一种盾构管片外弧面自动抹平装置的制作方法

本发明涉及盾构管片生产，尤其涉及一种盾构管片外弧面自动抹平装置。

背景技术：

1、地铁隧道管片属于技术含量较高、对工艺和品质要求特别严格的水泥制品，作为盾构法施工的隧道结构主体，它主要用于建造地铁或大型管道工程等。地铁隧道管片的生产通常采用高强抗渗混凝土，以确保可靠的承载性和防水性能，生产主要利用成品管片模具在密封浇灌混凝土后即可成型。

2、盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，盾构管片的质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。盾构管片的外弧面是隧道的最外层屏障，直接承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊载荷的作用，表面应平整、密实，具有抗渗、抗压等特点，因此，盾构管片生产过程中，管片模具在完成混凝土浇筑后，会打开管片模具的上盖，对混凝土的外弧面进行抹平、收光，以使得最终成型的盾构管片表面光滑平整。

3、目前，对盾构管片外弧面的抹平，大多仍依靠人工完成，每条流水线需要两个人同时操作，工作时，两个工人分别站在管片模具的两侧，手持抹平工具将多余的水泥刮走并对混凝土的外弧面进行抹平，但人工抹平的工作方式，不仅劳动强度大，费时费力，工作效率较低，且难以确保混凝土外弧面的平整度，对混凝土外弧面的抹平、收光质量差，管片质量得不到有效保证，影响隧道的整体质量和安全。

技术实现思路

1、为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。

2、具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种盾构管片外弧面自动抹平装置，以解决目前人工手持抹平工具对混凝土外弧面进行抹平的工作方式，不仅劳动强度大，费时费力，工作效率较低，且对混凝土外弧面的抹平、收光质量差，管片质量得不到有效保证的技术问题。

3、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

4、一种盾构管片外弧面自动抹平装置，包括机架，所述机架位于管片模具的上方，所述机架上沿管片模具的一端至另一端方向滑动安装有由第一驱动装置驱动的机械臂，所述机械臂的末端利用连接组件安装有刮板架，所述刮板架的长度与管片模具的槽面宽度相适配，且所述刮板架上设有用以实现其沿管片模具两侧导向沿滑动位移的导向支撑机构，以及用以实现混凝土外弧面抹平的抹平机构。

5、作为一种改进的技术方案，所述机架上沿其长度方向固定安装有横梁，所述横梁上滑动安装有滑动安装板，所述机械臂安装于所述滑动安装板上；

6、所述第一驱动装置包括第一驱动电机、齿条和齿轮，所述第一驱动电机固定安装于所述滑动安装板上，所述齿条固定安装于所述横梁上，所述齿轮安装于所述第一驱动电机的输出轴上，且所述齿轮与所述齿条相啮合。

7、作为一种改进的技术方案，所述机械臂包括第一关节臂、第二关节臂、第三关节臂、第一连接臂和第二连接臂，所述第一关节臂通过固定法兰安装于所述滑动安装板上；

8、所述第一关节臂内安装有第一关节电机，所述第一关节电机的输出轴安装有第一减速器，并通过所述第一减速器与所述固定法兰相连接；

9、所述第二关节臂内安装有第二关节电机，所述第二关节电机的输出轴安装有第二减速器，并通过所述第二减速器与所述第一关节臂相连接；

10、所述第一连接臂位于所述第三关节臂和所述第二关节臂之间，且所述第一连接臂的两端分别与所述第三关节臂、所述第二关节臂固定连接；

11、所述第三关节臂内安装有第三关节电机，所述第三关节电机的输出轴安装有第三减速器，并通过所述第三减速器与所述第二连接臂的一端相连接。

12、作为一种改进的技术方案，所述连接组件位于所述第二连接臂的另一端，所述连接组件包括连杆、法兰盘和压缩弹簧，所述连杆的一端利用铰接轴铰接安装于所述第二连接臂的端部，所述连杆的另一端与所述法兰盘固定连接，所述法兰盘与所述刮板架固定连接，所述压缩弹簧套装于所述连杆上，且所述压缩弹簧位于所述法兰盘和所述第二连接臂之间、并处于压缩状态。

13、作为一种改进的技术方案，所述抹平机构包括沿所述刮板架宽度方向依次排列设置的摆动板、抹平板和收光板；

14、所述刮板架上固定安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴利用偏心连接组件与所述摆动板相连接，所述抹平板和所述收光板均固定安装于所述刮板架上。

15、作为一种改进的技术方案，所述偏心连接组件包括转盘和连接盘，所述转盘安装于所述第二驱动电机的输出轴上，所述连接盘转动安装于所述转盘上、并靠近所述转盘的边缘设置，所述连接盘的底端与所述摆动板固定连接。

16、作为一种改进的技术方案，所述导向支撑机构包括支撑滚轮，所述支撑滚轮分别转动安装于所述刮板架的两端，对应设置的两所述支撑滚轮间的间距与管片模具两侧导向沿的间距相适配。

17、作为一种改进的技术方案，所述抹平机构包括沿所述刮板架宽度方向依次排列设置的前刮板、压面辊和后刮板；

18、所述前刮板和所述后刮板均固定安装于所述刮板架上，所述压面辊位于所述前刮板和所述后刮板之间，且所述压面辊转动安装于所述刮板架上。

19、作为一种改进的技术方案，所述前刮板具有若干均匀排列设置的刮齿，所述压面辊设有两个，且两所述压面辊分别靠近所述前刮板和所述后刮板设置，所述后刮板倾斜设置，且所述后刮板靠近所述压面辊的一侧为弧面结构。

20、作为一种改进的技术方案，所述导向支撑机构包括分别固定安装于所述刮板架两端部的气缸，所述气缸的活塞轴端部固定安装有滚轮安装架，所述滚轮安装架上转动安装有第一导向滚轮和第二导向滚轮，处于使用状态时，所述第一导向滚轮贴靠管片模具的导向沿外侧，所述第二导向滚轮抵靠管片模具的顶面。

21、采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

22、（1）该盾构管片外弧面自动抹平装置，使用时，在管片模具完成混凝土浇筑并打开上盖后，机械臂驱动抹平机构贴靠管片模具的一端，然后，第一驱动装置驱动抹平机构实现自管片模具一端至另一端的位移，同时，机械臂实时调整抹平机构的高度及角度，使得在第一驱动装置和机械臂的配合下，抹平机构始终贴靠管片模具位移，实现对混凝土外弧面的自动抹平、收光。

23、通过该盾构管片外弧面自动抹平装置，能够实现对混凝土外弧面的自动抹平处理，实现了人工劳动力的有效替代，相较传统的人工手持抹平工具对混凝土外弧面进行抹平的工作方式，不仅使得对混凝土外弧面的加工效率大大提高，且抹平、收光质量大大提高，进而使得盾构管片的生产高效有序，盾构管片的生产质量跟生产效率均大大提高。

24、（2）设有的该机械臂，通过各关节电机的配合工作，能够实现抹平机构高度及角度的灵活调节，确保抹平机构自管片模具一端至另一端位移的过程中，抹平机构始终保持与管片模具间的有效贴合，进而为抹平机构实现对混凝土外弧面的抹平加工提供了可靠保障。

25、（3）设有的该连接组件，实现刮板架于机械臂末端的安装，且使得刮板架能够左右摆动，在抹平机构贴靠管片模具、自管片模具一端至另一端位移的过程中，通过连接组件实现刮板架的摆动微调，确保抹平机构于管片模具表面的贴合度更好，进一步确保了抹平机构对混凝土外弧面的抹平质量。

26、（4）设有的抹平机构，具有摆动板的一侧为其前进侧，工作时，第二驱动电机带动摆动板做椭圆形轨迹的摆动，通过摆动板首先对混凝土的外弧面进行抹匀，然后抹平板将混凝土的外弧面进行抹平，进一步确保混凝土的外弧面平整，最后，收光板对抹平后的混凝土外弧面进行收光，从而完成对混凝土外弧面的处理，使得最终成型的盾构管片表面光滑平整，质量好。