CN111779513A - 一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置，包括存放机构和输送机构，存放机构用于存储和摆放管片、并对管片进行换向，输送机构可在水平方向上沿存放机构进行往复移动、用于将换向后的管片转移至管片输送机上；存放机构包括存放平台，存放平台通过第一撑架加以支撑，存放平台上相互平行的设有多组暂存机构，每组暂存机构均包括多个沿隧道长度方向均匀设置的暂存组件；本发明结构简单、周转率高、便于管片的安全摆放及输送。

Description

一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置

技术领域

本发明涉及一种输送装置，具体涉及一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置。

背景技术

目前，国内城市地铁建设迅猛发展，盾构隧道施工由于能够一次性完成隧道开挖、渣土输送和隧道支护，具有安全、高效、环保及自动化程度高等特点，已经成为大多数城市地铁隧道施工中的首选工法。地铁隧道支护所用材料为预制具有一定宽度和厚度的环形钢筋混凝土管片(以下简称管片)；单环管片尺寸取决于隧道设计直径大小，单环管片数量一般由7块管片组成；隧道支护是用盾构配置的管片拼装设备通过移动、旋转、伸缩等动作将每块管片抓取到适当的空间位置，管片之间通过螺栓连接和固定。

在城市中由于场地限制，盾构隧道修建过程中如何利用有限施工场地合理存放材料，是盾构施工进度的主要因素，在盾构施工中最重要、最占用场地的就是盾构管片。如何合理的摆放盾构管片及运输盾构管片成为盾构施工的关键。目前大多数盾构施工管片都是采用方木进行支垫，方木在使用中容易损坏，周转率低，且存在不安全因素，并且管片需要移动转场时一般需要通过抓取装置在空中进行换向操作，施工安全性无法得到保证。

发明内容

本发明针对上述问题提出了一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置，结构简单、周转率高、便于管片的安全摆放及输送。

具体的技术方案如下：

一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置，包括存放机构和输送机构，存放机构用于存储和摆放管片、并对管片进行换向，输送机构可在水平方向上沿存放机构进行往复移动、用于将换向后的管片转移至管片输送机上。

进一步的，存放机构包括存放平台，存放平台通过第一撑架加以支撑，存放平台上相互平行的设有多组暂存机构，每组暂存机构均包括多个沿隧道长度方向均匀设置的暂存组件。

进一步的，暂存组件包括支承底座，支承底座通过调向组件固定在存放平台上，支承底座的其中相对的两个侧壁上分别设有一组夹持组件，夹持组件包括至少两个垂直固定在支承底座上的支承杆，支承杆上可水平移动的设有压接组件；

压接组件包括压接头，压接头上可转动的设有压辊，压辊的轴线方向与支承底座用于固定夹持组件的侧壁平行设置，压接头上设有多个导向杆，导向杆水平的自内向外的穿过支承杆后、与一个限位挡板固定连接，每个导向杆上套设一个弹簧，弹簧压设在压接头与支承杆之间；

两组夹持组件用于对放置于支承底座上的管片进行限位固定。

进一步的，支承底座上还设有两个支撑顶杆，两个支撑顶杆分别与支承底座的另外两个侧壁平行设置，支撑顶杆用于支承管片的底壁。

进一步的，调向组件包括固定在支承底座底部的第一支承轴，第一支承轴穿过存放平台固定一个第一齿轮，同一组暂存机构中的第一齿轮之间通过一个链条加以连接，其中一个第一齿轮的下方同轴的固定一个第二齿轮，第二齿轮与固定在伺服电机上的第三齿轮相啮合，伺服电机驱动第三齿轮转动、从而实现同一组中的暂存组件同时进行转动。

进一步的，输送机构包括两个竖直设置的第二撑架，第二撑架的底部设有万向轮，两个第二撑架的顶部水平的设有一个第三撑架，第三撑架上设有转移机构。

进一步的，存放平台与隧道长度方向平行的侧壁上设有一个导轨，导轨上设有滑块，滑块通过连接端子与一个第二撑架的内壁固定连接；存放平台的底部与导轨对应的设有第一齿条，第一齿条与可转动的固定在第二撑架上的第四齿轮相啮合，第四齿轮通过第二电机驱动转动；

第二电机驱动第四齿轮转动，从而实现第二撑架带动转移机构沿导轨进行往复移动。

进一步的，转移机构包括上固定套，上固定套滑动套设在第三撑架上，第三撑架的两个侧壁上分别设有第二齿条，第二齿条与设置在上固定套中的第五齿轮相啮合，第五齿轮通过第三电机驱动转动，从而实现上固定套沿第三撑架进行往复移动；

上固定套上设有液压缸，液压缸的推杆穿过第三撑架上的导向槽、与位于第三撑架下方的夹取组件相连接。

进一步的，夹取组件包括与液压缸的推杆相连接的夹取固定座，夹取固定座中设有双向气缸，双向气缸的两个推杆上分别设有一个推块，推块向下穿过夹取固定座与夹爪固定连接；

双向气缸驱动两个夹爪夹紧或松开，夹爪的移动方向与隧道的长度方向相垂直。

进一步的，存放平台的前端设有通槽，管片输送机的输入端设置在通槽的下方。

进一步的，管片输送装置的输送方法为：

1)暂存组件处于空置状态时，支承底座固定夹持组件的侧壁旋转至与隧洞的长度方向相平行；

2)依次将运输车上的管片转移至夹持组件中，压辊在弹簧的作用下压设在管片上，此时，管片的直径方向与隧洞的长度方向相平行；

3)当一组暂存机构中的管片转移完成后，通过伺服电机驱动一组暂存机构中的暂存组件同时转动90°，使管片的轴线方向与隧洞的长度方向相平行；

4)通过第二电机和第三电机控制夹取组件移动至需要转移管片的暂存组件的上方，液压缸驱动夹取组件向下移动，双向气缸驱动夹爪夹住管片；

5)通过液压缸提升管片，再通过第二电机和第三电机将管片移动至通槽上方，再将管片放置于管片输送机上，即可完成输送转移。

本发明的有益效果为：

1)本发明既能够对管片进行暂存，又能够对管片进行转移输送，提高了空间利用率和周转效率；

2)本发明在存放平台上完成管片的换向步骤，进一步的提升了施工的安全性能；

3)综上所述，本发明结构简单、周转率高、便于管片的安全摆放及输送。

附图说明

图1为本发明剖视图；

图2为存放机构在图1中B-B方向剖视图；

图3为图1中A部分放大图；

图4为暂存组件结构图；

图5为图4中-C方向剖视图；

图6为上固定套与第三撑架配合状态剖视图；

图7为转移机构在图1中D-D方向剖视图。

附图标记

存放机构1、输送机构2、管片3、管片输送机4、通槽5；

存放平台101、第一撑架102、暂存组件103、支承底座104、夹持组件105、支承杆106、压接头107、压辊108、导向杆109、限位挡板110、弹簧111、支撑顶杆112、第一支承轴113、第一齿轮114、链条115、第二齿轮116、伺服电机117、第三齿轮118；

第二撑架201、万向轮202、第三撑架203、导轨204、滑块205、连接端子206、第一齿条207、第四齿轮208、第二电机209、上固定套210、第五齿轮211、第三电机212、液压缸213、夹取固定座214、双向气缸215、推块216、夹爪217。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

如图所示一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置，包括存放机构1和输送机构2，存放机构用于存储和摆放管片3、并对管片进行换向，输送机构可在水平方向上沿存放机构进行往复移动、用于将换向后的管片转移至管片输送机4上。

进一步的，存放机构包括存放平台101，存放平台通过第一撑架102加以支撑，存放平台上相互平行的设有多组暂存机构，每组暂存机构均包括多个沿隧道长度方向均匀设置的暂存组件103。

进一步的，暂存组件包括支承底座104，支承底座通过调向组件固定在存放平台上，支承底座的其中相对的两个侧壁上分别设有一组夹持组件105，夹持组件包括至少两个垂直固定在支承底座上的支承杆106，支承杆上可水平移动的设有压接组件；

压接组件包括压接头107，压接头上可转动的设有压辊108，压辊的轴线方向与支承底座用于固定夹持组件的侧壁平行设置，压接头上设有多个导向杆109，导向杆水平的自内向外的穿过支承杆后、与一个限位挡板110固定连接，每个导向杆上套设一个弹簧111，弹簧压设在压接头与支承杆之间；

两组夹持组件用于对放置于支承底座上的管片进行限位固定。

进一步的，支承底座上还设有两个支撑顶杆112，两个支撑顶杆分别与支承底座的另外两个侧壁平行设置，支撑顶杆用于支承管片的底壁。

进一步的，调向组件包括固定在支承底座底部的第一支承轴113，第一支承轴穿过存放平台固定一个第一齿轮114，同一组暂存机构中的第一齿轮之间通过一个链条115加以连接，其中一个第一齿轮的下方同轴的固定一个第二齿轮116，第二齿轮与固定在伺服电机117上的第三齿轮118相啮合，伺服电机驱动第三齿轮转动、从而实现同一组中的暂存组件同时进行转动。

进一步的，输送机构包括两个竖直设置的第二撑架201，第二撑架的底部设有万向轮202，两个第二撑架的顶部水平的设有一个第三撑架203，第三撑架上设有转移机构。

进一步的，存放平台与隧道长度方向平行的侧壁上设有一个导轨204，导轨上设有滑块205，滑块通过连接端子206与一个第二撑架的内壁固定连接；存放平台的底部与导轨对应的设有第一齿条207，第一齿条与可转动的固定在第二撑架上的第四齿轮208相啮合，第四齿轮通过第二电机209驱动转动；

第二电机驱动第四齿轮转动，从而实现第二撑架带动转移机构沿导轨进行往复移动。

进一步的，转移机构包括上固定套210，上固定套滑动套设在第三撑架上，第三撑架的两个侧壁上分别设有第二齿条，第二齿条与设置在上固定套中的第五齿轮211相啮合，第五齿轮通过第三电机212驱动转动，从而实现上固定套沿第三撑架进行往复移动；

上固定套上设有液压缸213，液压缸的推杆穿过第三撑架上的导向槽、与位于第三撑架下方的夹取组件相连接。

进一步的，夹取组件包括与液压缸的推杆相连接的夹取固定座214，夹取固定座中设有双向气缸215，双向气缸的两个推杆上分别设有一个推块216，推块向下穿过夹取固定座与夹爪217固定连接；

双向气缸驱动两个夹爪夹紧或松开，夹爪的移动方向与隧道的长度方向相垂直。

进一步的，存放平台的前端设有通槽5，管片输送机的输入端设置在通槽的下方。

进一步的，管片输送装置的输送方法为：

1)暂存组件处于空置状态时，支承底座固定夹持组件的侧壁旋转至与隧洞的长度方向相平行；

2)依次将运输车上的管片转移至夹持组件中，压辊在弹簧的作用下压设在管片上，此时，管片的直径方向与隧洞的长度方向相平行；

3)当一组暂存机构中的管片转移完成后，通过伺服电机驱动一组暂存机构中的暂存组件同时转动90°，使管片的轴线方向与隧洞的长度方向相平行；

4)通过第二电机和第三电机控制夹取组件移动至需要转移管片的暂存组件的上方，液压缸驱动夹取组件向下移动，双向气缸驱动夹爪夹住管片；

5)通过液压缸提升管片，再通过第二电机和第三电机将管片移动至通槽上方，再将管片放置于管片输送机上，即可完成输送转移。

在本实施例中，收集船上还安装有主控制箱，主控制箱设有多个线路组用来和整个装置的各执行元件连接，同时主控制箱也设有信号总线输出，与中央控制系统连接，用触摸屏实现了整个装置的运行控制。

Claims (9)

1.一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置，其特征为，包括存放机构和输送机构，存放机构用于存储和摆放管片、并对管片进行换向，输送机构可在水平方向上沿存放机构进行往复移动、用于将换向后的管片转移至管片输送机上。

2.如权利要求1所述的一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置，其特征为，存放机构包括存放平台，存放平台通过第一撑架加以支撑，存放平台上相互平行的设有多组暂存机构，每组暂存机构均包括多个沿隧道长度方向均匀设置的暂存组件。

3.如权利要求2所述的一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置，其特征为，暂存组件包括支承底座，支承底座通过调向组件固定在存放平台上，支承底座的其中相对的两个侧壁上分别设有一组夹持组件，夹持组件包括至少两个垂直固定在支承底座上的支承杆，支承杆上可水平移动的设有压接组件；

压接组件包括压接头，压接头上可转动的设有压辊，压辊的轴线方向与支承底座用于固定夹持组件的侧壁平行设置，压接头上设有多个导向杆，导向杆水平的自内向外的穿过支承杆后、与一个限位挡板固定连接，每个导向杆上套设一个弹簧，弹簧压设在压接头与支承杆之间；

两组夹持组件用于对放置于支承底座上的管片进行限位固定。

4.如权利要求2或3所述的一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置，其特征为，支承底座上还设有两个支撑顶杆，两个支撑顶杆分别与支承底座的另外两个侧壁平行设置，支撑顶杆用于支承管片的底壁。

5.如权利要求4所述的一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置，其特征为，调向组件包括固定在支承底座底部的第一支承轴，第一支承轴穿过存放平台固定一个第一齿轮，同一组暂存机构中的第一齿轮之间通过一个链条加以连接，其中一个第一齿轮的下方同轴的固定一个第二齿轮，第二齿轮与固定在伺服电机上的第三齿轮相啮合，伺服电机驱动第三齿轮转动、从而实现同一组中的暂存组件同时进行转动。

6.如权利要求5所述的一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置，其特征为，输送机构包括两个竖直设置的第二撑架，第二撑架的底部设有万向轮，两个第二撑架的顶部水平的设有一个第三撑架，第三撑架上设有转移机构。

7.如权利要求6所述的一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置，其特征为，存放平台与隧道长度方向平行的侧壁上设有一个导轨，导轨上设有滑块，滑块通过连接端子与一个第二撑架的内壁固定连接；存放平台的底部与导轨对应的设有第一齿条，第一齿条与可转动的固定在第二撑架上的第四齿轮相啮合，第四齿轮通过第二电机驱动转动；

第二电机驱动第四齿轮转动，从而实现第二撑架带动转移机构沿导轨进行往复移动。

8.如权利要求7所述的一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置，其特征为，转移机构包括上固定套，上固定套滑动套设在第三撑架上，第三撑架的两个侧壁上分别设有第二齿条，第二齿条与设置在上固定套中的第五齿轮相啮合，第五齿轮通过第三电机驱动转动，从而实现上固定套沿第三撑架进行往复移动；

上固定套上设有液压缸，液压缸的推杆穿过第三撑架上的导向槽、与位于第三撑架下方的夹取组件相连接。

9.如权利要求8所述的一种用于地铁盾构隧道施工的管片输送装置，其特征为，夹取组件包括与液压缸的推杆相连接的夹取固定座，夹取固定座中设有双向气缸，双向气缸的两个推杆上分别设有一个推块，推块向下穿过夹取固定座与夹爪固定连接；

双向气缸驱动两个夹爪夹紧或松开，夹爪的移动方向与隧道的长度方向相垂直。

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