用于抓斗附件的抓臂罩的制作方法
【專利摘要】描述了一種可用在抓斗附件上的用于抓斗機(jī)構(gòu)的兩件式抓臂罩。該抓臂罩包括具有安裝于下臂罩的抓臂的下臂罩，以及安裝于下臂罩的上臂罩。上臂罩和下臂罩在x方向上可以相對(duì)于彼此移動(dòng)并且在垂直于x方向的y方向上可以一起移動(dòng)。另外，上臂罩包括抓斗附件的主梁可延伸穿過(guò)的開(kāi)口。
【專利說(shuō)明】用于抓斗附件的抓臂罩

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及一種附件，其可附接于例如履帶式挖掘機(jī)、反鏟挖掘機(jī)、挖掘機(jī)或者其他建筑設(shè)備，用以例如布置管道端部以將管道端部連接在一起。

【背景技術(shù)】
[0002]布置用于對(duì)接的兩個(gè)大直徑管道，例如油田管道，是極其耗費(fèi)時(shí)間的，并且會(huì)占用許多個(gè)小時(shí)并且需要許多工人以及價(jià)值數(shù)百萬(wàn)元的裝備，這樣的成本非常高并且降低了管線生產(chǎn)的速度。此外，目前的工序?qū)τ诠と藗兪呛芪ｋU(xiǎn)的。進(jìn)行對(duì)接連接所花費(fèi)的時(shí)間和成本中的任何減少都是有益的。此外，改善地面工人的安全性也會(huì)是有益的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]描述了一種附件，其被配置為附接于例如挖掘機(jī)、履帶式挖掘機(jī)、反鏟挖掘機(jī)等的一件建筑設(shè)備的臂。該附件被配置為使在管道對(duì)接期間的對(duì)準(zhǔn)管道端部的工序自動(dòng)化。該附件可以在x、y和z軸線方向上精細(xì)地調(diào)節(jié)管道端部相對(duì)于彼此的位置直到該端部彼此對(duì)準(zhǔn)，此時(shí)管道端部可以被彼此焊接或者彼此固定和/或以其他方式被加工，同時(shí)通過(guò)抓斗機(jī)構(gòu)被保持到位。該附件還可以被配置為給管道處理工具，例如焊接設(shè)備，留出空間，以在一個(gè)或多個(gè)管道上執(zhí)行加工操作，諸如將管道端部焊接在一起。
[0004]所述附件被設(shè)計(jì)為抓住兩個(gè)分離的管道的端部，該管道將要端部對(duì)端部地對(duì)準(zhǔn)，以用于通過(guò)焊接或者其他適當(dāng)?shù)倪B接方法連接管道。所述附件被配置為在z軸線方向上將兩個(gè)管道拉在一起，并且還經(jīng)由在X軸線方向和y軸線方向上的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)來(lái)將它們彼此同心地對(duì)準(zhǔn)。
[0005]在說(shuō)明書和權(quán)利要求中使用時(shí)，除非另作說(shuō)明，單詞“管道”等等意欲包括需要被鋪設(shè)并且與管道的其他部分對(duì)接的所有類型、形狀和大小的管道。管道可以由任何類型的材料制成，包括但不限于金屬或者塑料。在橫截面中，管道可以是圓形、正方形、三角形，或者具有其他的橫截面形狀。在一些實(shí)施方式中，一個(gè)管道的端部可以連接到液體可以從中流過(guò)的、可以連接到管道的設(shè)備，例如閥門，而不是連接到另一個(gè)管道的端部。因此，術(shù)語(yǔ)“管道”意欲包括液體要流過(guò)的任何結(jié)構(gòu)。
[0006]此外，在一些實(shí)施方式中，所述附件可以被用于抓住、操縱并且加工管道的單一部分。所述附件還可以被用于抓住、操縱和加工不是管道的物體，例如樹(shù)、原木、電話線桿等等。
[0007]在一個(gè)實(shí)施方式中，可用在抓斗附件上的抓斗機(jī)構(gòu)包括下臂罩、安裝于下臂罩的抓臂和安裝于下臂罩的上臂罩。上臂罩和下臂罩可以在X方向上相對(duì)于彼此移動(dòng)并且可以在垂直于X方向的y方向上一起移動(dòng)。此外，上臂罩包括抓斗附件的主梁可延伸穿過(guò)的開(kāi)口。進(jìn)一步，上臂罩和下臂罩可以在z方向上一起移動(dòng)。此外，上臂罩和下臂罩可以在x，y和Z方向上一起移動(dòng)，或者上臂罩和下臂罩可以在X，y和Z方向上相對(duì)于彼此移動(dòng)。
[0008]在另一個(gè)實(shí)施方式中，一種機(jī)構(gòu)包括安裝在主梁上的一對(duì)抓斗機(jī)構(gòu)，其中每個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)都包括安裝于抓臂罩的相對(duì)的抓臂。每個(gè)抓臂罩都包括安裝有抓臂的下臂罩以及上臂罩。上臂罩和下臂罩可以在垂直于主梁的X方向上相對(duì)于彼此移動(dòng)，并且可以在垂直于X方向并且垂直于主梁的y方向上一起移動(dòng)。此外，上臂罩包括主梁延伸穿過(guò)的開(kāi)口。
[0009]在使用中，每個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)都可以使用抓臂抓住靠近管道端部的各自的管道部分。一旦管道部分被抓臂保持，就相對(duì)于主梁調(diào)節(jié)抓臂罩，該主梁調(diào)節(jié)抓臂所保持的管道端部的位置。抓臂罩被調(diào)節(jié)直到管道端部對(duì)準(zhǔn)，此時(shí)管道端部可以固定在一起。
[0010]可以在大致垂直于主梁的縱向軸線的多個(gè)方向上調(diào)節(jié)抓臂罩。例如，當(dāng)從側(cè)面平面圖觀看抓臂罩時(shí)，可相對(duì)于主梁在向左和向右方向上和/或在向上和向下方向上調(diào)節(jié)抓臂罩。
[0011]對(duì)于每個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)，可以通過(guò)連接到一個(gè)抓臂的致動(dòng)器和將抓臂相互連接的同步連桿來(lái)致動(dòng)抓臂。替選地，可以通過(guò)連接到每個(gè)抓臂的致動(dòng)器來(lái)致動(dòng)每個(gè)抓臂。
[0012]在一個(gè)實(shí)施方式中，抓臂和下臂罩的幾何形狀被設(shè)計(jì)為抓握一定范圍的管道直徑，例如24至36英寸管道，同時(shí)總是提供與所述范圍內(nèi)的管道外側(cè)接觸的六個(gè)接觸點(diǎn)。然而，如果希望，可以存在更多或更少的接觸點(diǎn)。
[0013]還可以經(jīng)由圍繞垂直軸線的旋轉(zhuǎn)和圍繞水平軸線的傾斜而將附件的主梁調(diào)節(jié)到位。還可以在平行于主梁的縱向軸線的方向上調(diào)節(jié)抓臂罩，如同在US2010/0308609中描述的那樣，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用而合并在本文中。這些對(duì)主梁和抓臂罩的調(diào)節(jié)與在大體上垂直于主梁的縱向軸線的一個(gè)或多個(gè)方向上相對(duì)于主梁對(duì)抓臂罩的調(diào)節(jié)一起，允許抓斗機(jī)構(gòu)的精確定位以抓住管道端部。
[0014]雖然前面的段落提到一對(duì)抓斗機(jī)構(gòu)，但是有可能可以使用超過(guò)兩個(gè)的抓斗機(jī)構(gòu)。例如，可以將三個(gè)或更多的抓斗機(jī)構(gòu)安裝到主梁上。不是所有的抓斗機(jī)構(gòu)都需要以所述方式被調(diào)節(jié)，這視抓斗機(jī)構(gòu)的預(yù)期功能而定。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是用于安裝于一件建筑設(shè)備的臂的附件的等比例透視圖。
[0016]圖2是抓斗機(jī)構(gòu)的其中之一的側(cè)視圖，其中一些部件透明顯示以更好的示出結(jié)構(gòu)與操作。
[0017]圖3是圖2的抓斗機(jī)構(gòu)的部件的分解圖。
[0018]圖4是抓斗機(jī)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施方式的部件的分解圖。
[0019]圖5a是抓斗機(jī)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施方式的等比例透視圖，其中抓斗機(jī)構(gòu)透明顯示以更好的示出結(jié)構(gòu)與操作。
[0020]圖5b和5c各自是圖5a的抓斗機(jī)構(gòu)的上臂罩和萬(wàn)向軸管的等比例透視圖。
[0021]圖6是示出下臂罩和抓臂的幾何形狀以及不同直徑的管道的接觸點(diǎn)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]參照?qǐng)D1，所示的附件10被配置為在管道對(duì)接過(guò)程中對(duì)準(zhǔn)管道的端部。附件10被安裝于一件建筑設(shè)備的臂(未顯示)。附件10包括主梁14，其通過(guò)樞軸18而樞軸地連接到下頭部組件16。下頭部組件16可旋轉(zhuǎn)地連接于安裝支架20，以容許下頭部組件16相對(duì)于安裝支架圍繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)360度。安裝支架20將附件可拆卸地安裝于建筑設(shè)備的臂。傾斜致動(dòng)器22、24在下頭部組件16和主梁14之間延伸，以選擇性的圍繞樞軸18傾斜主梁。關(guān)于主梁、下頭部組件、安裝支架和傾斜致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與操作的進(jìn)一步信息可以參見(jiàn)US2009/0057019、US2010/0308609以及2012年2月17日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)13/398，995，它們的全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考的方式被合并于此。
[0023]附件10包括一對(duì)抓斗機(jī)構(gòu)26、28，該抓斗機(jī)構(gòu)26、28可拆卸地安裝在主梁14上。抓斗機(jī)構(gòu)26、28被安裝在主梁上，使得每個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)都可以在z軸線方向上沿著主梁長(zhǎng)度相對(duì)于主梁獨(dú)立地調(diào)節(jié)。每個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)26、28在z方向上的調(diào)節(jié)都是通過(guò)一端固定于主梁并且相對(duì)端固定于抓斗機(jī)構(gòu)26、28的移動(dòng)致動(dòng)器實(shí)現(xiàn)的。在US2010/0308609和美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)13/398，995中描述了關(guān)于在主梁上在z方向上移動(dòng)抓斗機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步信息。抓斗機(jī)構(gòu)26、28的可拆卸安裝容許移除抓斗機(jī)構(gòu)并且用替代抓斗機(jī)構(gòu)來(lái)替換抓斗機(jī)構(gòu)，該替代抓斗機(jī)構(gòu)可以具有相同的或相似的結(jié)構(gòu)或具有不同的結(jié)構(gòu)。
[0024]如同在美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)13/398,995中論述的，抓斗機(jī)構(gòu)26、28之間的間距可以足夠?yàn)楣艿兰庸すぞ吡舫隹臻g，該管道加工工具例如應(yīng)用于管道以用于物理地連接管道端部的焊接裝置或其他的管道固定裝置。除了或者獨(dú)立于焊接之外，可以使用安裝在附件上的管道加工工具執(zhí)行其他的管道加工操作。其他的管道加工操作的例子包括涂敷一個(gè)或多個(gè)管道端部、粉刷管道、切割一個(gè)或多個(gè)管道、運(yùn)用封條來(lái)密封管道端部、斜削一個(gè)或多個(gè)管道端部、或噴砂加工一個(gè)或多個(gè)管道端部。其他的加工操作也是可能的。取決于加工操作，可以在將管道端部彼此對(duì)準(zhǔn)之前或之后執(zhí)行加工操作。
[0025]管道加工工具可以被安裝在附件10上，例如安裝在主梁14上，或者該管道加工工具可以與附件10分咼。
[0026]圖中所示的抓斗機(jī)構(gòu)26、28在結(jié)構(gòu)上相似，然而他們可以被制造為不同的。每個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)都包括抓臂罩30和連接到抓臂罩的抓臂32。
[0027]如圖1所示，每個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)26、28都被設(shè)計(jì)為在建筑設(shè)備的供電下使用抓臂32拾起管道34、36的一端。隨后根據(jù)需要在X、y和/或z軸線方向上調(diào)節(jié)抓臂罩的位置，以在管道對(duì)接過(guò)程中對(duì)準(zhǔn)管道端部38。對(duì)準(zhǔn)的端部隨后可以被彼此焊接或彼此固定，并且/或執(zhí)行其他的加工操作。
[0028]z軸線方向被認(rèn)為是大體平行于地面或者平行于主梁或者平行于管道。X軸線方向是大體垂直于z軸線方向并且垂直于主梁14的向前和向后方向。y軸線方向是大體垂直于z軸線方向和X軸線方向并且垂直于主梁14的向上和向下方向。
[0029]通過(guò)水平管道并且通過(guò)大體平行于地面定向的主梁14，附件10可以被用于水平取向。通過(guò)垂直管道、通過(guò)大體垂直于地面定向的主梁14，附件10還可以被用于垂直取向。該附件還可以被用作其中管道被定向?yàn)樗胶痛怪敝g的角度。
[0030]圖2和圖3示出了抓斗機(jī)構(gòu)26的一個(gè)實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。如上述表明的，抓斗機(jī)構(gòu)28在結(jié)構(gòu)上與抓斗機(jī)構(gòu)26相似，所以不單獨(dú)的描述。在這個(gè)實(shí)施方式中，抓臂罩30是兩件式罩，其包括下臂罩50和上臂罩52。臂罩50、52以這樣的方式彼此連接以容許下臂罩50的X和y調(diào)節(jié)，以便在X和1方向上調(diào)節(jié)抓斗機(jī)構(gòu)所保持的管道端部38的位置。
[0031]在一個(gè)實(shí)施方式中，下臂罩50可從上臂罩52可拆卸地安裝。這可以容許移除下臂罩并且用不同的下臂罩來(lái)替換。
[0032]抓臂32被樞軸地連接到下臂罩50。所設(shè)置的兩組抓臂被布置在下臂罩的相對(duì)側(cè)上。抓臂32可以具有適于在使用過(guò)程中抓住并且保持管道的任何結(jié)構(gòu)。在US2009/0057019和US2010/0308609中揭露了關(guān)于用于接合管道的抓臂的適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)的進(jìn)一步信息。
[0033]每個(gè)抓臂32都通過(guò)樞軸被可旋轉(zhuǎn)地安裝到下臂罩。抓臂中的一個(gè)的上端被連接到致動(dòng)器54的一端，該致動(dòng)器54例如液壓缸。致動(dòng)器54的相對(duì)端被固定到下臂罩50。一個(gè)或者多個(gè)同步連桿56在抓臂之間延伸，以便一個(gè)抓臂通過(guò)致動(dòng)器54的致動(dòng)經(jīng)由同步連桿56而導(dǎo)致另一個(gè)抓臂的致動(dòng)。然而，如果一個(gè)抓臂被固定，或者如果針對(duì)每個(gè)抓臂使用分離的致動(dòng)器，則該同步連桿56不是必需的。
[0034]抓臂32可在抓住管道的閉合位置(圖2中顯示)和打開(kāi)位置(圖1中顯示)之間致動(dòng)，以容許抓斗機(jī)構(gòu)被布置在各自的管道34、36上方。致動(dòng)器54的伸長(zhǎng)使抓臂32向內(nèi)朝向閉合位置樞轉(zhuǎn)。同時(shí)，被連接到另一個(gè)抓臂的同步連桿56向內(nèi)朝向閉合位置致動(dòng)該另一個(gè)抓臂。相反的，致動(dòng)器的收縮使抓臂向外朝向打開(kāi)位置樞轉(zhuǎn)。
[0035]在可替代實(shí)施方式中，致動(dòng)器可以被設(shè)置為致動(dòng)每一個(gè)抓臂。此外，在一個(gè)或全部抓斗機(jī)構(gòu)上的抓臂中的一個(gè)可以被固定，同時(shí)僅僅致動(dòng)另一個(gè)抓臂。
[0036]參照?qǐng)D3，下臂罩50的頂側(cè)具有形成有相對(duì)的滑動(dòng)槽62的塊60。垂直槽64從滑動(dòng)槽62開(kāi)始向上延伸并且穿過(guò)塊60的上表面?；瑒?dòng)槽62被示出為在滑塊長(zhǎng)度上延伸了距離A(參見(jiàn)圖2)。
[0037]上臂罩52被設(shè)計(jì)為與滑動(dòng)槽62和槽64可滑動(dòng)地接合，以容許下臂罩50在x方向上相對(duì)于上臂罩前后滑動(dòng)。尤其是，參照?qǐng)D3，上臂罩52被示出為具有長(zhǎng)方形通路66的長(zhǎng)方形的結(jié)構(gòu)，主梁14延伸穿過(guò)該長(zhǎng)方形通路66。上臂罩52的基部設(shè)置有相對(duì)的長(zhǎng)方形滑塊68，該滑塊68連接到形成臂罩52的相對(duì)的壁的側(cè)板70。參照?qǐng)D2，側(cè)板70在x方向上具有比長(zhǎng)度A小的長(zhǎng)度B。
[0038]在使用中，滑塊68被布置在滑動(dòng)槽62內(nèi)，并且板70向上延伸穿過(guò)槽64。這種結(jié)構(gòu)容許下臂罩50相對(duì)于上臂罩52在X方向上滑動(dòng)。下臂罩50的運(yùn)動(dòng)是使用致動(dòng)器72實(shí)現(xiàn)的，該致動(dòng)器72例如液壓缸，其一端被固定于下臂罩50上的安裝結(jié)構(gòu)74并且第二端直接或者間接地適當(dāng)?shù)毓潭ㄓ谏媳壅?2。
[0039]返回到圖3，萬(wàn)向軸管76被布置為圍繞主梁14并且延伸穿過(guò)上臂罩。萬(wàn)向軸管76圍繞主梁緊密配合，并且被設(shè)計(jì)成容許上臂罩52與下臂罩50 —起相對(duì)于主梁在y方向上運(yùn)動(dòng)。
[0040]萬(wàn)向軸管76是長(zhǎng)方形的管狀結(jié)構(gòu)，其具有中央通路78，主梁延伸穿過(guò)該中央通路78。萬(wàn)向軸管76還大體上從一個(gè)板70到另一個(gè)板70延伸穿過(guò)上臂罩，如圖1和圖2所示。萬(wàn)向軸管76的相對(duì)側(cè)形成有垂直滑動(dòng)槽80，其被示出為從萬(wàn)向軸管的底部延伸到頂部。
[0041]在使用中，萬(wàn)向軸管76被設(shè)計(jì)為與抓斗機(jī)構(gòu)一起在z方向上滑動(dòng)。為了促進(jìn)在z方向上的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)襯墊82在萬(wàn)向軸管的側(cè)壁和主梁的外側(cè)壁之間被固定在萬(wàn)向軸管的內(nèi)部?；瑒?dòng)襯墊82與萬(wàn)向軸管一起在z方向上滑動(dòng)，并且?guī)椭鷾p少主梁上和萬(wàn)向軸管內(nèi)部上的摩擦和磨損。
[0042]為了在z方向上將萬(wàn)向軸管76鎖定于上臂罩52，設(shè)置了萬(wàn)向軸管鎖定板84。每個(gè)萬(wàn)向軸管鎖定板84都被配置為配合并且被固定在板70的端部之間，如圖1所示。每個(gè)板84的內(nèi)表面都設(shè)置有長(zhǎng)方形的脊86，該脊86配合穿過(guò)在上臂罩52中形成的開(kāi)口 88并且被布置在各自的垂直滑動(dòng)槽80內(nèi)。脊86和滑動(dòng)槽80之間的相互作用迫使萬(wàn)向軸管在Z方向上通過(guò)抓斗機(jī)構(gòu)滑動(dòng)，同時(shí)容許上臂罩52相對(duì)于萬(wàn)向軸管76在y方向上垂直滑動(dòng)。
[0043]參照?qǐng)D2，上臂罩52的通路66的垂直高度C大于萬(wàn)向軸管76的垂直高度D。這允許上臂罩52相對(duì)于萬(wàn)向軸管76在y方向上垂直滑動(dòng)。通路66的水平尺寸僅僅稍微大于或者近似等于萬(wàn)向軸管76的水平尺寸，以防止上臂罩和萬(wàn)向軸管之間在X方向上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0044]為了實(shí)現(xiàn)y方向運(yùn)動(dòng)，叉形頭90被固定到萬(wàn)向軸管76的頂部并且向上延伸穿過(guò)上臂罩中的開(kāi)口 92。致動(dòng)器94，例如液壓缸，其一端被固定于上臂罩52上的安裝結(jié)構(gòu)96并且第二端被合適地固定于叉形頭90。
[0045]參照?qǐng)D2和圖3，如下所述實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的抓斗機(jī)構(gòu)26、28的x方向運(yùn)動(dòng)，并因此實(shí)現(xiàn)管道34、36的X方向運(yùn)動(dòng)。為了移動(dòng)至圖2中的右側(cè)(即X方向上的前面和后面)，致動(dòng)器72被收縮以施加朝向圖2中的左側(cè)拉動(dòng)上臂罩52的力。由于萬(wàn)向軸管76圍繞主梁14緊密配合，并且通路66的水平尺寸僅僅稍微大于或者近似等于萬(wàn)向軸管76的水平尺寸，因此上臂罩52不能在X方向上向左或者向右移動(dòng)。因此，致動(dòng)器72的收縮將迫使下臂罩50在X方向上移動(dòng)至圖2中的右側(cè)。類似地，致動(dòng)器72的伸長(zhǎng)將推抵上臂罩52，通過(guò)反作用力隨后迫使下臂罩移動(dòng)至圖2中的左側(cè)。
[0046]如下所述實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的抓斗機(jī)構(gòu)26、28的y方向(即向上和向下)運(yùn)動(dòng)，并因此實(shí)現(xiàn)管道34、36的y方向運(yùn)動(dòng)。為了在y方向上垂直向上移動(dòng)，致動(dòng)器94被伸長(zhǎng)。這向下推動(dòng)圍繞主梁緊密配合的萬(wàn)向軸管76的頂部。反作用力將迫使上臂罩52相對(duì)于萬(wàn)向軸管向上。由于上臂罩被固定于下臂罩，因此下臂罩也將向上移動(dòng)。為了在y方向上垂直向下移動(dòng)，致動(dòng)器94被收縮。上臂罩和下臂罩隨后將向下移動(dòng)。
[0047]上臂罩和下臂罩被描述為在X方向上可相對(duì)于彼此移動(dòng)、在y方向上可以一起移動(dòng)并且在z方向上可以一起移動(dòng)。然而，其他的變化也是可能的。例如，上臂罩和下臂罩可以在X、y和Z方向上一起移動(dòng)。在另一個(gè)示例中，上臂罩和下臂罩可以在X、y和Z方向上相對(duì)于彼此移動(dòng)。
[0048]容許臂罩50、52在X方向和y方向上運(yùn)動(dòng)的其他的安裝技術(shù)也是可能的。例如，圖4和圖5a至圖5c示出了兩種可能的可替代的安裝技術(shù)。在圖4和5a至圖5c中，使用相同的附圖標(biāo)記指代與圖2至圖3中相同的或者相似的元件。
[0049]圖4中所示的抓斗機(jī)構(gòu)被示出為安裝在圖1中的附件10上。在圖4中所示的抓斗機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式中，下臂罩50經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)銷100而在X方向上相對(duì)于上罩52滑動(dòng)，以代替圖2至圖3中使用的滑動(dòng)槽62和滑塊68。銷在下臂罩50上的相對(duì)的支架102之間延伸，并且延伸穿過(guò)在上臂罩52的基部中形成的開(kāi)口 104。圖4中僅僅能看見(jiàn)上臂罩的一側(cè)處的開(kāi)口 104。相似的開(kāi)口會(huì)形成在上臂罩的另一側(cè)的基部中。上臂罩的基部配合到下臂罩中形成的開(kāi)口 106中。上臂罩基部在X方向上的長(zhǎng)度小于開(kāi)口 106在X方向上的長(zhǎng)度，以容許上臂罩和下臂罩之間在X方向上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0050]在圖5a至圖5c所示的抓斗機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式中，下臂罩50類似于圖4中的下臂罩，其中經(jīng)由銷100而容許上臂罩52和下臂罩50之間在X方向上的相對(duì)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。另外，還通過(guò)垂直銷110促進(jìn)上臂罩52和萬(wàn)向軸管76之間的垂直滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。雖然可以使用更大或者更小數(shù)量的銷，但是在所示的實(shí)施方式中，設(shè)置有四個(gè)垂直銷110。
[0051]在這個(gè)實(shí)施方式中，上臂罩52在其頂部中設(shè)置有四個(gè)銷孔112并且在底部中設(shè)置有四個(gè)對(duì)應(yīng)的銷孔114。同樣地，萬(wàn)向軸管76在其頂部中形成有銷孔116并且在其底部中形成有銷孔118，在萬(wàn)向軸管如上面圖2至圖3中描述的那樣布置在上臂罩內(nèi)時(shí)，銷孔116和銷孔118與銷孔112、114對(duì)齊。銷110引導(dǎo)上臂罩和萬(wàn)向軸管之間的y方向上的相對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)，而且迫使萬(wàn)向軸管在z方向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中與上臂罩一起移動(dòng)。
[0052]在所示的和在這里描述的實(shí)施方式中，抓臂罩可以相對(duì)于主梁在y軸線方向和X軸線方向上調(diào)節(jié)。然而，不需要在所有示出的方向上調(diào)節(jié)抓臂罩。反而，本文中將其考慮為僅僅可以在X方向或者1方向上調(diào)節(jié)抓臂罩。
[0053]另外，不需要抓斗機(jī)構(gòu)26、28兩者的抓臂罩可以在主梁上在乂、7和/或2方向上被調(diào)節(jié)。反而，一個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)可以保持管道并且被固定在主梁上，同時(shí)使用保持另一個(gè)管道的另一個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)來(lái)完成X、y和z方向調(diào)節(jié)。
[0054]此外，雖然主梁和通路66、78示出和/或描述為是長(zhǎng)方形的，但是不是長(zhǎng)方形的其他形狀也是可以的，例如圓形或者三角形。另外，主梁和通路66、78不需要具有相同的形狀。例如，主梁可以是橫截面是圓形的，并且一個(gè)或多個(gè)通路66、78可以是長(zhǎng)方形的。
[0055]另外，通路66、78不需要具有相同的形狀。
[0056]抓斗機(jī)構(gòu)26、28可以被設(shè)計(jì)成用于任何大小，即任何直徑和形狀的管道。例如，認(rèn)為抓斗機(jī)構(gòu)26、28會(huì)適用于直徑為大約26英寸到大約38英寸之間的圓形管道。然而，抓斗機(jī)構(gòu)可以用于具有其他直徑的管道。
[0057]在使用中，在管道34、36已經(jīng)被切割并且端部38被粗略地放置為靠近彼此之后，通過(guò)建筑設(shè)備的臂將附件10帶到靠近兩個(gè)管道34、36的端部38的位置。如果必要的話，通過(guò)下頭部組件16和傾斜致動(dòng)器22、24傾斜和/或旋轉(zhuǎn)主梁14，以使附件與管道端部適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)。優(yōu)選地，管道端部38被放置在近似位于兩個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)中間的位置，如圖1所示。
[0058]附件隨后被降低到使得抓斗機(jī)構(gòu)26圍繞管道34并且抓斗機(jī)構(gòu)28圍繞管道36的位置，如圖1和圖2所示。隨后致動(dòng)抓臂，以使抓臂到達(dá)圖2中顯示的閉合位置，以便抓住管道34、36。
[0059]如果必要的話，在z軸方向上調(diào)節(jié)抓斗機(jī)構(gòu)26、28中的一個(gè)或者兩者的沿著主梁的位置，以使管道端部更靠近彼此。另外，操作者按照需要致動(dòng)各種致動(dòng)器72、94以精確的調(diào)節(jié)抓臂罩在X方向和y方向上的位置。因?yàn)樽ケ圩プ」艿?，并且抓臂被固定到抓臂罩上，所以管道端部與抓臂罩一起移動(dòng)。由此，抓斗機(jī)構(gòu)26、28可用于精確的調(diào)節(jié)管道端部的位置以完成對(duì)準(zhǔn)。
[0060]參照?qǐng)D6，抓臂32和下臂罩50的幾何形狀可以被設(shè)計(jì)為握持管道直徑D1至D2的范圍，例如24至36英寸管道，同時(shí)提供總是與管道外部接觸的六個(gè)接觸點(diǎn)，以用于所述范圍內(nèi)的所有管道直徑。圖6示出了具有直徑D1的一個(gè)管道150和具有更大直徑D2的第二管道152。抓臂32被示意性地示出并且其具有與第二管道152接觸的四個(gè)接觸點(diǎn)cl到c4o同樣地，下臂罩50被示意性地示出并且其具有與第二管道152接觸的兩個(gè)接觸點(diǎn)c5到c6。這些六個(gè)接觸點(diǎn)cl到c6幫助抓斗機(jī)構(gòu)26、28牢固的保持管道152。在具有直徑D1的管道150的情況中以及其中管道具有D1和D2之間的直徑的情況中出現(xiàn)相似的六個(gè)接觸點(diǎn)。接觸點(diǎn)cl到c6可以直接具有抓臂和下臂罩的內(nèi)表面或者可以具有連接到內(nèi)表面的磨損襯墊。
[0061]為了實(shí)現(xiàn)這六個(gè)接觸點(diǎn)，抓斗機(jī)構(gòu)26、28的特定部件的幾何形狀被仔細(xì)選擇。例如，在預(yù)定的范圍內(nèi)選擇每個(gè)抓臂32的第一內(nèi)表面160和第二內(nèi)表面162之間的角度α。同樣地，在預(yù)定的范圍內(nèi)選擇下臂罩的第一和第二內(nèi)表面164、166與垂直軸線Α-Α之間的角度λ。另外，在與管道152相切的垂直軸線Β-Β和每個(gè)抓臂32的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)170之間的直線距離D1是在預(yù)定的范圍內(nèi)的。在內(nèi)表面上使用磨損襯墊的情況中，計(jì)算磨損襯墊的存在而決定角度和距離。此外，將同步連桿56的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)174、176連接到抓臂的直線172被構(gòu)造為大體垂直于將樞轉(zhuǎn)點(diǎn)170連接到樞轉(zhuǎn)點(diǎn)174、176的直線178。
[0062]所選擇的幾何形狀還受同步連桿56的設(shè)計(jì)的影響。參照?qǐng)D2，同步連桿具有在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)174處樞軸地連接到右抓臂的第一端部以及在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)176處樞軸地連接到左抓臂的第二端部。在該兩個(gè)端部之間，為了避免干涉到管道，同步連桿56具有彎曲的中段180，其中樞轉(zhuǎn)點(diǎn)176位于垂直地低于樞轉(zhuǎn)點(diǎn)174的位置。
[0063]為通過(guò)圖2中示出的同步連桿56結(jié)構(gòu)而在直徑為大約24到36英寸之間的范圍中的管道上提供六個(gè)接觸點(diǎn)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)以下示例性的具體幾何形狀的作用令人滿意:
[0064]α可以為大約120度到大約150度的范圍，并且可以是大約125度；
[0065]λ可以為大約60度到大約75度的范圍，并且可以是75度；
[0066]D1可以為大約4英寸到大約9英寸的范圍，并且可以是大約7英寸；以及
[0067]線172大體垂直于線178。
[0068]當(dāng)然，可以將其他的尺寸用于α、λ和D1。另外，如果希望，可以存在多于或者少于cl到c6的六個(gè)接觸點(diǎn)。
[0069]在圖1所示的實(shí)施方式中顯示了一個(gè)附件的使用，其具有兩個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)、被安裝在主梁14上。預(yù)想到可以利用分離的附件，其每個(gè)都具有一個(gè)或者兩個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)，其中每個(gè)附件被連接到分離的建筑設(shè)備的臂上，其中一個(gè)附件抓住并且調(diào)節(jié)一個(gè)管道端部并且另一個(gè)附件抓住并且調(diào)節(jié)另一個(gè)管道端部。此外，兩個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)可以被用于抓住每個(gè)管道。
[0070]本申請(qǐng)揭露的例子在各方面都被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限定性的。通過(guò)附加的權(quán)利要求表明而不是通過(guò)上文描述表明本發(fā)明的范圍，并且在權(quán)利要求的等同物的涵義和范圍內(nèi)的所有變化都被意欲包含在其中。
【權(quán)利要求】
1.一種可用在抓斗附件上的抓斗機(jī)構(gòu)，其包括: 下臂罩； 安裝于下臂罩的抓臂，至少一個(gè)抓臂可相對(duì)于下臂罩移動(dòng)，并且抓臂具有打開(kāi)位置和閉合位置； 安裝于下臂罩的上臂罩，該上臂罩包括抓斗附件的主梁可延伸穿過(guò)的開(kāi)口，該開(kāi)口具有Z方向上的軸線，并且上臂罩和下臂罩在垂直于該軸線的X方向上可以相對(duì)于彼此移動(dòng)，并且在垂直于X方向并且垂直于該軸線的y方向上可以一起移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抓斗機(jī)構(gòu)，其包括樞軸地附接到所述下臂罩的至少兩個(gè)所述抓臂，該兩個(gè)所述抓臂面向彼此，并且同步連桿在兩個(gè)所述抓臂之間延伸，以便兩個(gè)所述抓臂中的一個(gè)的移動(dòng)經(jīng)由同步連桿而引起另一個(gè)所述抓臂的移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抓斗機(jī)構(gòu)，其進(jìn)一步包括布置在所述上臂罩內(nèi)的萬(wàn)向軸管，該萬(wàn)向軸管包括所述抓斗附件的所述主梁可延伸穿過(guò)的通路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抓斗機(jī)構(gòu)，其中所述萬(wàn)向軸管、所述上臂罩和所述下臂罩可以在所述z方向上一起移動(dòng)，并且所述上臂罩和所述下臂罩可以在所述y方向上相對(duì)于所述萬(wàn)向軸管移動(dòng)。
5.—種機(jī)構(gòu)，其包括: 具有在z方向上延伸的軸線的主梁； 可拆卸地安裝在主梁上的一對(duì)抓斗機(jī)構(gòu)，每個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)都包括: 下臂罩； 安裝于下臂罩的抓臂，至少一個(gè)抓臂可相對(duì)于下臂罩移動(dòng)，并且抓臂具有打開(kāi)位置和閉合位置； 安裝于下臂罩的上臂罩，該上臂罩包括抓斗附件的主梁可延伸穿過(guò)的開(kāi)口，該開(kāi)口具有Z方向上的軸線，并且上臂罩和下臂罩在垂直于Z方向的X方向上可以相對(duì)于彼此移動(dòng)，并且在垂直于X方向并且垂直于Z方向的y方向上可以一起移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)構(gòu)，其中，存在至少兩個(gè)所述抓臂樞軸地附接于所述下臂罩，該兩個(gè)所述抓臂面向彼此，并且同步連桿在兩個(gè)所述抓臂之間延伸，以便兩個(gè)所述抓臂中的一個(gè)的移動(dòng)經(jīng)由同步連桿而引起另一個(gè)所述抓臂的移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)構(gòu)，其進(jìn)一步包括布置在所述上臂罩內(nèi)的萬(wàn)向軸管，該萬(wàn)向軸管包括所述抓斗附件的所述主梁可延伸穿過(guò)的通路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)構(gòu)，其中所述萬(wàn)向軸管、所述上臂罩和所述下臂罩可以在所述z方向上一起移動(dòng)，并且所述上臂罩和所述下臂罩可以在所述y方向上相對(duì)于所述萬(wàn)向軸管移動(dòng)。
9.一種附件，其包括: 安裝支架； 可旋轉(zhuǎn)地連接到安裝支架的下頭部組件； 樞軸地連接到下頭部組件的主梁，該主梁具有在z方向上延伸的軸線； 具有一端被固定于下頭部組件并且第二端被固定于主梁的傾斜致動(dòng)器； 可拆卸地安裝在主梁上的一對(duì)抓斗機(jī)構(gòu)，每個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)都包括: 下臂罩； 安裝于下臂罩的抓臂，至少一個(gè)抓臂可相對(duì)于下臂罩移動(dòng)，并且抓臂具有打開(kāi)位置和閉合位置； 安裝于下臂罩的上臂罩，該上臂罩包括抓斗附件的主梁可延伸穿過(guò)的開(kāi)口，該開(kāi)口具有Z方向上的軸線，并且上臂罩和下臂罩在垂直于Z方向的X方向上可以相對(duì)于彼此移動(dòng)，并且在垂直于X方向并且垂直于Z方向的y方向上可以一起移動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的附件，其中，存在至少兩個(gè)所述抓臂樞軸地附接于所述下臂罩，該兩個(gè)所述抓臂面向彼此，并且同步連桿在兩個(gè)所述抓臂之間延伸，以便兩個(gè)所述抓臂中的一個(gè)的移動(dòng)經(jīng)由同步連桿而引起另一個(gè)所述抓臂的移動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的附件，其進(jìn)一步包括布置在所述上臂罩內(nèi)的萬(wàn)向軸管，該萬(wàn)向軸管包括所述抓斗附件的所述主梁可延伸穿過(guò)的通路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的附件，其中，所述萬(wàn)向軸管、所述上臂罩和所述下臂罩可以在所述z方向上一起移動(dòng)，并且所述上臂罩和所述下臂罩可以在所述y方向上相對(duì)于所述萬(wàn)向軸管移動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B66C1/42GK104507846SQ201380039843
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】杰森·勒瓦利, 丹尼爾·L·拉爾森, 杰西·J·基爾德, 蒂姆·博格, 戴維·克雷斯, 斯圖爾特·約翰遜, 馬修·J·米歇爾, 羅德尼·沃格勒 申請(qǐng)人:勒瓦利工業(yè)公司