CN104310206A - 管节吊运翻转装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管节吊运翻转装置及其方法，该装置包括：吊架横梁；装配于所述吊架横梁两端的第一吊臂及第二吊臂，所述第一吊臂中与所述第二吊臂的相对侧设有第一连接部，所述第二吊臂中与所述第一吊臂的相对侧设有与所述第一连接部对应的第二连接部；以及电控制器，电性连接于所述第一连接部和所述第二连接部；其中，所述第一连接部和所述第二连接部在所述电控制器的控制下配合以夹持管节并驱动所述管节转动至预定的装配角度。本发明提出一种管节吊运翻转装置，通过自动化控制简化了施工步骤，降低了施工过程中的风险，而且缩短了管节吊运和翻转的时间，并且可以根据需要精确地控制管节的翻转角度。

Description

管节吊运翻转装置及其方法

技术领域

本发明涉及顶管法施工技术领域，尤其是指一种可提高管节吊装效率及安全的管节吊运翻转装置及其方法。

背景技术

在顶管法施工中，管节的吊运作为一个重要的施工步骤，由于是对于体积较大、重量较重的大断面管节的吊运，因此，所使用吊运管节的装置关系到管节吊装的效率及安全，若操作不当，其风险不言而喻。

目前，通过大口径管节起吊时，采用无动力的横担式钢丝绳专用吊具，管节翻转时利用行车副钩动力，用挂钩钩住管节的下端，轻轻地提升副钩，缓慢翻转，翻转超过90°后挂钩自动脱开。有时人们为了翻转方便，利用吊点与重心不重合，在重力的作用下完成管节翻转。然而，这种吊运及翻转的方式，存在以下问题：

(1)管节翻转时，有时翻转速度太快，由于管节自身重量太大、太重，导致惯性产生额外冲量，降低了安全性能，容易发生事故；

(2)用在大断面顶管施工中，需要很多辅助设施，施工效率低，耗时长。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种提高管节吊装效率及安全性的管节吊运翻转装置以解决上述技术问题。

本发明的又一目的在于，提出一种使用本发明的管节吊运翻转装置的管节吊运翻转方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种管节吊运翻转装置，包括：

吊架横梁；

装配于所述吊架横梁两端的第一吊臂及第二吊臂，所述第一吊臂中与所述第二吊臂的相对侧设有第一连接部，所述第二吊臂中与所述第一吊臂的相对侧设有与所述第一连接部对应的第二连接部；以及

电控制器，电性连接于所述第一连接部和所述第二连接部；

其中，所述第一连接部和所述第二连接部在所述电控制器的控制下配合以夹持管节并驱动所述管节转动至预定的装配角度。

作为本发明的进一步改进，所述第一连接部包括第一销轴、驱动所述第一销轴凸伸出所述第一吊臂的第一电机以及配合齿轮箱驱动所述第一销轴转动的第二电机，所述第二连接部包括第二销轴以及驱动所述第二销轴凸伸出所述第二吊臂的第三电机，所述第二销轴跟随所述第一销轴的转动而转动。

作为本发明的进一步改进，所述第一连接部包括第一销轴、驱动所述第一销轴凸伸出所述第一吊臂的第一电机以及配合齿轮箱驱动第一销轴转动的第二电机，所述第二连接部包括第二销轴、驱动所述第二销轴凸伸出所述第二吊臂的第三电机以及配合齿轮箱驱动所述第二销轴转动的第四电机。

作为本发明的进一步改进，所述第一销轴与所述第二销轴位于同一水平高度。

作为本发明的进一步改进，所述第一销轴和所述第二销轴均为多边形销轴，所述管节侧面设有与所述第一销轴相匹配的第一连接孔以及与所述第二销轴相匹配的第二连接孔。

作为本发明的进一步改进，所述第一销轴和所述第二销轴的转速为1圈/3分钟。

为了达到本发明的又一目的，本发明所采用的技术方案为：

一种上述管节吊运翻转装置的管节吊运翻转方法，包括：

提供一管节吊运翻转装置；

分别控制第一连接部和第二连接部连接于管节以配合夹持于管节；

利用吊车通过所述管节吊运翻转装置将所述管节吊起；

控制所述第一连接部和/或所述第二连接部驱动所述管节转动至预定的装配角度；

将所述管节吊运至施工位置。

作为本发明的进一步改进，所述第一连接部和所述第二连接部连接于管节以配合夹持于所述管节具体步骤包括：

利用所述第一电机控制所述第一销轴凸伸并插置于所述管节的第一连接孔；以及

利用所述第三电机控制所述第二销轴凸伸并插置于所述管节的第二连接孔。

作为本发明的进一步改进，控制所述第一连接部和/或所述第二连接部驱动所述管节转动的具体步骤包括：

利用所述第三电机控制所述第一销轴转动，所述第二销轴跟随所述第一销轴转动而转动，以使所述管节转动至所需要装配的装配角度；或者

作为本发明的进一步改进，控制所述第一连接部和/或所述第二连接部驱动所述管节转动的具体步骤包括：

利用所述第三电机和所述第四电机分别控制所述第一销轴和所述第二销轴同步转动，以使所述管节转动至所需要装配的装配角度。

本发明的有益效果在于，提出一种管节吊运翻转装置及其方法，通过自动化控制简化了施工步骤，降低了施工过程中的风险，而且缩短了管节吊运和翻转的时间，并且可以根据需要精确地控制管节的翻转角度。

附图说明

图1为本发明的管节吊运翻转装置的正视结构示意图；

图2为本发明的管节吊运翻转装置的立体图；

图3为本发明的管节吊运翻转装置的爆炸图；

图4为本发明的管节吊运翻转装置吊运管节未翻状态转时的立体图；以及

图5为本发明的管节吊运翻转装置吊运管节翻转状态时的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

请参照图1至图3，图1为本发明的管节吊运翻转装置的正视结构示意图；图2为本发明的管节吊运翻转装置的立体图；图3为本发明的管节吊运翻转装置的爆炸图。如图1、图2和图3所示，本发明的管节吊运翻转装置，包括：吊架横梁1、第一吊臂2以及第二吊臂3。其中，吊架横梁1上设有供吊车吊运的吊耳11。本发明通过设置于第一吊臂2上的第一连接部21配合设置于第二吊臂上3的第二连接部31来实现管节的吊运及翻转。

具体地，第一吊臂2和第二吊臂3分别装配于吊架横梁1两端，特别地，第一吊臂2与吊架横梁1之间、第二吊臂3与吊架横梁1之间均通过螺栓和连接销固定连接，如此设置以使该管节吊运翻转装置可被拆卸成多个零部件，便于运输，同时组装容易，适合工程施工中使用。特别地，该第一吊臂2中与第二吊臂3的相对侧设有第一连接部21，该第一连接部21包括第一销轴211以及与第一销轴211联动设置的第一电机212。该第二吊臂3中与第一吊臂2的相对侧设有与第一连接部21对应的第二连接部31，该第二连接部31包括第二销轴311以及与第二销轴311联动设置的第三电机312。如图3所示，在本实施方式中，第一销轴211与第二销轴311沿彼此相对的方向凸伸出，从而可以配合夹持管节5。本发明的实施方式中，第一销轴211和第二销轴311均为多边形销轴，从而可以带动管节5转动至预定的装配角度，并且避免第一销轴211和第二销轴311在管节5的连接孔内打滑，优选地，第一销轴211与第二销轴311均为方销。另外，需要说明的是，管节5的在生产过程中相对两侧面预设有与第一销轴211相匹配的第一连接孔(未图示)以及与第二销轴311相匹配的第二连接孔(未图示)。

优选地，在本发明的一实施方式中，第一连接部21还包括一配合齿轮箱(未图示)驱动第一销轴311转动的第二电机213，通过控制第一销轴211转动以控制管节5的翻转，具体地，该第一电机212驱动第一销轴211凸伸出第一吊臂2、并通过第二电机213驱动第一销轴211转动，第三电机312驱动第二销轴311凸伸出第二吊臂3，通过第二电机213驱动第一销轴211转动，带动第二销轴311一并转动，即第二销轴311通过管节5跟随第一销轴211的转动而转动。在本发明的又一实施方式中，仅需控制第二销轴311转动以控制管节5的翻转，此时，第二连接部31包括一配合齿轮箱驱动第二销轴311转动的第四电机(未图示)，具体地，该第一电机212驱动第一销轴211凸伸出第一吊臂2，第三电机312驱动第二销轴311凸伸出第二吊臂3、并通过第四电机驱动第二销轴311转动，在本实施方式中通过第四电机驱动第二销轴311转动，带动第一销轴211一并转动，即第一销轴211通过管节5跟随第二销轴311的转动而转动。在发明的另一实施方式中，亦可以控制第一销轴211和第二销轴311同时转动以配合驱动管节5翻转，此时，第一连接部21包括配合齿轮箱驱动第一销轴311转动的第二电机213，第二连接部31包括一配合齿轮箱驱动第二销轴311转动的第四电机。具体地，该第一电机212驱动第一销轴211凸伸出第一吊臂2、并通过第二电机213驱动第一销轴211转动，第三电机312驱动第二销轴311凸伸出第二吊臂3、并通过第四电机驱动第二销轴311转动，本实施方式通过利用第一销轴211与第二销轴311同时同步转动来控制管节5的转动，此时必须保证第一销轴211与第二销轴311保持同样的转速，以使管节5翻转协调。其中，在本发明的各个实施方式中，第一销轴211与第二销轴311处于同一水平高度，从而更加有利于管节5吊运过程中翻转，并且可确保精确地控制管节5的调整角度；第一连接部21和/或第二连接部31控制管节5以1圈/3分钟的转速转动，从而可以对管节5的翻转角度进行微调，以确保管节5具有匹配的装配角度。

本发明的管节吊运翻转装置还包括电控制器4，该电控制器4设置于第一吊臂2上或第二吊臂3上，电控制器4电性连接于第一连接部21和第二连接部31。其中，第一连接部21与第二连接部31可被控制地配合夹持管节5并以第一连接部21的连接点和第二连接部31的连接点为轴线驱动管节5转动。特别地，本发明的管节吊运翻转装置还包括与电控制器相互通信、以供远程控制第一连接部21和第二连接部31的控制终端(未图示)。在施工过程中，施工人员可以在远离施工现场的位置通过远程操作控制终端来实现管节5的吊运及翻转，提高了施工的安全性，降低了施工过程中的风险。

本发明的实施方式中，利用该管节吊运翻转装置进行管节吊运翻转的方法，该方法包括：

提供一管节吊运翻转装置，该管节吊运翻转装置包括吊架横梁1以及装配于吊架横梁1两侧的第一吊臂2和第二吊臂3，第一吊臂2中与第二吊臂3的相对侧设有第一连接部21，第二吊臂3中与第一吊臂2的相对侧设有与第一连接部21对应的第二连接部31；

分别控制第一连接部21和第二连接部31连接于管节5以配合夹持于管节5；

利用吊车通过管节吊运翻转装置将管节5吊起；

控制第一连接部21和/或第二连接部31驱动管节5转动至预定的装配角度；

将管节5吊运至施工位置。

具体地，该第一连接部21包括第一销轴211以及控制第一销轴211的第一电机212；第二连接部31包括第二销轴311以及控制第二销轴311的第三电机312。需要说明的是，本发明中的第一连接部21还可以包括驱动第一销轴211转动的第二电机213，该第一连接部21可被设置为控制第一销轴211凸伸出第一吊臂2并通过第二电机213驱动该第一销轴211转动；或者第一连接部21仅包括第一电机212，并通过第一电机212控制第一销轴211凸伸出第一吊臂2。第二连接部31还可以包括驱动第二销轴311转动的第四电机，该第二连接部31可被设置为控制第二销轴311凸伸出第二吊臂3并通过第四电机驱动第二销轴311转动；或者第二连接部31仅包括第三电机312，并通过控制第二销轴311凸伸出第二吊臂3，具体地可根据本发明的各个实施例的情况而来设置第一连接部21和第二连接部31。

其中，该第一连接部21和第二连接部31连接于管节5以配合夹持于管节5具体步骤包括：利用第一电机212控制第一销轴211凸伸并插置于管节5的第一连接孔1；以及利用第三电机312控制第二销轴311凸伸并插置于管节5的第二连接孔512。

优选地，本发明的一实施方式中，控制第一连接部21和/或第二连接部31驱动管节5转动的具体步骤包括：利用第二电机213控制第一销轴211转动，第二销311轴跟随第一销轴211转动而转动，以使管节5转动至所需要装配的装配角度。本发明的又一实施方式中，控制第一连接部21和/或第二连接部31驱动管节5转动的具体步骤包括：利用第四电机312控制第二销轴311转动，第一销211轴跟随第二销轴311的转动而转动，以使管节5转动至所需要装配的装配角度。本发明的另一实施方式中，控制第一连接部21和/或第二连接部31驱动管节5转动的具体步骤包括：利用第二电机213和第四电机分别控制第一销轴211和第二销轴311转动，以使管节5转动至所需要装配的装配角度。

特别地，在本发明中，第一销轴211与第二销轴311位于同一水平高度，在本实施方式中，第一销轴211和第二销轴311均为多边形销轴，第一连接孔1具有与第一销轴211相匹配的结构，第二连接孔512具有与第二销轴311相匹配的结构。利用第一销轴211和第二销轴311控制管节5以1圈/3分钟的转速转动，从而可以对管节5的翻转角度进行微调，以确保管节5具有匹配的装配角度。

在本发明的实施方式中，该管节吊运翻转装置还包括分别与第一连接部21和第二连接部31电性连接的电控制器4以及与电控制器4相互通信、以远程控制第一连接部21和第二连接部31的控制终端。具体地，在操作过程中，利用控制终端与电控制器4无线通信控制第一连接部21和第二连接部31，从而控制第一销轴211与第二销轴311分别凸伸出，并控制第一销轴211来驱动管节5转动，优选地，在第一连接部21和第二连接部31还分别设有传感器，通过传感器检测第一销轴211和第二销轴311凸伸出的尺寸是否为预设定的尺寸，从而确保第一销轴211和第二销轴311对应地装配入第一连接孔和第二连接孔到位。通过简单的自动化控制，提供了工作效率，并且避免了施工过程中的安全事故。

本发明提出管节吊运翻转装置及其方法，通过自动化控制简化了施工步骤，降低了施工过程中的风险，而且缩短了管节吊运和翻转的时间，并且可以根据需要精确地控制管节的翻转角度。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种管节吊运翻转装置，其特征在于，包括： 

吊架横梁； 

装配于所述吊架横梁两端的第一吊臂及第二吊臂，所述第一吊臂中与所述第二吊臂的相对侧设有第一连接部，所述第二吊臂中与所述第一吊臂的相对侧设有与所述第一连接部对应的第二连接部；以及 

电控制器，电性连接于所述第一连接部和所述第二连接部； 

其中，所述第一连接部和所述第二连接部在所述电控制器的控制下配合以夹持管节并驱动所述管节转动至预定的装配角度。 

2.根据权利要求1所述的管节吊运翻转装置，其特征在于，所述第一连接部包括第一销轴、驱动所述第一销轴凸伸出所述第一吊臂的第一电机以及配合齿轮箱驱动所述第一销轴转动的第二电机，所述第二连接部包括第二销轴以及驱动所述第二销轴凸伸出所述第二吊臂的第三电机，所述第二销轴跟随所述第一销轴的转动而转动。 

3.根据权利要求1所述的管节吊运翻转装置，其特征在于，所述第一连接部包括第一销轴、驱动所述第一销轴凸伸出所述第一吊臂的第一电机以及配合齿轮箱驱动第一销轴转动的第二电机，所述第二连接部包括第二销轴、驱动所述第二销轴凸伸出所述第二吊臂的第三电机以及配合齿轮箱驱动所述第二销轴转动的第四电机。 

4.根据权利要求2或3所述的管节吊运翻转装置，其特征在于，所述第一销轴与所述第二销轴位于同一水平高度。 

5.根据权利要求4所述的管节吊运翻转装置，其特征在于，所述第一销轴和所述第二销轴均为多边形销轴，所述管节侧面设有与所述第一销轴相匹配的第一连接孔以及与所述第二销轴相匹配的第二连接孔。 

6.根据权利要求4所述的管节吊运翻转装置，其特征在于，所述第一销轴和所述第二销轴的转速为1圈/3分钟。 

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的管节吊运翻转装置的管节吊运翻转方法，其特征在于，包括： 

提供一管节吊运翻转装置； 

分别控制第一连接部和第二连接部连接于管节以配合夹持于管节； 

利用吊车通过所述管节吊运翻转装置将所述管节吊起； 

控制所述第一连接部和/或所述第二连接部驱动所述管节转动至预定的装配角度； 

将所述管节吊运至施工位置。 

8.根据权利要求7所述的管节吊运翻转方法，其特征在于， 

所述第一连接部和所述第二连接部连接于管节以配合夹持于所述管节具体步骤包括： 

利用所述第一电机控制所述第一销轴凸伸并插置于所述管节的第一连接孔；以及 

利用所述第三电机控制所述第二销轴凸伸并插置于所述管节的第二连接孔。 

9.根据权利要求7所述的管节吊运翻转方法，其特征在于，控制所述第一连接部和/或所述第二连接部驱动所述管节转动的具体步骤包括： 

利用所述第三电机控制所述第一销轴转动，所述第二销轴跟随所述第一销轴转动而转动，以使所述管节转动至所需要装配的装配角度。 

10.根据权利要求7所述的管节吊运翻转方法，其特征在于，控制所述第一连接部和/或所述第二连接部驱动所述管节转动的具体步骤包括： 

利用所述第三电机和所述第四电机分别控制所述第一销轴和所述第二销轴同步转动，以使所述管节转动至所需要装配的装配角度。