CN217602683U - 一种可用于大坡度盾构施工的管片转运装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可用于大坡度盾构施工的管片转运装置，包括行走机构，所述行走机构通过机械臂连接有管片夹持机构，且机械臂转动连接在行走机构上。本实用新型通过机械臂可上下俯仰摆动，便于根据行走梁的坡度来调整机械臂的俯仰角度，保证该装置行走过程中不与其他设备干涉，从而完成在大坡度隧道施工中的管片转运；通过回转座使得机械臂还可在左右摆动，便于根据管片的放置位置调整机械臂，更灵活的抓取管片；通过机械臂与管片夹持机构铰接，能够配合俯仰臂的俯仰调整管片夹持机构使其保持平衡，保持夹持管片稳定。

Description

一种可用于大坡度盾构施工的管片转运装置

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别是指一种可用于大坡度盾构施工的管片转运装置。

背景技术

管片转运指的是将管片从编组车或管片快卸装置等管片存放区移动到管片小车等管片待用区的过程，作为管片从隧道外进入拼装过程的第一步，是隧道管片支护施工中的关键性步骤。目前的管片转运装置多为双梁管片吊机，例如公开号CN213059937U的管片吊运机，采用钢丝绳或链条悬吊管片夹持机构的柔性连接方式，将水平状态的管片运至指定位置，适用于水平或小坡度隧道掘进，随着掘进坡度增大时，由于双梁管片吊机无法调整管片与水平面的夹角，水平管片在倾斜隧道中转运时，所需预留的行走空间逐渐增大，直至难以满足使用要求。因此，设计一种适用于大坡度隧道施工的管片转运装置很有必要。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种可用于大坡度盾构施工的管片转运装置，解决了现有技术中管片吊机无法调整管片与水平面的夹角的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种可用于大坡度盾构施工的管片转运装置，包括行走机构，所述行走机构通过机械臂连接有管片夹持机构，且机械臂转动连接在行走机构上。

进一步地，所述行走机构通过回转座与机械臂连接，且回转座分别与行走机构和机械臂铰接。

进一步地，所述回转座包括铰接连接在行走机构上的回转安装座和驱动回转安装座转动的回转驱动件，回转驱动件与回转安装座和行走机构连接。

进一步地，所述机械臂包括与回转座铰接的俯仰臂和推动俯仰臂俯仰摆动的俯仰驱动件，俯仰驱动件与回转座和俯仰臂连接。

进一步地，所述俯仰臂与管片夹持机构铰接，俯仰臂与管片夹持机构之间连接有推动管片夹持机构转动的管片调整油缸。

进一步地，所述俯仰臂为长度可调的伸缩臂。

进一步地，所述俯仰臂包括滑动连接的套筒臂和滑动臂，套筒臂与滑动臂之间连接有伸缩驱动件。

进一步地，所述管片夹持机构包括吸盘和与机械臂连接的调整支座，调整支座通过管片回转组件与吸盘连接。

进一步地，所述管片夹持机构上设有防脱组件，所述防脱组件包括固定在管片夹持机构上的防脱安装座、铰接连接在防脱安装座上的夹持爪和推动夹持爪转动的转动驱动件，转动驱动件连接在管片夹持机构上。

进一步地，所述行走机构包括移动连接在行走梁上的主机架和带动主机架移动的移动组件；回转座铰接连接在主机架上。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过机械臂可在竖直面内上下俯仰摆动，便于根据行走梁的坡度，来调整机械臂的俯仰角度，保证该装置行走过程中不与其他设备干涉，从而顺利的吊运管片，从而使得该装置能够在大坡度隧道施工中完成管片转运；通过在机械臂上设置伸缩驱动件，从而改变俯仰臂的长度；通过设置回转座，使得机械臂还可在左右摆动，便于根据管片的放置位置调整机械臂，更灵活的抓取管片；通过机械臂与管片夹持机构铰接，从而配合俯仰臂的俯仰摆动调整管片夹持机构使其保持平衡，从而保持夹持管片的稳定；通过防脱组件，防止管片从吸盘脱落。

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为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的行走组件的结构示意图；

图3为本实用新型的回转座的结构示意图；

图4为本实用新型的机械臂的结构示意图；

图5为本实用新型的管片夹持机构的结构示意图；

图6为本实用新型用于上坡掘进时空载的行走状态示意图；

图7为本实用新型用于上坡掘进时夹持管片的行走状态示意图；

图8为本实用新型用于下坡掘进时空载的行走状态示意图；

图9为本实用新型下坡掘进时夹持管片的行走状态示意图；

图10为本实用新型实施例12的结构示意图。

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所示，本实用新型实施例1所述的一种可用于大坡度盾构施工的管片转运装置，包括行走机构，所述行走机构可在行走梁1上移动行走。所述行走机构包括移动连接在行走梁1上的主机架2和带动主机架2移动的移动组件，主机架2可为三角形框架或四边形框架，或其他多边形框架。所述行走机构上设有支座，支座通过机械臂4连接有管片夹持机构5，且机械臂4铰接在支座上，使得机械臂可相对于行走机构转动。本实施例中，机械臂通过水平的铰接轴与支座铰接，机械臂可在竖直面内上下俯仰摆动，便于根据行走梁1的坡度，来调整机械臂的俯仰角度，保证该装置行走过程中不与其他设备干涉，从而顺利的吊运管片，从而使得该装置能够在大坡度隧道施工中完成管片转运。

具体地，所述机械臂4包括俯仰臂和推动俯仰臂俯仰摆动的俯仰驱动件，俯仰臂上端与支座铰接、下端与管片夹持机构5连接。本实施例中，俯仰驱动件为俯仰油缸4.4，俯仰油缸4.4铰接连接在支座与俯仰臂之间。其他实施例中，俯仰驱动件为卷扬机，卷扬机安装在支座上，卷扬机的钢丝绳与俯仰臂中部或下部连接。

实施例2，其与实施例1的区别在于，如图1所示，所述俯仰臂下端还与管片夹持机构5铰接，俯仰臂与管片夹持机构5之间连接有推动管片夹持机构5转动的管片调整油缸4.5，从而配合俯仰臂的俯仰摆动调整管片夹持机构5使得管片夹持机构5保持平衡，从而夹持管片保持稳定。

实施例3，其与实施例2的区别在于，如图4所示，所述俯仰臂为长度可调的伸缩臂。具体地，所述俯仰臂包括滑动连接的套筒臂4.1和滑动臂4.2，套筒臂4.1和滑动臂4.2的外端分别与支座和管片夹持机构5铰接。滑动臂4.2上部位于套筒臂4.1内，且可相对于套筒臂4.1滑动，套筒臂4.1与滑动臂4.2之间连接有伸缩驱动件，用于推动滑动臂4.2的伸缩，从而改变俯仰臂的长度。本实施例中，伸缩驱动件为伸缩油缸4.3，伸缩油缸4.3位于套筒臂4.1内，也可设置在套筒臂4.1外侧。其他实施例中，伸缩驱动件包括对称设置套筒臂4.1外侧的卷扬机，通过卷扬机的钢丝绳与滑动臂4.2连接带动滑动臂4.2的滑动伸缩。

实施例4，其与实施例1的区别在于，如图1所示，所述支座为回转座3，且回转座3通过竖直回转轴3.1铰接连接在行走机构的主机架2上，使得机械臂4可在左右摆动，便于根据管片的放置位置调整机械臂4，更灵活的抓取管片。

具体地，如图3所示，所述回转座3包括铰接连接在行走机构上的回转安装座3.2和驱动回转安装座3.2转动的回转驱动件，管片夹持机构5用于推动机械臂4的左右摆动。本实施例中，回转驱动件为回转油缸3.3，回转油缸3.3两端分别与回转安装座3.2和主机架2铰接。其他实施例中，回转驱动件可为齿轮驱动机构，即在回转安装座3.2和主机架2之间设置相啮合的齿轮副和驱动齿轮副转动的电机，通过齿轮的转动带动回转安装座3.2的转动。

实施例5，其与实施例2的区别在于，如图5所示，所述管片夹持机构5包括调整支座5.1和吸盘5.3，调整支座5.1中部与俯仰臂铰接、上端与管片调整油缸4.5的下端铰接，调整支座5.1下端通过管片回转组件5.2与吸盘5.3连接。吸盘可为真空吸盘或机械吸盘。

实施例6，其与实施例5的区别在于，本实施例中，所述管片回转组件5.2包括设置在调整支座5.1和吸盘5.3之间的涡轮蜗杆副和驱动涡轮蜗杆副转动的驱动电机，从而带动调整支座5.1和吸盘5.3的相对转动；其中，调整支座5.1和吸盘5.3之间设有用于安装涡轮蜗杆副以及驱动电机的支撑结构。其他实施例中，所述管片回转组件5.2包括设置在调整支座5.1和吸盘5.3之间的齿轮副和驱动齿轮副转动的驱动电机，通过齿轮的转动带动吸盘5.3的转动；其中，调整支座5.1和吸盘5.3之间设有用于安装齿轮副以及驱动电机的支撑结构。此外，在另一个实施例中，所述管片回转组件5.2包括设置在调整支座5.1和吸盘5.3之间的相啮合的齿轮副和驱动齿轮副转动的油缸，油缸一端与齿轮副的主动齿轮偏心铰接、另一端与连接该主动齿轮的调整支座5.1或吸盘5.3铰接；其中，调整支座5.1和吸盘5.3之间设有用于安装齿轮副以及油缸的支撑结构。

实施例7，其与实施例5的区别在于，在调整支座5.1与管片回转组件5.2之间或管片回转组件5.2与吸盘之间添加轴向缓冲机构。本实施例中，该缓冲机构可为弹簧或者橡胶块。

实施例8，其与实施例5的区别在于，如图5所示，所述管片夹持机构5上设有防脱组件，所述防脱组件包括防脱安装座5.5、铰接连接在防脱安装座5.5上的夹持爪5.6和推动夹持爪5.6转动的转动驱动件，防脱安装座5.5固定在管片夹持机构5的吸盘5.3的两端；转动驱动件连接在管片夹持机构5上。

实施例9，其与实施例8的区别在于，如图5所示，防脱安装座5.5上开设上下两道滑槽；夹持爪5.6为U型结构，该U型结构的下部可卡在固定在吸盘5.3上的管片上，该U型结构的上端固定有两根轴，两根轴分别位于两道滑槽中。本实施例中，转动驱动件为防脱油缸5.4，防脱油缸5.4的固定端与吸盘5.3铰接、伸缩端与下侧的轴铰接，通过轴在滑槽的滑动和转动，使得夹持爪5.6可在吸盘5.3的两端转动卡住或释放管片。

实施例10，其与实施例8的区别在于，转动驱动件为卷扬机，卷扬机安装在防脱安装座上，卷扬机的钢丝绳与夹持爪5.6连接，用于带动夹持爪5.6的转动。

实施例11，其与实施例8的区别在于，在夹持爪5.6和防脱安装座5.5之间设置相啮合的齿轮副，并在防脱安装座5.5上设有齿轮转动的电机，通过齿轮的转动带动夹持爪5.6的转动。

实施例12，其与实施例8的区别在于，如图10所示，所述防脱组件包括多连杆式机构，多连杆式机构包括固定在吸盘一端的支撑臂和铰接在支撑臂上的夹持爪，夹持爪的下端与吸盘之间铰接有两根连杆，两根连杆下端连接有加重块，通过加重块的自重作用，可使夹持爪向下转动卡紧管片。

实施例13，其与实施例1的区别在于，如图2所示，本实施例中，所述移动组件包括夹持在行走梁1.1上的夹轨轮组1.3和驱动夹轨轮组1.3在行走梁1.1上滚动移动的行走驱动电机1.2；且本实施例中，设有两组夹轨轮组1.3和行走驱动电机1.2，其他实施例中，夹轨轮组1.3和驱动电机1.2可进行增减。此外，其他实施例中，所述移动组件包括设置行走梁1.1和主机架2之间的齿条齿轮传动机构或链轮链条传动机构，带动主机架2在行走梁1.1上移动。

以上坡掘进为例，如图6~9所示，本实用新型的操作步骤如下：

1.抓取管片：管片转运装置行走至管片存放区，防脱油缸5.4伸出，推动夹持爪5.6摆动至两侧，俯仰油缸4.4伸出一定距离，带动管片夹持机构5下降，管片调整油缸4.5保持低压，使管片夹持机构5始终处于水平状态并防止其摆动，俯仰油缸4.4进一步伸出，如俯仰油缸4.4行程不足，伸缩油缸4.3伸出，直至管片夹持机构5到达预定位置，防脱油缸5.4缩回，带动夹持爪5.6向内侧摆动，锁定管片；在上述过程中，如管片竖直中心面与管片转运装置不平行，调整回转油缸3.3伸缩量使管片夹持机构竖直回转轴3.1与管片竖直中心面同面，调整管片回转组件5.2的回转角度，使管片夹持机构5竖直中心面与管片竖直中心面重合；

2.起吊管片：俯仰油缸4.4缩回，管片调整油缸4.5保持低压或者常压动作，调整管片与水平面夹角，保证管片转运装置行走过程中不与设备干涉；

3.输运管片至管片旋转区域：在此过程中，如需调整管片竖直中心面与隧道竖直中心面的距离，调整回转油缸3.3伸缩量与管片回转组件5.2回转角度；

4.管片回转：管片回转组件5.2回转使管片达到所需角度；

5.输运管片至管片待用区；

6.管片卸载：俯仰油缸4.4伸出一定距离，带动管片夹持机构5下降，管片调整油缸4.5保持低压，使管片夹持机构5始终处于水平状态并防止摆动，俯仰油缸4.4进一步伸出，如俯仰油缸4.4行程不足，伸缩油缸4.3伸出，直至管片夹持机构5到达预定位置，落到现场的管片承载机构上，防脱油缸5.4伸出，带动夹持爪5.6向外侧摆动，卸载管片；

7.机械臂收回：俯仰油缸4.4缩回，管片调整油缸4.5保持低压或者常压动作，调整管片与水平面夹角，保证管片转运装置行走过程中不与设备干涉；

8.返回管片存放区；

9.重复以上步骤。

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 (7)

1.一种可用于大坡度盾构施工的管片转运装置，包括行走机构，其特征在于：所述行走机构通过机械臂（4）连接有管片夹持机构（5），且机械臂（4）转动连接在行走机构上；所述行走机构通过回转座（3）与机械臂（4）连接，且回转座（3）分别与行走机构和机械臂（4）铰接；所述回转座（3）包括铰接连接在行走机构上的回转安装座（3.2）和驱动回转安装座（3.2）转动的回转驱动件，回转驱动件（3.3）与回转安装座（3.2）和行走机构连接；所述机械臂（4）包括与回转座（3）铰接的俯仰臂和推动俯仰臂俯仰摆动的俯仰驱动件，俯仰驱动件与回转座（3）和俯仰臂连接。

2.根据权利要求1所述的可用于大坡度盾构施工的管片转运装置，其特征在于：所述俯仰臂与管片夹持机构（5）铰接，俯仰臂与管片夹持机构（5）之间连接有推动管片夹持机构（5）转动的管片调整油缸（4.5）。

3.根据权利要求2所述的可用于大坡度盾构施工的管片转运装置，其特征在于：所述俯仰臂为长度可调的伸缩臂。

4.根据权利要求2或3所述的可用于大坡度盾构施工的管片转运装置，其特征在于：所述俯仰臂包括滑动连接的套筒臂（4.1）和滑动臂（4.2），套筒臂（4.1）与滑动臂（4.2）之间连接有伸缩驱动件。

5.根据权利要求2或3所述的可用于大坡度盾构施工的管片转运装置，其特征在于：所述管片夹持机构（5）包括吸盘（5.3）和与机械臂（4）连接的调整支座（5.1），调整支座（5.1）通过管片回转组件（5.2）与吸盘（5.3）转动连接。

6.根据权利要求5所述的可用于大坡度盾构施工的管片转运装置，其特征在于：所述管片夹持机构（5）上设有防脱组件，所述防脱组件包括固定在管片夹持机构（5）上的防脱安装座（5.5）、铰接连接在防脱安装座（5.5）上的夹持爪（5.6）和推动夹持爪（5.6）转动的转动驱动件，转动驱动件连接在管片夹持机构（5）上。

7.根据权利要求2或3或6所述的可用于大坡度盾构施工的管片转运装置，其特征在于：所述行走机构包括移动连接在行走梁（1）上的主机架（2）和带动主机架（2）移动的移动组件；回转座（3）铰接连接在主机架（2）上。

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