【技术实现步骤摘要】
新型盾构用滑轨式换刀系统
本专利技术涉及盾构换刀
,特别是指一种新型盾构用滑轨式换刀系统。
技术介绍
全断面掘进机施工过程中刀具消耗大、更换频繁,刀具检测及换刀作业时间占隧道施工周期的10%以上,现有刀具检测与换刀工作主要依赖人工作业,大埋深、高水压等施工环境下作业安全隐患大,易出现人员伤亡等重大安全事故。据统计,国内近70%的隧道施工安全事故都与人工换刀作业直接相关,“检测难、换刀险”的国际性行业难题已成为制约复杂地质条件下隧道施工安全与效率的瓶颈。因此用换刀机器人代替人工进行盾构机换刀成为目前的一项研究课题。但是现阶段对换刀机器人的研究较少,不仅要考虑盾构机高压/高湿等复杂环境,还要考虑与盾构的配合度。如何抛开传统换刀方式,实现精确自动换刀,是本申请研究的重点。针对全断面隧道掘进机刀盘刀具性态检测和安全快速换刀的迫切需求,需设计配合度高、全新的自动换刀系统。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中的不足,本专利技术提出一种新型盾构用滑轨式换刀系统。本专利技术的技术方案是这样实现的:一种新型盾构用滑轨式换刀系统,包括蛇形滑块导轨机构、末端执行机构和运动调节机构,蛇形滑块导轨机构与运动调节机构相连接,蛇形滑块导轨机构内设有滑移输送机构,滑移输送机构沿蛇形滑块导轨机构移动,末端执行机构安装在滑移输送机构上且随滑移输送机构运动。所述蛇形滑块导轨机构包括螺旋轨道和平直轨道,螺旋轨道设置在运动调节机构上,平直轨道设置在土舱外壁上,螺旋轨道通过运动调节机构与平直轨道相对应。所 ...
【技术保护点】
1.一种新型盾构用滑轨式换刀系统,其特征在于:包括蛇形滑块导轨机构(1)、末端执行机构(2)和运动调节机构(3),蛇形滑块导轨机构(1)与运动调节机构(3)相连接,蛇形滑块导轨机构(1)内设有滑移输送机构(4),滑移输送机构(4)沿蛇形滑块导轨机构(1)移动,末端执行机构(2)安装在滑移输送机构(4)上且随滑移输送机构(4)运动。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种新型盾构用滑轨式换刀系统,其特征在于:包括蛇形滑块导轨机构(1)、末端执行机构(2)和运动调节机构(3),蛇形滑块导轨机构(1)与运动调节机构(3)相连接,蛇形滑块导轨机构(1)内设有滑移输送机构(4),滑移输送机构(4)沿蛇形滑块导轨机构(1)移动,末端执行机构(2)安装在滑移输送机构(4)上且随滑移输送机构(4)运动。
2.根据权利要求1所述的新型盾构用滑轨式换刀系统,其特征在于:所述蛇形滑块导轨机构(1)包括螺旋轨道(1-1)和平直轨道(1-2),螺旋轨道(1-1)设置在运动调节机构(3)上,平直轨道(1-2)设置在土舱外壁上,螺旋轨道(1-1)通过运动调节机构(3)与平直轨道(1-2)相对应。
3.根据权利要求2所述的新型盾构用滑轨式换刀系统,其特征在于:所述平直轨道(1-2)包括轴向平直轨道和径向平直轨道,轴向平直轨道设置在土舱轴向外壁上,径向平直轨道设置在土舱径向面板上,轴向平直轨道和径向平直轨道相对应。
4.根据权利要求3所述的新型盾构用滑轨式换刀系统,其特征在于:所述运动调节机构(3)包括设置在换刀机器人舱(5)内的调节底座(3-5),调节底座(3-5)上设有滑板(3-3),滑板(3-3)通过横向油缸(3-6)与调节底座(3-5)相连接,滑板(3-3)上设有油缸底座(3-2),油缸底座(3-2)通过纵向油缸(3-4)与滑板(3-3)相连接,油缸底座(3-2)上设有提升油缸(3-1),螺旋轨道(1-1)与提升油缸(3-1)固定连接。
5.根据权利要求1~4任一项所述的新型盾构用滑轨式换刀系统,其特征在于:所述滑移输送机构(4)包括驱动机构和至少一个载运滑块(4-1),驱动机构为载运滑块(4-1)在蛇形滑块导轨机构(1)内的运动提供动力,载运滑块(4-1)与末端执行机构(2)相连接,用于承载末端执行机构(2)。
6.根据权利要求5所述的新型盾构用滑轨式换刀系统,其特征在于:所述载运滑块(4-1)的两端设有铰接耳座(4-3),载运滑块(4-1)的上下两端设有滑轮块(4-4),滑轮块(4-4)与蛇形滑块导轨机构(1)相配合,载运滑块(4-1)的外面板上固定设有连接垫块(4-2),连接垫块(4-2)用于连接末端执行机构(2)。
7.根据权利要求5所述的新型盾构用滑轨式换刀系统,其特征在于:所述驱动机构包括上卷扬机(4-5)和下卷扬机(4-6),上卷扬机(4-5)固定设置在螺旋轨道(1-1)的上部,下卷扬机(4-6)设置在螺旋轨道(1-1)的下部,蛇形滑块导轨机构(1)内设有若干个载运滑块(4-1),位于末端的载运滑块(4-1)分别与上卷扬机(4-5)和下卷扬机(4-6)的钢丝绳(4-7)相连接;所述钢丝绳(4-7)通过设置在蛇形滑块导轨机构(1)上的导向轮导向。
8.根据权利要求1或4或7所述的新型盾构用滑轨式换刀系统,其特征在于:所述末端执行机构(2)包括多自由度调节平台(201)、连接箱体(206)和夹持机构(202),连接箱体(206)与多自由度调节平台(201)相连接,夹持机构(202)安装在连接箱体(206)上,连接箱体(206)上还设有高压清洗机构(203)、螺栓松紧机构(204)和图像采集机构(205)。
9.根据权利要求8所述的新型盾构用滑轨式换刀系统,其特征在于:所述多自由度调节平台(201)包括定平台(2011)和动平台(2012),动平台(2012)通过并联油缸组(2013)与定平台(2011)相连接,动平台(2012)与连接箱体(206)固定连接。
10.根据权利要求9所述的新型盾构用滑轨式换刀系统,其特征在于:所述并联油缸组(2013)包括至少两个油缸,油缸倾斜设置,油缸的两端通过球铰接分别与定平台(2011)和动平台(2012)连接。
11.根据权利要求8所述的新型盾构用滑轨式换刀系统,其特征在于:所述夹持机构(202)包括固定爪(101)和移动爪(102),移动爪(102)与固定爪(101)铰接且通过夹紧油缸(108)实现开合,固定爪(101)的顶部与滑移驱动机构连接。
12.根据权利要求11所述的新型盾构用滑轨式换刀系统,其特征在于:所述滑移驱动机构包括导轨(105),导轨(105)固定在连接箱体(206)内,导轨(105)上滑动设有滑块(103),滑块(103)与固定爪(101)固定连接,滑块(103)上铰接有移动油缸(106),移动油缸(106)推动滑块(103)沿导轨(105)移动。
技术研发人员:刘成良,雷军波,陶建峰,贾连辉,姜礼杰,卓普周,钱豪,文勇亮,原晓伟,
申请(专利权)人:上海交通大学,中铁工程装备集团有限公司,
类型:发明
国别省市:上海;31
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