一种盾构隧道预制中隔墙安装机及其用于中隔墙空间姿态自动定位控制的方法技术

本发明专利技术公开了一种盾构隧道预制中隔墙安装机及其用于中隔墙空间姿态自动定位控制的方法，包括：抓盘、作动装置、矩形架和智能控制系统，其中：抓盘设置在靠近中线侧，为一板体，且竖直设置，其外侧朝向中线侧，外侧用于承接待安装中隔墙；作动装置设置于矩形架上，用于：推动抓盘纵向和横向移动，以带动待安装中隔墙纵向和横向移动，移动至待安装位置；用于推动抓盘转动，直至消除待安装中隔墙与已安装中隔墙在X向，Y向和Z向的转角偏差。本发明专利技术实现了中隔墙空间姿态调整和就位拼装全过程的精确控制，提高中隔墙拼装的自动化、精准化水平，加快中隔墙拼装效率，降低施工风险。降低施工风险。降低施工风险。

An installation machine for prefabricated middle partition wall of shield tunnel and its method for automatic positioning and control of spatial posture of middle partition wall

【技术实现步骤摘要】
一种盾构隧道预制中隔墙安装机及其用于中隔墙空间姿态自动定位控制的方法


[0001]本专利技术属于盾构隧道中隔施工
，具体涉及一种盾构隧道预制中隔墙安装机及其用于中隔墙空间姿态自动定位控制的方法。

技术介绍

[0002]截至2020年底，国内投入运营的铁路隧道16798座，总长19630km。铁路隧道衬砌结构通常采用混凝土现浇工艺施做，部分区段存在衬砌空洞、衬砌厚度不足等质量缺陷，经过运营期列车荷载作用，极易引发各类病害，给铁路行车带来极大安全隐患。隧道结构预制化可有效解决现浇工艺的质量缺陷，同时也是提高隧道修建速度、降低施工成本的重要途径。隧道结构预制拼装技术是隧道施工专业化、工厂化、机械化发展的方向之一。近些年，随着地下工程预制拼装技术的发展，大直径盾构隧道内部结构的预制拼装受到了越来越多的关注。
[0003]在施工的隧道中，隧道区间采用单洞双线布置，内部结构为全预制结构，共分为五部分，分别为下部结构(弧形件)、中隔墙、横向牛腿、两侧电缆槽、疏散平台。弧形件为底部支撑构件。中隔墙安装在弧形件上表面的中线位置，将隧道分为左线、右线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道预制中隔墙安装机，其特征在于，该中隔墙安装机(1)用于设置于隧道内，且位于所述隧道(5)内的以中线为分割线的左或右侧；其为空间矩形架体结构，其可在竖直方向上升或下降；设定横向为X向，纵向为Y向，竖向为Z向；该中隔墙安装机(1)包括：抓盘(1
‑
15)、作动装置、矩形架和智能控制系统(1
‑
6)，其中：所述抓盘(1
‑
15)设置在靠近中线侧，为一板体，且竖直设置，其外侧朝向中线侧，外侧用于承接待安装中隔墙(2
‑
1)，且在初始时，所述待安装中隔墙(2
‑
1)处于纵向卧式状态；所述作动装置设置于矩形架上，用于：推动所述抓盘(1
‑
15)纵向和横向移动，以带动所述待安装中隔墙(2
‑
1)纵向和横向移动，沿移动至待安装位置；推动所述抓盘(1
‑
15)在竖直面内旋转90
°
，将所述待安装中隔墙(2
‑
1)由卧式状态旋转至立式状态；用于推动抓盘(1
‑
15)转动，直至消除待安装中隔墙(2
‑
1)与已安装中隔墙(2
‑
2)在X向，Y向和Z向的转角偏差；所述智能控制系统(1
‑
6)用于控制作动装置作动。2.如权利要求1所述的一种盾构隧道预制中隔墙安装机，其特征在于，所述作动装置包括：安装小车纵移滑块(1
‑
4)，设置于所述矩形架上方纵梁上，可沿矩形架纵向往复滑动；纵移油缸(1
‑
5)，纵向设置，一端连接安装小车纵移滑块(1
‑
4)，另一端连接矩形架；所述纵移油缸(1
‑
5)用于驱动安装小车纵移滑块(1
‑
4)纵向往复滑动；安装小车横移外滑套(1
‑
9)，为一壳体，其横向设置，开口端朝向隧道(5)中线侧；设置于所述安装小车纵移滑块(1
‑
4)下方，且两者通过摆动铰接(1
‑
7)相连接；安装小车横移内滑套(1
‑
10)，同轴承插在安装小车横移外滑套(1
‑
9)内，且通过横移油缸(1
‑
17)与所述安装小车横移外滑套(1
‑
9)相连接，所述安装小车横移内滑套(1
‑
10)可在所安装小车横移外滑套(1
‑
9)内左右往复滑动；翻转主轴(1
‑
13)，为一轴体，同轴设置于所述安装小车横移内滑套(1
‑
10)的靠近中线侧的外端部，且可在安装小车横移内滑套(1
‑
10)内转动；所述翻转主轴(1
‑
13)的外端与所述抓盘(1
‑
15)铰接连接；所述横移油缸(1
‑
17)用于推动安装小车横移内滑套(1
‑
10)在横向上往复滑动，以推动抓盘(1
‑
15)在横向上往复移。3.如权利要求2所述的一种盾构隧道预制中隔墙安装机，其特征在于，所述作动装置还包括：翻转曲柄(1
‑
11)，为一端大一端小的板体，其小端与翻转主轴(1
‑
13)相连接，大端与抓盘(1
‑
15)内侧面的中心处铰接连接；翻转油缸(1
‑
12)，纵向设置，其两端分别与安装小车横移外滑套(1
‑
9)和翻转曲柄(1
‑
11)相连接，用于推动翻转曲柄(1
‑
11)带动抓盘(1
‑
15)翻转；扭转油缸(1
‑
14)，横向设置，两端分别与抓盘(1
‑
15)和小车横移内滑套(1
‑
10)相连接，用于驱动抓盘(1
‑
15)以铰接点为圆心转动。4.如权利要求3所述的一种盾构隧道预制中隔墙安装机，其特征在于，所述矩形架包括：四个竖直设置的伸缩支腿(1
‑
2)，设置于矩形的四个顶点处，可在竖直方向上升或下降；在各所述伸缩支腿(1
‑
2)的下端均设置有行走机构(1
‑
2)，用于在隧道内纵向移动；架体纵向梁(1
‑
3)，为两根纵向走向的槽钢，左右间隔设置，位于左右侧的伸缩支腿(1
‑
2)顶部，槽钢的开口侧朝向对侧；槽钢的开口内用作安装小车纵移滑块(1
‑
4)的滑动轨道。5.如权利要求4所述的一种盾构隧道预制中隔墙安装机，其特征在于，在所述矩形架的纵梁的上方和下方均设置有一套中隔墙姿态视觉识别系统(1
‑
20)，用于获取待安装中隔墙(2
‑
1)相对已安装中隔墙(2
‑
2)的空间位置姿态信息。6.如权利要求5所述的一种盾构隧道预制中隔墙安装机，其特征在于，该中隔墙安装机(1)还包括：定位激光传感器(1
‑
18)，为两套，各一套安装于位于所述隧道5中线一侧的两个伸缩支腿(1
‑
2)的下方，用于探测X向距离；顶升测距激光传感器(1
‑
19)，为两套，分别设置在中隔墙安装机1前端、后端的伸缩支腿(1
‑
2)上，通过检测伸缩支腿(1
‑
2)竖直方向的位移量；底部间隙激光传感器(1
‑
21)，为两套，分别布置在中隔墙安装机(1)靠近隧道(5)中线一侧的行走机构(1
‑
1)箱体上，通过向待安装中隔墙(2
‑
1)底部激光测距；所述定位激光传感器(1
‑
18)、顶升测距激光传感器(1
‑
19)和底部间隙激光传感器(1
‑
21)均与智能控制系统(1
‑
6)相连接。7.如权利要求1
‑
6中任一项所述的一种盾构隧道预制中隔墙安装机用于中隔墙空间姿态自动定位控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、待安装中隔墙(2
‑
1)翻转，具体为：步骤a.1、所述抓盘(1
‑
15)向待安装中隔墙2
‑
1横移：待安装中隔墙2
‑
1固定于抓盘(1
‑
15)上，且待安装中隔墙(2
‑
1)处于纵向卧式状态，横移油缸(1
‑
17)在横向上驱动抓盘(1
‑
15)，所述抓盘(1
‑
15)向隧道(5)中线处移动，直至到达设定位置；步骤a.2、待安装中隔墙(2
‑
1)顶升：伸缩支腿(1
‑
2)上升，带动待安装中隔墙(2
‑
1)顶升...

【专利技术属性】
技术研发人员：林春刚，赵旭，谢韬，向国菲，邹翀，王百泉，彭怀炀，尚伟，李荆，胡辰翔，王春玲，洪侨亨，牛富生，段瑞扬，
申请(专利权)人：中铁隧道勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：