隧道掘进机钢拱架及网片安装机械手的制作方法
【专利摘要】一种应用于隧道掘进机领域中的隧道掘进机钢拱架及网片安装机械手，包括主架体、旋转环、液压马达、主梁、行走轮、平移油缸等，主架体与行走轮把合连接，行走轮坐落在主梁上，平移油缸一端连接主架体，一端固定在主梁上，固定环与主架体焊接在一起，液压马达安装在固定环上并与小齿轮连接，卷盘固定在主架体上，保护轮架设在固定环内，旋转环套在固定环上，支撑油缸一端与旋转环铰接，另一端连接拱架支撑臂或抓取支撑臂或网片支撑臂，抓取头与抓取支撑臂连接，网片拾取架与网片支撑臂连接。该装置结构简单、操作便捷，效率较高、将钢拱架安装于钢筋网片的安装两种功能完美的融为一体。
【专利说明】隧道掘进机钢拱架及网片安装机械手
【技术领域】
[0001]本发明涉及隧道掘进机领域中的一种隧道掘进机钢拱架及网片安装机械手。
【背景技术】
[0002]当隧道掘进机正常进行掘进工作时，隧道开挖洞壁的及时支护至关重要。钢拱架及网片是支护作业中的重要支护材料，如何将钢拱架及网片快速便捷的铺设在洞壁一直是隧道掘进机施工中亟待解决的新课题。目前应用与隧道掘进机领域安装钢拱架及网片的装置机械结构复杂，工序繁琐，效率较低，而且功能单一，钢拱架与方片的铺设需要多个不同的装置完成，这些因素对隧道掘进机的施工速度造成巨大影响。因此，发明一种快捷、便利的钢拱架及网片铺设的装置显得非常具有实际意义。因此，研制开发一种隧道掘进机钢拱架及网片安装机械手一直是急待解决的新课题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种隧道掘进机钢拱架及网片安装机械手，该装置结构简单，效率较高，提高隧道掘进机的施工效率工作效率，既可以安装钢拱架又能够安装钢筋网片的一种钢拱架及网片安装机械手，可以同步动作也可以单独控制，对钢拱架进行抓取和撑紧，钢拱架及网片安装机械手通过回转机构与拱架支撑臂配合工作，可以便捷、高效的完成钢拱架的拾取、拼装、定位、撑紧工作，钢拱架及网片安装机械手还设置一个网片支撑臂可以用来拾取、定位、撑紧钢筋网片，为钢筋网片的安装提供便利。
[0004]本发明的目的是这样实现的:一种隧道掘进机钢拱架及网片安装机械手，包括主架体、旋转环、卷盘、拱架支撑臂、保护轮、固定环、液压马达、小齿轮、支撑油缸、抓取头、抓取支撑臂、网片拾取架、网片支撑臂、主梁、行走轮、平移油缸，主架体与行走轮把合连接，行走轮坐落在主梁上，平移油缸一端连接主架体，一端固定在主梁上，固定环与主架体焊接在一起，液压马达安装在固定环上并与小齿轮连接，卷盘固定在主架体上，保护轮架设在固定环内，旋转环套在固定环上，拱架支撑臂、抓取支撑臂、网片支撑臂铰接在旋转环上，支撑油缸一端与旋转环铰接，另一端连接拱架支撑臂或抓取支撑臂或网片支撑臂，抓取头与抓取支撑臂连接，网片拾取架与网片支撑臂连接；所述装置的工作原理是，该装置安装在隧道掘进机主梁上，行走轮可以在主梁上移动，通过平移油缸的伸缩控制主架体的平移运动及定位，拱架支撑臂、抓取支撑臂、网片支撑臂铰接在旋转环上，可以单独摆动，也可以同步扩张，旋转环与固定环相对转动，拼装钢拱架时，首先将抓取头与第一根钢拱架一端固定，然后液压马达驱动小齿轮，小齿轮带动旋转环逆时针旋转，当第一根钢拱架的另一端与第二根钢拱架的一端接近时，旋转环停止旋转，与钢拱架最近的一个拱架支撑臂伸出，由支撑油缸提供压力，将钢拱架卡住，然后旋转环继续逆时针旋转，当第一根钢拱架的一端与第二根钢拱架的一端重合时，旋转环停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环继续逆时针旋转，当第二根钢拱架的自由端与第三根钢拱架的一端接近时，旋转环停止旋转，与第二根钢拱架最近的一个拱架支撑臂伸出，由支撑油缸提供压力，在一定压力作用下，将钢拱架卡住，然后旋转环继续逆时针旋转，当第二根钢拱架的一端与第三根钢拱架的一端重合时，旋转环停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环继续逆时针旋转，当第三根钢拱架的自由端与第四根钢拱架的一端接近时，旋转环停止旋转，与第三根钢拱架最近的一个拱架支撑臂伸出，由支撑油缸提供压力，在一定压力作用下，将钢拱架卡住，然后旋转环继续逆时针旋转，当第三根钢拱架的一端与第四根钢拱架的一端重合时，旋转环停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环继续逆时针旋转，当第四根钢拱架的自由端与第五根钢拱架的一端接近时，旋转环停止旋转，与第四根钢拱架最近的一个拱架支撑臂伸出，由支撑油缸提供压力，在一定压力作用下，将钢拱架卡住，然后旋转环继续逆时针旋转，当第四根钢拱架的一端与第五根钢拱架的一端重合时，旋转环停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环继续逆时针旋转，旋转一定角度后，旋转环停止旋转，与第五根钢拱架最近的一个拱架支撑臂伸出，由支撑油缸提供压力，将钢拱架卡住，此时便完成了钢拱架的组装工作，根据隧道掘进机施工的实际情况，通过控制平移油缸的伸缩，将组装好的钢拱架进行定位，然后控制支撑油缸伸出，将拼装好的钢拱架撑紧，使钢拱架贴紧隧道洞壁；当隧道掘进机施工时需要使用钢筋网片进行支护时，该装置设置网片支撑臂，网片拾取架与网片支撑臂铰接，网片拾取架可以将钢筋网片拾起，然后通过旋转环旋转将钢筋网片旋转提升至顶部，与平移油缸相互结合，将拾起的网片移动至准确位置，然后网片支撑臂伸出由，支撑油缸提供动力，使网片贴紧隧道洞壁，待网片固定好之后，网片支撑臂收缩，动作均由液压驱动，支撑油缸所连接的液压管路缠绕在卷盘上，当旋转环旋转时，卷盘相应释放和收缩液压软管。
[0005]本发明的要点在于它的结构及工作原理。其工作原理是，该装置安装在隧道掘进机主梁上，行走轮可以在主梁上移动，通过平移油缸的伸缩控制主架体的平移运动及定位，拱架支撑臂、抓取支撑臂、网片支撑臂铰接在旋转环上，可以单独摆动，也可以同步扩张，旋转环与固定环相对转动，拼装钢拱架时，首先将抓取头与第一根钢拱架一端固定，然后液压马达驱动小齿轮，小齿轮带动旋转环逆时针旋转，当第一根钢拱架的另一端与第二根钢拱架的一端接近时，旋转环停止旋转，与钢拱架最近的一个拱架支撑臂伸出，由支撑油缸提供压力，将钢拱架卡住，然后旋转环继续逆时针旋转，当第一根钢拱架的一端与第二根钢拱架的一端重合时，旋转环停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环继续逆时针旋转，当第二根钢拱架的自由端与第三根钢拱架的一端接近时，旋转环停止旋转，与第二根钢拱架最近的一个拱架支撑臂伸出，由支撑油缸提供压力，在一定压力作用下，将钢拱架卡住，然后旋转环继续逆时针旋转，当第二根钢拱架的一端与第三根钢拱架的一端重合时，旋转环停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环继续逆时针旋转，当第三根钢拱架的自由端与第四根钢拱架的一端接近时，旋转环停止旋转，与第三根钢拱架最近的一个拱架支撑臂伸出，由支撑油缸提供压力，在一定压力作用下，将钢拱架卡住，然后旋转环继续逆时针旋转，当第三根钢拱架的一端与第四根钢拱架的一端重合时，旋转环停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环继续逆时针旋转，当第四根钢拱架的自由端与第五根钢拱架的一端接近时，旋转环停止旋转，与第四根钢拱架最近的一个拱架支撑臂伸出，由支撑油缸提供压力，在一定压力作用下，将钢拱架卡住，然后旋转环继续逆时针旋转，当第四根钢拱架的一端与第五根钢拱架的一端重合时，旋转环停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环继续逆时针旋转，旋转一定角度后，旋转环停止旋转，与第五根钢拱架最近的一个拱架支撑臂伸出，由支撑油缸提供压力，将钢拱架卡住，此时便完成了钢拱架的组装工作，根据隧道掘进机施工的实际情况，通过控制平移油缸的伸缩，将组装好的钢拱架进行定位，然后控制支撑油缸伸出，将拼装好的钢拱架撑紧，使钢拱架贴紧隧道洞壁；当隧道掘进机施工时需要使用钢筋网片进行支护时，该装置设置网片支撑臂，网片拾取架与网片支撑臂铰接，网片拾取架可以将钢筋网片拾起，然后通过旋转环旋转将钢筋网片旋转提升至顶部，与平移油缸相互结合，将拾起的网片移动至准确位置，然后网片支撑臂伸出由，支撑油缸提供动力，使网片贴紧隧道洞壁，待网片固定好之后，网片支撑臂收缩，动作均由液压驱动，支撑油缸所连接的液压管路缠绕在卷盘上，当旋转环旋转时，卷盘相应释放和收缩液压软管。
[0006]隧道掘进机钢拱架及网片安装机械手与现有技术相比，具有结构简单、操作便捷，效率较高、将钢拱架安装于钢筋网片的安装两种功能完美的融为一体等优点，将广泛地应用于隧道掘进机领域中。
[0007]【专利附图】
【附图说明】
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
[0008]图1是本发明的结构示意图。
[0009]图2是图1的左视图。
[0010]参照附图，一种隧道掘进机钢拱架及网片安装机械手，包括主架体1、旋转环2、卷盘3、拱架支撑臂4、保护轮5、固定环6、液压马达7、小齿轮8、支撑油缸9、抓取头10、抓取支撑臂11、网片拾取架12、网片支撑臂13、主梁14、行走轮15、平移油缸16，主架体I与行走轮15把合连接，行走轮15坐落在主梁14上，平移油缸16 —端连接主架体1，一端固定在主梁14上，固定环6与主架体I焊接在一起，液压马达安7装在固定环6上并与小齿轮8连接，卷盘3固定在主架体I上，保护轮5架设在固定环6内，旋转环2套在固定环6上，拱架支撑臂4、抓取支撑臂11、网片支撑臂13铰接在旋转环2上，支撑油缸9 一端与旋转环2铰接，另一端连接拱架支撑臂4或抓取支撑臂11或网片支撑臂，抓取头10与抓取支撑臂11连接，网片拾取架12与网片支撑臂连接；所述装置的工作原理是，该装置安装在隧道掘进机主梁14上，行走轮15可以在主梁14上移动，通过平移油缸16的伸缩控制主架体I的平移运动及定位，拱架支撑臂4、抓取支撑臂11、网片支撑臂13铰接在旋转环2上，可以单独摆动，也可以同步扩张，旋转环2与固定环6相对转动，拼装钢拱架时，首先将抓取头10与第一根钢拱架一端固定，然后液压马达7驱动小齿轮8，小齿轮8带动旋转环2逆时针旋转，当第一根钢拱架的另一端与第二根钢拱架的一端接近时，旋转环2停止旋转，与钢拱架最近的一个拱架支撑臂4伸出，由支撑油缸9提供压力，将钢拱架卡住，然后旋转环2继续逆时针旋转，当第一根钢拱架的一端与第二根钢拱架的一端重合时，旋转环2停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环2继续逆时针旋转，当第二根钢拱架的自由端与第三根钢拱架的一端接近时，旋转环2停止旋转，与第二根钢拱架最近的一个拱架支撑臂4伸出，由支撑油缸9提供压力，在一定压力作用下，将钢拱架卡住，然后旋转环2继续逆时针旋转，当第二根钢拱架的一端与第三根钢拱架的一端重合时，旋转环2停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环2继续逆时针旋转，当第三根钢拱架的自由端与第四根钢拱架的一端接近时，旋转环2停止旋转，与第三根钢拱架最近的一个拱架支撑臂4伸出，由支撑油缸9提供压力，在一定压力作用下，将钢拱架卡住，然后旋转环2继续逆时针旋转，当第三根钢拱架的一端与第四根钢拱架的一端重合时，旋转环2停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环2继续逆时针旋转，当第四根钢拱架的自由端与第五根钢拱架的一端接近时，旋转环2停止旋转，与第四根钢拱架最近的一个拱架支撑臂4伸出，由支撑油缸9提供压力，在一定压力作用下，将钢拱架卡住，然后旋转环2继续逆时针旋转，当第四根钢拱架的一端与第五根钢拱架的一端重合时，旋转环2停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环2继续逆时针旋转，旋转一定角度后，旋转环2停止旋转，与第五根钢拱架最近的一个拱架支撑臂4伸出，由支撑油缸9提供压力，将钢拱架卡住，此时便完成了钢拱架的组装工作，根据隧道掘进机施工的实际情况，通过控制平移油缸16的伸缩，将组装好的钢拱架进行定位，然后控制支撑油缸9伸出，将拼装好的钢拱架撑紧，使钢拱架贴紧隧道洞壁；当隧道掘进机施工时需要使用钢筋网片进行支护时，该装置设置网片支撑臂13，网片拾取架12与网片支撑臂13铰接，网片拾取架12可以将钢筋网片拾起，然后通过旋转环2旋转将钢筋网片旋转提升至顶部，与平移油缸16相互结合，将拾起的网片移动至准确位置，然后网片支撑臂13伸出由，支撑油缸9提供动力，使网片贴紧隧道洞壁，待网片固定好之后，网片支撑臂13收缩，动作均由液压驱动，支撑油缸9所连接的液压管路缠绕在卷盘3上，当旋转环2旋转时，卷盘3相应释放和收缩液压软管。
【权利要求】
1.一种隧道掘进机钢拱架及网片安装机械手，包括主架体、旋转环、卷盘、拱架支撑臂、保护轮、固定环、液压马达、小齿轮、支撑油缸、抓取头、抓取支撑臂、网片拾取架、网片支撑臂、主梁、行走轮、平移油缸，其特征在于:主架体与行走轮把合连接，行走轮坐落在主梁上，平移油缸一端连接主架体，一端固定在主梁上，固定环与主架体焊接在一起，液压马达安装在固定环上并与小齿轮连接，卷盘固定在主架体上，保护轮架设在固定环内，旋转环套在固定环上，拱架支撑臂、抓取支撑臂、网片支撑臂铰接在旋转环上，支撑油缸一端与旋转环铰接，另一端连接拱架支撑臂或抓取支撑臂或网片支撑臂，抓取头与抓取支撑臂连接，网片拾取架与网片支撑臂连接。
2.根据权利要求1所述的隧道掘进机钢拱架及网片安装机械手，其特征在于:所述装置的工作原理是，该装置安装在隧道掘进机主梁上，行走轮可以在主梁上移动，通过平移油缸的伸缩控制主架体的平移运动及定位，拱架支撑臂、抓取支撑臂、网片支撑臂铰接在旋转环上，可以单独摆动，也可以同步扩张，旋转环与固定环相对转动，拼装钢拱架时，首先将抓取头与第一根钢拱架一端固定，然后液压马达驱动小齿轮，小齿轮带动旋转环逆时针旋转，当第一根钢拱架的另一端与第二根钢拱架的一端接近时，旋转环停止旋转，与钢拱架最近的一个拱架支撑臂伸出，由支撑油缸提供压力，将钢拱架卡住，然后旋转环继续逆时针旋转，当第一根钢拱架的一端与第二根钢拱架的一端重合时，旋转环停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环继续逆时针旋转，当第二根钢拱架的自由端与第三根钢拱架的一端接近时，旋转环停止旋转，与第二根钢拱架最近的一个拱架支撑臂伸出，由支撑油缸提供压力，在一定压力作用下，将钢拱架卡住，然后旋转环继续逆时针旋转，当第二根钢拱架的一端与第三根钢拱架的一端重合时，旋转环停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环继续逆时针旋转，当第三根钢拱架的自由端与第四根钢拱架的一端接近时，旋转环停止旋转，与第三根钢拱架最近的一个拱架支撑臂伸出，由支撑油缸提供压力，在一定压力作用下，将钢拱架卡住，然后旋转环继续逆时针旋转，当第三根钢拱架的一端与第四根钢拱架的一端重合时，旋转环停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环继续逆时针旋转，当第四根钢拱架的自由端与第五根钢拱架的一端接近时，旋转环停止旋转，与第四根钢拱架最近的一个拱架支撑臂伸出，由支撑油缸提供压力，在一定压力作用下，将钢拱架卡住，然后旋转环继续逆时针旋转，当第四根钢拱架的一端与第五根钢拱架的一端重合时，旋转环停止旋转，将两根钢拱架连接在一起，然后旋转环继续逆时针旋转，旋转一定角度后，旋转环停止旋转，与第五根钢拱架最近的一个拱架支撑臂伸出，由支撑油缸提供压力，将钢拱架卡住，此时便完成了钢拱架的组装工作，根据隧道掘进机施工的实际情况，通过控制平移油缸的伸缩，将组装好的钢拱架进行定位，然后控制支撑油缸伸出，将拼装好的钢拱架撑紧，使钢拱架贴紧隧道洞壁；当隧道掘进机施工时需要使用钢筋网片进行支护时，该装置设置网片支撑臂，网片拾取架与网片支撑臂铰接，网片拾取架可以将钢筋网片拾起，然后通过旋转环旋转将钢筋网片旋转提升至顶部，与平移油缸相互结合，将拾起的网片移动至准确位置，然后网片支撑臂伸出由，支撑油缸提供动力，使网片贴紧隧道洞壁，待网片固定好之后，网片支撑臂收缩，动作均由液压驱动，支撑油缸所连接的液压管路缠绕在卷盘上，当旋转环旋转时，卷盘相应释放和收缩液压软管。
【文档编号】E21D9/06GK103527206SQ201310527609
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】韩佳霖, 李清文, 邓立营, 周俊, 徐东博, 巫思荣, 高海杰, 陶磊, 王飞, 赵文娟, 赵小庆, 朱振华, 杜大川, 江川 申请人:北方重工集团有限公司