CN218509490U - 一种隧道弧形件拼装机微调平台及弧形件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道弧形件拼装机微调平台，为一长方形的框架支撑结构，在四个顶角处均设置有竖直向的顶升式可调支腿，可在竖直方向上升或下降；纵移机架，架设在基础机架上，可沿基础机架的纵向前后往复滑移；横移平台，可沿纵移机架的左右方向往复滑移；旋转轴承，设置在横移平台的上部。回转平台，位于旋转轴承上，其几何中心与旋转轴承的几何中心竖向共线；顶升微调油缸，分别竖直设置于回转平台的四个角的上部，其缸体固定在回转平台上，各推杆竖直向上，用于托举抓取弧形件，各油缸均与控制系统相连接。该方法实现了在狭小空间内自主托举抓取弧形件，施工效率高、人工劳动强度低。

Description

一种隧道弧形件拼装机微调平台及弧形件

技术领域

本实用新型属于隧道工程机械技术领域，具体涉及一种隧道弧形件拼装机微调平台及弧形件。

背景技术

随着我国交通基础建设规模的日益扩大，我国已成为世界上隧道工程数量最多、条件最复杂的国家。针对多种多样的隧道工况，已经开发出了多种隧道修建技术与配套装备。隧道预制拼装技术是通过标准化的工厂预制块拼接组成的隧道结构，可大幅度地缩短工期、保证隧道结构的质量、改善隧道内部施工环境。随着绿色、低碳理念的引入隧道施工领域，预制拼装技术近年来获得较多关注。伴随着科技的发展,机械化、信息化、智能化是未来隧道工程建设发展的必然方向, 隧道工程将由高速发展向高质量发展转变，进入隧道智能建造时代。某在建隧道工程为盾构法施工，隧道内部结构如：道床板、水沟槽、中隔墙等，采用全预制拼装技术建设。

采用的道床板为中空的弧形桁架结构，需要弧形件拼装机完成精准定位。定位前需要首先完成托举抓取弧形件动作。弧形件托举抓取由根据弧形件摆放姿态，弧形件拼装机微调平台调整自身姿态，契合弧形件摆放姿态，从而完成托举抓取。由于在弧形件内部动作，且为向上托举抓取，内部光线不足、设备结构相互遮挡，施工人员无法靠近查看和手动操作。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种隧道弧形件拼装机微调平台，实现了在狭小空间内自主托举抓取弧形件，施工效率高、人工劳动强度低。

本实用新型采用以下技术方案：一种隧道弧形件拼装机微调平台，弧形件拼装机微调平台包括：

基础机架，为一长方形的框架支撑结构，在四个顶角处均设置有竖直向的顶升式可调支腿，可在竖直方向上升或下降；

纵移机架，为一长方形框架，架设在基础机架上，可沿基础机架的纵向前后往复滑移；

横移平台，为一板体，水平设置于纵移机架上，可沿纵移机架的左右方向往复滑移；

旋转轴承，设置在横移平台的上部，且其几何中心与横移平台的几何中心竖向共线；

回转平台，为一板体，水平设置，位于旋转轴承上，其几何中心与旋转轴承的几何中心竖向共线；

顶升微调油缸，为四个，分别竖直设置于回转平台的四个角的上部，其缸体固定在回转平台上，各顶升微调油缸推杆竖直向上，且末端为平板结构，用于托举抓取弧形件，各油缸均与控制系统相连接。

进一步地，该回转平台的前或后端设置有回转油缸，回转油缸沿纵向设置，其一端铰接连接在横移平台侧，另一端铰接连接在回转平台侧，用于为回转平台提供旋转的驱动力。

进一步地，在回转平台前后侧面的左右两端均设置有一左右水平间距传感器，用于测量回转平台左右与弧形件内隔墙1-2的距离；

在回转平台左右侧面的前后两端，均各设置有一竖向垂直间距传感器，用于向上测量与弧形件内顶部壁面的距离；

在回转平台前端的挡块上设置有挡块按压式开关，在纵移机架前后纵向移动时，用于检测回转平台是否触碰到弧形件；

在各顶升微调油缸推杆的上表面均设置有推杆按压式开关，在顶升微调油缸推杆顶升过程中，用于检测是否接触到水平顶板的下壁面；

各传感器均与控制系统相连接。

进一步地，在纵移机架的前后两端，且均沿左右走向各设置有一条横移导轨，横移导轨用于支撑横移平台。

进一步地，在基础机架的两个长梁上，且沿其长度方向各设置一纵移导轨，纵移导轨用于支撑纵移机架，并为纵移机架提供滑移通道；

基础机架和纵移机架间还设置有纵移油缸，纵移油缸沿前后走向设置，用于驱动纵移机架在基础机架上前后纵向往复滑移。

进一步地，在横移平台下表面，沿左右走向设置有横移油缸，横移油缸的两端分别与纵移机架和横移平台连接，用于推动横移平台沿横移导轨左右往复滑移。

还公开了一种隧道弧形件拼装机微调平台适用的弧形件，该弧形件，为中空的弧形桁架结构，用于放置于隧道内底部，其包括：弧形底板和水平顶板，其中：

弧形底板为一向下凸起的弧形板，其弧形面贴于隧道内底部，与隧道底部形状相一致，且左右两端均贴于隧道两侧壁；弧形底板上沿其左右走向间隔开设有长方形开孔，且其中一个开孔位于弧形顶部；

水平顶板为一板体，水平设置于弧形底板的上方，且其左右两端与弧形底板的左右两端一体连接，与弧形底板间形成前后连通的中空空间；水平顶板用作隧道内行车路面，中空空间用作弧形件拼装机微调平台2的工作空间。

进一步地，在水平顶板和弧形底板间，且位于中空空间内沿左右走向间隔设置有两个竖直向的内隔墙，各内隔墙的顶部和底端与对应的水平顶板和弧形底板一体连接，将中空空间在左右方向上分割为三个空间。

本实用新型的有益效果是：1.通过回转平台支撑弧形件，且通过顶升微调油缸在竖直方向的作动，托举其弧形件，自动完成弧形件托举抓取，可避免弧形件托举抓取时出现顶馈、侧滑、倾覆的风险。2.设置传感器及油缸，通过传感器精确得出弧形件在隧道内的精确的位置，并通过油缸作动，实时调整弧形件在隧道内的姿态，解决了人工难以靠近观察、操作的难题。3.弧形件采用预制拼装件，在隧道内进行拼接，节省了施工时间，且改善了施工环境。

附图说明

图1是隧道弧形件拼装机微调平台与弧形件的空间关系图；

图2是弧形件空间结构图；

图3是隧道弧形件拼装机微调平台结构图,图中箭头方向为设备的前端；

图4是隧道弧形件拼装机微调平台局部结构正视图；

图5是隧道弧形件拼装机微调平台局部放大图；

其中：1.弧形件；2.弧形件拼装机微调平台；

1-1.弧形件内顶部平面；1-2.弧形件内隔墙；

2-1.基础机架；2-1-1.顶升式可调支腿；2-1-2.纵移导轨；2-2.纵移机架；2-3. 纵移油缸；2-4.横移导轨；2-5.横移平台；2-6.横移油缸；2-7.旋转轴承；2-8.回转平台；2-9.回转油缸；2-10.顶升微调油缸；2-10-1.顶升微调油缸缸体；2-10-2.顶升微调油缸推杆；2-10-3.推杆按压式开关；2-11.左右水平间距传感器；2-12.竖向垂直间距传感器；2-13.挡块；2-13-1.挡块按压式传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种隧道弧形件拼装机微调平台，如图1和5所示，用于托举抓取弧形件1，其中：弧形件1，用于放置于隧道内底部，其包括：弧形底板和水平顶板1-1，

弧形底板为一向下凸起的弧形板，其弧形面贴于隧道内底部，与隧道底部形状相一致，且左右两端均贴于所在侧的隧道内壁；

水平顶板1-1为一板体，水平设置于弧形底板的上方，且其左右两端与弧形底板的左右两端一体连接，与弧形底板间形成前后连通的中空空间；水平顶板1-1 用作隧道内行车路面。中空空间用作弧形件拼装机微调平台2的工作空间。

在水平顶板1-1和弧形底板间，且位于中空空间内沿左右走向间隔设置有两个竖直向的内隔墙1-2，各内隔墙1-2的顶部和底端与对应的水平顶板1-1和弧形底板一体连接，将中空空间在左右方向上分割为三个空间；内隔墙1-2用于加固支撑水平顶板和弧形底板。

如图2、3、和4所示，上述弧形件拼装机微调平台2包括：

基础机架2-1，为一长方形的框架支撑结构，在四个顶角处均设置有竖直向的顶升式可调支腿2-1-1，顶升式可调支腿2-1-1可在竖直方向升高或降低。其中一种方式是，可采用同轴套设在一起的两个滑套，两个滑套间通过竖直设置的油缸连接，通过油缸在竖直向上的作动，实现两个滑套在竖直方向上的往复滑动。

纵移导轨2-1-2，为两根，分别设置于基础机架2-1的两根长梁上。

纵移机架2-2为一长方形框架，架设在基础机架2-1上，可沿基础机架2-1 的纵向前后往复滑移；纵移油缸2-3，其沿前后走向设置，两端分别与基础机架 2-1和纵移机架2-2相连接，用于驱动纵移机架2-2在基础机架2-1上前后纵向往复滑移。

横移导轨2-4，为两条，分别设置固定在纵移机架2-2的前后两端，且均沿左右走向设置。

横移平台2-5，为一板体，水平设置在横移导轨2-4上。

横移油缸2-6，设置在横移平台2-5下表面，其沿左右走向设置，两端分别与纵移机架2-2和横移平台2-5连接，用于推动所述横移平台2-5沿横移导轨2-4 左右往复滑移。

旋转轴承2-7，设置在横移平台2-5的上部，且其几何中心与所述横移平台 2-5的几何中心竖向共线；

回转平台2-8，为一板体，水平设置，位于所述旋转轴承2-7上，其几何中心与所述旋转轴承2-7的几何中心竖向共线；回转平台2-8可以竖向中轴线为轴旋转。

回转油缸2-9，位于所述回转平台2-8的前或后端，且左右向设置，一端连接在横移平台2-5的侧面，另一端铰接连接在回转平台2-8的侧面，用于为回转平台2-8提供旋转的驱动力。

顶升微调油缸2-10，为四个，分别竖直设置于所述回转平台2-8的四个角的上部，其缸体2-10-1固定在回转平台2-8上，顶升微调油缸推杆2-10-2竖直向上，且末端为平板结构，用于托举抓取弧形件1。

左右水平间距传感器2-11，为四个，分别设置在回转平台2-8前后侧面的左右两端，可测量回转平台2-8左右水平方向上与弧形件内隔墙1-2的距离。通过分析四个左右水平间距传感器2-11测量的间距值大小，可获得回转平台2-8相对弧形件1的水平旋转姿态。

竖向垂直间距传感器2-12共有四个，分别布置在回转平台2-8左右侧面的前后两端，可向上测量与弧形件内顶部平面1-1的距离。通过分析四个竖向垂直间距传感器2-12的间距值大小，可获得回转平台2-8与竖直方向的弧形件内顶部壁面的平行度误差，据此可调控基础机架2-1上的顶升式可调支腿2-1-1，使顶升式可调支腿2-1-1上升或下降，使得回转平台2-8与水平顶板1-1平行。

挡块按压式开关2-13-1，布置在回转平台2-8前端的挡块2-13，挡块2-13为两个，均为竖直设置的板体，挡块按压式开关2-13-1设置于其朝向回转平台2-8 侧的壁面上，挡块按压式开关2-13-1与控制系统相连接。在纵移机架2-2前后纵向移动，用于检测是否触碰到弧形件1，且在触碰到弧形件1时，)通过触碰弧形件1表面，识别并发出调整回转平台2-8的纵向位置的信息，回转油缸调整回转平台2-8的位置。

推杆按压式开关2-10-3，为四个，一一对应设置于顶升微调油缸推杆2-10-2 的上表面，在顶升微调油缸推杆2-10-2顶升过程中，用于检测是否接触到水平顶板1-1。

弧形件1精确定位前，需要使用弧形件拼装机微调平台2准确托举抓取。初始状态下，弧形件拼装机微调平台2纵向跨越弧形件1底部中空空间，且水平顶板1-1位于上部的回转平台2-8上，弧形底板位于基础机架2-1下方，贴于下方地面；具体姿态调整流程如下：

步骤一、四个竖向垂直间距传感器2-12测量与水平顶板1-1下壁面的间距，通过间距值得出回转平台2-8与水平顶板1-1的下壁面的平行度，四个竖向垂直间距传感器2-12对应四个顶升式可调支腿2-1-1，以四个竖向垂直间距传感器 2-12中最大的间距值为基准点，调低其他四个顶升式可调支腿2-1-1，使四个竖向垂直间距传感器2-12测得的间距值相等，或者四个间距值的差值小于误差要求范围；

通过上述调整，确保回转平台2-8与水平顶板1-1下壁面平行。

步骤二、四个左右水平间距传感器2-11测量距离弧形件内隔墙1-2的距离，比较左或右同一侧面的两个距离值的大小，当距离值相差在误差范围内时，驱动回转油缸2-9，使回转平台2-8从距离大的位置向小的位置转动，直至同侧的距离值相等或者距离值差值在误差要求范围内；

步骤三、驱动横移油缸2-6，使横移平台2-5向距离弧形件内隔墙1-2较远的一侧滑移，直至两侧的距离值相等，或者距离值差值在误差要求范围；

经过步骤二和步骤三的回转油缸2-9和横移油缸2-6调整后，可实现回转平台2-8的中线与弧形件1的中线重合。

步骤四、驱动顶升式可调支腿2-1-1，使回转平台2-8向上贴近水平顶板1-1 下壁面，上升过程中通过四个竖向垂直间距传感器2-12，保持两者的平行度相一致；当竖向垂直间距传感器2-12检测到回转平台2-8与弧形件内顶部平面1-1接近时，结束顶升式可调支腿2-1-1上升；当竖向垂直间距传感器2-12检测到回转平台2-8与弧形件内顶部平面1-1接近时，如50mm-100mm，结束顶升式可调支腿2-1-1上升。

步骤五、驱动纵移油缸2-3，使回转平台2-8前端面的挡块靠近弧形件1；当块按压式开关2-13-1贴紧弧形件后，触发纵移到位控制信号，停止驱动纵移油缸 2-3；可实现回转平台2-8中心与弧形件1中心对齐，确保弧形件1托举抓取过程中避免出现局部顶馈、侧滑、倾覆风险。

步骤六、驱动顶升微调油缸2-10，使顶升微调油缸推杆2-10-2靠近水平顶板 1-1下壁面；当一个推杆按压式开关2-10-3发出接触信号后，停止驱动顶升微调油缸2-10；当四个推杆按压式开关2-10-3均发出接触信号后，四个顶升微调油缸推杆2-10-2全部接触水平顶板1-1下壁面；

步骤七、向上驱动四个顶升微调油缸推杆2-10-2，使弧形件1整体上移，脱离地面，完成弧形件1托举抓取。

Claims (8)

1.一种隧道弧形件拼装机微调平台，其特征在于，弧形件拼装机微调平台(2)包括：

基础机架(2-1)，为一长方形的框架支撑结构，在四个顶角处均设置有竖直向的顶升式可调支腿(2-1-1)，可在竖直方向上升或下降；

纵移机架(2-2)，为一长方形框架，架设在所述基础机架(2-1)上，可沿所述基础机架(2-1)的纵向前后往复滑移；

横移平台(2-5)，为一板体，水平设置于纵移机架(2-2)上，可沿所述纵移机架(2-2)的左右方向往复滑移；

旋转轴承(2-7)，设置在横移平台(2-5)的上部，且其几何中心与所述横移平台(2-5)的几何中心竖向共线；

回转平台(2-8)，为一板体，水平设置，位于所述旋转轴承(2-7)上，其几何中心与所述旋转轴承(2-7)的几何中心竖向共线；

顶升微调油缸(2-10)，为四个，分别竖直设置于所述回转平台(2-8)的四个角的上部，其缸体(2-10-1)固定在回转平台(2-8)上，各顶升微调油缸推杆(2-10-2)竖直向上，且末端为平板结构，用于托举抓取弧形件(1)，各油缸均与控制系统相连接。

2.如权利要求1所述的一种隧道弧形件拼装机微调平台，其特征在于，所述回转平台(2-8)的前或后端设置有回转油缸(2-9)，所述回转油缸(2-9)沿纵向设置，其一端铰接连接在横移平台(2-5)侧，另一端铰接连接在回转平台(2-8)侧，用于为所述回转平台(2-8)提供旋转的驱动力。

3.如权利要求1所述的一种隧道弧形件拼装机微调平台，其特征在于，在所述回转平台(2-8)前后侧面的左右两端均设置有一左右水平间距传感器(2-11)，用于测量所述回转平台(2-8)左右与弧形件内隔墙1-2的距离；

在所述回转平台(2-8)左右侧面的前后两端，均各设置有一竖向垂直间距传感器(2-12)，用于向上测量与弧形件内顶部壁面的距离；

在回转平台(2-8)前端的挡块(2-13)上设置有挡块按压式开关(2-13-1)，在纵移机架(2-2)前后纵向移动时，用于检测回转平台(2-8)是否触碰到弧形件(1)；

在各所述顶升微调油缸推杆(2-10-2)的上表面均设置有推杆按压式开关(2-10-3)，在顶升微调油缸推杆(2-10-2)顶升过程中，用于检测是否接触到水平顶板(1-1)的下壁面；

各传感器均与控制系统相连接。

4.如权利要求3所述的一种隧道弧形件拼装机微调平台，其特征在于，在所述纵移机架(2-2)的前后两端，且均沿左右走向各设置有一条横移导轨(2-4)，所述横移导轨(2-4)用于支撑横移平台(2-5)。

5.如权利要求4所述的一种隧道弧形件拼装机微调平台，其特征在于，在所述基础机架(2-1)的两个长梁上，且沿其长度方向各设置一纵移导轨(2-1-2)，所述纵移导轨(2-1-2)用于支撑所述纵移机架(2-2)，并为纵移机架(2-2)提供滑移通道；

所述基础机架(2-1)和纵移机架(2-2)间还设置有纵移油缸(2-3)，所述纵移油缸(2-3)沿前后走向设置，用于驱动纵移机架(2-2)在所述基础机架(2-1)上前后纵向往复滑移。

6.如权利要求5所述的一种隧道弧形件拼装机微调平台，其特征在于，在所述横移平台(2-5)下表面，沿左右走向设置有横移油缸(2-6)，所述横移油缸(2-6) 的两端分别与纵移机架(2-2)和横移平台(2-5)连接，用于推动所述横移平台(2-5)沿横移导轨(2-4)左右往复滑移。

7.如权利要求1-6中任一项所述的一种隧道弧形件拼装机微调平台适用的弧形件，其特征在于，所述弧形件(1)，为中空的弧形桁架结构，用于放置于隧道内底部，其包括：弧形底板和水平顶板(1-1)，其中：

所述弧形底板为一向下凸起的弧形板，其弧形面贴于隧道内底部，与隧道底部形状相一致，且左右两端均贴于隧道两侧壁；所述弧形底板上沿其左右走向间隔开设有长方形开孔，且其中一个开孔位于弧形顶部；

所述水平顶板(1-1)为一板体，水平设置于所述弧形底板的上方，且其左右两端与所述弧形底板的左右两端一体连接，与所述弧形底板间形成前后连通的中空空间；所述水平顶板(1-1)用作隧道内行车路面，所述中空空间用作弧形件拼装机微调平台(2)的工作空间。

8.如权利要求7所述的一种隧道弧形件拼装机微调平台适用的弧形件，其特征在于，在所述水平顶板(1-1)和弧形底板间，且位于中空空间内沿左右走向间隔设置有两个竖直向的内隔墙(1-2)，各所述内隔墙(1-2)的顶部和底端与对应的水平顶板和弧形底板一体连接，将中空空间在左右方向上分割为三个空间。

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