湿喷机智能臂架及湿喷机的制作方法

本实用新型涉及湿喷机机架结构技术领域，尤其是涉及一种湿喷机智能臂架及湿喷机。

背景技术：

喷射混凝土是利用压缩空气，将按一定配比的混凝土拌和料通过管道输送并高速喷射到受喷面上凝结硬化，从而形成混凝土支护层。近年来，喷射混凝土技术以其简单的工艺、独特的效应、经济的造价和快捷的施工速度，在建筑、铁公路隧道施工、矿山井巷建设、边坡加固等领域广泛应用。

隧道喷射砼根据工艺流程一般分干喷、潮喷、湿喷和混合喷四种。主要区别是各工艺的投料程序不同，特别是加水和速凝剂的时机不同。在利用上述喷射工艺时，均需要利用湿喷机将混合好的材料喷射向岩面。湿喷机能够带动喷头靠近待喷射面，使得喷头朝向待喷射面进行喷射。

现有技术中，在针对湿喷机的臂架进行调节的过程中，人工操作步骤繁琐，导致工作效率底下。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种湿喷机智能臂架及湿喷机，以解决现有技术中在针对湿喷机的臂架进行调节的过程中，人工操作步骤繁琐，导致工作效率底下的技术问题。

本实用新型提供的湿喷机智能臂架，包括回转机构、回转台、伸缩大臂、第一驱动件、中臂、第二驱动件、减速机、伸缩小臂、喷头、第一角度传感器、第一距离传感器、大臂俯仰角度传感器大臂俯仰传感器、中臂俯仰角度传感器中臂俯仰传感器、第二角度传感器、第二距离传感器以及与上述多个传感器均电气连接的控制器。

所述回转台与所述回转机构传动连接，所述伸缩大臂转动连接于所述回转台，所述第一驱动件用于驱动所述伸缩大臂做俯仰转动，所述中臂转动连接于所述伸缩大臂，所述第二驱动件用于驱动所述中臂做俯仰转动，所述减速机安装于所述中臂，所述伸缩小臂与所述减速机传动连接，所述喷头安装于所述伸缩小臂的一端。

所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述回转机构以及所述减速机均由控制器控制其运动。

所述第一角度传感器设置于所述回转机构；所述第一距离传感器设置于所述伸缩大臂，并用于检测所述伸缩大臂的伸缩长度；所述第二角度传感器设置于所述减速机；所述第二距离传感器设置于所述伸缩小臂，并用以检测所述伸缩小臂的伸缩长度。

所述大臂俯仰传感器包括用于检测所述伸缩大臂的俯仰角度的第三角度传感器，或用于检测所述伸缩大臂的俯仰角度的第三距离传感器；所述中臂俯仰传感器包括用于检测所述中臂的俯仰角度的第四角度传感器，或用于检测所述中臂的俯仰角度的第四距离传感器。

进一步地，所述第一驱动件和所述第二驱动件均为直线驱动件。

所述第一驱动件的固定端和输出端中的一者与所述伸缩大臂转动连接，另一端与所述回转台转动连接；所述第二驱动件的固定端和输出端中的一者与所述伸缩大臂转动连接，另一端与所述中臂转动连接。

进一步地，所述第三角度传感器设置于所述伸缩大臂与所述回转台转动连接轴处，所述第四角度传感器设置于所述中臂与伸缩大臂转动连接轴处。

进一步地，所述第三距离传感器设置于所述第一驱动件，用于检测所述第一驱动件的输出端的伸缩长度，所述第四距离传感器设置于所述第二驱动件，用于检测所述第二驱动件的输出端的伸缩长度。

进一步地，所述伸缩大臂为二级伸缩臂，所述伸缩小臂为一级伸缩臂。

进一步地，所述伸缩小臂包括小臂固定部以及可伸缩连接于所述小臂固定部的小臂伸缩部。

所述小臂固定部与所述减速机传动连接，所述小臂伸缩部的端部安装有所述喷头。

进一步地，所述伸缩大臂包括大臂固定部、第一大臂伸缩部以及第二大臂伸缩部；

所述第一大臂伸缩部可伸缩地连接于所述大臂固定部，所述第二大臂伸缩部可伸缩地连接于所述第一大臂伸缩部；

所述大臂固定部铰接于所述回转台，所述中臂的一端与所述第二大臂伸缩部的端部铰接。

进一步地，所述中臂的背离所述第二大臂伸缩部的一端安装有所述减速机；所述减速机与所述小臂固定部的中部传动连接。

进一步地，所述喷头可转动地连接于所述小臂伸缩部的端部。

本实用新型还提供一种湿喷机，包括上述的湿喷机智能臂架。

本实用新型提供的湿喷机智能臂架及湿喷机带来的有益效果是：

本实用新型提供的湿喷机智能臂架，包括回转机构、回转台、伸缩大臂、第一驱动件、中臂、第二驱动件、减速机、伸缩小臂、喷头、第一角度传感器、第一距离传感器、大臂俯仰传感器、中臂俯仰传感器、第二角度传感器、第二距离传感器以及与上述多个传感器均电气连接的控制器；

回转台与回转机构传动连接，伸缩大臂转动连接于回转台，第一驱动件用于驱动伸缩大臂做俯仰转动，中臂转动连接于伸缩大臂，第二驱动件用于驱动中臂做俯仰转动，减速机安装于中臂，伸缩小臂与减速机传动连接，喷头安装于伸缩小臂的一端；所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述回转机构以及所述减速机均由控制器控制其运动；

第一角度传感器设置于回转机构；第一距离传感器设置于伸缩大臂，并用于检测伸缩大臂的伸缩长度；第二角度传感器设置于减速机；第二距离传感器设置于伸缩小臂，并用以检测伸缩小臂的伸缩长度；

大臂俯仰传感器包括用于检测伸缩大臂的俯仰角度的第三角度传感器，或用于检测伸缩大臂的俯仰角度的第三距离传感器；中臂俯仰传感器包括用于检测中臂的俯仰角度的第四角度传感器，或用于检测中臂的俯仰角度的第四距离传感器。

利用上述结构，在湿喷机进行工作时，第一角度传感器实时检测回转机构的回转角度，从而确定伸缩大臂的回转角度，并将信号发送给控制器；第一距离传感器实时检测伸缩大臂的伸缩长度，并将信号发送给控制器；大臂俯仰传感器实时检测伸缩大臂的俯仰角度，并将信号发送给控制器；中臂俯仰传感器实时检测中臂俯仰角度，并将信号发送给控制器；第二角度传感器实时检测减速机的转动角度，从而确定伸缩小臂的转动角度，并将信号发送给控制器；第二距离传感器实时检测伸缩小臂的伸缩长度，并将信号发送给控制器。

控制器实时接收上述各个传感器传来的信号，当操作人员执行控制第一驱动件带动伸缩大臂进行俯仰转动、控制第二驱动件带动中臂进行俯仰转动、控制回转机构带动伸缩大臂进行回转以及控制减速机带动伸缩小臂回转中的任何一种操作或者多种操作时，控制器接收到传感器发送来的信号，通过计算，控制器将控制不同于操作人员控制的驱动机构的其他驱动机构动作，并使得伸缩小臂始终保持与隧道方向平行，从而保证通过调节喷头能够与受喷面垂直。

在上述过程，通过第一角度传感器、第一距离传感器、大臂俯仰传感器、中臂俯仰传感器、第二角度传感器、第二距离传感器与控制器配合，并利用控制器自动控制第一驱动件、第二驱动件、回转机构以及减速机，实现了对伸缩小臂的自动调整，与现有技术中需要操作人员人工对伸缩小臂调节校准相比，上述结构实现自动对伸缩小臂调节，从而避免了现有技术中对伸缩小臂进行角度调节过程中，操作步骤繁琐，导致工作效率底下的技术问题。

本实用新型提供的湿喷机，包括上述的湿喷机智能臂架。

上述结构中，湿喷机包括上述湿喷机智能臂架，因此，湿喷机的优势包括上述湿喷机智能臂架的优势，不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的湿喷机工作状态示意图；

图2为本实用新型实施例提供的湿喷机的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的湿喷机智能臂架的电气连接示意图。

图标：110－伸缩小臂；111－小臂固定部；112－小臂伸缩部；120－中臂；130－减速机；200－伸缩大臂；210－大臂固定部；220－第一大臂伸缩部；230－第二大臂伸缩部；300－第一驱动件；410－回转机构；420－回转台；500－第二驱动件；600－喷头；710－大臂俯仰传感器；720－中臂俯仰传感器；730－第一距离传感器；740－第二距离传感器；750－第一角度传感器；760－第二角度传感器；800－控制器。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“连接”和“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介相连；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

具体结构如图1－图3所示。

本实施例提供的一种湿喷机智能臂架，主要参考图1－图3，包括回转机构410、回转台420、伸缩大臂200、第一驱动件300、中臂120、第二驱动件500、减速机130、伸缩小臂110、喷头600、第一角度传感器750、第一距离传感器730、大臂俯仰传感器710、中臂俯仰传感器720、第二角度传感器760、第二距离传感器740以及与上述多个传感器均电气连接的控制器800；

回转台420与回转机构410传动连接，伸缩大臂200转动连接于回转台420，第一驱动件300用于驱动伸缩大臂200做俯仰转动，中臂120转动连接于伸缩大臂200，第二驱动件500用于驱动中臂120做俯仰转动，减速机130安装于中臂120，伸缩小臂110与减速机130传动连接，喷头600安装于伸缩小臂110的一端；第一驱动件300、第二驱动件500、回转机构410以及减速机130均由控制器800控制其运动。

第一角度传感器750设置于回转机构410；第一距离传感器730设置于伸缩大臂200，并用于检测伸缩大臂200的伸缩长度；第二角度传感器760设置于减速机130；第二距离传感器740设置于伸缩小臂110，并用以检测伸缩小臂110的伸缩长度。

大臂俯仰传感器710包括用于检测伸缩大臂200的俯仰角度的第三角度传感器，或用于检测伸缩大臂200的俯仰角度的第三距离传感器；中臂俯仰传感器720包括用于检测中臂120的俯仰角度的第四角度传感器，或用于检测中臂120的俯仰角度的第四距离传感器。

利用上述结构，在湿喷机进行工作时，第一角度传感器750实时检测回转机构410的回转角度，从而确定伸缩大臂200的回转角度，并将信号发送给控制器800；第一距离传感器730实时检测伸缩大臂200的伸缩长度，并将信号发送给控制器800；大臂俯仰传感器710实时检测伸缩大臂200的俯仰角度，并将信号发送给控制器800；中臂俯仰传感器720实时检测中臂120俯仰角度，并将信号发送给控制器800；第二角度传感器760实时检测减速机130的转动角度，从而确定伸缩小臂110的转动角度，并将信号发送给控制器800；第二距离传感器740实时检测伸缩小臂110的伸缩长度，并将信号发送给控制器800。

控制器800实时接收上述各个传感器传来的信号，当操作人员执行控制第一驱动件300带动伸缩大臂200进行俯仰转动、控制第二驱动件500带动中臂120进行俯仰转动、控制回转机构410带动伸缩大臂200进行回转以及控制减速机130带动伸缩小臂110回转中的任何一种操作或者多种操作时，控制器800接收到传感器发送来的信号，通过计算，控制器800将控制不同于操作人员控制的驱动机构的其他驱动机构动作，并使得伸缩小臂110始终保持与隧道方向平行，从而保证通过调节喷头600能够与受喷面垂直。

在上述过程，通过第一角度传感器750、第一距离传感器730、大臂俯仰传感器710、中臂俯仰传感器720、第二角度传感器760、第二距离传感器740与控制器800配合，并利用控制器800自动控制第一驱动件300、第二驱动件500、回转机构410以及减速机130，实现了对伸缩小臂110的自动调整，与现有技术中需要操作人员人工对伸缩小臂110调节校准相比，上述结构实现自动对伸缩小臂110调节，从而避免了现有技术中对伸缩小臂110进行角度调节过程中，操作步骤繁琐，导致工作效率底下的技术问题。

另外，上述控制器800优选具有两种工作状态，第一，控制器800为半自动模式，在半自动模式下，如上述过程所述，控制器800能够接受各个传感器的信号，并控制各个驱动机构工作；第二，控制器800为非半自动模式，在该模式下，控制器800不主动控制驱动机构工作，由操作人员手动控制各个驱动机构工作，以调节各机构的角度或者位置。

优选地，伸缩大臂200和伸缩小臂110使得湿喷机智能臂架的工作范围变大，减少频繁移动湿喷机智能臂架产生工作量。

另外，利用上述结构还可以确实喷头600的具体位置，回转机构410转动，第一角度传感器750检测其回转角度，确定伸缩大臂200在回转机构410的带动下所转过的角度。减速机130转动，第二角度传感器760检测其回转角度，确定伸缩小臂110在减速机130的带动下所转过的角度。同时，利用大臂俯仰传感器710和中臂俯仰传感器720分别驱动伸缩大臂200的转动角度和伸缩小臂110的转动角度。当伸缩大臂200进行伸缩调节时，第一距离传感器730能够检测伸缩大臂200的伸缩长度；当伸缩大臂200进行伸缩调节时，第二距离传感器740能够检测伸缩大臂200的伸缩长度。

大臂俯仰传感器710、中臂俯仰传感器720、第一角度传感器750、第二角度传感器760、第一距离传感器730以及第二距离传感器740检测到的信号均传送至控制器800，经过计算得出喷头600相对于回转台420的位置坐标，从而便于操作人员对喷头600位置的精确控制。

需要说明的是，第一角度传感器750、第一距离传感器730、大臂俯仰传感器710、中臂俯仰传感器720、第二角度传感器760以及第二距离传感器740与控制器800配合工作原理可参考现有技术。

本实施例的可选技术方案中，第一驱动件300和第二驱动件500均为直线驱动件；

第一驱动件300的固定端和输出端中的一者与伸缩大臂200转动连接，另一端与回转台420转动连接；第二驱动件500的固定端和输出端中的一者与伸缩大臂200转动连接，另一端与中臂120转动连接。

优选地，第一驱动件300的固定端与伸缩大臂200铰接，第一驱动件300的输出端与回转台420铰接，第一驱动件300能够驱动伸缩大臂200俯仰转动。第二驱动件500的固定端与中臂120铰接，第二驱动件500的输出端与伸缩大臂200铰接，第二驱动件500能够驱动中臂120俯仰转动。

优选地，上述直线驱动件为电推杆、汽缸以及液压缸中的任意一种。

另外，第一驱动件300和所述第二驱动件500还可以选用电机，将电机安装于伸缩大臂200，中臂120与伸缩大臂200上的电机的输出端传动连接，启动电机能够直接带动中臂120俯仰转动。将电机安装于回转台420，伸缩大臂200与安装于回转台420上的电机的输出端传动连接，启动该电机能够带动伸缩大臂200俯仰转动。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图1－图3，大臂俯仰传感器710为第三距离传感器，中臂俯仰传感器720为第四距离传感器；

第三距离传感器设置于第一驱动件300，用于检测第一驱动件300的输出端的伸缩长度，第四距离传感器设置于第二驱动件500，用于检测第二驱动件500的输出端的伸缩长度。

优选地，当第一驱动件300和第二驱动件500均选用直线驱动件时，大臂俯仰传感器710为第三距离传感器，中臂俯仰传感器720为第四距离传感器。具体地，第三距离传感器安装于第一驱动件300，且该第三距离传感器能够检测第一驱动件300的输出端伸缩的长度；第四距离传感器安装于第二驱动件500，且该第四距离传感器能够检测第二驱动件500的输出端伸缩的长度。

当第一驱动件300的输出端推出，带动伸缩大臂200转动时，第一距离传感器730将检测到的信号传送给控制器800，控制器800控制第二驱动件500启动，第二驱动件500的输出端回缩，第二传感器检测第二驱动件500的回缩长度，并将信号发送给控制器800，当第二驱动件500的输出端的回缩长度与第一驱动件300的伸出长度一致时，中臂120绕其自身与伸缩大臂200的铰接轴转动的角度与伸缩大臂200的俯仰转动角度的数值一致，控制器800控制第二驱动件500停止，从而使得伸缩小臂110在中臂120的带动下自动调节回与隧道方向平行的状态。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图1－图3，大臂俯仰传感器710为第三角度传感器，中臂俯仰传感器720为第四角度传感器；

第四角度传感器设置于中臂120与伸缩大臂200转动连接轴处，第三角度传感器设置于伸缩大臂200与回转台420转动连接轴处。

优选地，第三角度传感器设置于伸缩大臂200与回转台420转动连接位置处，用于检测伸缩大臂200的转动角度，并将信号传送给控制器800。第四角度传感器设置于伸缩大臂200与中臂120转动连接位置处。

当第一驱动件300带动伸缩大臂200转动时，第三角度传感器将检测到的信号传送给控制器800，控制器800控制第二驱动件500启动，第二驱动件500带动中臂120反向转动，第四角度传感器检测中臂120转动角度，并将信号发送给控制器800，当中臂120绕其自身与伸缩大臂200的铰接轴转动的角度与伸缩大臂200的俯仰转动角度的数值一致，控制器800控制第二驱动件500停止，从而使得伸缩小臂110在中臂120的带动下自动调节回与隧道方向平行的状态。

本实施例的可选技术方案中，伸缩大臂200为二级伸缩臂，伸缩小臂110为一级伸缩臂。

优选地，伸缩大臂200和伸缩小臂110均为伸缩臂，使得湿喷机智能臂架的工作范围变大，减少频繁移动湿喷机智能臂架产生工作量。伸缩大臂200为二级伸缩臂，有效增加了伸缩大臂200的作用半径，使得中臂120以及伸缩小臂110能够延伸至更远的位置。伸缩小臂110为一级伸缩臂，该结构在增长伸缩小臂110的作用半径的同时，相对于伸缩大臂200的二级伸缩臂结构，一级伸缩臂的结构避免减速机130承受伸缩小臂110力矩过大的问题。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图1－图3，伸缩小臂110包括小臂固定部111以及可伸缩连接于小臂固定部111的小臂伸缩部112；

小臂固定部111与减速机130传动连接，小臂伸缩部112的端部安装有喷头600。

该伸缩小臂110的小臂固定部111与减速机130传动连接，减速机130能够驱动小臂固定部111转动，从而带动小臂伸缩部112回转，小臂伸缩部112的端部安装有喷头600，在小臂伸缩部112的带动下，喷头600还能够实现绕减速机130的输出轴转动，从而实现调节喷头600位置，同时使得伸缩小臂110能够通过调节始终与隧道方向保持一致。

优选地，第一角度传感器750设置于回转机构410，回转机构410带动回转台420转动，从而带动伸缩大臂200转动。第一角度传感器750检测到回转机构410转动的角度，并将信号传送给控制器800，控制器800接收到信号并控制减速机130反向转动，带动中臂120转动，从而带动伸缩小臂110转动，第二角度传感器760检测减速机130转动的角度，并将信号传送给控制器800。中臂120带动伸缩小臂110反向转动的角度与回转机构410转动的角度数值一致时，控制器800接收到第二角度传感器760的信号，并控制减速机130停止。从而将伸缩小臂110调整回与隧道的延伸方向平行的方向。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图1－图3，伸缩大臂200包括大臂固定部210、第一大臂伸缩部220以及第二大臂伸缩部230；

第一大臂伸缩部220可伸缩地连接于大臂固定部210，第二大臂伸缩部230可伸缩地连接于第一大臂伸缩部220；

大臂固定部210铰接于回转台420，中臂120的一端与第二大臂伸缩部230的端部铰接。

优选地，利用上述结构有实现伸缩大臂200的二级伸缩。从而提高了伸缩大臂200的作用范围。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图1－图3，中臂120的背离第二大臂伸缩部230的一端安装有减速机130；减速机130与小臂固定部111的中部传动连接。

优选地，将减速电机与小臂固定部111的中部传动连接，使得伸缩小臂110形成的悬臂梁减小伸缩小臂110与减速机130之间的应力。同时，小臂固定部111设置于靠近中臂120与伸缩大臂200的铰接轴位置处，避免伸缩小臂110与伸缩大臂200干涉。

本实施例的可选技术方案中，喷头600可转动地连接于小臂伸缩部112的端部。

优选地，该喷头600的转动可调节，从而实现喷头600能够始终处于与待喷面垂直对应的位置。

优选地，喷头600可转动的连接于小臂伸缩部112的一端，喷射操作时，调节喷头600角度，使得喷头600朝向带喷射表面设置。

本实施例还提供一种湿喷机，主要参考图1－图2，包括上述的湿喷机智能臂架。

优最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。