。如此，便可採用同一架拱設備來共同完成拱架的傳遞、就位和夾持。本發明中的隨車吊1和數個抓拱機械手2均為獨立控制，當隨車吊1將拱架傳遞給其中一個抓拱機械手2時，另外的抓拱機械手2可從事其它工作。

上述隨車吊1上將拱架吊起的拱架吊具11可以採用現有技術中的常規吊具，如磁吸式、液動夾頭、鋼絲繩等吊具。譬如，該磁吸式吊具為電磁開合吊爪，以電磁鐵為動力，鬆開吊爪抓住拱架；釋放電磁鐵時，在電磁鐵內彈簧的作用下合攏吊爪。

上述抓拱機械手2上設有拱架夾緊裝置4，如圖4所示，該拱架夾緊裝置4包括夾拱架41、兩個支承導輪42、兩個導向架43及兩個夾緊機構44，其中：

該夾拱架41具有分別固定於底板411兩側的前板412和後板413，該拱架夾緊裝置4通過該底板411固定於該抓拱機械手2上，該前板412和後板413上向外對應設有鉸接座414，且該前板412和後板413的兩端分別對應開有導輪安裝槽415。

該兩個支承導輪42的兩端分別安裝於該夾拱架41的導輪安裝槽415中，該支承導輪42能自由旋轉。該兩個導向架43固定於該夾拱架41內且分別靠近該兩個支承導輪42，該導向架43開有導向槽431，以方便拱架5落位於該導向槽431中，並保證落位後不會左右偏擺。而支承導輪42的自由轉動在落位於導向架43的拱架5未被夾緊時可拖動拱架5來保證夾緊位置正確。

該兩個夾緊機構44分別包括有夾緊槓桿441、調整機構442及兩個夾緊塊443。該夾緊槓桿441與夾拱架41的鉸接座414鉸接以形成一支點，該兩個夾緊槓桿441之間鉸接有一夾緊油缸444，該夾緊油缸444的活塞杆端和缸筒端分別與該兩個夾緊槓桿441的一端鉸接，該夾緊槓桿441的另一端與該調整機構442鉸接，該調整機構442的兩端分別與該夾緊塊443鉸接，從而在夾緊油缸444的作用下帶動兩個夾緊槓桿441繞支點動作，進一步帶動兩個調整機構442使夾緊塊443向拱架5運動並夾緊或鬆開拱架5。進一步地，該夾緊塊443上設有齒槽（圖中未示）以增大與拱架5貼緊時的摩擦力。

如圖5所示，該調整機構442包括夾緊扁擔4421及連接銷軸4422。該夾緊扁擔4421中部與該夾緊槓桿441的另一端鉸接，該夾緊槓桿441上於夾緊扁擔4421兩側分別固定有止擋板4423和限位板4424，該限位板4424上開有限位槽4425，一限位螺栓4426的螺杆端穿過該限位槽4425固定於該夾緊扁擔4421上，限位槽4425的開口略大於該限位螺栓4426的螺杆，使得該夾緊扁擔4421在限位槽4425的限制下僅能繞夾緊槓桿441轉動一小角度。該夾緊扁擔4421的兩端分別設有鉸接塊4427，該鉸接塊4427通過該連接銷軸4422與該夾緊塊443鉸接，該夾緊塊443具有轉動空間4431，且該鉸接塊4427底部與夾緊塊內壁4432之間具有一間隙，使夾緊塊443繞夾緊扁擔4421轉動時僅能轉動一小角度。

施工時，由其它運輸設備將拱架卸載到架拱設備後方，隨車吊1通過拱架吊具將拱架吊起並移動到架拱車3的前端，將拱架5從夾拱架41上方放下，粗略地對準一抓拱機械手2的拱架夾緊裝置4的導向架43，使拱架5落位於該導向架的導向槽431中，以實現拱架寬度方向上的準確定位；拱架落位後，再藉由支承導輪42的轉動，將落位的拱架5沿拱架長度方向拖動，以便拱架5夾緊在合適位置；然後，在夾緊油缸444的作用下帶動夾緊槓桿441動作，從而帶動調整機構442使夾緊塊443向拱架5運動並夾緊拱架5。由於兩個支承導輪42之間有足夠的距離，即使拱架沒有夾持在中心時，夾緊機構能以較小的夾緊力來實現夾緊。當拱架與理想尺寸形狀存在一定差異時，在夾緊力作用下，該夾緊扁擔4421能繞夾緊槓桿441轉動一小角度（如圖5中箭頭所示方向），夾緊塊443能繞夾緊扁擔4421轉動一小角度（如圖5中箭頭所示方向），以適應這種差異，從而保證夾緊塊443與拱架5緊密貼合。如此，拱架下落後通過拱架夾緊裝置4能被抓拱機械手2抓拱夾持，隨後隨車吊1回位，完成拱架抓取。如此，便可採用同一架拱設備來共同完成拱架的傳遞、就位和夾持。