CN109653766A - 一种适用于微型盾构机的管片拼装机 - Google Patents
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Abstract
一种适用于微型盾构机的管片拼装机，在平移装置上设置抓取装置，平移装置与四连杆提升装置连接，四连杆提升装置与驱动装置连接；在减速器的右端设置液压马达，在减速器的左端设置小齿轮，固定环与通过法兰固定在铰接环上，为管片拼装机的旋转动作提供动力的驱动装置固定在固定环上，旋转环通过回转支撑与固定环形成相对转动关系；第一销轴、第二销轴安装在第一连杆上，第四销轴安装在第二连杆上，提升油缸与第三连杆连接，第三销轴安装在第三连杆上。该发明结构紧凑可靠，节省盾体内大量空间，对机械结构要求较低，占用空间小，可靠的保证施工的安全性，应用于隧道掘进机技术领域中。
Description
技术领域
本发明是涉及隧道掘进机技术领域中的一种适用于微型盾构机的管片拼装机。
背景技术
近几年来，地下管廊项目越来越多，与传统盾构相比，微型盾构在市政管道施工建设上具有明显的优势。首先，微型盾构克服了传统盾构的诸多缺点。采用微型盾构能很好地处理地下水污染、地面沉降等问题，真正实现因时因地因势进行调整，符合城市市政管道施工建设。其次，微型盾构技术革新快。微型盾构因为机身小，成本低，可以根据施工要求进行快速更新换代，提高工作效率。降低了市政管道管理的成本，提高了使用寿命。但微型盾构机内部空间十分有限，现如今的管片拼装机不仅占用相当多的盾体内部空间，还对盾体内部的机械结构有相当大的要求，造成微型盾构内部空间不足以布置完善的盾构所需设备。设计出一种适用于微型盾构机的管片拼装机很有必要，而且必定会得到逐步推广。因此，研制开发一种适用于微型盾构机的管片拼装机一直是急待解决的新课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于微型盾构机的管片拼装机，该发明盾构机无需提供额外的机械结构对其进行支撑，从而节省盾体内大量空间,结构紧凑可靠，对机械结构要求较低，占用空间小，可靠的保证施工的安全性。
本发明的目的是这样实现的：一种适用于微型盾构机的管片拼装机，包括驱动装置、四连杆提升装置、平移装置、抓取装置，在平移装置上设置抓取装置，平移装置与四连杆提升装置连接，四连杆提升装置与驱动装置连接；驱动装置由液压马达、减速器、小齿轮、固定环、回转支撑、旋转环组成，在减速器的右端设置液压马达，在减速器的左端设置小齿轮，固定环与通过法兰固定在铰接环上，为管片拼装机的旋转动作提供动力的驱动装置固定在固定环上，旋转环通过回转支撑与固定环形成相对转动关系；四连杆提升装置由第一销轴、第二销轴、提升油缸、第三销轴、第四销轴、第一连杆、第二连杆、第三连杆组成，第一销轴、第二销轴安装在第一连杆上，第四销轴安装在第二连杆上，提升油缸与第三连杆连接，第三销轴安装在第三连杆上； 平移装置由行走梁、行走架、微调油缸、微调板、平移油缸、抓取板组成，在抓取板上设置二个行走梁，为平移装置和抓取装置提供支撑与行走轨道的二个行走梁固定在四连杆提升装置上，抓取装置沿着行走梁移动，提升油缸与平移装置连接，在二哥行走梁内设置行走架，在行走架上设置四个微调油缸，在行走架上设置平移油缸，在行走架上设置抓取装置，在抓取装置上设置微调板，微调板配合为管片提供θx, θy, θz方向的翻转自由度；抓取装置由抓取头、抓取滑块、抓取架、抓取块、关节轴承、挡块、抓取油缸组成，抓取头安装在抓取滑块内，抓取滑块安装在抓取架左部内，抓取块一端安装在抓取架右部内，抓取块另一端安装在关节轴承左部，挡块安装在关节轴承右部，抓取油缸安装在关节轴承及挡块内；
所述的一种适用于微型盾构机的管片拼装机的工作原理是，适用于微型盾构机的管片拼装机满足完美的六自由度行动，x，y，z，θx，θy，θz；驱动装置的液压马达和减速器带动小齿轮转动，通过回转支撑把扭矩传递给旋转环，从而完成旋转动作，旋转环的旋转角度最大可达±220°；四连杆提升装置是一个平行四边形机构，四连杆提升装置由第一销轴、第二销轴、提升油缸、第三销轴、第四销轴组成，平行四边形机构通过第一销轴、第二销轴、第三销轴、第四销轴固定在旋转环上并且连接平移装置，提升油缸缩回时，平移装置绕着第一销轴、第二销轴、第三销轴、第四销轴顺时针旋转，管片拼装机完成提升动作，提升油缸伸出时，平移装置绕着第一销轴、第二销轴、第三销轴、第四销轴逆时针旋转，管片拼装机完成下降动作；四连杆提升装置本身可以对提升进行限位，保证提升机构朝向隧道中心方向完成上升与下降动作；平移装置的行走梁支撑整个行走机械机构并为行走架提供行走轨道；行走架沿着行走梁提供的轨道前后移动，当平移油缸伸出时，平移装置向后配套方向移动，当平移油缸缩回时，平移装置向刀盘方向移动；抓取装置在抓取管片前，抓取油缸伸出，精准调整抓取滑块的高度位置，抓取到抓取头连接的管片后，抓取油缸缩回，抓取装置将对管片通过平移油缸抓取盘贴合进行撑紧，保证管片在管片拼装机上不发生晃动；
所述的一种适用于微型盾构机的管片拼装机的使用及操作方法是，当管片被输送到管片拼装机指定位置后，驱动装置启动，通过回转支撑带动旋转环转动，将抓取装置旋转到管片的上方；平移油缸伸出，带动抓取装置达到管片正上方；提升油缸伸出，带动抓取装置靠近管片，到达指定位置后，进行抓取管片动作；管片抓取后，抓取油缸缩回，撑紧管片；提升油缸缩回，带动管片抓取装置提升到一定高度，只要管片拼装机旋转时不与各部分干涉即可；平移油缸使管片达到轴向可以拼装管片的位置；驱动装置启动，管片拼装机旋转到要管片拼装位置；提升油缸伸出，带动管片至与上一环管片齐平的位置；平移油缸伸出，直至新拼装的管片与上一环管片压紧，最后采用螺栓连接紧固，管片拼装完成。
本发明的要点在于它的结构及工作原理及使用操作方法。
一种适用于微型盾构机的管片拼装机与现有技术相比，具有结构紧凑可靠，节省盾体内大量空间，对机械结构要求较低，占用空间小，可靠的保证施工的安全性等优点，将广泛地应用于隧道掘进机技术领域中。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
图1是本发明的结构立体装配图。
图2是本发明驱动装置的结构立体装配图。
图3是本发明四连杆提升装置的结构立体装配图。
图4是本发明平移装置的结构立体装配图。
图5是本发明抓取装置的结构立体装配图。
具体实施方式
参照附图，一种适用于微型盾构机的管片拼装机，包括驱动装置1、四连杆提升装置2、平移装置3、抓取装置4，在平移装置3上设置抓取装置4，平移装置3与四连杆提升装置2连接，四连杆提升装置2与驱动装置1连接；驱动装置1由液压马达1-1、减速器1-2、小齿轮1-3、固定环1-4、回转支撑1-5、旋转环1-6组成，在减速器1-2的右端设置液压马达1-1，在减速器1-2的左端设置小齿轮1-3，固定环1-4与通过法兰固定在铰接环上，为管片拼装机的旋转动作提供动力的驱动装置1固定在固定环1-4上，旋转环1-6通过回转支撑1-5与固定环1-4形成相对转动关系；四连杆提升装置2由第一销轴2-1、第二销轴2-2、提升油缸2-3、第三销轴2-4、第四销轴2-5、第一连杆2-6、第二连杆2-7、第三连杆2-8组成，第一销轴2-1、第二销轴2-2安装在第一连杆2-6上，第四销轴2-5安装在第二连杆2-7上，提升油缸2-3与第三连杆2-8连接，第三销轴2-4安装在第三连杆2-8上； 平移装置3由行走梁3-1、行走架3-2、微调油缸3-3、微调板3-4、平移油缸3-5、抓取板3-6组成，在抓取板3-6上设置二个行走梁3-1，为平移装置3和抓取装置4提供支撑与行走轨道的二个行走梁3-1固定在四连杆提升装置2上，抓取装置4沿着行走梁3-1移动，提升油缸2-3与平移装置3连接，在二哥行走梁3-1内设置行走架3-2，在行走架3-2上设置四个微调油缸3-3，在行走架3-2上设置平移油缸3-5，在行走架3-2上设置抓取装置4，在抓取装置4上设置微调板3-4，微调板3-4配合为管片提供θx, θy,θz方向的翻转自由度；抓取装置4由抓取头4-1、抓取滑块4-2、抓取架4-3、抓取块4-4、关节轴承4-5、挡块4-6、抓取油缸4-7组成，抓取头4-1安装在抓取滑块4-2内，抓取滑块4-2安装在抓取架4-3左部内，抓取块4-4一端安装在抓取架4-3右部内，抓取块4-4另一端安装在关节轴承4-5左部，挡块4-6安装在关节轴承4-5右部，抓取油缸4-7安装在关节轴承4-5及挡块4-6内。
所述的一种适用于微型盾构机的管片拼装机的工作原理是，适用于微型盾构机的管片拼装机满足完美的六自由度行动，x，y，z，θx，θy，θz；驱动装置1的液压马达1-1和减速器1-2带动小齿轮1-3转动，通过回转支撑1-5把扭矩传递给旋转环1-6，从而完成旋转动作，旋转环1-6的旋转角度最大可达±220°；四连杆提升装置2是一个平行四边形机构，四连杆提升装置2由第一销轴2-1、第二销轴2-2、提升油缸2-3、第三销轴2-4、第四销轴2-5组成，平行四边形机构通过第一销轴2-1、第二销轴2-2、第三销轴2-4、第四销轴2-5固定在旋转环1-6上并且连接平移装置3，提升油缸2-3缩回时，平移装置3绕着第一销轴2-1、第二销轴2-2、第三销轴2-4、第四销轴2-5顺时针旋转，管片拼装机完成提升动作，提升油缸2-3伸出时，平移装置3绕着第一销轴2-1、第二销轴2-2、第三销轴2-4、第四销轴2-5逆时针旋转，管片拼装机完成下降动作；四连杆提升装置2本身可以对提升进行限位，保证提升机构朝向隧道中心方向完成上升与下降动作；平移装置3的行走梁3-1支撑整个行走机械机构并为行走架3-2提供行走轨道；行走架3-2沿着行走梁3-1提供的轨道前后移动，当平移油缸3-5伸出时，平移装置3向后配套方向移动，当平移油缸3-5缩回时，平移装置3向刀盘方向移动；抓取装置4在抓取管片前，抓取油缸4-7伸出，精准调整抓取滑块4-2的高度位置，抓取到抓取头4-1连接的管片后，抓取油缸4-7缩回，抓取装置4将对管片通过平移油缸3-5抓取盘贴合进行撑紧，保证管片在管片拼装机上不发生晃动。
所述的一种适用于微型盾构机的管片拼装机的使用及操作方法是，当管片被输送到管片拼装机指定位置后，驱动装置1启动，通过回转支撑1-5带动旋转环1-6转动，将抓取装置4旋转到管片的上方；平移油缸3-5伸出，带动抓取装置4达到管片正上方；提升油缸2-3伸出，带动抓取装置4靠近管片，到达指定位置后，进行抓取管片动作；管片抓取后，抓取油缸4-7缩回，撑紧管片；提升油缸2-3缩回，带动管片抓取装置提升到一定高度，只要管片拼装机旋转时不与各部分干涉即可；平移油缸3-5使管片达到轴向可以拼装管片的位置；驱动装置1启动，管片拼装机旋转到要管片拼装位置；提升油缸2-3伸出，带动管片至与上一环管片齐平的位置；平移油缸3-5伸出，直至新拼装的管片与上一环管片压紧，最后采用螺栓连接紧固，管片拼装完成。
Claims (3)
1.一种适用于微型盾构机的管片拼装机，包括驱动装置、四连杆提升装置、平移装置、抓取装置，其特征在于：在平移装置上设置抓取装置，平移装置与四连杆提升装置连接，四连杆提升装置与驱动装置连接；驱动装置由液压马达、减速器、小齿轮、固定环、回转支撑、旋转环组成，在减速器的右端设置液压马达，在减速器的左端设置小齿轮，固定环与通过法兰固定在铰接环上，为管片拼装机的旋转动作提供动力的驱动装置固定在固定环上，旋转环通过回转支撑与固定环形成相对转动关系；四连杆提升装置由第一销轴、第二销轴、提升油缸、第三销轴、第四销轴、第一连杆、第二连杆、第三连杆组成，第一销轴、第二销轴安装在第一连杆上，第四销轴安装在第二连杆上，提升油缸与第三连杆连接，第三销轴安装在第三连杆上； 平移装置由行走梁、行走架、微调油缸、微调板、平移油缸、抓取板组成，在抓取板上设置二个行走梁，为平移装置和抓取装置提供支撑与行走轨道的二个行走梁固定在四连杆提升装置上，抓取装置沿着行走梁移动，提升油缸与平移装置连接，在二哥行走梁内设置行走架，在行走架上设置四个微调油缸，在行走架上设置平移油缸，在行走架上设置抓取装置，在抓取装置上设置微调板，微调板配合为管片提供θx, θy, θz方向的翻转自由度；抓取装置由抓取头、抓取滑块、抓取架、抓取块、关节轴承、挡块、抓取油缸组成，抓取头安装在抓取滑块内，抓取滑块安装在抓取架左部内，抓取块一端安装在抓取架右部内，抓取块另一端安装在关节轴承左部，挡块安装在关节轴承右部，抓取油缸安装在关节轴承及挡块内。
2.根据权利要求1所述的一种适用于微型盾构机的管片拼装机，其特征在于：所述的一种适用于微型盾构机的管片拼装机的工作原理是，适用于微型盾构机的管片拼装机满足完美的六自由度行动，x，y，z，θx，θy，θz；驱动装置的液压马达和减速器带动小齿轮转动，通过回转支撑把扭矩传递给旋转环，从而完成旋转动作，旋转环的旋转角度最大可达±220°；四连杆提升装置是一个平行四边形机构，四连杆提升装置由第一销轴、第二销轴、提升油缸、第三销轴、第四销轴组成，平行四边形机构通过第一销轴、第二销轴、第三销轴、第四销轴固定在旋转环上并且连接平移装置，提升油缸缩回时，平移装置绕着第一销轴、第二销轴、第三销轴、第四销轴顺时针旋转，管片拼装机完成提升动作，提升油缸伸出时，平移装置绕着第一销轴、第二销轴、第三销轴、第四销轴逆时针旋转，管片拼装机完成下降动作；四连杆提升装置本身可以对提升进行限位，保证提升机构朝向隧道中心方向完成上升与下降动作；平移装置的行走梁支撑整个行走机械机构并为行走架提供行走轨道；行走架沿着行走梁提供的轨道前后移动，当平移油缸伸出时，平移装置向后配套方向移动，当平移油缸缩回时，平移装置向刀盘方向移动；抓取装置在抓取管片前，抓取油缸伸出，精准调整抓取滑块的高度位置，抓取到抓取头连接的管片后，抓取油缸缩回，抓取装置将对管片通过平移油缸抓取盘贴合进行撑紧，保证管片在管片拼装机上不发生晃动。
3.根据权利要求1所述的一种适用于微型盾构机的管片拼装机，其特征在于：所述的一种适用于微型盾构机的管片拼装机的使用及操作方法是，当管片被输送到管片拼装机指定位置后，驱动装置启动，通过回转支撑带动旋转环转动，将抓取装置旋转到管片的上方；平移油缸伸出，带动抓取装置达到管片正上方；提升油缸伸出，带动抓取装置靠近管片，到达指定位置后，进行抓取管片动作；管片抓取后，抓取油缸缩回，撑紧管片；提升油缸缩回，带动管片抓取装置提升到一定高度，只要管片拼装机旋转时不与各部分干涉即可；平移油缸使管片达到轴向可以拼装管片的位置；驱动装置启动，管片拼装机旋转到要管片拼装位置；提升油缸伸出，带动管片至与上一环管片齐平的位置；平移油缸伸出，直至新拼装的管片与上一环管片压紧，最后采用螺栓连接紧固，管片拼装完成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190419 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |