噴漿機械手的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種噴漿機械手，包括底盤、回轉機構、臂架、噴頭裝置、液壓系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)，回轉機構、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)均設置在底盤上，臂架與回轉機構鉸接，能夠在回轉機構的帶動下相對于底盤轉動，噴頭裝置安裝在臂架的前端，并連接濕噴機的混凝土輸送管、壓縮空氣輸送管和速凝劑輸送管，電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)對臂架和噴頭裝置的動作進行控制。本發(fā)明實現(xiàn)與濕噴機的高效配合，使操作人員方便的進行噴漿工作，也便于進行噴射高度及位置的調整，解放了人工抱噴頭的重體力勞動，擴展了噴射范圍，也提高了施工質量；相比于大型噴漿車，本發(fā)明結構較為簡單，體積較小，成本相對低廉，能夠適合一些中小斷面隧道的施工，因此適用場合更為廣泛。
【專利說明】P員楽機械手
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械領域，尤其涉及一種噴漿機械手。
【背景技術】
[0002]目前，混凝土噴射施工工藝分為兩種:干噴法和濕噴法。而干噴技術存在回彈率高、粉塵大、噴射強度得不到保證以及對操作人員存在嚴重的健康危害等弊端，正逐步被濕噴技術所取代。濕噴技術是指利用壓縮空氣，將預拌好的混凝土混合料通過管道輸送至噴頭處，經(jīng)摻加速凝劑后形成料束，高速噴射到受噴面凝結硬化，從而形成混凝土支護層。
[0003]在混凝土噴射過程中，多數(shù)情況下還是采用人工噴射方式，即操作人員手抱噴頭和輸送軟管對施工作業(yè)面進行噴射，但這種方式很難控制混凝土的噴射質量，混凝土容易回彈和塌落，造成施工質量差、施工效率低，工人的勞動強度大。工人還可以利用濕噴機噴射支架來協(xié)助噴射，這種方式在一定程度上減輕了工人的勞動強度，但在施工過程中仍需要由工人操作噴頭、調整噴射高度，施工質量仍難以得到保證。另外在施工過程中，操作人員距離施工面較近，容易受到因施工面上的落料反彈而造成對操作人員的傷害。
[0004]除了人工噴射方式之外，工程上還可以采用大型噴漿車進行施工，其花費的各種成本較高且容易受施工空間的限制，不適合在中小斷面隧道施工。另一方面，由于噴漿車自身帶有完整的泵送系統(tǒng)，現(xiàn)有的一些噴漿設備將處于閑置狀態(tài)，浪費了已有的資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種噴漿機械手，提高施工質量，降低工人的勞動強度。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種噴漿機械手，包括底盤、回轉機構、臂架、噴頭裝置、液壓系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)，所述回轉機構、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)均設置在所述底盤上，所述臂架與所述回轉機構鉸接，能夠在所述回轉機構的帶動下相對于所述底盤轉動，所述噴頭裝置安裝在所述臂架的前端，并連接濕噴機的混凝土輸送管、壓縮空氣輸送管和速凝劑輸送管，所述電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)對所述臂架和噴頭裝置的動作進行控制。
[0007]進一步的，所述底盤包括車架和行走機構，所述行走機構安裝在所述車架上。
[0008]進一步的，在所述車架上還設有發(fā)動機和液壓泵，所述行走機構為履帶行走機構，所述發(fā)動機帶動所述液壓泵驅動所述履帶行走機構的左行車馬達和右行車馬達，來帶動左履帶和右履帶的驅動輪轉動，實現(xiàn)整車行走。
[0009]進一步的，在所述車架的前端還鉸接有液壓支腿，在所述液壓支腿與所述車架之間安裝有第一液壓油缸，所述發(fā)動機帶動所述液壓泵驅動所述第一液壓油缸，來帶動所述液壓支腿收回或展開。
[0010]進一步的，在所述車架的后端還安裝有控制臺和踏板。
[0011]進一步的，所述回轉機構包括齒條油缸、回轉支座和回轉柱，所述回轉支座設置在所述車架上，所述回轉柱固定在所述回轉支座的上方，所述齒條油缸設置在所述回轉支座的一側，并在所述液壓系統(tǒng)驅動下帶動所述回轉支座中的齒輪柱，實現(xiàn)所述回轉柱相對于所述車架的轉動。
[0012]進一步的，所述回轉柱的上端與所述臂架鉸接，在所述回轉柱與所述臂架之間還安裝有第二液壓油缸，所述第二液壓油缸在所述液壓系統(tǒng)驅動下使所述臂架相對于與所述回轉柱的上端的鉸點執(zhí)行俯仰動作。
[0013]進一步的，所述臂架包括基本臂和至少一個伸縮臂，所述基本臂與所述回轉柱的上端鉸接，所述至少一個伸縮臂安裝在所述基本臂中，在所述基本臂和至少一個伸縮臂中的相鄰節(jié)臂之間還設有至少一個液壓油缸，所述噴頭裝置安裝在所述至少一個伸縮臂中的最末節(jié)臂的前端，所述至少一個液壓油缸在所述液壓系統(tǒng)驅動下使所述至少一個伸縮臂執(zhí)行伸縮動作。
[0014]進一步的，在所述基本臂和至少一個伸縮臂上均設有防護裝置，并與所述至少一個伸縮臂同步伸縮。
[0015]進一步的，所述噴頭裝置包括第一旋轉油缸、第二旋轉油缸、支架、刷動馬達和噴嘴，所述第一旋轉油缸安裝在所述臂架的前端，所述第二旋轉油缸連接在所述第一旋轉油缸的前端，所述支架安裝在第二旋轉油缸的前端，所述刷動馬達和噴嘴安裝在所述支架上，所述刷動馬達的前端與所述噴嘴相連，所述第一旋轉油缸和第二旋轉油缸在所述液壓系統(tǒng)驅動下實現(xiàn)所述噴嘴的噴射方位和噴射角度的調節(jié)，所述刷動馬達在所述液壓系統(tǒng)驅動下使所述噴嘴實現(xiàn)螺旋形圓周運動形式的噴射動作。
[0016]基于上述技術方案，本發(fā)明設計了一種由電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)控制的噴衆(zhòng)機械手，噴頭裝置安裝在可相對于底盤轉動的臂架前端，并與濕噴機的混凝土輸送管、壓縮空氣輸送管和速凝劑輸送管連接，能夠實現(xiàn)與濕噴機的高效配合，使操作人員方便的進行噴漿工作，也便于進行噴射高度及位置的調整，解放了人工抱噴頭的重體力勞動，擴展了噴射范圍，也提高了施工質量；另一方面，相比于大型噴漿車，本發(fā)明結構較為簡單，體積較小，成本相對低廉，能夠適合一些中小斷面隧道的施工，因此適用場合更為廣泛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0018]圖1為本發(fā)明噴漿機械手的一實施例的結構示意圖。
[0019]圖2為圖1實施例中液壓支腿展開狀態(tài)下的示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明噴漿機械手實施例中臂架及噴頭裝置的具體結構示意圖。
[0021]附圖標記說明:
[0022]I 一底盤、2—液壓支腿、3—回轉機構、4 一臂架、5—噴頭裝置、6—液壓系統(tǒng)、7—電氣系統(tǒng)、8—散熱器、9 一燃油箱、10—發(fā)動機、11 一第一液壓油缸、12 一控制臺、13—踏板、14 一第二液壓油缸、15—第三液壓油缸、16—第四液壓油缸、17—混凝土輸送管、18—壓縮空氣輸送管、19一速凝劑輸送管。
[0023]1-1 一車架、1-2—行走機構、3-1—齒條油缸、3-2—回轉支座、3-3—回轉柱、4-1 一基本臂、4-2—第一伸縮臂、4-3—第二伸縮臂、4-4 一防護裝置、5-1—第一旋轉油缸、5-2—第二旋轉油缸、5-3一支架、5-4一刷動馬達、5-5一噴嘴?！揪唧w實施方式】
[0024]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
[0025]如圖1所示，為本發(fā)明噴漿機械手的一實施例的結構示意圖。在本實施例中，噴漿機械手包括底盤1、回轉機構3、臂架4、噴頭裝置5、液壓系統(tǒng)6以及電氣系統(tǒng)7?；剞D機構
3、液壓系統(tǒng)6和電氣系統(tǒng)7均設置在底盤I上。臂架4與回轉機構3鉸接，能夠在回轉機構3的帶動下相對于底盤I轉動，噴頭裝置5安裝在臂架4的前端(此處以指向工作位置的方向為前向)，并連接濕噴機的混凝土輸送管、壓縮空氣輸送管和速凝劑輸送管，電氣系統(tǒng)7和液壓系統(tǒng)6對臂架4和噴頭裝置5的動作進行控制。
[0026]這里的底盤I是用來為回轉機構、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)提供承載功能的結構，它可以是固定不可移的結構，例如通過銷、釘?shù)裙潭ǚ绞桨惭b在場地上；也可以是可移動的結構，通過行走機構移動到需要進行噴漿的位置再進行固定等。圖2所示的底盤I為可移動結構，包括車架1-1和行走機構1-2，行走機構1-2安裝在車架1-1上。行走機構1-2可以為圖2中的履帶行走機構，也可以根據(jù)應用場合選擇輪胎式行走機構(或稱汽車行走機構)。
[0027]在圖1、2中，在車架1-1上還可以設置發(fā)動機10和液壓泵(圖中未示出)，發(fā)動機10能夠帶動液壓泵驅動履帶行走機構的左行車馬達和右行車馬達，來帶動左履帶和右履帶的驅動輪轉動，實現(xiàn)整車行走。
[0028]底盤I在行走到工作位置后，往往需要在工作中保持整車的穩(wěn)定性，這樣就可以通過一些支腿來協(xié)助整車的穩(wěn)定。例如圖1、2中所示出的液壓支腿2，該液壓支腿可以鉸接在車架1-1的前端(此處以底盤前進行駛的方向為前向，相反方向為后向)。為了控制該液壓支腿，在液壓支腿2與車架1-1之間安裝有第一液壓油缸11，由發(fā)動機10帶動液壓泵驅動第一液壓油缸11，來帶動液壓支腿2收回或展開。其中圖1和圖2分別為液壓支腿2收回和展開狀態(tài)的示意圖。當噴漿機械手移動或行駛時液壓支腿2收回，而在工作時將其展開以保持整車的穩(wěn)定性。
[0029]噴漿機械手的電氣系統(tǒng)能夠實現(xiàn)操作人員的遠程遙控操作，操作人員也可以站在車架1-1后端的踏板13上通過車架1-1的后端安裝的控制臺12控制整車行駛或噴漿操作。為了方便夜間行駛或作業(yè)，在車架的前端還可以安裝照明裝置。
[0030]在圖1、2中，回轉機構3可以具體包括齒條油缸3-1、回轉支座3-2和回轉柱3-3，回轉支座3-2可以設置在車架1-1上，而回轉柱3-3固定在回轉支座3-2的上方，回轉柱
3-3能夠隨著回轉支座3-2 —起轉動。齒條油缸3-1設置在回轉支座3-2的一側，與回轉支座3-2內(nèi)的齒輪柱(圖中未示出)嚙合，并在液壓系統(tǒng)6驅動下帶動回轉支座3-2中的齒輪柱，實現(xiàn)回轉柱3-3相對于車架1-1的轉動。
[0031]回轉柱3-3的上端與臂架4鉸接，這樣就能夠通過控制齒條油缸3-1來使與回轉柱3-3鉸接的臂架4相對于車架1-1轉動到希望達到的角度。在回轉柱3-3與臂架4之間還可以安裝第二液壓油缸14，第二液壓油缸14能夠在液壓系統(tǒng)6的驅動下使臂架4相對于與回轉柱3-3的上端的鉸點執(zhí)行俯仰動作。通過齒條油缸3-1和第二液壓油缸14就實現(xiàn)了臂架4相對于車架1-1在水平方向和垂直方向上的角度可調，方便操作人員進行噴射位置和角度的定位和調整。另外，回轉柱3-3和第二液壓油缸14圍成了穩(wěn)固的三角形結構，起到了對臂架4的穩(wěn)定支撐作用。
[0032]如圖3所示，臂架4至少可以由基本臂4-1和至少一個伸縮臂組成，其中基本臂4-1與回轉柱3-3的上端鉸接，基本臂4-1的作用是支撐和容納臂架4中的伸縮臂，而至少一個伸縮臂安裝在基本臂4-1中，在基本臂4-1和至少一個伸縮臂中的相鄰節(jié)臂之間還設有至少一個液壓油缸，而噴頭裝置5安裝在至少一個伸縮臂中的最末節(jié)臂的前端(此處以指向工作位置的方向為前向，即臂架4的伸縮臂伸出方向)，其中相鄰節(jié)臂的液壓油缸能夠在液壓系統(tǒng)6驅動下使至少一個伸縮臂執(zhí)行伸縮動作。圖3中共有兩節(jié)伸縮臂，分別為第一伸縮臂4-2和第二伸縮臂4-3，而基本臂4-1與第一伸縮臂4-2之間設有第三液壓油缸15，在第一伸縮臂4-2與第二伸縮臂4-3之間設有第四液壓油缸16。噴頭裝置5就安裝在作為第末節(jié)臂的第二伸縮臂4-3的前端。
[0033]在基本臂和伸縮臂上均設有防護裝置，能夠與至少一個伸縮臂同步伸縮。而防護裝置可通過基本臂和伸縮臂兩側設置的連接支架進行安裝固定。在防護裝置的兩側還可以設置照明裝置。防護裝置的主要作用在于在噴射作業(yè)時防止污物(例如噴射的混凝土等)腐蝕液壓油缸和臂架，確保臂架的持久耐用。
[0034]在圖3中，噴頭裝置5包括第一旋轉油缸5-1、第二旋轉油缸5-2、支架5_3、刷動馬達5-4和噴嘴5-5。第一旋轉油缸5-1安裝在第二伸縮臂4-3的前端設置的連接支座上，第二旋轉油缸5-2連接在第一旋轉油缸5-1的前端，支架5-3安裝在第二旋轉油缸5-2的前端，而刷動馬達5-4和噴嘴5-5安裝在支架5-3上。
[0035]刷動馬達5-4的前端與噴嘴5-5相連，第一旋轉油缸5_1和第二旋轉油缸5_2能夠在液壓系統(tǒng)6驅動下實現(xiàn)噴嘴5-5的噴射方位和噴射角度的調節(jié)，而刷動馬達5-4則可以在液壓系統(tǒng)6驅動下使噴嘴5-5實現(xiàn)螺旋形圓周運動形式的噴射動作。噴嘴5-5分別與濕噴機的混凝土輸送管17、壓縮空氣輸送管18和速凝劑輸送管19連接。通過這種螺旋形圓周運動形式的噴射動作可以使噴射更加均勻，減少回彈，也保證了施工質量。
[0036]通過前面對圖1-3的說明，可以理解回轉機構3實現(xiàn)臂架4在水平方位上的轉動，第二液壓油缸14實現(xiàn)臂架4的俯仰動作，第三液壓油缸15和第四液壓油缸16可實現(xiàn)臂架4的伸縮運動。而噴頭裝置5中的兩個旋轉油缸和一個刷動馬達實現(xiàn)了噴嘴噴射方位、噴射角度以及噴射動作的調節(jié)。通過這一系列動作可以很容易實現(xiàn)本發(fā)明噴漿機械手在施工范圍的多方位控制，消除工作死角，并且這些動作均通過液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)進行控制，這也便于實現(xiàn)操作人員的遙控控制。
[0037]本發(fā)明的噴漿機械手適用于各類需要噴射物料的場合，可以與其他噴漿設備(如濕噴機等)配套使用，可以噴射的物料包括但不限于混凝土。
[0038]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術方案范圍當中。
【權利要求】
1.一種噴漿機械手，其特征在于，包括底盤、回轉機構、臂架、噴頭裝置、液壓系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)，所述回轉機構、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)均設置在所述底盤上，所述臂架與所述回轉機構鉸接，能夠在所述回轉機構的帶動下相對于所述底盤轉動，所述噴頭裝置安裝在所述臂架的前端，并連接濕噴機的混凝土輸送管、壓縮空氣輸送管和速凝劑輸送管，所述電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)對所述臂架和噴頭裝置的動作進行控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的噴漿機械手，其特征在于，所述底盤包括車架和行走機構，所述行走機構安裝在所述車架上。
3.根據(jù)權利要求2所述的噴漿機械手，其特征在于，在所述車架上還設有發(fā)動機和液壓泵，所述行走機構為履帶行走機構，所述發(fā)動機帶動所述液壓泵驅動所述履帶行走機構的左行車馬達和右行車馬達，來帶動左履帶和右履帶的驅動輪轉動，實現(xiàn)整車行走。
4.根據(jù)權利要求3所述的噴漿機械手，其特征在于，在所述車架的前端還鉸接有液壓支腿，在所述液壓支腿與所述車架之間安裝有第一液壓油缸，所述發(fā)動機帶動所述液壓泵驅動所述第一液壓油缸，來帶動所述液壓支腿收回或展開。
5.根據(jù)權利要求3所述的噴漿機械手，其特征在于，在所述車架的后端還安裝有控制臺和踏板。
6.根據(jù)權利要求2所述的噴漿機械手，其特征在于，所述回轉機構包括齒條油缸、回轉支座和回轉柱，所述回轉支座設置在所述車架上，所述回轉柱固定在所述回轉支座的上方，所述齒條油缸設置在所述回轉支座的一側，并在所述液壓系統(tǒng)驅動下帶動所述回轉支座中的齒輪柱，實現(xiàn)所述回轉柱相對于所述車架的轉動。
7.根據(jù)權利要求6所述的噴漿機械手，其特征在于，所述回轉柱的上端與所述臂架鉸接，在所述回轉柱與所述臂架之間還安裝有第二液壓油缸，所述第二液壓油缸在所述液壓系統(tǒng)驅動下使所述臂架相對于與所述回轉柱的上端的鉸點執(zhí)行俯仰動作。
8.根據(jù)權利要求7所述的噴漿機械手，其特征在于，所述臂架包括基本臂和至少一個伸縮臂，所述基本臂與所述回轉柱的上端鉸接，所述至少一個伸縮臂安裝在所述基本臂中，在所述基本臂和至少一個伸縮臂中的相鄰節(jié)臂之間還設有至少一個液壓油缸，所述噴頭裝置安裝在所述至少一個伸縮臂中的最末節(jié)臂的前端，所述至少一個液壓油缸在所述液壓系統(tǒng)驅動下使所述至少一個伸縮臂執(zhí)行伸縮動作。
9.根據(jù)權利要求8所述的噴漿機械手，其特征在于，在所述基本臂和至少一個伸縮臂上均設有防護裝置，并與所述至少一個伸縮臂同步伸縮。
10.根據(jù)權利要求1?9任一所述的噴漿機械手，其特征在于，所述噴頭裝置包括第一旋轉油缸、第二旋轉油缸、支架、刷動馬達和噴嘴，所述第一旋轉油缸安裝在所述臂架的前端，所述第二旋轉油缸連接在所述第一旋轉油缸的前端，所述支架安裝在第二旋轉油缸的前端，所述刷動馬達和噴嘴安裝在所述支架上，所述刷動馬達的前端與所述噴嘴相連，所述第一旋轉油缸和第二旋轉油缸在所述液壓系統(tǒng)驅動下實現(xiàn)所述噴嘴的噴射方位和噴射角度的調節(jié)，所述刷動馬達在所述液壓系統(tǒng)驅動下使所述噴嘴實現(xiàn)螺旋形圓周運動形式的噴射動作。
【文檔編號】E21D11/10GK103775103SQ201410064545
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權日:2014年2月26日
【發(fā)明者】馮敏, 賈文彬, 張衛(wèi)國, 許愛斌 申請人:徐州徐工施維英機械有限公司