专利名称：自定位快速管片拼装机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种隧道工程施工机械的自定位快速管片拼装机，特别是涉及一种盾构机用自定位快速管片拼装机。
背景技术：
管片拼装设备是隧道施工用盾构掘进机的重要组成部件之一。盾构机向前推进一段距离后，管片拼装设备立即开始工作，将管片及时拼装成隧道衬砌，管片拼装设备的性能直接影响到隧道成型质量及工程施工的进度。现有技术虽然可以实现管片旋转角度和位置的要求，但由于其与管片连接的转动平台仅可以实现两个运动:绕隧道径向水平方向及绕隧道径向铅垂方向的转动，其余的运动都是通过大行程的油缸和驱动装置来实现的。显然，其转动平台的运动并不灵活，即在管片旋转到预定角度后对于管片的姿态调整方面存在局限，对于隧道的成型质量会有一定的影响。因此研制一种自定位快速管片拼装机是急需解决的新课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进现有技术的不足，具有全方位管片安装功能，实现管片到达任意预定安装位置，抓取头更灵活，实现多种运动，有效提高管片拼装效率，管片的姿态调整更简便，使管片拼装效率更高，隧道成形质量更有保证的自定位快速管片拼装机。本发明的目的是这样实现的:一种自定位快速管片拼装机，整个装置由旋转装置
1、固定装置2、驱动装置3、行走梁4、行走轨道5、平移油缸6、移动套7、固定套8、提升油缸
9、桁架10、导向轮11、抓取装置12、提取油缸13、锁紧油缸14、调整油缸15、定位锁紧板16、移动拼装平台17、管片压板18等组成。将隧道的轴线方向设为X轴，隧道径向水平方向为Y轴，隧道径向垂直方向为Z轴。旋转装置I与固定装置2的轴线与X轴重合，驱动装置3固定在固定装置2上，其液压马达经过减速箱驱动小齿轮，从而带动大齿圈及与大齿圈联接的旋转装置I绕X轴旋转，从而带动与旋转装置I相联接的桁架10等转动。行走梁4沿盾构机的轴向且平行地固定在盾构机的壳体内侧，在行走梁4的外侧设有供导向轮11滚动的行走轨道5，导向轮11分别固定于固定装置2的两侧内壁，平移油缸6的缸体固定在行走梁4上，其活塞杆与固定装置2铰接固定，在平移油缸6伸缩时带动固定装置2上的导向轮11在行走轨道5内滚动，即整个结构沿X轴移动。固定套8平行固定于旋转装置I的两侧，提升油缸9的缸体与移动套7的上端联接固定，提升油缸9的活塞杆端与旋转装置I铰接固定，提升油缸9伸缩时带动移动套7沿固定套8滑动，移动套7下端与桁架10固定联接，从而带动抓取装置12沿Z轴移动。抓取装置12为椭圆形支架，桁架10通过调整油缸15分别与抓取装置12的四个顶点相铰接，调整油缸15的伸缩可以带动抓取装置12绕Y轴及X轴摆动，锁紧油缸14 一端与抓取装置12铰接，另一端与定位锁紧板16铰接，锁紧油缸14的伸缩可以带动锁紧板16将抓取装置12打开与锁死，提取油缸13位于抓取装置12中心位置，起到连接、提升和抓紧管片的作用，管片压板18安装在抓取装置12下部用于贴紧固定管片，移动拼装平台17安装在行走梁4上沿行走轨道5在X轴方向滑动进行管片拼装。本发明的要点在于它的结构及工作原理。其工作原理是，驱动装置3的小齿轮驱动固定在旋转环I上的大齿圈，从而带动旋转装置I在固定装置2内转动，抓取装置12的提升、平移以及一些调节微动分别由调整油缸15完成，拼装机的所有运动均为液压驱动，利用无线遥控器实现管片的拼装。自定位快速管片拼装机与现有技术相比，具有全方位管片安装功能，实现管片到达任意预定安装位置，抓取头更灵活，实现多种运动，有效提高管片拼装效率，管片的姿态调整更简便，使管片拼装效率更高，隧道成形质量更有保证等优点，将广泛地应用于隧道工程施工机械行业中。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。图1为本发明的结构前视图。图2为本发明的结构侧视图。图3为本发明的抓取装置视图
具体实施例方式参照附图，自定位快速管片拼装机，整个装置由旋转装置1、固定装置2、驱动装置
3、行走梁4、行走轨道5、平移油缸6、移动套7、固定套8、提升油缸9、桁架10、导向轮11、抓取装置12、提取油缸13、锁紧油缸14、调整油缸15、定位锁紧板16、移动拼装平台17、管片压板18等组成。将隧道的轴线方向设为X轴，隧道径向水平方向为Y轴，隧道径向垂直方向为Z轴。旋转装置I与固定装置2的轴线与X轴重合，驱动装置3固定在固定装置2上，其液压马达经过减速箱驱动小齿轮，从而带动大齿圈及与大齿圈联接的旋转装置I绕X轴旋转，从而带动与旋转装置I相联接的桁架10等转动。行走梁4沿盾构机的轴向且平行地固定在盾构机的壳体内侧，在行走梁4的外侧设有供导向轮11滚动的行走轨道5，导向轮11分别固定于固定装置2的两侧内壁，平移油缸6的缸体固定在行走梁4上，其活塞杆与固定装置2铰接固定，在平移油缸6伸缩时带动固定装置2上的导向轮11在行走轨道5内滚动，即整个结构沿X轴移动。固定套8平行固定于旋转装置I的两侧，提升油缸9的缸体与移动套7的上端联接固定，提升油缸9的活塞杆端与旋转装置I铰接固定，提升油缸9伸缩时带动移动套7沿固定套8滑动，移动套7下端与桁架10固定联接，从而带动抓取装置12沿Z轴移动。抓取装置12为椭圆形支架，桁架10通过调整油缸15分别与抓取装置12的四个顶点相铰接，调整油缸15的伸缩可以带动抓取装置12绕Y轴及X轴摆动，锁紧油缸14 一端与抓取装置12铰接，另一端与定位锁紧板16铰接，锁紧油缸14的伸缩可以带动锁紧板16将抓取装置12打开与锁死，提取油缸13位于抓取装置12中心位置，起到连接、提升和抓紧管片的作用，管片压板18安装在抓取装置12下部用于贴紧固定管片，移动拼装平台17安装在行走梁4上沿行走轨道5在X轴方向滑动进行管片拼装。桁架10可实现绕X轴的转动、沿X轴及Z轴的位移，这三个大的位移用于快速定位管片，移动拼装平台17可实现沿X轴移动，到达需要工作的位置，抓取装置12可实现四种运动:绕X轴、Y轴、Z轴的转动及沿Z轴的平移，这四个较小位移用于管片到达预定角度后，在就位前的姿态调整，从而保证管片的安装既快速又简便。
权利要求
1.一种自定位快速管片拼装机，包括旋转装置(I)、固定装置(2)、驱动装置(3)、行走梁(4)、行走轨道(5)、平移油缸(6)、移动套(7)、固定套(8)、提升油缸(9)、桁架(10)、导向轮(11)、抓取装置(12)、提取油缸(13)、锁紧油缸(14)、调整油缸(15)、定位锁紧板(16)、移动拼装平台(17)和管片压板(18)，将隧道的轴线方向设为X轴，隧道径向水平方向为Y轴，隧道径向垂直方向为Z轴，旋转装置(I)与固定装置(2)的轴线与X轴重合，驱动装置(3)固定在固定装置(2)上，驱动装置具有液压马达和减速箱，所述液压马达经过减速箱驱动小齿轮，从而带动大齿圈及与大齿圈联接的旋转装置(I)绕X轴旋转，从而带动与旋转装置I相联接的桁架(10)转动，行走梁(4)沿盾构机的轴向且平行地固定在盾构机的壳体内侦牝在行走梁(4)的外侧设有供导向轮(11)滚动的行走轨道(5)，导向轮(11)分别固定于固定装置(2)的两侧内壁，平移油缸(6)的缸体固定在行走梁(4)上，其活塞杆与固定装置(2)铰接固定，在平移油缸(6)伸缩时带动固定装置(2)上的导向轮(11)在行走轨道(5)内滚动，固定套(8)平行固定于旋转装置(I)的两侧，提升油缸(9)的缸体与移动套(7)的上端联接固定，提升油缸(9)的活塞杆端与旋转装置(I)铰接固定，提升油缸(9)伸缩时带动移动套(7)沿固定套(8)滑动，移动套(7)下端与桁架(10)固定联接，从而带动抓取装置(12)沿Z轴移动，抓取装置(12)为椭圆形支架，桁架(10)通过调整油缸(15)分别与抓取装置(12)的四个顶点相铰接，调整油缸(15)的伸缩可以带动抓取装置(12)绕Y轴及X轴摆动，锁紧油缸(14) 一端与抓取装置(12)铰接，另一端与定位锁紧板(16)铰接，锁紧油缸(14)的伸缩可以带动定位锁紧板(16)将抓取装置(12)打开与锁死，提取油缸(13)位于抓取装置(12)中心位置，起到连接、提升和抓紧管片的作用，管片压板(18)安装在抓取装置(12)下部用于贴紧固定管片，移动拼装平台(17)安装在行走梁(4)上沿行走轨道(5)在X轴方向滑动进行管片拼装。
全文摘要
本发明涉及一种自定位快速管片拼装机，包括旋转装置(1)、固定装置(2)、驱动装置(3)、行走梁(4)、行走轨道(5)、平移油缸(6)、移动套(7)、固定套(8)、提升油缸(9)、桁架(10)、导向轮(11)、抓取装置(12)、提取油缸(13)、锁紧油缸(14)、调整油缸(15)、定位锁紧板(16)、移动拼装平台(17)和管片压板(18)。本发明的管片拼装机可实现管片到达任意预定安装位置，抓取头更灵活，实现多种运动，有效提高管片拼装效率。
文档编号E21D11/40GK103195445SQ20131012900
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月15日 优先权日2013年4月15日
发明者刘双仲 申请人:辽宁北方重工机器制造有限公司