一种盾构管片拼装机三自由度姿态调整装置的制作方法

本技术涉及盾构管片拼装机领域，具体为一种盾构管片拼装机三自由度姿态调整装置。

背景技术：

1、传统盾构机管片拼装姿态调节机构通常依赖于液压缸驱动，驱动液压缸通过连杆机构实现管片的姿态调整，其管片角度调节范围受限，同时，液压缸输出位移与管片回转角度之间呈现非线性关系，难以满足管片角度的线性精密调节。

2、针对上述问题，本专利提出一种盾构管片拼装机三自由度姿态调整装置，本技术设置有多级定位平台以及三组摆动液压驱动马达，盾构管片拼装机三自由度姿态调整装置通过依次独立调节不同方向上的摆动马达，实现支护管片在三个自由度上的姿态调整，提高支护管片的定位可靠性。同时，本技术在主油路处设有多组定差减压阀，姿态调整装置根据实际操作需求，选择接通不同压差的定差减压阀，完成不同灵敏度的姿态调整。此外，本技术在摆动液压马达两个油口处设有压力控制装置和液压锁，姿态调整装置通过调整压力控制装置的预设压力，实现对液压马达输出力极限值的控制，用于控制和应对管片与外部结构的碰撞接触，提高系统整体安全性。

技术实现思路

1、基于此，本技术的目的是提供一种盾构管片拼装机三自由度姿态调整装置，以解决现有技术中管片角度调节范围受限、难以满足管片角度的线性精密调节的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种盾构管片拼装机三自由度姿态调整装置，包括第一定位平台43、第二定位平台44与第三定位平台45，所述第一定位平台43、第二定位平台44与第三定位平台45之间依次转动连接，所述第一定位平台43、第二定位平台44与第三定位平台45上分别设有第一摆动液压马达4、第二摆动液压马达5与第三摆动液压马达6，所述第一摆动液压马达4、第二摆动液压马达5与第三摆动液压马达6上分别设置有第一位移传感器1、第二位移传感器2与第三位移传感器3，所述第一摆动液压马达4、第二摆动液压马达5与第三摆动液压马达6分别与液压控制系统连接，所述第三定位平台45底部设置有管片拾取装置46，所述管片拾取装置46用于拾取管片47。

3、所述液压控制系统包括液压油源41、油箱42、第一压力传感器7、第二压力传感器8、第一安全溢流阀13、第二安全溢流阀14、第一液控单向阀19、第二液控单向阀20、第一单向阀25、第二单向阀26及位置控制器40，所述第一摆动液压马达4分别连接有第一压力传感器7及第二压力传感器8，所述第一压力传感器7连接有第一安全溢流阀13，所述第二压力传感器8连接有第二安全溢流阀14，所述第一摆动液压马达4分别连接有第一液控单向阀19及第二液控单向阀20，所述液压控制系统中的第一液控单向阀19、第二液控单向阀20、第一单向阀25及第二单向阀26与三位六通比例换向阀一31连接，所述液压控制系统中的第一液控单向阀21、第二液控单向阀22、第一单向阀27及第二单向阀28与三位六通比例换向阀二32连接，所述液压控制系统中的第一液控单向阀23、第二液控单向阀24、第一单向阀29及第二单向阀30与三位六通比例换向阀三33连接，所述三位六通比例换向阀一31、三位六通比例换向阀二32与三位六通比例换向阀三33与所述第一位移传感器1、第二位移传感器2、第三位移传感器3之间连接有位置控制器40，所述液压油源41与每个液压控制系统的第一单向阀25、第一单向阀27、第一单向阀29及第二单向阀26、第二单向阀28、第二单向阀30之间分别连接有第一定差减压阀34、第二定差减压阀35与第三定差减压阀36，所述第一定差减压阀34、第二定差减压阀35、第三定差减压阀36与所述三位六通比例换向阀一31之间连接有两位两通开关阀一37、两位两通开关阀二38与两位两通开关阀三39。

4、本技术进一步设置为，所述第一位移传感器1用于检测第一摆动液压马达4的运动位置，第二位移传感器2用于检测第二摆动液压马达5的运动位置，第三位移传感器3用于检测第三摆动液压马达6的运动位置。

5、本技术进一步设置为，所述三位六通比例换向阀一31、三位六通比例换向阀二32、三位六通比例换向阀三33设置有手动开关，当阀芯处于中位时，其a口、b口和t口处于导通状态，其c口和d口处于导通状态，其p口处于截止状态；当阀芯处于左位时，其a口和p口处于导通状态，其b口和t口处于导通状态，其c口和d口处于截止状态；当阀芯处于右位时，其a口和t口处于导通状态，其b口和p口处于导通状态，其c口和d口处于截止状态。

6、本技术进一步设置为，所述两位两通开关阀一37、两位两通开关阀二38与两位两通开关阀三39设置有手动开关，当阀芯处于左位时，其a口与b口处于截止状态；阀芯处于右位时，其a口与b口处于导通状态。

7、本技术进一步设置为，所述第一定差减压阀34、第二定差减压阀35与第三定差减压阀36的预设压力依次升高。

8、本技术进一步设置为，所述第一摆动液压马达4为x方向摆动液压马达，第二摆动液压马达5为y方向摆动液压马达，第三摆动液压马达6为z方向摆动液压马达。

9、本技术进一步设置为，所述液压油源41分别与第一定差减压阀34的34a口，第二定差减压阀35的35a口，第三定差减压阀36的36a口相连；第一定差减压阀34的34b口与两位两通开关阀一37的37a口相连；第二定差减压阀35的35b口与两位两通开关阀二38的38a口相连；第三定差减压阀36的36b口与两位两通开关阀三39的39a口相连；两位两通开关阀一37的37b分别与两位两通开关阀二38的38b口，两位两通开关阀三39的39b口，三位六通比例换向阀一31的31p口和31d口相连；三位六通比例换向阀一31的31a口分别与第一液控单向阀19的19a口，第二液控单向阀20的20c口，第二单向阀26的26a口相连；三位六通比例换向阀一31的31b口分别与第一液控单向阀19的19c口，第二液控单向阀20的20a口，第一单向阀25的25a口相连；三位六通比例换向阀一31的31c口分别与三位六通比例换向阀二32的32p口和32d口相连；第一液控单向阀19的19b口分别与第一摆动液压马达4的4a口，第一压力传感器7的7a口，第一安全溢流阀13的13a口相连；第二液控单向阀20的20b口分别与第一摆动液压马达4的4b口，第二压力传感器8的8a口，第二安全溢流阀14的14a口相连；三位六通比例换向阀二32的32c口分别与三位六通比例换向阀三33的33p口和33d口相连；三位六通比例换向阀二32、三位六通比例换向阀三33同液压控制系统的连接方式与三位六通比例换向阀一31相同；三位六通比例换向阀三33的33c口处于截止状态；第一定差减压阀34的34c口分别与第二定差减压阀35的35c口，第三定差减压阀36的36c口，各个液压控制系统中第一单向阀25的25b口和第二单向阀26的26b口相连；油箱42分别与三位六通比例换向阀一31的31t口，三位六通比例换向阀二32的32t口，三位六通比例换向阀三33的33t口，各个液压控制系统中的第一安全溢流阀13的13b口、第二安全溢流阀14的14b口相连。

10、本技术进一步设置为，所述第一定位平台43主体为矩形薄壁柱体，其内部较短的边设有两个对称布置的矩形凸台，矩形凸台内部设置有用于与第二定位平台44连接的通孔；第二定位平台44主体为矩形薄壁柱体，其内部较长的边设有两个对称布置的矩形凸台，矩形凸台内部设置有用于与第三定位平台45连接的通孔，其内部较长的边设有用于安装摆动液压马达的安装平台，安装平台两侧通过多组加强格栅与定位平台内壁连接，安装平台外侧设有用于与第一定位平台43连接的圆形凸台；第三定位平台45主体为矩形柱体，其内部设有矩形凹槽，其两端设有用于与第二定位平台44连接的圆形凸台，其底部设有用于安装摆动液压马达的圆柱形安装平台，圆柱形安装平台内部设有用于容纳摆动液压马达的圆形空腔；管片拾取装置46位于第三定位平台45下方用于拾取支护管片。

11、综上所述，本技术主要具有以下有益效果：

12、本技术通过多级定位平台以及三组摆动液压驱动马达，使盾构管片拼装机三自由度姿态调整装置通过依次独立调节不同方向上的摆动马达，实现支护管片在三个自由度上的姿态调整，提高支护管片的定位可靠性。同时，本技术在主油路处设有多组定差减压阀，姿态调整装置根据实际操作需求，选择接通不同压差的定差减压阀，完成不同灵敏度的姿态调整。此外，本技术在摆动液压马达两个油口处设有压力控制装置和液压锁，姿态调整装置通过调整压力控制装置的预设压力，实现对液压马达输出力极限值的控制，用于控制和应对管片与外部结构的碰撞接触，提高系统整体安全性。