一种管片定位抓取装置的制作方法

本发明属于隧道施工设备，尤其涉及一种管片定位抓取装置。

背景技术：

1、盾构机是一种具备多种功能的综合性隧洞开挖工程机械，具有开挖、输送渣土、拼装支护、注浆、导向纠偏等功能，现已成为地下交通工程及隧道建设施工的首选设备。管片拼装机为盾构机的重要组成部分，其工作内容是快速将管片拼装成圆环隧道，以加固新开挖的隧道。目前，管片的吊运都是由人工定位抓取，存在自动化程度低、效率较低的问题，而且盾构机内空间狭小，操作人员存在一定的安全隐患。同时，人工抓取管片时需要反复调整管片位置，影响管片拼装机的安装效率。

2、现有技术中大多使用相机拍照然后使用图像识别算法，识别管片定位孔来进行自动定位抓取，但是这种对算法的要求很高，且价格昂贵，同时对管片的摆放有一定的要求，大多要配合卸载器来使用。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种管片定位抓取装置，从而解决了定位抓取管片时，对算法的要求很高、价格昂贵，同时对管片的摆放有一定的要求，且需配合卸载器来使用的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、本发明提供了一种管片定位抓取装置，包括用于抓取管片的吸盘，还包括安装框架、两个第一导向组件和两个第二导向组件，第一导向组件和第二导向组件均安装于安装框架上，安装框架位于吸盘上方且与吸盘可拆卸连接；两个第一导向组件对称分布在吸盘的两侧以使其导向部作用于管片翘起的两个端面；两个第二导向组件对称分布在吸盘的前后以使其导向部作用于管片的两个弧形侧面；第一导向组件和第二导向组件的导向部均能够在俯仰方向上活动，第一导向组件的导向部能够沿前后方向摆动。

6、进一步，吸盘的中心设置有定位销，管片的内凹面的最低点处设置有定位孔，定位销能够与定位孔配合。

7、进一步，管片具有如下第一管片和第二管片中的一种管片结构：第一管片翘起的两端面长度的延伸方向互相平行且与第一管片的宽度方向一致；第二管片翘起的一端面长度的延伸方向与第二管片的宽度方向一致，第二管片翘起的另一端面长度的延伸方向与第二管片的宽度方向呈夹角。

8、进一步，还包括起升行走架，起升行走架用于带动吸盘沿轨道移动，起升行走架与轨道连接，起升行走架位于吸盘上方并通过钢丝绳组件与吸盘连接；钢丝绳组件包括连接板、滑轮和钢丝绳，连接板与吸盘连接且位于安装框架上方，滑轮设置在连接板两端，钢丝绳绕于滑轮，通过改变钢丝绳的长度调节连接板在竖直方向上的高度。

9、进一步，起升行走架与吸盘之间设置有导向套筒，导向套筒包括若干个由内到外套设且依次首尾连接的圆筒，导向套筒的最外面一层圆筒的上端固定在起升行走架上，导向套筒最里面一层圆筒的下端固定在吸盘上，导向套筒随着连接板的下降依次从最外面一层圆筒中伸出，导向套筒随着连接板的上升依次收回到最外面一层圆筒中。

10、进一步，相邻圆筒之间存在间隙。

11、进一步，第一导向组件包括结构架、第一油缸、第二油缸和第一导向轮，第一油缸通过第一支座与安装框架连接，结构架与第一油缸连接，同时，结构架通过第一活动轴与安装框架连接，结构架能够以第一活动轴为轴做俯仰运动；结构架为对称结构，结构架中间设置有摆动轴，第一导向轮安装于结构架关于摆动轴对称的两个第一导向臂上，第二油缸设置在结构架上驱动结构架能够以摆动轴为轴做摆动；第一导向轮构成第一导向组件的导向部。

12、进一步，第二导向组件包括第三油缸、第二导向臂和第二导向轮，第三油缸通过第二支座与安装框架连接，第二导向臂通过连接块与第三油缸连接，连接块通过第二活动轴与安装框架连接；第二导向轮设置在第二导向臂的自由端；第二导向轮构成第二导向组件的导向部。

13、进一步，第一导向轮和第二导向轮为包胶轮。

14、进一步，第一导向臂上设置有两个上下布置的第一导向轮，第二导向臂上设置有一个第二导向轮。

15、(三)有益效果

16、本发明的有益效果是：

17、本发明提供的一种管片定位抓取装置，在现有技术中增加了两个第一导向组件和两个第二导向组件作为机械导向，用于将待抓取管片导向到抓取装置下的中心位置。机械导向的增加，将自动抓取电气算法为主的思路转换为机械为主，使本发明对图像识别算法的要求和对管片的摆放要求大大降低，即便在图像识别算法定位误差较大的时候也可依靠机械定位实现精准可靠的抓取，且无需配备卸载器。实现了降低管片抓取的技术难度，降低成本，提升适应能力和可靠性，提高工作效率的目的。

技术特征：

1.一种管片定位抓取装置，包括用于抓取管片(5)的吸盘(4)，其特征在于，还包括安装框架(3)、两个第一导向组件(1)和两个第二导向组件(2)，所述第一导向组件(1)和所述第二导向组件(2)均安装于安装框架(3)上，所述安装框架(3)位于所述吸盘(4)上方且与所述吸盘(4)可拆卸连接；

2.根据权利要求1所述的管片定位抓取装置，其特征在于，所述吸盘(4)的中心设置有定位销，所述管片(5)的内凹面的最低点处设置有定位孔，所述定位销能够与所述定位孔配合。

3.根据权利要求1所述的管片定位抓取装置，其特征在于，所述管片(5)具有如下第一管片(51)和第二管片(52)中的一种管片结构：

4.根据权利要求1所述的管片定位抓取装置，其特征在于，还包括起升行走架(6)，所述起升行走架(6)用于带动所述吸盘(4)沿轨道(7)移动，所述起升行走架(6)与所述轨道(7)连接，所述起升行走架(6)位于所述吸盘(4)上方并通过钢丝绳组件(8)与所述吸盘(4)连接；

5.根据权利要求4所述的管片定位抓取装置，其特征在于，所述起升行走架(6)与所述吸盘(4)之间设置有导向套筒(9)，所述导向套筒(9)包括若干个由内到外套设且依次首尾连接的圆筒，所述导向套筒(9)的最外面一层圆筒的上端固定在所述起升行走架(6)上，所述导向套筒(9)最里面一层圆筒的下端固定在所述吸盘(4)上，所述导向套筒(9)随着所述连接板(81)的下降依次从最外面一层圆筒中伸出，所述导向套筒(9)随着所述连接板(81)的上升依次收回到最外面一层圆筒中。

6.根据权利要求5所述的管片定位抓取装置，其特征在于，相邻所述圆筒之间存在间隙。

7.根据权利要求1所述的管片定位抓取装置，其特征在于，所述第一导向组件(1)包括结构架(11)、第一油缸(12)、第二油缸(13)和第一导向轮(14)，所述第一油缸(12)通过第一支座(15)与所述安装框架(3)连接，所述结构架(11)与所述第一油缸(12)连接，同时，所述结构架(11)通过第一活动轴(16)与所述安装框架(3)连接，所述结构架(11)能够以所述第一活动轴(16)为轴做俯仰运动；

8.根据权利要求7所述的管片定位抓取装置，其特征在于，所述第二导向组件(2)包括第三油缸(21)、第二导向臂(22)和第二导向轮(23)，所述第三油缸(21)通过第二支座(24)与所述安装框架(3)连接，所述第二导向臂(22)通过连接块(25)与所述第三油缸(21)连接，所述连接块(25)通过第二活动轴(26)与所述安装框架(3)连接；

9.根据权利要求8所述的管片定位抓取装置，其特征在于，所述第一导向轮(14)和所述第二导向轮(23)为包胶轮。

10.根据权利要求8所述的管片定位抓取装置，其特征在于，所述第一导向臂(112)上设置有两个上下布置的所述第一导向轮(14)，所述第二导向臂(22)上设置有一个所述第二导向轮(23)。

技术总结
本发明属于隧道施工设备技术领域，尤其涉及一种管片定位抓取装置。该装置包括用于抓取管片的吸盘，还包括安装框架、两个第一导向组件和两个第二导向组件，第一导向组件和第二导向组件均安装于安装框架上，安装框架位于吸盘上方且与吸盘可拆卸连接于安装框架的下方；两个第一导向组件对称分布在吸盘的两侧以使其导向部作用于管片翘起的两个端面；两个第二导向组件对称分布在吸盘的前后以使其导向部作用于管片的两个弧形侧面。由此，该装置将自动抓取电气算法为主的思路转换为机械为主，使本发明对图像识别算法的要求和对管片的摆放要求大大降低。实现了降低管片抓取的技术难度，降低成本，提高工作效率的目的。

技术研发人员：唐露,彭帅,钟敏,周刚,赵超,高王灿,王杰,王冰
受保护的技术使用者：中国铁建重工集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13