CN209855826U - 一种全液压拱架拼装一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全液压拱架拼装一体机，解决了现有技术中钢拱架安装系统功能单一、安装效率低的问题。本实用新型包括工作平台，工作平台上设有固定架，固定架通过滑移机构与工作平台相连接，固定架上设有旋转架，旋转架通过旋转机构与固定架转动连接，旋转架上设有主机械手和辅助机械手。本实用新型采用全液压多机械手拼装，实现自动化安装，安装过程简单，节省人力，提高施工效率。可更换式夹具实现安装功能多样化，可安装支护材料多样化，以便应对多变的隧道开挖过程中的围岩变化，及时支护，保证施工安全。

Description

一种全液压拱架拼装一体机

技术领域

本实用新型涉及隧道施工拱架拼装技术领域，特别是指一种全液压拱架拼装一体机。

背景技术

大直径硬岩掘进机（TBM）是集掘进、出渣、支护等功能为一体的隧道掘进大型复杂成套设备，是国家铁路、公路、水利、城市建设和国防建设等隧道施工设备。

随着隧道开挖技术的发展，对TBM开挖支护提出了更高的要求，要求支护过程更快捷，能满足多种支护材料的安装。目前TBM上传统的钢拱架安装系统存在以下问题：1）拼装过程繁琐，拼装成环和撑紧安装是分开的2套机构，拼装成环后需要再次转接才能完成安装；2）拼装过程依靠人工较多，拱架的固定夹紧需要人工安装螺栓固定；3）安装拱架前若需要安装网片，全靠人工作业；4）安装拱架时，如需要清渣，也全靠人工辅助；5）功能较为单一，仅能安装一种类型的型钢支护材料。

实用新型内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种全液压拱架拼装一体机，解决了现有技术中钢拱架安装系统功能单一、安装效率低的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种全液压拱架拼装一体机，包括工作平台和固定架，工作平台与固定架相连接，固定架通过滑移机构与TBM主梁相连接，固定架上设有旋转架，旋转架通过旋转机构与固定架转动连接，旋转架上设有主机械手和辅助机械手；主机械手上设有钢架夹具，辅助机械手上设有可更换式夹具。

所述滑移机构包括轴向油缸和滑移轮对，滑移轮对设置在固定架上，轴向油缸的一端与固定架铰接、另一端与TBM主梁铰接，TBM主梁的外壁上设有轴向轨道，滑移轮对位于轴向轨道上且与轴向轨道相配合。

所述旋转机构包括大齿圈和小齿轮，固定架上设有电机，小齿轮设置在电机的输出轴上，大齿圈固定在旋转架的内壁上，小齿轮与大齿圈相啮合。

所述旋转架的外圆周上设有若干个等角度设置的主机械手和若干个辅助机械手，主机械手和辅助机械手可间隔设置。

所述主机械手包括第一机械臂和第一径向油缸，第一机械臂的一端与旋转架铰接、另一端设有钢架夹具，第一径向油缸的一端与旋转架铰接、另一端与第一机械臂铰接。

所述钢架夹具包括中心定位块和对称设置的两个爪臂，中心定位块与第一机械臂固定连接，爪臂与第一机械臂的外壁铰接，中心定位块位于两个爪臂之间，两个爪臂的中部通过抓取油缸相连接，爪臂上部设有夹块。

所述辅助机械手包括第二机械臂和第二径向油缸，第二机械臂的一端与旋转架铰接、另一端设有可更换式夹具，第二径向油缸的一端与旋转架铰接、另一端与第二机械臂铰接。

所述可更换式夹具包括夹具座和调向油缸，夹具座与第二机械臂铰接，调向油缸的一端与夹具座铰接、另一端与第二机械臂铰接；夹具座上可拆卸设有网片夹具或刮渣板组件。

本实用新型采用全液压多机械手拼装，实现自动化安装，安装过程简单，节省人力，提高施工效率。可更换式夹具实现安装功能多样化，可安装支护材料多样化，以便应对多变的隧道开挖过程中的围岩变化，及时支护，保证施工安全。本实用新型实现钢拱架拼装自动化作业，减少了拼装流程，拼装成环后不需要转接即能完成安装；取消了拱架拼装时的人工固定螺栓作业；可在安装网片及拼拱架需清渣时中提供辅助作业；可完成各类型钢的拼装成环及安装多种支护材料，提高了装置的利用率和适用范围，在确保高效施工的同时提高施工安全系数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型整体主视示意图。

图2为本实用新型整体侧视示意图。

图3为本实用新型工作平台主视示意图。

图4为本实用新型主机械手结构示意。

图5为本实用新型钢架夹具前视结构示意图。

图6为本实用新型钢架夹具后视结构示意图。

图7为本实用新型辅助机械手结构示意图。

图8为本实用新型可更换式夹具结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，实施例1，一种全液压拱架拼装一体机，包括工作平台6，为作业人员提供操作和维修平台。工作平台6上设有固定架1，固定架为旋转架提供支撑，固定架1通过滑移机构7与TBM主梁相连接相连接，在滑移机构的作用下，固定架沿TBM主梁相连接进行轴向移动，实现固定架的伸出与收回。固定架1上设有旋转架2，旋转架可在固定架上进行转动，旋转架2通过旋转机构8与固定架1转动连接，即在旋转机构的作用下，旋转架绕固定架中心轴线转动，即旋转架可在隧道内进行360度转动，对拱架进行成环拼装。旋转架2上设有主机械手4和辅助机械手5。主机械手4和辅助机械手5的数量根据需要进行设计，主机械手用于对各类型钢的拼装成环及安装如H型钢、工字钢、u型钢、钢管片等多种支护材料，辅助机械手5用于对网片的安装或在安装拱架时，对需要清渣的情况进行清渣。本装置可进行轴向、径向和周向远动，对隧道拱架进行全方位拼装成环、撑紧安装、网片安装和清渣施工，功能多样、施工效率高。

进一步，所述滑移机构7包括轴向油缸7-1和滑移轮对7-2，滑移轮对7-2固定设置在固定架1的外壁上，轴向油缸7-1的一端与固定架1铰接、另一端与TBM主梁铰接，轴向油缸伸出，推动固定架沿TBM主梁移动，固定架沿轴向方向移动，与工作平台发生相对移动。TBM主梁的外壁上设有轴向轨道7-3，滑移轮对7-2位于轴向轨道7-3上且与轴向轨道7-3相配合。在轴向油缸的作用下，滑移轮对沿轴向轨道移动，带动固定架沿TBM主梁轴向移动。

如图4-8所示，实施例2，一种全液压拱架拼装一体机，所述旋转机构8包括大齿圈8-1和小齿轮8-2，固定架1上固定设有电机8-3，电机采用同步电机，同步电机的数量根据需要进行设置，小齿轮8-2设置在电机8-3的输出轴上，电机带动小齿轮进行同向同速转动，大齿圈8-1固定在旋转架2的内壁上，小齿轮8-2与大齿圈8-1相啮合。在电机的作用下，小齿轮通过大齿圈带动旋转架转动，实现旋转架的周向转动，实现对拱架的成环拼装和顶紧安装。

进一步，所述旋转架2的外圆周上设有若干个等角度设置的主机械手4和至少一个辅助机械手5，主机械手4可根据需要设置八个，辅助机械手5可根据需要设置1个或2个。所述主机械手4包括第一机械臂4-1和第一径向油缸4-2，第一机械臂4-1的一端与旋转架2铰接、另一端设有钢架夹具4-3，钢架夹具可完成各类型钢的拼装成环及安装如H型钢、工字钢、u型钢、钢管片等多种支护材料。第一径向油缸4-2的一端与旋转架2铰接、另一端与第一机械臂4-1铰接，在第一径向油缸的作用下，第一机械臂进行径向移动，实现钢架夹具的径向位置的调节。钢架夹具4-3包括中心定位块301和对称设置的两个爪臂302，中心定位块301的两侧分别与第一机械臂4-1的内壁固定连接，爪臂302与第一机械臂4-1的外壁铰接，爪臂302可绕铰接点转动，实现两爪臂的开合，中心定位块301位于两个爪臂302之间，中心定位块301用于定位型钢的位置，同时对型钢底部进行支撑，提高型钢的拼装成环及安装过程的稳定性。两个爪臂302的中部通过抓取油缸303相连接，在抓取油缸的作用下两个爪臂302绕与第一机械臂4-1外壁铰接点转动，实现对型钢的夹紧与松放，爪臂302上部设有夹块304，夹块304与型钢接触，提高与型钢的摩擦力，提高夹紧力。

进一步，所述辅助机械手5包括第二机械臂5-1和第二径向油缸5-2，第二机械臂5-1的一端与旋转架2铰接、另一端设有可更换式夹具5-3，更换式夹具5-3根据需要可进行更换夹具种类。在安装网片时，可更换式夹具5-3可采用网片夹具，用于对网片的夹持；当拼拱架需清渣时，可更换式夹具5-3可采用刮渣板组件。第二径向油缸5-2的一端与旋转架2铰接、另一端与第二机械臂5-1铰接。在第二径向油缸的作用下，第二机械臂进行径向移动，实现可更换式夹具的径向位置的调节。所述可更换式夹具5-3包括夹具座311和调向油缸312，夹具座311与第二机械臂5-1铰接，调向油缸312的一端与夹具座311铰接、另一端与第二机械臂5-1铰接，在调向油缸312的作用下，夹具座311绕铰接点转动，实现夹具座角度的调节。夹具座311上可拆卸设有网片夹具或刮渣板组件或其他通用辅助作业工装，实现快速安装、多种施工操作。

其他结构与实施例1相同。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全液压拱架拼装一体机，其特征在于：包括工作平台（6）和固定架（1），工作平台（6）与固定架（1）相连接，固定架（1）通过滑移机构（7）与TBM主梁相连接，固定架（1）上设有旋转架（2），旋转架（2）通过旋转机构（8）与固定架（1）转动连接，旋转架（2）上设有主机械手（4）和辅助机械手（5）；主机械手（4）上设有钢架夹具（4-3），辅助机械手（5）上设有可更换式夹具（5-3）。

2.根据权利要求1所述的全液压拱架拼装一体机，其特征在于：所述滑移机构（7）包括轴向油缸（7-1）和滑移轮对（7-2），滑移轮对（7-2）设置在固定架（1）上，轴向油缸（7-1）的一端与固定架（1）铰接、另一端与TBM主梁铰接，TBM主梁的外壁上设有轴向轨道（7-3），滑移轮对（7-2）位于轴向轨道（7-3）上且与轴向轨道（7-3）相配合。

3.根据权利要求1或2所述的全液压拱架拼装一体机，其特征在于：所述旋转机构（8）包括大齿圈（8-1）和小齿轮（8-2），固定架（1）上设有电机（8-3），小齿轮（8-2）设置在电机（8-3）的输出轴上，大齿圈（8-1）固定在旋转架（2）的内壁上，小齿轮（8-2）与大齿圈（8-1）相啮合。

4.根据权利要求3所述的全液压拱架拼装一体机，其特征在于：所述旋转架（2）的外圆周上设有若干个主机械手（4）和若干个辅助机械手（5）。

5.根据权利要求1或4所述的全液压拱架拼装一体机，其特征在于：所述主机械手（4）包括第一机械臂（4-1）和第一径向油缸（4-2），第一机械臂（4-1）的一端与旋转架（2）铰接、另一端设有钢架夹具（4-3），第一径向油缸（4-2）的一端与旋转架（2）铰接、另一端与第一机械臂（4-1）铰接。

6.根据权利要求5所述的全液压拱架拼装一体机，其特征在于：所述钢架夹具（4-3）包括中心定位块（301）和对称设置的两个爪臂（302），中心定位块（301）与第一机械臂（4-1）固定连接，爪臂（302）与第一机械臂（4-1）的外壁铰接，中心定位块（301）位于两个爪臂（302）之间，两个爪臂（302）的中部通过抓取油缸（303）相连接，爪臂（302）上部设有夹块（304）。

7.根据权利要求1或4所述的全液压拱架拼装一体机，其特征在于：所述辅助机械手（5）包括第二机械臂（5-1）和第二径向油缸（5-2），第二机械臂（5-1）的一端与旋转架（2）铰接、另一端设有可更换式夹具（5-3），第二径向油缸（5-2）的一端与旋转架（2）铰接、另一端与第二机械臂（5-1）铰接。

8.根据权利要求6所述的全液压拱架拼装一体机，其特征在于：所述可更换式夹具（5-3）包括夹具座（311）和调向油缸（312），夹具座（311）与第二机械臂（5-1）铰接，调向油缸（312）的一端与夹具座（311）铰接、另一端与第二机械臂（5-1）铰接；夹具座（311）上可拆卸设有网片夹具或刮渣板组件。