CN210858729U

CN210858729U - 一种管片拼装机

Info

Publication number: CN210858729U
Application number: CN201921596756.1U
Authority: CN
Inventors: 段锦涛; 陈�峰; 刘江; 王广收; 孙向阳
Original assignee: China National Heavy Machinery Research Institute Co Ltd
Current assignee: China National Heavy Machinery Research Institute Co Ltd
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2020-06-26
Anticipated expiration: 2029-09-24

Abstract

本实用新型提供了一种管片拼装机，包括回转机构、平移机构、举升机构、抓举机构和PLC控制器，所述平移机构与回转机构连接，所述平移机构为两个且沿回转机构的轴线对称设置，所述举升机构与平移机构一一对应且垂直连接，所述抓举机构与其中一个举升机构垂直连接，所述平移机构、举升机构和抓举机构互相垂直；所述回转机构包括回转步进电机，所述平移机构包括平移步进电机，所述举升机构包括举升步进电机，所述抓举机构包括微调步进电机。本实用新型通过各步进电机分别与PLC控制器输出接口相连接，使得管片拼装的对中和就位精准，同时自动化的操作大大降低了劳动强度，提高了工作效率。

Description

一种管片拼装机

技术领域

本实用新型属于工程机械技术领域，具体涉及一种管片拼装机。

背景技术

管片拼装机的作用就是将管片快速准确地安装到刚开挖的隧道表面，以支护隧道表面、防止地下水土的渗透和地表沉降，管片承担着盾构前进的推进反力。盾构管片拼装机是一种典型的复杂机电液产品，是盾构成套装备系统的关键子系统之一，管片拼装机的功能直接影响到管片拼装质量和隧道施工的效率。

目前，盾构施工过程中实现了管片拼装的机械化，但是管片的对中、就位、拼装等仍是靠人工作业完成，存在劳动强度大，管片拼装精度差、效率低的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种管片拼装机，克服现有技术中存在的上述技术问题。

为此，本实用新型提供的技术方案如下：

一种管片拼装机，包括回转机构、平移机构、举升机构和抓举机构，所述平移机构与回转机构连接，所述平移机构为两个且沿回转机构的轴线对称设置，所述举升机构与平移机构一一对应且垂直连接，所述抓举机构与其中一个举升机构垂直连接，所述平移机构、举升机构和抓举机构互相垂直；

所述回转机构包括回转步进电机，所述平移机构包括平移步进电机，所述举升机构包括举升步进电机，所述抓举机构包括微调步进电机。

还包括PLC控制器，所述回转步进电机、平移步进电机、举升步进电机、微调步进电机均与PLC控制器电连接。

所述回转机构包括固定环、转动环、回转步进电机、齿轮和连接基座，所述固定环设于转动环外，所述齿轮设于固定环和转动环之间，所述固定环和转动环通过齿轮转动连接，所述齿轮连接回转步进电机，所述转动环内侧沿轴向对称固定连接有两个稳固板和两个连接基座，所述回转机构和平移机构通过连接基座连接。

所述平移机构包括基板，所述基板与回转机构连接，所述基板一侧设有平移步进电机，另一侧设有支撑基座和固定横梁；

所述支撑基座和固定横梁沿水平方向并排设置，所述支撑基座连接有平移支撑，所述平移支撑与举升机构连接，所述平移步进电机连接有平移丝杠，所述平移丝杠的另一端贯穿基板与举升机构连接。

所述举升机构包括举升连接件、举升支撑和举升丝杠，所述举升支撑和举升丝杠均竖直设置且贯穿举升连接件，举升丝杠连接有举升步进电机，举升丝杠外侧套接有举升套筒，所述平移机构与举升连接件连接。

所述抓举机构包括抓举基座、机械臂托梁、微动支撑和微调丝杠，所述机械臂托梁设于抓举基座上方，所述机械臂托梁的两端分别与两个举升机构的端部垂直连接；

所述微动支撑和微调丝杠在水平面上平行设置，所述微动支撑贯穿抓举基座和机械臂托梁，所述微调丝杠一端与抓举基座相连，另一端连接有微调步进电机，所述抓举基座上设置有抓举头，所述抓举头与微动支撑平行设置，所述微调丝杠外侧套接有微动套筒。

还包括设于转动环内侧的稳固板，所述稳固板为两个，分别沿转动环轴向对称设置。

所述平移丝杠外侧套接有平移套筒。

所述抓举基座为U型，所述抓举基座通过底部螺栓与抓举头连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的这种管片拼装机，通过在回转机构上设置回转步进电机，平移机构上设置平移步进电机和平移丝杠，举升机构上设置举升步进电机和举升丝杠，抓举机构上设置微动微调步进电机和微调丝杠，各步进电机分别与PLC控制器输出接口相连接，使得管片拼装的对中和就位精准，同时自动化的操作大大降低了劳动强度，提高了工作效率。

为让本实用新型的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型管片拼装机的一种实施方式结构示意图；

图2是本实用新型管片拼装机中回转机构的一种实施方式结构示意图；

图3是本实用新型管片拼装机中平移机构与举升机构的一种连接结构示意图；

图4是本实用新型管片拼装机中举升机构与抓举机构的一种连接结构示意图。

附图标记说明：

1、回转机构；2、平移机构；3、举升机构；4、抓举机构；5、固定环；6、转动环；7、回转步进电机；8、连接基座；9、稳固板；10、基板；11、固定横梁；12、支撑基座；13、平移支撑；14、举升连接件；15、平移步进电机；16、平移套筒；17、举升支撑；18、举升步进电机；19、举升套筒；20、机械臂托梁；21、微动支撑；22、微动套筒；23、抓举基座；24、抓举头；25、平移丝杠；26、举升丝杠；27、微调丝杠。

具体实施方式

以下由规定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

需说明的是，在本实用新型中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的管片拼装机的上、下、左、右。

现参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例1：

本实施例提供了一种如图1所示的管片拼装机，包括回转机构1、平移机构2、举升机构3和抓举机构4，所述平移机构2与回转机构1连接，所述平移机构2为两个且沿回转机构1的轴线对称设置，所述举升机构3与平移机构2一一对应且垂直连接，所述抓举机构4与其中一个举升机构3垂直连接，所述平移机构2、举升机构3和抓举机构4互相垂直；

所述回转机构1包括回转步进电机7，所述平移机构2包括平移步进电机15，所述举升机构3包括举升步进电机18，所述抓举机构4包括微调步进电机。

具体地说，本实施例提供的管片拼装机工作过程或应用过程如下：

平移机构2用于带动举升机构3和抓举机构4水平平移，举升机构3用于带动抓举机构4上下移动，抓举机构4用于微调位置和抓取管片。

回转机构1在回转步进电机7的驱动下转动到规定位置，平移步进电机15驱使得举升机构3移动到规定位置，举升步进电机18驱动举升丝杠26上升或者下降到规定位置，然后通过微调步进电机驱动微进行微调到达规定位置进行管片抓取或安装。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种管片拼装机，还包括PLC控制器，所述回转步进电机7、平移步进电机15、举升步进电机18、微调步进电机均与PLC控制器电连接。

本实施例提供的管片拼装机工作过程如下：

PLC控制器的输出接口分别连接回转步进电机7、平移步进电机15、举升步进电机18和微调步进电机，根据管片需要安装的位置设置PLC控制器的各项参数，PLC控制器将脉冲发生器产生的信号发送给各输出接口，回转机构1在回转步进电机7的驱动下，根据PLC控制器的参数设置转动到规定位置，平移步进电机15驱动平移丝杠25使得举升机构3移动到规定位置，举升步进电机18驱动举升丝杠26上升或者下降到规定位置，然后通过微调步进电机驱动微调丝杠27运动对抓举头24进行微调到达规定位置进行管片抓取或安装。

本实施例通过将PLC控制器的输出接口分别连接回转步进电机7、平移步进电机15、举升步进电机18和微调步进电机连接，进而控制各步进电机，替代人工操控的手柄，实现管片拼装机回转机构1的精确位置控制，实现平移机构2与举升机构3的精确位置控制，使管片拼装过程能安全、准确、高效的进行。

实施例3：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种管片拼装机，所述回转机构1包括固定环5、转动环6、回转步进电机7、齿轮和连接基座8，所述固定环5设于转动环6外，所述齿轮设于固定环5和转动环6之间，所述固定环5和转动环6通过齿轮转动连接，所述齿轮连接回转步进电机7，所述转动环6内侧沿轴向对称固定连接有两个稳固板9和两个连接基座8，所述回转机构1和平移机构2通过连接基座8连接。如图2所示，

回转机构1的固定环5用于安装于盾构机上，回转步进电机7用于为转动环6的转动提供动力，转动环6用于带动平移机构2、举升机构3和抓举机构4转动，平移机构2用于带动举升机构3和抓举机构4水平平移，举升机构3用于带动抓举机构4上下移动，抓举机构4用于微调位置和抓取管片。

实施例4：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种管片拼装机，所述平移机构2包括基板10，所述基板10与回转机构1连接，所述基板10一侧设有平移步进电机15，另一侧设有支撑基座12和固定横梁11；

所述支撑基座12和固定横梁11沿水平方向并排设置，所述支撑基座12连接有平移支撑13，所述平移支撑13与举升机构3连接，所述平移步进电机15连接有平移丝杠25，所述平移丝杠25的另一端贯穿基板10与举升机构3连接。如图3所示。

平移步进电机15用于对平移丝杠25提供动力，平移丝杠25将转动转换为精确的直线运动推动举升机构3沿平移支撑13移动。

实施例5：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种管片拼装机，所述举升机构3包括举升连接件14、举升支撑17和举升丝杠26，所述举升支撑17和举升丝杠26均竖直设置且贯穿举升连接件14，举升丝杠26连接有举升步进电机18，举升丝杠26外侧套接有举升套筒19，所述平移机构2与举升连接件14连接。如图3和图4所示。

举升步进电机18用于对举升丝杠26提供动力，举升丝杠26将转动转换为精确的直线运动推动抓举机构4上下移动。

实施例6：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种管片拼装机，所述抓举机构4包括抓举基座23、机械臂托梁20、微动支撑21和微调丝杠27，所述机械臂托梁20设于抓举基座23上方，所述机械臂托梁20的两端分别与两个举升机构3的端部垂直连接；

所述微动支撑21和微调丝杠27在水平面上平行设置，所述微动支撑21贯穿抓举基座23和机械臂托梁20，所述微调丝杠27一端与抓举基座23相连，另一端连接有微调步进电机，所述抓举基座23上设置有抓举头24，所述抓举头24与微动支撑21平行设置，所述微调丝杠27外侧套接有微动套筒22。如图4所示

微调步进电机用于驱动微调丝杠27运动对抓举头24进行微调到达规定位置进行管片抓取或安装。

通过将PLC控制器的输出接口分别连接回转步进电机7、平移步进电机15、举升步进电机18和微动步进电机连接，进而控制各步进电机，替代人工操控的手柄，实现管片拼装机回转机构1的精确位置控制，并通过平移丝杠25和举升丝杠26实现平移机构2与举升机构3的精确位置控制，使管片拼装过程能安全、准确、高效的进行。

实施例7：

本实施例提供了一种管片拼装机，如图1-4所示，包括回转机构1，回转机构1沿轴向连接有平移机构2，平移机构2垂直连接有举升机构3，举升机构3垂直连接有抓举机构4。

回转机构1由固定环5和转动环6通过齿轮转动连接，齿轮连接有用于驱动转动环6转动的回转步进电机7，转动轮内侧对称固定连接有两块稳固板9，转动轮上靠近稳固板9的位置沿轴向固定连接有两个连接基座8，回转机构1与平移机构2通过连接基座8相连，连接基座8与平移机构2的基板10连接。

基板10上固接有沿轴向设置的固定横梁11和两个支撑基座12，固定横梁11远离基板10的一端设置有与基板10上的支撑基座12相对称的两个横梁基座，支撑基座12与横梁基座之间设置有平移支撑13，两个平移支撑13通过举升连接件14与举升机构3相连，连接基座8内部设置有平移步进电机15，平移步进电机15连接平移丝杠25的一端，平移丝杠25的另一端贯穿基板10并与举升连接件14相连接，平移丝杠25外侧套接有平移套筒16。

平移支撑13贯穿于举升连接件14上，举升连接件14上位于两个平移支撑13之间且远离平移丝杠25一侧设置有平衡板，举升连接件14还贯穿连接有相互平行的举升支撑17和举升丝杠26，举升支撑17和举升丝杠26与平移支撑13垂直设置，举升丝杠26外侧套接有举升套筒19，举升丝杠26的一端连接有举升步进电机18，另一端通过连接机械臂托梁20与抓举机构4相连，机械臂托梁20还与举升支撑17的一端连接，机械臂托梁20贯穿连接有微动支撑21和微动丝杠，微动支撑21和微动丝杠与平移支撑13平行设置，微动丝杠外侧套接有微动套筒22，微动支撑21还贯穿于U型抓举基座23上，微动丝杠外侧套接有微动套筒22，微动丝杠的端部还连接有微动步进电机，抓举基座23底部与微动支撑21平行设置，抓举基座23底部螺栓连接有抓举头24。

实施例8：

本实施例提供了一种管片拼装方法，使用管片拼装机，根据管片需要安装的位置通过PLC控制器设置的各电机的对应参数，PLC控制器将脉冲发生器产生的信号发送给各电机，回转机构1在回转步进电机7的驱动下，根据PLC控制器的参数设置转动到规定位置，平移步进电机15驱动平移丝杠25使得举升机构3移动到规定位置，举升步进电机18驱动举升丝杠26上升或者下降到规定位置，最后通过微调步进电机驱动微调丝杠27运动对抓举头24进行微调到达规定位置进行管片抓取或安装。

通过在回转机构1上设置回转步进电机7，平移机构2上设置平移步进电机15和平移丝杠25，举升机构3上设置举升步进电机18和举升丝杠26，抓举机构4上设置微动步进电机和微动丝杠，各步进分别与PLC控制器输出接口相连接，使得管片拼装的对中和就位精准，同时自动化的操作大大降低了劳动强度，提高了工作效率。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims

1.一种管片拼装机，其特征在于：包括回转机构（1）、平移机构（2）、举升机构（3）和抓举机构（4），所述平移机构（2）与回转机构（1）连接，所述平移机构（2）为两个且沿回转机构（1）的轴线对称设置，所述举升机构（3）与平移机构（2）一一对应且垂直连接，所述抓举机构（4）与其中一个举升机构（3）垂直连接，所述平移机构（2）、举升机构（3）和抓举机构（4）互相垂直；

所述回转机构（1）包括回转步进电机（7），所述平移机构（2）包括平移步进电机（15），所述举升机构（3）包括举升步进电机（18），所述抓举机构（4）包括微调步进电机。

2.根据权利要求1所述的一种管片拼装机，其特征在于：还包括PLC控制器，所述回转步进电机（7）、平移步进电机（15）、举升步进电机（18）、微调步进电机均与PLC控制器电连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种管片拼装机，其特征在于：所述回转机构（1）包括固定环（5）、转动环（6）、回转步进电机（7）、齿轮和连接基座（8），所述固定环（5）设于转动环（6）外，所述齿轮设于固定环（5）和转动环（6）之间，所述固定环（5）和转动环（6）通过齿轮转动连接，所述齿轮连接回转步进电机（7），所述转动环（6）内侧沿轴向对称固定连接有两个稳固板（9）和两个连接基座（8），所述回转机构（1）和平移机构（2）通过连接基座（8）连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种管片拼装机，其特征在于：所述平移机构（2）包括基板（10），所述基板（10）与回转机构（1）连接，所述基板（10）一侧设有平移步进电机（15），另一侧设有支撑基座（12）和固定横梁（11）；

所述支撑基座（12）和固定横梁（11）沿水平方向并排设置，所述支撑基座（12）连接有平移支撑（13），所述平移支撑（13）与举升机构（3）连接，所述平移步进电机（15）连接有平移丝杠（25），所述平移丝杠（25）的另一端贯穿基板（10）与举升机构（3）连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种管片拼装机，其特征在于：所述举升机构（3）包括举升连接件（14）、举升支撑（17）和举升丝杠（26），所述举升支撑（17）和举升丝杠（26）均竖直设置且贯穿举升连接件（14），举升丝杠（26）连接有举升步进电机（18），举升丝杠（26）外侧套接有举升套筒（19），所述平移机构（2）与举升连接件（14）连接。

6.根据权利要求1或2所述的一种管片拼装机，其特征在于：所述抓举机构（4）包括抓举基座（23）、机械臂托梁（20）、微动支撑（21）和微调丝杠（27），所述机械臂托梁（20）设于抓举基座（23）上方，所述机械臂托梁（20）的两端分别与两个举升机构（3）的端部垂直连接；

所述微动支撑（21）和微调丝杠（27）在水平面上平行设置，所述微动支撑（21）贯穿抓举基座（23）和机械臂托梁（20），所述微调丝杠（27）一端与抓举基座（23）相连，另一端连接有微调步进电机，所述抓举基座（23）上设置有抓举头（24），所述抓举头（24）与微动支撑（21）平行设置，所述微调丝杠（27）外侧套接有微动套筒（22）。

7.根据权利要求3所述的一种管片拼装机，其特征在于：还包括设于转动环（6）内侧的稳固板（9），所述稳固板（9）为两个，分别沿转动环（6）轴向对称设置。

8.根据权利要求4所述的一种管片拼装机，其特征在于：所述平移丝杠（25）外侧套接有平移套筒（16）。

9.根据权利要求6所述的一种管片拼装机，其特征在于：所述抓举基座（23）为U型，所述抓举基座（23）通过底部螺栓与抓举头（24）连接。