CN214836436U - 一种盾构地铁隧道管片修复加固成套设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构地铁隧道管片修复加固成套设备，属于隧道施工设备技术领域，解决了现有管片修复加固设备施工时需要改装手推车和简易悬臂梁辅助进行辅助，不能对进行钢板环存放、转运，存在自动化程度低，施工周期长、施工成本高、施工困难大等问题，本发明包括底部系统、拼装机器人系统、焊接机器人系统和辅助作业平台系统四大系统，其目的在于，提供一种自动机程度高的盾构地铁隧道管片修复加固成套设备，采用机械化作业辅助人工作业，兼具钢板环的存放、转运和举升功能,自动化完成钢板环的定位安装和焊缝焊接，有效降低了作业人员劳动强度、提高了作业效率。

Description

一种盾构地铁隧道管片修复加固成套设备

技术领域

本发明属于隧道施工设备技术领域，具体涉及一种盾构地铁隧道管片修复加固成套设备。

背景技术

目前国内各主要城市均有地铁线路建成运营,其地铁区间隧道多以单圆盾构隧道为主。相关调查资料研究发现，在运营期间，因地铁结构或周边环境原因，其隧道结构通常有变形等病害发生，一般包含隧道竖向位移变形、横向位移变形、椭变(收敛变形)、裂缝、渗漏等，严重时则影响运营安全。在我国基本上运营期在10年左右的隧道都需进入到整治修复阶段。

盾构地铁隧道管片破损修复加固主要采用钢板环加固法。在我国进行修复加固作业时缺少一种集成化的盾构地铁隧道管片修复设备，主要还是采用人工安装、改装手推车辅助、简易悬臂梁辅助等措施施工，普遍存在施工周期长、施工成本高、施工效率低、施工困难大等问题。本发明提供的盾构地铁隧道管片修复加固成套设备，采用机器人作业代替人工作业，有效降低了作业人员劳动强度、提高了作业效率，缩短了施工周期，同时为施工企业节约了人工成本和时间成本。

经检索中国专利授权公告号为CN111188641A公开了一种盾构隧道钢管片内衬加固机械臂，包括底座，所述底座的上面依次安装有纵向移动装置、横向移动装置、回转移动装置和旋转台；横向移动装置横移推板的上面设置有安装孔并通过螺栓与回转移动装置的底盘连接，回转移动装置的底盘上方装有转盘，回转移动装置的转盘与旋转台连接；伸缩臂的外筒套一端固定连接有臂后座，另一端内装有内筒套，复合油缸的缸体底端与臂后座内底部固定连接，复合油缸的活塞杆端头通过销柱与轴孔连接。

上述公开的铰接密封装置存在如下问题：

该盾构隧道钢管片内衬加固机械臂只公开了一种机械臂，虽然可以通过机械臂实现对钢板安装的自动化，但是实际进行隧道管片修复加固施工时，则还是需要改装手推车和简易悬臂梁辅助进行辅助，没有钢板环存放、转运等功能，也不能实现对钢板环自动化焊接，不能一次性完成钢板环安装、定位锚固、整体焊接、钢板注胶、防腐处理等工艺，还是存在施工周期长、施工成本高、施工效率低、施工困难大等问题。

发明内容

针对上述存在的技术问题，其目的在于，提供一种盾构地铁隧道管片修复加固成套设备，兼具钢板环的存放、转运和举升功能,自动化完成钢板环的定位安装和焊缝焊接，采用机械化作业辅助人工作业，有效降低了作业人员劳动强度、提高了作业效率，缩短了施工周期，同时为施工企业节约了人工成本和时间成本。

本发明采用的技术方案如下：

一种盾构地铁隧道管片修复加固成套设备，其特征在于，包括底部系统、拼装机器人系统、焊接机器人系统和辅助作业平台系统，所述底部系统包括双向牵引平板车，所述辅助作业平台系统包括设置在双向牵引平板车上的曲臂式人工作业平台和固定式人工作业平台，所述拼装机器人系统包括设置在双向牵引平板车上的拼装机械臂和钢板环存放架，所述焊接机器人系统包括设置在双向牵引平板车上的焊接机械臂。

采用上述技术方案，通过在双向牵引平板车上设置拼装机械臂和钢板环存放架，拼装机械臂从钢板环存放架上抓取钢板环，然后拼装机械臂经过旋转、俯仰、倾斜等姿态调整后将钢板环拼装到地铁隧道管片破损处，自动化完成钢板环安装；通过设置焊接机械臂，在完成整环钢板环的安装作业后，焊接机器人通过机器人升降平台、机器人滑台调整焊接机器人姿态，焊接钢板环之间的接缝。机器人焊接系统可实现焊缝寻找定位、焊缝追踪、焊缝检测等功能；通过双向牵引平板车上设置曲臂式人工作业平台，拼装机械臂将钢板环拼装到位后，曲臂式人工作业平台辅助工人安装M16锚栓，完成将钢板环固定在隧道管片破损处；通过双向牵引平板车上设置固定式人工作业平台，辅助工人进行钢板环拼装前的管片预处理及管片拼装完成后的注环氧树脂胶、钢板环防腐处理等作业；实现只需要本发明提供的盾构地铁隧道管片修复加固机械臂设备，就可以将一次性完成钢板环安装、定位锚固、整体焊接、钢板注胶、防腐处理所有工艺，将钢板环的存放、转运、吊运和举升、安装后的焊缝焊接等功能实现机械化，无需人工安装、改装手推车辅助、简易悬臂梁辅助等措施施工，提升隧道管片修复作业的机械自动化，提升施工效率。

优选的，所述双向牵引平板车包括车底板，所述车底板下方设置有两个多轨道转向架、所述多轨道转向架上设置有转向装置和刹车装置，车底板底部还设置有四个平衡支腿，所述平衡支腿位于两个多轨道转向架之间，车底板两端均设置有牵引接头。采用上述技术方案，通过在车底板两端均设置有牵引接头，以保证一端牵引机车故障时，设备能够及时从另一端牵引接头牵引驶离地铁轨道，确保不影响正常的地铁运营；通过车底板底部还设置有四个平衡支腿，设备在到作业位置后，有可能会与隧道轴线偏移，平衡支腿展开的时候，可以对设备整体进行一个对准隧道轴线的微调整,可增加设备的抗倾覆能力，保证设备作业时候的稳定性；通过车底板下方设置有两个多轨道转向架，可实现底部系统既可满足在已营运地铁隧道上运行，又可实现在在建地铁隧道上行使；通过多轨道转向架上设置有刹车装置，实现在进行隧道管片修复作业时，对双向牵引平板车进行制动，防止坡道路段双向牵引平板车产生滑车事故，造成安全隐患。

优选的，所述曲臂式人工作业平台包括第一旋转底座，所述第一旋转底座与车底板的一端固定连接，第一旋转底座上方安装有第一回转盘，第一回转盘与第一旋转底座转动连接第一回转盘上方安装有第一机械臂，第一机械臂内设置有第一液压推杆，第一机械臂的末端设置有升降作业台。采用上述技术方案，可以实现升降作业台空间三维度下可实现第一机械臂多个自由度动作，方便工人在修复钢板环上安装M16锚栓，完成将钢板环固定在隧道管片破损处。

优选的，所述双向牵引平板车上还设置有环氧树脂桶和空气压缩机。

优选的，所述固定式人工作业平台包括数个立柱，立柱与双向牵引平板车远离曲臂式人工作业平台的另一端固定连接，所述立柱上方设置有固定作业台，固定作业台与双向牵引平板车之间还设置有电器控制柜，所述固定作业台一侧还设置有爬梯，所述爬梯上设置有爬梯护栏。采用上述技术方案，固定作业台下方设置有立柱，立柱具有一定的高度，方便工人对隧道上部的管片进行预处理、管片拼装完成后的进行注环氧树脂胶和钢板环防腐处理；因为固定作业台具有一定的高度，通过设置爬梯方便工人攀爬上固定作业台，在爬梯上设置爬梯护栏，防止工人攀爬爬梯时不慎摔落。

优选的，所述升降作业台和固定作业台上均设置有围栏。采用上述技术方案，防止工人在作业时，意外坠落，造成严重的安全事故。

优选的，所述拼装机械臂包括拼装机械臂滑台、所述拼装机械臂滑台与车底板中部固定连接，拼装机械臂滑台上设置有第一纵向导轨，有第一纵向导轨上方安装有第一滑动块，所述第一滑动块与第一纵向导轨滑动连接，第一滑动块上设置有第二旋转底座，所述第二旋转底座上方安装有第二回转盘，所述第二回转盘与第二旋转底座转动连接，第二回转盘安装有第二机械臂，所述第二机械臂的末端铰接有电永磁吸盘，第二机械臂的末端还设置有安装扫描定位仪。采用上述技术方案，通过拼装机械臂滑台上设置有第一纵向导轨，第一滑动块上设置有第二旋转底座，可实现第二机械臂在空间三维度下可实现多个自由度动作，机动灵活、反映灵敏，实现了地铁盾构隧道钢板环快速安装，适应各类型尺寸隧道及各类管线设施排布方式下管片修复加固施工。

优选的，所述钢板环存放架设置在拼装机械臂的一侧，钢板环存放架包括支架座，所述支架座与车底板固定连接，支架座上方设置有存放架底板，所述存放架底板上对称设置的数个限位块，所述限位块上设置有弧形结构，限位块的弧形结构的弧度与放置钢板环的弧度相同，限位块用于对钢板环进行限位。采用上述技术方案，通过设置数个限位块，限位块上设置有弧形结构，可以实现多个钢板环重叠放置，保证钢板环放置的稳定性，防止钢板环随双向牵引平板车移动而产生位移，同时防止对钢板产生破坏，影响后续钢板环安装；通过设置支架座，支架座具有一定的高度，方便第二机械臂抓取钢板环。

优选的，所述焊接机械臂包括与车底板固定连接的升降机构，所述升降机构上固定连接有焊接机器人滑台，所述焊接机器人滑台上设置有第二纵向导轨，所述第二纵向导轨上安装有第二滑动块，所述第二滑动块与第二纵向导轨滑动连接，第二滑动块上设置有第三旋转底座，所述第三旋转底座上方安装有第三回转盘，所述第三回转盘与第三旋转底座转动连接，第三回转盘安装有第三机械臂，所述第三机械臂末端铰接有焊缝扫描定位仪和机器人弧焊焊枪。采用上述技术方案，通过焊接机器人滑台上设置有第二纵向导轨，第二滑动块上设置有第三旋转底座，可实现第三机械臂在空间三维度下可实现多个自由度动作，机动灵活、反映灵敏，在第三机械臂末端设置了焊缝扫描定位仪、机器人弧焊焊枪和焊缝检测装置，机械臂自动对接缝循迹焊接，实现了地铁盾构隧道钢板环安装后接缝的焊接机械自动化，适应各类型尺寸隧道及各类管线设施排布方式下管片修复加固施工，焊接机器人系统可实现焊缝寻找定位、焊缝追踪、焊缝检测等功能。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.通过在双向牵引平板车上设置拼装机械臂和钢板环存放架，拼装机械臂从钢板环存放架上抓取钢板环，然后拼装机械臂经过旋转、俯仰、倾斜等姿态调整后将钢板环拼装到地铁隧道管片破损处，自动化完成钢板环安装；通过设置焊接机器人，在完成整环钢板环的安装作业后，焊接机器人通过机器人升降平台、机器人滑台调整焊接机器人姿态，焊接钢板环之间的接缝。机器人焊接系统可实现焊缝寻找定位、焊缝追踪、焊缝检测等功能；通过双向牵引平板车上设置曲臂式人工作业平台，拼装机械臂将钢板环拼装到位后，曲臂式人工作业平台辅助工人安装M16锚栓，完成将钢板环固定在隧道管片破损处；通过双向牵引平板车上设置固定式人工作业平台，辅助工人进行钢板环拼装前的管片预处理及管片拼装完成后的注环氧树脂胶、钢板环防腐处理等作业；实现只需要本发明提供的盾构地铁隧道管片修复加固机械臂设备，就可以将一次性完成钢板环安装、定位锚固、整体焊接、钢板注胶、防腐处理所有工艺，将钢板环的存放、转运、吊运和举升、安装后的焊缝焊接等功能实现机械化，无需人工安装、改装手推车辅助、简易悬臂梁辅助等措施施工，提升隧道管片修复作业的机械自动化，提升施工效率。

2.通过在车底板两端均设置有牵引接头，以保证一端牵引机车故障时，设备能够及时从另一端牵引接头牵引驶离地铁轨道，确保不影响正常的地铁运营；通过车底板底部还设置有四个平衡支腿，设备在到作业位置后，有可能会与隧道轴线偏移，平衡支腿展开的时候，可以对设备整体进行一个对准隧道轴线的微调整,可增加设备的抗倾覆能力，保证设备作业时候的稳定性；通过车底板下方设置有两个多轨道转向架，可实现底部系统既可满足在已营运地铁隧道上运行，又可实现在在建地铁隧道上行使；通过多轨道转向架上设置有刹车装置，实现在进行隧道管片修复作业时，对双向牵引平板车进行制动，防止坡道路段双向牵引平板车产生滑车事故，造成安全隐患。

3.所述曲臂式人工作业平台可以实现升降作业台空间三维度下可实现第一机械臂多个自由度动作，方便工人在修复钢板环上安装M16锚栓，完成将钢板环固定在隧道管片破损处。

4.固定作业台下方设置有立柱，立柱具有一定的高度，方便工人对隧道上部的管片进行预处理、管片拼装完成后的进行注环氧树脂胶和钢板环防腐处理；因为固定作业台具有一定的高度，通过设置爬梯方便工人攀爬上固定作业台，在爬梯护栏上设置爬梯护栏，防止工人攀爬爬梯时不慎摔落。

5.所述升降作业台和固定作业台上均设置有围栏，防止工人在作业时，意外坠落，造成严重的安全事故。

6.通过拼装机械臂滑台上设置有第一纵向导轨，第一滑动块上设置有第二旋转底座，可实现第二机械臂在空间三维度下可实现多个自由度动作，机动灵活、反映灵敏，实现了地铁盾构隧道钢板环快速安装，适应各类型尺寸隧道及各类管线设施排布方式下管片修复加固施工。

7.通过在钢板环存放架设置数个限位块，限位块上设置有弧形结构，可以实现多个钢板环重叠放置，保证钢板环放置的稳定性，防止钢板环随双向牵引平板车移动而产生位移；通过设置支架座，支架座具有一定的高度，方便第二机械臂抓取钢板环。

8.通过焊接机器人滑台上设置有第二纵向导轨，第二滑动块上设置有第三旋转底座，可实现第三机械臂在空间三维度下可实现多个自由度动作，机动灵活、反映灵敏，在第三机械臂末端设置了焊缝扫描定位仪和机器人弧焊焊枪，机械臂自动对接缝循迹焊接，实现了地铁盾构隧道钢板环安装后接缝的焊接机械自动化，适应各类型尺寸隧道及各类管线设施排布方式下管片修复加固施工，焊接机器人系统可实现焊缝寻找定位、焊缝追踪、焊缝检测等功能。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明中一种盾构地铁隧道管片修复加固机械臂设备的立体图；

图2是本发明中一种盾构地铁隧道管片修复加固机械臂设备的正视图；

图3是本发明中拼装机械臂的结构示意图；

图4是本发明中焊接机械臂的结构示意图；

图5是本发明中电永磁吸盘的结构示意图：

图6是本发明中钢板环存放架的结构示意图；

图7是本发明中曲臂式人工作业平台的结构示意图；

图8是本发明中固定式人工作业平台的结构示意图。

附图标记

1-底部系统、2-拼装机器人系统、3-焊接机器人系统、4-辅助作业平台系统、5-双向牵引平板车、6-曲臂式人工作业平台、7-固定式人工作业平台、8-拼装机械臂、9-钢板环存放架、10-焊接机械臂、11-环氧树脂桶、12-空气压缩机、13-围栏、101-升降机构、102-机器人滑台、103-第二纵向导轨、104-第二滑动块、105-第三旋转底座、106-第三回转盘、107-第三机械臂、108-焊缝扫描定位仪、109-机器人弧焊焊枪501-车底板、502-多轨道转向架、503-平衡支腿、504-牵引接头、601-第一旋转底座、602-第一回转盘、603-第一机械臂、604-升降作业台、701-立柱、702-固定作业台、703-电器控制柜、704-爬梯、801-拼装机械臂滑台、802-第一纵向导轨、803-第一滑动块、804-第二旋转底座、805-第二回转盘、806-第二机械臂、807-电永磁吸盘、808-安装扫描定位仪、809-铰接板、810-第二液压推杆、901-支架座、902-存放架底板、903-限位块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合图1～8图对本发明作详细说明。

实施例1：

一种盾构地铁隧道管片修复加固成套设备，包括底部系统1、拼装机器人系统2、焊接机器人系统3和辅助作业平台系统4，所述底部系统1包括双向牵引平板车5，所述辅助作业平台系统4包括设置在双向牵引平板车5上的曲臂式人工作业平台6和固定式人工作业平台7，所述拼装机器人系统2包括设置在双向牵引平板车5上的拼装机械臂8和钢板环存放架9，所述焊接机器人系统3包括设置在双向牵引平板车5上的焊接机械臂10。

所述拼装机械臂8、钢板环存放架9、曲臂式人工作业平台6和固定式人工作业平台7设置于所述双向牵引平板车5上，其中拼装机械臂8设置于所述双向牵引平板车5的中部，钢板环存放架9设置于拼装机械臂8的一侧，为了方便拼装机械臂8抓取钢板环，故把钢板环存放架9设置在拼装机械臂8一侧能抓取到的距离内，拼装机械臂8通过安装扫描定位仪视觉系统扫描隧道管片破损处及待安装钢板环，计算规划机器人系统路径，从钢板环存放架9上抓取钢板环，然后拼装机械臂8经过旋转、俯仰、倾斜等姿态调整后将钢板环拼装到地铁隧道管片破损处，自动化完成钢板环安装作业；钢板环拼装到地铁隧道管片破损处后，需要对钢板环进行固定作业，拼装机械臂继续对钢板环保持压紧状态，故在双向牵引平板车5的一端设置曲臂式人工作业平台6，操作人员可通过曲臂式人工完成安装M16锚栓，完成将钢板环进行固定在隧道管片破损处；焊接完成后进行注胶和防腐处理，为了使所述曲臂式人工作业平台6和固定式人工作业平台7之间能够有足够的操作空间，并且不会相互干扰，所述固定式人工作业平台7设置在远离曲臂式人工作业平台6的另一端，操作人员可通过固定式人工作业平台7进行钢板环拼装前的管片预处理及管片拼装完成后钢板环防腐处理，在实际操作中，曲臂式人工作业平台6和固定式人工作业平台7可互补运用；在固定式人工作业平台7一侧设置有焊接机器人系统3，通过在焊接机械臂10以及在焊接机械臂10末端设置了焊缝扫描定位仪108和机器人弧焊焊枪109，机械臂自动对接缝循迹焊接，实现了地铁盾构隧道钢板环安装后接缝的焊接机械自动化；实现将钢板环安装、定位锚固、整体焊接、钢板注胶、防腐处理所有功能集成化到本发明提供的盾构地铁隧道管片修复加固成套设备上，将钢板环的存放、转运、吊运和举升、安装后的焊缝焊接等功能实现机械化，无需人工安装、改装手推车辅助、简易悬臂梁辅助等措施施工，提升隧道管片修复作业的机械自动化，提升施工效率。

本实施例中，所述双向牵引平板车5，包括车底板501，所述车底板501下方设置有两个多轨道转向架502、多轨道转向架502包括构架、转向系统、减震系统悬挂系统和刹车装置，所述刹车装置为盘式制动装置，所述转向系统包括两个转向液压缸，可实现既可满足在已营运地铁隧道上运行，又可实现在在建隧道内进行隧道管片修复加固作业，在进行隧道管片修复作业时，对双向牵引平板车5进行转向和制动，防止坡道路段双向牵引平板车5产生滑车事故，造成安全隐患；车底板501底部还设置有四个平衡支腿503，所述平衡支腿503位于两个多轨道转向架502之间，平衡支腿503包括固定板、回转盘、连接杆和支撑腿，所述固定板与车底板501固定连接，所述回转盘可转动，一面与固定板固定连接，另一面与连接杆固定连接，所述支撑腿与连接杆铰接，支撑腿与连接杆之间设置有第一液压推杆605，液压推杆一端与连接杆中部铰接，另一端与支撑腿铰接，通过车底板501底部还设置有四个平衡支腿503，可在双牵引双向牵引平板车5到位后，平衡支腿503的支撑腿先做旋转运动至垂直于双向牵引平板车5行进方向，第一液压推杆605伸开，将支撑腿与地面接触，增加双向牵引平板车5与地面的接触面积，可增加设备的抗倾覆能力，保证设备作业时候的稳定性；车底板501两端均设置有牵引接头504，通过在车底板501两端均设置有牵引接头504，以保证一端牵引机车故障时，设备能够及时从另一端牵引接头504牵引驶离地铁轨道，确保不影响正常的地铁运营；通过车底板501下方设置有两个多轨道转向架502，可实现底部系统1既可满足在已营运地铁隧道上运行，又可实现在建地铁隧道上行使；通过多轨道转向架502上设置有刹车装置，实现在进行隧道管片修复作业时，对双向牵引平板车5进行制动，防止坡道路段双向牵引平板车5产生滑车事故，造成安全隐患。

本实施例中，所述此处拼装机械臂为6自由度工业机器人，采用的是电驱，机器人配合视觉系统自动识别定位安装，包括拼装机械臂滑台801、所述机械臂滑台与车底板501固定连接，拼装机械臂滑台801上设置有第一纵向导轨802，有第一纵向导轨802上方安装有第一滑动块803，所述第一滑动块803与第一纵向导轨802滑动连接，第一滑动块803上设置有第二旋转底座804，所述第二旋转底座804上方安装有第二回转盘805，所述第二回转盘805与第二旋转底座804转动连接，第二回转盘805安装有第二机械臂806，可实现第二机械臂806在空间三维度下可实现多个自由度动作，所述第二机械臂806的末端固定连接有铰接板809和安装扫描定位仪808，所述铰接板809一端与第二机械臂806末端固定连接，另一端铰接有电永磁吸盘807，所述铰接板809与电永磁吸盘807之间还设置有第二液压推杆810，所述第二液压推杆810中部与铰接板809铰接，末端与电永磁吸盘807铰接，可满足在弧形的隧道内对电永磁吸盘807抓取的钢板的角度进行调整，实现对隧道管片内钢板环任意角度的安装，在安装所述钢板时可以更加快速地将所述钢板环调整至合适位置，适应各类型尺寸隧道及各类管线设施排布方式下管片修复加固施工，通过安装扫描定位模块定位钢板环安装位置，可以准确的将钢板环拼装在地铁隧道管片破损处。

本实施例中，所述钢板环存放架9包括支架座901，所述支架座901与车底板501固定连接，支架座901上方设置有存放架底板902，所述存放架底板902上对称设置有两个限位块903组，每一个限位块903组包括四个限位块903，所述四个限位块903上设置有弧形结构，四个限位块903的弧形结构的弧度与放置钢板环的弧度相同，协同对于钢板环进行限位，可以实现多个钢板环重叠放置，防止钢板环随双向牵引平板车5移动而产生位移。

本实施例中，所述双向牵引平板车5上还设置有环氧树脂桶11和空气压缩机12。所述空气压缩机12用于管片预处理、管片注胶和转孔清孔时提供气压，环氧树脂桶内盛有环氧树脂，用于管片安装焊接后的焊缝注胶提供原料。

本实施例中，所述曲臂式人工作业平台6包括第一旋转底座601，所述第一旋转底座601与车底板501一端固定连接，第一旋转底座601上方安装有第一回转盘602，第一回转盘602与第一旋转底座601转动连接，第一回转盘602上方安装有第一机械臂603，第一机械臂603内设置有第二液压推杆810，第一机械臂603为全液压驱动，遥控器控制，第一机械臂603的末端设置有升降作业台604，可以实现升降作业台604空间三维度下可实现多个自由度动作，方便工人在修复钢板环上安装M16锚栓，完成将钢板环固定在隧道管片破损处。

本实施例中，所述焊接机械臂10包括与车底板501固定连接的升降机构101，升降机构为液压升降臂，所述升降机构101上固定连接有焊接机器人滑台102，所述焊接机器人滑台102上设置有第二纵向导轨103，所述第二纵向导轨103上安装有第二滑动块104，所述第二滑动块104与第二纵向导轨103滑动连接，第二滑动块104上设置有第三旋转底座105，所述第三旋转底座105上方安装有第三回转盘106，所述第三回转盘106与第三旋转底座105转动连接，第三回转盘106安装有第三机械臂107，所述第三机械臂107末端铰接有焊缝扫描定位仪108和机器人弧焊焊枪109，通过焊接机器人滑台102上设置有第二纵向导轨103，第二滑动块104上设置有第三旋转底座105，可实现第三机械臂107在空间三维度下可实现多个自由度动作，机动灵活、反映灵敏，在第三机械臂107末端设置了焊缝扫描定位仪108和机器人弧焊焊枪109，机械臂自动对接缝循迹焊接，实现了地铁盾构隧道钢板环安装后接缝的焊接机械自动化，适应各类型尺寸隧道及各类管线设施排布方式下管片修复加固施工。

本实施例中，所述固定式人工作业平台7包括数个立柱701，立柱701与双向牵引平板车5固定连接，所述立柱701上方设置有固定作业台702，固定作业台702与双向牵引平板车5之间还设置有电器控制柜703，所述电器控制柜703用于控制本设备上所有的液压装置，保证设备的正常工作，固定作业台702具有一定的高度，可以保证工人对钢板环拼装前的管片进行预处理、管片拼装完成后的进行注环氧树脂胶和钢板环防腐处理。

进一步的，所述固定式人工作业平台7一侧还设置有爬梯704，爬梯704上设置有爬梯护栏(图中未示出)，用于防止工人攀爬时掉落，因为固定作业台702具有一定的高度，通过设置爬梯704方便工人攀爬上固定作业台702。

进一步的，所述升降作业台604和固定作业台702上均设置有护栏，防止工人在作业时，意外坠落，造成严重的安全事故。

步骤1：盾构地铁隧道管片修复加固机械臂设备由电机车牵引到施工作业位置；

步骤2：盾构地铁隧道管片修复加固机械臂设备到作业位置后，平衡支腿展开；

步骤3：在实际使用过程中：作业人员利用固定式人工作业平台7和曲臂式人工作业平台6辅助进行管片预处理作业；

步骤4：预处理作业结束后，作业人员启动设备，拼装机器人先进行扫描定位计算规划路径，使拼装机械臂8旋转、俯仰、伸缩等姿态调整后，拼装机械臂8到达钢板环存放架9钢板环处，然后调整姿态准备抓取钢板环；

步骤5：机器人自动给予电永磁吸盘充磁信号，给电永磁吸盘807充磁，电永磁吸盘807吸附钢板环；

步骤6：安装扫描定位仪808定位钢板环安装位置后，作业人员操作设备控制器使拼装机械臂8旋转、俯仰、伸缩等姿态调整，拼装机械臂8将钢板环拼装到隧道管片内壁，电永磁吸盘807不退磁；

步骤7：作业人员利用曲臂式人工作业平台6通过钢板环上已开孔位置在隧道内管片上打孔，打孔完成后安装M16锚栓并拧紧锚栓到固定扭矩，待整环钢板环拼装完成后

步骤8：作业人员操作设备控制器使焊接机械臂10旋转、俯仰、伸缩等姿态调整后，焊接机械臂10将钢板环拼装到隧道管片内壁，焊缝扫描定位仪108自动对接缝循迹，机器人弧焊焊枪109沿接缝进行焊接；

步骤9：待钢板环整环焊缝焊接完成后，作业人员利用固定式人工作业平台7进行钢板环与管片缝隙注环氧树脂胶；

步骤10：注胶作业完成后，作业人员利用固定式人工作业平台7进行钢板环防腐处理；

步骤11：钢板环防腐处理完成后，设备平衡支腿503收回，设备由电机车牵引退场。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种盾构地铁隧道管片修复加固成套设备，其特征在于，包括底部系统(1)、拼装机器人系统(2)、焊接机器人系统(3)和辅助作业平台系统(4)，所述底部系统(1)包括双向牵引平板车(5)，所述辅助作业平台系统(4)包括设置在双向牵引平板车(5)上的曲臂式人工作业平台(6)和固定式人工作业平台(7)，所述拼装机器人系统(2)包括设置在双向牵引平板车(5)上的拼装机械臂(8)和钢板环存放架(9)，所述焊接机器人系统(3)包括设置在双向牵引平板车(5)上的焊接机械臂(10)；所述曲臂式人工作业平台(6)包括第一旋转底座(601)，所述第一旋转底座(601)与车底板(501)的一端固定连接，第一旋转底座(601)上方安装有第一回转盘(602)，第一回转盘(602)与第一旋转底座(601)转动连接第一回转盘(602)上方安装有第一机械臂(603)，第一机械臂(603)内设置有第一液压推杆(605)，第一机械臂(603)的末端设置有升降作业台(604)，所述双向牵引平板车(5)上还设置有环氧树脂桶(11)和空气压缩机(12)。

2.根据权利要求1所述的一种盾构地铁隧道管片修复加固成套设备，其特征在于，所述双向牵引平板车(5)包括车底板(501)，所述车底板(501)下方设置有两个多轨道转向架(502)、所述多轨道转向架(502)上设置有转向装置和刹车装置，车底板(501)底部还设置有四个平衡支腿(503)，所述平衡支腿(503)位于两个多轨道转向架(502)之间，车底板(501)两端均设置有牵引接头(504)。

3.根据权利要求1所述的一种盾构地铁隧道管片修复加固成套设备，其特征在于，所述固定式人工作业平台(7)包括数个立柱(701)，立柱(701)与双向牵引平板车(5)远离曲臂式人工作业平台(6)的另一端固定连接，所述立柱(701)上方设置有固定作业台(702)，固定作业台(702)与双向牵引平板车(5)之间还设置有电器控制柜(703)，所述固定作业台(702)一侧还设置有爬梯(704)，所述爬梯(704)上设置有爬梯护栏。

4.根据权利要求1所述的一种盾构地铁隧道管片修复加固成套设备，其特征在于，所述升降作业台(604)和固定作业台(702)上均设置有围栏(13)。

5.根据权利要求1所述的一种盾构地铁隧道管片修复加固成套设备，其特征在于，所述拼装机械臂(8)包括拼装机械臂滑台(801)、所述拼装机械臂滑台(801)与车底板(501)中部固定连接，拼装机械臂滑台(801)上设置有第一纵向导轨(802)，有第一纵向导轨(802)上方安装有第一滑动块(803)，所述第一滑动块(803)与第一纵向导轨(802)滑动连接，第一滑动块(803)上设置有第二旋转底座(804)，所述第二旋转底座(804)上方安装有第二回转盘(805)，所述第二回转盘(805)与第二旋转底座(804)转动连接，第二回转盘(805)安装有第二机械臂(806)，所述第二机械臂(806)的末端铰接有电永磁吸盘(807)，第二机械臂(806)的末端还设置有安装扫描定位仪(808)。

6.根据权利要求1所述的一种盾构地铁隧道管片修复加固成套设备，其特征在于，所述钢板环存放架(9)设置在拼装机械臂(8)的一侧，钢板环存放架(9)包括支架座(901)，所述支架座(901)与车底板(501)固定连接，支架座(901)上方设置有存放架底板(902)，所述存放架底板(902)上对称设置的数个限位块(903)，所述限位块(903)上设置有弧形结构，限位块(903)的弧形结构的弧度与放置钢板环的弧度相同，限位块(903)用于对钢板环进行限位。

7.根据权利要求1所述的一种盾构地铁隧道管片修复加固成套设备，其特征在于，所述焊接机械臂(10)包括与车底板(501)固定连接的升降机构(101)，所述升降机构(101)上固定连接有焊接机器人滑台(102)，所述焊接机器人滑台(102)上设置有第二纵向导轨(103)，所述第二纵向导轨(103)上安装有第二滑动块(104)，所述第二滑动块(104)与第二纵向导轨(103)滑动连接，第二滑动块(104)上设置有第三旋转底座(105)，所述第三旋转底座(105)上方安装有第三回转盘(106)，所述第三回转盘(106)与第三旋转底座(105)转动连接，第三回转盘(106)安装有第三机械臂(107)，所述第三机械臂(107)末端铰接有焊缝扫描定位仪(108)和机器人弧焊焊枪(109)。

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