一种隧道施工用臂架总成

技术领域

本发明属于隧道施工机械技术领域，具体涉及一种隧道施工用臂架总成。

背景技术

混凝土喷浆机广泛应用于隧道、涵洞、地铁、桥梁、地下工程等建筑施工中，用于进行防护施工，传统的混凝土喷浆机通常只具有喷浆作用，施工时直接将混凝土喷浆机驶入到隧道中进行施工作业；但如果需要进行隧道内拱架的安装时，则需要另外驶入一辆拱架安装车进入进行安装，然而由于隧道内空间限制，同时驶入两辆工程车辆则会造成拥挤，如果分次驶入则影响施工作业的进度和工期，无法满足当今社会快速施工的需求。

例如专利CN 205778913 U，该专利中虽然喷浆臂能够进行旋转，但是该专利中仅仅具备喷浆作业功能，无法满足在隧道中只驶入一辆车的情况下，同时满足多项作业的需求。

发明内容

为了解决在狭小的隧道内部，驶入一辆工程车，即可满足隧道内作用的所有使用需求的技术问题，本发明的目的是提供一种隧道施工用臂架总成，所采用的技术方案是：一种喷浆抓手机械臂，包括与底座连接的喷浆机构，所述喷浆机构与底座之间相对转动，所述底座与拱架抓手机构铰接，所述拱架抓手机构与底座之间连接有抓手俯仰油缸。通过将喷浆机构与拱架抓手机构集成合并在一起，能够满足在隧道施工中，通过一个机械臂即可满足多种施工作业需求。

优选的，所述喷浆机构包括与底座连接的转动装置，所述转动装置与底座之间相对转动，所述转动装置与喷浆臂架连接，所述喷浆臂架上连接有喷浆臂，所述喷浆臂的另一端连接喷头总成。转动装置可以带动喷浆臂架以及喷浆臂在底座上做回转运动，从而保证喷浆臂具有更广的作业范围。

优选的，所述底座与抓手连接座铰接，所述抓手俯仰油缸设置在底座与抓手连接座之间，所述抓手连接座上铰接下连接箱体，所述下连接箱体的另一端连接上连接箱体，所述上连接箱体的另一端铰接有机械手，所述上连接箱体与机械手之间连接有机械手俯仰油缸。在上连接箱体与机械手之间连接有机械手俯仰油缸，通过机械手俯仰油缸可以使得机械手在更小的范围内进行俯仰动作，使得机械手更加灵活，满足更加精细的抓取动作。

优选的，所述抓手连接座侧面与下连接箱体侧面之间连接有抓手转动油缸；所述上连接箱体的另一端铰接有调整座，所述调整座上铰接机械手，所述机械手并排设置有两个，由连接板连接，所述调整座与连接板下侧一端之间连接机械手转动油缸。抓手转动油缸可以使得抓手机构可以在水平范围内进行左右转动，扩大机械手的活动范围；两个机械手的设置，使得抓取动作更加稳定。

一种隧道施工用臂架总成，包括回转底座机构，所述回转底座机构上连接俯仰主臂架，所述主臂架前端连接回转喷浆机构，所述回转喷浆机构与主臂架之间相对转动，所述主臂架前端还连接有拱架抓手机构。通过将喷浆机构与拱架抓手机构合并在同一辆工程车上，能够满足在隧道施工中，仅驶入一辆工程车，即可同时满足多项作业，避免工程车辆来回在隧道中驶进驶出，延长工期。

优选的，所述回转底座机构包括回转底座，所述回转底座与回转座铰接，所述回转座与主臂架连接，所述回转底座的侧面与回转座之间连接旋转油缸；所述主臂架为伸缩式臂架，所述回转座与主臂架下侧之间连接有主臂架俯仰油缸，所述主臂架前端与前端俯仰机构连接，所述前端俯仰机构上连接回转喷浆机构和拱架抓手机构。回转底座能够带动主臂架整体在水平范围内进行左右转动，使得主臂架的活动范围更广，且主臂架为伸缩式臂架，能够根据实际的工作距离伸长或者缩短，同时主臂架能够在竖直范围内进行俯仰运动，因此主臂架可以在三个方向内进行运动，保证施工作业的进行。

优选的，所述前端俯仰机构包括与主臂架前端铰接的前端俯仰座，所述主臂架前端与前端俯仰座之间连接有前端俯仰油缸。前端俯仰机构能够带动前端抓手机构进行小范围的俯仰运动，使得整个主臂架在施工时更加灵活。

优选的，所述回转喷浆机构包括与前端俯仰机构转动连接的转动装置，所述转动装置上安装有喷浆臂架，所述喷浆臂架与喷浆臂连接，所述喷浆臂的另一端连接喷头总成。回转喷浆机构能够在水平周向范围内进行回转，在使用喷浆臂时，将喷浆臂转至工作方向，不使用时将喷浆臂转至后侧，不影响前端抓手机构的运动。

优选的，所述拱架抓手机构与前端俯仰机构之间连接抓手俯仰油缸，所述拱架抓手机构包括与前端俯仰机构铰接的抓手连接座，所述抓手连接座上铰接有下连接箱体，所述下连接箱体的另一端连接有上连接箱体，所述上连接箱体的另一端铰接有机械手，所述上连接箱体与机械手之间连接有机械手俯仰油缸。在上连接箱体与机械手之间连接有机械手俯仰油缸，通过机械手俯仰油缸可以使得机械手在更小的范围内进行俯仰动作，使得机械手更加灵活，满足更加精细的抓取动作。

优选的，所述抓手连接座侧面与下连接箱体侧面之间连接有抓手转动油缸；所述上连接箱体的另一端铰接有调整座，所述调整座上铰接机械手，所述机械手并排设置有两个，由连接板连接，所述调整座与连接板下侧一端之间连接机械手转动油缸。抓手转动油缸可以使得抓手机构可以在水平范围内进行左右转动，扩大机械手的活动范围；两个机械手的设置，使得抓取动作更加稳定。

本发明具有以下有益效果：通过将喷浆机构与拱架抓手机构合并在同一辆工程车上，能够满足在隧道施工中，仅驶入一辆工程车，即可同时满足多项作业，避免工程车辆来回在隧道中驶进驶出，延长工期；且喷浆机构为回转式喷浆机构，当不使用喷浆机构时，可以将喷浆机构回转至后侧，不会妨碍前端机械手的运动和工作，同时也不妨碍施工人员站在机械手的两侧进行人工作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的结构立体图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本回转底座机构结构示意图；

图4为拱架抓手机构结构示意图；

图中：1-回转底座机构；11-回转底座；12-旋转油缸；13-回转座；2-主臂架；22-主臂架俯仰油缸；3-回转喷浆机构；31-喷浆臂架；32-转动装置；33-喷浆臂；34-喷头总成；4-前端俯仰机构；41-前端俯仰座；42-前端俯仰油缸；43-抓手俯仰油缸；5-拱架抓手机构；51-抓手连接座；52-下连接箱体；53-上连接箱体；54-机械手俯仰油缸；55-机械手；56-机械手转动油缸；57-调整座；58-抓手转动油缸；59-连接板。

具体实施方式

本发明是一种隧道施工用臂架总成，如图1所示为本发明的结构示意图，包括回转底座机构1，回转底座机构1可与工程车辆连接，便于工程车辆驶入到隧道中进行施工作业，回转底座机构1包括回转底座11，所述回转底座11与回转座13铰接，使得回转座13在水平方向上左右转动，所述回转底座11的侧面与回转座13之间连接旋转油缸12，通过旋转油缸12的运动，可带动回转座13在水平方向上左右转动。

所述回转底座机构1上连接俯仰主臂架2，具体的为回转座13与主臂架2连接，连接的方式为铰接，使得主臂架2能够在竖直方向上下进行俯仰运动，便于主臂架2能够在上下、左右方向上都可以运动；所述主臂架2前端转动连接回转喷浆机构3，回转喷浆机构3能够进行周向回转，当使用时，只需转向需要喷浆的方向，不使用时，转回至后侧即可，所述主臂架2前端还连接有拱架抓手机构5，通过拱架抓手机构，可以便于机械手55直接抓取拱架进行隧道内作业面的有效支撑。

所述主臂架2为伸缩式臂架，能够根据需求伸长或者缩短，此为现有技术不再赘述，所述回转座13与主臂架2下侧之间连接有主臂架俯仰油缸22，通过主臂架俯仰油缸22可以实现主臂架2的上下俯仰运动，所述主臂架2前端与前端俯仰机构4连接，所述前端俯仰机构4上连接回转喷浆机构3和拱架抓手机构5，前端俯仰机构4可以带动回转喷浆机构3和拱架抓手机构5同时进行上下俯仰运动，使得机械臂更加的灵活，能够完成更加精细的动作。

所述前端俯仰机构4包括与主臂架2前端铰接的前端俯仰座41，铰接完成后，前端俯仰座41可以在竖直方向进行俯仰运动，所述主臂架2前端与前端俯仰座41之间连接有前端俯仰油缸42，通过前端俯仰油缸42可以实现前端俯仰座41俯仰运动。

所述回转喷浆机构3包括与前端俯仰机构4转动连接的转动装置32，转动装置32设置在前端俯仰机构4的前端俯仰座41的上侧，并与前端俯仰座41转动连接，能够进行回转；所述转动装置32上安装有喷浆臂架31，所述喷浆臂架31与喷浆臂33连接，转动装置32带动喷浆臂架31转动，从而带动喷浆臂33转动；所述喷浆臂33的另一端连接喷头总成34，喷头总成34上连接喷浆管后即可进行喷浆作业，喷头总成34为现有技术不再赘述。

所述拱架抓手机构5与前端俯仰机构4之间连接抓手俯仰油缸43，所述拱架抓手机构5包括与前端俯仰机构4铰接的抓手连接座51，抓手连接座51与前端俯仰机构4之间为进行俯仰运动的铰接，所述抓手连接座51上铰接有下连接箱体52，所述下连接箱体52的另一端连接有上连接箱体53，所述上连接箱体53的另一端铰接有机械手55，所述上连接箱体53与机械手55之间连接有机械手俯仰油缸54，通过机械手俯仰油缸54的运动，可以带动机械手55进行俯仰运动，使得机械手55更加灵活，能够满足各种工况下的抓取动作。

所述抓手连接座51侧面与下连接箱体52侧面之间连接有抓手转动油缸58，由于下连接箱体52与抓手连接座51之间的铰接方式为使得下连接箱体52能够在水平方向内进行左右转动，因此通过抓手转动油缸58，可以机械手55的左右摆动，拓宽机械手55的运动范围；所述上连接箱体53的另一端铰接有调整座57，所述调整座57上铰接机械手55，所述机械手55并排设置有两个，由连接板59连接，调整座57与连接板59铰接，两个机械手55并排对称设置，并通过机械手油缸完成机械手55的抓取动作，所述调整座57与连接板59下侧一端之间连接机械手转动油缸56，通过机械手转动油缸56的带动，可以实现机械手55在水平范围内的左右转动，进一步提高机械手55的灵活度，也能够保证拱架抓取更加精准。

本发明还提供一种喷浆抓手机械臂方案，通过将喷浆机构和拱架抓手机构集成在一起，能够同时满足喷浆和拱架抓取作业，提高机械臂的多功能化，该集成结构可以适配多种连接方案，可以与工程车辆上的固定机械臂连接，也可以与伸缩机械臂连接，还可以连接在其他装置上，完成喷浆和抓取的作业，例如直接与固定装置连接或者直接与工程车辆连接，能够在空间更小的涵洞或者隧道内作业，大大缩小了整个装置的体积，能够满足小空间的作业范围。

一种喷浆抓手机械臂，包括与底座转动连接的喷浆机构3，喷浆机构3设置在底座的上侧，所述底座与拱架抓手机构5铰接，拱架抓手机构5设置在底座的前端，所述拱架抓手机构5与底座之间连接有抓手俯仰油缸43，通过抓手俯仰油缸43可以满足拱架抓手机构5在竖直方向上的俯仰运动。

所述喷浆机构3包括与底座转动连接的喷浆臂架31，所述喷浆臂架31与转动装置32连接，通过转动装置32可以实现喷浆臂33在周向上的回转，所述喷浆臂架31上连接有喷浆臂33，所述喷浆臂33的另一端连接喷头总成34。

所述底座前端与抓手连接座51铰接，所述抓手俯仰油缸43设置在底座与抓手连接座51之间，通过抓手俯仰油缸43可以实现抓手连接座51整体的俯仰运动，所述抓手连接座51上铰接下连接箱体52，所述下连接箱体52的另一端连接上连接箱体53，所述上连接箱体53的另一端铰接有机械手55，所述上连接箱体53与机械手55之间连接有机械手俯仰油缸54，机械手55能够在机械手俯仰油缸54的活动下进行俯仰运动，从而保证机械手55实现抓取动作。

所述抓手连接座51侧面与下连接箱体52侧面之间连接有抓手转动油缸58，抓手转动油缸58帮助机械手55在水平范围内左右转动，提高机械手55的运动范围；所述上连接箱体53的另一端铰接有调整座57，所述调整座57上铰接机械手55，所述机械手55并排设置有两个，由连接板59连接，所述调整座57与连接板59下侧一端之间连接机械手转动油缸56，机械手转动油缸56带动机械手55在水平范围内左右转动，提高机械手55的灵活度。

具体工作方式：本发明以将隧道施工用臂架总成安装在工程车辆上为例，当需要进行隧道施工时，只需将工程车辆驶入到隧道中，通过主臂架2上连接的拱架抓手机构5抓取拱架后，主臂架2向上抬起，将待安装的拱架放置在待安装面处，此时施工人员可以站立在主臂架2的两侧，进行拱架之间的连接施工。

若需要进行喷浆施工时，只需要将回转喷浆机构3转动至施工方向，然后将喷浆管与喷浆臂22上的喷头总成34连接好，通过主臂架2以及前端俯仰机构4的活动进行喷浆作业即可。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。