專利名稱：一種隧道施工用的拱架安裝設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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用的拱架安裝設(shè)備。
背景技術(shù)：
在國(guó)內(nèi)的隧道施工中，當(dāng)遇到軟弱巖層時(shí)，需要進(jìn)行拱架安裝支護(hù)，以提高圍巖的穩(wěn)定性，防止后期塌落。安裝支護(hù)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(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)；鋼拱一般由18號(hào)或20號(hào)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(guó)內(nèi)拱架的安裝普遍采用人工進(jìn)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(gè)勞動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度是相當(dāng)大的，安全性較差，勞動(dòng)時(shí)間往往較長(zhǎng)；拱架安裝設(shè)備能實(shí)現(xiàn)拱架的機(jī)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(shí)現(xiàn)快速安裝。極大的節(jié)省勞動(dòng)強(qiáng)度及時(shí)間，安全性也得到提高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種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(dòng)強(qiáng)度，提高安裝工作效率。本實(shí)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用的拱架安裝設(shè)備，主要由底盤(pán)、大臂、小臂及工件夾取裝置構(gòu)成； 拱架安裝設(shè)備的底盤(pán)為常用挖掘機(jī)，在底盤(pán)上設(shè)置大臂，大臂為由液壓驅(qū)動(dòng)可上下移動(dòng)并隨底盤(pán)前后移動(dòng)的結(jié)構(gòu)；在大臂的端部鉸接小臂，設(shè)置使小臂相對(duì)大臂動(dòng)作的小臂油缸，所述小臂油缸的缸體位于大臂上并與大臂鉸接，所述小臂油缸的活塞與小臂的端部鉸接；使小臂在小臂油缸的作用下相對(duì)大臂轉(zhuǎn)動(dòng)；所述小臂通過(guò)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、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(jī)構(gòu)；設(shè)置使工件夾取裝置相對(duì)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；使工件夾取裝置在翻轉(zhuǎn)油缸的作用下相對(duì)小臂上下翻轉(zhuǎn)，調(diào)整被夾取工件的俯仰角；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(jī)構(gòu)、夾具擺動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾具張合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具有回轉(zhuǎn)座和驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)元件，使與回轉(zhuǎn)座連接的工件夾具在夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)作用下轉(zhuǎn)動(dòng)；所述夾具擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)油缸或擺動(dòng)推動(dòng)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(dòng)油缸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)擺動(dòng)回轉(zhuǎn)軸與夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)座連接或擺動(dòng)推動(dòng)油缸的活塞與夾具回轉(zhuǎn)機(jī)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(dòng)油缸或擺動(dòng)推動(dòng)油缸作用下隨回轉(zhuǎn)座左右擺動(dòng)；所述的工件夾具具有兩個(gè)夾持工件的夾爪，所述的兩個(gè)夾爪均為動(dòng)爪或一個(gè)為動(dòng)爪、另一個(gè)為固定爪；所述的動(dòng)爪與夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)座鉸接，所述的固定爪相對(duì)夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)座為固定結(jié)構(gòu)；對(duì)應(yīng)工件夾具的每一個(gè)動(dòng)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(jī)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(duì)應(yīng)夾具的動(dòng)爪上，構(gòu)成夾具張合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；使工件夾具的兩個(gè)動(dòng)爪在夾具張合油缸作用下相向或背向動(dòng)作、夾放工件，或使工件夾具的一個(gè)動(dòng)爪在夾具張合油缸作用下相對(duì)固定爪動(dòng)作、夾放工件。本實(shí)用新型的有益效果是1、采用本實(shí)用新型的設(shè)備，只需兩個(gè)人即可完成操作，大大的減少了勞動(dòng)力。2、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化操作，工作人員的安全性得到提高。3、本實(shí)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(shí)現(xiàn)快速安裝， 極大的節(jié)省時(shí)間，提高了工作效率。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型中工件夾取裝置實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)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(shí)用新型中工件夾取裝置實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型中工件夾取裝置實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實(shí)用新型設(shè)備抓取工件時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。圖8為本實(shí)用新型設(shè)備抓取工件上舉時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。圖9為本實(shí)用新型設(shè)備抓取工件上舉時(shí)旋轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)示意圖。圖中1、夾具，2、夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，3、四連桿機(jī)構(gòu)，4、翻轉(zhuǎn)油缸，5、夾具擺動(dòng)油缸，6、 小臂，7、大臂，8、小臂油缸，9、底盤(pán)，11、固定爪，12、動(dòng)爪，13、張合油缸，14、回轉(zhuǎn)座，15、回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)，16、回轉(zhuǎn)座連接體，17、擺動(dòng)回轉(zhuǎn)軸，18、翻轉(zhuǎn)基座，19、擺動(dòng)油缸連接座，20、擺動(dòng)油缸，21、帶軸承的齒輪盤(pán)，22、回轉(zhuǎn)座體，25、液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)齒輪，35、翻轉(zhuǎn)基座鉸耳，36、擺動(dòng)推動(dòng)油缸，37、回轉(zhuǎn)座體鉸耳。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明如圖1所示，一種隧道施工用的拱架安裝設(shè)備，主要由底盤(pán)9、大臂7、小臂6及工件夾取裝置構(gòu)成；拱架安裝設(shè)備的底盤(pán)9為常用挖掘機(jī)，在底盤(pán)9上設(shè)置大臂7，大臂7由液壓驅(qū)動(dòng)可上下移動(dòng)并隨底盤(pán)9前后移動(dòng)；在大臂的端部鉸接小臂6，設(shè)置使小臂6相對(duì)大臂7動(dòng)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(duì)大臂7轉(zhuǎn)動(dòng)；所述小臂 6通過(guò)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(jī)構(gòu)；四連桿機(jī)構(gòu)為對(duì)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(duì)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(jī)構(gòu)中對(duì)稱設(shè)置的兩根連桿通過(guò)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(duì)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(jī)構(gòu)、夾具擺動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述夾具擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)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(dòng)油缸20的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與擺動(dòng)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(dòng)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(dòng)油缸20作用下隨回轉(zhuǎn)座14左右擺動(dòng)的結(jié)構(gòu)；所述夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具有回轉(zhuǎn)座14和驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)元件，構(gòu)成與回轉(zhuǎn)座連接的工件夾具在夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)作用下轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)回轉(zhuǎn)座14轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)元件可為回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)15、帶軸承的齒輪盤(pán)21 ；所述回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)15的液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)齒輪25與帶軸承的齒輪盤(pán)21嚙合，所述帶軸承的齒輪盤(pán)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。所述的工件夾具具有兩個(gè)夾持工件的夾爪，一個(gè)夾爪為動(dòng)爪12、另一個(gè)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(dòng)爪12與固定爪11鉸接即相對(duì)回轉(zhuǎn)座的連接板為鉸接結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)工件夾具的動(dòng)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(dòng)爪12上， 構(gòu)成夾具張合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；并構(gòu)成工件夾具的動(dòng)爪12在夾具張合油缸13作用下相對(duì)固定爪 11動(dòng)作、夾放工件的結(jié)構(gòu)。如圖5所示，實(shí)施例2的工件夾取裝置的基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，工件夾具具有的兩個(gè)夾爪均為動(dòng)爪12，兩個(gè)動(dòng)爪12為對(duì)稱結(jié)構(gòu)并分別與回轉(zhuǎn)座14的連接板鉸接，對(duì)應(yīng)工件夾具的兩個(gè)動(dòng)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(jī)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(duì)應(yīng)夾具的動(dòng)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(dòng)爪的固定軸上，構(gòu)成夾具張合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；并構(gòu)成工件夾具的兩個(gè)動(dòng)爪12在夾具張合油缸13作用下相向或背向動(dòng)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(shí)施例1、實(shí)施例2相同，夾具擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)推動(dòng)油缸36設(shè)置在工件夾取裝置的本體上并通過(guò)翻轉(zhuǎn)基座鉸耳35與工件夾取裝置的本體連接，擺動(dòng)推動(dòng)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(dòng)推動(dòng)油缸36作用下隨回轉(zhuǎn)座左右擺動(dòng)的結(jié)構(gòu)。如圖7所示，當(dāng)工件放置在地面上時(shí)，通過(guò)底盤(pán)9的前后移動(dòng)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(dòng)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(guò)夾具張合驅(qū)動(dòng)機(jī)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(shí)，小臂6在小臂油缸8的驅(qū)動(dòng)下可使小臂6及整個(gè)工件夾取裝置整體上升，當(dāng)達(dá)到待安裝拱架零件所需的高度后，翻轉(zhuǎn)油缸4、四連桿機(jī)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(guò)夾具擺動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整待安裝拱架零件的左右偏擺，最后通過(guò)夾具回轉(zhuǎn)機(jī)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(zhǔn)確對(duì)應(yīng)，完成拱架的安裝。
權(quán)利要求1.一種隧道施工用的拱架安裝設(shè)備，其特征在于主要由底盤(pán)(9)、大臂(7)、小臂(6) 及工件夾取裝置構(gòu)成；拱架安裝設(shè)備的底盤(pán)為常用挖掘機(jī)，在底盤(pán)(9)上設(shè)置大臂(7)，大臂(7)為由液壓驅(qū)動(dòng)可上下移動(dòng)并隨底盤(pán)(9)前后移動(dòng)的結(jié)構(gòu)；在大臂的端部鉸接小臂(6)，設(shè)置使小臂(6)相對(duì)大臂(7)動(dòng)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(7)鉸接，所述小臂油缸⑶的活塞與小臂(6)的端部鉸接；使小臂(6)在小臂油缸的作用下相對(duì)大臂轉(zhuǎn)動(dòng)；所述小臂(6)通過(guò)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(jī)構(gòu)；設(shè)置使工件夾取裝置相對(duì)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(6)鉸接，翻轉(zhuǎn)油缸(4)的活塞連接在兩根連桿的鉸接位置；使工件夾取裝置在翻轉(zhuǎn)油缸的作用下相對(duì)小臂(6)上下翻轉(zhuǎn)，調(diào)整被夾取工件的俯仰角；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(jī)構(gòu)、夾具擺動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾具張合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具有回轉(zhuǎn)座(14)和驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)元件，使與回轉(zhuǎn)座連接的工件夾具(1)在夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)作用下轉(zhuǎn)動(dòng)；所述夾具擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)油缸00)或擺動(dòng)推動(dòng)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(dòng)油缸(5)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)擺動(dòng)回轉(zhuǎn)軸(17)與夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)座(14)連接或擺動(dòng)推動(dòng)油缸(36)的活塞與夾具回轉(zhuǎn)機(jī)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(dòng)油缸( 或擺動(dòng)推動(dòng)油缸(36)作用下隨回轉(zhuǎn)座(14)左右擺動(dòng)；所述的工件夾具(1)具有兩個(gè)夾持工件的夾爪，所述的兩個(gè)夾爪均為動(dòng)爪(1 或一個(gè)為動(dòng)爪(12)、另一個(gè)為固定爪(11)；所述的動(dòng)爪(1 與夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)座(14)鉸接，所述的固定爪 (11)相對(duì)夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)座(14)為固定結(jié)構(gòu)；對(duì)應(yīng)工件夾具的每一個(gè)動(dòng)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(jī)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(duì)應(yīng)夾具的動(dòng)爪(1 上， 構(gòu)成夾具張合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；使工件夾具的兩個(gè)動(dòng)爪(1 在夾具張合油缸作用下相向或背向動(dòng)作、夾放工件，或使工件夾具的一個(gè)動(dòng)爪(1 在夾具張合油缸作用下相對(duì)固定爪(11)動(dòng)作、夾放工件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道施工用的拱架安裝設(shè)備，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)座(14)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)元件可為回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(1 、帶軸承的齒輪盤(pán)；所述回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(1 的液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)齒輪0 與帶軸承的齒輪盤(pán)嚙合，所述帶軸承的齒輪盤(pán)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。
專利摘要本實(shí)用新型屬于隧道拱架安裝技術(shù)領(lǐng)域，提出的隧道施工用的拱架安裝設(shè)備，主要由底盤(pán)(9)、大臂(7)、小臂(6)及工件夾取裝置構(gòu)成；在底盤(pán)(9)上設(shè)置大臂(7)，在大臂的端部鉸接小臂(6)，設(shè)置的小臂油缸(8)的缸體位于大臂(7)上并與大臂(7)鉸接，小臂油缸(8)的活塞與小臂(6)的端部鉸接；設(shè)置四連桿機(jī)構(gòu)和翻轉(zhuǎn)油缸(4)，調(diào)整被夾取工件的俯仰角；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(jī)構(gòu)、夾具擺動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾具張合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型設(shè)備可減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了快速安裝，提高了工作效率。
文檔編號(hào)E21D11/18GK202007671SQ20102059494
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中鐵隧道集團(tuán)有限公司