阅读说明：本技术 一种土石方工程施工用抓取装置及其工作方法 (Grabbing device for earthwork construction and working method thereof ) 是由 王大榕 汪建军 辛园庆 王星 王婷 于 2019-12-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种土石方工程施工用抓取装置及其工作方法,抓取装置包括框架底板、安装板,两个安装板呈长方体状且对称设置,框架底板对称设置在安装板的底部两侧,安装板的上方设置有加固连接机构；圆筒气缸体的活塞杆通过铰链连接有穿过腰形孔的旋转板,旋转板的底部开设有通孔,通孔过盈配合有一旋转轴,旋转轴的两端固定连接有抓取机构；抓取机构包括抓瓜摆臂、抓瓜连板、抓瓜,抓瓜摆臂套接在旋转轴上远离轴承座的外侧,抓瓜摆臂的底部内侧焊接有抓瓜连板,抓瓜连板呈矩形板状,抓瓜连板的内侧通过第二螺栓螺纹连接有若干个平行设置的抓瓜。工作方法包括取样作业和抓取作业。本发明的抓取装置灵活度高、操作方便、安全性高且兼具取样功能。(The invention discloses a grabbing device for earthwork construction and a working method thereof, wherein the grabbing device comprises a frame bottom plate and mounting plates, the two mounting plates are cuboid and symmetrically arranged, the frame bottom plate is symmetrically arranged at two sides of the bottom of the mounting plates, and a reinforcing connecting mechanism is arranged above the mounting plates; a piston rod of the cylinder body is connected with a rotating plate penetrating through the waist-shaped hole through a hinge, a through hole is formed in the bottom of the rotating plate, a rotating shaft is in interference fit with the through hole, and two ends of the rotating shaft are fixedly connected with a grabbing mechanism; snatch the mechanism including grabbing the melon swing arm, grabbing the melon and linking the board, grabbing the melon, grab the melon swing arm and cup joint the outside of keeping away from the bearing frame on the rotation axis, grab the inboard welding in bottom of melon swing arm and grab the melon and link the board, grab the melon and link the board and be rectangular plate-like, grab the melon that the inboard of melon links the board has a plurality of parallel arrangement through second bolt threaded connection and grab the melon. The working method comprises sampling operation and grabbing operation. The gripping device has the advantages of high flexibility, convenience in operation, high safety and a sampling function.)

一种土石方工程施工用抓取装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及建筑工程施工装置领域，具体涉及一种土石方工程施工用抓取装置及其工作方法。

背景技术

土方工程是建筑工程施工中主要工种工程之一，包括一切土石方的挖梆、填筑、运输以及排水、降水等方面。土方工程的工程量大，施工条件复杂，受地质、水文、气象等条件影响较大。

现有技术(CN205116258U)公开了一种新型石块拾装器，上安装座紧固于连接底座的顶部，在上安装座与连接底座之间的连接部位套接有回转机构；两块耳板的顶部分别紧固于横向座板底面的左右两侧，两块耳板之间设置有一对平行的第一销轴，两对定位板的顶部分别紧固于横向座板底面的前后两侧，每对定位板之间均设置有一根第二销轴；两爪架的顶端和三爪架的顶端分别通过第一销轴活动连接于耳板的下方；油缸的缸座分别通过第二销轴与一对定位板活动连接，第一油缸的活塞杆头端则与两爪架腰部的连杆一实现活动连接，第二油缸的活塞杆头端则与三爪架腰部的连杆二实现活动连接。该装置具有负重性大、耐磨性强、抓取动作灵活稳妥、安全性能高的特点。

现有的土石方施工过程中，用于土块石块的抓取装置，存在以下技术问题：(1)安装空间大、安装成本高，且抓取机构的抓取灵活度低，操作不方便；(2)在进行抓取操作时由于重力较大，容易发生晃动，抓瓜对土块石块的撞击作用大，抓取作业安全性低；(3)不具有取样的相关结构和功能，功能较单一化。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种土石方工程施工用抓取装置及其工作方法。

通过在安装板的上方设置加固连接机构，在其中一个框架底板上设置气缸安装板来安装圆筒气缸体，设置腰形孔来连接铰链和旋转板，大大减少了安装空间，节约了安装成本；同时通过圆筒气缸体带动活塞杆、铰链的伸缩，铰链带动旋转板和旋转轴旋转，进一步带动抓取机构旋转以对石块、土块进行抓取操作，气缸带动抓取机构的抓取灵活度高，操作方便。

通过第一加固板、第二加固板在横向、纵向对抓取机构的重力进行分担，同时连接板上的螺纹柱与升降活塞杆螺纹连接，使得该抓取装置在进行取样、抓取操作时更加稳固，连接更加稳定。通过在安装板的外侧端部设有缓冲器安装座，缓冲器安装座固定连接有液压缓冲器，液压缓冲器的伸缩杆与抓瓜摆臂的顶部固定连接，使得抓瓜摆臂带动抓瓜连板、抓瓜进行抓取作业时，液压缓冲器缓冲抓瓜摆臂的旋转动作以及石块土块对抓瓜的撞击作用，提高了抓取作业的安全性。

通过导杆气缸的伸缩轴在竖直方向上伸长时，带动连接座、取样板向下移动，使得取样管向下收集不同区域的土块或石块样本，便于工作人员分析不同位置的土块或石块成分，方便后续根据土质成分进行施工。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明提供一种土石方工程施工用抓取装置，包括框架底板、安装板，两个安装板呈长方体状且对称设置，框架底板对称设置在安装板的底部两侧，安装板的上方设置有加固连接机构；

所述框架底板的主体为矩形板，其中一个矩形板的一侧长边上对称设有两个外凸的气缸安装板，矩形板的中心部位设有一个沿宽度方向延伸的腰形孔；气缸安装板的上方固定有耳轴座，耳轴座通过第一螺栓固定连接有圆筒气缸体，圆筒气缸体的活塞杆通过铰链连接有穿过腰形孔的旋转板；旋转板的底部开设有通孔，通孔过盈配合有一旋转轴，旋转轴的两端固定连接有抓取机构；

所述加固连接机构包括第一加固板、第二加固板、连接板，若干个第一加固板等距焊接在两个安装板的上表面，第二加固板焊接在第一加固板的上表面，连接板焊接在第二加固板的上表面；

所述抓取机构包括抓瓜摆臂、抓瓜连板、抓瓜，抓瓜摆臂套接在旋转轴上远离轴承座的外侧，抓瓜摆臂的底部内侧焊接有抓瓜连板，抓瓜连板呈矩形板状，抓瓜连板的内侧通过第二螺栓螺纹连接有若干个平行设置的抓瓜；

矩形板上远离气缸安装板的长边顶部连接有气缸安装座，气缸安装座固定连接有竖直向下的导杆气缸，导杆气缸的伸缩轴端部设有连接座，连接座的底部设有取样板，取样板上贯穿设有若干个取样腔，取样腔上容置有中空的取样管。

作为本发明进一步的方案，所述安装板的外侧端部设有缓冲器安装座，缓冲器安装座固定连接有液压缓冲器，液压缓冲器的伸缩杆与抓瓜摆臂的顶部固定连接；旋转轴上位于抓瓜摆臂的外侧套接有涨紧套，涨紧套通过圆周阵列分布的若干个第三螺栓与旋转轴紧固。

作为本发明进一步的方案，所述抓瓜摆臂的顶部外侧设有摆动杆，摆动杆的主体呈长条状且一端设有销孔，另一端设有圆环板；圆环板的外周通过圆周阵列分布的若干个第四螺栓与抓瓜摆臂固定连接，圆环板的内腔空间容置涨紧套；相对设置的摆动杆上的销孔通过销轴连接。

作为本发明进一步的方案，所述抓瓜呈弯折状，抓瓜的内壁可拆卸连接有耐磨套。

作为本发明进一步的方案，所述旋转轴的长度大于框架底板的长度；框架底板的两侧底部固定有轴承座，旋转轴靠近端部的位置与轴承座滑动连接。

作为本发明进一步的方案，所述第一加固板、第二加固板均为方形管，第一加固板的数量为4-6个，第二加固板的数量为2-4个。

作为本发明进一步的方案，所述连接板的截面呈矩形状，中心开设有圆柱形空腔，圆柱形空腔具有内螺纹，内螺纹可拆卸连接有螺纹柱。

本发明还提供了上述土石方工程施工用抓取装置的工作方法，包括以下步骤：

S1、取样作业：导杆气缸伸缩轴竖直向下伸长，带动连接座、取样板向下移动，取样管向下移动收集不同区域的土块或石块样本；导杆气缸伸缩轴竖直向上收缩，带动连接座、取样板向上移动，取出取样管完成取样作业；

S2、抓取作业：圆筒气缸体带动活塞杆伸长，铰链带动旋转板和旋转轴旋转，旋转轴带动抓瓜摆臂旋转摆动，抓瓜摆臂带动抓瓜连板、抓瓜向外旋转，使得抓瓜向外张开；

圆筒气缸体带动活塞杆收缩，铰链带动旋转板和旋转轴旋转，旋转轴带动抓瓜摆臂旋转摆动，抓瓜摆臂带动抓瓜连板、抓瓜向内旋转，对土块或石块进行抓取作业。

本发明的有益效果：

1、本发明的土石方工程施工用抓取装置，以框架底板、安装板为主体安装结构，在安装板的上方设置加固连接机构，在其中一个框架底板上设置气缸安装板来安装圆筒气缸体，设置腰形孔来连接铰链和旋转板，大大减少了安装空间，节约了安装成本；同时通过圆筒气缸体带动活塞杆、铰链的伸缩，铰链带动旋转板和旋转轴旋转，进一步带动抓取机构旋转以对石块、土块进行抓取操作，气缸带动抓取机构的抓取灵活度高，操作方便。

2、加固连接机构的结构设计，通过第一加固板、第二加固板在横向、纵向对抓取机构的重力进行分担，同时连接板上的螺纹柱与升降活塞杆螺纹连接，使得该抓取装置在进行取样、抓取操作时更加稳固，连接更加稳定。

3、通过在安装板的外侧端部设有缓冲器安装座，缓冲器安装座固定连接有液压缓冲器，液压缓冲器的伸缩杆与抓瓜摆臂的顶部固定连接，使得抓瓜摆臂带动抓瓜连板、抓瓜进行抓取作业时，液压缓冲器缓冲抓瓜摆臂的旋转动作以及石块土块对抓瓜的撞击作用，提高了抓取作业的安全性。

4、通过在旋转轴外侧套接涨紧套，涨紧套通过第三螺栓与旋转轴紧固，圆环板通过第四螺栓与抓瓜摆臂固定连接，使得涨紧套、旋转轴、抓瓜摆臂之间的连接更加紧实，抓取作业时抓瓜摆臂的灵活性好；通过在抓瓜摆臂的顶部外侧设置摆动杆，圆环板的外周通过圆周阵列分布的若干个第四螺栓与抓瓜摆臂固定连接，相对设置的摆动杆上的销孔通过销轴连接，使得旋转轴带动抓瓜摆臂摆动时，相对设置的摆动杆的一端绕销轴上下运动，进一步缓冲抓瓜摆臂运动时产生的震动，提高了缓震性能。

5、取样作业时，导杆气缸的伸缩轴在竖直方向上伸长时，带动连接座、取样板向下移动，使得取样管向下收集不同区域的土块或石块样本，便于工作人员分析不同位置的土块或石块成分，方便后续根据土质成分进行施工。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明土石方工程施工用抓取装置的三维图。

图2是本发明土石方工程施工用抓取装置的主视图。

图3是本发明土石方工程施工用抓取装置的仰视图。

图4是本发明土石方工程施工用抓取装置的主视剖面图。

图5是本发明土石方工程施工用抓取装置去除加固连接结构后的三维图。

图6是本发明图1中A处的局部放大图。

图7是本发明框架底板的结构示意图。

图中：1、框架底板；2、安装板；4、第一加固板；5、第二加固板；6、连接板；7、螺纹柱；8、气缸安装座；9、导杆气缸；10、连接座；11、矩形板；12、气缸安装板；13、腰形孔；14、耳轴座；15、第一螺栓；16、圆筒气缸体；17、活塞杆；18、铰链；19、旋转板；20、旋转轴；21、轴承座；31、抓瓜摆臂；32、抓瓜连板；33、抓瓜；34、第二螺栓；35、缓冲器安装座；36、液压缓冲器；37、涨紧套；38、第三螺栓；39、摆动杆；40、圆环板；41、第四螺栓；42、销轴；43、取样板；44、取样腔；45、取样管；46、耐磨套。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-7所示，本实施例提供一种土石方工程施工用抓取装置，用于土石方施工过程中石块、泥土块的取样和抓取，包括框架底板1、安装板2，两个安装板2呈长方体状且对称设置，框架底板1对称设置在安装板2的底部两侧，安装板2的上方设置有加固连接机构。框架底板1的主体为矩形板11，其中一个矩形板11的一侧长边上对称设有两个外凸的气缸安装板12，矩形板11的中心部位设有一个沿宽度方向延伸的腰形孔13。气缸安装板12的上方固定有耳轴座14，耳轴座14通过第一螺栓15固定连接有圆筒气缸体16，圆筒气缸体16的活塞杆17通过铰链18连接有穿过腰形孔13的旋转板19。旋转板19的底部开设有通孔，通孔过盈配合有一旋转轴20，旋转轴20的两端固定连接有抓取机构。其中，旋转轴20的长度大于框架底板1的长度。框架底板1的两侧底部固定有轴承座21，旋转轴20靠近端部的位置与轴承座21滑动连接。

通过以框架底板1、安装板2为主体结构，在安装板2的上方设置加固连接机构，在其中一个框架底板1上设置气缸安装板12来安装圆筒气缸体16，设置腰形孔13来连接铰链18和旋转板19，大大减少了安装空间，节约了组装成本；同时通过圆筒气缸体16带动活塞杆17、铰链18的伸缩，铰链18带动旋转板19和旋转轴20的旋转，进一步带动抓取机构旋转以对石块、土块进行抓取操作。

具体地，加固连接机构包括第一加固板4、第二加固板5、连接板6，若干个第一加固板4等距焊接在两个安装板2的上表面，第二加固板5焊接在第一加固板4的上表面，连接板6焊接在第二加固板5的上表面。其中，第一加固板4、第二加固板均为方形管，第一加固板4的数量为4-6个，第二加固板的数量为2-4个，连接板6的截面呈矩形状，其中心开设有圆柱形空腔，圆柱形空腔具有内螺纹，内螺纹可拆卸连接有螺纹柱7，螺纹柱7与吊车或起重机的升降活塞杆螺纹连接。当然，也可以根据吊车或起重机的升降活塞杆末端的具体结构进行设计，例如当升降活塞杆末端为外螺纹结构时，可以在连接板6上开设内螺纹进行安装，或者在连接板6上设置铰链与升降活塞杆进行连接。当吊车或起重机带动该抓取装置移动到需要进行土石方施工的位置后，便可进行取样和抓取工作。

加固连接机构的结构设计，若干个第一加固板4等距焊接在两个安装板2的上表面，第二加固板5焊接在第一加固板4的上表面，连接板6焊接在第二加固板5的上表面，使得第一加固板4、第二加固板5在横向、纵向对抓取机构的重力进行分担，同时连接板上的螺纹柱7与升降活塞杆螺纹连接，使得该抓取装置在进行取样、抓取操作时更加稳固，连接更加稳定。

抓取机构包括抓瓜摆臂31、抓瓜连板32、抓瓜33，抓瓜摆臂31套接在旋转轴20上远离轴承座21的外侧，抓瓜摆臂31的底部内侧焊接有抓瓜连板32，抓瓜连板32呈矩形板状，抓瓜连板32的内侧通过第二螺栓34螺纹连接有若干个平行设置的抓瓜33。

安装板2的外侧端部设有缓冲器安装座35，缓冲器安装座35固定连接有液压缓冲器36，液压缓冲器36的伸缩杆与抓瓜摆臂31的顶部固定连接。旋转轴20上位于抓瓜摆臂31的外侧套接有涨紧套37，涨紧套37通过圆周阵列分布的若干个第三螺栓38与旋转轴20紧固。

抓瓜摆臂31的顶部外侧设有摆动杆39，摆动杆39的主体呈长条状且一端设有销孔，另一端设有圆环板40，圆环板40的外周通过圆周阵列分布的若干个第四螺栓41与抓瓜摆臂31固定连接，圆环板40的内腔空间容置涨紧套37。相对设置的摆动杆39上的销孔通过销轴42连接。抓瓜33呈弯折状，抓瓜33的内壁可拆卸连接有耐磨套46。耐磨套46卡和在抓瓜33的内壁上，上面布置有耐磨花纹，增大了抓瓜33与土块石块的摩擦力，避免抓取过程中的洒落。

通过在安装板2的外侧端部设有缓冲器安装座35，缓冲器安装座35固定连接有液压缓冲器36，液压缓冲器36的伸缩杆与抓瓜摆臂31的顶部固定连接，使得抓瓜摆臂31带动抓瓜连板32、抓瓜33进行抓取作业时，液压缓冲器36缓冲抓瓜摆臂31的旋转动作以及石块土块对抓瓜33的撞击作用，提高了抓取作业的安全性。通过在旋转轴20外侧套接涨紧套37，涨紧套37通过第三螺栓38与旋转轴20紧固，圆环板40通过第四螺栓41与抓瓜摆臂31固定连接，使得涨紧套、旋转轴、抓瓜摆臂之间的连接更加紧实，抓取作业时抓瓜摆臂的灵活性好。通过在抓瓜摆臂31的顶部外侧设置摆动杆39，圆环板40的外周通过圆周阵列分布的若干个第四螺栓41与抓瓜摆臂31固定连接，相对设置的摆动杆39上的销孔通过销轴42连接，使得旋转轴带动抓瓜摆臂31摆动时，相对设置的摆动杆的一端绕销轴42上下运动，进一步缓冲抓瓜摆臂运动时产生的震动，提高了缓震性能。

矩形板11上远离气缸安装板12的长边顶部连接有气缸安装座8，气缸安装座8固定连接有竖直向下的导杆气缸9，导杆气缸9的伸缩轴端部设有连接座10，连接座10的底部设有取样板43，取样板43上贯穿设有若干个取样腔44，取样腔44上容置有中空的取样管45。导杆气缸9的伸缩轴在竖直方向上伸长时，带动连接座10、取样板43向下移动，使得取样管45向下收集不同区域的土块或石块样本，便于工作人员分析不同位置的土块或石块成分，便于后续的施工过程。

本实施例土石方工程施工用抓取装置的工作方法如下：

S1、取样作业：导杆气缸9伸缩轴竖直向下伸长，带动连接座10、取样板43向下移动，取样管45向下移动收集不同区域的土块或石块样本；导杆气缸9伸缩轴竖直向上收缩，带动连接座10、取样板43向上移动，取出取样管45完成取样作业；取样管收集的不同区域的土块或石块样本，便于工作人员分析不同位置的土块或石块成分，便于后续根据施工段的土质情况、岩层分布情况进行施工作业。

S2、抓取作业：圆筒气缸体16带动活塞杆17伸长，铰链18带动旋转板19和旋转轴20旋转，旋转轴20带动抓瓜摆臂31旋转摆动，抓瓜摆臂31带动抓瓜连板32、抓瓜33向外旋转，使得抓瓜33向外张开；

圆筒气缸体16带动活塞杆1718收缩，铰链18带动旋转板19和旋转轴20旋转，旋转轴20带动抓瓜摆臂31旋转摆动，抓瓜摆臂31带动抓瓜连板32、抓瓜33向内旋转，对土块或石块进行抓取作业。其中，液压缓冲器36的伸缩杆与抓瓜摆臂31的顶部固定连接，使得抓瓜摆臂31带动抓瓜连板32、抓瓜33进行抓取作业时，液压缓冲器36缓冲抓瓜摆臂31的旋转动作以及石块土块对抓瓜33的撞击作用，提高了抓取作业的安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。