[實(shí)用新型]智能化鋼拱架拼裝機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820409473.0
• 申請(qǐng)日: 2018-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN207999269U
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈連輝;張文艷;王杜鵑;卓興建;陶磊;賀飛;寧向可;潘守辰;范曉慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/40
• 分類號(hào): E21D11/40;E21D9/12
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;謝萍

本實(shí)用新型公開了一種智能化鋼拱架拼裝機(jī)器人，包括運(yùn)輸系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)、安裝系統(tǒng)和清渣系統(tǒng)，清渣系統(tǒng)安裝在硬巖掘進(jìn)機(jī)主梁的下端面；所述運(yùn)輸系統(tǒng)包括運(yùn)輸小車和運(yùn)輸軌道，運(yùn)輸軌道固定在TBM主梁的上端面，運(yùn)輸小車在運(yùn)輸軌道上往返運(yùn)動(dòng)將拼裝環(huán)片運(yùn)輸?shù)狡囱b系統(tǒng)的拼裝環(huán)道內(nèi)，拼裝環(huán)道安裝在支撐環(huán)上的支撐座上，且拼裝環(huán)道在支撐座上轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐環(huán)安裝在TBM主梁的側(cè)端；安裝系統(tǒng)的機(jī)械臂與拼裝環(huán)道上的拼裝環(huán)片相配合，將拼裝環(huán)片組裝在一起；且機(jī)械臂通過底座滾動(dòng)安裝在安裝軌道上，安裝軌道固定在TBM主梁的側(cè)端并與拼裝環(huán)道平行。本實(shí)用新型智能化安裝，解放人力，提升安裝質(zhì)量及穩(wěn)定性，技術(shù)成熟度高，單個(gè)或多個(gè)機(jī)械臂協(xié)同高效作業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能化鋼拱架拼裝機(jī)器人。

背景技術(shù)

大直徑硬巖掘進(jìn)機(jī)(TBM)是集掘進(jìn)、出渣、支護(hù)等功能為一體的隧道掘進(jìn)大型復(fù)雜成套設(shè)備，是國(guó)家鐵路、公路、水利、城市建設(shè)和國(guó)防建設(shè)等隧道施工設(shè)備。

在TBM掘進(jìn)施工中，需要進(jìn)行初期支護(hù)，提高圍巖的穩(wěn)定性，防止塌落。初期支護(hù)一般采用鋼拱，配合鋼筋網(wǎng)、錨桿、鋼筋排，噴射混凝土進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。鋼拱架安裝系統(tǒng)是全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的重要組成部分，其主要作用是對(duì)掘進(jìn)機(jī)開挖形成的裸露圍巖進(jìn)行及時(shí)有效的支護(hù)，確保作業(yè)人員及設(shè)備安全，配合二次襯砌最終獲得良好的隧道成形質(zhì)量。

傳統(tǒng)的鋼拱架安裝系統(tǒng)依靠人力完成鋼拱架的運(yùn)輸和連接成環(huán)，支護(hù)效率低，作業(yè)環(huán)境惡劣，是人工輔助的機(jī)械化作業(yè)系統(tǒng)。

敞開式TBM上的鋼拱架是由型鋼制作的多段鋼拱片拼裝而成；鋼拱架安裝過程包括將拱架及時(shí)運(yùn)送到拼裝位置，再拼裝成環(huán)并安裝到相應(yīng)位置，實(shí)現(xiàn)安裝。運(yùn)輸系統(tǒng)一般布置在主梁上方，拼裝系統(tǒng)一般布置在主梁前部頂護(hù)盾下面，以便在頂護(hù)盾的保護(hù)下及時(shí)支立鋼拱架。需要完成拱架材料的運(yùn)送、旋轉(zhuǎn)拼裝、頂部和側(cè)向撐緊、底部開口張緊封閉等動(dòng)作。目前，以上每個(gè)動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)均需要有人工參與進(jìn)去：

1，小車的運(yùn)輸需人工輔助運(yùn)送；

2，拱架運(yùn)送到拼裝環(huán)，需要人工固定；

3，安裝位置安裝拱架前，需人工先將拼裝位置的渣石清理干凈；

4，初步成環(huán)后，運(yùn)送到安裝位置，需人工輔助撐緊在洞壁，并在人工輔助下完成底部封口動(dòng)作。

不良地質(zhì)條件下，需要大量的拱架拼裝，拼接速度往往不能滿足隧道掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)速度要求，人工操作的機(jī)械作業(yè)引起的支護(hù)不及時(shí)，支護(hù)效率低或質(zhì)量不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響TBM的掘進(jìn)效率，掘進(jìn)質(zhì)量，掘進(jìn)安全。因此，合理的鋼拱架安裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)是提高TBM初期支護(hù)效率的重要因素。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中描述的鋼拱架拼裝人工支護(hù)效率低的技術(shù)問題，從而提供一種提供一種智能化鋼拱架拼裝機(jī)器人。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：

一種智能化鋼拱架拼裝機(jī)器人，包括運(yùn)輸系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)、安裝系統(tǒng)和清渣系統(tǒng)，清渣系統(tǒng)安裝在TBM主梁的下端面；所述運(yùn)輸系統(tǒng)包括運(yùn)輸小車和運(yùn)輸軌道，運(yùn)輸軌道固定在TBM主梁的上端面，運(yùn)輸小車在運(yùn)輸軌道上往返運(yùn)動(dòng)將拼裝環(huán)片運(yùn)輸?shù)狡囱b系統(tǒng)的拼裝環(huán)道內(nèi)，拼裝環(huán)道安裝在支撐環(huán)上的支撐座上，且拼裝環(huán)道在支撐座上轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐環(huán)安裝在TBM主梁的側(cè)端；安裝系統(tǒng)的機(jī)械臂與拼裝環(huán)道上的拼裝環(huán)片相配合，將拼裝環(huán)片組裝在一起；且機(jī)械臂通過底座滾動(dòng)安裝在安裝軌道上，安裝軌道固定在TBM主梁的側(cè)端并與拼裝環(huán)道平行。

所述運(yùn)輸系統(tǒng)，包括第一運(yùn)輸車、第二運(yùn)輸車、第一運(yùn)輸軌道和第二運(yùn)輸軌道，第二運(yùn)輸車安裝在第二運(yùn)輸軌道上并在第二運(yùn)輸軌道上往返移動(dòng)，第二運(yùn)輸軌道安裝在TBM主梁的上端面，在第二運(yùn)輸軌道之間的TBM主梁上安裝有第一運(yùn)輸軌道，第一運(yùn)輸車在第一運(yùn)輸軌道上往返移動(dòng)并將第二運(yùn)輸車上的拼裝環(huán)片取下；所述第一運(yùn)輸車上豎直安裝有液壓缸Ⅰ，液壓缸Ⅰ的活塞桿頂部設(shè)置有轉(zhuǎn)運(yùn)板，轉(zhuǎn)運(yùn)板用于轉(zhuǎn)運(yùn)拼裝環(huán)片。