[发明专利]一种用于地面抓取大吨位预制结构块的机械臂及拼装台车

说明书

本申请公开了一种用于地面抓取大吨位预制结构块的机械臂及拼装台车，所述拼装台车包括机械臂和台车底盘，所述机械臂包括抓手总成、设置在台车底盘上的回转支承以及两端分别与二者铰接的臂架总成，臂架总成包括伸缩臂架和回转臂架，抓手总成包括依次连接的回转机构、第一平移机构、第二平移机构和装夹机构，两个平移机构的移动方向相互垂直，装夹机构包括抓杆、夹爪和夹紧油缸，抓杆设置在第二平移机构上且用于与预装在预制结构块上的工装连接，夹爪可活动设置在抓杆上且其上设有抵紧件；通过夹紧油缸带动夹爪向预制结构块靠近，使抵紧件与预制结构块表面紧贴。本申请结构具有多个角度的安装自由度，满足大吨位预制件的定位要求，作业更安全高效。

技术领域

本发明涉及隧道支护施工技术领域，具体地，涉及一种用于地面抓取大吨位预制结构块的机械臂及拼装台车。

背景技术

在隧道施工过程中，需要在侧面及顶部设置支护结构，防止出现塌方、岩石掉落等安全事故。传统支护结构采用的是喷射混凝土制作工艺，但近年来，采用预制结构块组装以代替混凝土成为永久支护的工艺正快速发展并得到广泛应用。

目前，国内没有专门的配套设备来实施该新工艺，通常采用吊车吊装完成对预制结构块的定位和组装。但受隧道内空间限制，吊臂使用时的灵活性较差，安装过程要耗费大量人工进行辅助，而且由于单个预制结构块的重量与体积都较大，吊装作业较为危险性，因此为了减少磕碰和晃动，安装速度缓慢，影响作业效率。此外，吊装台车通常需要借助轨道完成行走，移动灵活性差，而且基于实际施工条件，隧道内的地面不能保证平整度，难以满足较高的铺轨要求，导致吊车出现高低不平的情况，进而影响对预制结构块的吊装作业。

综上所述，现有工艺存在工作强度大、作业范围有限、灵活性较差、预制结构块拼装难度大、操作危险等缺陷，而且无法对位于隧道拱顶处的预制结构块进行安装。因此，亟需设计一种新的用于隧道内大吨位预制结构块拼装的设备，以适应现有隧支护施工需求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于地面抓取大吨位预制结构块的机械臂及拼装台车，在隧道内进行预制结构块拼装形成支护的施工过程中具有移动灵活、吊装方便稳固、拼装精度高的优点。本申请的技术方案如下：

一种用于地面抓取大吨位预制结构块的机械臂，包括回转支承、臂架总成和抓手总成，所述臂架总成的一端与回转支承铰接，而另一端与抓手总成的连接座铰接；

所述抓手总成还包括回转机构、第一平移机构、第二平移机构和装夹机构，所述回转机构设置在连接座上，所述第一平移机构与回转机构的动力输出部分连接，所述第二平移机构与第一平移机构的动力输出部分连接，且两个平移机构的移动方向相互垂直设置；

所述装夹机构包括抓杆、夹爪和夹紧油缸，所述抓杆的一端与第二平移机构联动设置，而另一端用于与预装在预制结构块上的工装连接，所述夹爪活动式设置在抓杆上且包括对称设置在抓杆两侧的抵紧件，所述夹紧油缸用于为夹爪提供动力；通过夹紧油缸带动夹爪向预制结构块靠近，使抵紧件与预制结构块表面紧贴。

在一些具体的实施例中，所述回转机构包括抓手回转减速器，所述第一平移机构包括第一平移油缸、第一连接架和中间连接架，所述第二平移机构包括第二平移油缸、第二连接架和支撑座，所述第一连接架固定设置在抓手回转减速器上，所述第二连接架固定设置在支撑座上，所述中间连接架设置在第一连接架和第二连接架之间且与二者均可滑动连接，所述第一平移油缸固定设置在第一连接架上且动力输出端与中间连接架连接，所述第二平移油缸固定设置在第二连接架上且动力输出端与中间连接架连接，所述装夹机构固定设置在支撑座上。

在一些具体的实施例中，所述臂架总成包括一级臂架和二级臂架，所述一级臂架的一端与回转支承铰接，且在铰接处设置用于控制臂架总成俯仰动作的臂架俯仰油缸一，所述一级臂架的另一端与二级臂架的一端铰接，且在铰接处设置用于控制二级臂架俯仰动作的臂架俯仰油缸二，所述二级臂架的另一端与抓手总成的连接座铰接，且在铰接处设置用于控制抓手总成俯仰动作的抓手俯仰油缸。