开挖法双线隧道门架式管片拼装设备制造技术

本实用新型专利技术属于隧道管片拼装技术领域。一种开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，包括主门架，主门架与隧道断面形状相匹配，在所述主门架上设置有第一轨道；第一轨道小车匹配设置在所述第一轨道上，并沿所述第一轨道往复动作；多自由度拼装机械手设置在所述第一轨道小车上；控制系统控制所述多自由度拼装机械手完成对管片的抓取和翻转，并控制所述第一轨道小车完成管片输送。本申请的设备整体结构设计合理，其不仅解决了传统用模板台车现场浇筑施工出现的二衬质量问题，而且解决了现有管片拼装设备占用车道，不能和开挖同步的问题，从施工的效率和工期上均取得了突破性的进展。

Portal segment assembling equipment for double-track tunnel by excavation method

【技术实现步骤摘要】
开挖法双线隧道门架式管片拼装设备
本技术属于隧道管片拼装
，具体涉及一种开挖法双线隧道门架式管片拼装设备。
技术介绍
随着隧道施工机械化的高速发展，以及隧道应用的多元化、多功能发展，对隧道的强度、使用寿命有了更高的要求。现有隧道施工，大多采用模板台车现场浇筑混凝土进行二次永久性衬砌。由于隧道的特殊性，现浇混凝土会产生空洞现象，再加之混凝土需要经过一个保温保湿的养护过程，才能承受载荷。这种施工过程，不仅需要大量的施工人员，而且质量难以控制。部分隧道采用管片拼装的，由于设备占用车道，需要隧道贯通后使用。随着社会不断向机械自动化发展，隧道施工对机械化提出更高的要求。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，其解决了传统用模板台车现场浇筑施工出现的二衬质量问题，解决了现有管片拼装设备占用车道，不能和开挖同步的问题，且本申请的设备具有机械化程度高、人员劳动强度低、施工速度快、衬砌质量保证等优点。为达到上述目的，所采取的技术方案是：一种开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，包括：主门架，其与隧道断面形状相匹配，在所述主门架上设置有第一轨道；第一轨道小车，其匹配设置在所述第一轨道上，并沿所述第一轨道往复动作；多自由度拼装机械手，其设置在所述第一轨道小车上；以及控制系统，其控制所述多自由度拼装机械手完成对管片的抓取和翻转，并控制所述第一轨道小车完成管片输送。根据本技术开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，优选地，所述主门架底部设置有行走组件，所述行走组件包括：布设在主门架底部的行走轮组，所述行走轮组包括主行走轮组和从行走轮组；驱动电机，其与所述主行走轮组传动连接；以及升降机构，所述升降机构设置在所述主门架与各所述行走轮组之间，并驱动所述主门架升降动作。根据本技术开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，优选地，所述主门架的两端底部设置有底纵梁，所述升降机构为设置在所述底纵梁与所述行走轮组之间的升降动力推杆。根据本技术开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，优选地，所述多自由度拼装机械手包括：回转台，其设置在所述第一轨道小车上；机械臂，其与所述回转台连接，且所述机械臂包括多段能够独立摆动和旋转的臂段；以及管片抓举头，其设置在所述机械臂的活动端。根据本技术开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，优选地，所述主门架上还设置有第二轨道，所述第二轨道上设置有第二轨道小车，在所述第二轨道小车上回转装配并设置有操作台。根据本技术开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，优选地，所述第一轨道小车和所述第二轨道小车的行走轮匹配设置在相应的轨道中，且轨道小车与轨道之间通过齿轮齿条传动、或链轮链条传动。根据本技术开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，优选地，所述第一轨道小车和所述第二轨道小车均设置在所述主门架的内侧，在所述主门架的外侧设置有保护盾。根据本技术开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，优选地，所述主门架上还设置有管片悬臂支撑组件，所述管片悬臂支撑组件包括：布设在所述主门架的拼装作业侧部的悬臂梁，多根所述悬臂梁的沿所述隧道断面方向依次间隔布设；以及支撑动力推杆，各所述悬臂梁上均设置有一组支撑动力推杆；所述控制系统控制各组支撑动力推杆单独动作或多组支撑动力推杆同步动作。采用上述技术方案，所取得的有益效果是：本申请的设备整体结构设计合理，其通过双线隧道门架式结构，不仅解决了传统用模板台车现场浇筑施工出现的二衬质量问题，而且解决了现有管片拼装设备占用车道，不能和开挖同步的问题，从施工的效率和工期上均取得了突破性的进展。本申请的设备具有机械化程度高、人员劳动强度低、施工速度快的有点，而且衬砌质量能够得到保证，整个设备从管片的抓取、翻转、拼装到支撑，能够实现协调统一，且整个装置在调试和施工过程中更易操控；此外本申请能够对隧道断面内的空间进行合理分配，保障了其与其他施工设备的同步施工。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下文中将对本技术实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本技术的一些实施例，而非将本技术的全部实施例限制于此。图1为根据本技术实施例的开挖法双线隧道门架式管片拼装设备的正视结构示意图，其示出了与隧道断面的相对位置、以及拼装设备各部件的位置关系。图2为根据本技术实施例的开挖法双线隧道门架式管片拼装设备的侧视结构示意图，其示出了拼装设备各部件的位置关系。图中序号：100为主门架、101为第一轨道、102为第二轨道、103为底纵梁、104为保护盾；210为第一轨道小车、220为第二轨道小车；300为多自由度拼装机械手、301为回转台、302为机械臂、303为管片抓举头；400为行走组件、401为主行走轮组、402为从行走轮组、403为驱动电机、404为升降机构；500为管片悬臂支撑组件、501为悬臂梁、502为支撑动力推杆；600为操作台；700为隧道初衬。具体实施方式为了使得本技术的技术方案的目的、技术特征和技术效果更加清楚，下文中将结合本技术具体实施例的附图，对本技术实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。参见图1和图2，本实施例公开了一种开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，包括主门架100、第一轨道小车210、多自由度拼装机械手300和控制系统，其主门架100与隧道断面形状相匹配，在主门架100上设置有第一轨道101；第一轨道小车210匹配设置在第一轨道101上，并沿第一轨道101往复动作；多自由度拼装机械手300设置在第一轨道小车210上；控制系统控制多自由度拼装机械手300完成对管片的抓取和翻转，并控制第一轨道小车210完成管片输送。在主门架100底部设置有行走组件400，行走组件400包括布设在主门架100底部的行走轮组、驱动电机403和升降机构404，行走轮组包括主行走轮组401和从行走轮组402；驱动电机403与主行走轮组401传动连接，主门架的前进方向前方为从行走轮组，后方为主行走轮组；升降机构404设置在主门架100与各行走轮组之间，通过升降机构的动作驱动主门架100升降动作，从而调节主门架与隧道壁面之间的距离；本实施例中在主门架100的两端底部设置有底纵梁103，升降机构404为设置在底纵梁103与行走轮组之间的升降动力推杆，本实施例中升降动力推杆选用升降油缸。多自由度拼装机械手300包括回转台301、机械臂302和管片抓举头303，回转台301设置在第一轨道小车210上；机械臂302与回转台301连接，且机械臂302包括多段能够独立摆动和旋转的臂段；管片抓举头303设置在机械臂302的活动端；本实施例中机械臂包括前段、中段和后段，后段与回转台连接，中段与后段连接，且中段能够相对于后段摆动和旋转，前段与中段连接，且前段能够相对于中段摆动和旋转；管片抓举头固定设置在前段的端部、或者管片抓举头能够现对于前段摆动和旋转，从而实现机械手的多自由度调整，从而满足管片的不同方位的调整和定位。为了便于操作人员观察管片拼装情况，在主门架100上还设置有第二轨道102，并与第一轨道并排平行设置，第二轨道102上设置有第二轨道小车220，具体的，在第二轨道小车220上回转设置有回转臂，回转臂上设置有操作台600，操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，其特征在于，包括：主门架，其与隧道断面形状相匹配，在所述主门架上设置有第一轨道；第一轨道小车，其匹配设置在所述第一轨道上，并沿所述第一轨道往复动作；多自由度拼装机械手，其设置在所述第一轨道小车上；以及控制系统，其控制所述多自由度拼装机械手完成对管片的抓取和翻转，并控制所述第一轨道小车完成管片输送。

【技术特征摘要】
1.一种开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，其特征在于，包括：主门架，其与隧道断面形状相匹配，在所述主门架上设置有第一轨道；第一轨道小车，其匹配设置在所述第一轨道上，并沿所述第一轨道往复动作；多自由度拼装机械手，其设置在所述第一轨道小车上；以及控制系统，其控制所述多自由度拼装机械手完成对管片的抓取和翻转，并控制所述第一轨道小车完成管片输送。2.根据权利要求1所述的开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，其特征在于，所述主门架底部设置有行走组件，所述行走组件包括：布设在主门架底部的行走轮组，所述行走轮组包括主行走轮组和从行走轮组；驱动电机，其与所述主行走轮组传动连接；以及升降机构，所述升降机构设置在所述主门架与各所述行走轮组之间，并驱动所述主门架升降动作。3.根据权利要求2所述的开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，其特征在于，所述主门架的两端底部设置有底纵梁，所述升降机构为设置在所述底纵梁与所述行走轮组之间的升降动力推杆。4.根据权利要求1所述的开挖法双线隧道门架式管片拼装设备，其特征在于，所述多自由度拼装机械手包括：回转台，其设置在所述第一轨道小车上；机械臂，其与所述回转台...

【专利技术属性】
技术研发人员：王柏松，王浩，时安琪，
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：河南,41