CN102359384B - 隧道中隔墙管片拼装装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种隧道中隔墙管片拼装装置，安装于隧道一侧的轨道上，包括一底座，在底座上枢接一摆臂，摆臂的摆动端与一动臂相枢接；摆臂上枢接有调整其状态的摆臂油缸，动臂上枢接有调整其状态的动臂油缸；在动臂上设有一钳体机构，该钳体机构包括一钳体平移座和与之相连的一钳体，该钳体上设有用于固定中隔墙的管片螺栓的管片螺栓固定口；所述钳体平移座与两个钳体平移油缸相连；钳体平移座上设有一齿轮轴，在动臂上设有钳体转向油缸和与之相连的齿条，齿条与齿轮轴啮合。本发明用于施工能够节约更多的时间和成本，保证工程的施工周期。
Description
技术领域
本发明涉及一种盾构法隧道施工的辅助设备，特别涉及一种属于隧道施工机械领域的大直径隧道中隔墙拼装机器人装置。
背景技术
随着城市建设的发展，地铁、地下排管工程不断增加，隧道盾构法开挖凭借自身的优势逐渐成为城市地下施工的主要手段。尤其是大直径盾构的使用，在越江隧道，公路隧道的使用中更为广泛。其目的就是开挖一条隧道能够取得多种用途，如果隧道用于双向车道或者中间必须有隔离墙时，其中隔墙的安装施工存在一定困难，中隔墙的顺利安装是影响整条隧道完工的主要因素之一。现有的技术方案是通过现场浇筑混凝土中隔墙，速度慢，成本高，安全性较差，质量不能保证。到目前为止还没有一种机械设备用于此用途。
目前国内外的盾构机制造厂家以及相关的机械设备制造厂家都没有此设备或者是相类似的设备。由此本发明人设计了一种大直径隧道中隔墙拼装机器人装置，通常我们把机械人装置摆放于隧道通道内的一侧，在地面布上轨道，机器人拼装装置的轮子安放于轨道之上，然后利用此轮子就可以在轨道上前后移动，同时，中隔墙拼装机器人装置可以将另外车道上的中隔墙夹取并安装固定于隧道中间位置，并且在安装时，通过其内的调节装置，能够对中隔墙的安装位置进行调整，达到一定的微调的目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种大直径隧道中隔墙拼装机器人装置，它能快速准确的安装隧道的中隔墙，节省更多的拼装时间和更好的保证工人的安全。
本发明的大直径隧道中隔墙拼装机器人装置，安装于隧道一侧的轨道上，包括一底座，在底座上枢接一摆臂，摆臂的摆动端与一动臂相枢接；摆臂上枢接有调整其状态的摆臂油缸，动臂上枢接有调整其状态的动臂油缸；
在动臂上设有一钳体机构，该钳体机构包括一钳体平移座和与之相连的一钳体，该钳体上设有用于固定中隔墙的管片螺栓的管片螺栓固定口；所述钳体平移座与两个钳体平移油缸相连；钳体平移座上设有一齿轮轴，在动臂上设有钳体转向油缸和与之相连的齿条，齿条与齿轮轴啮合。
所述钳体左右两端各设有一第一钳体调整油缸，上下两端各设有一第二钳体调整油缸。
在其底座上设有一行走机构，该行走机构上设有一轨道夹持器和底座推进油缸；轨道夹持器上设有用于夹紧轨道的轨道夹持油缸。
所述油缸采用嵌套和螺纹形式连接。
本发明的大直径隧道中隔墙拼装机器人装置能够在轨道上前后移动，并且可以自动抓取和拼装中隔墙，在安装时能够对中隔墙的安装位置进行适当的调整；具有多个自由度动作调节的功能，能够提高夹取和安装中隔墙的安全性和精准性。施工能够节约更多的时间和成本，保证工程的施工周期。
附图说明
图1是本发明的结构轴侧视图示意图；
图2是本发明的结构后视图示意图；
图3是本发明的结构侧视图示意图；
图4为本发明的行走机构示意图；
图5为本发明的的行走机构的轨道夹持器的结构示意图；
图6为本发明的抓取示意图；
图7为本发明的起吊示意图；
图8为本发明的转向示意图；
图9为本发明的安装示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参看图1，本发明的大直径隧道中隔墙拼装机器人装置，在其底座100上设有一行走机构20，该中隔墙拼装机器人的运动依靠行走机构20完成。
配合参看图3、图4、图5，本发明的大直径隧道中隔墙拼装机器人装置安装于隧道一侧轨道10上，行走机构20上设有一轨道夹持器21，在整体设备需要行走时，轨道夹持器油缸211伸出作业，夹紧轨道10，同时与行走机构20相连的底座推进油缸23作业，推动整体设备沿轨道10向前移动，则整体就会顺着轨道10运动。然后放开轨道夹持器21的油缸夹持，利用底座推进油缸23的伸缩移动，将轨道夹持器21移动至前方指定位置，然后将轨道夹持器21的油缸211夹持住轨道10，重复前面动作即完成中隔墙拼装机器人的运动。
在图1中，在其底座100上枢接一摆臂40，摆臂40进一步与一动臂50相枢接。摆臂40上还枢接摆臂油缸41，用于调节其状态；动臂50上枢接动臂油缸51，用于调节动臂的状态。在动臂50上设有一钳体平移座61和与之相连的一钳体62，钳体62上设有管片螺栓固定口620，通过管片螺栓固定口620与管片螺栓连接，进而使得中隔墙9与钳体62固定。
钳体62左右两端各设有一第一钳体调整油缸621，另上下两端各设有一第二钳体调整油缸622，通过第一钳体调整油缸621和第二钳体调整油缸622的伸缩，可以调节中隔墙9的合适状态。
在动臂50上还设有两个钳体平移油缸55，其作用于钳体平移座61上，通过对钳体平移座61的平移来实现对钳体62的平移。
配合参看图2，在动臂50上设有钳体转向油缸52和与之相连的齿条53，钳体平移座61上设有一齿轮轴611，齿条53与齿轮轴611啮合。钳体转向油缸52可控制齿条53上下运动，通过齿条53与旋转齿轮轴611的齿形啮合使钳体平移座61发生90°旋转，进而使钳体62发生90°旋转。
中隔墙拼装机器人的一个特点是不再依靠大量的人工作业，减少劳动强度，实现机械自动化作业。图6～图9所示为中隔墙拼装机器人整体安装于已经竣工的隧道中，位于隧道的一侧的轨道上；中隔墙运输设备（图中未示）则位于隧道的另一侧，中隔墙9处于平卧状态。
本发明的中隔墙拼装机器人在工作时，摆臂油缸41与动臂摆动油缸51伸出，使钳体62到达中隔墙9放置上方时，钳体平移油缸55伸出，使钳体62抵达中隔墙9，通过中隔墙9的管片螺栓使得中隔墙9与钳体62固定，同时第二钳体调整油缸622伸出，以防止中隔墙9发生旋转，如图6所示；
然后，摆臂油缸41与动臂摆动油缸51收回，使抓取的中隔墙9到达指定的位置，如图7所示；
钳体转向油缸52伸出，通过齿条53与旋转齿轮轴611的齿形啮合使钳体发生90°旋转，使中隔墙9旋转到安装所需的角度，如图8所示；
钳体平移油缸55收回，中隔墙9到达安装位置，此时，由第一钳体调整油缸621与第二钳体调整油缸622配合动作，可以使固定在钳体62上的中隔墙9围绕自己的Y、Z轴做旋转调整，这使得中隔墙9能够到达最佳的安装状态，如图9所示。
安装完成后，作业人员完成管片螺栓的拆除工作。
综上所述，本发明所述的中隔墙拼装机器人实现了六自由度的多角度调整安装，避免了中隔墙在安装时缺少微调的情况，并且能够实现机械自动化拼装，更好的节省了时间以及提高了施工的安全性，说明了此设备更可靠的中隔墙安装性能，适用于单洞双线隧道中隔墙施工。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种隧道中隔墙管片拼装装置，安装于隧道一侧的轨道上，包括一底座，其特征是：在底座上枢接一摆臂，摆臂的摆动端与一动臂相枢接；摆臂上枢接有调整其状态的摆臂油缸，动臂上枢接有调整其状态的动臂油缸；
在动臂上设有一钳体机构，该钳体机构包括一钳体平移座和与之相连的一钳体，该钳体上设有用于固定中隔墙的管片螺栓的管片螺栓固定口；所述钳体平移座与两个钳体平移油缸相连；钳体平移座上设有一齿轮轴，在动臂上设有钳体转向油缸和与之相连的齿条，齿条与齿轮轴啮合。
2.如权利要求1所述的装置，其特征是：所述钳体左右两端各设有一第一钳体调整油缸，上下两端各设有一第二钳体调整油缸。
3.如权利要求2所述的装置，其特征是：在其底座上设有一行走机构，该行走机构上设有一轨道夹持器和底座推进油缸；轨道夹持器上设有用于夹紧轨道的轨道夹持油缸。
4.如权利要求1～3任一项所述的装置，其特征是：所述油缸采用嵌套和螺纹形式连接。
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