一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手及施工工艺

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1.本发明涉及边坡工程施工设备技术领域，特别是涉及一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手及施工工艺。

背景技术：

2.目前，随着我国基础设施上的投入越来越大，交通运输及水利水电等工程领域取得了飞速发展和巨大突破。在高速公路的施工建设中，边坡支护为高速公路的行车安全提供了技术保障。基于环境保护生态理念的修复工程领域中，边坡工程问题一直是工程建设中不可忽视的问题。所以边坡加固与防护已经成为了岩土工程的重要课题。
3.目前边坡防护的主要技术包括：将被加固体作为荷载体，利用坡体或墙体自身的重力抵抗边坡侧压力；加固体与被加固体一同承担土压力或边坡下滑力的主动防护。典型的边坡防控手段包括：重力挡土墙边坡支护、锚杆、锚索防护，锚杆框架梁边坡防护及等支护手段。
4.发明人发现，重力式挡土墙支护方式应用广泛，但墙身截面较大，施工作业时间长，圬工数量大，且在软弱地基上受到承载力的限制。锚杆框架梁边坡防护成本高，劳动强大及施工难度较大，施工周期较长，施工质量难以得到保证，从而威胁工程安全甚至造成人员伤亡和财产损失。

技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手及施工工艺，以解决现有技术存在的问题，可实现边坡支护防护结构安装方便，施工流程简洁，节省脚手架搭建及现场建筑格构梁时间，能有效提高工作效率。同时预制格构梁施工可提高格构梁施工质量，并精准控制格构梁施工位置，确保道路施工的顺利进行及施工的质量保证。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手，安装在作业台车的臂架上，用于夹持预制格构梁，包括：
7.机械臂，所述机械臂包括伸缩臂，所述伸缩臂顶部通过水平旋转装置与所述臂架固接，所述伸缩臂通过第一伸缩油缸进行伸缩；所述伸缩臂的底部固接有第一摆动装置，所述第一摆动装置的底部设置有第二摆动装置，所述第二摆动装置侧面固接有支撑框架，所述支撑框架上等间距设置有若干抓手本体；
8.所述抓手本体包括两卡爪，所述支撑框架顶面两侧分别开设有抓取孔，两所述卡爪分别贯穿两所述抓取孔，所述抓取孔内设置有保险栓，且所述卡爪通过所述保险栓与所述抓取孔内壁铰接，两所述卡爪的顶部传动连接有驱动部，所述卡爪的底部设置有卡接装置。
9.优选的，所述卡接装置包括钢板垫层，所述钢板垫层固接在所述卡爪的侧面，所述卡爪的底面固接有兜底，所述钢板垫层的侧面固接有若干橡胶垫块。
10.优选的，对应设置的两所述卡爪底部与两所述兜底围成腔室，所述预制格构梁位
于所述腔室内。
11.优选的，所述驱动部包括夹紧油缸，所述夹紧油缸输出端与其中一所述卡爪的顶部铰接，所述夹紧油缸一侧与另一所述卡爪的顶部铰接。
12.优选的，所述第一摆动装置包括摆动钢片，所述摆动钢片顶部与所述伸缩臂底部固接，所述摆动钢片底部一端铰接设置有连接座的一端，所述摆动钢片的另一端铰接设置有摆动油缸，所述摆动油缸的输出端与所述连接座的另一端铰接，所述连接座的底部与所述第二摆动装置固接。
13.优选的，所述第二摆动装置包括导向框，所述导向框的顶部与所述连接座底部固接，所述导向框的一端铰接有连接段的一端，所述连接段的另一端与所述支撑框架固接，所述导向框内设置有第二伸缩油缸，所述第二伸缩油缸的一侧通过铰接轴与所述导向框内壁铰接，所述第二伸缩油缸的输出端与所述连接段铰接。
14.一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手施工工艺，包括如下步骤：
15.s1、完成格构梁开槽作业与锚喷作业后，将格构梁开槽作业车工作装置换至格构梁安作业机械抓手装置，同时将预制格构梁运输至道路中间；
16.s2、将机械臂移动至预制格构梁的上方，通过抓手本体夹紧预制格构梁，通过作业台车回转，调整臂架至于坡面位置；
17.s3、调节臂架上的水平旋转装置实现相对于机械臂的垂直旋转，再驱动第一摆动装置使第二摆动装置平行于坡面；
18.s4、驱动第二摆动装置，使腔室内的预制格构梁的一端贴合格构槽，驱动夹紧油缸，实现卡爪开合，将预制格构梁置于格构槽内。
19.本发明公开了以下技术效果：本发明可充分满足现场实际情况要求，实现了多个自由度要求，即水平旋转装置实现垂直于伸缩臂的旋转作业；所述第一伸缩油缸实现所述伸缩臂的伸缩作业；所述第一摆动装置实现所述第二摆动装置的摆动作业；所述第二摆动装置实现抓手本体预制格构梁与沟槽的贴合作业。本发明可实现预制格构梁的快速安装作业，有效解决人工作业的周期长，劳动强度大，安全隐患大，周转材料耗用大等问题。通过机械化施工装备，避免搭设支架，现场绑扎钢筋、模板，以及现场浇筑作业。实现工厂内加工，现场快速拼装的新理念。
附图说明
20.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。
21.图1为本发明的结构示意图；
22.图2为本发明中抓手本体的结构示意图；
23.图3为本发明中第一摆动装置张开的结构示意图；
24.图4为本发明中第一摆动装置闭合的结构示意图；
25.其中，1、抓手本体；11、支撑框架；12、卡爪；13、钢板垫层；14、橡胶垫块；15、兜底；16、夹紧油缸；17、保险栓；18、腔室；2、第二摆动装置；21、导向框；22、第二伸缩油缸；23、连
接段；3、第一摆动装置；31、摆动钢片；32、连接座；、33、摆动油缸；4、机械臂；41、水平旋转装置；42、伸缩臂；43、第一伸缩油缸；5、预制格构梁。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
28.参照图1-4，本发明提供一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手，安装在作业台车的臂架上，用于夹持预制格构梁5，包括：
29.机械臂4，机械臂4包括伸缩臂42，伸缩臂42顶部通过水平旋转装置41与臂架固接，伸缩臂42通过第一伸缩油缸43进行伸缩；伸缩臂42的底部固接有第一摆动装置3，第一摆动装置3的底部设置有第二摆动装置2，第二摆动装置2侧面固接有支撑框架11，支撑框架11上等间距设置有若干抓手本体1；
30.抓手本体1包括两卡爪12，支撑框架11顶面两侧分别开设有抓取孔，两卡爪12分别贯穿两抓取孔，抓取孔内设置有保险栓17，且卡爪12通过保险栓17与抓取孔内壁铰接，两卡爪12的顶部传动连接有驱动部，卡爪12的底部设置有卡接装置。
31.本发明可充分满足现场实际情况要求，实现了多个自由度要求，即水平旋转装置41实现垂直于伸缩臂42的旋转作业；第一伸缩油缸43实现伸缩臂42的伸缩作业；第一摆动装置3实现第二摆动装置2的摆动作业；第二摆动装置2实现抓手本体1预制格构梁5与格构槽的贴合作业。本发明可实现预制格构梁5的快速安装作业，有效解决人工作业的周期长，劳动强度大，安全隐患大，周转材料耗用大等问题。通过机械化施工装备，避免搭设支架，现场绑扎钢筋、模板，以及现场浇筑作业。实现工厂内加工，现场快速拼装的新理念。设置的伸缩臂42和水平旋转装置41均为现有边坡支护施工设备中现有的液压伸缩臂和作业车中中的旋转装置，因此不过多进行赘述。
32.进一步优化方案，卡接装置包括钢板垫层13，钢板垫层13固接在卡爪12的侧面，卡爪12的底面固接有兜底15，钢板垫层13的侧面固接有若干橡胶垫块14。
33.由于预制格构梁5为水泥浇注制品，尺寸存在一定的偏差，因此两边卡爪12不能很好的贴合预制格构梁5，橡胶垫块14应留有足够的厚度，增加橡胶的压缩量，从而增大夹紧的面积。橡胶垫块14连接钢板垫层13，通过增大受力面积保证受力均匀。
34.抓手本体1至少设置两个，夹紧的位置应尽量靠近预制格构梁5的重心位置，使夹紧力尽量小，并使橡胶垫块14尽量贴紧预制格构梁5。
35.进一步优化方案，对应设置的两卡爪12底部与两兜底15围成腔室18，预制格构梁5位于腔室18内。
36.进一步优化方案，驱动部包括夹紧油缸16，夹紧油缸16输出端与其中一卡爪12的顶部铰接，夹紧油缸16一侧与另一卡爪12的顶部铰接。
37.在本实例中，夹紧油缸16缸径40cm，杆径25cm，行程180cm，橡胶垫块14摩擦系数
0.3，卡爪12夹紧力48kn，合4.9t，通过计算可得最大夹紧力为160kn。设置的兜底15可以以防止各种原因导致的卡爪12松动造成预制格构梁5脱落。设置的钢板垫层13与橡胶垫块14，针对预制格构梁5浇筑过程中存在的尺寸偏差问题，橡胶块块留有足够厚度，增加夹紧面积，提高摩擦力，实现两边卡爪12对于长十字梁、短十字梁与一字梁前后三版格构梁的适应性贴合。
38.进一步优化方案，第一摆动装置3包括摆动钢片31，摆动钢片31顶部与伸缩臂42底部固接，摆动钢片31底部一端铰接设置有连接座32的一端，摆动钢片31的另一端铰接设置有摆动油缸，摆动油缸的输出端与连接座32的另一端铰接，连接座32的底部与第二摆动装置2固接。
39.进一步优化方案，第二摆动装置2包括导向框21，导向框21的顶部与连接座32底部固接，导向框21的一端铰接有连接段23的一端，连接段23的另一端与支撑框架11固接，导向框21内设置有第二伸缩油缸22，第二伸缩油缸22的一侧通过铰接轴与导向框21内壁铰接，第二伸缩油缸22的输出端与连接段23铰接。
40.设置的第二伸缩油缸22实现支撑框架11相对于导向装置的俯仰转动，使预制格构梁5能够贴合格构槽。
41.一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手施工工艺，包括如下步骤：
42.s1、完成格构梁开槽作业与锚喷作业后，将格构梁开槽作业车工作装置换至格构梁安作业机械抓手装置，同时将预制格构梁5运输至道路中间；
43.在高速公路边坡锚杆框架梁支护施工中，开槽格构梁定向定深沟槽成型作业及锚固作业后，进行格构梁安装作业。格构梁运输至道路中间，驱动机械抓手抓取格构梁，将抓手本体1置于格构梁附近抓取。
44.s2、将机械臂4移动至预制格构梁5的上方，通过抓手本体1夹紧预制格构梁5，通过作业台车回转，调整臂架至于坡面位置；
45.通过卡爪12将预制格构梁5夹于腔室18内，通过夹紧油缸16伸缩，将预制格构梁5紧贴于橡胶垫层中。
46.s3、调节臂架上的水平旋转装置41实现相对于机械臂4的垂直旋转，再驱动第一摆动装置3使第二摆动装置2平行于坡面；
47.s4、驱动第二摆动装置2，使腔室18内的预制格构梁5的一端贴合格构槽，驱动夹紧油缸16，实现卡爪12开合，将预制格构梁5置于格构槽内。
48.通过第二伸缩油缸22、第一摆动装置3、第二摆动装置2和水平旋转装置41实现对于预制格构梁5的多个自由度的作业要求。通过夹紧油缸16伸缩，卡爪12脱离格构梁，实现预制格构梁5从腔室18至指定格构槽内的作业。
49.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
50.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：

1.一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手，安装在作业台车的臂架上，用于夹持预制格构梁(5)，其特征在于，包括：机械臂(4)，所述机械臂(4)包括伸缩臂(42)，所述伸缩臂(42)顶部通过水平旋转装置(41)与所述臂架固接，所述伸缩臂(42)通过第一伸缩油缸(43)进行伸缩；所述伸缩臂(42)的底部固接有第一摆动装置(3)，所述第一摆动装置(3)的底部设置有第二摆动装置(2)，所述第二摆动装置(2)侧面固接有支撑框架(11)，所述支撑框架(11)上等间距设置有若干抓手本体(1)；所述抓手本体(1)包括两卡爪(12)，所述支撑框架(11)顶面两侧分别开设有抓取孔，两所述卡爪(12)分别贯穿两所述抓取孔，所述抓取孔内设置有保险栓(17)，且所述卡爪(12)通过所述保险栓(17)与所述抓取孔内壁铰接，两所述卡爪(12)的顶部传动连接有驱动部，所述卡爪(12)的底部设置有卡接装置。2.根据权利要求1所述的一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手，其特征在于：所述卡接装置包括钢板垫层(13)，所述钢板垫层(13)固接在所述卡爪(12)的侧面，所述卡爪(12)的底面固接有兜底(15)，所述钢板垫层(13)的侧面固接有若干橡胶垫块(14)。3.根据权利要求2所述的一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手，其特征在于：对应设置的两所述卡爪(12)底部与两所述兜底(15)围成腔室(18)，所述预制格构梁(5)位于所述腔室(18)内。4.根据权利要求3所述的一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手，其特征在于：所述驱动部包括夹紧油缸(16)，所述夹紧油缸(16)输出端与其中一所述卡爪(12)的顶部铰接，所述夹紧油缸(16)一侧与另一所述卡爪(12)的顶部铰接。5.根据权利要求4所述的一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手，其特征在于：所述第一摆动装置(3)包括摆动钢片(31)，所述摆动钢片(31)顶部与所述伸缩臂(42)底部固接，所述摆动钢片(31)底部一端铰接设置有连接座(32)的一端，所述摆动钢片(31)的另一端铰接设置有摆动油缸，所述摆动油缸的输出端与所述连接座(32)的另一端铰接，所述连接座(32)的底部与所述第二摆动装置(2)固接。6.根据权利要求5所述的一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手，其特征在于：所述第二摆动装置(2)包括导向框(21)，所述导向框(21)的顶部与所述连接座(32)底部固接，所述导向框(21)的一端铰接有连接段(23)的一端，所述连接段(23)的另一端与所述支撑框架(11)固接，所述导向框(21)内设置有第二伸缩油缸(22)，所述第二伸缩油缸(22)的一侧通过铰接轴与所述导向框(21)内壁铰接，所述第二伸缩油缸(22)的输出端与所述连接段(23)铰接。7.一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手施工工艺，根据权利要求6所述的一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手，其特征在于，包括如下步骤：s1、完成格构梁开槽作业与锚喷作业后，将格构梁开槽作业车工作装置换至格构梁安作业机械抓手装置，同时将预制格构梁(5)运输至道路中间；s2、将机械臂(4)移动至预制格构梁(5)的上方，通过抓手本体(1)夹紧预制格构梁(5)，通过作业台车回转，调整臂架至于坡面位置；s3、调节臂架上的水平旋转装置(41)实现相对于机械臂(4)的垂直旋转，再驱动第一摆动装置(3)使第二摆动装置(2)平行于坡面；
s4、驱动第二摆动装置(2)，使腔室(18)内的预制格构梁(5)的一端贴合格构槽，驱动夹紧油缸(16)，实现卡爪(12)开合，将预制格构梁(5)置于格构槽内。

技术总结

本发明公开一种边坡开槽格构梁安装作业车机械抓手及施工工艺，安装在作业台车的臂架上，用于夹持预制格构梁，包括：机械臂，所述机械臂包括伸缩臂，所述伸缩臂顶部通过水平旋转装置与所述臂架固接，所述伸缩臂通过第一伸缩油缸进行伸缩；所述伸缩臂的底部固接有第一摆动装置，所述第一摆动装置的底部设置有第二摆动装置，所述第二摆动装置侧面固接有支撑框架，所述支撑框架上等间距设置有若干抓手本体。本发明可实现边坡支护防护结构安装方便，施工流程简洁，节省脚手架搭建及现场建筑格构梁时间，能有效提高工作效率。同时预制格构梁施工可提高格构梁施工质量，并精准控制格构梁施工位置，确保道路施工的顺利进行及施工的质量保证。量保证。量保证。