[发明专利]机械臂、拱架拼装装置及机械臂运动位置的获取方法

权利要求书

1.一种机械臂，其设置于掘进机的回转架上，其特征在于，所述机械臂包括：

第一连接臂，用于抓取拱架并移动至预设位置进行拼接；

第二连接臂，其两端分别与所述回转架和所述第一连接臂铰接，控制所述第二连接臂的伸缩，以调节所述第一连接臂与所述回转架的轴心之间的距离；

第一摆臂，其两端分别与所述回转架和所述第二连接臂铰接，控制所述第一摆臂的伸缩，沿所述回转架的周向，以调节所述第二连接臂的摆动角度；

第二摆臂，其两端分别与所述第二连接臂和所述第一连接臂铰接，控制所述第二摆臂的伸缩，沿所述回转架的周向，以调节所述第一连接臂的摆动角度。

2.如权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述第一摆臂与所述第二连接臂的铰接点位置所述第二连接臂的中间位置。

3.如权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述第二摆臂与所述第一连接臂的铰接点位于所述第一连接臂的端部或者靠近端部位置；

所述第二摆臂与所述第二连接臂的铰接点位置所述第二连接臂的中间位置。

4.如权利要求1至3中任一项所述的机械臂，其特征在于，所述第一连接臂为弧形结构，所述第一连接臂上设置有对所述拱架进行抓取的夹爪，所述夹爪对所述拱架抓取状态下，所述拱架与所述第一连接臂相平行。

5.如权利要求4所述的机械臂，其特征在于，所述夹爪的数量为至少两个，两个所述夹爪分别位于所述第一连接臂的两端或者靠近两端位置。

6.如权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述第二连接臂、所述第一摆臂和所述第二摆臂上分别设置有位移传感器。

7.如权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述第二连接臂、所述第一摆臂和所述第二摆臂均为可伸缩的杆状结构。

8.一种拱架拼装装置，其特征在于，所述拱架拼装装置包括沿隧道的周向设置的回转架和权利要求1至7中任一项所述的机械臂，所述机械臂设置于所述回转架上。

9.如权利要求8所述的拱架拼装装置，其特征在于，所述机械臂的数量为多个，各所述机械臂沿所述回转架的周向间隔分布。

10.如权利要求8所述的拱架拼装装置，其特征在于，所述拱架拼装装置还包括机架，所述机架设置于所述隧道内，所述回转架能沿所述隧道的周向转动的设置于所述机架上。

11.一种机械臂运动位置的获取方法，其特征在于，所述机械臂运动位置的获取方法包括如下步骤：

获取所述机械臂动作后的预期位置数据；

根据所述预期位置数据对所述机械臂中各铰接点的位置进行定位，以使所述机械臂中第一连接臂与回转架保持平行。

12.如权利要求11所述的机械臂运动位置的获取方法，其特征在于，以机械臂中第二连接臂与回转架铰接点的初始位置为原点O₀建立平面直角坐标系xO₀y，初始位置时，在所述平面直角坐标系xO₀y中：O₀y轴与方向相重合，O₀x轴与O₀y轴相垂直，其中，O点为隧道断面所形成的外圆环C1和所述回转架所形成的内圆环C2的共同圆心点。

13.如权利要求12所述的机械臂运动位置的获取方法，其特征在于，所述机械臂动作后的预期位置数据为所述第二连接臂和所述机械臂中第一摆臂的长度；

根据所述动作后所述第二连接臂和所述第一摆臂的长度，确定所述机械臂中第一连接臂的端部或者靠近端部的位置。

14.如权利要求13所述的机械臂运动位置的获取方法，其特征在于，所述第一连接臂的端部或者靠近端部的位置为所述第一连接臂与所述机械臂中第二摆臂的铰接点的位置。