隧道内衬管片加固设备的制作方法

1.本实用新型涉及盾构隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道内衬管片加固设备。


背景技术：

2.21世纪，世界经济的迅猛发展加速了城市化建设。在各种公共交通中，轨道交通占有越来越重要的作用。地铁隧道在国外各大城市均已具备一定规模，但随着地铁盾构隧道建设规模不断扩大，已建及在建盾构隧道破损事故时有发生，盾构隧道加固技术研究显得尤为重要。地铁盾构掘进时，钢内衬管片作为隧道支撑体系的结构，是隧道结构的重要组成部分。钢内衬管片之间采用管片螺栓连接，形成环形有机整体，保证了隧道土体的稳定和及时防止土体的挤压引起隧道断面的变形。分期始发、净距过小的双线隧道施工中，后始发的隧道在双线间净距过小的区域对先始发已支护成环的隧道管片有影响，需对已支护成环的隧道管片进行快速应急加固；水灾、坍塌等事故发生时，邻近区域的管片受力也会发生较大变化，有可能处于不稳定状态，同样需对邻近管片进行快速应急加固。
3.现有的传统人工加固的方式，加固效果差、工作强度高、效率低，且具有一定的安全隐患，虽有一些管片加固设备，但是这些设备自动化程度低，仍需要大量人工的投入来配合设备的使用，并不能解决问题，因此急需研究新型的管片加固设备以提高工作效率，并消除人工进行管片拼装时的安全隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型目的在于提供一种隧道内衬管片加固设备，旨在解决现有技术劳动强度高且工作效率和安全性低的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
6.设计一种隧道内衬管片加固设备，主要包括平板车，所述平板车的中部设置有用于放置管片的管片架，所述平板车的后部设置有用于将管片吊装到所述管片架上的吊臂，所述平板车的前部设置有网棚和用于将管片拼装到施工位置的机械臂；
7.所述平板车还配备有相应的控制系统，所述控制系统包括控制所述吊臂的吊臂控制模块、控制所述机械臂的机械臂控制模块和用于控制所述管片架升降的管片架控制模块。
8.优选的，所述管片架包括底架和设置在所述底架一端和中部的立柱以及驱动所述管片架上下移动的油缸，以利于放置和取装管片。
9.优选的，所述导向机构包括固定在所述平板车上的固定座、安装在所述固定座上的导向杆、与所述导向杆滑动连接的用于安装所述机械臂的底盘、用于驱动所述导向机构的油缸。
10.优选的，所述底盘上设置有通过回转马达实现旋转的回转支撑，且所述回转马达上设置有防止偏摆的刹车组件。
11.优选的，所述机械臂包括设置在所述固定座上的伸缩臂和二臂；所述伸缩臂采用
三节伸缩方式，其周围设置多个油缸，以达到调整其长度和角度目的；所述二臂采用四连杆结构，由液压油红进行驱动，从而达到大角度旋转的目的。
12.优选的，所述机械臂上设置有对应的板旋转机构、板夹紧机构和板校正机构，以利于所述机械臂应对各种情况的施工。
13.优选的，所述控制系统还包括自动门控模块、实时监控模块、电源控制模块、动力源控制模块、安全警示控制模块和紧急停止控制模块。
14.优选的，所述平板车的车门上方设置有由所述自动门控模块控制的显示屏，用于显示所述平板车车门的开关状态；所述平板车的前部和后部均设置有由所述实时监控系统控制的高清网络摄像头，实时监控并记录施工过程，以保障施工安全。
15.优选的，所述平板车的四周设置有多个由所述紧急停止控制模块控制的急停按钮；且在所述平板车的边缘部设置有多个由所述安全警示控制模块控制的安全警示灯。
16.优选的，所述机械臂通过导向机构安装在所述平板车上，所述网棚内设置有氧气瓶、液压站、空压机和用于放置物资的置物架。
17.与现有技术相比，本实用新型的主要有益技术效果在于：
18.本实用新型通过在平板车上设置智能吊臂和智能机械臂，代替了人工进行钢内衬管片加固工作，大大地降低了劳动强度，提高了工作效率，并在一定程度上消除了人工进行加固工作的安全隐患，提高了隧道加固施工的安全性。
附图说明
19.图1为本实用新型一种实施例的结构示意图之一；
20.图2为本实用新型图1中a部放大图。
21.图3为本实用新型一种实施例的结构示意图之二；
22.图4为本实用新型图3中b部放大图。
23.图5为本实用新型一种实施例管片架的结构示意图。
24.图6为本实用新型一种实施例机械臂的正视图。
25.图7为本实用新型一种实施例机械臂的侧视图。
26.图8为本实用新型一种实施例机械臂的俯视图；
27.图9为本实用新型一种实施例机械臂液压原理示意图之一；
28.图10为本实用新型一种实施例机械臂液压原理示意图之二。
29.以上各图中，1为平板车，2为管片架，3为吊臂，4为机械臂，41为伸缩臂，42为二臂，5为网棚，51为摄像头，52为照明灯，53为警示灯，54为液压站，55为空压机，56为氧气瓶，57为置物架, 6为固定架，61为底盘，62为导杆，7为回转马达，81、82、83、84、85、86、87为油缸。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，如涉及术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述技术方案和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.以下实施例中所涉及或依赖的程序均为本技术领域的常规程序或简单程序，本领域技术人员均能根据具体应用场景做出常规选择或者适应性调整。
33.以下实施例中所涉及的单元模块（零部件、结构、机构）或传感器等器件，如无特别说明，则均为常规市售产品。
34.实施例1：一种隧道内衬管片加固设备，参见图1 至图8，主要包括平板车1，所述平板车1的中部设置有用于放置管片的管片架2，所述平板车1的后部设置有用于将管片吊装到所述管片架2上的吊臂3，所述平板车1的前部设置有网棚5和用于将管片拼装到施工位置的机械臂4，所述机械臂4通过导向机构安装在所述平板车1上，所述网棚5内设置有氧气瓶56、液压站54、空压机55和用于放置物资的置物架57；所述管片架2包括底架21和设置在所述底架21一端和中部的立柱22以及驱动所述管片架上下移动的油缸，以利于放置和取装管片；所述导向机构包括固定在所述平板车上的固定座、安装在所述固定座上的导向杆、与所述导向杆滑动连接的用于安装所述机械臂的底盘61、用于驱动所述导向机构的油缸；所述底盘61上设置有通过回转马达7实现旋转的回转支撑，且所述回转马达7上设置有防止偏摆的刹车组件，所述底盘61通过油缸带动进行前后移动；所述机械臂4采用包括设置在所述固定座上的伸缩臂41和二臂42；所述伸缩臂41采用三节伸缩方式，其顶部设置油缸，以达到调整长度和角度目的；所述二臂42采用四连杆结构，由液压油红进行驱动，从而达到大角度旋转的目的，其利用四连杆结构，通过链板与油红相结合，实现旋转角度大；所述机械臂4上设置有对应的板旋转机构、板夹紧机构和板校正机构，所述板旋转机构采用两个油缸同时驱动旋转，利用四连杆结构和平行四边形特性，通过将两个油缸并联，以实现左右旋转，所述板夹紧机构采用滑块与液压油缸相结合，利用双杆油缸，通过两侧的圆弧进行定位和防松设计，以确保夹紧方便可靠，所述板校正机构采用两侧油缸固定在所述滑移机构上的方式，直接对钢内衬板进行校正；以上油缸均通过液压锁和换向阀双道保险保持运动位置，以防止发生危险；所述机械臂4配备有支撑支腿，采用左右两支腿分别与隧道内壁相密贴的方式，利用连杆结构，在油缸外侧设置导向套以防止油缸损坏，油缸顶部设置防碰撞传感器，以防止在支撑时损坏隧道内壁，并保证平板车1的稳定性；以上油缸均通过液压锁和换向阀双道保险保持运动位置，以防止发生危险；所述机械臂还配备有备用应急系统、电动油泵应急系统和紧急应急系统所述备用应急系统包括一套电池组电源，供直流液压泵，以防在断电时无法工作；所述电动油泵应急系统包括两套电动液压泵驱动，一个主泵工作，一个应急泵，以防电动液压泵无法工作；所述紧急应急系统包括一套手动液压泵，在电动油泵不能使用时进行应急使用，增加安全性；如图9和图10，当交流380v，吊臂泵5.5kw出现损坏时，启动另一侧液压泵工作，以实现应急工作，具体流程是：打开二通阀一和二通阀二及三通阀一至右位置（油回到机械手泵7.5kw油箱内），关闭二通阀三，打开机械手泵7.5k7可以实现正常工作；当交流380v，机械手泵7.5kw出现损坏时，启动另一侧吊臂泵5.5kw工作，以实现应急工作，具体流程是：打开二通阀一和二通阀三及三通阀二至左位置（油回到吊臂泵5.5kw油箱内），关闭二通阀二，打开吊臂泵5.5k可以实现正常工作；正常工作时，具体流程是：关阀二通阀一，打开二通阀二和二通阀三，扳动三通阀一至左侧油回到吊臂泵5.5kw油箱内，扳动三通阀二至右侧，油回到机械手泵7.5kw油箱内。
35.所述平板车上还设置有控制系统，所述控制系统包括控制所述吊臂的吊臂控制模
块、控制所述机械臂的机械臂控制模块、自动门控模块、实时监控模块、电源控制模块、动力源控制模块、安全警示控制模块和紧急停止控制模块；所述平板车1的车门上方设置有由所述自动门控模块控制的显示屏，用于显示所述平板车1车门的开关状态；所述平板车1的前部和后部均设置有由所述实时监控模块控制的高清网络摄像头51，实时监控并记录施工过程，以保障施工安全；本装置配备有四套动力系统，由所述动力源控制模块控制，以便在应急时自动切换，增加安全性，所述动力系统包括两台交流380v液压泵、一台直流24v液压泵和一台生动液压泵；所述网棚5上设置有由所述安全警示控制模块控制的安全警示灯52和照明灯53，且在所述平板车1的四周设置有多个由所述紧急停止控制模块控制的急停按钮，以实现任一急停按钮均可使机器停止工作，还设置有一键自动复位功能并在施工过程中设置安全防护警戒线，以防发生危险。
36.上述隧道内衬管片加固设备的操作使用方法如下：
37.工作时，在程序的控制下，吊臂将管片吊装至管片架上，让后利用轨道牵引车将装有管片的本装置牵引至施工位置，在程序的控制下，机械臂将管片从所述管片架上拼装至隧道内壁上，完成施工。
38.上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型技术构思的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者对相关部件、结构及材料进行等同替代，从而形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。