一种用于隧道支护施工设备的拱架安装机械手的制作方法

本实用新型涉及隧道中钢拱架安装的技术领域，特别是一种用于隧道支护施工设备的拱架安装机械手。

背景技术：

目前我国铁路、公路隧道软岩隧道施工的快速修建设备配套技术水平、施工装备及国产化仍处于隧道施工机械化初期，整体技术仍落后于发达国家。以钻爆法为基础的机械化快速施工技术体系尚未完成，设备配套关键技术难题尚未取得突破，施工进度差别很大，施工过程中事故隐患较多。其作业线上的主要施工设备多从国外引进，自主开发的品种比较少、质量较差、故障率较高，主要技术性能参数与隧道现有施工条件不匹配等。国产化设备多数采用挖掘机等改造，从而专业程度低，影响作业效率，不容易形成全面的机械化施工作业线。特别在开挖、出作、喷锚、支护、二次混凝土衬砌等工序上。对于软围岩和土质隧道，大多数仍采用人工作业，工序循环时间长，围岩扰动大，安全风险高，支护困难，造成软岩隧道不能快速施工，也不能形成机械化作业。

隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形量，增加结构安全度和方便施工，软围岩隧道开挖后立即实施刚度较小并作为永久承载结构一部分的初期支护。根据不同的围岩等级确定不同的初期支护方式。对于ⅳ级和ⅳ以上的围岩在支护过程中一般要采用拱架支撑。拱架支撑的施工步骤一般为：测量放样→立拱架→钻锁脚锚杆孔→安装锁脚锚杆→焊接纵向连接筋→下一道工序。拱架可以采用工字钢、h型钢、钢格栅或钢筋制成。拱架的整体刚度较大，可以在隧道开挖初期提供一定的支护刚度。

现有的拱架通常采用升降平台运输到隧道撑子面，但是无法调整钢拱架的姿态，即无法调整钢拱架的俯仰姿态和水平姿态，不能方便的到达隧道支撑面，导致钢拱架的安装精度低，而且在安装过程中，钢拱架还要发生倾斜，非常不安全。

鉴于以上问题，设计了一种用于隧道支护施工设备的拱架安装机械手。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能实现拱架快速、灵活、方便及微调等功能，方便快速的到达隧道支撑面，提高钢拱架的安装精度，提高了安全性的用于隧道支护施工设备的拱架安装机械手。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种用于隧道支护施工设备的拱架安装机械手，包括调平座、摆动臂、俯仰座、夹具臂和夹具爪，所述调平座与摆动臂连接，所述摆动臂与俯仰座连接，所述俯仰座与夹具臂连接，所述夹具臂与夹具爪连接，所述的调平座的两端耳板铰接有摆动臂，所述俯仰座的两端耳板竖向与摆动臂铰接，所述俯仰座的两端耳板横向与夹具臂铰接，所述夹具爪与夹具臂铰接。

优选的，机械手摆动油缸与调平座和摆动臂连接，所述机械手摆动油缸的缸筒与调平座铰接，所述机械手摆动油缸的活塞杆与摆动臂铰接。

优选的，夹具摆动油缸与摆动臂和俯仰座连接，所述夹具摆动油缸的缸筒与摆动臂铰接，所述夹具摆动油缸的活塞杆与俯仰座铰接。

优选的，夹具俯仰油缸与俯仰座与夹具臂连接，所述夹具俯仰油缸的缸筒与俯仰座铰接，所述夹具俯仰油缸的活塞杆与夹具臂铰接。

优选的，夹紧油缸与夹具臂和夹具爪连接，所述夹紧油缸的活塞杆和缸筒与夹具爪铰接。

优选的，所述夹具爪有四个，且两两一对与夹具臂铰接。

本实用新型具有以下优点：能实现拱架快速、灵活、方便及微调等功能，方便快速的到达隧道支撑面，提高钢拱架的安装精度，且在安装过程中，提高了安全性，满足施工使用要求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1-调平座，2-摆动臂，3-俯仰座，4-夹具臂，5-夹具爪，6-夹具摆动油缸，7-机械手摆动油缸，8-夹具俯仰油缸，9-夹紧油缸。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种用于隧道支护施工设备的拱架安装机械手，包括调平座1、摆动臂2、俯仰座3、夹具臂4和夹具爪5，所述调平座1与摆动臂2连接，所述摆动臂2与俯仰座3连接，所述俯仰座3与夹具臂4连接，所述夹具臂4与夹具爪5连接，所述的调平座1的两端耳板铰接有摆动臂2，所述俯仰座3的两端耳板竖向与摆动臂2铰接，所述俯仰座3的两端耳板横向与夹具臂4铰接，所述夹具爪5与夹具臂4铰接。

做为可选的实施方式，机械手摆动油缸7与调平座1和摆动臂2连接，所述机械手摆动油缸7的缸筒与调平座1铰接，所述机械手摆动油缸7的活塞杆与摆动臂2铰接。

做为可选的实施方式，夹具摆动油缸6与摆动臂2和俯仰座3连接，所述夹具摆动油缸6的缸筒与摆动臂2铰接，所述夹具摆动油缸6的活塞杆与俯仰座3铰接。

做为可选的实施方式，夹具俯仰油缸8与俯仰座3与夹具臂4连接，所述夹具俯仰油缸8的缸筒与俯仰座3铰接，所述夹具俯仰油缸8的活塞杆与夹具臂4铰接。

做为可选的实施方式，夹紧油缸9与夹具臂4和夹具爪5连接，所述夹紧油缸9的活塞杆和缸筒与夹具爪5铰接。

做为可选的实施方式，所述夹具爪5有四个，且两两一对与夹具臂4铰接。

具体实施例：在夹具爪5夹住钢拱架后，通过夹紧油缸9，使得夹具爪5稳稳牢固的夹住钢拱架，通过控制夹具摆动油缸6和机械手摆动油缸7的伸出和缩回，以实现了钢拱架的水平调姿；通过控制夹具俯仰油缸8的伸出和缩回，以实现了钢拱架的俯仰调姿，因此该拱架机械手方便了钢拱架到达隧道支撑面后的安装，提高了安装精度，降低了施工难度，且提高了安装效率。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

技术特征：

1.一种用于隧道支护施工设备的拱架安装机械手，其特征在于：包括调平座（1）、摆动臂（2）、俯仰座（3）、夹具臂（4）和夹具爪（5），所述调平座（1）与摆动臂（2）连接，所述摆动臂（2）与俯仰座（3）连接，所述俯仰座（3）与夹具臂（4）连接，所述夹具臂（4）与夹具爪（5）连接，所述的调平座（1）的两端耳板铰接有摆动臂（2），所述俯仰座（3）的两端耳板竖向与摆动臂（2）铰接，所述俯仰座（3）的两端耳板横向与夹具臂（4）铰接，所述夹具爪（5）与夹具臂（4）铰接。

2.根据权利要求1所述的一种用于隧道支护施工设备的拱架安装机械手，其特征在于：机械手摆动油缸（7）与调平座（1）和摆动臂（2）连接，所述机械手摆动油缸（7）的缸筒与调平座（1）铰接，所述机械手摆动油缸（7）的活塞杆与摆动臂（2）铰接。

3.根据权利要求1所述的一种用于隧道支护施工设备的拱架安装机械手，其特征在于：夹具摆动油缸（6）与摆动臂（2）和俯仰座（3）连接，所述夹具摆动油缸（6）的缸筒与摆动臂（2）铰接，所述夹具摆动油缸（6）的活塞杆与俯仰座（3）铰接。

4.根据权利要求1所述的一种用于隧道支护施工设备的拱架安装机械手，其特征在于：夹具俯仰油缸（8）与俯仰座（3）与夹具臂（4）连接，所述夹具俯仰油缸（8）的缸筒与俯仰座（3）铰接，所述夹具俯仰油缸（8）的活塞杆与夹具臂（4）铰接。

5.根据权利要求1所述的一种用于隧道支护施工设备的拱架安装机械手，其特征在于：夹紧油缸（9）与夹具臂（4）和夹具爪（5）连接，所述夹紧油缸（9）的活塞杆和缸筒与夹具爪（5）铰接。

6.根据权利要求1所述的一种用于隧道支护施工设备的拱架安装机械手，其特征在于：所述夹具爪（5）有四个，且两两一对与夹具臂（4）铰接。

技术总结
本实用新型公开了一种用于隧道支护施工设备的拱架安装机械手，它包括调平座、摆动臂、俯仰座、夹具臂、夹具爪，调平座与摆动臂之间设置有机械手摆动油缸，摆动臂与俯仰座之间设置有夹具摆动油缸，俯仰座与夹具臂之间设置有夹具俯仰油缸，夹具臂与夹具爪之间设置有夹紧油缸，所述的调平座的两端耳板铰接有摆动臂，俯仰座的两端耳板铰接有摆动臂，俯仰座的两端耳板铰接有夹具臂，四个夹具爪分别铰接在夹具臂上。本实用新型的有益效果：能实现拱架快速、灵活、方便及微调等功能，方便快速的到达隧道支撑面，提高钢拱架的安装精度，且在安装过程中，提高了安全性，满足施工使用要求。

技术研发人员：杨凯理;黄湘勇;李林林;李捷;赵永红;罗杰;肖飞;高小东;毛闻雯;王为民;杜川;廖方杰;李洪波;王凤;杨小燕;易帆;权小平
受保护的技术使用者：四川新筑智能工程装备制造有限公司
技术研发日：2019.07.04
技术公布日：2020.05.12