申请/专利权人：长沙科达智能装备股份有限公司

申请日：2017-12-22

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN107939422B

主分类号：E21D11/40

分类号：E21D11/40;E21D11/18;E21B1/00;E21B15/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2018.05.15#实质审查的生效;2018.04.20#公开

摘要：本发明公开了一种具备抓拱和凿岩功能的装置，其包括一臂架（5），该臂架的一端设置抓拱装置（1），另一端设置凿岩装置（2），且抓拱装置和凿岩装置分别设置在臂架两端的上、下对立面上；所述臂架的中部一侧固定连接在X轴回转装置（3）的一端，X轴回转装置的另一端通过回转固定座（6）与Y轴回转装置（4）固定连接。本发明通过集成快换的方式将抓拱装置与凿岩装置集成在一起，实现一机多能，节约换机时间，提高工作效率。

主权项：1.一种具备抓拱和凿岩功能的装置，其包括一臂架（5），其特征在于：所述臂架的一端设置抓拱装置（1），另一端设置凿岩装置（2），且抓拱装置和凿岩装置分别设置在臂架两端的上、下对立面上；所述臂架的中部一侧固定连接在X轴回转装置（3）的一端，该X轴回转装置的另一端通过回转固定座（6）与Y轴回转装置（4）固定连接；所述抓拱装置包括一抓拱座（13），该抓拱座的两端分别设置夹持结构11和导向结构12，该抓拱座的底部设置第一回转装置（14），且第一回转装置的轴线与抓拱座的轴向垂直；第一回转装置的底部与第二回转装置（15）连接，同时第一、二回转装置的轴线相互垂直，使抓拱座既能绕第一回转装置的轴线旋转，也能绕第二回转装置的轴线转动。

全文数据：一种具备抓拱和凿岩功能的装置技术领域[0001]本发明涉及隧道施工工程机械，具体涉及多功能凿岩架拱台车上使用的一种具备抓拱和凿岩功能的装置。背景技术[0002]在水电隧道、地铁工程、铁路隧道、公路隧道、地下厂房、军事地下工程施工中需要初喷混凝土。如果围岩不稳定则需要预先架设钢拱格栅拱）、施做锚杆、挂设钢筋网。传统施工中是由10来个工人在一个简易平台上操作不同机具完成这些施工，人员多、劳动强度大、效率低且不安全。近年来有一些施工设备使用机械手来代替人工操作，但因为机械手功能单一均不能有效解决前述施工难题，没有推广价值。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种具备抓拱和凿岩功能的装置，以通过集成快换的方式将抓拱装置与凿岩装置集成在一起，实现一机多能，节约换机时间，提高工作效率。[0004]为达上述目的，本发明提供的一种具备抓拱和凿岩功能的装置，其包括一臂架，该臂架的一端设置抓拱装置，另一端设置凿岩装置，且抓拱装置和凿岩装置分别设置在臂架两端的上、下对立面上;所述臂架的中部一侧固定连接在X轴回转装置的一端，X轴回转装置的另一端通过回转固定座与Y轴回转装置固定连接。[0005]所述X轴回转装置和Y轴回转装置为回转油缸。[0006]所述抓拱装置包括一抓拱座，该抓拱座的两端分别设置夹持结构和导向结构，该抓拱座的底部设置第一回转装置，且第一回转装置的轴线与抓拱座的轴向垂直;第一回转装置的底部与第二回转装置连接，且第一、二回转装置的轴线相互垂直，使抓拱座既能绕第一回转装置的轴线旋转，也能绕第二回转装置的轴线转动。[0007]所述夹持结构包括两个分别连接固定于抓拱座两侧的安装座，两夹持臂的中部分别与安装座的外侧铰接，且两夹持臂的上端固定连接连接板的一端，两连接板的另一端分别通过销轴铰接压块，两夹持臂的下端之间设置夹持油缸。[0008]所述两夹持臂、两连接板、两压块分别相对设置。[0009]所述导向结构包括相对设立的两导向板，两导向板的上端分别设置为相对倾斜的斜边。[0010]所述第一回转装置是回转油缸。[0011]所述第二回转装置是回转支承与蜗杆涡轮组合驱动结构。[0012]本发明抓拱装置与凿岩装置设置在臂架的对立面，且设置在臂架的两端。臂架与X轴回转装置的一端固定，X轴回转装置的另一端通过回转固定座与Y轴回转装置固定。X轴回转装置与Y轴回转装置分别可以绕X轴与Y轴旋转，从而达到抓拱功能与凿岩功能的切换以及工作范围的变化。[0013]本发明抓持拱架的抓拱座设置在两回转轴线互相垂直的第一回转装置和第二回转装置上，因而可以灵活的调整拱架的姿态，以便在施工过程中能够快速的定位。[0014]本发明抓拱装置不仅能实现拱架的定位、夹持功能，而且整合了两个轴线相互垂直的第一、二回转装置，整个装置小巧、动作灵活、夹持可靠。本发明的夹持结构采用易于更换的连接板和压块，提高了其适应性。附图说明[0015]图1为本发明一个应用实例的凿岩状态图。[0016]图2为本发明一个应用实例的抓拱状态图。[0017]图3为本发明抓拱装置的装配图。[0018]图4为本发明抓拱装置用于工字钢拱架的夹持机构装配图。具体实施方式[0019]下面给出本发明在隧道凿岩架拱台车上的一个应用实例。[0020]如图1所示，本发明一应用实例包括一臂架5,该臂架5的一端设置抓拱装置1，另一端设置凿岩装置2，且抓拱装置1和凿岩装置2分别设置在臂架5两端的上、下对立面上。[0021]臂架5的中部一侧固定在X轴回转装置3的一端。该X轴回转装置3可使得臂架5绕X轴旋转，当X轴回转装置3逆时针或顺时针旋转，直至抓拱装置1或凿岩装置2暴露在机械手前端，即完成抓拱功能和凿岩功能的切换。如图1所以为凿岩功能状态。如图2所示为抓拱功能状态。[0022]X轴回转装置3的另一端通过回转固定座6与Y轴回转装置4固定连接。该Y轴回转装置4可使得臂架5绕Y轴旋转，当Y轴回转装置4旋转时将带动臂架5两端的抓拱装置1和凿岩装置2—起运动，达到调整抓拱装置1或凿岩装置2工作姿态的目的，从而能扩大其工作范围。[0023]本实施例中X轴回转装置3与Y轴回转装置4均使用的是回转油缸。[0024]如图3、图4所示，本发明抓拱装置1包括一抓拱座13,该抓拱座13的两端分别设置夹持结构11和导向结构12。[0025]该夹持结构11包括两个分别连接固定于抓拱座3两侧的安装座115,两夹持臂112的中部分别与安装座115的外侧铰接，且两夹持臂112的上端分别通过螺栓固定连接连接板113的一端，两连接板113的另一端分别通过销轴铰接压块114,两夹持臂112的下端之间设置夹持油缸111。两夹持臂112、两连接板113、两压块114分别相对对称设置。[0026]该导向结构12包括相对设立的两导向板121，两导向板121的上端分别设置为斜边，以方便拱架滑入两导向板121之间。[0027]在抓拱装置1接收工字钢型拱架前，夹持油缸111缩回到最短状态，此时夹持油缸111将夹持臂112拉回，两夹持臂112分别绕安装座115上的铰接点转动使得两连接板113和两压块114分别向上方打开，准备接收工字钢型拱架。[0028]此时，举起工字钢型拱架，并使其顺着两导向板滑入导向结构12内，并落到抓拱座13上。随后将夹持油缸111伸出，使夹持油缸111作用于夹持臂112并使夹持臂112绕安装座115上的较接点转动使得两连接板113和两压块114往下方运动直至将工字钢型拱架压紧。[0029]抓拱座13的底部与第一回转装置14连接，第一回转装置14的轴心与抓拱座13的轴向垂直，使抓拱座13可绕第一回转装置14的轴线转动。第一回转装置14与第二回转装置15上下连接，且第一、二回转装置14、15的轴线相互垂直，使抓拱座13和第一回转装置14可绕第二回转装置15的轴线转动。这种结构最终使得置于抓拱座13上的工字钢型拱架可以在第一、二回转装置14、15的两个垂直轴线上转动，因而在施工过程中能够快速的定位。[0030]本实施例中，第一回转装置4使用的是回转油缸，也可以通过其他回转装置代替。第二回转装置5使用的是回转支承与蜗杆涡轮组合驱动，也可以通过其他回转装置代替。[0031]上述抓拱装置1仅适用于工字钢型拱架的抓持，通过更换不同结构的连接板113和压块114可以满足对工字钢拱架和钢筋花拱架的夹持。

权利要求：1.一种具备抓拱和凿岩功能的装置，其包括一臂架5，其特征在于:所述臂架的一端设置抓拱装置（1，另一端设置凿岩装置2，且抓拱装置和凿岩装置分别设置在臂架两端的上、下对立面上;所述臂架的中部一侧固定连接在X轴回转装置3的一端，该X轴回转装置的另一端通过回转固定座6与Y轴回转装置4固定连接。2.根据权利要求1所述的一种具备抓拱和凿岩功能的装置，其特征在于:所述X轴回转装置和Y轴回转装置为回转油缸。3.根据权利要求1所述的一种具备抓拱和凿岩功能的装置，其特征在于:所述抓拱装置包括一抓拱座（13，该抓拱座的两端分别设置夹持结构（11和导向结构（12，该抓拱座的底部设置第一回转装置（14，且第一回转装置的轴线与抓拱座的轴向垂直;第一回转装置的底部与第二回转装置（15连接，且第一、二回转装置的轴线相互垂直，使抓拱座既能绕第一回转装置的轴线旋转，也能绕第二回转装置的轴线转动。4.根据权利要求3所述的一种具备抓拱和凿岩功能的装置，其特征在于:所述夹持结构包括两个分别连接固定于抓拱座两侧的安装座115，两夹持臂（II2的中部分别与安装座的外侧较接，且两夹持臂的上端固定连接连接板113的一端，两连接板的另一端分别通过销轴铰接压块114，两夹持臂的下端之间设置夹持油缸111。5.根据权利要求4所述的一种具备抓拱和凿岩功能的装置，其特征在于:所述两夹持臂、两连接板、两压块分别相对设置。6.根据权利要求4所述的一种具备抓拱和凿岩功能的装置，其特征在于:所述导向结构包括相对设立的两导向板，两导向板的上端分别设置为相对倾斜的斜边。7.根据权利要求3所述的一种具备抓拱和凿岩功能的装置，其特征在于:所述第一回转装置是回转油缸。8.根据权利要求3所述的一种具备抓拱和凿岩功能的装置，其特征在于:所述第二回转装置是回转支承与蜗杆涡轮组合驱动结构。

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