[发明专利]一种矿用混凝土湿喷机械手设备

说明书

技术领域

本发明属于矿用设备技术领域，涉及一种在煤矿井巷中进行混凝土喷射的装置，特别是一种矿用混凝土湿喷机械手设备。

背景技术

混凝土喷射机是工程施工中广泛使用的一种施工设备。它是利用压缩空气或其它动力，将按一定比例配合的拌和料通过管道输送并高速喷射到受喷面上凝结硬化，从而形成混凝土支护层。喷射混凝土技术工艺简便，施工造价低，适应面广，在各种建筑领域内发挥了重要作用。

混凝土喷射机分干式喷射机和湿式喷射机两类，前者由气力输送干拌合料，在喷嘴处与压力水混合后喷出；后者由气力或混凝土泵输送混凝土混合物经喷嘴喷出。混凝土喷射机广泛用于地下工程、井巷、隧道、涵洞等的衬砌施工。

传统混凝土喷射机的作业方式为，通过人力手持喷头对准工作区域进行混凝土喷射操作，这种人工操作方式对作业区域的准确性差，且在喷射过程中因后坐力影响导致对准的工作区域出现偏差，再者通过人为控制难以掌握混凝土的凝结厚度及均匀性。现有制造出的机械式喷射装置均存在调整方向不全面，从而导致操控不够灵活，存在工作区域死角导致喷射作业不合格的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种设置共5种方向的活动自由度，能够实现各个喷射角度，且操作方便，作业品质优良的矿用混凝土湿喷机械手设备。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种矿用混凝土湿喷机械手设备，包括车体，所述车体的底部具有履带行走机构，所述车体上设置操作台、供油驱动机构与机械臂，所述供油驱动机构通过油路连接机械臂，所述操作台控制供油驱动机构，所述机械臂包括相铰接的大臂与伸缩臂，所述大臂的底部装配回转液压马达，所述大臂与伸缩臂之间设置变幅油缸，所述变幅油缸的定位端铰接在大臂上，伸缩端铰接在伸缩臂上，所述伸缩臂的前端连接左右螺旋摆缸，所述左右螺旋摆缸的前端连接前后螺旋摆缸，所述前后螺旋摆缸上设置摆线液压马达，所述摆线液压马达通过万向节连接喷嘴。

本矿用混凝土湿喷机械手设备为电气液压式，使液压泵提供流量通过比例多路阀的控制，分别驱动机械臂的五个关节自由度，实现回转、变幅、伸缩、喷嘴左右摆动、喷嘴前后摆动五个动作，从而改变机械臂末端喷嘴的位置及角度姿态；还进一步设置了喷嘴的周圈运转动作，以实现喷射凝结的均匀度，最终完成优良的喷浆工作。其中通过位于底部的回转液压马达带动大臂进行整体机械臂的转向动作；通过变幅油缸的伸缩动作，使得伸缩臂绕大臂上的铰接点弧形摆转改变仰头幅度，且最大幅角范围是127°；通过伸缩臂的拉长或缩短，实现前端喷嘴的前后水平位置；通过左右螺旋摆缸的左右摆动，实现喷嘴在平面上左右喷射的扇形范围，且最大角度范围是102°；通过前后螺旋摆缸的前后转向摆动，实现喷嘴在竖面内上下喷射的扇形范围，且最大角度范围是90°；摆线液压马达通过万向节驱动喷嘴做周向转圈动作。

在上述的矿用混凝土湿喷机械手设备中，所述伸缩臂包括外伸缩臂、中间伸缩臂、内伸缩臂及伸缩油缸，所述中间伸缩臂的两端分别穿入外伸缩臂、内伸缩臂，所述中间伸缩臂的后端连接伸缩油缸。通过伸缩油缸驱动中间伸缩臂的伸出或回缩动作，以实现整体伸缩臂的拉长或缩短的作用效果。

在上述的矿用混凝土湿喷机械手设备中，所述车体上还设置支腿，所述支腿的一端铰接在车体上，另一端为自由端，所述支腿上设置支腿油缸，所述支腿油缸的定位端铰接在车体上，伸缩端铰接于支腿的自由端处。当支腿油缸的伸缩轴伸出时，带动自身与支腿同步向下旋转，直至支腿的自由端支撑在地面上，支腿保持该支撑动作；当支腿油缸的伸缩轴回缩时，带动自身与支腿同步向上旋转，直至伸缩轴完全回缩入支腿油缸内，支腿脱离地面并竖向收起，且在支腿油缸的带动下支腿动作的最大角度范围是107°。支腿、大臂等装有液压锁，防止在没有压力的情况下失去支撑力。

在上述的矿用混凝土湿喷机械手设备中，所述履带行走机构包括底盘，所述底盘上设置前行走轮与后行走轮，所述前行走轮与后行走轮的外周套接行走履带，所述底盘上还设置行走马达，所述行走马达连接前行走轮。行走马达驱动前行走轮旋转，在齿轮啮合的传动下后行走轮同步转动，实现履带行走。履带驱动采用带刹车的液压式行走马达驱动，在不提供行走驱动油液的情况下对车轮进行制动；同时，履带也可采用机械制动。

在上述的矿用混凝土湿喷机械手设备中，所述供油驱动机构包括油箱、三项异步电动机、双联泵及油道管路，所述油箱上设置滤油器与空气滤清器，所述三项异步电动机通过联轴器连接双联泵，所述双联泵通过油道管路连通油箱，且双联泵通过油道管路向机械臂供油。