專利名稱：自定位快速抓取管片機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隧道工程施工機(jī)械的自定位快速抓取管片機(jī)械手，特別涉 及盾構(gòu)機(jī)管片拼裝機(jī)。
背景技術(shù)：
管片拼裝設(shè)備是隧道施工用盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的重要組成部件之一，盾構(gòu)機(jī)向前 推進(jìn)一段距離后，管片拼裝設(shè)備立即開(kāi)始工作，將管片及時(shí)拼裝成隧道襯砌， 管片拼裝設(shè)備的性能直接影響到隧道成型質(zhì)量及工程施工的進(jìn)度。'現(xiàn)有技術(shù)雖 然可以實(shí)現(xiàn)管片旋轉(zhuǎn)角度和位置的要求，但由于其與管片連接的轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)僅Pl 以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)繞隧道徑向水平方向及繞隧道徑向鉛垂方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，其余的 運(yùn)動(dòng)都是通過(guò)大行程的油缸和驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，顯然，其轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)并 不靈活，即在管片旋轉(zhuǎn)到預(yù)定角度后對(duì)于管片的姿態(tài)調(diào)整方面存在局限，對(duì)于 隧道的成型質(zhì)量會(huì)有一定的影響。因此研制一種自定位快速抓取管片機(jī)械手是 急需解決的新課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，具有全方位管片安裝功能， 實(shí)現(xiàn)管片到達(dá)任意預(yù)定安裝位置，抓取頭更靈活，實(shí)現(xiàn)四種運(yùn)動(dòng)，有效提高管 片拼裝效率，管片的姿態(tài)調(diào)整更簡(jiǎn)便，使管片拼裝效率更高，隧道成形質(zhì)量更 有保證的自定位快速抓取管片機(jī)械手。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的自定位快速抓取管片機(jī)械手，整個(gè)裝置由旋 轉(zhuǎn)環(huán)、固定環(huán)、驅(qū)動(dòng)裝置、懸臂梁、槽形軌道、二平移油缸、二導(dǎo)向柱、四導(dǎo) 向套、二提升油缸、提升架、四滾輪、抓取平臺(tái)、抓取油缸、偏轉(zhuǎn)油缸、三傾 斜油缸、定位桿、關(guān)節(jié)軸承、抓取頭組成，將隧道的軸線方向設(shè)為X軸，隧道 徑向水平方向?yàn)閅軸，隧道徑向垂直方向?yàn)閆軸；旋轉(zhuǎn)環(huán)與固定環(huán)的軸線與X 軸重合，驅(qū)動(dòng)裝置固定在固定環(huán)上，其液壓馬達(dá)經(jīng)過(guò)減速箱驅(qū)動(dòng)小齒輪，從而 帶動(dòng)大齒圈及與大齒圈聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與旋轉(zhuǎn)環(huán)相聯(lián)接的 提升架轉(zhuǎn)動(dòng)；懸臂梁沿盾構(gòu)機(jī)的軸向且平行地固定在盾構(gòu)機(jī)的殼體內(nèi)側(cè)，在懸臂梁的外側(cè)分別設(shè)有供四滾輪滾動(dòng)的槽形軌道，四滾輪分別固定于固定環(huán)的兩 側(cè)內(nèi)壁，二平移油缸的缸體固定在懸臂梁上，其活塞桿與固定環(huán)鉸接固定，在 二平移油缸伸縮時(shí)帶動(dòng)固定環(huán)上的四滾輪在槽形軌道內(nèi)滾動(dòng)，即整個(gè)結(jié)構(gòu)沿X 軸移動(dòng)；四導(dǎo)向套平行固定亍旋轉(zhuǎn)環(huán)的兩側(cè)，二提升油缸的缸體與二導(dǎo)向柱的 上端聯(lián)接固定，二提升油缸的活塞桿端與旋轉(zhuǎn)環(huán)鉸接固定，二提升油缸仲縮時(shí) 帶動(dòng)二導(dǎo)向柱沿四導(dǎo)向套滑動(dòng)，二導(dǎo)向柱下端與提升架固定聯(lián)接，從而帶動(dòng)抓 取平臺(tái)沿Z軸移動(dòng)；抓取平臺(tái)為Y形支架，提升架通過(guò)三傾斜油缸分別與抓取 平臺(tái)的三個(gè)頂點(diǎn)相鉸接，三傾斜油缸的伸縮可以帶動(dòng)抓取平臺(tái)繞Y軸及X軸擺 動(dòng)，偏轉(zhuǎn)汕缸一端與提升架相鉸接，另一端與抓取平臺(tái)相鉸接，偏轉(zhuǎn)汕缸的伸縮可以帶動(dòng)抓取平臺(tái)繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，抓取油缸位于抓取平臺(tái)中心位置，起到連接、提升和抓緊管片的作用，定位桿固定在提升架上，與抓取平臺(tái)上的關(guān)節(jié)軸承配合，限制抓取平臺(tái)在xz平面內(nèi)的位移。
本發(fā)明的要點(diǎn)在于它的結(jié)構(gòu)及工作原理。其工作原理是，驅(qū)動(dòng)裝置的小齒 輪驅(qū)動(dòng)固定在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的大齒圈，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)環(huán)在固定環(huán)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，抓取頭的 提升、平移以及一些調(diào)節(jié)微動(dòng)分別由若干大小和行程不等的液壓缸完成，拼裝 機(jī)的所有運(yùn)動(dòng)均為液壓驅(qū)動(dòng)，利用無(wú)線遙控器實(shí)現(xiàn)管片的拼裝。
自定位快速抓取管片機(jī)械手與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有全方位管片安裝功能， 實(shí)現(xiàn)管片到達(dá)任意預(yù)定安裝位置，抓取頭更靈活，實(shí)現(xiàn)四種運(yùn)動(dòng)，有效提高管 片拼裝效率，管片的姿態(tài)調(diào)整更簡(jiǎn)便，使管片拼裝效率更高，隧道成形質(zhì)量更 有保證等優(yōu)點(diǎn)，將廣泛地應(yīng)用于隧道工程施工機(jī)械行業(yè)中。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖l大的左視圖。
圖3為本發(fā)明的管片橋的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明的抓取平臺(tái)部位的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，自定位快速抓取管片機(jī)械手，整個(gè)裝置由旋轉(zhuǎn)環(huán)l、固定環(huán)2、
驅(qū)動(dòng)裝置3、懸臂梁4、槽形軌道5、 二平移油缸6、 二導(dǎo)向柱7、四導(dǎo)向套8、"
；提升油缸9、提升架10、四滾輪11、抓取平臺(tái)12、抓取油缸13、偏轉(zhuǎn)油缸
14、三傾斜油缸15、定位桿16、關(guān)節(jié)軸承17、抓取頭18組成，將隧道的軸線 方向設(shè)為X軸，隧道徑向水平方向?yàn)閅軸，隧道徑向垂直方向?yàn)閆軸；旋轉(zhuǎn)環(huán)l 與固定環(huán)2的軸線與X軸重合，驅(qū)動(dòng)裝置3固定在固定環(huán)2上，其液壓馬達(dá)經(jīng) 過(guò)減速箱驅(qū)動(dòng)小齒輪，從而帶動(dòng)大齒圈及與大齒圈聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)環(huán)1繞X軸旋轉(zhuǎn)， 從而帶動(dòng)與旋轉(zhuǎn)環(huán)1相聯(lián)接的提升架10轉(zhuǎn)動(dòng)；懸臂梁4沿盾構(gòu)機(jī)的軸向且—f-行 地固定在盾構(gòu)機(jī)的殼體內(nèi)側(cè)，在懸臂梁4的外側(cè)分別設(shè)有供四滾輪11滾動(dòng)的槽 形軌道5，四滾輪11分別固定于固定環(huán)2的兩側(cè)內(nèi)壁，二平移油缸6的缸體固 定在懸臂梁4上，其活塞桿與固定環(huán)2鉸接固定，在二平移油缸6伸縮時(shí)帶動(dòng) 固定環(huán)2上的四滾輪11在槽形軌道5內(nèi)滾動(dòng)，即整個(gè)結(jié)構(gòu)沿X軸移動(dòng)；四導(dǎo)向 套8平行固定于旋轉(zhuǎn)環(huán)1的兩側(cè)，二提升油缸9的缸體與二導(dǎo)向柱7的上端聯(lián) 接固定，二提升油缸9的活塞桿端與旋轉(zhuǎn)環(huán)1鉸接固定，二提升油缸9伸縮時(shí) 帶動(dòng)二導(dǎo)向柱7沿四導(dǎo)向套8滑動(dòng)，二導(dǎo)向柱7下端與提升架10固定聯(lián)接，從 而帶動(dòng)抓取平臺(tái)12沿Z軸移動(dòng)；抓取平臺(tái)12為Y形支架，提升架10通過(guò)三傾 斜油缸15分別與抓取平臺(tái)12的三個(gè)頂點(diǎn)相鉸接，三傾斜油缸15的伸縮可以帶 動(dòng)抓取平臺(tái)12繞Y軸及X軸擺動(dòng)，偏轉(zhuǎn)油缸14 一端與提升架10相鉸接，另一 端與抓取平臺(tái)12相鉸接，偏轉(zhuǎn)油缸14的伸縮可以帶動(dòng)抓取平臺(tái)12繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 抓取油缸13位于抓取平臺(tái)12中心位置，起到連接、提升和抓緊管片的作用， 定位桿16固定在提升架10上，與抓取平臺(tái)12上的關(guān)節(jié)軸承17配合，限制抓 取平臺(tái)12在XZ平面內(nèi)的位移。
提升架10可實(shí)現(xiàn)繞X軸的轉(zhuǎn)動(dòng)、沿X軸及Z軸的位移，這三個(gè)大的位移用 于快速定位管片，抓取頭18可實(shí)現(xiàn)四種運(yùn)動(dòng)繞X軸、Y軸、Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)及沿Z 軸的平移，這四個(gè)較小位移用于管片到達(dá)預(yù)定角度后，在就位前的姿態(tài)調(diào)整， 從而保證管片的安裝既快速又簡(jiǎn)便。
權(quán)利要求
1、一種自定位快速抓取管片機(jī)械手，整個(gè)裝置由旋轉(zhuǎn)環(huán)、固定環(huán)、驅(qū)動(dòng)裝置、懸臂梁、槽形軌道、二平移油缸、二導(dǎo)向柱、四導(dǎo)向套、二提升油缸、提升架、四滾輪、抓取平臺(tái)、抓取油缸、偏轉(zhuǎn)油缸、三傾斜油缸、定位桿、關(guān)節(jié)軸承、抓取頭組成，其特征在于將隧道的軸線方向發(fā)為X軸，隧道徑向水平方向?yàn)閅軸，隧道徑向垂直方向?yàn)閆軸；旋轉(zhuǎn)環(huán)與固定環(huán)的軸線與X軸重合，驅(qū)動(dòng)裝置固定在同定環(huán)上，其液壓馬達(dá)經(jīng)過(guò)減速箱驅(qū)動(dòng)小齒輪，從而帶動(dòng)大齒圈及與大齒圈聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與旋轉(zhuǎn)環(huán)相聯(lián)接的提升架轉(zhuǎn)動(dòng)；懸臂梁沿盾構(gòu)機(jī)的軸向且平行地固定在盾構(gòu)機(jī)的殼體內(nèi)側(cè)，在懸臂梁的外側(cè)分別設(shè)有供四滾輪滾動(dòng)的槽形軌道，四滾輪分別固定于固定環(huán)的兩側(cè)內(nèi)壁，二平移油缸的缸體固定在懸臂梁上，其活塞桿與固定環(huán)鉸接固定，在二平移油缸伸縮時(shí)帶動(dòng)固定環(huán)上的四滾輪在槽形軌道內(nèi)滾動(dòng)，即整個(gè)結(jié)構(gòu)沿X軸移動(dòng)；四導(dǎo)向套平行固定于旋轉(zhuǎn)環(huán)的兩側(cè)，二提升油缸的缸體與二導(dǎo)向柱的上端聯(lián)接固定，二提升油缸的活塞桿端與旋轉(zhuǎn)環(huán)鉸接固定，二提升油缸伸縮時(shí)帶動(dòng)二導(dǎo)向柱沿四導(dǎo)向套滑動(dòng)，二導(dǎo)向柱下端與提升架同定聯(lián)接，從而帶動(dòng)抓取平臺(tái)沿Z軸移動(dòng)；抓取平臺(tái)為Y形支架，提升架通過(guò)三傾斜油缸分別與抓取平臺(tái)的三個(gè)頂點(diǎn)相餃接，三傾斜油缸的伸縮可以帶動(dòng)抓取平臺(tái)繞Y軸及X軸擺動(dòng)，偏轉(zhuǎn)油缸一端與提升架相鉸接，另一端與抓取平臺(tái)相鉸接，偏轉(zhuǎn)油缸的伸縮可以帶動(dòng)抓取平臺(tái)繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，抓取油缸位于抓取平臺(tái)中心位置，起到連接、提升和抓緊管片的作用，定位桿同定在提升架上，與抓取平臺(tái)上的關(guān)節(jié)軸承配合，限制抓取平臺(tái)在XZ平面內(nèi)的位移。
全文摘要
一種應(yīng)用于隧道工程施工機(jī)械行業(yè)中的自定位快速抓取管片機(jī)械手，由旋轉(zhuǎn)環(huán)、驅(qū)動(dòng)裝置、懸臂梁、提升架、四滾輪、抓取平臺(tái)、抓取油缸、抓取頭等組成，將隧道的軸線方向設(shè)為X軸，隧道徑向水平方向?yàn)閅軸，隧道徑向垂直方向?yàn)閆軸；旋轉(zhuǎn)環(huán)與固定環(huán)的軸線與X軸重合，驅(qū)動(dòng)裝置固定在固定環(huán)上，其液壓馬達(dá)經(jīng)過(guò)減速箱驅(qū)動(dòng)小齒輪，從而帶動(dòng)大齒圈及與大齒圈聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與旋轉(zhuǎn)環(huán)相聯(lián)接的提升架轉(zhuǎn)動(dòng)；懸臂梁沿盾構(gòu)機(jī)的軸向且平行地固定在盾構(gòu)機(jī)的殼體內(nèi)側(cè)，在懸臂梁的外側(cè)分別設(shè)有供四滾輪滾動(dòng)的槽形軌道，四滾輪分別固定于固定環(huán)的兩側(cè)內(nèi)壁，二平移油缸的缸體固定在懸臂梁上，其活塞桿與固定環(huán)鉸接固定。該裝置具有全方位管片安裝功能，實(shí)現(xiàn)管片到達(dá)任意預(yù)定安裝位置，抓取頭更靈活，實(shí)現(xiàn)四種運(yùn)動(dòng)，有效提高管片拼裝效率。
文檔編號(hào)B25J3/00GK101200063SQ20071015913
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月24日
發(fā)明者李志波, 濤 楊, 肖羽曼, 趙凱軍, 高偉賢 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)重型機(jī)械集團(tuán)有限責(zé)任公司