一种管片水养搬运系统的制作方法

本实用新型属于地铁隧道管片水养和搬运技术领域，具体涉及一种管片水养搬运系统。

背景技术：

随着技术进步地下管廊采用盾构施工具有明显的优势，盾构法越来越多的被接受，配套需要大量的预制混凝土管片。预制混凝土管片是一种应用于盾构法施工的地下隧道工程结构主体的高精度装配式预制混凝土构件，管片在防水性能、耐久性能、尺寸精度和表面质量等方面的技术要求远远高于普通混凝土构件，这就需要在管片生产过程中应严格控制各工序的质量，提高生产的自动化和智能化。管片在蒸养窑蒸汽养护工序完成后，为了防止混凝土的干缩裂纹的出现和有利于管片混凝土的后期强度的发展，必须对标识后的管片进行养护，此时，养护一般选择水池养护，养护池的深度要比管片侧立时至少高300mm，以保证管片能够充分的被水养护。

目前，管片蒸养后从磨具中分离后为弧心向下的卧伏状态，需通过带真空吸盘或人工操作吊具的起重机将其吊至专用90°翻转架，将其翻转至侧立状态；然后再通过另一带人工操作吊具的起重机将其吊至转运台车上，运至水养池旁；采用通用起重设备和人工操作的吊具将管片侧立并放到水养池中；水养工序（一般为7天左右）结束后，采用通用起重设备和人工操作的吊具将管片侧立状态吊起，并放到池边的转运台车上或临时存放地；再通过堆放场的起重机，将管片人工翻转至弧心向上的仰躺状态进行码放。整个过程,存在吊装作业多，人工劳动强度大，水上吊装作业环境差且安全风险大，管片摆放定位较随意、精度较低，养护池要分区标识管理存在一定难度。也有为降低人身安全风险，在将管片吊进及吊出水养池前，先将池内水抽干的的作业方式。如此具有作业时间长，生产周期长，生产效率低，水资源也浪费较大等特点。

如现有技术中，如公开号为CN202805397U，公开时间为2013年3月20日，名称为“新型悬空式脱模翻转吊具”的中国实用新型专利文献，公开了一种新型悬空式脱模翻转吊具，用于仰拱块/管片的脱模、搬运、翻转、吊放装车的工序中，实现从脱模、搬运、翻转、吊放，采用一个机具一次完成。采用两条夹紧油缸分别控制左、右夹臂的张开和夹紧，容易调整平衡状态。采用与起重机吊钩相配的吊环，使起吊时，不使仰拱块/管片发生倾斜。采用液压马达驱动仰拱块/管片翻转，保证了翻转过程中的动态平稳性，保护仰拱块/管片，不受损坏。但是这种技术方案就是只能实现对管片的水平方向起吊，沿圆周方向翻转，翻转方向无法实现管片水养时的侧面竖直放置状态，翻转、运输等动作还是需要人工操作，自动化程度和动作连贯性不佳，人力要求高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自动化程度高、能够自行实现管片远转、起吊、翻转、水养的管片水养搬运系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种管片水养搬运系统，其特征在于：包括水养池，设置在水养池上的取放翻转机构，以及用于运输管片的运转小车；

所述水养池侧边设置有供取放翻转机构运行的大车轨道；

所述取放翻转机构包括架设在水养池侧边大车轨道上的龙门架，龙门架包括驱动机构用于驱动龙门架在大车轨道上运行，龙门架上设置有与大车轨道方向垂直的小车轨道，所述小车轨道上设置有起重翻转小车，所述起重翻转小车底部朝向地面设置有刚性的伸缩起重杆，伸缩起重杆底部设置有翻转夹具，所述翻转夹具可在竖直面内翻转90°；

所述运转小车顶部用于放置竖直或水平的管片。

还包括设置有信息管理服务器和动作管理服务器的控制中心。

所述水养池中设置有水位监测装置，且水养池中划分了若干个用于放置管片的区域，每个区域中均设置有用于监测是否放置管片的传感器，所述水位监测装置和传感器均与控制中心通信相连。

所述伸缩起重杆为液压式伸缩杆，伸缩起重杆顶部可旋转的连接在起重翻转小车底部，使得伸缩起重杆可以180º转动。

所述翻转夹具包括顶端的夹头，翻转夹具底端90°可翻转的铰接在伸缩起重杆底部，并且翻转夹具与伸缩起重杆杆体之间设置有用于驱动翻转夹具翻转的伸缩杆。

优选地，所述翻转夹具包括夹持件、机械臂、气缸、翻转体和连接件，夹持件设置在机械臂前端，气缸安装于机械臂的内部，翻转体铰接于机械臂的前端，翻转体的一端与气缸伸缩杆的前端分别铰接于连接件的两端；其特征是：翻转体与机械臂铰接处的转轴外表面套有无油衬套；翻转体与连接件铰接处的转轴外表面套有无油衬套；翻转体与连接件的配合间隙处设有止推垫片。

所述运转小车为AGV智能运转车，运转小车与控制中心通信相连，对应的，运转小车的运转轨迹上设置有线路识别块。

采用这种管片水养搬运系统，标识后待保养的管片水平层叠放置在运转小车上，运转小车将这些待保养的管片运转至水养池边、取放翻转机构的下方；取放翻转机构的龙门架在大车轨道上运行至载有待保养管片的运转小车上方，取放翻转机构的起重翻转小车在龙门架上的小车轨道上运动对准下方运转小车上的待保养管片，并且起重翻转小车底部伸缩起重杆上的翻转夹具在竖直面内向上翻转90°使翻转夹具与水平面平行，再通过伸缩起重杆和龙门架的调整夹起运转小车上水平放置的管片，伸缩起重杆带着夹有管片的翻转夹具起升，并随龙门架运动至水养池上方，夹有管片的翻转夹具在竖直面内向下翻转90°使翻转夹具与水平面垂直，即使管片由水平变为竖直，伸缩起重杆带着夹有管片的翻转夹具下降将管片放入水养池中后复位；取放翻转机构的龙门架在大车轨道上运行至水养池中保养完毕待取用的管片上方，取放翻转机构的起重翻转小车在龙门架上的小车轨道上运动对准下方待取用的管片，并且起重翻转小车底部伸缩起重杆带动翻转夹具从水养池中夹取出待取用的管片，翻转夹具在竖直面内向上翻转90°使翻转夹具以及其夹取的管片都呈水平状态，然后在龙门架和起重翻转小车的运动下将管片运转至运转小车上方，伸缩起重杆下降，管片放置在运转小车上，翻转夹具松开，取放翻转机构复位。

本技术方案的有益效果如下：

本实用新型所提供的管片水养搬运系统，采用水养池上设置取放翻转机构，配合用于运输管片的运转小车实现完全自动的运转和水养，极大的减少了人工参与度，节省了人力，并且翻转过程自动实现，同时也节省了水养池的体积，提高效率；龙门架、起重翻转小车、运转小车配合进行X、Y向上移动，具有实现搬运系统按照需求准确停机定位的功能；翻转夹具有在竖直面内旋转90°的功能，并且在感应装置和控制系统的配合下还能具有检测识别夹取物体的功能；而刚性的伸缩起重杆为翻转提供支撑轴。

进一步的，加入设置有信息管理服务器和动作管理服务器的控制中心，配合视觉识别定位、空位感应、识别装置等的电子元器件，使得龙门架、起重翻转小车、运转小车与控制中心的控制系统联动，具有实现系统按预设位置准确停机功能；信息管理系统对水养池内的管片放置位置、放置时间进行定位记录和数据整理，对达到预设水养时间的管片进行信号输出；视觉识别定位等定位设置对管片在水池中的放置位置进行精确识别和定位，系统根据定位信号将管片吊运到此处或到此处将管片吊离。

翻转夹具作为实现竖直方向上90°翻转功能的机构，能够在运转起吊过程中自动实现对管片的自动翻转。

采用优选地翻转夹具结构，翻转体的两个铰接处的转轴外表面均套有无油衬套，使得翻转体的翻转动作具有稳定的低摩擦系数，从而避免翻转振动；翻转体与连接件的配合间隙处设有止推垫片，能够消除翻转体沿转轴轴向的晃动。本实用新型设计新颖，结构合理，既可以避免翻转振动，又可以消除轴向晃动，使得整个翻转动作平稳，从而提高机械手取放动作的可靠性，具有良好的推广价值。

AGV智能运转车自动智能化程度极高，目前有很多成熟的技术方案可以参考。

管片从蒸养区通过运转小车运输到水养区；取放翻转机构的龙门架带着起重翻转小车运行到管片上方，水平吊起管片，刚性升降臂提升到设定的翻转高度，翻转夹具翻转管片到侧立状态；将管片吊运到水养池中的指定空置位置上方，升降机构驱动刚性升降臂下降，将管片侧立放置，松开夹具；管片水养搬运系统重复上述流程，吊运下一件管片到水养池养护，同样，管片水养护周期完成后，按照上述方法反向即可取出取用。

加入视觉识别定位系统、信息管理系统及自动控制系统等自动控制系统后，上述各步骤均可实现完全自动动作，管片水养护周期完成后，信息管理系统收到达到预设水养时间的管片信号输出，通过视觉识别定位系统、信息管理系统及自动控制系统等自动控制系统联动，取放翻转机构的龙门架带着起重翻转小车运行到水养池中的该管片位置上方；伸缩起重杆带动翻转夹具下降，将管片竖直夹取；伸缩起重杆带动翻转夹具上升；翻转夹具提升到设定的翻转高度；取放翻转机构吊起管片运行到转运台车上方，翻转夹具翻转管片如到弧心向上的水平状态，将管片放到台车上；管片水养搬运系统通过管片自动翻转、准确定位、少人自动运行等功能，有效减少了作业人员，降低人工作业强度，提高水养池作业效率，促进管片生产的自动化水平。

附图说明

本实用新型的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：

图1是本实用新型一种优选方案的结构示意图；

图2是本实用新型运转小车向水养池运转管片的运输示意图；

图3是本实用新型运转小车从水养池运出管片的运输示意图；

图中：

1、水养池；2、运转小车；3、大车轨道；4、龙门架；5、小车轨道；6、起重翻转小车；7、伸缩起重杆；8、翻转夹具。

具体实施方式

下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本实用新型目的技术方案，需要说明的是，本实用新型要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。

实施例1

作为本实用新型一种最基本的实施方案，如图1，本实施例公开了一种管片水养搬运系统，包括水养池1，设置在水养池1上的取放翻转机构，以及用于运输管片的运转小车2；所述水养池1侧边设置有供取放翻转机构运行的大车轨道3；所述取放翻转机构包括架设在水养池1侧边大车轨道3上的龙门架4，龙门架4包括驱动机构用于驱动龙门架4在大车轨道3上运行，龙门架4上设置有与大车轨道3方向垂直的小车轨道5，所述小车轨道5上设置有起重翻转小车6，所述起重翻转小车6底部朝向地面设置有刚性的伸缩起重杆7，伸缩起重杆7底部设置有翻转夹具8，所述翻转夹具8可在竖直面内翻转90°；所述运转小车2顶部用于放置竖直或水平的管片。

本实用新型所提供的管片水养搬运系统，采用水养池1上设置取放翻转机构，配合用于运输管片的运转小车2实现完全自动的运转和水养，极大的减少了人工参与度，节省了人力，并且翻转过程自动实现，同时也节省了水养池1的体积，提高效率；龙门架4、起重翻转小车6、运转小车2配合进行X、Y向上移动，具有实现搬运系统按照需求准确停机定位的功能；翻转夹具8有在竖直面内旋转90°的功能，并且在感应装置和控制系统的配合下还能具有检测识别夹取物体的功能；而刚性的伸缩起重杆7为翻转提供支撑轴。

实施例2

作为本实用新型一种优选的实施方案，如图1，本实施例公开了一种管片水养搬运系统，包括水养池1，设置在水养池1上的取放翻转机构，以及用于运输管片的运转小车2，还包括设置有信息管理服务器和动作管理服务器的控制中心；

所述水养池1侧边设置有供取放翻转机构运行的大车轨道3，水养池1中设置有水位监测装置，且水养池1中划分了若干个用于放置管片的区域，每个区域中均设置有用于监测是否放置管片的传感器，所述水位监测装置和传感器均与控制中心通信相连；

所述取放翻转机构包括架设在水养池1侧边大车轨道3上的龙门架4，龙门架4包括驱动机构用于驱动龙门架4在大车轨道3上运行，龙门架4上设置有与大车轨道3方向垂直的小车轨道5，所述小车轨道5上设置有起重翻转小车6，所述起重翻转小车6底部朝向地面设置有刚性的伸缩起重杆7，所述伸缩起重杆7为液压式伸缩杆，伸缩起重杆7顶部可旋转的连接在起重翻转小车6底部，使得伸缩起重杆7可以180º转动，伸缩起重杆7底部设置有翻转夹具8，所述翻转夹具8可在竖直面内翻转90°，所述翻转夹具8包括顶端的夹头，翻转夹具8底端90°可翻转的铰接在伸缩起重杆7底部，并且翻转夹具8与伸缩起重杆7杆体之间设置有用于驱动翻转夹具8翻转的伸缩杆

所述运转小车2为AGV智能运转车，运转小车2顶部用于放置竖直或水平的管片，运转小车2与控制中心通信相连，对应的，运转小车2的运转轨迹上设置有线路识别块。

本实用新型所提供的管片水养搬运系统，采用水养池1上设置取放翻转机构，配合用于运输管片的运转小车2实现完全自动的运转和水养，极大的减少了人工参与度，节省了人力，并且翻转过程自动实现，同时也节省了水养池1的体积，提高效率；龙门架4、起重翻转小车6、运转小车2配合进行X、Y向上移动，具有实现搬运系统按照需求准确停机定位的功能；翻转夹具8有在竖直面内旋转90°的功能，并且在感应装置和控制系统的配合下还能具有检测识别夹取物体的功能；而刚性的伸缩起重杆7为翻转提供支撑轴；加入设置有信息管理服务器和动作管理服务器的控制中心，配合视觉识别定位、空位感应、识别装置等的电子元器件，使得龙门架4、起重翻转小车6、运转小车2与控制中心的控制系统联动，具有实现系统按预设位置准确停机功能；信息管理系统对水养池1内的管片放置位置、放置时间进行定位记录和数据整理，对达到预设水养时间的管片进行信号输出；视觉识别定位等定位设置对管片在水池中的放置位置进行精确识别和定位，系统根据定位信号将管片吊运到此处或到此处将管片吊离；翻转夹具8作为实现竖直方向上90°翻转功能的机构，能够在运转起吊过程中自动实现对管片的自动翻转；AGV智能运转车自动智能化程度极高，目前有很多成熟的技术方案可以参考。

实施例3

作为本实用新型一种优选的实施方案，如图1，本实施例公开了一种管片水养搬运系统，包括水养池1，设置在水养池1上的取放翻转机构，以及用于运输管片的运转小车2，还包括设置有信息管理服务器和动作管理服务器的控制中心；

所述水养池1侧边设置有供取放翻转机构运行的大车轨道3，水养池1中设置有水位监测装置，且水养池1中划分了若干个用于放置管片的区域，每个区域中均设置有用于监测是否放置管片的传感器，所述水位监测装置和传感器均与控制中心通信相连；

所述取放翻转机构包括架设在水养池1侧边大车轨道3上的龙门架4，龙门架4包括驱动机构用于驱动龙门架4在大车轨道3上运行，龙门架4上设置有与大车轨道3方向垂直的小车轨道5，所述小车轨道5上设置有起重翻转小车6，所述起重翻转小车6底部朝向地面设置有刚性的伸缩起重杆7，所述伸缩起重杆7为液压式伸缩杆，伸缩起重杆7顶部可旋转的连接在起重翻转小车6底部，使得伸缩起重杆7可以180º转动，伸缩起重杆7底部设置有翻转夹具8，所述翻转夹具8可在竖直面内翻转90°；所述翻转夹具8包括夹持件、机械臂、气缸、翻转体和连接件，夹持件设置在机械臂前端，气缸安装于机械臂的内部，翻转体铰接于机械臂的前端，翻转体的一端与气缸伸缩杆的前端分别铰接于连接件的两端；其特征是：翻转体与机械臂铰接处的转轴外表面套有无油衬套；翻转体与连接件铰接处的转轴外表面套有无油衬套；翻转体与连接件的配合间隙处设有止推垫片。

所述运转小车2为AGV智能运转车，运转小车2顶部用于放置竖直或水平的管片，运转小车2与控制中心通信相连，对应的，运转小车2的运转轨迹上设置有线路识别块。

本实用新型所提供的管片水养搬运系统，采用水养池1上设置取放翻转机构，配合用于运输管片的运转小车2实现完全自动的运转和水养，极大的减少了人工参与度，节省了人力，并且翻转过程自动实现，同时也节省了水养池1的体积，提高效率；龙门架4、起重翻转小车6、运转小车2配合进行X、Y向上移动，具有实现搬运系统按照需求准确停机定位的功能；翻转夹具8有在竖直面内旋转90°的功能，并且在感应装置和控制系统的配合下还能具有检测识别夹取物体的功能；而刚性的伸缩起重杆7为翻转提供支撑轴；采用优选地翻转夹具8结构，翻转体的两个铰接处的转轴外表面均套有无油衬套，使得翻转体的翻转动作具有稳定的低摩擦系数，从而避免翻转振动；翻转体与连接件的配合间隙处设有止推垫片，能够消除翻转体沿转轴轴向的晃动。本实用新型设计新颖，结构合理，既可以避免翻转振动，又可以消除轴向晃动，使得整个翻转动作平稳，从而提高机械手取放动作的可靠性，具有良好的推广价值；AGV智能运转车自动智能化程度极高，目前有很多成熟的技术方案可以参考

采用这种管片水养搬运系统，标识后待保养的管片水平层叠放置在运转小车2上，运转小车2将这些待保养的管片运转至水养池1边、取放翻转机构的下方；取放翻转机构的龙门架4在大车轨道3上运行至载有待保养管片的运转小车2上方，取放翻转机构的起重翻转小车6在龙门架4上的小车轨道5上运动对准下方运转小车2上的待保养管片，并且起重翻转小车6底部伸缩起重杆7上的翻转夹具8在竖直面内向上翻转90°使翻转夹具8与水平面平行，再通过伸缩起重杆7和龙门架4的调整夹起运转小车2上水平放置的管片，伸缩起重杆7带着夹有管片的翻转夹具8起升，并随龙门架4运动至水养池1上方，夹有管片的翻转夹具8在竖直面内向下翻转90°使翻转夹具8与水平面垂直，即使管片由水平变为竖直，伸缩起重杆7带着夹有管片的翻转夹具8下降将管片放入水养池1中后复位；取放翻转机构的龙门架4在大车轨道3上运行至水养池1中保养完毕待取用的管片上方，取放翻转机构的起重翻转小车6在龙门架4上的小车轨道5上运动对准下方待取用的管片，并且起重翻转小车6底部伸缩起重杆7带动翻转夹具8从水养池1中夹取出待取用的管片，翻转夹具8在竖直面内向上翻转90°使翻转夹具8以及其夹取的管片都呈水平状态，然后在龙门架4和起重翻转小车6的运动下将管片运转至运转小车2上方，伸缩起重杆7下降，管片放置在运转小车2上，翻转夹具8松开，取放翻转机构复位。

运转小车2是通过自动识别运转轨迹上的识别块沿着既定路线将待保养的管片运转至水养池1边、取放翻转机构的下方的。

龙门架4、起重翻转小车6的运动对准以及伸缩起重杆7的伸缩起降和翻转夹具8的夹持松开均是通过感应装置配合自动控制系统实现的。

管片从蒸养区通过运转小车2运输到水养区；取放翻转机构的龙门架4带着起重翻转小车6运行到管片上方，水平吊起管片，刚性升降臂提升到设定的翻转高度，翻转夹具8翻转管片到侧立状态；将管片吊运到水养池1中的指定空置位置上方，升降机构驱动刚性升降臂下降，将管片侧立放置，松开夹具；管片水养搬运系统重复上述流程，吊运下一件管片到水养池1养护，同样，管片水养护周期完成后，按照上述方法反向即可取出取用。

加入视觉识别定位系统、信息管理系统及自动控制系统等自动控制系统后，上述各步骤均可实现完全自动动作，管片水养护周期完成后，信息管理系统收到达到预设水养时间的管片信号输出，通过视觉识别定位系统、信息管理系统及自动控制系统等自动控制系统联动，取放翻转机构的龙门架4带着起重翻转小车6运行到水养池1中的该管片位置上方；伸缩起重杆7带动翻转夹具8下降，将管片竖直夹取；伸缩起重杆7带动翻转夹具8上升；翻转夹具8提升到设定的翻转高度；取放翻转机构吊起管片运行到转运台车上方，翻转夹具8翻转管片如到弧心向上的水平状态，将管片放到台车上；管片水养搬运系统通过管片自动翻转、准确定位、少人自动运行等功能，有效减少了作业人员，降低人工作业强度，提高水养池1作业效率，促进管片生产的自动化水平。

管片从蒸养区通过运输台车运输到水养区，如图2所示；

管片水养搬运机运行到管片上方，水平吊起管片，伸缩起重杆7提升到设定的翻转高度，翻转夹具8翻转管片到侧立状态；

通过视觉识别定位系统、信息管理系统及自动控制系统联动，将管片吊运到水养池1中的指定空置位置上方，伸缩起重杆7驱动伸缩起重杆7下降，将管片侧立放置，松开夹具；

管片水养搬运机重复上述流程，吊运下一件管片到水养池1养护；

管片水养护周期（一般不少于7天）完成后，信息管理系统收到达到预设水养时间的管片信号输出，通过视觉识别定位系统、信息管理系统及自动控制系统联动，管片水养搬运机运行到水养池1中的该管片位置上方；

伸缩起重杆7驱动伸缩起重杆7下降，将管片竖直夹取；伸缩起重杆7驱动伸缩起重杆7上升；伸缩起重杆7提升到设定的翻转高度；

管片水养搬运机吊起管片运行到转运台车上方，翻转夹具8翻转管片到弧心向上的水平状态，将管片放到台车上，如图三所示；

管片养护自动搬运机通过管片自动翻转、准确定位、少人自动运行等功能，有效减少了作业人员，降低人工作业强度，提高水养池1作业效率，促进管片生产的自动化水平。