CN208410224U - 一种管桩模自动张拉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管桩模自动张拉装置，包括管桩模组件、张拉装置、升降台和升降台水平位移装置，所述张拉装置通过升降台驱动调整高度，所述升降台通过升降台水平位移装置驱动调整与管桩模组件之间的距离，还包括管径检测装置和用于将张拉装置与锥形连接头对接的连接锁紧装置，所述连接锁紧装置与张拉装置的张拉杆固定相连，所述锥形连接头缩颈形成一个张拉台阶，所述连接锁紧装置主要包括卡爪和液压缸，液压缸的伸缩使得卡爪合拢和张开，通过卡爪与张拉台阶配合可以方便精准的将张拉装置与管桩膜组件进行对接和脱离。本实用新型能适应多种规格的管桩张拉，其能完全实现自动化，解放人工劳动力，大大提高了生产效率。

Description

一种管桩模自动张拉装置

技术领域

本实用新型属于建筑管桩领域，涉及一种管桩模张拉设备，涉及一种管桩模自动张拉装置。

背景技术

在建筑管桩钢筋张拉生产领域，因其劳动强度高，劳动力需求密集，生产环境恶劣，对自动化生产的需求更加强烈。目前是通过人工操作调节丝杆来控制千斤顶的上下移动，来使得张拉机千斤顶活塞轴心与管模螺杆轴心对位；通过人工操作把由同步电机控制的齿轮与管桩模锁紧螺母的外联齿轮相啮合，当同步电机控制的齿轮跳动时，表明已达到锁紧螺母的目的，然后将同步电机控制的齿轮移开；目前是人工操作转动手柄，实现千斤顶活塞上的梅花头（母）与管模螺杆上的梅花头（公）对接并相互咬合，不能连续对不同管径的管桩模进行张拉加工；通过人工操作使得升降台水平移动装置水平移动；目前管桩张拉过程中出现钢筋断裂的情况，几乎不能发现，钢筋断裂严重管桩的质量。人力投入大，自动化程度低，生产效率低，管桩质量难以保证。

1、管桩模钢筋张拉生产设备多为粗放型，而张拉装置与管桩模对位、管桩螺母锁紧、管桩模与张拉装置连接和张拉油缸油压值和保压时间控制等环节却有较高的精度要求；

2、管桩模不同管径，不同规格，张拉装置与管桩模对位高度不同，长期使用和安装精度低使得管桩模有较大偏心，实现管桩螺母自动化锁紧和实现管桩模与张拉装置自动化连接困难加大，同时增加了自动化生产设备的设计制造难度；

3、管桩模不同管径，不同规格，张拉装置的张拉油缸油压值和保压时间就不同，不能连续对不同管径的管桩模进行张拉加工；

4、管桩模的不规范以及管桩生产现场的粉尘、噪声、振动等恶劣环境，管桩自动化生产线的稳定性提出了不小的挑战。

5、管桩张拉过程中出现钢筋断裂的情况，几乎不能发现，钢筋断裂严重了管桩的质量,因此对生产设备的检测系统设计提出更高的要求。

目前，为了解决管桩张拉生产加工的问题，主流的解决办法是通过人工操作调节丝杆来控制千斤顶的上下移动，来使得张拉机千斤顶活塞轴心与管模螺杆轴心对位；通过人工操作把由同步电机控制的齿轮与管桩模锁紧螺母的外联齿轮相啮合，当同步电机控制的齿轮跳动时，表明已达到锁紧螺母的目的，然后将同步电机控制的齿轮移开；通过人工操作转动手柄，实现转动千斤顶活塞上的梅花头（母）与管模螺杆上的梅花头（公）对接并相互咬合，不能连续对不同管径的管桩模进行张拉加工；通过人工操作使得升降台水平移动装置水平移动；管桩张拉过程中出现钢筋断裂的情况，只能通过工人的经验来辨别出少部分断筋，管桩质量难以保证。人力投入大，自动化程度低，生产效率低，管桩质量难以保证，本实用新型装置旨在解决这种困境。本实用新型的关键技术：自动检测并适应不同管径管桩模；实现连续无间断生产；巧妙的检测装置设置及数据处理保证对位和锁紧精度；自动实现管桩的对位和锁紧并进行张拉；设备检测系统实时检测千斤顶油压系统可以精确发现张拉断筋的情况；通过综合的系统设计来控制误差，保证精度。

申请号为201410824231.4公开了一种管桩预应力张拉机，其工作原理是它包括升降装置和行走装置，所述的升降装置包括支撑、由所述支撑支撑的支撑座、升降台和升降台往复位移装置，所述的装置由调节丝杆、调节螺母、吊挂及缓冲部件组成，由调节丝杆的一端通过调节螺母连接所述的升降台，由调节丝杆的另一端连接缓冲部件，由缓冲部件通过吊挂连接所述的千斤顶，所述的往复移动装置通过驱动所述的升降台升降所述的吊挂装置，当升降张拉装置时，由升降装置升降吊挂装置。升降台位于支撑座上方，在支撑座上方作升降运动。

该技术方案中，升降台位于支撑座上方，丝杆的驱动下升降台在支撑座上方作升降运动。当管桩放置在同一高度时，升降台承受相同的管桩张拉机构进行升降运动，重心较高，易发生失稳现象，影响管桩生产加工。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动化程度高的管桩模自动张拉装置，解决目前人工张拉效率低下的问题，本实用新型另一目的在于提供一种能够适应多规格管桩模自动张拉装置，以解决目前现有技术中张拉机只能针对特定规格的管桩模的问题，使得无需人工调整即可自动适应各种规格的管桩张拉。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种管桩模自动张拉装置，包括管桩模组件、张拉装置、升降台和升降台水平位移装置，所述张拉装置安装在升降台上，通过升降台驱动调整高度，所述升降台通过升降台水平位移装置驱动直线运动，调整与管桩模组件之间的距离，所述管桩模组件包括管桩模和与管桩模内钢筋相连的头板拉杆，其特征在于：还包括用于检测管桩模的管径检测装置和用于将张拉装置与头板拉杆对接的连接锁紧装置，所述连接锁紧装置包括与头板拉杆固定相连的锥形连接头和与张拉装置的张拉杆固定相连的连接锁紧装置，所述锥形连接头缩颈形成一个张拉台阶，所述连接锁紧装置主要包括卡爪、基座、转轴和驱动卡爪转动的液压缸，两个卡爪一端分别通过转轴安装在基座两侧，每个卡爪远离转轴处通过一个液压缸与基座铰接相连，液压缸伸长时，两个卡爪合拢在其内形成容纳锥形连接头的腔体，当连接锁紧装置和锥形连接头匹配对接好时，卡爪头部能刚好卡住锥形连接头的张拉台阶上，形成稳定的连接。

作为改进，所述张拉装置包括张拉顶头、张拉油缸和张拉杆，张拉杆与张拉油缸的活塞相连接，所述张拉顶头和张拉油缸上分别设有用于安装在升降台上的吊耳。

作为改进，管桩模组件还包括头板和大螺母，所述头板固定安装在管桩模上，头板中间设有供头板拉杆自由穿过的中心孔，头板拉杆与大螺母之间通过螺纹配合，通过拧动大螺母即可锁定头板拉杆与头板的相对位置，所述大螺母通过锁紧螺母装置拧动锁紧。

作为改进，所述锁紧螺母装置包括滑台基座、螺母锁紧滑台、电机安装座、交流电机、带轮和传动带，所述滑台基座固定安装在张拉顶头的前端，螺母锁紧滑台通过升降装置安装在滑台基座上，交流电机通过电机安装座安装在螺母锁紧滑台上，带轮安装在交流电机的输出轴上，传动带一端安装在带轮上，另一端下垂悬空，张拉装置与管桩模对位完成后，传动带刚好套上管桩模组件的大螺母，通过升降装置上升螺母锁紧滑台，即可完成带轮和大螺母动力传动连接。

作为改进，所述电机安装座通过滑块导轨机构安装在螺母锁紧滑台上，且电机安装座与螺母锁紧滑台顶部之间设有缓冲弹簧，通过缓冲弹簧为带轮和大螺母之间提供恒定的锁紧力。

作为改进，所述升降装置包括步进电机、滚珠丝杆、滑台导轨安装座以及相互配合安装的滑台导轨和滑台滑块，所述滑台导轨安装座固定安装在滑台基座上，步进电机固定在滑台导轨安装座上，滚珠丝杆的丝杆与步进电机的输出轴相连，滚珠丝杆的螺母与螺母锁紧滑台固定相连，滑台导轨竖直的安装在滑台导轨安装座上，滑台滑块固定在螺母锁紧滑台上。

作为改进，所述管径检测装置包括角位移传感器、管径检测机架和触发摆杆，所述管径检测机架设于待张拉管桩模侧面，触发摆杆通过转轴铰接在管径检测机架顶部，触发摆杆下端设有与管桩模相接触的挡板，管径检测机架顶部还设有缓冲撞杆，所述角位移传感器设于触发摆杆和缓冲撞杆之间，用于测量触发摆杆转动角度，触发摆杆下端与缓冲撞杆底部之间设有用于复位的弹簧。

作为改进，所述张拉装置前端还设有检测其与管桩模是否接触的导杆传感器组件，所述导杆传感器组件包括导杆安装板、光杆滑块和导杆，所述导杆安装板固定安装在张拉顶头前端，光杆滑块固定在导杆安装板上，光杆滑块上设有供导杆自由前后滑动的滑槽，导杆前端设有检测撞块，在光杆滑块于检测撞块之间的导杆套有导杆弹簧，光杆滑块上设有检测导杆位置的导杆行程开关，当检测撞块接触到管桩模时，导杆行程开关发出信号控制升降台水平位移装置运动。

作为改进，所述升降台包括立柱焊接件、顶板、提升板和垂直运动驱动装置，所述立柱焊接件有两根，两根立柱焊接件底部固定在升降台水平位移装置上，两根立柱焊接件顶部通过顶板固定相连，形成稳定支撑结构，顶板底部设有多个圆柱导杆，提升板通过导向套安装在多个圆柱导杆上，所述垂直运动驱动装置用于驱动提升板上下运动，所述提升板前后两端分别通过钢丝绳与张拉装置前后两端的吊耳相连。

作为改进，所述垂直运动驱动装置为滚珠丝杆电机组件，其包括螺母滑块和滚珠丝杆电机组件，所述螺母滑块与提升板中间固定相连，所述滚珠丝杆电机组件安装在顶板上。

作为改进，所述圆柱导杆上下两端均设有用于限位的挡环，滚珠丝杆电机组件的丝杆下端设有对螺母滑块限位的端部挡块和挡环。

作为改进，所述升降台水平位移装置包括水平轨道、水平位移伺服电机、两个轴向转动同步带轮和设于水平轨道上的平板座，所述水平轨道平行于管桩模设置，所述平板座用于安装升降台，且通过轮组安装在水平轨道上，两个轴向转动同步带轮分别通过从动轴和主动轴安装在水平轨道两端，轴向转动同步带轮之间通过同步带连接，平板座底部与同步带固定相连，水平位移伺服电机通过同步带伺服减速机与主动轴相连，通过水平位移伺服电机驱动同步带运动，从而驱动平板座在水平轨道上来回移动。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型根据管径检测装置检测管桩模组件的管桩模的管径，并控制升降台进行垂直方向对位，同时控制张拉装置中张拉油缸的油压和保压时间来匹配不同规格的管桩模；张拉装置与管桩模对位完成后，所述的锁紧螺母装置的大螺母位于带的中央，带的上下移动使得大螺母外径与带接触，交流电机驱动带轮使得对大螺母锁紧。所述的在连接锁紧装置与张拉连接头对位锁紧过程中，张拉连接头有较大偏差和管桩模轴线有偏心，由于一对卡爪张角较大，因此连接锁紧装置可以方便与张拉连接头连接锁紧。液压缸的伸缩使得卡爪张开和合拢，通过卡爪与张拉台阶配合可以方便精准的将张拉装置与管桩膜组件进行对接。在一对卡爪之间的张开处，对称安装有两对行程开关和限位挡板，可以检测两卡爪张开和合拢提高连接可靠性。张拉装置配备有高精度传感器，动态实时检测系统中的张拉压力，达标后，控制组合阀进入保压，操作完成后由系统发出泄压指令，协调机构，提高作业效率。设备检测系统实时检测千斤顶油压系统，通过油压变化可以精确发现张拉断筋的情况，提高产品质量。本实用新型能自动实现与不同规格的管桩模对位和锁紧并进行管桩的张拉，自动化程度高，产品质量高，生产效率高。

附图说明

图1为本实用新型整体结构视图。

图2为管桩模组件结构视图。

图3为管径检测装置结构轴测图。

图4为管径检测装置的前视图。

图5为张拉装置结构视图。

图6为锁紧螺母装置结构视图。

图7为锁紧螺母装置局部结构视图。

图8为连接锁紧装置结构视图。

图9为连接锁紧装置局部结构视图。

图10为导杆传感器组件结构视图。

图11为升降台结构示意图。

图12为升降台局部视图。

图13为升降台水平位移装置结构视图。

图14为升降台水平位移装置局部结构视图。

图15为升降台水平位移装置局部视图。

图16为管桩模锁紧过程部分示意图。

图17为锁紧螺母装置与头板拉杆前端的锥形连接头对接过程局部示意图。

1-管桩模组件，101-管桩模，102-头板，103-大螺母，104-运输支撑，105-锥形连接头，106-头板拉杆，2-管径检测装置，201-角位移传感器，202-管径检测机架，203-挡板，204-触发摆杆，205-转轴，206-缓冲撞杆，207-缓冲垫，208-弹簧，3-张拉装置，301-张拉顶头，302-张拉油缸，303- 张拉杆，304-吊耳，305-吊耳环，4-锁紧螺母装置，401-步进电机，402-滚珠丝杆，403-滑台导轨，404-滑台滑块，405-缓冲导轨，406-缓冲滑块，407-滑台导轨安装座，408-滑台基座，409-螺母锁紧滑台，410-交流电机，411-电机安装座，412缓冲弹簧，413-传动带，414-带轮，5-连接锁紧装置，501-卡爪，502-液压缸安装座，503-液压缸，504-大弹簧，505-转轴，506-基座，507-行程开关，508-限位挡板，509-圆盘挡板，6-导杆传感器组件，601-导杆安装板，602-光杆滑块，603-导杆，604-撞块，605-导杆弹簧，606-行程开关支架，607-导杆行程开关，7-升降台，701-立柱焊接件，702-顶板703-滚珠丝杆电机组件,704-端部挡块，705-螺母滑块，706-挡环，707提升板,708-圆柱导杆，709-导向铜套，710-钢丝绳钩，711-钢丝绳，8-升降台水平位移装置,801-平板座，802-钢轮装配组件，803-水平轨道，804-水平位移伺服电机，805-同步带伺服减速机，806-电机支架，807-从动轮支座，808-从动轴，809-轴向转动同步带轮，810-同步带，811-主动轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行举例说明

如图1所示，本实用新型属于建筑技术领域，涉及一种适应多规格管桩模自动张拉装置。包括管桩模组件1、管径检测装置2、张拉装置3、锁紧螺母装置4、连接锁紧装置5、导杆传感器组件6、升降台7和升降台水平位移装置8。所述的管径检测装置2的挡板203位于所述管桩模组件1的外侧，并检测所述管桩模组件1的管桩模101的管径；所述的锁紧螺母装置4固定在所述张拉装置3的张拉顶头301上，并对管桩模101进行锁紧；所述的导杆传感器组件6固定在所述张拉装置3的张拉顶头301端部，检测张拉装置3与所述的管桩模组件1中管桩模101是否有接触；所述的连接锁紧装置5固定在所述张拉装置3的张拉杆303的端部，所述的连接锁紧装置5位于所述张拉装置3的张拉顶头301内部，液压缸503的伸缩使得卡爪501张开和合拢，通过卡爪501与锥形连接头105的张拉台阶配合可以方便精准的将张拉装置3与管桩膜组件1进行对接。所述的升降台7固定在所述的升降台水平位移装置8的平架框件上方，电机丝杆驱动下进行垂直运动；所述的升降台7的钢丝绳711与所述的张拉装置3的吊耳304、吊耳环305之间通过缓冲部件连接；所述的管径检测装置2检测所述管桩模组件1的管桩模101的管径，并控制能上下移动的升降台7，所述的导杆传感器组件6中的行程开关控制能水平运动的升降台水平位移装置8。本实用新型能自动实现与不同规格的管桩模101对位和锁紧并进行管桩的张拉，自动化程度高，生产效率高。

如图2所示，所述的管桩模组件1包括管桩模101、头板102、大螺母103、运输支撑104、锥形连接头105和头板拉杆106。头板102位于管桩模101端部，头板拉杆106外径与头板102的中心孔相适配合，大螺母103与头板拉107轴径螺纹配合，头板拉杆106端部与锥形连接头105通过机械固定；

如图3和图4所示，所述的管径检测装置2由角位移传感器201、管径检测机架202、挡板203、触发摆杆204、转轴205、缓冲撞杆206、缓冲垫207和弹簧208组成，挡板203位于所述管桩模101的外侧，挡板203与触发摆杆204机械固定，角位移传感器201和缓冲撞杆206与管径检测机架202通过机械固定，触发摆杆204和角位移传感器201之间通过转轴205连接，缓冲撞杆206位于触发摆杆204的侧边，缓冲垫207位于缓冲撞杆206和触发摆杆204之间，缓冲撞杆206和触发摆杆204通过弹簧208连接；当所述的管桩模组件1放置在张拉工位时，触碰到所述的管径检测装置2的挡板203，使得触发摆杆204发生旋转，角位移传感器201产生角度变化信号，通过触发摆杆204旋转的角度计算出管桩模101的外径。

如图1和图5所示，所述的张拉装置3包括张拉顶头301、张拉油缸302、张拉杆303、吊耳304和吊耳环305。张拉杆303与张拉油缸302的活塞相连接，所述的张拉顶头301与张拉油缸302刚性连接，并且吊耳304与张拉顶头301固定连接，吊耳环305与张拉油缸302通过螺栓压紧连接，所述升降台7的钢丝绳711与吊耳304、吊耳环305之间通过缓冲部件连接；所述的张拉油缸302为张拉提供足够的、稳定的、持续的、可控的动力，张拉顶头301为张拉提供足够的支撑。

如图6和图7所示，所述的锁紧螺母装置4包括步进电机401、滚珠丝杆402、滑台导轨403、滑台滑块404、缓冲导轨405、缓冲滑块406、滑台导轨安装座407、滑台基座408、螺母锁紧滑台409、交流电机410、电机安装座411、缓冲弹簧412、传动带413、带轮414。锁紧螺母装置4的滑台基座408安装在张拉顶头301的前端，步进电机401固定在滑台导轨安装座407上，并与滚珠丝杆402连接，滚珠丝杆402的螺母与螺母锁紧滑台409连接，滑台导轨403安装在滑台导轨安装座407上，滑台滑块404固定在螺母锁紧滑台409上，并与滑台导轨403相配合。步进电机401驱动滚珠丝杆402，使得螺母锁紧滑台409可以上下移动来控制传动带413与大螺母103之间的距离。螺母锁紧滑台409与电机安装座411之间安装有缓冲导轨405和缓冲滑块406，以及一对缓冲弹簧412，电机安装座411可相对于螺母锁紧滑台409上下滑动，缓冲弹簧412顶部安装在螺母锁紧滑台409上，底部安装在电机安装座411上，交流电机410固定在电机安装座411上同时连接带轮414，带轮414与传动带413相连；张拉装置3与管桩模组件1对位完成后，大螺母103位于传动带413的中央，传动带413的上下移动使得大螺母103外径与传动带413接触，交流电机410驱动带轮414使得对大螺母103锁紧。交流电机410驱动带轮414使得对大螺母103锁紧时，当需要锁紧力超过一定值，传动带413会与大螺母103打滑，缓冲弹簧412是起缓冲作用；当需要锁紧力低于一定值，传动带413又可以重新对大螺母103进行锁紧，所述传动带413可以是皮带、链条、钢丝绳以及履带等等，只需要在大螺母103做配套相应改进即可。

如图8至图9所示，所述的连接锁紧装置5由卡爪501、液压缸安装座502、液压缸503、大弹簧504、转轴505、基座506、行程开关507、限位挡板508、圆盘挡板509组成。一对卡爪501与基座506之间通过转轴505连接，并且可以相互转动，一对卡爪501合拢后在其内形成容纳锥形连接头105的腔体，腔体前壁与锥形连接头105上的张拉台阶相接触，实现卡爪501与锥形连接头105对接锁紧。在连接锁紧装置5的两侧面，卡爪501和基座506上分别安装有液压缸安装座502，两液压缸安装座502之间连接液压缸503。液压缸503与液压缸安装座502之间通过销轴铰接，在一对卡爪501之间的张开处，对称安装有行程开关507，限位挡板508和弹簧。在一对卡爪501内部，连接锁紧装置5与锥形连接头105之间的极限位置安装有圆盘挡板509。在连接锁紧装置5与锥形连接头105对位锁紧过程中，当存在一定偏差时，卡爪501与管桩模101轴线有偏心，由于一对卡爪501张角较大，锥形连接头105端部的球面会与卡爪501端口有锥面接触，起到导向作用，因此连接锁紧装置5可以方便与锥形连接头105连接锁紧，另外还可以在卡爪501的前开合端口处设有导向锥形面，进一步增加导向的准确度。液压缸503的伸缩使得卡爪501张开和合拢，通过卡爪501内腔体与张拉台阶配合可以方便精准的将张拉装置3与管桩模组件1进行对接。在一对卡爪501之间的张开处，对称安装有一对行程开关507和限位挡板508，可以检测两卡爪501张开和合拢是否完成，提高连接可靠性。

如图10所示，所述的导杆传感器组件6包括导杆安装板601、光杆滑块602、导杆603、撞块604、导杆弹簧605、行程开关支架606、导杆行程开关607。所述的导杆安装板601固定在所述张拉装置3的张拉顶头301端部，光杆滑块602安装在导杆安装板601上，导杆603与光杆滑块602的滑槽相适配合并且两者之间能相互滑动，2个撞块604分别安装在位于导杆603的两端并且在位于导杆603的一端与撞块604之间安装有导杆弹簧605，行程开关支架606固定在导杆安装板601上并且其一端面位于光杆滑块602上方，在行程开关支架606的一端面与光杆滑块602之间安装有导杆行程开关607；在管桩对位过程中，检测撞块604与所述的管桩模组件1中管桩模101是否有接触，使得导杆行程开关607产生信号来控制的升降台水平位移装置8水平移动，可以适用于不同长度的管桩模101的张拉。

如图11和图12所示，所述的升降台7包括立柱焊接件701、顶板702、滚珠丝杆电机组件703、端部挡块704、螺母滑块705、挡环706、提升板707、圆柱导杆708、导向铜套709、钢丝绳钩710和钢丝绳711。所述的升降台7的立柱焊接件701一端安装在所述的平板座801上并且另一端固定有顶板702，滚珠丝杆电机组件703穿过顶板702的安装孔并且固定在顶板702上，滚珠丝杆电机组件703下端的丝杆与螺母滑块705相适配合并且螺母滑块705安装在提升板707上，丝杆的端部安装有端部挡块704和挡环706；4个圆柱导杆708穿过顶板702并与其相适配合，同时穿过安装在提升板707上的4个导向铜套709，圆柱导杆708的上下两端都安装有挡环706；两个钢丝绳沟710固定在提升板707上并与钢丝绳711 的一端相连接，钢丝绳711 的另一端与所述的张拉装置3上的吊耳通过缓冲部件连接；提升板707在滚珠丝杆电机组件703中伺服电机驱动下，通过钢丝绳711 牵引着张拉装置3，使得连接锁紧装置5与管桩模组件1进行垂直方向对位。

如图13至图15所示，所述的升降台水平位移装置8由平板座801、钢轮装配组件802、水平轨道803、水平位移伺服电机804、同步带伺服减速机805、电机支架806、从动轮支座807、从动轴808、轴向转动同步带轮809、同步带810和主动轴811组成。所述升降台水平位移装置8的平板座801与水平轨道803之间安装有钢轮装配组件802并能实现平板座801的水平移动，水平位移伺服电机804和同步带伺服减速机805相连接并安装在电机支架806上，轴向转动同步带轮809与主动轮支座和从动轮支座807之间分别用主动轴811和从动轴808相连接，轴向转动同步带轮809之间通过同步带810连接，同步带810与平板座801的底部连接，水平轨道803与两个所述运输支撑104的V型槽底部的连线相平行；在水平位移伺服电机804驱动下，同步带810牵引着升降台7和张拉装置3进行水平方向移动，使得连接锁紧装置5与管桩模组件1进行水平方向对位。

所述的管径检测装置2检测所述管桩模组件1的管桩模101的管径，并控制能上下移动的升降台7进行垂直方向对位，同时控制张拉装置3中张拉油缸302的油压和保压时间来匹配不同规格的管桩模101。

张拉时，系统自动向液压组合阀的执行机构发出指令，协调换向阀和截止阀运动方向，进行钢筋张拉工作，张拉装置3配备有高精度传感器，动态实时检测系统中的张拉压力，达标后，控制组合阀进入保压，操作完成后由系统发出泄压指令，协调换向阀和截止阀反向运动，并使油缸后退回位，完成张拉工作流程。

本实用新型的工作过程：

将管桩模组件1通过外部输送装置横移或人工放置在指定的的位置（即张拉工位），由运输支撑104支撑管桩模101，管桩模组件1放置过程中，管桩模101外径触碰到所述的管径检测装置2的挡板203，使得角位移传感器201产生信号。控制系统分析和处理角位移传感器201的信号，控制滚珠丝杆电机组件703中伺服电机，提升板707在滚珠丝杆电机组件703中伺服电机驱动下，通过钢丝绳711 牵引着张拉装置3与管桩模组件1进行垂直方向对位，控制张拉装置3中张拉油缸302的油压和保压时间来匹配不同规格的管桩模101。

由于所述升降台水平位移装置8两条水平轨道803与两个所述的运输支撑104的V型槽底部的连线相平行；在水平位移伺服电机804驱动下，同步带810牵引着升降台7和张拉装置3进行水平方向移动，实现连接锁紧装置5与管桩模组件1水平方向对位。

如图16所示，在连接锁紧装置5与锥形连接头105对位锁紧过程中，锥形连接头105有较大偏差和管桩模轴线有偏心，由于一对卡爪501张角较大，锥形连接头105端部的球面会与卡爪501端口有锥面接触导向定位，因此连接锁紧装置5可以方便与锥形连接头105连接锁紧。液压缸503的出位使得卡爪501由张开变合拢，通过卡爪501内腔体与张拉台阶配合可以方便精准的将张拉装置3与管桩膜组件1进行对接。在一对卡爪501之间的张开处，对称安装有一对行程开关507和限位挡板508，可以检测到两卡爪501合拢，则连接锁紧装置5与锥形连接头105完成对位锁紧为张拉作准备。

在管桩对位过程中，张拉装置3与管桩模组件1距离相差很近时，检测张拉顶头301与所述的管桩模组件1中管桩模101是否有接触，使得导杆行程开关607和产生信号来控制着升降台水平位移装置8水平移动，可以适用于不同长度的管桩模101的张拉。

如图17所示，张拉装置3与管桩模101对位完成后，锁紧螺母装置4的步进电机401驱动滚珠丝杆402，使得螺母锁紧滑台409可以上下移动来控制传动带413与大螺母之间的距离，大螺母位于传动带413的中央，传动带413的上下移动使得大螺母外径与传动带413接触，交流电机410驱动带轮414使得对大螺母锁紧。交流电机410驱动带轮414使得对大螺母锁紧时，当需要锁紧力超过一定值，传动带413会与大螺母打滑，缓冲弹簧412是起缓冲作用；当需要锁紧力低于一定值，传动带413又可以重新对大螺母进行锁紧。

张拉时，管径检测装置2的角位移传感器201控制张拉装置3中张拉油缸302的油压和保压时间来匹配不同规格的管桩模101。系统自动向液压组合阀的执行机构发出指令，协调换向阀和截止阀运动方向，进行钢筋张拉工作，张拉装置3配备有高精度传感器，动态实时检测系统中的张拉压力，达标后，控制组合阀进入保压，操作完成后由系统发出泄压指令，协调换向阀和截止阀反向运动，并使油缸后退回位，完成张拉工作流程。当张拉时，张拉油缸302的油压发生突变，则设备检测控制系统判断是断筋情况并且发出报警提示，通过手动模式将装置移开，同时移开断筋的管桩。

张拉完成后连接锁紧装置5的液压缸503回位使得卡爪501由合拢变张开，在一对卡爪501之间的张开处，对称安装有一对行程开关507和限位挡板508，可以检测到两卡爪501张开或合拢；如果合拢，则连接锁紧装置5与锥形连接头105完成对位锁紧为张拉作准备。锁紧螺母装置4的步进电机401驱动滚珠丝杆402，使得螺母锁紧滑台409可以上下移动来控制传动带413与大螺母之间的距离，传动带413的上下移动使得大螺母外径与传动带413脱离接触。升降台水平位移装置8进行水平移动，顺利实现张拉装置3与管桩模101脱离。

往复循环，重复上述工作过程，可以实现无间断的管桩模对位、锁紧、连接、张拉等动作。

Claims (10)

1.一种管桩模自动张拉装置，包括管桩模组件、张拉装置、升降台和升降台水平位移装置，所述张拉装置安装在升降台上，通过升降台驱动调整高度，所述升降台通过升降台水平位移装置驱动直线运动，调整与管桩模组件之间的距离，所述管桩模组件包括管桩模和与管桩模内钢筋相连的头板拉杆，其特征在于：还包括用于检测管桩模的管径检测装置和用于将张拉装置与头板拉杆对接的连接锁紧装置，所述连接锁紧装置包括与头板拉杆固定相连的锥形连接头和与张拉装置的张拉杆固定相连的连接锁紧装置，所述锥形连接头缩颈形成一个张拉台阶，所述连接锁紧装置主要包括卡爪、基座、转轴和驱动卡爪转动的液压缸，两个卡爪一端分别通过转轴安装在基座两侧，每个卡爪远离转轴处通过一个液压缸与基座铰接相连，液压缸伸长时，两个卡爪合拢在其内形成容纳锥形连接头的腔体，当连接锁紧装置和锥形连接头匹配对接好时，卡爪头部能刚好卡住锥形连接头的张拉台阶上，形成稳定的连接。

2.如权利要求1所述一种管桩模自动张拉装置，其特征在于：所述张拉装置包括张拉顶头、张拉油缸和张拉杆，张拉杆与张拉油缸的活塞相连接，所述张拉顶头和张拉油缸上分别设有用于安装在升降台上的吊耳。

3.如权利要求2所述一种管桩模自动张拉装置，其特征在于：管桩模组件还包括头板和大螺母，所述头板固定安装在管桩模上，头板中间设有供头板拉杆自由穿过的中心孔，头板拉杆与大螺母之间通过螺纹配合，通过拧动大螺母即可锁定头板拉杆与头板的相对位置，所述大螺母通过锁紧螺母装置拧动锁紧。

4.如权利要求3所述一种管桩模自动张拉装置，其特征在于：所述锁紧螺母装置包括滑台基座、螺母锁紧滑台、电机安装座、交流电机、带轮和传动带，所述滑台基座固定安装在张拉顶头的前端，螺母锁紧滑台通过升降装置安装在滑台基座上，交流电机通过电机安装座安装在螺母锁紧滑台上，带轮安装在交流电机的输出轴上，传动带一端安装在带轮上，另一端下垂悬空，张拉装置与管桩模对位完成后，传动带刚好套上管桩模组件的大螺母，通过升降装置上升螺母锁紧滑台，即可完成带轮和大螺母动力传动连接。

5.如权利要求4所述一种管桩模自动张拉装置，其特征在于：所述电机安装座通过滑块导轨机构安装在螺母锁紧滑台上，且电机安装座与螺母锁紧滑台顶部之间设有缓冲弹簧，通过缓冲弹簧为带轮和大螺母之间提供恒定的锁紧力。

6.如权利要求4所述一种管桩模自动张拉装置，其特征在于：所述升降装置包括步进电机、滚珠丝杆、滑台导轨安装座以及相互配合安装的滑台导轨和滑台滑块，所述滑台导轨安装座固定安装在滑台基座上，步进电机固定在滑台导轨安装座上，滚珠丝杆的丝杆与步进电机的输出轴相连，滚珠丝杆的螺母与螺母锁紧滑台固定相连，滑台导轨竖直的安装在滑台导轨安装座上，滑台滑块固定在螺母锁紧滑台上。

7.如权利要求2所述一种管桩模自动张拉装置，其特征在于：所述管径检测装置包括角位移传感器、管径检测机架和触发摆杆，所述管径检测机架设于待张拉管桩模侧面，触发摆杆通过转轴铰接在管径检测机架顶部，触发摆杆下端设有与管桩模相接触的挡板，管径检测机架顶部还设有缓冲撞杆，所述角位移传感器设于触发摆杆和缓冲撞杆之间，用于测量触发摆杆转动角度，触发摆杆下端与缓冲撞杆底部之间设有用于复位的弹簧。

8.如权利要求2所述一种管桩模自动张拉装置，其特征在于：所述张拉装置前端还设有检测其与管桩模是否接触的导杆传感器组件，所述导杆传感器组件包括导杆安装板、光杆滑块和导杆，所述导杆安装板固定安装在张拉顶头前端，光杆滑块固定在导杆安装板上，光杆滑块上设有供导杆自由前后滑动的滑槽，导杆前端设有检测撞块，在光杆滑块于检测撞块之间的导杆套有导杆弹簧，光杆滑块上设有检测导杆位置的导杆行程开关，当检测撞块接触到管桩模时，导杆行程开关发出信号控制升降台水平位移装置运动。

9.如权利要求2所述一种管桩模自动张拉装置，其特征在于：所述升降台包括立柱焊接件、顶板、提升板和垂直运动驱动装置，所述立柱焊接件有两根，两根立柱焊接件底部固定在升降台水平位移装置上，两根立柱焊接件顶部通过顶板固定相连，形成稳定支撑结构，顶板底部设有多个圆柱导杆，提升板通过导向套安装在多个圆柱导杆上，所述垂直运动驱动装置用于驱动提升板上下运动，所述提升板前后两端分别通过钢丝绳与张拉装置前后两端的吊耳相连；所述垂直运动驱动装置为滚珠丝杆电机组件，其包括螺母滑块和滚珠丝杆电机组件，所述螺母滑块与提升板中间固定相连，所述滚珠丝杆电机组件安装在顶板上。

10.如权利要求2所述一种管桩模自动张拉装置，其特征在于：所述升降台水平位移装置包括水平轨道、水平位移伺服电机、两个轴向转动同步带轮和设于水平轨道上的平板座，所述水平轨道平行于管桩模设置，所述平板座用于安装升降台，且通过轮组安装在水平轨道上，两个轴向转动同步带轮分别通过从动轴和主动轴安装在水平轨道两端，轴向转动同步带轮之间通过同步带连接，平板座底部与同步带固定相连，水平位移伺服电机通过同步带伺服减速机与主动轴相连，通过水平位移伺服电机驱动同步带运动，从而驱动平板座在水平轨道上来回移动。