本发明公开了一种适用于装配式道路铺设的真空吊具装置及其操作方法，包括吊具上架，设于吊具上架上的多个真空吸盘机构、蓄电池组、电控单元、液压控制单元、遥控接收器；还包括连接壳体，连接壳体内设有液压升降油缸，液压升降油缸通过微调机构与吊具上架相连，连接壳体上还设有回转机构、液压快速接头、连接耳板；还包括吊具无线遥控控制盒；液压快速接头、连接耳板与挖掘机相连；液压快速接头与回转机构相连，回转机构与液压控制单元相连；吊具无线遥控控制盒发出控制命令，电控单元通过遥控接收器接收控制命令并驱动液压控制单元，液压控制单元分别驱动各执行机构。本发明结合现有挖掘机等工程机械，即可完成装配式道路的铺设作业。
1.一种适用于装配式道路铺设的真空吊具装置，与挖掘机相连，其特征在于：包括吊具上架，设于所述吊具上架上的多个真空吸盘机构、蓄电池组、电控单元、液压控制单元、遥控接收器；
还包括连接壳体，所述连接壳体内设有液压升降油缸，所述液压升降油缸通过微调机构与所述吊具上架相连，所述连接壳体上还设有回转机构、液压快速接头、连接耳板；
所述液压快速接头与所述回转机构相连，所述回转机构与所述液压控制单元相连；
所述吊具无线遥控控制盒发出控制命令，所述电控单元通过所述遥控接收器接收控制命令并驱动所述液压控制单元，所述液压控制单元分别驱动所述液压升降油缸、所述回转机构、所述微调机构、所述真空吸盘机构，所述回转机构包括回转液压马达，所述回转液压马达通过齿轮连有回转轴承，所述回转轴承与所述连接壳体相连，所述回转液压马达与所述液压快速接头相连；还包括液压回转接头，所述液压回转接头与所述液压控制单元相连。
2.如权利要求1所述的适用于装配式道路铺设的真空吊具装置，其特征在于：所述真空吸盘机构均包括设于所述吊具上架上的真空压缩机、真空储气罐和真空吸盘本体；
所述真空压缩机通过气体管路与所述真空储气罐相连通，所述真空储气罐通过气体管路与所述真空吸盘本体相连通，所述真空吸盘本体通过吸盘间距调节装置设于吊具上架的下表面。
3.如权利要求2所述的适用于装配式道路铺设的真空吊具装置，其特征在于：所述真空吸盘机构设有四个。
4.如权利要求1所述的适用于装配式道路铺设的真空吊具装置，其特征在于：所述微调机构包括纵移微调马达、横移微调马达，所述纵移微调马达和所述横移微调马达通过滚珠丝杠与所述吊具上架相连。
5.如权利要求1所述的适用于装配式道路铺设的真空吊具装置，其特征在于：所述液压快速接头具有3组，分别接入所述挖掘机上的液压系统的主机压力油端口、负载反馈端口、回油端口。
6.如权利要求1所述的适用于装配式道路铺设的真空吊具装置，其特征在于：所述连接耳板上具有挖机摆杆连接轴、挖机连接轴，所述挖机摆杆连接轴与所述挖掘机上的摆杆相连，所述挖机连接轴与所述挖掘机上的机械臂相连。
7.如权利要求1所述的适用于装配式道路铺设的真空吊具装置，其特征在于：所述电控单元包括可编程控制器，所述可编程控制器通过控制电路与所述液压控制单元相连。
8.如权利要求7所述的适用于装配式道路铺设的真空吊具装置，其特征在于：所述可编程控制器为移动工程机械专用PLC。
9.如权利要求1所述的适用于装配式道路铺设的真空吊具装置，其特征在于：所述蓄电池组的容量为100A，DC24V。
10.如权利要求1所述的适用于装配式道路铺设的真空吊具装置，其特征在于：所述吊具上架上还设有状态指示灯。
11.如权利要求1所述的适用于装配式道路铺设的真空吊具装置，其特征在于：所述吊具无线遥控控制盒上设有吊具回转/升降控制手柄、吊具纵/横移控制手柄、控制吸合/释放控制开关、控制合选择开关、吸合成功指示灯、故障指示灯。
12.一种适用于装配式道路铺设的真空吊具装置的操作方法，其特征在于：利用如权利要求1‑11任一项所述的真空吊具装置真空吸附预制块，通过所述真空吊具装置将所述预制块进行X、Y、Z方向的自由移动调整，使所述预制块与路面块拼装对孔，实现装配式道路铺设作业,所述道路铺设操作如下：
3）启动所述挖掘机，调整幅度，所述挖掘机回转至取料位置；
4）操作所述吊具无线遥控控制盒控制所述装置，根据取料位置，使所述装置对准所述预制块起吊位置；
5）对准起吊位置后，操作所述吊具无线遥控控制盒控制所述装置下降，下降到位后，所述装置吸合所述预制块；
6）吸附所述预制块成功后，操作所述吊具无线遥控控制盒控制所述装置上升，上升到位后，所述装置回转至拼装位置；
7）操作所述吊具无线遥控控制盒控制所述装置回转、X、Y、Z方向的自由移动调整，使所述预制块对准已铺设预制块边缘位置；
8）对准拼装位置后，操作所述吊具无线遥控控制盒控制所述装置下降，下降到位后，所述装置释放所述预制块；
9）完成一块所述预制块的铺设流程，余下所述预制块的铺设重复步骤3）至步骤8），最终完成装配式道路铺设作业。
一种适用于装配式道路铺设的真空吊具装置及其操作方法
技术领域
[0001] 本发明涉及道路建设中的装配式道路施工起吊、铺设设备，更具体地说，涉及一种适用于装配式道路铺设的真空吊具装置及其操作方法。
背景技术
[0002] 在城市建设或一些新型园区的建设中，往往市政道路还没有正式规划，需要铺设临时施工道路进行建筑材料及设备的运输。目前国内工程项目建设施工现场的临时道路，
一般采用现浇路面结构工艺，这种路面养护时间较长，且临时道路破除后会造成建筑材料
的浪费，产生大量建筑垃圾和粉尘污染。因此现在逐步采用装配式预制道路来替代现浇道
路，即道路采用工厂预制的标准混凝土块拼装而成，混凝土预制块在专业预制厂批量生产
制造，现场利用起重设备进行预制块拼装。临时道路使用完毕后，可实现用机械设备吊装快
速拆除，循环使用，减少粉尘污染、建筑垃圾，并节省建筑材料，降低成本，道路建设绿色环
保。
[0003] 在现有的装配式道路铺设工艺，多采用的是传统汽车吊进行吊装，吊装时需要人工来拆装钢丝绳，且汽车吊等起重机械吊装混凝土预制板时，由于钢丝绳是柔性的，预制块
会来回晃动，给拼装带来了极大难度。往往需要重复多次，需要多人操作，容易给工人造成
机械伤害，施工现场环境恶劣，铺设效率较低、自动化程度低、存在一定不安全因素。
发明内容
[0004] 针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种适用于装配式道路铺设的真空吊具装置及其操作方法，结合现有挖掘机等工程机械，即可完成装配式道路的铺
设作业。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一方面，一种适用于装配式道路铺设的真空吊具装置，与挖掘机相连；
[0007] 包括吊具上架，设于所述吊具上架上的多个真空吸盘机构、蓄电池组、电控单元、液压控制单元、遥控接收器；
[0008] 还包括连接壳体，所述连接壳体内设有液压升降油缸，所述液压升降油缸通过微调机构与所述吊具上架相连，所述连接壳体上还设有回转机构、液压快速接头、连接耳板；
[0009] 还包括吊具无线遥控控制盒；
[0010] 所述液压快速接头、所述连接耳板与所述挖掘机相连；
[0011] 所述液压快速接头与所述回转机构相连，所述回转机构与所述液压控制单元相连；
[0012] 所述吊具无线遥控控制盒发出控制命令，所述电控单元通过所述遥控接收器接收控制命令并驱动所述液压控制单元，所述液压控制单元分别驱动所述液压升降油缸、所述
回转机构、所述微调机构、所述真空吸盘机构。
[0013] 所述真空吸盘机构均包括设于所述吊具上架上的真空压缩机、真空储气罐和真空吸盘本体；
[0014] 所述真空压缩机通过气体管路与所述真空储气罐相连通，所述真空储气罐通过气体管路与所述真空吸盘本体相连通，所述真空吸盘本体通过吸盘间距调节装置设于吊具上
架的下表面。
[0015] 所述真空吸盘机构设于四个。
[0016] 所述微调机构包括纵移微调马达、横移微调马达，所述纵移微调马达和所述横移微调马达通过滚珠丝杠与所述吊具上架相连。
[0017] 所述回转机构包括回转液压马达，所述回转液压马达通过齿轮连有回转轴承，所述回转轴承与所述连接壳体相连，所述回转液压马达与所述液压快速接头相连；还包括液
压回转接头，所述液压回转接头与所述液压控制单元相连。
[0018] 所述液压快速接头具有3组，分别接入所述挖掘机上的液压系统的主机压力油端口、负载反馈端口、回油端口。
[0019] 所述连接耳板上具有挖机摆杆连接轴、挖机连接轴，所述挖机摆杆连接轴与所述挖掘机上的摆杆相连，所述挖机连接轴与所述挖掘机上的机械臂相连。
[0020] 所述电控单元包括可编程控制器，所述可编程控制器通过控制电路与所述液压控制单元相连。
[0021] 所述可编程控制器为移动工程机械专用PLC。
[0022] 所述蓄电池组的容量为100A，DC24V。
[0023] 所述吊具上架上还设有状态指示灯。
[0024] 所述吊具无线遥控控制盒上设有吊具回转/升降控制手柄、吊具纵/横移控制手柄、控制吸合/释放控制开关、控制合选择开关、吸合成功指示灯、故障指示灯。
[0025] 另一方面，一种适用于装配式道路铺设的真空吊具装置的操作方法，利用所述装置真空吸附预制块，通过所述装置将所述预制块进行X、Y、Z方向的自由移动调整，使所述预
制块与路面块拼装对孔，实现装配式道路铺设作业。
[0026] 所述道路铺设操作如下：
[0027] 1)根据起吊所述预制块重量，选择合适吨位挖掘机；
[0028] 2)拆卸所述挖掘机上的挖斗，更换上所述装置；
[0029] 3)启动所述挖掘机，调整幅度，所述挖掘机回转至取料位置；
[0030] 4)操作所述吊具无线遥控控制盒控制所述装置，根据取料位置，使所述装置对准所述预制块起吊位置；
[0031] 5)对准起吊位置后，操作所述吊具无线遥控控制盒控制所述装置下降，下降到位后，所述装置吸合所述预制块；
[0032] 6)吸附所述预制块成功后，操作所述吊具无线遥控控制盒控制所述装置上升，上升到位后，所述装置回转至拼装位置；
[0033] 7)操作所述吊具无线遥控控制盒控制所述装置回转、X、Y、Z方向的自由移动调整，使所述预制块对准已铺设预制块边缘位置；
[0034] 8)对准拼装位置后，操作所述吊具无线遥控控制盒控制所述装置下降，下降到位后，所述装置释放所述预制块；
[0035] 9)完成一块所述预制块的铺设流程，余下所述预制块的铺设重复步骤3)至步骤8)，最终完成装配式道路铺设作业。
[0036] 在上述的技术方案中，本发明所提供的一种适用于装配式道路铺设的真空吊具装置及其操作方法，可以迅速实现与挖掘机的连接，与挖掘机连接时，只需要连接两根销轴和
三根液压油管即可，利用原标准挖掘机液压系统做专用吊具的动力源，快速使普通挖掘机
变为装配式道路铺设装备。本发明装置采用真空吸盘，可快速吸附路面预制块，设计吸附路
面预制块的额定载荷为8吨；具有纵横移微调、垂直升降、回转、垂直度调平等功能，均由液
压驱动，实现了X、Y、Z三个轴线方向的自由移动调整，并具有前后倾调整功能，可方便灵活
地实现预制块与路面块的拼装对孔。作业时，操作人员在挖掘机司机室一人可以实现预制
块的抓取、移动到位、对位拼装、放料等工况功能，自动化程度较高。
[0037] 还具有以下几点有益效果：
[0038] 1)快速吸附预制块，可控制在20秒内，即可实现预制块的吸取；
[0039] 2)具有四自由度调整功能，方便灵活，快速对位拼装；
[0040] 3)吸附预制块后，稳定性好，不会晃动，方便对位；
[0041] 4)装置拆装方便，快速灵活，成本造价低，实现挖掘机多功能，一机多用；
[0042] 5)提高作业效率，节省人力，仅一人即可完成拼装对位；
[0043] 6)无线遥控操作，自动化程度高，安全可靠；
[0044] 7)通过更改机械连接形式，也可以应用在其它起重设备上。
附图说明
[0045] 图1是本发明装置实施例中吊具上架的结构示意图；
[0046] 图2是本发明装置实施例的液压原理示意图；
[0047] 图3是本发明装置实施例中吊具无线遥控控制盒的示意图；
[0048] 图4是本发明装置实施例中挖掘机的结构示意图；
[0049] 图5是本发明装置实施例的结构示意图；
[0050] 图6是本发明方法实施例后方取料作业的示意图；
[0051] 图7是本发明方法实施例侧方取料作业的示意图；
[0052] 图8是本发明方法实施例铺设预制块的示意图；
[0053] 图9是本发明方法实施例铺设完成后预制块的示意图。
具体实施方式
[0054] 下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0055] 请结合图1至图5所示，本发明所提供的一种适用于装配式道路铺设的真空吊具装置，与挖掘机100相连。
[0056] 包括吊具上架1，安装于吊具上架1上的四个真空吸盘机构、蓄电池组2、电控单元3、液压控制单元4和遥控接收器5。
[0057] 还包括连接壳体，连接壳体内安装有液压升降油缸6，液压升降油缸6通过微调机构与吊具上架1相连，连接壳体上还安装有回转机构、液压快速接头7和连接耳板，连接耳板
上具有挖机摆杆连接轴8、挖机连接轴9，挖机摆杆连接轴8与挖掘机100上的摆杆101相连，
挖机连接轴9与挖掘机100上的机械臂102相连。
[0058] 液压升降油缸6控制吊具上架1的上下移动，移动行程为0～600mm，电比例驱动，移动速度无级可调。
[0059] 还包括吊具无线遥控控制盒10。
[0060] 真空吸盘机构均包括安装于吊具上架1上的真空压缩机11、真空储气罐和真空吸盘本体12，真空储气罐置于吊具上架1内部，真空压缩机11通过气体管路与真空储气罐相连
通，真空储气罐通过气体管路与四个真空吸盘本体12相连通，真空吸盘本体12又通过吸盘
间距调节装置13安装于吊具上架1的下表面，可根据预制块200的尺寸任意调节真空吸盘本
体12之间的间距。
[0061] 真空压缩机11由液压马达驱动。
[0062] 微调机构包括纵移微调马达14、横移微调马达15，纵移微调马达14和横移微调马达15通过滚珠丝杠16与吊具上架1相连，实现吊具上架1沿X、Y轴纵横坐标移动，移动距离为
±200mm，电比例驱动，移动速度无级可调。
[0063] 回转机构包括回转液压马达17、回转轴承18和液压回转接头19，回转液压马达17通过齿轮连有回转轴承18，回转轴承18与连接壳体相连，吊具上架1回转由回转液压马达17
带动齿轮驱动回转轴承18实现，回转角度360°，回转速度2rpm，电比例驱动，回转速度无级
可调。
[0064] 本发明装置液压系统压力油源由挖掘机100提供，通过液压快速接头7实现与挖掘机100上的液压系统连接，然后通过液压快速接头7连接到液压控制单元4上。本发明装置的
回转、升降、纵横移微调、真空压缩机11均采用液压驱动。
[0065] 请结合图2所示，按挖掘机100多路阀组同类型的液压控制回路设计，本发明装置为负载敏感多路阀控制。液压快速接头7具有三组，通过液压快速连接软管27分别接入挖掘
机100上的液压系统的主机压力油端口P、负载反馈端口LS、回油端口T，控制液压油经液压
回转接头19、液压控制单元4(选用5联比例多路阀)分别控制回转液压马达17、纵移微调马
达14、横移微调马达15、真空压缩机11的液压马达、液压升降油缸6，5联比例多路阀为电比
例控制。
[0066] 本发明装置利用抽真空实现对预制块200的吸附，真空吸盘机构大于4.0系数，符合欧洲CE有关起重设备安全规定。真空压缩机11由液压马达驱动，当真空压力达到设定值
后，液压马达自动停止运行，当真空压力减小到设定值后，液压马达自动启动。真空吸盘本
体12用以吸附预制块200，真空吸盘本体12之间的间距可以通过吸盘间距调节装置13实现
间距调节，用以实现吸附不同尺寸的预制块200。本发明装置的真空吸盘机构设有四套，均
采用独立真空系统，对应一个真空吸盘本体12，当其中一套真空吸盘机构发生问题也不影
响另外三套真空吸盘机构正常运作。
[0067] 吊具上架1上还安装有状态指示灯20，其声光报警由红、黄、绿三种颜色：
[0068] 1)当真空吸盘机构不吸附时，状态指示灯20为绿灯，不发出声音报警；
[0069] 2)当真空吸盘机构有一套未达到指定真空度时，状态指示灯20为红灯并闪烁，同时发出声音报警；
[0070] 3)当真空吸盘机构都达到指定真空度时，吸合成功，状态指示灯20为黄灯，不发出声音报警。
[0071] 蓄电池组2的容量为100A，DC24V，可满足24小时施工需求，蓄电池组2可快速更换。
[0072] 电控单元3包括可编程控制器，可编程控制器通过控制电路与液压控制单元4相连，可编程控制器为移动工程机械专用PLC，防护等级IP66，可满足室外环境工况，可直接驱
动液压控制单元4。回转液压马达17、纵移微调马达14、横移微调马达15、真空压缩机11的液
压马达和液压升降油缸6均由可编程控制器驱动控制。本发明装置采用无线遥控控制，控制
命令由司机室的吊具无线遥控控制盒10发出，由遥控接收器5接收命令，遥控接收器5接收
到命令后，发给电控单元3的移动工程机械专用PLC，PLC根据无线遥控控制盒10发出的控制
命令和液压控制单元4的压力、位移、角度编码器等传感器反馈信号，实现吊具回转、纵横
移、升降的精确位置闭环控制。当PLC根据传感器信号判断吊具吸盘没有达到指定位置或速
度时，PLC输出驱动信号给液压控制单元4，液压控制单元4驱动各个机构执行动作，直至完
成；但当控制命令发出5S后，执行机构无动作，传感器信号无变化，则PLC停止输出，发出故
障报警信号给遥控控制盒10，遥控控制盒故障报警指示灯25亮，并发出蜂鸣报警，提示执行
机构出现故障。
[0073] 请结合图3所示，吊具无线遥控控制盒10可以设置在挖掘机100的司机室内，也可以由操作人员随身携带。吊具无线遥控控制盒10上具有吊具回转/升降控制手柄21，用以控
制吊具上架1的回转和升降；吊具纵/横移控制手柄22，用以控制吊具上架1的纵向、横向方
向的移动；控制吸合/释放控制开关23，用以控制真空吸盘本体12对预制块200的吸合/释
放，当旋钮打到吸合位置时，真空吸盘本体12执行吸合动作，开始抽真空，当真空度达到设
定要求时，电控单元3发出吸合成功信号，吸合成功指示灯24亮，表示吸合成功，可以操作起
吊。当出现故障时，故障指示灯25亮。控制合选择开关26用以控制选择权，用以安全保护，只
有控制合选择开关26打到合的位置，吊具无线遥控控制盒10上的开关和手柄才起控制作
用。吊具回转/升降控制手柄21和吊具纵/横移控制手柄22均为万向模拟量，可根据操作手
柄的幅度来控制回转、升降、纵横移的移动速度。
[0074] 本发明还提供了一种适用于装配式道路铺设的真空吊具装置的操作方法，道路铺设操作如下：
[0075] 1)根据起吊预制块200重量，选择合适吨位挖掘机100，如图4所示；
[0076] 2)拆卸挖掘机100上的挖斗，更换上装置，挖机摆杆连接轴8与挖掘机100上的摆杆101相连，挖机连接轴9与挖掘机100上的机械臂102相连，液压快速接头7通过液压快速连接
软管27分别接入挖掘机100上的液压系统，如图5所示，
[0077] 3)启动挖掘机100，调整幅度，挖掘机100回转至取料位置，如图6、图7所示；
[0078] 4)控制合选择开关26转至合的位置，根据预制块200位置，通过操作吊具回转/升降控制手柄21和吊具纵/横移控制手柄22，控制吊具上架1回转、纵横向移动，使吊具上架1
对准预制块200起吊位置，如图6、图7所示；
[0079] 5)对准起吊位置后，操作吊具回转/升降控制手柄21，控制液压升降油缸6使吊具上架1下降，下降到位后，控制吸合/释放控制开关23旋转至吸合位置，真空吸盘本体12吸附
预制块200，如图6、图7所示；
[0080] 6)吸合成功指示灯24亮后，操作吊具回转/升降控制手柄21，控制液压升降油缸6使吊具上架1上升，上升到一定位置后，挖掘机100回转至拼装位置，如图8所示；
[0081] 7)通过操作吊具回转/升降控制手柄21和吊具纵/横移控制手柄22，控制吊具上架1回转、X、Y、Z方向的自由移动调整，使预制块对准已铺设预制块边缘位置A，如图8所示；
[0082] 8)对准拼装位置后，操作吊具回转/升降控制手柄21，控制液压升降油缸6使吊具上架1下降，下降到位后，控制吸合/释放控制开关23旋转至释放位置，真空吸盘本体12释放
预制块200；
[0083] 9)完成一块预制块200的铺设流程，余下预制块的铺设重复步骤3)至步骤8)，最终完成装配式道路铺设作业，如图9所示。
[0084] 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变
化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
