一种隧道支护拱架制作系统及制作方法技术方案

本发明专利技术公开一种隧道支护拱架制作系统包括主筋输送弯折机构、中间件输送机构、固定连接机构、旋转导向机构和控制机构。先控制主筋输送弯折机构输送并弯折主筋，主筋沿隧道的周向弯折；再控制中间件输送机构将成型的中间连接件输送至受弯主筋的预设位置；接着控制固定连接机构将处于预设位置的中间连接件固定至受弯主筋，主筋与中间连接件固连为一体，使主筋与中间连接件完成阶段性拼装；最后控制旋转导向机构引导固连有中间连接件的主筋贴紧于隧道内壁，使主筋与中间连接件拼装形成拱架主体。隧道支护拱架的制作能够通过控制机构实现自动拼装，自动化程度高，拼装效率较高，因此能够实现高效、连续地拼装。本发明专利技术还公开一种隧道支护拱架制作方法。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道支护拱架制作系统及制作方法
本专利技术涉及隧道施工领域，特别涉及一种隧道支护拱架制作系统。本专利技术还涉及一种隧道支护拱架制作方法。
技术介绍
近年来随着隧道工程向长、大、深的方向发展，穿越高地应力区软岩、高岩爆等地层的隧道建设逐渐增多，尤其是在软岩与破碎围岩地层，软岩本身具有强度及弹性模量等力学参数较低、遇水软化效应明显的特点，此类隧道开挖后的围岩自稳时间较短，为保证隧道施工顺利及运营安全，隧道施工过程中通常离不开隧道支护拱架，因此改进隧道支护拱架的制作流程对提升隧道的施工效率及质量显得尤为必要。然而，现有的隧道支护拱架多以人工的方式进行拼装，难以实现高效且连续的拼装，使得隧道支护拱架的拼装速度及质量均在很大程度受到人为因素的制约，尤其在高地应力及大变形的地层作业环境中，施工人员的安全性遭受到极大的威胁。因此，如何连续且高效地拼装隧道支护拱架是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种隧道支护拱架制作系统及方法，减少人工参与程度，能够实现高效、连续地拼装隧道拱架支护。其具体方案如下：本专利技术提供一种隧道支护拱架制作系统，包括：主筋输送弯折机构，用于输送并弯折主筋；中间件输送机构，用于将成型的中间连接件输送至受弯主筋的预设位置；固定连接机构，用于将处于所述预设位置的中间连接件固定至受弯主筋；旋转导向机构，用于引导固连有中间连接件的主筋贴紧于隧道内壁；控制机构，分别与所述主筋输送弯折机构、所述中间件输送机构、所述固定连接机构和所述旋转导向机构相连，用于控制四者依次顺序动作以拼装出拱架主体。优选地，所述控制机构包括控制器，所述控制机构还包括：与所述控制器相连、用于检测所述主筋输送弯折机构输出的受弯主筋长度的主筋长度检测装置；当所述主筋长度检测装置检测到受弯主筋的输出长度达到预设长度时，所述控制器根据所述主筋长度检测装置反馈的信号启动所述中间件输送机构输送中间连接件并控制所述主筋输送弯折机构停止动作；与所述控制器相连、用于检测中间连接件是否到达所述预设位置的中间件检测装置；当所述中间件检测装置检测到中间连接件抵达所述预设位置时，所述控制器根据所述中间件检测装置发送的信号启动所述固定连接机构连接中间连接件和主筋，并控制所述中间件输送机构停止动作；与所述控制器相连、用于检测主筋与中间连接件连接状态的连接状态检测装置；当所述连接状态检测装置检测到中间连接件与主筋固连为一体时，所述控制器根据所述连接状态检测装置发送的信号控制所述旋转导向机构转动，同时启动所述主筋输送弯折机构。优选地，所述控制机构还包括用于检测主机转速的主机转速检测装置和用于检测所述旋转导向机构转速的拱架转速检测装置，所述主机转速检测装置和所述拱架转速检测装置均与所述控制器相连，所述控制器根据所述主机转速检测装置和所述拱架转速检测装置同步反馈的信号调节所述旋转导向机构的转速使所述旋转导向机构的转速与主机的转速相匹配以使所述拱架主体呈螺旋状。优选地，还包括用于将加强板固定至所述拱架主体的加强板固定机构。优选地，所述加强板固定机构包括用于存储加强板的加强板存储装置和分别与控制器相连的加强板固定装置和加强板转移装置，所述控制机构还包括设于所述拱架主体且与所述控制器相连、用于检测所述拱架主体压力的压力检测装置，所述控制器根据所述压力检测装置发送的信号在所述拱架主体的压力小于预设压力时控制所述加强板转移装置将加强板转移至所述拱架主体，并控制所述加强板固定装置将加强板固定至所述拱架主体。优选地，所述主筋输送弯折机构包括：用于沿隧道轴向输送主筋的主筋输送装置；所述主筋输送装置包括若干用于拼接主筋并沿隧道轴向错开分布的主筋输送架；设于所述主筋输送装置的出口、用于将所述主筋输送装置输出的主筋弯折至沿隧道径向延伸的第一弯折装置；设于所述第一弯折装置出口、用于将所述第一弯折装置输出的主筋弯折至沿隧道周向延伸的第二弯折装置。优选地，所述中间件输送机构包括：用于收集成型的中间连接件的中间件收集装置；用于输送中间连接件至所述预设位置的中间件输送装置；所述中间件输送装置设有用于限定中间连接件位置的中间件限位装置；设于所述中间件收集装置与所述中间件输送装置之间、用于将所述中间件收集装置所收集的中间连接件推送至所述中间件输送装置的中间件推送装置。优选地，所述固定连接机构为用于设于主机的焊接机器人或设于所述旋转导向机构且沿所述旋转导向机构滑动的电阻焊接压枪。优选地，还包括用于连接相邻两根主筋的主筋连接机构；所述主筋连接机构包括主筋供给装置和与所述控制器相连的转动连接件；所述控制机构还包括与所述控制器相连以检测所述主筋输送架所剩主筋长度的剩余长度检测装置；所述控制器根据所述剩余长度检测装置发送的信号在主筋的剩余长度达到预设剩余长度时，所述控制器启动所述主筋供给装置供给主筋，并控制所述转动连接件转动连接所述主筋输送架所输送的主筋与所述主筋供给装置所供应的主筋。本专利技术还提供一种隧道支护拱架制作方法，包括步骤：S1、控制机构控制主筋输送弯折机构输送并弯折主筋；S2、控制机构控制中间件输送机构将成型的中间连接件输送至受弯主筋的预设位置；S3、控制机构控制固定连接机构将处于所述预设位置的中间连接件固定至受弯主筋；S4、控制机构控制旋转导向机构引导固连有中间连接件的主筋贴紧于隧道内壁；S5、循环步骤S1至S4以拼装出拱架主体。相对于
技术介绍
，本专利技术所提供的隧道支护拱架制作系统包括主筋输送弯折机构、中间件输送机构、固定连接机构、旋转导向机构和控制机构。首先，控制机构控制主筋输送弯折机构输送并弯折主筋，使主筋能够沿隧道的周向弯折；接着，控制机构控制中间件输送机构将成型的中间连接件输送至受弯主筋的预设位置；再接着，控制机构控制固定连接机构将处于预设位置的中间连接件固定至受弯主筋，主筋与中间连接件固连为一体，使主筋与中间连接件完成阶段性拼装；最后，控制机构控制旋转导向机构引导固连有中间连接件的主筋贴紧于隧道内壁，使主筋与中间连接件拼装形成拱架主体，从而实现连续地拼装隧道支护拱架。由上述可知，隧道支护拱架的拼装过程能够通过控制机构实现自动拼装，无需人工参与，自动化程度高，拼装效率自然较高。因此，本专利技术所提供的隧道支护拱架制作系统能够实现高效、连续地拼装。本专利技术所提供的隧道支护拱架制作方法，具有相同的有益效果，在此不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种具体实施例所提供的隧道支护拱架制作系统的结构简图；图2为图1中A局部放大图；图3为加强板的安装结构图；图4为主筋连接机构的分解图；图5为导向牵引块的安装结构图；图6为固定连接机构的一种安装结构图；图7为本专利技术一种具体实施方式所提供的隧道支护拱架制作方法的流程图。附图标记如下：主机01、主筋02、中间连接件03和加强板04；主筋输送弯折机构1、中间件输送机构2、固定连接机构3、旋转导向机构4、拱架主体5和主筋连接机构6；主筋输送装置11、第一弯折装置12和第二弯折装置13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道支护拱架制作系统，其特征在于，包括：主筋输送弯折机构(1)，用于输送并弯折主筋(02)；中间件输送机构(2)，用于将成型的中间连接件(03)输送至受弯主筋(02)的预设位置；固定连接机构(3)，用于将处于所述预设位置的中间连接件(03)固定至受弯主筋(02)；旋转导向机构(4)，用于引导固连有中间连接件(03)的主筋(02)贴紧于隧道内壁；控制机构，分别与所述主筋输送弯折机构(1)、所述中间件输送机构(2)、所述固定连接机构(3)和所述旋转导向机构(4)相连，用于控制四者依次顺序动作以拼装出拱架主体(5)。

【技术特征摘要】
1.一种隧道支护拱架制作系统，其特征在于，包括：主筋输送弯折机构(1)，用于输送并弯折主筋(02)；中间件输送机构(2)，用于将成型的中间连接件(03)输送至受弯主筋(02)的预设位置；固定连接机构(3)，用于将处于所述预设位置的中间连接件(03)固定至受弯主筋(02)；旋转导向机构(4)，用于引导固连有中间连接件(03)的主筋(02)贴紧于隧道内壁；控制机构，分别与所述主筋输送弯折机构(1)、所述中间件输送机构(2)、所述固定连接机构(3)和所述旋转导向机构(4)相连，用于控制四者依次顺序动作以拼装出拱架主体(5)。2.根据权利要求1所述的隧道支护拱架制作系统，其特征在于，所述控制机构包括控制器，所述控制机构还包括：与所述控制器相连、用于检测所述主筋输送弯折机构(1)输出的受弯主筋(02)长度的主筋长度检测装置；当所述主筋长度检测装置检测到受弯主筋(02)的输出长度达到预设长度时，所述控制器根据所述主筋长度检测装置反馈的信号启动所述中间件输送机构(2)输送中间连接件(03)并控制所述主筋输送弯折机构(1)停止动作；与所述控制器相连、用于检测中间连接件(03)是否到达所述预设位置的中间件检测装置；当所述中间件检测装置检测到中间连接件(03)抵达所述预设位置时，所述控制器根据所述中间件检测装置发送的信号启动所述固定连接机构(3)连接中间连接件(03)和主筋(02)，并控制所述中间件输送机构(2)停止动作；与所述控制器相连、用于检测主筋(02)与中间连接件(03)连接状态的连接状态检测装置；当所述连接状态检测装置检测到中间连接件(03)与主筋(02)固连为一体时，所述控制器根据所述连接状态检测装置发送的信号控制所述旋转导向机构(4)转动，同时启动所述主筋输送弯折机构(1)。3.根据权利要求2所述的隧道支护拱架制作系统，其特征在于，所述控制机构还包括用于检测主机(01)转速的主机转速检测装置和用于检测所述旋转导向机构(4)转速的拱架转速检测装置，所述主机转速检测装置和所述拱架转速检测装置均与所述控制器相连，所述控制器根据所述主机转速检测装置和所述拱架转速检测装置同步反馈的信号调节所述旋转导向机构(4)的转速使所述旋转导向机构(4)的转速与主机(01)的转速相匹配以使所述拱架主体(5)呈螺旋状。4.根据权利要求2所述的隧道支护拱架制作系统，其特征在于，还包括用于将加强板(04)固定至所述拱架主体(5)的加强板固定机构。5.根据权利要求4所述的隧道支护拱架制作系统，其特征在于，所述加强板固定机构包括用于存储加强板(04)的加强板存储装置和分别与控制器相连的加强板固定装置和加强板转移装置，所述控制机构还包括设于所述拱架主体(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，程永亮，郑大桥，麻成标，龙斌，韩佳霖，雷茂林，徐震，袁泽，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43