一种用于盾构机舱内刀具搬运的机械臂装置以及搬运方法与流程

1.本发明涉及盾构机舱内刀具搬运领域。更具体地说，本发明涉及一种用于盾构机舱内刀具搬运的机械臂装置以及搬运方法。


背景技术：

2.随着城市建设的快速发展，大直径盾构应用的项目也越来越多，地质条件也越发复杂。在盾构掘进过程中，盾构刀具时刻都在磨损消耗，经常需要开舱更换刀具。在以往的换刀过程中，盾构刀具搬运均靠人员，通过手拉葫芦的方式将刀具搬运到刀盘。这种方式一是劳动强度高、工效低，尤其是带压环境下或大直径盾构，效率更低；二是消耗有效作业时间，延长整体作业时间，大幅度增加换刀费用；三是容易出现安全问题。


技术实现要素：

3.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于盾构机舱内刀具搬运的机械臂装置，包括起吊系统、回转机构以及伸缩平台，所述起吊系统设置在所述回转机构上，所述回转机构固定在所述伸缩平台上，所述回转机构可进行自转，
4.所述起吊系统通过所述回转机构可以实现以所述回转机构为圆心进行旋转；
5.所述起吊系统随所述伸缩平台的伸缩而整体移动。
6.根据本发明的一优选实施方案，所述的用于盾构机舱内刀具搬运的机械臂装置，所述起吊系统由吊钩、钢丝绳、滑轮、多个相互间可以伸缩的吊臂以及提升机构组成。
7.根据本发明的一优选实施方案，所述的用于盾构机舱内刀具搬运的机械臂装置，所述吊臂由多节伸缩管臂构成，相邻两节所述伸缩管臂之间通过外置油缸伸缩实现连接，通过控制外置油缸的伸缩，实现多个所述伸缩管臂之间的相对伸缩运动，从而实现伸缩所述吊臂的伸缩。
8.根据本发明的一优选实施方案，所述的用于盾构机舱内刀具搬运的机械臂装置，所述滑轮为圆形，固定在所述吊臂一端，所述吊臂另一端可转动铰接安装在所述回转机构上，所述轮滑跟随吊臂的伸缩运动而移动。
9.根据本发明的一优选实施方案，所述的用于盾构机舱内刀具搬运的机械臂装置，所述钢丝绳一端固定连接于所述提升机构上，另一端穿过所述滑轮之后，再连接于所述吊钩，通过控制所述提升机构的提升，带动钢丝绳的上升/下降，从而控制所述吊钩的高度。
10.根据本发明的一优选实施方案，所述的用于盾构机舱内刀具搬运的机械臂装置，所述吊臂一端固定在回转机构上，通过回转机构的旋转，实现吊钩、滑轮、钢丝绳、吊臂、提升机构整体旋转。
11.根据本发明的一优选实施方案，所述的用于盾构机舱内刀具搬运的机械臂装置，多个伸缩平台由多节伸缩管节构成，相邻两节所述伸缩管节之间通过内置油缸伸缩，实现所述伸缩平台的伸缩运动。
12.根据本发明的一优选实施方案，所述的用于盾构机舱内刀具搬运的机械臂装置，
所述回转机构固定在所述伸缩平台的前端，通过伸缩平台的伸缩运动而移动，进而带动吊钩、滑轮、钢丝绳、吊臂、提升机构整体运动。
13.本发明的另一优选实施方案提供一种盾构机舱内刀具搬运方法，包括以下步骤：
14.s1、所述吊臂安装有滑轮的一端朝向材料舱外侧，通过控制所述吊臂的伸长，用所述吊钩套住盾构刀具上的螺栓吊耳，然后控制所述吊臂收缩，带动所述吊钩和所述盾构刀具进入材料舱；
15.s2、待所述起吊系统完全进入材料舱之后，关闭材料舱的外闸门，在材料舱进行升压达到设定压力；
16.s3、打开材料舱的内闸门和泥水舱闸门，通过控制所述伸缩平台的伸长带动起吊系统进入盾构机的气垫舱，在到达泥水舱时停止；
17.s4、控制所述回转机构带动所述起吊系统一同旋转90
°
；
18.s5、控制所述伸缩平台带动起吊系统一同收缩，到达材料舱内闸门时停止；
19.s6、控制所述回转机构带动起吊系统一同再次旋转90
°
；
20.s7、控制所述伸缩平台带动起吊系统一同伸长，到达泥水舱；
21.s8、控制所述通过回转机构的旋转和吊臂伸缩，将刀具送至指定位置。
22.本发明至少包括以下有益效果：本发明结构简单，实用性强；采用盾构机舱内刀具搬运机械臂装置实现盾构刀具在舱内搬运，免去了人工通过手拉葫芦的方式搬运，简化了工序，节省时间，提高效率和作业安全性。
23.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
24.图1为本发明中机械臂装置的结构示意图。
25.图2为本发明中机械臂装置在材料舱外取盾构刀具示意图；
26.图3为本发明中机械臂装置吊起盾构刀具回材料舱示意图；
27.图4为本发明中机械臂装置吊起盾构刀具进入气垫舱示意图；
28.图5为本发明中机械臂装置吊起盾构刀具在气垫舱旋转90
°
示意图；
29.图6为本发明中机械臂装置吊起盾构刀具在气垫舱收缩示意图；
30.图7为本发明中机械臂装置吊起盾构刀具在气垫舱旋转180
°
示意图；
31.图8为本发明中机械臂装置吊起盾构刀具进入泥水舱示意图；
32.图9为本发明中机械臂装置吊起盾构刀具在泥水舱旋转示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
34.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
35.本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
36.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
37.如图1
‑
9所示，本发明的一优选实施方案提供一种用于盾构机舱内刀具搬运的机械臂装置1p，包括起吊系统、回转机构6以及伸缩平台7，所述起吊系统设置在所述回转机构6上，所述回转机构6固定在所述伸缩平台7上，所述回转机构6可进行自转，
38.所述起吊系统通过所述回转机构6可以实现以所述回转机构6为圆心进行旋转；
39.所述起吊系统随所述伸缩平台7的伸缩而整体移动。
40.所述起吊系统由吊钩1、钢丝绳3、滑轮2、吊臂4以及提升机构5组成。所述吊臂4可伸缩，从而实现长度可变，将吊钩1安装在所述吊臂4的前端，待搬运的盾构机刀具挂在吊钩1上，随着所述吊臂4的伸缩，即可带动所述吊钩1的前后移动，进而实现所述盾构机刀具的前后搬运，替代了人工操作，降低了操作者的安全隐患，而且也高效。
41.优选的，所述吊臂4由多节伸缩管臂构成，相邻两节所述伸缩管臂之间通过外置油缸伸缩实现连接，通过控制外置油缸的伸缩，实现多个所述伸缩管臂之间的相对伸缩运动，从而实现伸缩所述吊臂4的伸缩。
42.所述滑轮2为圆形，固定在所述吊臂4一端，所述吊臂4另一端可转动铰接安装在所述回转机构6上，所述轮滑2跟随吊臂4的伸缩运动而移动。
43.所述钢丝绳3一端固定连接于所述提升机构5上，另一端穿过所述滑轮2之后，再连接于所述吊钩1，通过控制所述提升机构5的提升，带动钢丝绳的上升/下降，从而控制所述吊钩1的高度。
44.优选的，所述的用于盾构机舱内刀具搬运的机械臂装置，所述吊臂4一端固定在回转机构上，通过回转机构的旋转，实现吊钩1、滑轮2、钢丝绳3、吊臂4、提升机构5整体旋转。
45.优选的，所述的用于盾构机舱内刀具搬运的机械臂装置，多个伸缩平台7由多节伸缩管节构成，相邻两节所述伸缩管节之间通过内置油缸伸缩，实现所述伸缩平台7的伸缩运动。
46.优选的，所述的用于盾构机舱内刀具搬运的机械臂装置，所述回转机构6固定在所述伸缩平台7的前端，通过伸缩平台7的伸缩运动而移动，进而带动吊钩、滑轮、钢丝绳、吊臂、提升机构整体运动。
47.如图2
‑
图9所示，一种盾构机舱内刀具搬运方法，包括以下步骤：
48.s1、所述吊臂4安装有滑轮2的一端朝向材料舱8外侧，通过控制所述吊臂4的伸长，用所述吊钩1套住盾构刀具11上的螺栓吊耳，然后控制所述吊臂4收缩，带动所述吊钩1和所述盾构刀具进入材料舱8；
49.s2、待所述起吊系统完全进入材料舱8之后，关闭材料舱8的外闸门830，在材料舱8进行升压达到设定压力；
50.s3、打开材料舱8的内闸门810和泥水舱闸门820，通过控制所述伸缩平台7的伸长带动起吊系统进入盾构机的气垫舱9，在到达泥水舱10时停止；
51.s4、控制所述回转机构6带动所述起吊系统一同旋转90
°
；
52.s5、控制所述伸缩平台7带动起吊系统一同收缩，到达材料舱8的内闸门830时停止；
53.s6、控制所述回转机构6带动起吊系统一同再次旋转90
°
；
54.s7、控制所述伸缩平台7带动起吊系统一同伸长，到达泥水舱；
55.s8、控制所述通过回转机构6的旋转和吊臂4伸缩，将刀具送至指定位置。
56.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。