一种掘进系统及其管片拼装机的制作方法

1.本技术涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种掘进系统及其管片拼装机。还涉及一种包括上述管片拼装机的掘进系统。


背景技术：

2.管片拼装机作为现代隧道建设中使用极广的拼装机器，它能够极大地提高隧道管片铺设效率。
3.在现代化的隧道建设中，施工单位会依据当地的土质条件判断该条隧道是否需要铺设管片，管片铺设工作与隧道挖掘工作通常是同步进行的。对于正在进行管片铺设工作的隧道，受限于管片拼装机对隧道空间的占用，影响了隧道内车辆的正常通行。
4.因此，如何能够提供一种解决上述技术问题的管片拼装机是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种管片拼装机，在隧道施工的同时满足了通车的要求。本技术的另一目的是提供一种包括上述管片拼装机的掘进系统。
6.为实现上述目的，本技术提供一种管片拼装机，包括：
7.移动机构，用于在隧道行走，内部可供车辆通过；
8.拼装组件，安装于所述移动机构，用于在隧道拼装管片；
9.驱动组件，设于所述移动机构且与所述拼装组件相连，用于带动所述拼装组件做升降运动；和
10.回转组件，设于所述移动机构且与所述拼装组件相连，用于带动所述拼装组件做回转运动；以实现：
11.所述拼装组件在升降和回转下在隧道拼装管片；以及，所述拼装组件在升降和回转下在隧道避让车辆由所述移动机构内通过。
12.在一些实施例中，管片拼装机还包括升降组件和导向组件，所述导向组件设于所述移动机构，所述升降组件与所述导向组件滑动连接；并且：
13.所述驱动组件的固定端与所述移动机构相连，所述驱动组件的动作端与所述升降组件相连；
14.所述回转组件的固定端与所述升降组件相连，所述回转组件的动作端与所述拼装组件相连。
15.在一些实施例中，所述移动机构为门框结构，所述门框结构在隧道的轴向上前后开口和底部开口，所述导向组件成对设置且分布于所述门框结构的两侧，所述升降组件的两侧均与对应侧的所述导向组件滑动连接。
16.在一些实施例中，管片拼装机还包括联接组件，所述联接组件的固定端与所述回转组件的固定端相连，所述联接组件的活动端分别与所述回转组件的动作端及所述拼装组
件相连。
17.在一些实施例中，所述拼装组件包括：
18.固定件，与所述联接组件的活动端相连；
19.拼装体，用于在隧道拼装管片；和
20.第一驱动件，设于所述固定件且与所述拼装体相连，用于带动所述拼装体在隧道的径向上做伸缩运动。
21.在一些实施例中，所述拼装组件还包括活动件，所述活动件与所述固定件滑动连接，并且所述拼装体设于所述活动件。
22.在一些实施例中，所述拼装体包括：
23.安装件，与所述活动件相连；和
24.抓取头，安装于所述安装件。
25.在一些实施例中，所述拼装体还包括第三驱动件，所述第三驱动件设于所述安装件且与所述抓取头相连，所述第三驱动件用于带动所述抓取头在隧道的轴向上做伸缩运动。
26.在一些实施例中，管片拼装机还包括设于所述移动机构的车轮、第二驱动件及撑靴；所述车轮位于所述移动机构的底部两侧；所述第二驱动件及所述撑靴位于所述移动机构的顶部且远离所述拼装组件的一端，所述第二驱动件与所述撑靴相连，所述第二驱动件用于带动所述撑靴撑紧洞壁。
27.本技术还提供了一种掘进系统，包括上述管片拼装机。
28.相对于上述背景技术，本技术所提供的管片拼装机包括移动机构、驱动组件、回转组件和拼装组件；移动机构用于在隧道行走，内部可供车辆通过；拼装组件安装于移动机构，用于在隧道拼装管片；驱动组件设于移动机构且与拼装组件相连，用于带动拼装组件做升降运动；回转组件设于移动机构且与拼装组件相连，用于带动拼装组件做回转运动。
29.在该管片拼装机的工作过程中，通过移动机构的移动作用和拼装组件的拼装作用实现在隧道的不同位置进行管片的拼装。需要注意的是，因拼装组件在驱动组件的带动下升降，在竖直方向拼装能力得到增强；因拼装组件在驱动组件的带动下升降和在回转组件的带动下回转，在拼装组件升降至合适高度及回转至合适角度时，可在隧道避让车辆由移动机构内通过，适用需要车辆通行等特殊要求，即在隧道施工的同时满足了通车的要求。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
31.图1为本技术实施例提供的管片拼装机的侧视图；
32.图2为本技术实施例提供的管片拼装机的正视图；
33.图3为本技术实施例提供的管片拼装机的第一变化状态示意图；
34.图4为本技术实施例提供的管片拼装机的第二变化状态示意图。
35.其中：
36.01-管片环、1-移动机构、2-升降组件、3-驱动组件、4-回转组件、5-导向组件、6-联接组件、7-固定件、8-第一驱动件、9-活动件、10-安装件、11-第三驱动件、12-抓取头；
37.101-车轮、102-第二驱动件、103-撑靴。
具体实施方式
38.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
40.请参考图1和图2，其中，图1为本技术实施例提供的管片拼装机的侧视图，图2为本技术实施例提供的管片拼装机的正视图。
41.在第一种具体的实施方式中，本技术提供了一种管片拼装机，主要包括移动机构1、驱动组件3、回转组件4和拼装组件，能够适用需要车辆通行等特殊要求。
42.在本实施例中，移动机构1采用可移动车身的设计，使管片拼装机整体可移动。具体而言，管片拼装机整体即驱动组件3、回转组件4和拼装组件等在移动机构1的带动下，在隧道行走，进行前后移动，移动方式便捷，而移动机构1的内部可供车辆通过。
43.驱动组件3设于移动机构1，驱动组件3与拼装组件相连，通过驱动组件3的动作，带动拼装组件在隧道内做升降运动。回转组件4设于移动机构1，回转组件4与拼装组件相连，通过回转组件4的动作，带动拼装组件在隧道内做回转运动。其中，驱动组件3和回转组件4的设置形式有多种，包括但不限于电动、气动和液压的形式，例如回转驱动可使用蜗轮蜗杆，移动可以使用马达驱动，同应属于本实施例的说明范围。
44.拼装组件为管片拼装机中实现拼装管片的动作的结构，其安装于移动机构1，随移动机构1移动并在隧道前后移动，由拼装组件在隧道拼装管片。需要注意的是，本实施例的改进内容在于移动机构1、驱动组件3、回转组件4，至于管片拼装机中实现拼装管片动作的拼装组件，本实施例没有对此进行变化，可参照现有技术，这里不再赘述。
45.在该管片拼装机的工作过程中，通过移动机构1将管片拼装机整体调整至需要拼装管片的隧道内轴向位置，通过驱动组件3带动拼装组件升降、回转组件4带动拼装组件回转而将拼装组件调整至需要拼装管片的隧道内径向位置，由拼装组件实现对管片的拼装动作，形成已拼装完成的管片环01。
46.因拼装组件在驱动组件3的带动下升降，管片拼装机整体可以上下运动，在竖直方向拼装能力得到增强。
47.除此以外，请参考图3，图3为本技术实施例提供的管片拼装机的第一变化状态示意图，请参考图4，图4为本技术实施例提供的管片拼装机的第二变化状态示意图。
48.因拼装组件在驱动组件3的带动下升降和在回转组件4的带动下回转，在拼装组件回转至合适角度(如图3所示的水平)及升降至合适高度(如图4所示的上升)时，使拼装组件在隧道避让车辆，隧道内车辆能够由移动机构1内通过，在隧道施工的同时满足了通车的要求。
49.在一些实施例中，管片拼装机还包括升降组件2和导向组件5，拼装组件通过升降组件2和导向组件5安装于移动机构1。
50.在本实施例中，导向组件5设于移动机构1，升降组件2与导向组件5滑动连接。
51.具体而言，升降组件2包括固定架，导向组件5包括导向柱，升降组件2的固定架套装在导向组件5的导向柱上，固定架在驱动组件3的作用下，可以沿着导向柱上下移动。
52.驱动组件3的固定端与移动机构1相连，驱动组件3的动作端与升降组件2相连。
53.具体而言，驱动组件3包括避让油缸，缸体安装在移动机构1上，杆体连接升降组件2的固定架，为固定架提供上下移动的力。
54.回转组件4的固定端与升降组件2相连，回转组件4的动作端与拼装组件相连。
55.具体而言，回转组件4包括减速机和马达，安装在升降组件2的固定架上，为拼装组件提供旋转的力。
56.在一些实施例中，移动机构1为门框结构，门框结构在隧道的轴向上前后开口和底部开口，导向组件5成对设置且分布于门框结构的两侧，升降组件2的两侧均与对应侧的导向组件5滑动连接。
57.在本实施例中，移动机构1即为门框结构的车架，隧道车辆可在中间通过。在隧道的轴向上：导向组件5及升降组件2位于车架的一端；回转组件4的部分位于车架以内，部分位于车架以外；位于车架以外的还有拼装组件，拼装组件在车架以外进行升降、回转。
58.导向柱成对设置在车架端部的两侧，固定架的两侧均与导向柱套装，在避让油缸驱动固定架升降时，固定架的两侧同时沿着导向柱上下移动。
59.在一些实施例中，管片拼装机还包括联接组件6，联接组件6的固定端与回转组件4的固定端相连，联接组件6的活动端分别与回转组件4的动作端及拼装组件相连。
60.在本实施例中，联接组件6为回转支承，具有可相对动作的内圈和外圈；两者中的任意一者，如内圈，作为固定的部分与回转组件4固定的部分相连；两者中的另外一者，如外圈，作为活动的部分分别与回转组件4动作的部分以及拼装组件连接，从而使得拼装组件依靠减速机及马达提供的动力实现回转。
61.在一些实施例中，拼装组件包括固定件7、第一驱动件8和拼装体。
62.在本实施例中，固定件7与联接组件6的活动端相连，，第一驱动件8设于固定件7，第一驱动件8与拼装体相连，通过第一驱动件8带动拼装体在隧道的径向上做伸缩运动，通过拼装体在隧道拼装管片。
63.在一些实施例中，拼装组件还包括活动件9，活动件9与固定件7滑动连接，并且拼装体设于活动件9。
64.具体而言，固定件7为转动外筒，与回转支承连接，可以在回转支承带动下旋转；活动件9为转动内筒，嵌套在转动外筒内，可沿转动外筒内壁滑动，即可沿隧道径向移动；第一驱动件8为提升油缸，缸体与转动外筒相连，杆体与转动内筒相连，在提升油缸的作用下驱动转动内筒沿转动外筒滑动。
65.在一些实施例中，拼装体包括安装件10和抓取头12，安装件10与活动件9相连，抓取头12安装于安装件10。
66.在一些实施例中，拼装体还包括第三驱动件11，第三驱动件11设于安装件10且与抓取头12相连，第三驱动件11用于带动抓取头12在隧道的轴向上做伸缩运动。
67.具体而言，安装件10为平移外框，与转动内筒连接；第三驱动件11为平移油缸，安装在平移外框上，连接抓取头12，为抓取头12提供沿隧道方向轴向移动的力；抓取头12为拼装机常见结构，内部有3个微调自由度+1抓取。
68.在一些实施例中，管片拼装机还包括设于移动机构1的车轮101。
69.在本实施例中，车轮101位于移动机构1的底部两侧，直接与隧道的洞壁底部两侧接触，使用自行走走车轮，施工人员可使用遥控器操控行走，进而带动管片拼装机整体移动。
70.在一些实施例中，管片拼装机还包括设于移动机构1的第二驱动件102及撑靴103。
71.在本实施例中，第二驱动件102及撑靴103位于移动机构1的顶部且远离拼装组件的一端，第二驱动件102与撑靴103相连，第二驱动件102用于带动撑靴103撑紧洞壁。
72.具体而言，第二驱动件102为车身尾部油缸，缸体与移动机构1连接，杆体与撑靴103连接；在管片拼装机工作时，车身尾部油缸驱动撑靴103撑紧洞壁，提高管片拼装过程中工作稳定性，可以避免因管片过重造成翻车。
73.本技术还提供了一种掘进系统，包括上述管片拼装机。
74.为在已建成的隧道中铺设管片以提高其通行安全，就需要设备具有完整的管片拼装功能。同时，已建成隧道作为重要的交通枢纽，在管片拼装过程中，要求拼装设备能够避让车辆，不能影响隧道内车辆的正常通行。该掘进系统通过上述管片拼装机，具有低空间占有率、可避让车辆运行的特点。
75.在具体的过程中，隧道内部车辆从拼装机下方通过，待车辆完全通过后，避让油缸工作，使得拼装机恢复正常工作状态；隧道内部施工人员可以使用遥控器控制拼装车辆移动到指定位置进行施工。
76.综上，该掘进系统及其管片拼装机：
77.充分利用管片拼装机的性能，实现快速拼装管片；
78.结构紧凑，管片拼装部分在洞内空间占比较小；
79.适用需要车辆通行等特殊要求；
80.整体运动简洁，操作简单，拼装高效、快速；
81.在已通车隧道内使用时，不影响已建成隧道正常使用；
82.拼装机可以上下运动，在竖直方向拼装能力得到增强；
83.拼装机可以在固定车辆的带动下，进行前后移动，移动方式便捷。
84.需要注意的是，本技术中提及的诸多部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
85.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
86.以上对本技术所提供的掘进系统及其管片拼装机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。