隧道钢拱架安装机械手和机械手工作平台制造技术

本发明专利技术公开了一种隧道钢拱架安装机械手，包括：支撑座，用于连接工作平台主体转动装置，转动装置设于支撑座上；用于实现角度变化的角度调节伸缩臂，角度调节伸缩臂设于转动装置的转动端上；具有铲形端部的抓手，抓手的第一点铰接于角度调节伸缩臂的自由端，且抓手的第二点与角度调节伸缩臂通过可控制的伸缩装置连接。本申请通过具有铲形端部的抓手将拱架由地面铲起，再通过转动装置、角度调节伸缩臂控制抓手的转动和升降，使钢拱架安装台车可以直接从地面抓取钢拱架，平稳高效地运送到预订位置进行安装，解决施工效率低的问题。本申请还公开了一种包括上述隧道钢拱架安装机械手的机械手工作平台。

Installation of manipulator and manipulator platform for steel arch of tunnel

The invention discloses a tunnel steel arch frame installation manipulator, which comprises a support seat for connecting the main rotating device of the working platform and a rotating device for setting on the support seat; an angle adjusting telescopic arm for realizing angle change; an angle adjusting telescopic arm for setting on the rotating end of the rotating device; a grip with a shovel-shaped end; and a grip. The first point of the hand is articulated at the free end of the angle adjusting telescopic arm, and the second point of the grasp is connected with the angle adjusting telescopic arm through a controllable telescopic device. The application applies for lifting the arch frame from the ground by a gripper with a shovel-shaped end, and then controlling the rotation and lifting of the gripper by a rotating device and an angle adjusting telescopic arm, so that the steel arch frame mounting trolley can directly grasp the steel arch frame from the ground and smoothly and efficiently transport it to a predetermined position for installation, thus solving the problem of low construction efficiency. The utility model also discloses a manipulator working platform comprising the above tunnel steel arch installation manipulator.

【技术实现步骤摘要】
隧道钢拱架安装机械手和机械手工作平台
本专利技术涉及隧道机械
，更具体地说，涉及一种隧道钢拱架安装机械手。此外，本专利技术还涉及一种包括上述隧道钢拱架安装机械手的机械手工作平台。
技术介绍
近些年来，为了适应我国社会经济的飞速发展，交通基础建设领域也发展快速，铁路网和公路建设工程也发挥重要作用。但现阶段，国内还有很多地方在进行人工钢拱架安装，劳动强度大，安全性低，效率低等问题一直困扰着施工团队。在发达国家和国内部分施工现场，钢拱架安装已经基本实现了机械化，拥有专门用于钢拱架安装的机械手设备，但这些机械设备通常具有以下缺点：这些设备上的机械手无法直接从地上直接抓取钢拱架，通常需要人工将拱架搬运到机械手上，再通过机械手进行位置移动。综上所述，如何提供一种便于进行拾取和搬运的机械手装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种隧道钢拱架安装机械手，该隧道钢拱架安装机械手能够便于对拱架进行拾取和搬运，为拱架的安装操作提供方便。本专利技术的另一目的是提供一种包括上述隧道钢拱架安装机械手的机械手工作平台。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种隧道钢拱架安装机械手，包括：支撑座，用于连接工作平台主体；用于绕所述支撑座转动的转动装置，所述转动装置设于所述支撑座上；用于实现角度变化的角度调节伸缩臂，所述角度调节伸缩臂设于所述转动装置的转动端上；具有铲形端部的抓手，所述抓手的第一点铰接于所述角度调节伸缩臂的自由端，且所述抓手的第二点与所述角度调节伸缩臂通过可控制的伸缩装置连接。优选的，所述角度调节伸缩臂包括：连杆机构；用于带动所述连杆机构绕所述转动装置前后转动的机械手臂翻转油缸，所述连杆机构的第一连杆的第一端与所述转动装置铰接，所述第一连杆的第二端与第二连杆铰接，所述第二连杆铰接第三连杆的第一端，所述第三连杆的第二端铰接所述转动装置，所述机械手臂翻转油缸的两端分别铰接所述第三连杆和所述转动装置；伸缩筒结构，其一端铰接于所述第一连杆，另一端铰接于所述抓手，且所述伸缩筒结构设有用于控制其绕所述连杆机构转动的第一伸缩动力装置，和控制所述抓手绕所述伸缩筒结构转动的第二伸缩动力装置；所述连杆机构的前后转动的转动平面与所述伸缩筒结构的转动平面垂直。优选的，所述抓手包括抓手焊件，所述抓手焊件铰接抓手体，所述抓手体的自由端设有用于与所述抓手焊件配合夹持拱架的钳口，所述抓手焊件上设有用于控制所述抓手体转动的夹紧油缸。优选的，所述抓手焊件通过第一销轴铰接抓手体，所述抓手焊件上设有用于限制所述第一销轴转动范围的卡板。优选的，所述夹紧油缸通过销轴连接所述抓手焊件。优选的，所述伸缩筒结构包括外伸缩筒和可伸缩的套于所述外伸缩筒中的内伸缩筒；所述外伸缩筒铰接所述抓手，所述内伸缩筒铰接所述连杆机构；所述第一伸缩动力装置的可伸缩的两端分别连接所述内伸缩筒和所述连杆机构，所述第二伸缩动力装置的伸缩方向的两端分别连接所述外伸缩筒和所述抓手；所述第一伸缩动力装置的运动平面和所述第二伸缩动力装置的运动平面相互垂直。优选的，所述转动装置包括：底座，所述机械手臂翻转油缸和所述第一连杆均连接于所述底座上；所述底座上设有工控台；回转式减速器，所述回转式减速器的主体连接所述支承座，所述回转式减速器的输出端连接所述底座。优选的，所述第一伸缩动力装置为变幅油缸，所述第二伸缩动力装置为浮动油缸。一种机械手工作平台，包括工作平台主体，还包括上述任一项所述的隧道钢拱架安装机械手，所述隧道钢拱架安装机械手的个数至少为三个，所述隧道钢拱架安装机械手之间具有预设放置角度。优选的，位于两侧的所述隧道钢拱架安装机械手均设有两个所述抓手，同一个所述隧道钢拱架安装机械手上的所述抓手并列设置。上述结构中，安装在支撑座上的转动装置能够实现在平面内的转动，安装在转动装置上的角度调节伸缩臂能够实现其上设置的抓手的伸缩，同时还能够控制抓手相对于角度调节伸缩臂的转动。在实际使用中，可以通过控制转动装置实现机械手的角度调节，并实现抓手的角度变化，由于抓手为具有铲形端部的结构，通过控制转动装置和角度调节伸缩臂后能够实现对抓手的多个角度的调节和空间位置的调节，可以控制抓手的铲形端部将拱架从地面铲起，并通过控制机械手转动的方式，将机械手的铲形端部竖起，由于拱架通常为弧形架体，而当将其中部铲起，并进行旋转和提升后，拱架中部即可以实现竖直摆正，以便实现拱架的抓取工作，采用这种方式进行拱架的拾取工作，能够解决拾取工作效率低的问题，并保证过程的稳定性，避免增加人力投入。本申请提供了一种隧道钢拱架安装机械手，通过具有铲形端部的抓手将拱架由地面铲起，再通过转动装置、角度调节伸缩臂控制抓手的转动和升降，使钢拱架安装台车可以直接从地面抓取钢拱架，平稳高效地运送到预订位置进行安装，无需人工辅助即可自动完成一系列动作实现钢拱架自动抓取和运送，解决施工效率低的问题。本申请还提供了一种包括上述隧道钢拱架安装机械手的机械手工作平台，机械手工作平台包括至少三个上述隧道钢拱架安装机械手，用于相互配合进行钢拱架的拾取和搬运工作。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的实施例，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为本专利技术提供的隧道钢拱架安装机械手的结构示意图；图2为机械手的主体结构的正视图；图3为机械手的主体结构的侧视图；图4为中部机械手的抓手的正视图；图5为中部机械手的抓手的侧视图；图6为左右机械手的抓手的正视图；图7为左右机械手的抓手的侧视图；图8为底座、回转式减速器、支承座的组合结构的正视图；图9为底座、回转式减速器、支承座的组合结构的侧视图；图10为本专利技术提供的一种隧道钢拱架安装机械手在工作过程中的具体实施的正视图；图11为工作过程中的俯视图。图1-11中：1-机械手臂翻转油缸、2-底座、3-支承座、4-回转式减速器、5-抓手、6-外伸缩筒、7-内伸缩筒、8-第一连杆、9-第二连杆、10-第三连杆、11-变幅油缸、12-浮动油缸；101-第一铰接销轴、102-第二铰接销轴、103-第三铰接销轴、104-第四铰接销轴、105-第五铰接销轴、106-第六铰接销轴、107-第七铰接销轴、108-第八铰接销轴、109-第九铰接销轴、110-第十铰接销轴、111-第十一铰接销轴、112-第十二铰接销轴、113-第十三铰接销轴；201-夹紧油缸、202-第一销轴，203-抓手体、204-钳口，205-第二销轴、206-抓手焊件、207-第三销轴、208-卡板；301-左右机械手的抓手与支撑油缸铰接销轴、302-左右机械手抓手焊件；401-底座铰接销轴、402-电气罩、403-机械臂与支撑架铰接销轴；C-抓手与钢拱架整体的重心、D-钢拱架与地面的接触点、O-抓手与外伸缩筒铰接点、x-水平坐标轴、y-竖直坐标轴、G-抓手与钢拱架整体重力、F1-O点处销轴对抓手的作用力、F2-地面对钢拱架的作用力、a-重力G到原点O的距离。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道钢拱架安装机械手，其特征在于，包括：支撑座(3)，用于连接工作平台主体；用于绕所述支撑座(3)转动的转动装置，所述转动装置设于所述支撑座(3)上；用于实现角度变化的角度调节伸缩臂，所述角度调节伸缩臂设于所述转动装置的转动端上；具有铲形端部的抓手(5)，所述抓手(5)的第一点铰接于所述角度调节伸缩臂的自由端，且所述抓手(5)的第二点与所述角度调节伸缩臂通过可控制的伸缩装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种隧道钢拱架安装机械手，其特征在于，包括：支撑座(3)，用于连接工作平台主体；用于绕所述支撑座(3)转动的转动装置，所述转动装置设于所述支撑座(3)上；用于实现角度变化的角度调节伸缩臂，所述角度调节伸缩臂设于所述转动装置的转动端上；具有铲形端部的抓手(5)，所述抓手(5)的第一点铰接于所述角度调节伸缩臂的自由端，且所述抓手(5)的第二点与所述角度调节伸缩臂通过可控制的伸缩装置连接。2.根据权利要求1所述的隧道钢拱架安装机械手，其特征在于，所述角度调节伸缩臂包括：连杆机构；用于带动所述连杆机构绕所述转动装置前后转动的机械手臂翻转油缸(1)，所述连杆机构的第一连杆(8)的第一端与所述转动装置铰接，所述第一连杆(8)的第二端与第二连杆(9)铰接，所述第二连杆(9)铰接第三连杆(10)的第一端，所述第三连杆(10)的第二端铰接所述转动装置，所述机械手臂翻转油缸(1)的两端分别铰接所述第三连杆(10)和所述转动装置；伸缩筒结构，其一端铰接于所述第一连杆(8)，另一端铰接于所述抓手(5)，且所述伸缩筒结构设有用于控制其绕所述连杆机构转动的第一伸缩动力装置，和控制所述抓手(5)绕所述伸缩筒结构转动的第二伸缩动力装置；所述连杆机构的前后转动的转动平面与所述伸缩筒结构的转动平面垂直。3.根据权利要求2所述的隧道钢拱架安装机械手，其特征在于，所述抓手(5)包括抓手焊件(206)，所述抓手焊件(206)铰接抓手体(203)，所述抓手体(203)的自由端设有用于与所述抓手焊件(206)配合夹持拱架的钳口(204)，所述抓手焊件(206)上设有用于控制所述抓手体(203)转动的夹紧油缸(201)。4.根据权利要求3所述的隧道钢拱架安装机械手，其特征在于，所述抓手焊件(206)通过第一销轴(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑大桥，刘在政，赵春桂，龚加文，夏元高，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43