一種復合坐標式混凝土噴射機械手的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工程機械設備領域，尤其是涉及一種復合坐標式混凝土噴射機械手。
【背景技術】
[0002]噴射混凝土是在一定壓力氣體作用下高速噴射出的水泥聚合物。通過噴嘴處的高壓氣體將噴射混凝土以很高的速度噴在受噴面上使之壓實、凝固，形成支護層。目前，小斷面(6m2?50m2)噴射混凝土大都以人工手持噴口、干噴為主。而目前在使用的濕噴機由干噴機轉化而來，仍由人握噴槍施噴。而潤濕后的混凝土質量加大，反作用力加大，人力已無法操控。氣流輸送的混凝土料柱質量不均，導致速凝劑摻量比波動大，而且容易堵管。施噴質量、回彈量和粉塵沒有根本改觀。工程上可以采用大型濕噴機組進行施工，但容易受施工空間的限制，不適合在中小斷面隧道施工。對于臺階法開挖作業(yè)，及水利水電施工作業(yè)中的高坡度，高隧洞，現(xiàn)有混凝土噴漿車無法達到作業(yè)所需的噴射高度;混凝土噴漿車頂部噴射會遇到困難，有些死角甚至無法進行噴射，導致出現(xiàn)混凝土噴漿車的施工范圍受限的技術問題。
[0003]現(xiàn)有技術中應用于小斷面的濕噴機械手都是采用平面直角坐標機臂，在噴射混凝土時，小臂的伸縮必然使噴嘴與受噴面的角度和距離隨著小臂的伸縮距離變化而變化。欲保持使噴嘴與被噴面垂直并保持和被噴面相距1.2m?1.Sm的理想噴射姿態(tài)，必須同時協(xié)調噴嘴擺動、噴頭旋轉、小臂伸縮、小臂俯仰等4個動作。這使得操作程序比較復雜，對操作手的操作水平要求比較高，特別在噴射混凝土常與掛網(wǎng)結合，施工質量和回彈率仍難以得到保證。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的是針對小斷面、多臺階隧道開挖施工提出一種平面直角坐標和極坐標相結合的復合坐標式混凝土噴射機械手，提高施工質量，降低材料消耗和工人的勞動強度。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種復合坐標式混凝土噴射機械手，包括主臂、小臂以及水平設置的第一回轉機構，第一回轉機構的上方固定連接有回轉機臂座，回轉機臂座的前端固定連接有垂直設置的第二回轉機構，第二回轉機構的前端固定連接有回轉架，主臂的下端與回轉架鉸接，主臂的上端與小臂的一端側方設置的曲臂鉸接，小臂的另一端端部轉動連接有噴射頭，主臂的上端與回轉架之間設有第一液壓缸，主臂的下端與曲臂之間設有第二液壓缸，所述回轉機臂座上固定連接有用于控制整個機械手操作用的液壓控制箱。
[0006]所述小臂包括基本臂、伸縮臂，所述伸縮臂套接在基本臂內，基本臂與伸縮臂之間設有第三液壓缸。
[0007]所述伸縮臂外套設有伸縮臂防護罩。
[0008]所述第三液壓缸的行程不大于2米。
[0009]所述第一液壓缸的活塞桿和缸體之間設有可伸縮可折疊且耐撕扯、方便更換的防護套。
[0010]所述第二液壓缸的活塞桿和缸體之間設有可伸縮可折疊且耐撕扯、方便更換的防護套。
[0011]所述第一回轉機構在水平平面上的回轉角度范圍為O度?275度。
[0012]所述第二回轉機構在垂直平面上的回轉角度范圍為O度?360度。
[0013]所述主臂在做俯仰運動時主臂與垂直方向之間的夾角為O度?90度。
[0014]所述小臂相對于主臂在做折轉運動時主臂與小臂之間的夾角為O度?107度。
[0015]本實用新型的有益效果是，采用本發(fā)明混凝土噴射機械手在小斷面、多臺階隧道開挖施工支護作業(yè)時，復合坐標式混凝土噴射機械手綜合了直角坐標式和極坐標式二者的特點，垂直面內的360度回轉極大地拓展了噴口與受噴面的可到達范圍，且操作手操控噴口定位直觀、操作容易。在進行噴射高度及位置的調整時能保持使噴嘴與被噴面垂直并保持和被噴面相距1.2m?1.Sm的理想噴射姿態(tài)，按噴射工藝需的軌跡和姿態(tài)進行作業(yè)，滿足在小斷面、多臺階隧道開挖施工過程中噴射混凝土支護作業(yè)的需要，實現(xiàn)混凝土噴射作業(yè)的遠程控制;解決施噴作業(yè)人員勞動強度大和作業(yè)環(huán)境惡劣的問題，提高了安全性，降低了材料消耗;提高了施工質量，并大量減少了現(xiàn)場同時作業(yè)的工人數(shù)量。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型復合坐標式混凝土噴射機械手的主視圖；
[0017]圖2為圖1的俯視圖；
[0018]圖3為本實用新型復合坐標式混凝土噴射機械手小臂的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為使本實用新型的目的、技術方案和有益效果更加清楚，下面結合附圖對本實用新型實施方式作進一步詳細描述。
[0020]如圖1、圖2所示，本實用新型提供了一種復合坐標式混凝土噴射機械手，包括水平設置的第一回轉機構1、垂直設置的第二回轉機構3、主臂5、小臂6，其中第一回轉機構I與第二回轉機構3均為現(xiàn)有技術，其工作原理與吊機上的回轉機構的工作原理相同。如圖3所示，所述小臂6包括基本臂61、伸縮臂62，所述伸縮臂62套接在基本臂61內，基本臂61與伸縮臂62之間設有第三液壓缸63，該實施例中第三液壓缸63的行程不大于2米，伸縮臂62在第三液壓缸63的驅動下做往復運動?；颈?1的側方固定連接有曲臂7，伸縮臂62外套設有伸縮臂防護罩64，可以有效的防止在施工的過程中從受噴墻面上反彈下來的混凝土漿液污染伸縮臂62，從而影響伸縮臂62的正常使用。
[0021 ]第一回轉機構I的上方固定連接有回轉機臂座2，回轉機臂座2的前端固定連接有垂直設置的第二回轉機構3，第二回轉機構3的前端固定連接有回轉架4，主臂5的下端與回轉架4鉸接，主臂5的上端與小臂6的右端側方設置的曲臂7鉸接，小臂6的左端端部轉動連接有噴射頭10，噴射頭10為現(xiàn)有技術，噴射頭10在小臂6上具有三個自由度，保證了噴射頭10在小臂6上靈活轉動，能夠保證噴射面的無死角的噴射。使用過程中噴射頭10分別與濕噴機組的混凝土輸送管、壓縮空氣輸送管和速凝劑輸送管快速連接，能夠實現(xiàn)與濕噴機組的高效配合。
[0022]如圖1、圖2所示，主臂5的上端與回轉架4之間設有第一液壓缸8，主臂5的下端與曲臂7之間設有第二液壓缸9，所述回轉機臂座2上固定連接有用于控制整個機械手操作用的液壓控制箱11，所述第一液壓缸8的活塞桿和缸體之間設有可伸縮可折疊且耐撕扯、方便更換的防護套;所述第二液壓缸9的活塞桿和缸體之間設有可伸縮可折疊且耐撕扯、方便更換的防護套。
[0023]主臂5在第一液壓缸8的驅動下做俯仰運動時，主臂5與垂直方向之間的夾角為O度?90度;小臂6在第二液壓缸9的驅動下相對于主臂5在做折轉運動時，主臂5與小臂6之間的夾角為O度?107度。
[0024]使用時，將整個噴射機械手的第一回轉機構I安裝在可移動的底盤上，底盤走行方式可以為履帶行走機構，或擺臂式萬向輪配套履帶驅動組合的行走機構，也可根據(jù)施工現(xiàn)場的情況選擇輪式行走機構。第一回轉機構I在液壓馬達和減速機的驅動下，可以實現(xiàn)第一回轉機構I在水平平面上O度?275度范圍內的回轉運動;第二回轉機構3在液壓馬達和減速機的驅動下，可以實現(xiàn)第二回轉機構3在垂直平面上O度?360度范圍內的回轉運動；
[0025]上述所有的驅動機構的液壓控制系統(tǒng)均由安裝在回轉機臂座2上的液壓控制箱11來控制，本實施例中的液壓控制系統(tǒng)為負載敏感開式系統(tǒng)，能驅動兩個以上驅動機構同時工作。負載敏感開式系統(tǒng)由負載敏感多路閥和負載敏感變量栗組成，其中負載敏感多路閥可由無線或有線遙控;在有防爆要求時，也可用液壓先導控制。
[0026]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及等同物界定。
【主權項】
1.一種復合坐標式混凝土噴射機械手，其特征在于:包括主臂、小臂以及水平設置的第一回轉機構，第一回轉機構的上方固定連接有回轉機臂座，回轉機臂座的前端固定連接有垂直設置的第二回轉機構，第二回轉機構的前端固定連接有回轉架，主臂的下端與回轉架鉸接，主臂的上端與小臂的一端側方設置的曲臂鉸接，小臂的另一端端部轉動連接有噴射頭，主臂的上端與回轉架之間設有第一液壓缸，主臂的下端與曲臂之間設有第二液壓缸，所述回轉機臂座上固定連接有用于控制整個機械手操作用的液壓控制箱。2.根據(jù)權利要求1所述復合坐標式混凝土噴射機械手，其特征在于:所述小臂包括基本臂、伸縮臂，所述伸縮臂套接在基本臂內，基本臂與伸縮臂之間設有第三液壓缸。3.根據(jù)權利要求2所述復合坐標式混凝土噴射機械手，其特征在于:所述伸縮臂外套設有伸縮臂防護罩。4.根據(jù)權利要求2或3中的任意一項所述復合坐標式混凝土噴射機械手，其特征在于:所述第三液壓缸的行程不大于2米。5.根據(jù)權利要求1所述復合坐標式混凝土噴射機械手，其特征在于:所述第一液壓缸的活塞桿和缸體之間設有可伸縮可折疊且耐撕扯、方便更換的防護套。6.根據(jù)權利要求1所述復合坐標式混凝土噴射機械手，其特征在于:所述第二液壓缸的活塞桿和缸體之間設有可伸縮可折疊且耐撕扯、方便更換的防護套。7.根據(jù)權利要求1所述復合坐標式混凝土噴射機械手，其特征在于:所述第一回轉機構在水平平面上的回轉角度范圍為O度?275度。8.根據(jù)權利要求1所述復合坐標式混凝土噴射機械手，其特征在于:所述第二回轉機構在垂直平面上的回轉角度范圍為O度?360度。9.根據(jù)權利要求1所述復合坐標式混凝土噴射機械手，其特征在于:所述主臂在做俯仰運動時主臂與垂直方向之間的夾角為O度?90度。10.根據(jù)權利要求1所述復合坐標式混凝土噴射機械手，其特征在于:所述小臂相對于主臂在做折轉運動時主臂與小臂之間的夾角為O度?107度。
【專利摘要】本實用新型涉及一種復合坐標式混凝土噴射機械手，包括主臂、小臂以及水平設置的第一回轉機構，第一回轉機構的上方固定連接有回轉機臂座，回轉機臂座的前端固定連接有垂直設置的第二回轉機構，第二回轉機構的前端固定連接有回轉架，主臂的下端與回轉架鉸接，主臂的上端與小臂的一端側方設置的曲臂鉸接，小臂的另一端端部轉動連接有噴射頭，主臂的上端與回轉架之間設有第一液壓缸，主臂的下端與曲臂之間設有第二液壓缸，所述回轉機臂座上固定連接有用于控制整個機械手操作用的液壓控制箱。本實用新型解決施噴作業(yè)人員勞動強度大和作業(yè)環(huán)境惡劣的問題，提高了安全性，降低了材料消耗；提高了施工質量，并大量減少現(xiàn)場工人數(shù)量。
【IPC分類】E21D11/10
【公開號】CN205349369
【申請?zhí)枴緾N201620126488
【發(fā)明人】汪宏, 宋鵬偉, 陶英喜, 孫軍
【申請人】鄭州市華中建機有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年2月18日