本發(fā)明屬于機械自動化工程領域，具體地說是一種起縫與支護一體的屬具。

背景技術：

用于大型工程機械上的屬具種類很多，如破碎鏟斗、破碎錘、液壓破碎機、木料抓斗、石料抓斗、傾斜挖斗、液壓夯、松土器等等，主要用于建筑的破拆。在地震救援中，起縫支護是非常重要的作業(yè)，能夠為救援人員提供安全的操作空間，為后續(xù)的救援提供安全保證。在現(xiàn)有的起縫支護作業(yè)中，常用到的是起縫機器人，但目前的起縫機器人也僅能適應相對比較救援容易的環(huán)境，又因輸出力較小，在困難救災環(huán)境無法使用。而用于起縫支護作業(yè)的屬具目前國內、外還未見報導。將大型工程機械應用于地震救援中起逢支護作業(yè)，就需要配備相應的起縫支護作業(yè)的屬具。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有起縫機器人無法適應不同工作環(huán)境且輸出力小等問題，本發(fā)明的目的在于提供一種起縫與支護一體的屬具。該屬具能夠實現(xiàn)大負載、遠距離等多種功能。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：

本發(fā)明包括殼體部分、左頂撐機械臂系統(tǒng)、右頂撐機械臂系統(tǒng)及液壓起縫系統(tǒng)，其中左頂撐機械臂系統(tǒng)與右頂撐機械臂系統(tǒng)結構相同，對稱安裝在所述殼體部分的兩側，所述液壓起縫系統(tǒng)安裝在殼體部分上，并位于左頂撐機械臂系統(tǒng)與右頂撐機械臂系統(tǒng)之間；所述左頂撐機械臂系統(tǒng)及右頂撐機械臂系統(tǒng)均包括支護塊、手指驅動液壓缸、手指機構及依次相連的多節(jié)臂，該多節(jié)臂中最后一節(jié)臂上安裝有手指驅動液壓缸，所述手指驅動液壓缸的輸出端通過手指機構夾取所述支護塊，該支護塊通過所述多節(jié)臂的驅動伸縮或擺動進行一次起縫，所述液壓起縫系統(tǒng)的輸出端插入一次起縫內、并抵接于所述支護塊上，實現(xiàn)二次起縫。

其中：所述多節(jié)臂包括一節(jié)臂、二節(jié)臂、三節(jié)臂及四節(jié)臂，該一節(jié)臂的一關節(jié)液壓缸安裝在所述殼體部分內，所述二節(jié)臂包括滑塊及二節(jié)臂旋轉驅動裝置，該滑塊一端與所述一關節(jié)液壓缸的活塞相連， 另一端通過二節(jié)臂旋轉驅動裝置與所述三節(jié)臂的一端相連，該三節(jié)臂的另一端設有與所述四節(jié)臂相連的三節(jié)臂旋轉驅動裝置，所述手指機構和手指驅動液壓缸分別安裝在四節(jié)臂中；

所述殼體部分的兩側分別設有機械臂導軌，所述左、右頂撐機械臂系統(tǒng)中二節(jié)臂中的滑塊分別與兩側的機械臂導軌滑動連接；所述二節(jié)臂旋轉驅動裝置包括二節(jié)臂電機固定板、二節(jié)臂驅動電機、二節(jié)臂驅動鏈輪、二節(jié)臂從動鏈輪及二節(jié)臂驅動鏈條，該二節(jié)臂驅動電機通過二節(jié)臂電機固定板固接在所述滑塊上，二節(jié)臂驅動電機的輸出軸與二節(jié)臂驅動鏈輪相連，所述二節(jié)臂驅動鏈輪通過二節(jié)臂驅動鏈條與二節(jié)臂從動鏈輪相連接，所述二節(jié)臂從動鏈輪的從動鏈輪軸轉動安裝在滑塊的另一端，并與所述三節(jié)臂的一端相連；

所述三節(jié)臂旋轉驅動裝置包括三節(jié)臂驅動電機、三節(jié)臂驅動帶輪A、三節(jié)臂驅動帶輪B及三節(jié)臂驅動同步帶，該三節(jié)臂驅動電機安裝在三節(jié)臂的另一端，輸出軸上連接有三節(jié)臂驅動帶輪A，所述三節(jié)臂驅動帶輪A通過三節(jié)臂驅動同步帶與三節(jié)臂驅動帶輪B相連，該三節(jié)臂驅動帶輪B的帶輪軸轉動安裝在所述三節(jié)臂的另一端，并與所述四節(jié)臂固定連接；

所述手指機構包括兩個平行四邊形機構，每個所述平行四邊形機構均包括手指固定座、手指前擺臂、手指后擺臂及夾指，所述手指固定座固定在四節(jié)臂內部的一側，該手指固定座的前、后兩端分別與手指前擺臂及手指后擺臂的一端相鉸接，所述手指前擺臂及手指后擺臂的另一端分別與夾指鉸接，進而形成一個所述平行四邊形機構；每個平行四邊形機構中的手指后擺臂通過連桿與手指驅動液壓缸的活塞相連；每個所述夾指上均設有便于夾取支護塊的“V”形槽；

所述支護塊為楔形，其上表面設有供所述液壓起縫系統(tǒng)的活塞插入的槽，所述支護塊的后端設有供所述手指機構夾取的方形接口；所述槽的寬度與液壓起縫系統(tǒng)活塞的寬度同寬，所述支護塊的寬度是其高度的二倍；

所述殼體部分包括殼體、液壓快換接口、機械臂導軌及機械快換接口，該殼體朝向支護塊的一側開口，在所述殼體的兩側壁上分別安裝有液壓快換接口，在殼體底板的左右兩側分別設有機械臂導軌；所述殼體開口方向兩側壁上均加工有矩形開口，所述機械快換接口設置在殼體的后部。

本發(fā)明的優(yōu)點與積極效果為：

1.本發(fā)明能夠實現(xiàn)救援人員遠離救援現(xiàn)場，并且能夠實現(xiàn)起縫與支護功能相結合。

2.本發(fā)明的左、右支護機械臂系統(tǒng)均具有四個自由度，能夠獨立調整支護塊的位置及角度。

3.本發(fā)明能夠實現(xiàn)大重量的起縫功能，因為安裝在工程機械之上能夠實現(xiàn)復雜路面的通過。

4.本發(fā)明能夠實現(xiàn)支護功能和起縫功能的復用，支護塊能夠作為下次起縫的平臺使用，進行二次起縫，使縫隙擴大。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體結構示意圖；

圖2為本發(fā)明初始狀態(tài)的內部結構示意圖；

圖3為本發(fā)明左(右)支護機械臂系統(tǒng)伸出的工作狀態(tài)圖；

圖4為本發(fā)明一節(jié)臂的結構示意圖；

圖5為本發(fā)明二節(jié)臂的結構示意圖；

圖6為本發(fā)明三節(jié)臂的結構示意圖；

圖7為本發(fā)明三節(jié)臂的內部結構示意圖；

圖8為本發(fā)明四節(jié)臂的結構示意圖；

圖9為本發(fā)明支護塊的結構示意圖；

圖10為本發(fā)明左(右)支護機械臂系統(tǒng)的結構示意圖；

其中：1為殼體部分，2為左頂撐機械臂系統(tǒng)，3為右頂撐機械臂系統(tǒng)，4為液壓起縫系統(tǒng)，5為殼體，6為液壓快換接口，7為機械臂導軌，8為一關節(jié)液壓缸，9為二節(jié)臂，10為二節(jié)臂旋轉驅動裝置，11為三節(jié)臂，12為三節(jié)臂旋轉驅動裝置，13為四節(jié)臂，14為手指機構，15為手指驅動液壓缸，16為活塞，17為二節(jié)臂驅動電機，18為三節(jié)臂驅動電機，19為夾指，20為支護塊，21為二節(jié)臂電機固定板，22為槽，23為二節(jié)臂驅動鏈輪，24為二節(jié)臂從動鏈輪，25為二節(jié)臂驅動鏈條，26為滑塊，27為一關節(jié)液壓缸固定件，28為方形接口，29為三節(jié)臂驅動帶輪A，30為三節(jié)臂驅動帶輪B，31為三節(jié)臂驅動同步帶，32為手指固定座，33為手指前擺臂，34為手指后擺臂，35為機械快換接口，36為從動鏈輪軸，37為帶輪軸，38為連桿，39為矩形開口。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。

如圖1～5所示，本發(fā)明包括殼體部分1、左頂撐機械臂系統(tǒng)2、右頂撐機械臂系統(tǒng)3及液壓起縫系統(tǒng)4，其中殼體部分1包括殼體5、液壓快換接口6、機械臂導軌7及機械快換接口35，該殼體5為內部中空且一側開口的結構、呈長方體形狀，在殼體5的兩側壁上分別安裝有液壓快換接口6，在殼體5底板的左右兩側分別設有機械臂導軌 7，兩側的機械臂導軌7的一端均固接在殼體5內，另一端由殼體5伸出。殼體5開口方向兩側壁上均開有矩形開口50。殼體5的后部具有與工程機械配合的機械快換接口35，方便了屬具與工程機械的連接。

左頂撐機械臂系統(tǒng)2與右頂撐機械臂系統(tǒng)3結構相同，對稱安裝在殼體部分1的兩側；左頂撐機械臂系統(tǒng)2與右頂撐機械臂系統(tǒng)3的動力部分位于殼體5內，執(zhí)行部分位于殼體5外。液壓起縫系統(tǒng)4位于左頂撐機械臂系統(tǒng)2與右頂撐機械臂系統(tǒng)3之間，液壓起縫系統(tǒng)4的動力部分安裝在殼體5內，執(zhí)行部分位于殼體5外。

如圖4、圖8、圖10所示，左頂撐機械臂系統(tǒng)2及右頂撐機械臂系統(tǒng)3均包括支護塊20、手指驅動液壓缸15、手指機構14及依次相連的多節(jié)臂，本實施例的多節(jié)臂包括一節(jié)臂、二節(jié)臂9、三節(jié)臂11及四節(jié)臂13，該一節(jié)臂的一關節(jié)液壓缸8固定裝在殼體5內的一側壁上，二節(jié)臂9包括滑塊26及二節(jié)臂旋轉驅動裝置10，左、右頂撐機械臂系統(tǒng)2、3中二節(jié)臂9中的滑塊26分別與兩側的機械臂導軌7滑動連接，使左、右頂撐機械臂系統(tǒng)2、3能夠通過各自的一關節(jié)液壓缸8驅動在兩側的機械臂導軌7上前后滑動；該滑塊26一端與一關節(jié)液壓缸8的活塞16固定連接，另一端通過二節(jié)臂旋轉驅動裝置10與三節(jié)臂11的一端相連。該三節(jié)臂的另一端設有與四節(jié)臂13相連的三節(jié)臂旋轉驅動裝置12，手指機構14和手指驅動液壓缸15分別安裝在四節(jié)臂13中。三節(jié)臂11可通過二節(jié)臂旋轉驅動裝置10的驅動相對二節(jié)臂9進行擺動，四節(jié)臂13可通過三節(jié)臂旋轉驅動裝置12的驅動相對三節(jié)臂11進行擺動。在擺動時，殼體5兩側開設的矩形開口39可避免擺動的三節(jié)臂11、四節(jié)臂13與殼體5兩側發(fā)生碰撞干涉。本發(fā)明的左頂撐機械臂系統(tǒng)2及右頂撐機械臂系統(tǒng)3能夠從兩側分別插入支護塊20，實現(xiàn)穩(wěn)定的雙柱支撐。左頂撐機械臂系統(tǒng)2及右頂撐機械臂系統(tǒng)3均具有四個自由度，即一節(jié)臂的伸縮自由度，二、三節(jié)臂的偏轉自由度和四節(jié)臂的夾緊自由度，左頂撐機械臂系統(tǒng)2及右頂撐機械臂系統(tǒng)3通過這四個自由度能夠獨立的調整支護塊20的位置及角度。

如圖5所示，二節(jié)臂旋轉驅動裝置10包括二節(jié)臂電機固定板21、二節(jié)臂驅動電機17、二節(jié)臂驅動鏈輪23、二節(jié)臂從動鏈輪24及二節(jié)臂驅動鏈條25，滑塊26為內部中空且另一端開口的結構、呈長方體形狀，并在開口端的上下兩側分別向外延伸成半圓狀。二節(jié)臂驅動電機17通過二節(jié)臂電機固定板21固接在滑塊26上，二節(jié)臂驅動電機17的輸出軸與二節(jié)臂驅動鏈輪23相連，二節(jié)臂驅動鏈輪23通過二 節(jié)臂驅動鏈條25與二節(jié)臂從動鏈輪24相連接，二節(jié)臂從動鏈輪24的從動鏈輪軸36轉動安裝在滑塊26的另一端，并與三節(jié)臂11的一端相連。

如圖6、圖7所示，三節(jié)臂旋轉驅動裝置12包括三節(jié)臂驅動電機18、三節(jié)臂驅動帶輪A29、三節(jié)臂驅動帶輪B30及三節(jié)臂驅動同步帶31，三節(jié)臂11為方管形結構，該三節(jié)臂驅動電機18安裝在三節(jié)臂11方管內壁的另一端，輸出軸上連接有三節(jié)臂驅動帶輪A29，三節(jié)臂驅動帶輪A29通過三節(jié)臂驅動同步帶31與三節(jié)臂驅動帶輪B30相連，該三節(jié)臂驅動帶輪B30的帶輪軸37轉動安裝在三節(jié)臂11的另一端，并與四節(jié)臂13固定連接。

四節(jié)臂13為方管形結構，如圖8所示，手指機構14包括兩個平行四邊形機構，每個平行四邊形機構均包括手指固定座32、手指前擺臂33、手指后擺臂34及夾指19，手指固定座32固定在四節(jié)臂13內部的一側，該手指固定座32的前、后兩端分別與手指前擺臂33及手指后擺臂34的一端相鉸接，手指前擺臂33及手指后擺臂34的另一端分別與夾指19鉸接，進而形成一個平行四邊形機構。每個平行四邊形機構中的手指后擺臂34通過連桿38與手指驅動液壓缸15的活塞相連。手指驅動液壓缸15通過活塞的伸縮驅動手指機構14中的兩個夾指19開合來夾取支護塊20。每個夾指19上均設有便于夾取支護塊20的“V”形槽。

如圖9所示，支護塊20為楔形，前端為尖角，后端設有方形接口28，與夾指19上的上下兩個“V”形槽相對應，以便于供夾指19夾取。支護塊20的上表面上開有供液壓起縫系統(tǒng)4的活塞插入的槽22，槽22的寬度與液壓起縫系統(tǒng)4活塞的寬度同寬，該槽能夠使液壓起縫系統(tǒng)4插入并進行二次起縫。支護塊20的寬度是其高度的二倍。

本發(fā)明的液壓快換接口6為市購產品，購置于鹽城市錦東液壓機械有限公司生產的斑馬式快換接頭。

本發(fā)明的液壓起縫系統(tǒng)4為市購產品，購置于沈陽遠洋電力設備有限公司，型號為SLJK-63。液壓起縫系統(tǒng)4固定在殼體5底板的中間位置，包括液壓起縫器及其固定件，液壓起縫器的活塞處于初始位置。

本發(fā)明的工作原理為：

左、右頂撐機械臂系統(tǒng)2、3中的一關節(jié)液壓缸8的活塞16與二節(jié)臂9相連，后方工程機械上的液壓控制系統(tǒng)(本發(fā)明的液壓控制系統(tǒng)為現(xiàn)有技術)發(fā)出指令，通過與殼體5兩側液壓快換接口6相連的 液壓管給一關節(jié)液壓缸8輸出壓力油；當一關節(jié)液壓缸8加壓推動活塞16向前移動，左、右頂撐機械臂系統(tǒng)2、3及各自連接的支護塊20共同沿兩側的機械臂導軌7向前移動，利用手指機構14夾緊支護塊20，并將支護塊20送進擴張開的縫隙中。在將支護塊20送進縫隙的過程中，可以通過左、右頂撐機械臂系統(tǒng)2、3對支護塊20的位置進行調整。即，左、右頂撐機械臂系統(tǒng)2、3上的固定在二節(jié)臂電機固定板21上的二節(jié)臂驅動電機17工作，帶動與其輸出軸相連的二節(jié)臂驅動鏈輪23旋轉，通過二節(jié)臂驅動鏈條25將旋轉運動輸出到二節(jié)臂從動鏈輪24上，二節(jié)臂從動鏈輪24的從動鏈輪軸36與三節(jié)臂11相連，所以帶動三節(jié)臂11對支護塊20的位置進行微調。微調也可以通過安裝在三節(jié)臂11上的三節(jié)臂驅動電機18帶動與輸出軸相連的三節(jié)臂驅動帶輪A29轉動來實現(xiàn)，通過三節(jié)臂驅動同步帶31帶動三節(jié)臂驅動帶輪B30，三節(jié)臂驅動帶輪B30與四節(jié)臂13相連。一關節(jié)液壓缸8的活塞16繼續(xù)向前推進，使支護塊20繼續(xù)向前，進行一次起縫。支護塊20完成一次起縫后，兩側的液壓快換接口6自動斷開與液壓管的連接。

手指驅動液壓缸15的活塞伸長，使夾指19放松支護塊20后端的方形接口28，使左、右頂撐機械臂系統(tǒng)2、3與支護塊20的連接斷開。同時，左、右頂撐機械臂系統(tǒng)2、3中各自的一關節(jié)液壓缸8加壓推動活塞16向后移動，帶動左、右頂撐機械臂系統(tǒng)2、3在二節(jié)臂9上滑塊26的約束下沿兩側的機械臂導軌7向后移動到初始位置，將支護塊20留在擴張開的縫隙中。然后，本發(fā)明移動至支護塊20的附近，通過液壓力將液壓起縫系統(tǒng)4的活塞插入支護塊20的槽22內進行二次起縫，將縫隙擴大。

本發(fā)明從大型工程機械救援作業(yè)、救援現(xiàn)場急需的起縫支護屬具出發(fā)，分析災害現(xiàn)場典型的救援環(huán)境對起縫支護的需求、對起縫支護屬具能力的要求，以及對屬具使用和作業(yè)的條件限制。然后，根據(jù)廢墟救援環(huán)境對起縫支護屬具的約束，研究具有可調縫隙適應機構的起縫裝置，模塊化的縫隙適應頂撐裝置。本發(fā)明將為大型工程機械應用于地震救援提供支護，可提高我國突發(fā)事件應急救援的能力，提升我國突發(fā)事件現(xiàn)場應急救援裝備的水平。