桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统技术方案

桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统，涉及轨道施工领域，包括硬件部分和软件部分。硬件部分包括桁架主体、设置在桁架主体顶面的运动框架主体、布设在桁架主体内的标靶、设置在桁架主体外的电气控制柜及设置在桁架主体内的管片小车；还包括机械坐标系，机械坐标系包括X轴、Y轴、Z轴及X1轴。运动框架主体整体呈L形，包括一对纵杆、连接在一对纵杆前端头的一对竖杆、连接在一对竖杆之间的上横杆、连接在纵杆和竖杆之间的第一斜撑杆及连接在上横杆和竖杆之间的第二斜撑杆。本实用新型专利技术解决传统隧道盾构管片检测方法检测效率低，检测精度低，检测结果与检测人员的熟练程度有关，检测质量难以保证，且耗费大量的人力的问题。且耗费大量的人力的问题。且耗费大量的人力的问题。

【技术实现步骤摘要】
桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统


[0001]本技术涉及轨道施工领域，特别是涉及桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国高速铁路与城市轨道交通的快速发展，基础构件的生产需求越来越大，隧道盾构管片是主要的基础构件之一，采用工厂化模板预制、一次成型生产。为保证轨道交通建设期间的质量与运维期的安全，我国对隧道盾构管片检测制定了相应的国家标准和行业标准《CJJT 164
‑
2011 盾构隧道管片质量检测技术标准》、《TBT 3353
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2014 铁路隧道钢筋混凝土管片》，其中规定管片的外形尺寸是主控检测项。传统隧道盾构管片检测方法一般采用游标卡尺和钢卷尺等，检测效率低，检测精度低，检测结果与检测人员的熟练程度有关，检测质量难以保证，且耗费大量的人力；传统检测方法已难以满足越来越高的生产需求与检测需求。针对大型工件的测量，一般可以利用扫描仪、跟踪仪等来实现，但是目前还没有满足隧道管片和管片模具这类复杂形状工件的测量系统。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统，解决传统隧道盾构管片检测方法检测效率低，检测精度低，检测结果与检测人员的熟练程度有关，检测质量难以保证，且耗费大量的人力的问题。
[0004]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0005]桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统，包括硬件部分和软件部分。
[0006]硬件部分包括桁架主体、设置在桁架主体顶面的运动框架主体、沿长向布设在桁架主体内一对侧的标靶、设置在桁架主体外一角部的电气控制柜及设置在桁架主体内的管片小车；还包括机械坐标系，机械坐标系包括X轴、Y轴、Z轴及X1轴。
[0007]运动框架主体整体呈L形，包括水平设置的一对纵杆、垂直连接在一对纵杆前端头的一对竖杆、水平设置连接在一对竖杆顶端之间的上横杆、连接在纵杆和竖杆之间的第一斜撑杆及连接在上横杆和竖杆之间的第二斜撑杆。
[0008]进一步优选的技术方案：桁架主体包括对称布设的两组支柱和连接在两组支柱顶面之间的矩形框架。
[0009]矩形框架包括连接在同一组支柱顶面之间的两长边杆及连接在两组支柱顶面之间的两短边杆。
[0010]进一步优选的技术方案：Y轴，桁架主体的矩形框架的两长边杆的顶面安装有两根同步的Y轴直线模组，两根Y轴直线模组通过Y轴联轴器连接，Y轴直线模组通过配套的Y轴伺服电机和Y轴减速机驱动。
[0011]Y轴直线模组上连接有Y轴固定板。
[0012]进一步优选的技术方案：X轴，两根同步的Y轴直线模组之间垂直连接有下横杆，下
横杆的前侧面沿长度方向连接有一根X轴直线模组，并X轴直线模组通过配套的X轴伺服电机和X轴减速机驱动。
[0013]X轴直线模组上连接有X轴固定板。
[0014]进一步优选的技术方案：运动框架主体的一对纵杆通过Y轴固定板滑动安装在两根同步的Y轴直线模组上；系统的X轴的下横杆的两端连接在Y轴固定板上，运动框架主体和下横杆在Y轴直线模组上同步移动。
[0015]进一步优选的技术方案：Z轴，X轴直线模组上通过X轴固定板连接有一根竖直设置的Z轴直线模组，并Z轴直线模组通过配套的Z轴伺服电机和Z轴减速机驱动。
[0016]Z轴直线模组上设有Z轴固定板，Z轴固定板上安装有机械臂，机械臂的底端通过法兰连接杆连接有数据采集传感器。
[0017]进一步优选的技术方案：X1轴，运动框架主体的上横杆的顶面沿长度方向连接有一根X1轴直线模组，并X1轴直线模组通过配套的X1轴伺服电机和X1轴减速机驱动。
[0018]X1轴直线模组上连接有X1轴固定板，X1轴固定板上连接有跟踪仪。
[0019]进一步优选的技术方案：电气控制柜内部设有PLC控制程序、以太网交换机、伺服控制器及电源；电气控制柜上设置有电源开关和紧急停止按钮。
[0020]进一步优选的技术方案：系统的软件部分包括系统运行主程序、每种工件的运动路径、机械臂程序及管片小车运行程序。
[0021]与现有技术相比，本技术具有以下特点和有益效果：
[0022]1，本技术集成系统的X、Y、Z三个方向的运动轴；把机械臂安装在Z轴的底座上，再将数据采集传感器安装在机械臂上，可以在桁架主体运动范围内，自由灵活的采集任何位置的数据。
[0023]2，本技术在桁架主体顶部集成X1外部轴用于搭载跟踪仪，可实现更大范围的跟踪，也可以避免跟踪仪被遮挡。
[0024]3，本技术可满足工件尺寸小于桁架主体运动范围，外形较为复杂的各类工件的数据采集需求, 特别适用于隧道管片和管片模具尺寸测量。
附图说明
[0025]图1是本技术桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统的立体图一。
[0026]图2是本技术桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统的立体图二。
[0027]图3是本技术桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统的立体图三。
[0028]图4式本技术桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统的平面图。
[0029]图5式本技术桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统的正立面图。
[0030]图6式本技术桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统的侧立面图。
[0031]图7是本技术Y轴联轴器的示意图。
[0032]图8是本技术运动框架主体、Y轴和X轴的示意图。
[0033]图9是本技术运动框架主体和Z轴的示意图。
[0034]图10是本技术机械臂和数据采集传感器的示意图。
[0035]图11是本技术标靶的示意图。
[0036]图12是本技术标靶点底座的示意图。
[0037]附图标记：1—桁架主体、2—运动框架主体、3—Y轴、4—X轴、5—Z轴、6—X1轴、7—机械臂、8—电气控制柜、9—标靶、10—管片小车、11—数据采集传感器、12—跟踪仪、
[0038]1.1—支柱、1.2—矩形框架、1.3—底座板、1.4—三角支撑板、2.1—纵杆、2.2—竖杆、2.3—上横杆、2.4—第一斜撑杆、2.5—第二斜撑杆、3.1—Y轴直线模组、3.2—Y轴固定板、3.3—Y轴联轴器、4.1—下横杆、4.2—X轴直线模组、5.1—Z轴直线模组、6.1—X1轴直线模组、9.1—标靶定位点支架、9.2—标靶点底座。
具体实施方式
[0039]实施例参见图1至6所示，桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统，包括硬件部分和软件部分。
[0040]硬件部分包括桁架主体1、设置在桁架主体1顶面的运动框架主体2、沿长向布设在桁架主体1内一对侧的标靶9、设置在桁架主体1外一角部的电气控制柜8及设置在桁架主体1内的管片小车10；还包括机械坐标系，机械坐标系包括系统的X轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统，其特征在于：包括硬件部分和软件部分；硬件部分包括桁架主体（1）、设置在桁架主体（1）顶面的运动框架主体（2）、沿长向布设在桁架主体（1）内一对侧的标靶（9）、设置在桁架主体（1）外一角部的电气控制柜（8）及设置在桁架主体（1）内的管片小车（10）；还包括机械坐标系，机械坐标系包括X轴、Y轴、Z轴及X1轴；运动框架主体（2）整体呈L形，包括水平设置的一对纵杆（2.1）、垂直连接在一对纵杆（2.1）前端头的一对竖杆（2.2）、水平设置连接在一对竖杆（2.2）顶端之间的上横杆（2.3）、连接在纵杆（2.1）和竖杆（2.2）之间的第一斜撑杆（2.4）及连接在上横杆（2.3）和竖杆（2.2）之间的第二斜撑杆（2.5）；桁架主体（1）包括对称布设的两组支柱（1.1）和连接在两组支柱（1.1）顶面之间的矩形框架（1.2）。2.根据权利要求1所述的桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统，其特征在于：矩形框架（1.2）包括连接在同一组支柱顶面之间的两长边杆及连接在两组支柱顶面之间的两短边杆。3.根据权利要求2所述的桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统，其特征在于：Y轴（3），桁架主体（1）的矩形框架（1.2）的两长边杆的顶面安装有两根同步的Y轴直线模组（3.1），两根Y轴直线模组（3.1）通过Y轴联轴器（3.3）连接，Y轴直线模组（3.1）通过配套的Y轴伺服电机和Y轴减速机驱动；Y轴直线模组（3.1）上连接有Y轴固定板（3.2）。4.根据权利要求3所述的桁架式隧道管片和管片模具尺寸测量的机械系统，其特征在于：X轴（4），两根同步的Y轴直线模组（3.1）之间垂直连接有下横杆（4.1），下横杆（4.1）的前侧面沿长度方向连接有一根X轴直线模组（4.2），并X轴直线模组（4.2）通过配套的X轴伺服电机和X...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志勇，秦守鹏，赵连生，洪江华，曹凤洁，吴先安，李亚辉，陈永敬，张冠军，郭岩，欧阳剑东，冯文勇，赵梦杰，韩顺琪，
申请(专利权)人：中铁十四局集团房桥有限公司，
类型：新型
国别省市：