一种效率高的深邃盾构机管片组装机构

1.本发明涉及盾构管片领域，更具体地说，涉及一种效率高的深邃盾构机管片组装机构。


背景技术：

2.如授权公告号为cn113638740a所公开的一种盾体直径可变的盾构机，包括前盾变径组件、前盾变径模块、前盾变径连接板、中盾变径组件、中盾变径模块、第一支撑板、中盾变径连接板、铰接座、前盾、中盾、圆形支撑结构、第二支撑板、安装槽、盾尾、连接环、安装部、中盾分体连接板、前盾分体连接板和推进油缸，其虽然通过改变变径组件(即前盾变径组件和中盾变径组件)的尺寸，并将其与盾体相结合后形成不同直径的盾体，从而实现变径需求，同时通过设置安装部，便于驱动件(推进油缸)的安装，使得驱动件与变径后的盾体(即中盾变径组件)外壁的相对距离保持不变，防止使管片在盾体变径后被驱动件推动时受力不均；
3.但是并未解决现有盾构机在组装管片时，通过驱动件带动前盾变径模块和中盾变径组件运动，使得前盾变径模块和中盾变径组件运动推动管片紧贴隧道内壁的一侧，而管片相对盾构机偏移，且管片的重力和所受的挤压力均通过较大的力臂作用在盾构机上，从而盾构机的重心偏移，导致盾构机侧翻的问题，为此我们提出一种效率高的深邃盾构机管片组装机构。


技术实现要素：

4.1.要解决的技术问题
5.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种效率高的深邃盾构机管片组装机构，它可以实现保持盾构机重心的平稳，减少盾构机因重心偏移导致其侧翻的情况发生。
6.2.技术方案
7.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
8.一种效率高的深邃盾构机管片组装机构，包括运载车，所述运载车的上端设置有管片供应机构，所述运载车的一端固定安装有支座，所述支座的下端设置有辅助支撑机构，所述支座的上端转动安装有旋转轴，所述旋转轴上设置有用于移动电动夹爪的伸缩机构，所述旋转轴靠近运载车的一端沿圆周阵列分布有多个电动夹爪，所述电动夹爪上设置有吸紧机构，所述运载车的另一端固定安装有用于控制电动夹爪的控制台，所述支座一端和旋转轴外侧之间通过设置有轴套转动连接。
9.进一步的，所述伸缩机构包括沿圆周阵列分布在旋转轴一端的多个液压缸，所述液压缸的输出端装配有铰接座，所述液压缸通过铰接座铰接于电动夹爪。
10.进一步的，所述液压缸一端和旋转轴一端之间通过设置有安装座固定连接，所述安装座的外侧固定安装有多个紧固螺栓，所述紧固螺栓的一端延伸进安装座内部且固定连
接于旋转轴一端，所述安装座上开设有多个散热孔。
11.进一步的，所述吸紧机构包括固定安装在电动夹爪外侧的电磁铁，所述电动夹爪远离旋转轴的一端铰接有金属板，所述金属板远离电动夹爪的一端固定连接有弹簧，所述弹簧远离金属板的一端固定连接于电动夹爪内壁的一侧。
12.进一步的，所述电动夹爪的内壁且位于弹簧一端固定安装有挡板，所述挡板靠近金属板的一侧开设有多个斜槽，所述斜槽的内部固定安装有多个摩擦件。
13.进一步的，所述辅助支撑机构包括固定安装在支座下端的凹形座，所述凹形座的内部铰接有两个支腿，所述支腿远离支座的一端转动安装有支撑轮。
14.进一步的，所述凹形座的上端开设有多个销孔，所述销孔的内部插接有插销，所述插销的一端贯穿于支腿的一端。
15.进一步的，所述液压缸的输出端和铰接座一端之间通过设置有加长杆固定连接，所述加长杆外壁的一侧固定安装有多个t形杆，所述t形杆上套接有配重件。
16.进一步的，所述管片供应机构包括固定安装在运载车上端的至少两个滑轨，所述滑轨的上端插接有管片放置台，所述滑轨远离支座的一端设置有用于推动管片放置台的推送组件。
17.3.有益效果
18.相比于现有技术，本发明的优点在于：
19.(1)本方案通过转动支座上的旋转轴，使得旋转轴带动电动夹爪间歇性转动，便于多个电动夹爪依次夹取运载车上的管片，同时通过电动夹爪沿着圆周阵列分布的结构特性作用，电动夹爪夹持管片时沿周向施加多个方向的力给运载车，然后通过伸缩机构推动一个电动夹爪，来将一个管片送到指定位置，并且通过推动相反方向的另一个电动夹爪，两个电动夹爪自重作用于运载车的力臂均改变，直至两个电动夹爪施加给运载车竖直向下的力在杠杆作用下达到平衡，方便保持运载车重心的平稳，来保持盾构机重心的平稳，减少盾构机因重心偏移导致其侧翻的情况发生。
20.(2)本方案当电动夹爪夹住管片时，通过控制台控制电磁铁工作，电磁铁上生成磁场并作用在金属板上，使得金属板在所受磁力作用下围绕其与电动夹爪的铰接点旋转，并且金属板拉长弹簧，弹簧上的弹性势能增大，直至金属板顶紧管片，从而管片压紧电动夹爪，电动夹爪和管片之间的摩擦增大，避免电动夹爪上的管片在受力时滑落，降低盾构机因管片滑落导致重心不稳的情况发生，反之，断开电磁铁的电路，随之弹簧通过自身的弹性势能拉动金属板复位。
21.(3)本方案当吸紧机构工作时，管片被吸紧机构推动，直至管片接触挡板，使得斜槽和摩擦件增大管片接触挡板时的接触面积，来增大管片和挡板之间的接触面积，方便限制管片在电动夹爪中的移动，从而能够调节电动夹爪中管片的姿态，降低管片被推动时偏离电动夹爪的情况发生，便于进一步提高电动夹爪在盾构机工作时的稳定性。
22.(4)本方案当旋转轴旋转时，旋转轴在离心作用下施加摆动力给支座，通过张开两个支腿，使得支腿和支撑轮施加支撑力给支座的下端，来支座所受的摆动力，从而缓解支座受到摆动力时与运载车连接处形成的剪切作用，进一步加强支座的稳定性，减少支座带动管片歪斜的情况发生。
23.(5)本方案当辅助支撑机构工作时，通过拔出销孔中的插销，方便解除凹形座和插
销对支腿形成的限位作用，然后通过围绕凹形座旋转支腿，来调节两个支腿之间的夹角，再通过插销插入销孔，来锁紧支腿位于凹形座中的一端，从而辅助支撑机构支撑支座的力臂改变，便于加强辅助支撑机构支撑支座的强度，能够进一步提高支座的稳定性。
附图说明
24.图1为本发明的主视结构示意图；
25.图2为本发明的支座的主视结构示意图；
26.图3为本发明的安装座的主视结构示意图；
27.图4为本发明的加长杆的主视结构示意图；
28.图5为本发明的电动夹爪的侧视结构示意图；
29.图6为本发明的金属板的主视结构示意图；
30.图7为本发明的挡板的主视结构示意图；
31.图8为本发明的辅助支撑机构的主视结构示意图；
32.图9为本发明的凹形座的主视结构示意图。
33.图中标号说明：
34.1、运载车；2、支座；3、旋转轴；4、电动夹爪；5、控制台；6、轴套；7、液压缸；8、铰接座；9、安装座；10、紧固螺栓；11、散热孔；12、电磁铁；13、弹簧；14、金属板；15、挡板；16、斜槽；17、摩擦件；18、凹形座；19、支腿；20、支撑轮；21、销孔；22、插销；23、加长杆；24、t形杆；25、配重件；26、滑轨；27、管片放置台；28、推送组件。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.实施例：
37.请参阅图1-9，一种效率高的深邃盾构机管片组装机构，包括运载车1，运载车1的上端设置有管片供应机构，运载车1的一端固定安装有支座2，支座2的下端设置有辅助支撑机构，支座2的上端转动安装有旋转轴3，旋转轴3通过电机驱动旋转，此技术方案为现有技术，图中未画出，旋转轴3上设置有用于移动电动夹爪4的伸缩机构，旋转轴3靠近运载车1的一端沿圆周阵列分布有多个电动夹爪4，电动夹爪4上设置有吸紧机构，运载车1的另一端固定安装有用于控制电动夹爪4的控制台5，支座2一端和旋转轴3外侧之间通过设置有轴套6转动连接，工作时，将多个管片装载到运载车1上，再将运载车1驾驶到指定位置，通过转动支座2上的旋转轴3，使得旋转轴3带动电动夹爪4间歇性转动，便于多个电动夹爪4依次夹取运载车1上的管片，同时通过电动夹爪4沿着圆周阵列分布的结构特性作用，电动夹爪4夹持管片时沿周向施加多个方向的力给运载车1，然后通过伸缩机构推动一个电动夹爪4，来将一个管片送到指定位置，并且通过推动相反方向的另一个电动夹爪4，两个电动夹爪4自重作用于运载车1的力臂均改变，直至两个电动夹爪4施加给运载车1竖直向下的力在杠杆作用下达到平衡，方便保持运载车1重心的平稳，来保持盾构机重心的平稳，减少盾构机因重
心偏移导致其侧翻的情况发生。
38.参阅图1，管片供应机构包括固定安装在运载车1上端的至少两个滑轨26，滑轨26的上端插接有管片放置台27，滑轨26远离支座2的一端设置有用于推动管片放置台27的推送组件28，推送组件28包括气缸，当电动夹爪4需要夹取管片时，通过推送组件28推动管片放置台27，使得管片放置台27沿着滑轨26滑动，直至一个管片放置台27运动到旋转轴3一端的正下方，便于旋转轴3一端的电动夹爪4抓取管片，而当一个管片放置台27空置时，取下该管片放置台27，随后通过推送组件28推动载有管片的管片放置台27来替换该空置的管片放置台27。
39.参阅图1和图2，伸缩机构包括沿圆周阵列分布在旋转轴3一端的多个液压缸7，液压缸7的输出端装配有铰接座8，液压缸7通过铰接座8铰接于电动夹爪4，当电动夹爪4需要夹取或放置管片时，通过控制台5控制液压缸7间歇性工作，使得液压缸7推动电动夹爪4到指定位置，来实现电动夹爪4夹取或放置管片的功能，而当电动夹爪4开闭时，电动夹爪4的一端围绕铰接座8转动指定角度，方便电动夹爪4张合。
40.参阅图2和图3，液压缸7一端和旋转轴3一端之间通过设置有安装座9固定连接，安装座9的外侧固定安装有多个紧固螺栓10，紧固螺栓10的一端延伸进安装座9内部且固定连接于旋转轴3一端，安装座9上开设有多个散热孔11，当电动夹爪4夹持管片时，管片的自重通过液压缸7作用在旋转轴3上，通过安装座9增大旋转轴3和液压缸7的接触面积，来加强旋转轴3和液压缸7之间的联系，同时通过紧固螺栓10锁紧旋转轴3和安装座9，便于将安装座9固定在旋转轴3上，并且通过散热孔11增大安装座9和空气的接触面积，便于气流沿着散热孔11流动，来带走安装座9的热量，方便旋转轴3和安装座9散热。
41.参阅图2、图5和图6，吸紧机构包括固定安装在电动夹爪4外侧的电磁铁12，电动夹爪4远离旋转轴3的一端铰接有金属板14，金属板14远离电动夹爪4的一端固定连接有弹簧13，弹簧13远离金属板14的一端固定连接于电动夹爪4内壁的一侧，当电动夹爪4夹住管片时，通过控制台5控制电磁铁12工作，电磁铁12上生成磁场并作用在金属板14上，使得金属板14在所受磁力作用下围绕其与电动夹爪4的铰接点旋转，并且金属板14拉长弹簧13，弹簧13上的弹性势能增大，直至金属板14顶紧管片，从而管片压紧电动夹爪4，电动夹爪4和管片之间的摩擦增大，避免电动夹爪4上的管片在受力时滑落，降低盾构机因管片滑落导致重心不稳的情况发生，反之，断开电磁铁12的电路，随之弹簧13通过自身的弹性势能拉动金属板14复位。
42.参阅图5和图7，电动夹爪4的内壁且位于弹簧13一端固定安装有挡板15，挡板15靠近金属板14的一侧开设有多个斜槽16，斜槽16的内部固定安装有多个摩擦件17，当吸紧机构工作时，管片被吸紧机构推动，直至管片接触挡板15，使得斜槽16和摩擦件17增大管片接触挡板15时的接触面积，来增大管片和挡板15之间的接触面积，方便限制管片在电动夹爪4中的移动，从而能够调节电动夹爪4中管片的姿态，降低管片被推动时偏离电动夹爪4的情况发生，便于进一步提高电动夹爪4在盾构机工作时的稳定性。
43.参阅图2和图4，液压缸7的输出端和铰接座8一端之间通过设置有加长杆23固定连接，加长杆23外壁的一侧固定安装有多个t形杆24，t形杆24上套接有配重件25，当支座2歪斜时，通过改变加长杆23上配重件25的位置，使得配重件25自重作用在支座2上的力臂改变，通过配重件25扶正支座2，便于电动夹爪4放置管片的同时能够通过配重件25保持其稳
定。
44.参阅图1和图8，辅助支撑机构包括固定安装在支座2下端的凹形座18，凹形座18的内部铰接有两个支腿19，支腿19远离支座2的一端转动安装有支撑轮20，当旋转轴3旋转时，旋转轴3在离心作用下施加摆动力给支座2，通过张开两个支腿19，使得支腿19和支撑轮20施加支撑力给支座2的下端，来支座2所受的摆动力，从而缓解支座2受到摆动力时与运载车1连接处形成的剪切作用，进一步加强支座2的稳定性，减少支座2带动管片歪斜的情况发生，进一步地，支撑轮20为万向自锁轮，便于支撑轮20围绕其与支腿19的连接处旋转。
45.参阅图8和图9，凹形座18的上端开设有多个销孔21，销孔21的内部插接有插销22，插销22的一端贯穿于支腿19的一端，当辅助支撑机构工作时，通过拔出销孔21中的插销22，方便解除凹形座18和插销22对支腿19形成的限位作用，然后通过围绕凹形座18旋转支腿19，来调节两个支腿19之间的夹角，再通过插销22插入销孔21，来锁紧支腿19位于凹形座18中的一端，从而辅助支撑机构支撑支座2的力臂改变，便于加强辅助支撑机构支撑支座2的强度，能够进一步提高支座2的稳定性。
46.工作原理：工作时，将多个管片装载到运载车1上，再将运载车1驾驶到指定位置，通过转动支座2上的旋转轴3，使得旋转轴3带动电动夹爪4间歇性转动，便于多个电动夹爪4依次夹取运载车1上的管片，同时通过电动夹爪4沿着圆周阵列分布的结构特性作用，电动夹爪4夹持管片时沿周向施加多个方向的力给运载车1，然后通过伸缩机构推动一个电动夹爪4，来将一个管片送到指定位置，并且通过推动相反方向的另一个电动夹爪4，两个电动夹爪4自重作用于运载车1的力臂均改变，直至两个电动夹爪4施加给运载车1竖直向下的力在杠杆作用下达到平衡，方便保持运载车1重心的平稳，来保持盾构机重心的平稳，减少盾构机因重心偏移导致其侧翻的情况发生。
47.当电动夹爪4夹住管片时，通过控制台5控制电磁铁12工作，电磁铁12上生成磁场并作用在金属板14上，使得金属板14在所受磁力作用下围绕其与电动夹爪4的铰接点旋转，并且金属板14拉长弹簧13，弹簧13上的弹性势能增大，直至金属板14顶紧管片，从而管片压紧电动夹爪4，电动夹爪4和管片之间的摩擦增大，避免电动夹爪4上的管片在受力时滑落，降低盾构机因管片滑落导致重心不稳的情况发生，反之，断开电磁铁12的电路，随之弹簧13通过自身的弹性势能拉动金属板14复位。
48.当吸紧机构工作时，管片被吸紧机构推动，直至管片接触挡板15，使得斜槽16和摩擦件17增大管片接触挡板15时的接触面积，来增大管片和挡板15之间的接触面积，方便限制管片在电动夹爪4中的移动，从而能够调节电动夹爪4中管片的姿态，降低管片被推动时偏离电动夹爪4的情况发生，便于进一步提高电动夹爪4在盾构机工作时的稳定性。
49.当旋转轴3旋转时，旋转轴3在离心作用下施加摆动力给支座2，通过张开两个支腿19，使得支腿19和支撑轮20施加支撑力给支座2的下端，来支座2所受的摆动力，从而缓解支座2受到摆动力时与运载车1连接处形成的剪切作用，进一步加强支座2的稳定性，减少支座2带动管片歪斜的情况发生。
50.当辅助支撑机构工作时，通过拔出销孔21中的插销22，方便解除凹形座18和插销22对支腿19形成的限位作用，然后通过围绕凹形座18旋转支腿19，来调节两个支腿19之间的夹角，再通过插销22插入销孔21，来锁紧支腿19位于凹形座18中的一端，从而辅助支撑机构支撑支座2的力臂改变，便于加强辅助支撑机构支撑支座2的强度，能够进一步提高支座2
的稳定性。
51.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。