一种加长型混凝土喷浆车机械手的制作方法[0002]近年来，随着我国经济的高速发展，机械行业的发展迅猛，工程机械行业的发展尤为突出，如混凝土喷浆车等工程机械产品，现在已广泛运用于铁路、公路、水利等建筑工程的施工中，成为解决隧道、道路护坡、地下工程的临时和永久支护理想的施工作业机械。[0003]现有技术混凝土喷浆车机械手的伸缩臂采用滑板或导轮导向，伸缩臂伸缩频率高，对滑板、导轮和臂体的摩擦力大，导致伸缩臂容易磨损。在施工过程中，混凝土容易粘着在伸缩臂上，若不及时清理，其很容易腐蚀臂体；在伸缩过程中，粘着在伸缩臂上的混凝土容易卡滞伸缩臂，或磨损臂体、滑板和导轮，使臂体使用寿命降低。目前折叠式机械手大都采用油缸推拉式折叠装置或回转减速机式折叠装置。油缸推拉式折叠装置，机械手都是偏心折叠，对整机稳定性不好；回转减速机式折叠装置，虽不是偏心折叠，但回转减速机底座没有找平机构，在使用过程中回转减速机式折叠装置容易损坏，导致回转减速机回转一定角度后，与回转减速机连接的伸缩臂无法伸缩。混凝土喷浆车机械手重量一直是一个难题，机械手偏重，增加机械手的负担，影响机械手的灵活性，降低了混凝土喷浆车喷射效率。[0004]现有技术中还存在因混凝土喷浆车机械手臂长不足而导致混凝土喷浆车的施工范围受限的技术问题。对于水利水电施工作业中的高坡度，高隧洞，现有混凝土喷浆车无法达到作业所需的喷射高度；对于台阶法开挖作业，混凝土喷浆车顶部喷射会遇到困难，有些死角甚至无法进行喷射。
[0005](一)要解决的技术问题[0006](I)现有技术混凝土喷浆车机械手的伸缩臂采用滑板或导轮导向，伸缩臂伸缩频率高，对滑板、导轮和臂体的摩擦力大，导致伸缩臂容易磨损。[0007](2)在施工过程中，混凝土容易粘着在伸缩臂上，需及时清理。
[0008](3)解决现有技术中:油缸推拉式折叠装置，机械手偏心安置导致整机稳定性不好的问题；及回转减速机式折叠装置，因回转减速机底座没有找平机构而导致的在使用过程中，回转减速机式折叠装置容易损坏的问题。
[0009](4)混凝土喷浆车机械手减重设计方案的问题。
[0010](5)因机械手臂长不足而带来的作业范围狭窄的技术缺陷。
[0011](二)技术方案
[0012]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种加长型混凝土喷浆车机械手，其特征在于，所述加长型混凝土喷浆车机械手由无偏心折叠式机械手装置、滑块机构、刮板机构和自动润滑装置组成；[0013]所述无偏心折叠式机械手装置包括:回转台1、第一折叠臂2、俯仰油缸3、第一推拉油缸6、第一连架7、第一连杆8、第二折叠臂9、第二连架10、第二连杆11、第二推拉油缸12、第三折叠臂13、小臂处的左右摆动机构、小臂22、小臂伸缩臂20、和喷头总成14 ;所述小臂处的左右摆动机构由第三推拉油缸21、第三连杆23和第三连架24组成；
[0014]所述第一折叠臂2铰接在所述回转台I上；所述回转台I上设置有耳座，所述俯仰油缸3 —端铰接在所述回转台I的耳座上，另一端铰接在所述第一折叠臂2上；所述第一折叠臂2前端设置有耳座，所述第一推拉油缸6 —端铰接在所述第一折叠臂2前端的耳座上，另一端铰接在所述第一连架7上；所述第一连架7上有三个铰接孔，另外两个铰接孔分别与所述第一连杆8和第一折叠臂2铰接；所述第一折叠臂2与第二折叠臂9铰接；所述第一连杆8另一端与所述第二折叠臂9铰接；所述第二折叠臂9左端上方设置有耳座，所述第二推拉油缸12 —端铰接在所述第二折叠臂9左端上方的耳座上，另一端铰接在所述第二连架10上；所述第二连架10上有三个铰接孔，另外两个铰接孔分别铰接在所述第二折叠臂9与所述第二连杆11上；所述第二折叠臂9与所述第三折叠臂13铰接；所述第二连杆11另一端铰接在所述第三折叠臂13上；所述第三折叠臂13与所述小臂22横向铰接；所述第三推拉油缸21的两端分别铰接在所述第三折叠臂13与所述第三连架24上；所述第三连架24上有三个铰接孔，另外两个铰接孔分别于所述第三折叠臂13和所述第三连杆23铰接；所述第三连杆23另一端铰接在所述小臂22上；所述第三推拉油缸21、第三连杆23和第三连架24均位于所述第三折叠臂13与所述小臂22的侧面；所述小臂伸缩臂20位于所述小臂22臂腔内；所述小臂伸缩臂20右端装有所述喷头总成14 ；
[0015]所述滑块机构包括:两个小臂伸缩臂滑块17、两个小臂底部滑块18、四个小臂限位滑块19 ;所述两个小臂伸缩臂滑块17位于所述小臂22内腔左右上方两直角处，所述两个小臂底部滑块18分别位于所述小臂22内腔底部相对的两个倾斜的斜面上，所述小臂22的左右两个侧壁的每一个侧壁上均设置有两个贯穿侧壁的小臂限位滑块安装孔；所述四个小臂限位滑块19安置于所述小臂限位滑块安装孔内；所述四个小臂限位滑块19上均设置有调节锁紧螺母，每个限位滑块均具有15mm以内的调节余量；
[0016]所述刮板机构由五块不锈钢薄板16和五块夹板15组成，所述第一折叠臂2前端设置有法兰板，所述不锈钢薄板16通过紧固装置和夹板15固定在所述法兰板上；所述不锈钢薄板16与所述小臂伸缩臂20的夹角范围为30°?60° ;
[0017]所述自动润滑装置包括:伸缩油缸5、分配阀4和软管；所述伸缩油缸5安装在所述小臂22左端；所述分配阀4 一端通过软管与所述伸缩油缸5分油口相连；所述四个小臂限位滑块19每个滑块上均开有通孔并设置有软管接口 ；所述分配阀4另一端由四个接口分别与所述四个小臂限位滑块19相连。
[0018]优选地，铰接在所述回转台I上的所述第一折叠臂2的俯仰角度为70°。
[0019]优选地，所述小臂伸缩臂20与所述喷头总成14通过螺栓连接。
[0020]优选地，所述滑块机构中的所有滑块材料为M C尼龙。
[0021]优选地，所述不锈钢薄板16与所述小臂22的夹角为45°。
[0022]优选地，所述第一折叠臂2和第二折叠臂9为使用高强度钢板围成的矩形空腔，且空腔的四个侧壁上的受力薄弱处均开有减重孔。
[0023](三)有益效果[0024]相对现有技术，本发明具有如下技术优点:
[0025]( I)机械手不偏心，整机不处于偏载状态，利于整机的稳定性。
[0026](2)小臂伸缩臂在伸缩时,机械手不偏载,小臂伸缩臂对小臂的侧向力较小,小臂两边所受侧向力均匀，小臂两侧的限位滑块磨损速度相同，小臂伸缩臂左右摆动幅度很小，伸缩油缸活塞杆受径向力很小，活塞杆不会受到磨损，对整机来说，晃动变小，综合性能更稳定。
[0027](3)前三节臂采用折叠式，机械手在狭小的空间内能够自由的收拢和展开，解决机械手在狭小空间也能够作业的问题，作业范围广，不受空间限制；前三节臂由伸缩式改为折叠式，减轻了对机械手的关键部件中的易损件滑块和导轮的工作负担；前三节臂采用折叠式摆脱了为达到同样技术效果，因使用滑块和导轮而附带的不良技术影响；前三节臂采用折叠式使机械手的使用寿命大大增长。在所有臂架展开状态，第一折叠臂俯仰70度，所述机械手完全伸展并达到最大俯仰角度后，混凝土喷浆车的喷射高度能达到24米，充分满足目前水利、水电和隧洞施工的作业需求。本发明提供的无偏心折叠式机械手装置为加长型机械手装置，满足高坡度和高隧洞的支护。
[0028](4)第三折叠臂与小臂之间采用小臂处的左右摆动机构连接，第三折叠臂与小臂之间采用横向铰接，通过第三推拉油缸牵引连架与连杆，实现小臂相对第三折叠臂做左右各45°范围内的摆动，大幅度提升了机械手的作业灵活性；本发明所采用的小臂处的左右摆动机构在机械手完全展开并进行高空作业时，只需依靠小臂处的左右摆动机构的推拉油缸的伸缩即可改变喷射角度，不需转动回转台，便可达到改变喷射角度的目的，减轻了整个作业过程中机械手的工作负担。
[0029](5)本发明相对于现有技术，增长了机械手的长度，进一步增大了机械手的作业范围。
[0030](6)本发明增加了泵管和液压管路的硬管数量，减少了相应软管的使用量，减少了混凝土输送时产生的输送阻力，提高了混凝土喷浆车的喷射效率；软管悬挂的减少使整机看上去更为美观。
[0031](7)小臂伸缩臂滑块安装在小臂臂体内腔的两个直角上，从受力角度来分析，可以很好的分散机械手自重及作业时对伸缩臂产生的作用力。
[0032](8)滑块机构中的所有滑块是用MC尼龙制作，可以解除应力集中问题，并提高滑块的耐磨性。
[0033](9)小臂底部滑块采用倾斜安装，从受力角度分析，同样分散机械手自重和作业时对小臂臂体的压力。
[0034](10)位于小臂左右两侧的限位滑块防止小臂伸缩臂左右摆动，在作业过程中使小臂伸缩臂更稳定，对整机的冲击力小。每个小臂限位滑块上均设置有锁紧螺母，用于对限位滑块进入小臂内腔的尺寸进行调节，在使用过程中，当限位滑块发生磨损时，拧紧锁紧螺母，使限位滑块抵住小臂伸缩臂臂体，再用内六角紧定螺钉卡住锁紧螺母上的凹槽。每个限位滑块具有15mm以内的调节余量，因此延长了限位滑块的更换周期。所述每个限位滑块上均开有注油孔，方便自动润滑装置注入润滑油。
[0035](11)刮板机构既能防止黄油从臂体腔中流出，起到黄油用量少，润滑效率高；又能刮掉小臂伸缩臂上粘上的混凝土，减轻附着在小臂伸缩臂上的混凝土对滑块的磨损，进而减轻小臂伸缩臂的左右摆动。
[0036]( 12)自动润滑装置，用于对滑块和小臂伸缩臂随时润滑，起到保护滑块的作用，延长滑块的使用寿命。伸缩油缸动一次，就润滑一次。润滑和伸缩油缸同步进行，减少小臂伸缩臂臂体与滑块的摩擦，更好的保护小臂伸缩臂和滑块，滑块和小臂伸缩臂臂体使用寿命更长。
[0037](13)本发明提供一种轻量化设计理念，充分发挥了材料的刚度和强度性能，减轻机械手的重量，小臂和小臂伸缩臂截面变小，板厚变薄，板材用高强度钢板，臂体的整体性能提高。通过有限元分析，在不影响整体性能的前提下，第一折叠臂和第二折叠臂四侧都在受力薄弱的部位开有减重孔，机械手整体重量得到减轻，机械手所受承载力变小，操作更为灵活，喷射效率更高。



[0038]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
[0039]图1是根据本发明一种加长型混凝土喷浆车机械手一个实施例的加长型混凝土喷浆车机械手收拢状态示意图；
[0040]图2是根据本发明一种加长型混凝土喷浆车机械手一个实施例的局部D向仰视图；
[0041]图3是根据本发明一种加长型混凝土喷浆车机械手一个实施例的加长型混凝土喷浆车机械手截面示意图。
[0042]图4是根据图1中本发明一种加长型混凝土喷浆车机械手一个实施例的加长型混凝土喷浆车机械手展开状态示意图。
[0043]图中:1、回转台；2、第一折叠臂；3、俯仰油缸；4、分配阀；5、伸缩油缸；6、第一推拉油缸；7、第一连架；8、第一连杆；9、第二折叠臂；10、第二连架；11、第二连杆；12、第二推拉油缸；13、第三折叠臂；14、喷头总成；15、夹板；16、不锈钢薄板；17、小臂伸缩臂滑块；18、小臂底部滑块；19、小臂限位滑块；20、小臂伸缩臂；21、第三推拉油缸；22、小臂；23、第三连杆；24、第三连架。

[0044]下面结合说明书附图和实施例，对本发明的作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0045]图1所示一种加长型混凝土喷浆车机械手收拢状态结构示意图，所述机械手由无偏心折叠式机械手装置、滑块机构、刮板机构和自动润滑装置组成。图2所示为图1中第三折叠臂13与小臂22横向铰接处局部D向仰视图。
[0046]无偏心折叠式机械手装置包括:回转台1、第一折叠臂2、俯仰油缸3、第一推拉油缸6、第一连架7、第一连杆8、第二折叠臂9、第二连架10、第二连杆11、第二推拉油缸12、第三折叠臂13、小臂处的左右摆动机构、小臂22、小臂伸缩臂20、和喷头总成14。小臂处的左右摆动机构由第三推拉油缸21、第三连杆23和第三连架24组成。
[0047]第一折叠臂2铰接在回转台I上；回转台I上设置有耳座，俯仰油缸3—端铰接在回转台I的耳座上，另一端铰接在第一折叠臂2上；第一折叠臂2前端设置有耳座，第一推拉油缸6 —端铰接在第一折叠臂2前端的耳座上，另一端铰接在第一连架7上；第一连架7上有三个铰接孔，另外两个铰接孔分别与第一连杆8和第一折叠臂2铰接；第一折叠臂2与第二折叠臂9铰接；第一连杆8另一端与第二折叠臂9铰接；第二折叠臂9左端上方设置有耳座，第二推拉油缸12 —端铰接在第二折叠臂9左端上方的耳座上，另一端铰接在第二连架10上；第二连架10上有三个铰接孔，另外两个铰接孔分别铰接在第二折叠臂9与第二连杆11上；第二折叠臂9与第三折叠臂13铰接；第二连杆11另一端铰接在第三折叠臂13上；第三折叠臂13与小臂22横向铰接；第三推拉油缸21的两端分别铰接在第三折叠臂13与第三连架24上；第三连架24上有三个铰接孔，另外两个铰接孔分别于第三折叠臂13和第三连杆23铰接；第三连杆23另一端铰接在小臂22上；第三推拉油缸21、第三连杆23和第三连架24均位于第三折叠臂13与小臂22的侧面；小臂伸缩臂20位于小臂22臂腔内；小臂伸缩臂20右端装有喷头总成14。
[0048]本发明所采用的无偏心折叠式机械手装置使整机不处于偏载状态，整机的稳定性高。小臂伸缩臂在伸缩时，机械手不偏载，小臂伸缩臂对小臂的侧向力较小，小臂两边所受侧向力均匀，小臂两侧的限位滑块磨损速度相同，小臂伸缩臂左右摆动幅度很小，伸缩油缸活塞杆受径向力很小，活塞杆不会受到磨损，对整机来说，晃动变小，综合性能更稳定。前三节臂采用折叠式，机械手在狭小的空间内能够自由的收拢和展开，解决机械手在狭小空间也能够作业；前三节臂由伸缩式改为折叠式，减轻了对机械手的关键部件中的易损件滑块和导轮的工作负担；前三节臂采用折叠式摆脱了为达到同样技术效果，因使用滑块和导轮而附带的不良技术影响；前三节臂采用折叠式使机械手的使用寿命大大增长。本发明所采用的无偏心折叠式机械手装置，作业范围广，不受空间限制。本发明增加了泵管和液压管路的硬管，减少软管，这样减少混凝土输送时产生的阻力，提高混凝土喷浆车的喷射效率；减少软管的悬挂，整机看上去更美观。
[0049]本发明所采用的小臂处的左右摆动机构在机械手完全展开并进行高空作业时，只需依靠小臂处的左右摆动机构的推拉油缸的伸缩即可改变喷射角度，不需转动回转台，便可达到改变喷射角度的目的，减轻了整个作业过程中机械手的工作负担。本发明提供的无偏心折叠式机械手装置为加长型机械手装置，满足高坡度和高隧洞的支护。
[0050]图4所示为本发明无偏心折叠式机械手装置展开状态示意图，图3所示为图4所示无偏心折叠式机械手装置展开状态时A-A、B-B和C-C向截面图。图3展示了本发明中的滑块机构和刮板机构。
[0051]其中滑块机构包括:两个小臂伸缩臂滑块17、两个小臂底部滑块18、四个小臂限位滑块19 ;所述两个小臂伸缩臂滑块17位于所述小臂22内腔左右上方两直角处，所述两个小臂底部滑块18分别位于所述小臂22内腔底部相对的两个倾斜的斜面上，所述小臂22的左右两个侧壁的每一个侧壁上均设置有两个贯穿侧壁的小臂限位滑块安装孔；所述四个小臂限位滑块19安置于所述小臂限位滑块安装孔内；所述四个小臂限位滑块19上均设置有调节锁紧螺母，每个限位滑块均具有15mm以内的调节余量；其中刮板机构由五块不锈钢薄板16和五块夹板15组成，所述第一折叠臂2前端设置有法兰板，所述不锈钢薄板16通过紧固装置和夹板15固定在所述法兰板上；所述不锈钢薄板16与所述小臂伸缩臂20的的夹角为45°。
[0052]小臂伸缩臂滑块安装在小臂臂体内腔两个直角上，从受力角度来分析，可以很好的分散机械手自重及作业时对小臂的作用力，滑块机构中的所有滑块是用MC尼龙制作，可以解除应力集中问题。小臂底部滑块采用倾斜安装，从受力角度分析，同样分散机械手自重和作业时对小臂臂体的压力。小臂左右两侧小臂限位滑块，防止小臂伸缩臂左右摆动，在作业过程中使小臂伸缩臂更稳定，对整机的冲击力小；小臂限位滑块进入小臂内腔的尺寸是可调节的，在使用过程中，小臂限位滑块发生磨损时，只需拧紧锁紧螺母，使小臂限位滑块抵住小臂伸缩臂臂体，再用内六角紧定螺钉卡住锁紧螺母上的凹槽。小臂限位滑块的可调节设计，延长了小臂限位滑块的更换周期。小臂限位滑块上开有注油孔，方便自动润滑装置注入润滑油。刮板机构既能防止黄油从臂体腔中流出，起到黄油用量少，润滑效率高；又能刮掉小臂伸缩臂上粘上的混凝土，减轻附着在小臂伸缩臂上的混凝土对滑块的磨损，进而减轻小臂伸缩臂的左右摆动。
[0053]本发明中的自动润滑装置包括:伸缩油缸5、分配阀4和软管；所述伸缩油缸5安装在所述小臂22左端；所述分配阀4 一端通过软管与所述伸缩油缸5分油口相连；所述四个小臂限位滑块19每个滑块上均开有通孔并设置有软管接口 ；所述分配阀4另一端由四个接口分别与所述四个小臂限位滑块19相连。
[0054]自动润滑装置，用于对滑块和伸缩臂随时润滑，起到保护滑块的作用，延长滑块的使用寿命。伸缩油缸动一次，就润滑一次。润滑和伸缩油缸同步进行，减少小臂伸缩臂臂体与滑块的摩擦，更好的保护小臂伸缩臂和滑块，使滑块和小臂伸缩臂臂体的使用寿命更长。
[0055]本发明提供一种轻量化设计理念，充分发挥了材料的刚度和强度性能，减轻机械手的重量，小臂和小臂伸缩臂截面变小，板厚变薄，板材用高强度钢板，臂体的整体性能提高。第一折叠臂2和第二折叠臂9为使用高强度钢板围成的矩形空腔，通过有限元分析，在不影响整体性能的前提下，第一折叠臂2和第二折叠臂9空腔的四个侧壁上的受力薄弱处均开有减重孔，机械手整体重量得到减轻，机械手所受的承载力变小，操作更为灵活，喷射效率更闻。
[0056]以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。