CN109317944A - 自动定位夹紧装置及钢拱架的装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自动定位夹紧装置及钢拱架的装配方法，包括套筒(9)、推杆(6)、滑块(4)；滑块(4)以可滑动方式安装在推杆柱销(601)上，位于滑块(4)侧面的滑块柱销(401)装配在所述凹槽侧面(902)的滑槽(5)中，且能够沿滑槽(5)滑动；在推杆(6)相对于套筒(9)的轴向运动的带动下，滑块(4)受到滑槽(5)的导向能够在解锁位置与锁定位置之间运动。本发明能够实现钢拱架拼装环的快速定位与夹紧，提高钢拱架成环效率和降低人员安装带来的不可控风险，是实现TBM全自动化的重要一步。

Description

自动定位夹紧装置及钢拱架的装配方法
技术领域
本发明涉及定位夹紧结构领域，具体地，涉及自动定位夹紧装置。尤其是一种TBM钢拱架自动定位夹紧装置。
背景技术
TBM(Tunnel Boring Machine)是指全断面岩石隧道掘进机，是一种硬岩隧道掘进的专用工程机械，岩石隧道掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。
在隧道掘进机工作过程中，遇到隧道围岩破碎时，需要拼装大量钢拱架用于围岩支护，钢拱架一般由多段工字钢或者H型钢拼接而成。由于是多段拼装，那么必然涉及到如何快速准确定位的问题，传统方式依靠人力搬运，钢拱架摆放到指定位置后再进行固定。这种手工安装方式成环效率低且对操作人员存在很大的安全隐患。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种自动定位夹紧装置。
根据本发明提供的一种自动定位夹紧装置，包括套筒9、推杆6、滑块4；
推杆6同轴穿设在套筒9中；
套筒9的前端设置有凹槽，其中，所述凹槽具有凹槽侧面902；
推杆6的前端延伸出推杆柱销601；
滑块4以可滑动方式安装在推杆柱销601上，位于滑块4侧面的滑块柱销401装配在所述凹槽侧面902的滑槽5中，且能够沿滑槽5滑动；
在推杆6相对于套筒9的轴向运动的带动下，滑块4受到滑槽5的导向能够在解锁位置与锁定位置之间运动；
当滑块4位于解锁位置时，滑块4整体进入所述凹槽中；
当滑块4位于锁定位置时，滑块4的至少一部分凸出于套筒9。
优选地，滑块4的数量为两个，分别布置在推杆6的径向上的两端。
优选地，所述凹槽具有凹槽底面901；
滑块4受到倾斜的所述凹槽底面901和滑槽5的共同导向，能够在解锁位置与锁定位置之间运动。
优选地，在滑块4由解锁位置朝向锁定位置运动的过程中：
在轴向上，滑块4伴随推杆6向套筒9的后端方向同步运动；
在径向上，滑块4朝远离推杆6的方向运动，实现凸出于套筒9的表面。
优选地，在滑块4由锁定位置朝向解锁位置运动的过程中：
在轴向上，滑块4伴随推杆6向套筒9的前端方向同步运动；
在径向上，滑块4朝靠近推杆6的方向运动，实现缩入套筒9的凹槽中。
优选地，套筒9的固定板上开设有能够安装螺栓7的安装孔。
根据本发明提供的一种钢拱架的装配方法，使用上述的自动定位夹紧装置进行锁定与解锁。
优选地，包括如下步骤：
步骤A：自动定位夹紧装置3通过螺栓7固定在旋转环2上，旋转环2一周安装有多个自动定位夹紧装置3；
步骤B：上料装置将钢拱架1沿着自动定位夹紧装置3安装到旋转环2上；安装到位后自动定位夹紧装置3的滑块4由解锁位置切换到锁定位置，钢拱架1被夹紧；
步骤C：旋转环2旋转至下一个安装位，再次进行钢拱架1的安装；
重复上述步骤A、步骤B、步骤C，直至完成整环拼装；
拼装完成后，所有自动定位夹紧装置3的推杆6伸出，自动定位夹紧装置3全部呈现解锁状态；此时撑紧装置将完成拼装的钢拱架取出，撑紧；
其中，所述旋转环2、钢拱架1上均设置有与所述自动定位夹紧装置3配合的定位孔8。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明能够实现钢拱架拼装环的快速定位与夹紧；
2、本发明能够提高钢拱架成环效率和降低人员安装带来的不可控风险；
3、本发明是实现TBM全自动化的重要一步。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为带定位孔的钢拱架的结构示意图。
图2为安装有自动定位夹紧装置的旋转环的结构示意图。
图3为自动定位夹紧装置闭合解锁时状态。
图4为自动定位夹紧装置打开锁定时状态。
图5为自动定位夹紧装置结构图。
图6为自动定位夹紧装置安装方式示意图。
图7为自动定位夹紧装置夹紧结构图。
图8为本发明的原理示意图。
图中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
图1为钢拱架1的结构示意图。
图2为钢拱架拼装示意图，每个钢拱架1通过一对自动定位夹紧装置3固定在旋转环2上，如此往复直至完成整环的拼装。拼装完成后，自动定位夹紧装置3松开，撑紧环将拼装环取出，撑紧。
下面对本发明提供的一种自动定位夹紧装置的结构和工作原理进行具体说明。
首先，自动定位夹紧装置3通过螺栓7固定在旋转环2上，如图6所示，旋转环2一周安装有数个自动定位夹紧装置3，如图2所示。工作时，上料装置将钢拱架1沿着定位孔8和自动定位夹紧装置3安装到旋转环2上，定位孔8与自动定位夹紧装置3相适配，相应地，为了穿设自动定位夹紧装置3，在旋转环2上也设置有适配的定位孔8。安装到位后自动定位夹紧装置3自动夹紧，如图7所示。
其中自动定位夹紧装置3的基本原理如图5所示：滑块4通过滑槽5和推杆6固定在自动定位夹紧装置的凹槽9内。起定位作用时，推杆6向前伸出装置闭合解锁呈现图3所示状态，此时可以进行钢拱架1上料操作。当钢拱架1摆放到位后，推杆6向后回缩，动定位夹紧装置打开锁定呈现图4所示状态，此时钢拱架1被夹紧，如图7所示。夹紧后旋转环2旋转至下一个安装位，再次进行安装。重复上述步骤，直至完成整环拼装。
拼装完成后，所有自动定位夹紧装置3的推杆6伸出，自动定位夹紧装置3全部呈现图3所示状态。此时撑紧装置将完成拼装的钢拱架取出，撑紧。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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申请和简化描述，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申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种自动定位夹紧装置，其特征在于，包括套筒(9)、推杆(6)、滑块(4)；
推杆(6)同轴穿设在套筒(9)中；
套筒(9)的前端设置有凹槽，其中，所述凹槽具有凹槽侧面(902)；
推杆(6)的前端延伸出推杆柱销(601)；
滑块(4)以可滑动方式安装在推杆柱销(601)上，位于滑块(4)侧面的滑块柱销(401)装配在所述凹槽侧面(902)的滑槽(5)中，且能够沿滑槽(5)滑动；
在推杆(6)相对于套筒(9)的轴向运动的带动下，滑块(4)受到滑槽(5)的导向能够在解锁位置与锁定位置之间运动；
当滑块(4)位于解锁位置时，滑块(4)整体进入所述凹槽中；
当滑块(4)位于锁定位置时，滑块(4)的至少一部分凸出于套筒(9)。
2.根据权利要求1所述的自动定位夹紧装置，其特征在于，滑块(4)的数量为两个，分别布置在推杆(6)的径向上的两端。
3.根据权利要求1所述的自动定位夹紧装置，其特征在于，所述凹槽具有凹槽底面(901)；
滑块(4)受到倾斜的所述凹槽底面(901)和滑槽(5)的共同导向，能够在解锁位置与锁定位置之间运动。
4.根据权利要求1所述的自动定位夹紧装置，其特征在于，在滑块(4)由解锁位置朝向锁定位置运动的过程中：
在轴向上，滑块(4)伴随推杆(6)向套筒(9)的后端方向同步运动；
在径向上，滑块(4)朝远离推杆(6)的方向运动，实现凸出于套筒(9)的表面。
5.根据权利要求1所述的自动定位夹紧装置，其特征在于，在滑块(4)由锁定位置朝向解锁位置运动的过程中：
在轴向上，滑块(4)伴随推杆(6)向套筒(9)的前端方向同步运动；
在径向上，滑块(4)朝靠近推杆(6)的方向运动，实现缩入套筒(9)的凹槽中。
6.根据权利要求1所述的自动定位夹紧装置，其特征在于，套筒(9)的固定板上开设有能够安装螺栓(7)的安装孔。
7.一种钢拱架的装配方法，其特征在于，使用权利要求1至6中任一项所述的自动定位夹紧装置进行锁定与解锁。
8.根据权利要求7所述的钢拱架的装配方法置，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A：自动定位夹紧装置(3)通过螺栓(7)固定在旋转环(2)上，旋转环(2)一周安装有多个自动定位夹紧装置(3)；
步骤B：上料装置将钢拱架(1)沿着自动定位夹紧装置(3)安装到旋转环(2)上；安装到位后自动定位夹紧装置(3)的滑块(4)由解锁位置切换到锁定位置，钢拱架(1)被夹紧；
步骤C：旋转环(2)旋转至下一个安装位，再次进行钢拱架(1)的安装；
重复上述步骤A、步骤B、步骤C，直至完成整环拼装；
拼装完成后，所有自动定位夹紧装置(3)的推杆(6)伸出，自动定位夹紧装置(3)全部呈现解锁状态；此时撑紧装置将完成拼装的钢拱架取出，撑紧；
其中，所述旋转环(2)、钢拱架(1)上均设置有与所述自动定位夹紧装置(3)配合的定位孔(8)。
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