【技术实现步骤摘要】
本技术涉及管片抓取的，特别是指一种抓取机构及管片拼装机。
技术介绍
1、盾构施工被广泛应用于地下隧道建设。盾构机在地下掘进过程中，刀盘在盾构机前端挖掘土体，依靠壳体、衬砌管片支承刚开挖的隧道表面，防止隧洞发生坍塌，另一方面，衬砌的管片为盾构机的前进提供支撑，实现盾构机的前进。因此，管片拼装是盾构施工过程中一项必不可少的环节。由于管片的及时拼装，能够降低施工对地层的扰动，将地表沉降控制在最小。因此，管片拼装的速度应及时。
2、管片拼装机作为盾构法隧道施工过程中管片拼装的专用部件，根据管片抓取机构的形式，可分为机械抓取式和真空抓取式，且一般来说，真空抓取式管片拼装机更易实现自动化拼装作业，但如真空科学与技术学报文献“管片拼装机真空抓取机的研究及应用，容锦”提到的——真空抓取式管片拼装机一般用于7m以上盾构管片的抓取和拼装，而7m以下的小型盾构的管片拼装机通常采用机械抓取式吊具。
3、管片拼装作业过程，机械抓取式管片拼装机需要人工预先将起吊螺栓拧入管片的螺纹孔，通过起吊螺栓与管片拼装机中特制的u形卡槽套合，以实现管片的抓取和安装动作，待管片固定好后，需要人工将螺栓拧出。
4、由于拼装的管片一般被分为多块、拼装区域过大，现场工人须上下攀爬方能完成管片上起吊螺栓的拆除，因此，采用起吊螺栓的方式，效率低、风险高，极易出现安全事故，且成为制约管片拼装作业的自动化和智能化的瓶颈。
5、如公开日为2022.10.14、公开号为cn115182758a的中国专利技术专利申请，公开了一种管片拼装系统及方
6、再如公开日2012.09.21、公开号为cn102305089a的中国专利技术专利申请，公开了一种盾构管片拼装机的提升横梁装置，需要预先将管片的起吊螺栓拧入管片的螺纹孔，然后利用球铰油缸定位口卡住拼装螺栓，球铰油缸通过提升拼装螺栓从而提升管片。
7、上述两个技术方案均需要人工将管片螺栓挂在抓取装置上，存在自动化程度低、效率低、人工操作存在安全隐患的技术问题。
技术实现思路
1、针对上述
技术介绍
中的不足，本技术提出一种抓取机构及管片拼装机，解决了现有管片拼装机的抓取机构自动化程度低、效率低、人工操作存在安全隐患的技术问题。
2、本申请的技术方案为：
3、一种抓取机构，包括铰接有锁紧油缸的轭架臂，轭架臂的下方连接有抓举板，抓举板的下部设置有横向布置的导向槽孔，锁紧油缸的锁紧油缸活塞杆穿过抓举板的一端驱动有与所述导向槽孔滑插配合的卡块，当所述卡块抓取管片后，所述抓举板与管片内弧面顶接配合。本技术方案通过锁紧油缸驱动卡块伸出和缩回，进而撑紧或脱离管片上开设的管片接口，整个抓取和卸载过程无需工人参与，不仅避免了人工频繁拆装起吊螺钉，提高了施工效率，降低了人工劳动强度，而且为管片拼装的智能化奠定了基础；另外，本技术方案中的抓取机构适应能力强，传统管片拼装机无需过多改装即可安装，仅需更换锁紧油缸下端的结构即可。
4、进一步地，所述导向槽孔至少设置有一对，所述卡块的数量与所述导向槽孔的数量相同，每对导向槽孔中的两个导向槽孔均关于锁紧油缸活塞杆对称设置。在上述技术方案的基础上，本技术方案给出了卡块一种优选的实施数量和实施位置，即卡块呈偶数个设置，每对卡块关于锁紧油缸活塞杆左右对称或前后对称或对角对称等等。
5、进一步地，所述导向槽孔设置有若干个，若干个导向槽孔围绕锁紧油缸活塞杆的轴线间隔分布，所述卡块的数量与所述导向槽孔的数量相同。在上述技术方案的基础上，本技术方案给出了卡块另一种优选的实施数量和实施位置，即卡块既可以是偶数个也可以是奇数个，各个卡块围绕锁紧油缸活塞杆的轴线间隔设置，进一步优选地，各个卡块围绕锁紧油缸活塞杆的轴线等角分布。
6、进一步地，所述抓举板的下部连接有导向外壳，所述导向外壳的外壁上设置所述导向槽孔，所述锁紧油缸活塞杆的下端铰接有连杆，每个卡块均通过一个连杆与锁紧油缸活塞杆铰接，所述连杆、卡块与连杆铰接端均位于导向外壳内。在上述技术方案的基础上，本技术方案给出了驱动卡块的一种优选实施方式，在使用的过程中，导向槽孔为卡块导向，锁紧油缸伸出时，通过连杆带动卡块沿着导向槽孔伸出，进而实现撑紧或卡接管片上开设的管片接口；锁紧油缸缩回时，通过连杆带动卡块沿着导向槽孔缩回，进而脱离管片上开设的管片接口。
7、进一步地，所述锁紧油缸活塞杆通过上滑块与所述连杆铰接，所述上滑块与抓举板上设置的导向孔及导向外壳上端部设置的导向孔滑动配合。在上述技术方案的基础上，本技术方案通过上滑块连接锁紧油缸活塞杆与连杆，既能缩小锁紧油缸的尺寸，又便于精准快速导向。
8、进一步地，所述抓举板的下部连接有导向外壳，所述导向外壳的外壁上设置所述导向槽孔，所述锁紧油缸活塞杆的下端设置有楔形挤压块，各个卡块位于导向外壳内的一端设置有与楔形挤压块配合的楔形面。在上述技术方案的基础上，本技术方案给出了驱动卡块的一种优选实施方式，在使用的过程中，导向槽孔为卡块导向，锁紧油缸伸出时，通过楔形挤压块带动卡块沿着导向槽孔伸出，进而实现撑紧或卡接管片上开设的管片接口；锁紧油缸缩回时，通过楔形挤压块带动卡块沿着导向槽孔缩回，进而脱离管片上开设的管片接口。
9、进一步地，所述各个卡块之间通过弹性复位件或磁性复位件相连。在上述技术方案的基础上，本技术方案提供了卡块伸出导向槽孔后如何缩回的优选实施方案，既可以使用弹性复位件、磁性复位件，又可以使用其他适于实用的复位部件使卡块伸出后自动复位。
10、进一步地，所述卡块伸出所述导向槽孔的端部为楔形结构。在上述技术方案的基础上，本技术方案将卡块伸出所述导向槽孔的端部为楔形结构，不仅便于从导向槽孔伸出和缩回，而且便于卡块插入管片而与管片卡接配合。
11、进一步地，所述导向外壳的横截面为矩形或圆形或三角形或正多边形，导向外壳除了采用上述优选的结构外，也可以采用其他结构形式，同时，管片上设置的管片接口与导向外壳相适应。
12、进一步地，所述锁紧油缸通过关节轴承设置在轭架臂的腔体内，所述锁紧油缸活塞杆穿出轭架臂的腔体。在上述技术方案的基础上，本技术方案为锁紧油缸提供了多个自由度，使锁紧油缸能够相对轭架臂偏转，进而实现抓举组件位置的微调，充分保证抓取管片过程的可靠性。
13、进一步地，所述轭架臂与抓举板之间铰接有管片倾斜姿态调整油缸，管片倾斜姿态调整油缸垂直轭架臂的长度方向倾斜设置。在上述技术方案的基础上，本技术方案中的管片倾斜姿态调整油缸能够与锁紧油缸相互配合，保证抓举板、卡爪组件与管片的相对位置，进而对管片的姿态在转动方向上进行微调。当管片倾斜姿态调整油缸伸缩时，会改变抓举板的姿态，进而调整管片的姿态。
14、进一步地，所述管片倾斜姿态调整油缸设置有两个，两个管片倾斜姿态调整油缸分别设置在轭架臂前后两侧。在上述技术方案的基础上，本技术方案将管片本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抓取机构，其特征在于：包括铰接有锁紧油缸（205）的轭架臂（201），轭架臂（201）的下方连接有抓举板（203），抓举板（203）的下部设置有横向布置的导向槽孔，锁紧油缸（205）的锁紧油缸活塞杆（206）穿过抓举板（203）的一端驱动有与所述导向槽孔滑插配合的卡块（209），当所述卡块（209）抓取管片后，所述抓举板（203）与管片内弧面顶接配合。
2.根据权利要求1所述的抓取机构，其特征在于：所述导向槽孔至少设置有一对，所述卡块（209）的数量与所述导向槽孔的数量相同，每对导向槽孔中的两个导向槽孔均关于锁紧油缸活塞杆（206）对称设置。
3.根据权利要求1所述的抓取机构，其特征在于：所述导向槽孔设置有若干个，若干个导向槽孔围绕锁紧油缸活塞杆（206）的轴线间隔分布，所述卡块（209）的数量与所述导向槽孔的数量相同。
4.根据权利要求1-3任一项所述的抓取机构，其特征在于：所述抓举板（203）的下部连接有导向外壳（208），所述导向外壳（208）的外壁上设置所述导向槽孔，所述锁紧油缸活塞杆（206）的下端铰接有连杆（210），每个卡
5.根据权利要求4所述的抓取机构，其特征在于：所述锁紧油缸活塞杆（206）通过上滑块（207）与所述连杆（210）铰接，所述上滑块（207）与抓举板（203）上设置的导向孔及导向外壳（208）上端部设置的导向孔滑动配合。
6.根据权利要求1-3任一项所述的抓取机构，其特征在于：所述抓举板（203）的下部连接有导向外壳（208），所述导向外壳（208）的外壁上设置所述导向槽孔，所述锁紧油缸活塞杆（206）的下端设置有楔形挤压块，各个卡块（209）位于导向外壳（208）内的一端设置有与楔形挤压块配合的楔形面。
7.根据权利要求6所述的抓取机构，其特征在于：所述各个卡块（209）之间通过弹性复位件或磁性复位件相连。
8.根据权利要求1-3、5、7任一项所述的抓取机构，其特征在于：所述卡块（209）伸出所述导向槽孔的端部为楔形结构。
9.根据权利要求7所述的抓取机构，其特征在于：所述导向外壳（208）的横截面为矩形或圆形或三角形或正多边形。
10.根据权利要求1-3、5、7、9任一项所述的抓取机构，其特征在于：所述锁紧油缸（205）通过关节轴承（211）设置在轭架臂（201）的腔体内，所述锁紧油缸活塞杆（206）穿出轭架臂（201）的腔体。
11.根据权利要求10所述的抓取机构，其特征在于：所述轭架臂（201）与抓举板（203）之间铰接有管片倾斜姿态调整油缸（215），管片倾斜姿态调整油缸（215）垂直轭架臂（201）的长度方向倾斜设置。
12.根据权利要求11所述的抓取机构，其特征在于：所述轭架臂（201）与抓举板（203）之间铰接有管片转动姿态调整油缸（216），管片转动姿态调整油缸（216）沿轭架臂（201）的长度方向设置。
13.根据权利要求1-3、5、7、9、11-12任一项所述的抓取机构，其特征在于：所述抓举板（203）朝向管片的一侧设置有若干个垫板（204），各个垫板（204）的下端面所围成的弧形面与管片的内弧面一致，当卡爪组件抓取管片后，所述抓举板（203）通过垫板（204）与管片内弧面顶接配合。
14.根据权利要求13所述的抓取机构，其特征在于：所述垫板（204）为弹性垫板，所述抓举板（203）的上端面设置有垫块（217），所述轭架臂（201）的下端面设置有与所述垫块（217）配合的支撑座（202）。
15.根据权利要求1-3、5、7、9、11-12、14任一项所述的抓取机构，其特征在于：所述抓举板（203）朝向管片的一侧设置有若干个液压油缸，当卡爪组件抓取管片后，所述抓举板（203）通过液压油缸与管片内弧面顶接配合。
16.一种管片拼装机，包括轴向移动设置的回转架，回转架连接有径向移动机构，其特征在于：径向移动机构的两个线性伸缩装置分别与权利要求1-15任一项中的轭架臂（201）的两端铰接。
...【技术特征摘要】
1.一种抓取机构，其特征在于：包括铰接有锁紧油缸（205）的轭架臂（201），轭架臂（201）的下方连接有抓举板（203），抓举板（203）的下部设置有横向布置的导向槽孔，锁紧油缸（205）的锁紧油缸活塞杆（206）穿过抓举板（203）的一端驱动有与所述导向槽孔滑插配合的卡块（209），当所述卡块（209）抓取管片后，所述抓举板（203）与管片内弧面顶接配合。
2.根据权利要求1所述的抓取机构，其特征在于：所述导向槽孔至少设置有一对，所述卡块（209）的数量与所述导向槽孔的数量相同，每对导向槽孔中的两个导向槽孔均关于锁紧油缸活塞杆（206）对称设置。
3.根据权利要求1所述的抓取机构，其特征在于：所述导向槽孔设置有若干个，若干个导向槽孔围绕锁紧油缸活塞杆（206）的轴线间隔分布，所述卡块（209）的数量与所述导向槽孔的数量相同。
4.根据权利要求1-3任一项所述的抓取机构，其特征在于：所述抓举板（203）的下部连接有导向外壳（208），所述导向外壳（208）的外壁上设置所述导向槽孔，所述锁紧油缸活塞杆（206）的下端铰接有连杆（210），每个卡块（209）均通过一个连杆（210）与锁紧油缸活塞杆（206）铰接，所述连杆（210）、卡块（209）与连杆（210）铰接端均位于导向外壳（208）内。
5.根据权利要求4所述的抓取机构，其特征在于：所述锁紧油缸活塞杆（206）通过上滑块（207）与所述连杆（210）铰接，所述上滑块（207）与抓举板（203）上设置的导向孔及导向外壳（208）上端部设置的导向孔滑动配合。
6.根据权利要求1-3任一项所述的抓取机构，其特征在于：所述抓举板（203）的下部连接有导向外壳（208），所述导向外壳（208）的外壁上设置所述导向槽孔，所述锁紧油缸活塞杆（206）的下端设置有楔形挤压块，各个卡块（209）位于导向外壳（208）内的一端设置有与楔形挤压块配合的楔形面。
7.根据权利要求6所述的抓取机构，其特征在于：所述各个卡块（209）之间通过弹性复位件或磁性复位件相连。
8....
【专利技术属性】
技术研发人员：孙颜明，吴乾坤，李正道，王若愚，张培，王珩，李明泽，张洪雷，李梓良，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
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