一种用于隧道衬砌的手爪的制作方法

本发明涉及隧道施工设备技术领域，具体涉及一种用于隧道衬砌的手爪。

背景技术：

我国作为一个多山国家，山地面积占2/3以上，隧道工程在交通网络中的占比越来越大，而我国的隧道施工技术发展较晚，目前仍处于半自动化、半人工的状态，尤其是在波纹钢的安装上。由于波纹钢尺寸较大、重量较重，其结构并不像普通钢板一样规则，并且安装在隧道支护结构中不同位置的波纹钢弯曲程度也不尽相同，采用传统的夹持类手爪无法实现波纹钢的抓取功能，并且会出现抓取运送过程不稳失衡等现象，因此波纹钢的安装仍采用人工进行，工作效率低，工作环境差，施工时存在人身危险。

因此亟需一种能够抓取波纹钢的手爪，以改善目前隧道施工过程中传统加持类手爪对波纹钢抓取不稳的现状，从而能够进一步实现波纹钢的自动化安装。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种用于隧道衬砌的手爪及机械臂，结构简单紧凑，能够稳定拾取波纹钢。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于隧道衬砌的手爪，包括外壳、液压缸、楔块、活动销、挡板和弹簧，所述楔块为柱状，所述楔块一端与所述液压缸相连，所述楔块另一端一周设置有若干斜楔面，所述外壳套设于所述液压缸和楔块外，所述液压缸与所述外壳固定连接，所述外壳沿圆周方向设置有若干与所述斜楔面相对的导向槽，所述活动销一端插入所述导向槽与所述楔块抵接，所述挡板设置于所述活动销上表面，所述弹簧分别抵接所述外壳内侧面及挡板，随着所述液压杆的缩回和推出，所述活动销分别抵接所述楔块的外表面和斜楔面。

进一步的，所述外壳底部中心设置有第一导向孔，所述楔块下端连接有第一导向轴，所述第一导向轴穿过所述第一导向孔。

进一步的，所述斜楔面至少相对设置有两个，所述斜楔面的倾斜角度相同。

进一步的，所述楔块为圆柱形，所述斜楔面在所述楔块下端一周形成锥面。

进一步的，所述外壳内连接有第二导向轴，所述第二导向轴另一端穿过所述挡板，所述弹簧套设在所述外壳和挡板之间的第二导向轴上。

进一步的，所述活动销位于所述外壳内的宽度小于其伸出所述外壳部分的宽度。

进一步的，所述活动销端部分别设置有与所述楔块的外表面和斜楔面配合的抵接面。

进一步的，所述外壳上与所述液压缸对应的位置设置有连通孔。

本发明的一种用于隧道衬砌的手爪，与现有技术相比的有益效果是，结构简单紧凑，通过机械卡死保证对波纹钢拾取的稳定，提高波纹钢安装的自动化程度，降低成本，避免人工危险。

附图说明

图1是本发明的手爪结构示意图；

图2是本发明的实施例一手爪结构剖视图；

图3是本发明的实施例二工作结构示意图；

图4是本发明的活动销结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1所示，为本发明的一种用于隧道衬砌的手爪的实施例示意图。本发明的手爪10包括外壳11、液压缸12、楔块13、活动销14、挡板15和弹簧16。液压缸12驱动楔块13移动，利用外壳11对活动销14的限制，使得活动销14在楔块13斜楔面131的导向下产生垂直方向的位移，从而与波纹板上的固定槽60配合，拾取波纹板。

具体的，参照图2所示，本实施例中，所述楔块13为柱状，所述楔块13一端与所述液压缸12相连，所述楔块13另一端一周设置有若干斜楔面131，所述外壳11套设于所述液压缸12和楔块13外，所述液压缸12与所述外壳11固定连接，所述外壳11沿圆周方向设置有若干与所述斜楔面131相对的导向槽111，所述活动销14一端插入所述导向槽111与所述楔块13抵接，所述挡板15设置于所述活动销14上表面，所述弹簧16分别抵接所述外壳11内侧面及挡板15，随着所述液压缸12的缩回和推出，所述活动销14分别抵接所述楔块13的外表面和斜楔面131。由于液压缸12与外壳11固定连接，活动销14插入导向槽111中，当液压缸12将楔块13向下方推出，楔块13相对外壳11向下移动。由于外壳11上导向槽111的限制，楔块13相对活动销14向下移动，由于斜楔面131的设置，活动销14在垂直于楔块13移动方向上的位置不断改变，本实施例中，为使得活动销14在楔块13向下移动时向外张开，将斜楔面131设置于楔块13与液压缸12相连的另一端。即初始时，活动销14抵接斜楔面131，当液压缸12向楔块13推出，活动销14在楔块13的斜楔面131上移动，楔块13将活动销14向外顶出，活动销14外端抵接波纹钢上固定槽60的内侧面，活动销14撑住固定槽60，通过机械联动结构，使手爪10与固定槽60稳定连接，通过连接手爪10的机械臂即可将波纹钢取走。当液压缸12收回，活动销14从与楔块13的外表面配合，到在弹簧16的推动下与斜楔面131配合，实现活动销14的收缩，从而放开波纹钢。为保证手爪10对波纹钢支撑的稳定，本实施例中，所述斜楔面131至少相对设置有两个，所述斜楔面131的倾斜角度相同。从而至少有两个活动销14能够伸出对波纹钢进行拾取。优选的，本实施例中，活动销14呈十字形设置有四个，从四个方向撑住固定槽60内壁，保证对波纹钢的夹持更稳定。

进一步的，参照图3所示，为本发明实施例二示意图，本实施例中，为方便加工，所述楔块13设为圆柱形，所述斜楔面131在所述楔块13下端一周形成锥面。一方面方便加工，另一方面，能够设置多个活动销14，且保证工作时各活动销14的动作一致。优选的，在所述外壳11底部中心设置有第一导向孔113，所述楔块13下端连接有第一导向轴132，所述第一导向轴132穿过所述第一导向孔113。第一导向轴132和第一导向孔113的设置使得楔块13在被液压缸12推出时保证楔块13处于中心位置，从而不会发生某一活动销14偏移的状况，同时在手爪10将波纹钢举起时，外壳底部能够对楔块13另一端形成支撑，而不会对楔块13与液压缸12的连接处形成过大压力，形成对楔块13的保护。所述外壳11上与所述液压缸12对应的位置还设置有连通孔114，方便液压缸12与外界通过软管道连接。

为使得弹簧16在压缩和复位的过程中更加稳定，本实施例中，在所述外壳11内连接有第二导向轴115，所述第二导向轴115另一端穿过所述挡板15，所述弹簧16套设在所述外壳11和挡板15之间的第二导向轴115上。此时弹簧16压缩和复位仅能沿第二导向轴115的导向方向移动，避免压缩变形，保证弹簧16能够推动活动销14复位。

参照图4所示，为本发明的活动销结构示意图，本实施例中，为提高活动销14与固定槽60的接触面积，以使得夹持更加稳定，所述活动销14位于所述外壳11内的宽度小于其伸出所述外壳11部分的宽度。同时所述活动销14端部分别设置有与所述楔块13的外表面和斜楔面131配合的抵接面141，保证活动销14与楔块13抵接时的稳定。

本发明在工作时，首先在波纹钢上选取抓取点，并在该位置焊接或以其他方法安装固定槽60，确保安装固定槽60的时候不会对波纹钢的结构产生影响。机械臂启动，首先将手爪10移动至初始位置，对准波纹钢上的固定槽60，液压缸12将楔块13推出，活动销14被楔块13顶出外壳11，活动销14两端分别压紧固定槽60内壁和楔块13外表面，此时完成对处于水平状态的波纹钢的抓取动作；在夹紧状态下，只要液压缸12不收回，即可保证活动销14抵接的稳固，使得波纹钢、固定槽60和手爪10形成一个整体，保证在抓取运送过程中平稳不失衡，此时机械臂动作将波纹钢送达至目标位置等待装配；装配完成后，液压缸12带动楔块13收回，活动销14在弹簧16的推动下缩回外壳11内，手爪10松开波纹钢，机械臂带动手爪10从固定槽60内退出，进行下一个循环。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。