The invention discloses an open TBM steel arch automatic assembly operation device and its method, which includes: main beam, walking ring, walking cylinder, rotating ring, driving wheel, steel arch fixture and steel arch assembly manipulator. The walking ring is connected with the main beam through sliding guide rail, and the two ends of the walking cylinder are articulated to the main beam and walking ring respectively. The walking ring can be driven to move horizontally, and the rotating ring can be driven to move horizontally. The flange is fixed on the main beam and driven by two symmetrically arranged driving wheels. The steel arch fixture is circumferentially arranged and welded on the side of the rotating ring. The steel arch assembly manipulator includes the telescopic arm, the attitude adjustment mechanism and the steel arch fixture, which are fixed on the side of the walking ring through the flange. The device can adjust the position and posture of the steel arch and realize the efficient automatic assembly of the steel arch.
【技术实现步骤摘要】
一种敞开式TBM钢拱架自动拼装作业装置及其方法
本专利技术涉及钢拱架拼装作业装置,尤其是涉及一种敞开式TBM钢拱架自动拼装作业装置。
技术介绍
敞开式TBM(TunnelBoringMachine),又称为敞开式隧道掘进机,是一种针对硬岩地层掘进的大型隧道施工机械,其利用旋转刀盘上的滚刀挤压剪切破岩,并通过铲斗齿和皮带机将石渣运往洞外,掘进、支护和出渣并行作业,具有掘进速度快、利于环保等优点,可实现传统钻爆法难以实现的复杂地质条件下的隧道施工。钢拱架拼装和支护作业是隧道施工中的关键步骤,TBM完成一环的掘进后需要通过钢拱架进行及时有效的支护,对确保开挖隧道的安全和质量起到很好的保障作用。钢拱架拼装的主要任务是将单榀的钢拱架放置到特定的位置,并通过螺栓和其余的钢拱架进行有效的连接。目前,钢拱架拼装主要依靠人工作业,存在自动化程度低、人工工作量大、时间长、质量不稳定等问题,不适应TBM高效、安全施工要求,制约TBM施工效率、安全和质量的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种敞开式TBM钢拱架自动拼装作业装置,行走油缸两端分别铰接于主梁和行走环,驱动行走环沿水平方向平移,旋转环由两个对称布置的驱动轮驱动,伸缩臂可沿垂直于隧道轴线方向实现钢拱架拼装机械手的伸出和缩回,从而控制钢拱架拼装机械手的空间位置;姿态调整机构包括由轻型液压缸驱动的并联机构和偏航角调节液压缸,控制钢拱架拼装机械手的空间姿态。本专利技术采用的技术方案是:一种敞开式TBM钢拱架自动拼装作业装置,其特征在于:包括主梁、水平滑动导轨、行走油缸、行走环、旋转环支架、旋转环、驱动轮、支撑导向轮、钢 ...
【技术保护点】
1.一种敞开式TBM钢拱架自动拼装作业装置,其特征在于:包括主梁(1)、水平滑动导轨(2)、行走油缸(3)、行走环(4)、旋转环支架(5)、旋转环(6)、驱动轮(7)、支撑导向轮(8)、钢拱架夹具(9)和钢拱架拼装机械手(14);其中,行走环(4)通过滑块(41)与主梁(1)侧面的水平滑动导轨(2)配合,行走油缸(3)分别铰接于主梁铰接接头(31)和行走环铰接接头(32),旋转环支架(5)通过旋转环法兰盘(51)固定在主梁(1)上,驱动轮(7)和支撑导向轮(8)的底座(52)均布焊接于旋转环支架(5)顶端,旋转环(6)上的齿与驱动轮(7)上的齿相啮合,并通过支撑导向轮(8)固连在旋转环支架(5)上,钢拱架夹具(9)周向布置焊接于旋转环(6)侧面,钢拱架拼装机械手(14)通过焊接在伸缩臂(11)上的伸缩臂法兰盘(111)紧固在行走环(4)的侧面。
【技术特征摘要】
1.一种敞开式TBM钢拱架自动拼装作业装置,其特征在于:包括主梁(1)、水平滑动导轨(2)、行走油缸(3)、行走环(4)、旋转环支架(5)、旋转环(6)、驱动轮(7)、支撑导向轮(8)、钢拱架夹具(9)和钢拱架拼装机械手(14);其中,行走环(4)通过滑块(41)与主梁(1)侧面的水平滑动导轨(2)配合,行走油缸(3)分别铰接于主梁铰接接头(31)和行走环铰接接头(32),旋转环支架(5)通过旋转环法兰盘(51)固定在主梁(1)上,驱动轮(7)和支撑导向轮(8)的底座(52)均布焊接于旋转环支架(5)顶端,旋转环(6)上的齿与驱动轮(7)上的齿相啮合,并通过支撑导向轮(8)固连在旋转环支架(5)上,钢拱架夹具(9)周向布置焊接于旋转环(6)侧面,钢拱架拼装机械手(14)通过焊接在伸缩臂(11)上的伸缩臂法兰盘(111)紧固在行走环(4)的侧面。2.根据权利要求1所述的敞开式TBM钢拱架自动拼装作业装置,其特征在于:所述旋转环(6)由两个左右对称布置的驱动轮(7)和四个周向布置的支撑导向轮(8)驱动和连接,侧面安装有均匀布置的钢拱架夹具(9),用来夹持并固定钢拱架(10)的位姿。3.根据权利要求1所述的敞开式TBM钢拱架自动拼装作业装置,其特征在于:所述钢拱架拼装机械手(14)包括伸缩臂(11)、姿态调整装置(12)和钢拱架拼装机械手末端(13)三部分,伸缩臂(11)通过伸缩臂法兰盘(111)固定在行走环(4)的侧面,姿态调整装置(12)通过姿态调整装置底座(121)焊接在伸缩臂伸出杆(113)上,钢拱架拼装机械手末端(13)通过偏航角调节液压缸(125)和主轴承(127)固定在姿态调整装置(12)的浮动平台(126)上。4.根据权利要求3所述的敞开式TBM钢拱架自动拼装作业装置,其特征在于:所述伸缩臂(11)包括套筒(112)、伸出杆(113)、套筒铰接接头(114)、行程传感器(115)、伸缩液压油缸(116)、卡箍(117)、延长杆(118)、伸出杆铰接头(119),伸缩液压油缸(116)一端铰接于套筒铰接接头(114),另一端铰接于伸出杆铰接头(119),行程传感器(115)通过卡箍(117)和延长杆(118)固定在伸缩液压油缸(116)上,伸缩液压油缸(116)驱动伸出杆(113)沿套筒(112)伸出和缩回,行程传感器(115)可测量伸出杆(113)伸缩长度。5.根据根据权利要求3所述的敞开式TBM钢拱架自动拼装作业装置,其特征在于:所述姿态调整装置(12)包括姿态调整装置底座(121)、底座铰接接头(122)、轻型液压缸(123)、球铰(124)、偏航角调节液压缸(125)、浮动平台(126)、主轴承(127),轻...
【专利技术属性】
技术研发人员:龚国芳,陈玉羲,沈晓俊,刘婧珂,周星海,杨华勇,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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