隧道掘进设备、钢拱架总成拼装系统及控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114233337A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111320470.2(22)申请日2021.11.09(71)申请人中国铁建重工集团股份有限公司地址410100湖南省长沙市长沙经济技术开发区东七线88号(72)发明人刘飞香侯昆洲任赛楠黄春霞王鹏潮杨重良刘宏亮(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人李赫(51)Int.Cl.E21D11/18(2006.01)E21D11/40(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图11页(54)发明名称隧道掘进设备、钢拱架总成拼装系统及控制方法(57)摘要本发明公开了一种钢拱架总成拼装系统，其主梁上移动设置行走机构，行走机构上联动设置支撑架，支撑架上沿隧道内壁的周向布置有旋转拼装环，旋转拼装环内侧设置有旋转驱动装置；旋转拼装环的下方设置有运送钢拱架总成各部件的运送装置，旋转拼装环上联动设置有拼装抓手，支撑架上联动设置有预紧装置，旋转拼装环上联动设置有紧固装置。该钢拱架总成拼装系统的作业精度较高，施工效率较高，能够相应降低工作人员的劳动强度和安全风险。本发明还公开了一种用于该钢拱架总成拼装系统的控制方法和应用了该钢拱架总成拼装系统的隧道掘进设备。CN114233337ACN114233337A权利要求书1/2页1.一种钢拱架总成拼装系统，其特征在于，包括控制器、沿隧道掘进方向延展布置的主梁，所述主梁的外周部沿隧道掘进方向移动设置有行走机构，所述行走机构上联动设置有支撑架，所述支撑架的外周部沿隧道内壁的周向布置有与隧道内壁对位配合的旋转拼装环，所述旋转拼装环的内侧设置有驱动该旋转拼装环沿隧道内壁的周向转动的旋转驱动装置；旋转拼装环的下方设置有能够沿所述主梁的延展方向移动运送钢拱架总成各部件的运送装置，所述旋转拼装环上联动设置有能够将钢拱架总成各部件由所述运送装置上取下的拼装抓手，所述支撑架上联动设置有能够将钢拱架总成中各邻位部件通过螺栓预连接的预紧装置，所述旋转拼装环上联动设置有将各预连接的螺栓旋紧以将钢拱架总成的各部件可靠组装的紧固装置。2.如权利要求1所述的钢拱架总成拼装系统，其特征在于，所述拼装抓手包括联动设置于所述旋转拼装环外周部的第一连接件，所述第一连接件的外端设置有能够沿所述旋转拼装环的径向伸缩的撑紧油缸，所述撑紧油缸外端联动设置有两个抓取头，两所述抓取头沿所述旋转拼装环的轴向依次布置并对位适配，两所述抓取头间连接有沿所述旋转拼装环的轴向动作的抓取油缸和紧固弹簧，两所述抓取头通过所述抓取油缸和所述紧固弹簧的驱动而开合适配以取放钢拱架总成的各部件。3.如权利要求2所述的钢拱架总成拼装系统，其特征在于，所述抓取头的中部至其两端外径递增，以形成与钢拱架总成各部件的顶部连接钢板卡接适配的卡槽。4.如权利要求1所述的钢拱架总成拼装系统，其特征在于，所述预紧装置包括联动设置于所述支撑架外周部的第二连接件，所述第二连接件的外端对称设置有沿所述旋转拼装环的轴向分置于所述旋转拼装环两侧的对齐模块，所述对齐模块的之间通过沿所述旋转拼装环的轴向布置的对齐油缸相向或背向移动；所述对齐模块的外端部设置有预紧模块，所述预紧模块包括沿所述旋转拼装环的径向动作的第一移动油缸以及沿所述旋转拼装环的切线方向动作的第二移动油缸，所述第一移动油缸与所述第二移动油缸间通过“L”型连杆相连，所述第二移动油缸的动作端联动设置有相互适配的预紧筒和第一位置探测器，所述预紧筒内布置有与钢拱架总成各部件的端部连接板上的螺栓孔对位适配的预连接螺栓。5.如权利要求4所述的钢拱架总成拼装系统，其特征在于，所述对齐模块的外端部内侧面上具有与钢拱架总成各部件的端部连接板的外缘部对位卡接适配的四棱定位槽。6.如权利要求1所述的钢拱架总成拼装系统，其特征在于，所述紧固装置包括联动设置于所述旋转拼装环的外周部的第三连接件，所述第三连接件，所述第三连接件的外端对称设置有沿所述旋转拼装环的轴向依次布置并对位适配的紧固模块，两所述紧固模块的之间通过沿所述旋转拼装环的轴向布置的第三移动油缸油缸相向或背向移动，所述第三移动油缸的两端分别设置有与所述紧固模块一一对应连接并能够带动所述紧固模块沿所述旋转拼装环的径向移动的第四移动油缸；两所述紧固模块的外端部对称设置有轴向与所述旋转拼装环的轴向一致的首末段组装筒，其中一个紧固模块上的首末段组装筒内布置有与钢拱架总成的首段部件与末段部件间连接板上的螺栓孔适配的紧固螺栓，另一个紧固模块上的首末段组装筒内布置有与钢拱架总成的首段部件与末段部件间连接板上的螺栓孔适配的紧固螺母，所述紧固模块的外端2CN114233337A权利要求书2/2页部还设置有与所述首末段组装筒适配的第二位置探测器；所述