一種用于矩形盾構(gòu)的單機(jī)械臂管片拼裝機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隧道工程的施工裝置，具體涉及一種用于矩形盾構(gòu)的單機(jī)械臂管片拼裝機(jī)，屬于建筑工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市地下空間的大規(guī)模開發(fā)，盾構(gòu)法施工技術(shù)因其對地上、地下構(gòu)筑物和周邊環(huán)境影響小，保證交通通行、減少道路中斷和管線搬迀等優(yōu)勢，越來越多地被應(yīng)用于城市道路、地下共同溝、地鐵隧道等等施工，縱觀國內(nèi)外盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，其趨勢將多元化和多樣化的。在隧道斷面方面，除了向超大直徑斷面隧道發(fā)展以外，也向異形斷面隧道發(fā)展。從隧道的使用功能來分析，公路隧道、鐵路隧道、地鐵隧道、人行地道、地下共同溝的斷面形式以矩形或類矩形最為合適，最為經(jīng)濟(jì)，因而矩形盾構(gòu)的研發(fā)和應(yīng)用意義十分重大。然而矩形盾構(gòu)在發(fā)展的同時也面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中管片拼裝機(jī)就是重要的挑戰(zhàn)之一。
[0003]現(xiàn)有管片拼裝機(jī)的裝置結(jié)構(gòu)見附圖1、2和3，行走梁I固定在盾構(gòu)機(jī)上，移動盤體3沿行走梁I移動以實(shí)現(xiàn)管片的平移，旋轉(zhuǎn)盤體2依靠二液壓馬達(dá)4在移動盤體3上旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)管片的旋動，提升橫梁5通過二升降油缸10上下移動完成對管片的提升和上推，轉(zhuǎn)動平臺7通過中心球關(guān)節(jié)軸承6連接在提升橫梁5上用以拾取管片，并且通過偏轉(zhuǎn)油缸8和俯仰油缸9的驅(qū)動對管片進(jìn)行微小的姿態(tài)調(diào)節(jié)。
[0004]目前，常規(guī)的管片拼裝機(jī)已廣泛應(yīng)用于圓形隧道施工中，而對于矩形管片的拼裝其存在有以下問題:
[0005]1、現(xiàn)有的管片拼裝機(jī)的結(jié)構(gòu)是針對圓形隧道管片的拼裝施工的，難以適應(yīng)矩形隧道管片的拼裝；
[0006]2、對于有中立柱的矩形隧道管片，現(xiàn)有管片拼裝機(jī)的運(yùn)動受到了空間的限制；
[0007]3、現(xiàn)有管片拼裝機(jī)對于管片姿態(tài)調(diào)整復(fù)雜，降低了管片拼裝的速度和施工效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明對目的在于解決現(xiàn)有管片拼裝機(jī)不能應(yīng)用于矩形管片的局限性，提供一種用于矩形盾構(gòu)的單機(jī)械臂管片拼裝機(jī)，擴(kuò)大管片拼裝機(jī)管片夾取機(jī)構(gòu)的運(yùn)動范圍，從而能夠在矩形盾構(gòu)中，特別是在具有中立柱的矩形管片中完成管片的拼裝。
[0009]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來解決其技術(shù)問題的:
[0010]一種用于矩形盾構(gòu)的單機(jī)械臂管片拼裝機(jī)，其包括平移系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、機(jī)械臂系統(tǒng)、機(jī)械手系統(tǒng)以及管片夾取裝置，其中，平移系統(tǒng)與盾構(gòu)機(jī)體固定相連，回轉(zhuǎn)系統(tǒng)與平移系統(tǒng)連接且在該平移系統(tǒng)上沿盾構(gòu)管片的軸線方向進(jìn)行前后平移運(yùn)動，機(jī)械臂系統(tǒng)連接于回轉(zhuǎn)系統(tǒng)上且實(shí)現(xiàn)繞盾構(gòu)管片軸線的回轉(zhuǎn)運(yùn)動和繞回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的擺動運(yùn)動，機(jī)械手系統(tǒng)連接機(jī)械臂系統(tǒng)且繞該機(jī)械臂系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動和擺動，管片夾取裝置連接機(jī)械手系統(tǒng)的末端且與盾構(gòu)管片連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述的平移系統(tǒng)包括行走輪系、導(dǎo)軌和平移油缸，其中，導(dǎo)軌與盾構(gòu)機(jī)體固定相連，行走輪系通過平移油缸的伸縮在導(dǎo)軌上沿盾構(gòu)管片的軸線方向行走平移。
[0012]進(jìn)一步地，所述的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括固定盤和回轉(zhuǎn)盤，其中，固定盤與所述行走輪系相連，回轉(zhuǎn)盤與固定盤相連接且在該固定盤上繞盾構(gòu)管片的軸線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動。
[0013]進(jìn)一步地，所述的機(jī)械臂系統(tǒng)包括大臂、大臂油缸和小臂油缸，其中，大臂的一端鉸接在所述回轉(zhuǎn)盤上，另一端連接所述機(jī)械手系統(tǒng)，大臂油缸的筒體連接在回轉(zhuǎn)盤上，大臂油缸的桿件與大臂相鉸接，大臂油缸驅(qū)動大臂繞著其與回轉(zhuǎn)盤的鉸接點(diǎn)作轉(zhuǎn)動，小臂油缸的一端與大臂鉸接，另一端與機(jī)械手系統(tǒng)相連。
[0014]進(jìn)一步地，所述的機(jī)械手系統(tǒng)包括連接座、連接筒、轉(zhuǎn)動板、仰俯油缸和轉(zhuǎn)動油缸，其中，連接座分別與所述大臂的末端和所述小臂油缸的桿件相鉸接，小臂油缸驅(qū)動連接座繞大臂的末端作轉(zhuǎn)動，連接筒為筒體結(jié)構(gòu)，筒體的上部設(shè)有與連接座連接的轉(zhuǎn)動軸，筒體的下部設(shè)有通過仰俯油缸與連接座相連的耳座，仰俯油缸驅(qū)動連接筒在連接座上作擺動，轉(zhuǎn)動板的上部設(shè)有軸體，該軸體嵌套連接在連接筒的筒體內(nèi)，轉(zhuǎn)動板通過轉(zhuǎn)動油缸與連接筒相連，轉(zhuǎn)動油缸驅(qū)動轉(zhuǎn)動板繞連接筒作轉(zhuǎn)動，
[0015]進(jìn)一步地，所述的管片夾取裝置包括內(nèi)置油缸、吊裝筒和吊裝螺栓，其中，內(nèi)置油缸設(shè)置于所述轉(zhuǎn)動板的軸體內(nèi)部，吊裝筒嵌套在內(nèi)置油缸的下部，內(nèi)置油缸的桿件連接吊裝筒且?guī)釉摰跹b筒沿內(nèi)置油缸移動，吊裝筒內(nèi)設(shè)有卡槽，吊裝筒的壁上設(shè)有卡槽口，吊裝螺栓的一端通過卡槽口置放于卡槽中，另一端通過螺紋與所述盾構(gòu)管片連接，該盾構(gòu)管片通過所述單機(jī)械臂管片拼裝機(jī)的整體機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在矩形盾構(gòu)的空間范圍內(nèi)全方位運(yùn)動而無死角。
[0016]與現(xiàn)有管片拼裝機(jī)相比較，本發(fā)明提出了適用于大斷面矩形盾構(gòu)管片拼裝的新裝置，其采用單機(jī)械臂驅(qū)動，同時管片夾取裝置采用內(nèi)置結(jié)構(gòu)，從而節(jié)省了空間，特別在具有中立柱的矩形盾構(gòu)管片空間范圍內(nèi)整體機(jī)構(gòu)運(yùn)動無死角，因此具有機(jī)構(gòu)運(yùn)動靈活的優(yōu)點(diǎn)，同時結(jié)合計算機(jī)控制大大提高了管片拼裝效率。
【附圖說明】
[0017]圖1為現(xiàn)有管片拼裝機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖之一。
[0018]圖2為現(xiàn)有管片拼裝機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
[0019]圖3為現(xiàn)有管片拼裝機(jī)管片夾取裝置的結(jié)構(gòu)放大圖。
[0020]圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5為平移系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6為機(jī)械臂系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖7為小臂油缸張開的狀態(tài)圖。
[0024]圖8為機(jī)械手系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)爆炸圖。
[0025]圖9為管片夾取裝置的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
[0026]圖10為本發(fā)明的工作狀態(tài)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0028]請參閱圖4本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖示用于矩形盾構(gòu)的單機(jī)械臂管片拼裝機(jī)包括平移系統(tǒng)01、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)02、機(jī)械臂系統(tǒng)03、機(jī)械手系統(tǒng)04以及管片夾取裝置05。所述平移系統(tǒng)01與盾構(gòu)機(jī)體固定相連，所述回轉(zhuǎn)系統(tǒng)02與平移系統(tǒng)01連接且在該平移系統(tǒng)01上沿盾構(gòu)管片的軸線方向進(jìn)行前后平移運(yùn)動，所述機(jī)械臂系統(tǒng)03連接于所述回轉(zhuǎn)系統(tǒng)02上且實(shí)現(xiàn)繞盾構(gòu)管片軸線的回轉(zhuǎn)運(yùn)動和繞所述回轉(zhuǎn)系統(tǒng)02的擺動運(yùn)動，所述機(jī)械手系統(tǒng)04連接所述機(jī)械臂系統(tǒng)03且繞該機(jī)械臂系統(tǒng)03進(jìn)行轉(zhuǎn)動和擺動，所述管片夾取裝置05連接所述機(jī)械手系統(tǒng)04的末端且與盾構(gòu)管片連接。所述盾構(gòu)管片通過所述回轉(zhuǎn)系統(tǒng)02沿管片軸線方向的前后平移運(yùn)動、所述機(jī)械臂系統(tǒng)03繞盾構(gòu)管片軸線的回轉(zhuǎn)運(yùn)動和繞所述回轉(zhuǎn)系統(tǒng)02的擺動運(yùn)動以及所述機(jī)械手系統(tǒng)04繞該機(jī)械臂系統(tǒng)03的轉(zhuǎn)動和擺動，實(shí)現(xiàn)在矩形盾構(gòu)的空間范圍內(nèi)全方位運(yùn)動而無死角。
[0029]請參閱圖5，所述的平移系統(tǒng)01包括行走輪系11、導(dǎo)軌12和平移油缸13。所述導(dǎo)軌12與盾構(gòu)機(jī)體固定相連；所述平移油缸13移動固定于盾構(gòu)機(jī)體上，另一端固定于所述行走輪系11上；所述行走輪系11通過所述平移油缸13的伸縮在所述導(dǎo)軌12上沿盾構(gòu)管片的軸線方向行走平移。
[0030]請參閱圖5，所述的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)02包括固定盤21和回轉(zhuǎn)盤22。所述固定盤21與所述行走輪系11相連，并且隨所述行走輪系11 一起在所述導(dǎo)軌12上沿管片的軸線方向進(jìn)行前后平移運(yùn)動。所述回轉(zhuǎn)盤22與所述固定盤21同軸線地相連接，并且通過