CN116066116A - 一种拼装装置及其拼装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种拼装装置及其拼装方法，涉及隧道施工技术领域，所述拼装装置包括拼装机构、升降机构和旋转机构，所述拼装机构包括抓取组件和旋转平移组件，所述抓取组件、所述升降机构、所述旋转机构分别与所述旋转平移组件连接，所述旋转平移组件用于驱动所述抓取组件绕水平轴线转动和沿所述水平轴线平移，所述旋转机构用于与拖车主框架连接，并用于驱动所述旋转平移组件绕竖直轴线转动，所述升降机构用于与所述拖车主框架连接，并用于驱动所述旋转平移组件进行升降。这样，能够在不影响隧道掘进的前提下同步进行中隔墙或横隔板的拼装作业，大大提高了隧道成型的速度，缩短了隧道施工的工期。

Description

一种拼装装置及其拼装方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体而言，涉及一种拼装装置及其拼装方法。

背景技术

在隧道施工过程中，需要在隧道拼装中隔墙/横隔板等预制件，以提高隧道安全性能和隧道总体稳定性，因此，中隔墙/横隔板的拼装是隧道施工过程中的关键步骤。

目前，通常采用人工辅助拼装设备进行植筋浇筑等作业来进行中隔墙/横隔板的拼装，但这种拼装方式存在工作环境恶劣、耗费人力和物力较大、施工效率较低等问题；或者根据隧道的实际需求，分别针对中隔墙和横隔板设计模板台车来进行拼装，但这种拼装方式需要更换模板台车来实现中隔墙/横隔板的拼装，导致施工效率仍然较低。

发明内容

本发明解决的问题是：如何提高中隔墙/横隔板的拼装效率。

为解决上述问题，本发明提供一种拼装装置，包括拼装机构、升降机构和旋转机构，所述拼装机构包括抓取组件和旋转平移组件，所述抓取组件、所述升降机构、所述旋转机构分别与所述旋转平移组件连接，所述旋转平移组件用于驱动所述抓取组件绕水平轴线转动和沿所述水平轴线平移，所述旋转机构用于与拖车主框架连接，并用于驱动所述旋转平移组件绕竖直轴线转动，所述升降机构用于与所述拖车主框架连接，并用于驱动所述旋转平移组件进行升降。

可选地，所述旋转平移组件包括相互连接的第一旋转组件和第一伸缩组件，所述升降机构和所述旋转机构分别与所述第一旋转组件和所述第一伸缩组件中的一个连接，所述抓取组件与所述第一旋转组件和所述第一伸缩组件中的另一个连接，所述第一旋转组件用于驱动所述抓取组件或所述第一伸缩组件绕所述水平轴线转动，所述升降机构用于驱动所述抓取组件或所述第一伸缩组件进行升降。

可选地，所述第一伸缩组件包括第一支架和第一伸缩缸，所述第一伸缩缸的一端与所述第一支架连接，另一端与所述第一旋转组件连接，且所述第一旋转组件与所述抓取组件连接。

可选地，所述第一支架呈具有容纳槽的半包围结构，且所述半包围结构的开口朝向所述抓取组件，当所述第一伸缩缸处于收缩状态时，所述第一旋转组件和所述抓取组件位于所述容纳槽内。

可选地，所述抓取组件包括第三支架、卡爪结构和第二伸缩缸，所述旋转平移组件与所述第三支架连接，并用于驱动所述第三支架转动和平移，所述卡爪结构包括相对且间隔设置的第一卡爪和第二卡爪，所述第一卡爪和/或所述第二卡爪通过所述第二伸缩缸连接于所述第三支架上，所述第二伸缩缸用于通过伸缩运动调节所述第一卡爪和所述第二卡爪之间的间距。

可选地，所述抓取组件还包括限位卡板，所述限位卡板可拆卸连接于所述第三支架上并位于所述卡爪结构的一侧，且所述限位卡板用于与中隔墙的底板通过紧固件可拆卸连接。

可选地，所述升降机构包括第二伸缩组件和固定架，所述固定架用于固定于所述拖车主框架上，所述第二伸缩组件的一端与所述固定架连接，所述第二伸缩组件的另一端与所述旋转平移组件连接，且所述第二伸缩组件与所述旋转机构同轴设置。

可选地，所述旋转机构包括底座、第二旋转组件和第三伸缩组件，所述第二伸缩组件与所述第三伸缩组件同轴设置，所述底座用于固定于所述拖车主框架上，所述第三伸缩组件的一端与所述第二旋转组件连接，所述第三伸缩组件的另一端与所述旋转平移组件连接，所述第二旋转组件设于所述底座上，并用于驱动所述第三伸缩组件绕所述第三伸缩组件的轴线转动。

可选地，所述拼装装置还包括纠偏机构，所述纠偏机构用于固定于隧道的顶部，并用于限制中隔墙或横隔板按照设定的拼装轨迹进行拼装。

为解决上述问题，本发明还提供一种拼装方法，基于上述所述的拼装装置，所述拼装方法包括以下步骤：

利用物料运输车将中隔墙或横隔板运输至指定拼装位置，通过所述拼装装置的升降机构驱动拼装机构上下移动，以使所述拼装机构的抓取组件与所述中隔墙或所述横隔板水平对位；

所述拼装机构的旋转平移组件驱动所述抓取组件朝靠近所述中隔墙或所述横隔板方向移动至抓取位置；

当拼装所述中隔墙时，利用所述抓取组件抓取所述中隔墙，并使所述物料运输车退回；通过所述旋转平移组件驱动所述抓取组件旋转，以使所述中隔墙旋转至垂直状态；对所述中隔墙进行紧固以完成拼装；

当拼装所述横隔板时，利用所述抓取组件抓取所述横隔板，并使所述物料运输车退回；通过所述升降机构驱动所述拼装机构上升至预设位置，通过所述拼装装置的旋转机构驱动所述旋转平移组件水平旋转，以使所述横隔板搭接到预设的横隔板支撑牛腿处；对所述横隔板进行紧固以完成拼装。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的拼装装置可应用于盾构系统，在盾构机掘进过程中，可利用拼装装置在盾构机后方一定距离处进行中隔墙或横隔板的拼装。拼装过程中，可通过升降机构驱动拼装机构的旋转平移组件上下移动，进而带动抓取组件上下移动，以使拼装机构的抓取组件与中隔墙或横隔板水平对位，使得拼装机构能够适用于不同规格的中隔墙或横隔板，然后利用旋转平移组件驱动抓取组件在水平轴线上朝靠近中隔墙或横隔板方向移动，以使抓取组件抓取中隔墙或横隔板，其中，当拼装中隔墙时，可通过旋转平移组件驱动抓取组件旋转，以使中隔墙旋转至垂直状态，然后由操作人员对中隔墙进行紧固，如此以完成中隔墙的拼装，而在拼装横隔板时，可通过升降机构驱动旋转平移组件上升，进而带动拼装机构上升至预设位置，然后利用旋转机构驱动旋转平移组件水平旋转，进而带动抓取组件水平旋转，以使横隔板横向搭接到预先浇筑紧固的横隔板支撑牛腿处，然后由操作人员并对横隔板进行紧固，如此以完成横隔板的拼装。这样，能够在不影响隧道掘进的前提下同步进行中隔墙或横隔板的拼装作业，大大提高了隧道成型的速度，缩短了隧道施工的工期；而且，拼装装置既可以用于拼装中隔墙，也可以用于拼装横隔板，通用性高，从而无需通过更换模板台车来切换不同类型的拼装预制件的拼装作业，有效节约了施工成本，同时也进一步提高了隧道成型的效率。

附图说明

图1为本发明实施例中拼装装置装配于拖车主框架上时的结构示意图；

图2为本发明实施例中拼装装置的侧视示意图；

图3为本发明实施例中拼装装置的立体结构示意图；

图4为本发明实施例中拼装装置在抓取组件绕水平轴线旋转90°时的结构示意图；

图5为本发明实施例中拼装装置在拼装机构上升时的结构示意图；

图6为本发明实施例中拼装装置在拼装机构绕竖直轴线旋转90°时的结构示意图；

图7为本发明实施例中物料运输车向拼装装置运送中隔墙时的结构示意图；

图8为本发明实施例中拼装机构抓取中隔墙时的结构示意图；

图9为本发明实施例中拼装机构带动中隔墙旋转时的结构示意图；

图10为本发明实施例中拼装机构带动中隔墙旋转至垂直状态时的结构示意图；

图11为本发明实施例中拼装机构在中隔墙旋转至垂直状态后回到初始位置时的结构示意图；

图12为本发明实施例中拼装机构在中隔墙旋转至垂直状态后回到初始位置时的另一视角的结构示意图；

图13为本发明实施例中物料运输车向拼装装置运送横隔板时的结构示意图；

图14为本发明实施例中拼装机构抓取横隔板时的结构示意图；

图15为本发明实施例中拼装机构带动横隔板上升时的结构示意图；

图16为本发明实施例中拼装机构带动横隔板水平旋转90°时的结构示意图；

图17为本发明实施例中拼装机构在横隔板水平旋转90°后回到初始位置时的结构示意图；

图18为本发明实施例中拼装机构在横隔板水平旋转90°后回到初始位置时的另一视角的结构示意图。

附图标记说明：

1、拼装机构；11、抓取组件；111、第三支架；112、卡爪结构；1121、第一卡爪；1122、第二卡爪；113、第二伸缩缸；114、限位卡板；12、旋转平移组件；121、第一旋转组件；1211、第二支架；1212、回转油缸；122、第一伸缩组件；1221、第一支架；1222、第一伸缩缸；2、升降机构；21、第二伸缩组件；22、固定架；3、旋转机构；31、底座；32、第二旋转组件；33、第三伸缩组件；4、纠偏机构；

100、拖车装置；110、拖车主框架；120、行走机构；130、操作平台；200、物料运输车；300、支撑平台；400、中隔墙支撑牛腿；500、横隔板支撑牛腿；600、箱涵；700、中隔墙；800、横隔板。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

附图中的Z轴表示竖直方向，也就是上下位置，且Z轴的正向(即Z轴的箭头指向)代表上方，Z轴的反向代表下方；附图中的X轴表示水平方向，并指定为左右位置，且X轴的正向代表左侧，X轴的反向代表右侧；附图中的Y轴表示为前后位置，且Y轴的正向代表前侧，Y轴的反向代表后侧；同时需要说明的是，前述Z轴、Y轴及X轴的表示含义仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

结合图1所示，本发明实施例提供一种拼装装置，包括拼装机构1、升降机构2和旋转机构3，拼装机构1包括抓取组件11和旋转平移组件12，抓取组件11、升降机构2、旋转机构3分别与旋转平移组件12连接，旋转平移组件12用于驱动抓取组件11绕水平轴线转动和沿水平轴线平移，旋转机构3用于与拖车主框架110连接，并用于驱动旋转平移组件12绕竖直轴线转动，升降机构2用于与拖车主框架110连接，并用于驱动旋转平移组件12进行升降。

在实际应用中，如图1所示，本发明的拼装装置通常装配在盾构机尾部的拖车装置100的拖车主框架110上，拖车主框架110为例如拼装装置等设备提供支撑，并为施工人员提供例如操作平台130等操作活动空间，当拖车装置100的行走机构120驱动拖车主框架110在隧道内行走时，拼装装置也能够一起行走，这样，以利用拖车装置100带动拼装装置在隧道内沿预设拼装轨迹移动来进行中隔墙700或横隔板800的拼装。具体而言，拼装装置包括依次连接的升降机构2、拼装机构1和旋转机构3，升降机构2用于装设于拖车主框架110的上端，并用于驱动拼装机构1在竖直方向上进行升降，升降机构2可以是利用例如伸缩缸等伸缩结构的伸缩运动来实现驱动拼装机构1进行升降，也可以是利用齿轮齿条等转动变平移结构来实现驱动拼装机构1进行升降，还可以是通过驱动拼装机构1上下滑动来实现升降，此处不作具体限定；旋转机构3用于装设于拖车主框架110的下端，旋转机构3的旋转轴位于图1中Z轴方向上，以便于驱动拼装机构1绕竖直轴线旋转，旋转机构3可以是利用回转油缸来实现驱动拼装机构1旋转，也可以是利用电机等驱动元件来驱动拼装机构1旋转，此处不作具体限定。拼装机构1包括抓取组件11和旋转平移组件12，抓取组件11用于抓取中隔墙700或横隔板800，旋转平移组件12的旋转轴位于水平面上，并位于图1中X轴方向上，以便于驱动抓取组件11绕水平轴线转动，同时，旋转平移组件12还可以驱动抓取组件11沿该水平轴线平移。初始状态下，如图1所示，拼装机构1通常位于拖车主框架110的下端，该位置也是拼装机构1的初始位置或零位位置。隧道施工过程中，通常在隧道掘进一定距离(比如50米、60米或70米等)后，再进行中隔墙700或横隔板800的拼装作业。

当利用拼装装置拼装中隔墙700时，可通过物料运输车200将中隔墙700运送至拼装装置处，然后利用升降机构2驱动拼装机构1的旋转平移组件12上下移动，进而带动抓取组件11上下移动，以使拼装机构1的抓取组件11与中隔墙700水平对位，使得拼装机构1能够适用于不同规格的中隔墙700，然后利用旋转平移组件12驱动抓取组件11在水平轴线上朝靠近中隔墙700方向移动，以使抓取组件11抓取中隔墙700，并使物料运输车200退回，再通过旋转平移组件12驱动抓取组件11旋转，以使中隔墙700旋转至垂直状态，然后由操作人员辅助调整中隔墙700的姿态，使当前中隔墙700位于拼装轨迹上或与其他中隔墙700平齐，并对中隔墙700进行紧固，如此以完成中隔墙700的拼装。

当利用拼装装置拼装横隔板800时，可通过物料运输车200将横隔板800运送至拼装装置处，然后利用升降机构2驱动拼装机构1的旋转平移组件12上下移动，进而带动抓取组件11上下移动，以使拼装机构1的抓取组件11与横隔板800水平对位，使得拼装机构1能够适用于不同规格的横隔板800，然后利用旋转平移组件12驱动抓取组件11在水平轴线上朝靠近横隔板800方向移动，以使抓取组件11抓取横隔板800，并使物料运输车200退回，通过升降机构2驱动旋转平移组件12上升，进而带动拼装机构1上升至预设位置，然后利用旋转机构3驱动旋转平移组件12水平旋转，进而带动抓取组件11水平旋转，以使横隔板800横向搭接到预先浇筑紧固的横隔板支撑牛腿500处，然后由操作人员辅助调整横隔板800的姿态，使当前横隔板800位于拼装轨迹上或与其他横隔板800平齐，并对横隔板800进行紧固，如此以完成横隔板800的拼装。

本实施例中的拼装装置可应用于盾构系统，在盾构机掘进过程中，可利用拼装装置在盾构机后方一定距离处进行中隔墙700或横隔板800的拼装。拼装过程中，可通过升降机构2驱动拼装机构1的旋转平移组件12上下移动，进而带动抓取组件11上下移动，以使拼装机构1的抓取组件11与中隔墙700或横隔板800水平对位，使得拼装机构1能够适用于不同规格的中隔墙700或横隔板800，然后利用旋转平移组件12驱动抓取组件11在水平轴线上朝靠近中隔墙700或横隔板800方向移动，以使抓取组件11抓取中隔墙700或横隔板800，其中，当拼装中隔墙700时，可通过旋转平移组件12驱动抓取组件11旋转，以使中隔墙700旋转至垂直状态，然后由操作人员辅助调整中隔墙700的姿态，使当前中隔墙700位于拼装轨迹上或与其他中隔墙700平齐，并对中隔墙700进行紧固，如此以完成中隔墙700的拼装，而在拼装横隔板800时，可通过升降机构2驱动旋转平移组件12上升，进而带动拼装机构1上升至预设位置，然后利用旋转机构3驱动旋转平移组件12水平旋转，进而带动抓取组件11水平旋转，以使横隔板800横向搭接到预先浇筑紧固的横隔板支撑牛腿500处，然后由操作人员辅助调整横隔板800的姿态，使当前横隔板800位于拼装轨迹上或与其他横隔板800平齐，并对横隔板800进行紧固，如此以完成横隔板800的拼装。这样，能够在不影响隧道掘进的前提下同步进行中隔墙700或横隔板800的拼装作业，大大提高了隧道成型的速度，缩短了隧道施工的工期；而且，拼装装置既可以用于拼装中隔墙700，也可以用于拼装横隔板800，通用性高，从而无需通过更换模板台车来切换不同类型的拼装预制件的拼装作业，有效节约了施工成本，同时也进一步提高了隧道成型的效率。

可选地，结合图1至图3所示，旋转平移组件12包括相互连接的第一旋转组件121和第一伸缩组件122，升降机构2和旋转机构3分别与第一旋转组件121和第一伸缩组件122中的一个连接，抓取组件11与第一旋转组件121和第一伸缩组件122中的另一个连接，第一旋转组件121用于驱动抓取组件11或第一伸缩组件122绕水平轴线转动，升降机构2用于驱动第一旋转组件121或第一伸缩组件122进行升降，旋转机构3用于驱动第一旋转组件121或第一伸缩组件122进行升降。

本实施例中，升降机构2和旋转机构3可以连接在第一旋转组件121上，此时，第一旋转组件121、第一伸缩组件122和抓取组件11依次连接，即第一旋转组件121和抓取组件11之间通过第一伸缩组件122形成连接，第一旋转组件121用于驱动第一伸缩组件122绕水平轴线转动，进而带动抓取组件11同步转动，升降机构2用于驱动第一旋转组件121进行升降，进而带动第一旋转组件121和抓取组件11一起上下移动，旋转机构3用于驱动第一旋转组件121绕竖直轴线旋转，进而带动第一伸缩组件122和抓取组件11一起旋转。升降机构2和旋转机构3也可以连接在第一伸缩组件122，此时，第一伸缩组件122、第一旋转组件121和抓取组件11依次连接，即第一伸缩组件122和抓取组件11之间通过第一旋转组件121形成连接，如图2所示，第一旋转组件121用于直接驱动抓取组件11绕水平轴线转动，升降机构2用于驱动第一伸缩组件122进行升降，进而带动第一旋转组件121和抓取组件11一起上下移动，旋转机构3用于驱动第一伸缩组件122绕竖直轴线旋转，进而带动第一旋转组件121和抓取组件11一起旋转。如此，以实现升降机构2驱动拼装机构1上下升降、旋转机构3驱动拼装机构1绕竖直轴线旋转。而且，旋转平移组件12通过第一伸缩组件122的伸缩运动来实现驱动抓取组件11沿水平轴线方向平移，结构简单，容易进行生产制造。

可选地，结合图2所示，第一伸缩组件122包括第一支架1221和第一伸缩缸1222，第一伸缩缸1222的一端与第一支架1221连接，另一端与第一旋转组件121连接，且第一旋转组件121与抓取组件11连接。

本实施例中，优选第一伸缩组件122、第一旋转组件121和抓取组件11依次连接，以便于第一旋转组件121直接驱动抓取组件11转动，这与第一旋转组件121通过驱动第一伸缩组件122和抓取组件11一起转动相比，可以减小第一旋转组件121的负荷，进而减少能耗。另外，第一伸缩缸1222可以是液压缸，也可以是电动缸，此处不作具体限定。这样，采用伸缩缸结构来实现伸缩运动，不仅结构简单，而且容易从市面上直接获取，降低了拼装机构1的设计难度。

可选地，第一支架1221呈具有容纳槽的半包围结构，且半包围结构的开口朝向抓取组件11，当第一伸缩缸1222处于收缩状态时，第一旋转组件121和抓取组件11位于该容纳槽内。

这样，在拼装装置不使用时，可以将抓取组件11和第一旋转组件121收纳在第一支架1221的容纳槽内，以减小拼装机构1的体积，从而减小拼装装置的占用空间，便于转运。

进一步地，结合图2所示，第一旋转组件121包括第二支架1211和回转油缸1212，回转油缸1212的一端与第二支架1211连接，另一端与抓取组件11转动连接。

本实施例中，第二支架1211呈板状结构，回转油缸1212的一端固定在第二支架1211上，另一端转动连接于抓取组件11上。这样，采用回转油缸1212来驱动抓取组件11旋转，不仅结构简单，而且容易从市面上直接获取，降低了拼装机构1的设计难度。

可选地，结合图2和图3所示，抓取组件11包括第三支架111、卡爪结构112和第二伸缩缸113，旋转平移组件12与第三支架111连接，并用于驱动第三支架111转动和平移，卡爪结构112包括相对且间隔设置的第一卡爪1121和第二卡爪1122，第一卡爪1121和/或第二卡爪1122通过第二伸缩缸113连接于第三支架111上，第二伸缩缸113用于通过伸缩运动调节第一卡爪1121和第二卡爪1122之间的间距。

具体地，当升降机构2和旋转机构3连接在第一旋转组件121上时，第一伸缩组件122的第一伸缩缸1222连接于第三支架111背离卡爪结构112的一侧，当升降机构2和旋转机构3连接在第一伸缩组件122上时，第一旋转组件121的回转油缸1212连接于第三支架111背离卡爪结构112的一侧。可以是第一卡爪1121和第二卡爪1122中的一个通过第二伸缩缸113连接于第三支架111上，另一个固定在第三支架111上，此时，卡爪结构112的一个卡爪固定不动，另一个卡爪在第二伸缩缸113的驱动作用下朝靠近或远离固定卡爪方向移动以调节两个卡爪之间的间距；也可以是第一卡爪1121和第二卡爪1122各通过一个第二伸缩缸113连接于第三支架111上，此时，可根据需要选择第一卡爪1121和/或第二卡爪1122移动来调节两个卡爪之间的间距，调节过程更加灵活。

本实施例中，采用卡爪结构112来抓紧中隔墙700或横隔板800的两侧，避免中隔墙700或横隔板800在旋转过程中掉落，而且，采用卡爪结构112来抓取中隔墙700或横隔板800，可以简化抓取组件11的机械结构，方便进行加工制造。同时，利用第二伸缩缸113的伸缩运动来调节两个卡爪之间的间距，以使抓取组件11能够抓取不同厚度/宽度尺寸的中隔墙700或横隔板800，提高了抓取组件11以及拼装装置的通用性。

可选地，结合图1至图3所示，抓取组件11还包括限位卡板114，限位卡板114可拆卸连接于第三支架111上并位于卡爪结构112的一侧，且限位卡板114用于与中隔墙700的底板通过紧固件可拆卸连接。

具体地，限位卡板114可拆卸固定在第三支架111上，且限位卡板114上通常设有多个销孔。当抓取组件11抓取横隔板800时，通常需要提前将限位卡板114拆卸下来，以避免横隔板800与限位卡板114干涉；当抓取组件11抓取中隔墙700时，则将限位卡板114装在第三支架111上，并在抓取中隔墙700时将中隔墙700的底板上的螺栓孔与限位卡板114上的销孔对准，然后向销孔和螺栓孔中穿入销轴进行锁紧，以将中隔墙700固定在拼装机构1上，而在中隔墙700旋转至垂直状态时，通常需要将限位卡板114连同锁紧用的销轴都拆卸下来，以避免在卡爪结构112松开时阻挡中隔墙700垂直落至箱涵600上。

这样，在卡爪结构112对中隔墙700进行抓夹的基础上，将中隔墙700与限位卡板114通过例如销轴等紧固件进行锁紧，从而进一步提高抓取组件11抓取中隔墙700时的牢固性，保证抓取操作牢固且可靠。

可选地，结合图1和图5所示，升降机构2包括第二伸缩组件21和固定架22，固定架22用于固定于拖车主框架110上，第二伸缩组件21的一端转动连接于固定架22和旋转平移组件12中的一个上，第二伸缩组件21的另一端连接于固定架22和旋转平移组件12中的另一个上，且第二伸缩组件21与旋转机构3同轴设置。

本实施例中，在将拼装装置装配到拖车主框架110上之前，通常需要在拖车主框架110上搭设支撑平台300，然后将固定架22装设于支撑平台300上，如图1所示，如此以实现固定架22固定于拖车主框架110上。同时，第二伸缩组件21的一端转动连接于固定架22和旋转平移组件12中的一个上，第二伸缩组件21的另一端固定在固定架22和旋转平移组件12中的另一个上。这样，通过第二伸缩组件21在竖直方向上的伸缩运动来驱动旋转平移组件12上下移动，以实现升降机构2驱动拼装机构1升降，而且，通过将第二伸缩组件21与旋转机构3同轴设置，以保证在旋转机构3驱动拼装机构1旋转时，拼装机构1能够相对于第二伸缩组件21转动，或者能够同第二伸缩组件21一起相对于固定架22转动，进而实现旋转机构3驱动拼装机构1旋转。

可选地，结合图1和图6所示，旋转机构3包括底座31、第二旋转组件32和第三伸缩组件33，第二伸缩组件21与第三伸缩组件33同轴设置，底座31用于固定于拖车主框架110上，第三伸缩组件33的一端与第二旋转组件32连接，第三伸缩组件33的另一端与旋转平移组件12连接，第二旋转组件32设于底座31上，并用于驱动第三伸缩组件33绕第三伸缩组件33的轴线转动。

本实施例中，第二伸缩组件21和第三伸缩组件33的伸缩运动相反，也就是说，当第二伸缩组件21伸出时，第三伸缩组件33收缩，而当第二伸缩组件21收缩时，第三伸缩组件33伸出。如此，以利用第二伸缩组件21和第三伸缩组件33的共同作用来实现拼装机构1的升降。同时，通过设置底座31来给第二旋转组件32提供安装位，并利用第二旋转组件32驱动第三伸缩组件33绕其轴线转动，以带动拼装机构1同步转动，便于在拼装横隔板800时水平旋转横隔板800。

可选地，结合图12和图18所示，拼装装置还包括纠偏机构4，纠偏机构4用于固定于隧道的顶部，并用于限制中隔墙700按照设定的拼装轨迹进行拼装。

本实施例中，纠偏机构4通常设置在中隔墙支撑牛腿400的旁侧，且纠偏机构4通常采用测距原理进行纠偏提醒，即在中隔墙700拼装的轨迹偏差较大时进行报警，以提醒操作人员进行纠正，从而保证中隔墙700按照设定的拼装轨迹进行拼装，以防止物料运输车200与中隔墙700碰撞干涉。

结合图7至图18所示，本发明另一实施例提供一种基于上述所述的拼装装置的拼装方法，包括以下步骤：

步骤a、利用物料运输车200将中隔墙700或横隔板800运输至指定拼装位置，通过拼装装置的升降机构2驱动拼装机构1上下移动，以使拼装机构1的抓取组件11与中隔墙700或横隔板800水平对位；

步骤b、拼装机构1的旋转平移组件12驱动抓取组件11朝靠近中隔墙700或横隔板800方向移动至抓取位置；

步骤c、当拼装中隔墙700时，利用抓取组件11抓取中隔墙700，并使物料运输车200退回；通过旋转平移组件12驱动抓取组件11旋转，以使中隔墙700旋转至垂直状态；对中隔墙700进行紧固以完成拼装；

其中，在步骤c中，在抓取中隔墙700时，第一伸缩缸1222伸出，使得第二卡爪1122置于中隔墙700的下侧，同时，第二伸缩组件21向上收缩、第三伸缩组件33向上伸出，以使中隔墙700的下侧面与第二卡爪1122贴合，此时，中隔墙700与卡爪结构112的豁口对准；然后将第二伸缩缸113伸出至第一卡爪1121与中隔墙700的上侧面贴合，以使卡爪结构112抓紧中隔墙700；同时，利用销轴将中隔墙700与限位卡板114锁紧，利用第二伸缩组件21向上收缩、第三伸缩组件33向上伸出来使中隔墙700提升，并使物料运输车200撤离，当中隔墙700提升至翻转位置时，利用第一旋转组件121将中隔墙700旋转至垂直状态，调整当前中隔墙700与其他中隔墙700齐平，使得中隔墙700的顶部插设在两个中隔墙支撑牛腿400之间，并拔出销轴、拆卸限位卡板114以及收回卡爪结构112，由操作人员对中隔墙700进行紧固，然后将拼装机构1回到初始位置或零位位置，并循环步骤a至步骤c，直至完成中隔墙700的拼装作业，如图7至图12所示。另外，在纠偏机构4运行期间，可让中隔墙700的拼装位置按照设定的拼装轨迹进行，待前部中隔墙700拼装完成后，可防止物料运输车200与中隔墙700碰撞干涉。

步骤d、当拼装横隔板800时，利用抓取组件11抓取横隔板800，并使物料运输车200退回；通过升降机构2驱动拼装机构1上升至预设位置，通过拼装装置的旋转机构3驱动旋转平移组件12水平旋转，以使横隔板800搭接到预设的横隔板支撑牛腿500处；对横隔板800进行紧固以完成拼装。

其中，在步骤d中，在拼装横隔板800之前，需要先将限位卡板114拆卸下来，在抓取横隔板800时，第一伸缩缸1222伸出，使得第二卡爪1122置于横隔板800的下侧，同时，第二伸缩组件21向上收缩、第三伸缩组件33向上伸出，以使横隔板800的下侧面与第二卡爪1122贴合，此时，横隔板800与卡爪结构112的豁口对准；然后将第二伸缩缸113伸出至第一卡爪1121与横隔板800的上侧面贴合，以使卡爪结构112抓紧横隔板800；同时，利用第二伸缩组件21向上收缩、第三伸缩组件33向上伸出来使横隔板800提升，并使物料运输车200撤离，当横隔板800提升至翻转位置时，利用第二旋转组件32将横隔板800水平旋转90°后搭接到横隔板支撑牛腿500处，由操作人员在操作平台130上将横隔板800与横隔板支撑牛腿500进行紧固，然后将拼装机构1回到初始位置或零位位置，并循环步骤a、步骤b和步骤d，直至完成横隔板800的拼装作业，如图13至图18所示。

其中，需要说明的是，为方便展现中隔墙700或横隔板800的拼装过程，图7至图18中省略了拼装装置的升降机构2和旋转机构3，而仅示意出在拼装过程会发生位置变化的拼装机构1，且凸7和图13中的箭头所指方向表示掘进方向。

本实施例中，在进行中隔墙700或横隔板800的拼装作业之前，拼装装置的拼装机构1位于初始位置或零位位置，如图7和图13所示，此时，第二伸缩组件21处于伸出状态，第一伸缩缸1222、第二伸缩缸113和第三伸缩组件33处于收缩状态。这样，能够在不影响隧道掘进的前提下同步进行中隔墙700或横隔板800的拼装作业，大大提高了隧道成型的速度，缩短了隧道施工的工期；而且，拼装装置既可以用于拼装中隔墙700，也可以用于拼装横隔板800，通用性高，从而无需通过更换模板台车来切换不同类型的拼装预制件的拼装作业，有效节约了施工成本，同时也进一步提高了隧道成型的效率。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种拼装装置，其特征在于，包括拼装机构(1)、升降机构(2)和旋转机构(3)，所述拼装机构(1)包括抓取组件(11)和旋转平移组件(12)，所述抓取组件(11)、所述升降机构(2)、所述旋转机构(3)分别与所述旋转平移组件(12)连接，所述旋转平移组件(12)用于驱动所述抓取组件(11)绕水平轴线转动和沿所述水平轴线平移，所述旋转机构(3)用于与拖车主框架(110)连接，并用于驱动所述旋转平移组件(12)绕竖直轴线转动，所述升降机构(2)用于与所述拖车主框架(110)连接，并用于驱动所述旋转平移组件(12)进行升降。

2.根据权利要求1所述的拼装装置，其特征在于，所述旋转平移组件(12)包括相互连接的第一旋转组件(121)和第一伸缩组件(122)，所述升降机构(2)和所述旋转机构(3)分别与所述第一旋转组件(121)和所述第一伸缩组件(122)中的一个连接，所述抓取组件(11)与所述第一旋转组件(121)和所述第一伸缩组件(122)中的另一个连接，所述第一旋转组件(121)用于驱动所述抓取组件(11)或所述第一伸缩组件(122)绕所述水平轴线转动，所述升降机构(2)用于驱动所述抓取组件(11)或所述第一伸缩组件(122)进行升降。

3.根据权利要求2所述的拼装装置，其特征在于，所述第一伸缩组件(122)包括第一支架(1221)和第一伸缩缸(1222)，所述第一伸缩缸(1222)的一端与所述第一支架(1221)连接，另一端与所述第一旋转组件(121)连接，且所述第一旋转组件(121)与所述抓取组件(11)连接。

4.根据权利要求3所述的拼装装置，其特征在于，所述第一支架(1221)呈具有容纳槽的半包围结构，且所述半包围结构的开口朝向所述抓取组件(11)，当所述第一伸缩缸(1222)处于收缩状态时，所述第一旋转组件(121)和所述抓取组件(11)位于所述容纳槽内。

5.根据权利要求1所述的拼装装置，其特征在于，所述抓取组件(11)包括第三支架(111)、卡爪结构(112)和第二伸缩缸(113)，所述旋转平移组件(12)与所述第三支架(111)连接，并用于驱动所述第三支架(111)转动和平移，所述卡爪结构(112)包括相对且间隔设置的第一卡爪(1121)和第二卡爪(1122)，所述第一卡爪(1121)和/或所述第二卡爪(1122)通过所述第二伸缩缸(113)连接于所述第三支架(111)上，所述第二伸缩缸(113)用于通过伸缩运动调节所述第一卡爪(1121)和所述第二卡爪(1122)之间的间距。

6.根据权利要求5所述的拼装装置，其特征在于，所述抓取组件(11)还包括限位卡板(114)，所述限位卡板(114)可拆卸连接于所述第三支架(111)上并位于所述卡爪结构(112)的一侧，且所述限位卡板(114)用于与中隔墙(700)的底板通过紧固件可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的拼装装置，其特征在于，所述升降机构(2)包括第二伸缩组件(21)和固定架(22)，所述固定架(22)用于固定于所述拖车主框架(110)上，所述第二伸缩组件(21)的一端与所述固定架(22)连接，所述第二伸缩组件(21)的另一端与所述旋转平移组件(12)连接，且所述第二伸缩组件(21)与所述旋转机构(3)同轴设置。

8.根据权利要求7所述的拼装装置，其特征在于，所述旋转机构(3)包括底座(31)、第二旋转组件(32)和第三伸缩组件(33)，所述第二伸缩组件(21)与所述第三伸缩组件(33)同轴设置，所述底座(31)用于固定于所述拖车主框架(110)上，所述第三伸缩组件(33)的一端与所述第二旋转组件(32)连接，所述第三伸缩组件(33)的另一端与所述旋转平移组件(12)连接，所述第二旋转组件(32)设于所述底座(31)上，并用于驱动所述第三伸缩组件(33)绕所述第三伸缩组件(33)的轴线转动。

9.根据权利要求1所述的拼装装置，其特征在于，还包括纠偏机构(4)，所述纠偏机构(4)用于固定于隧道的顶部，并用于限制中隔墙(700)按照设定的拼装轨迹进行拼装。

10.一种拼装方法，基于权利要求1-9中任意一项所述的拼装装置，其特征在于，包括以下步骤：

利用物料运输车(200)将中隔墙(700)或横隔板(800)运输至指定拼装位置，通过所述拼装装置的升降机构(2)驱动拼装机构(1)上下移动，以使所述拼装机构(1)的抓取组件(11)与所述中隔墙(700)或所述横隔板(800)水平对位；

所述拼装机构(1)的旋转平移组件(12)驱动所述抓取组件(11)朝靠近所述中隔墙(700)或所述横隔板(800)方向移动至抓取位置；

当拼装所述中隔墙(700)时，利用所述抓取组件(11)抓取所述中隔墙(700)，并使所述物料运输车(200)退回；通过所述旋转平移组件(12)驱动所述抓取组件(11)旋转，以使所述中隔墙(700)旋转至垂直状态；对所述中隔墙(700)进行紧固以完成拼装；

当拼装所述横隔板(800)时，利用所述抓取组件(11)抓取所述横隔板(800)，并使所述物料运输车(200)退回；通过所述升降机构(2)驱动所述拼装机构(1)上升至预设位置，通过所述拼装装置的旋转机构(3)驱动所述旋转平移组件(12)水平旋转，以使所述横隔板(800)搭接到预设的横隔板支撑牛腿(500)处；对所述横隔板(800)进行紧固以完成拼装。

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