一种隧道建造用中隔板安装设备

技术领域

本发明涉及隧道中隔板施工领域，具体说是一种隧道建造用中隔板安装设备。

背景技术

隧道中隔板是竖立固定在隧道中间的T型隔板，用于将隧道分为互不相通的左右两个部分，以保证左右侧车道之间互不影响，以达到提高行车安全性的目的。隧道中隔板大多为预制混凝土结构，在安装时，需要用运输平板车拉进隧道内施工。目前，隧道中隔板的安装大多采用人工利用起重设备吊起，并人工进行翻转的方式进行。由于在隧道内进行施工，操作空间及其有限，起重设备起吊动作受限，导致施工效率极低。隧道中隔板起吊起来之后，需要将隧道中隔板人工进行90°翻转，由于隧道中隔板单个重量较大，人工将起吊起来的中隔板进行翻转，危险系数较大，极易发生不可控的安全事故。因此，如何克服上述存在的技术问题和缺陷成为重点需要解决的问题。

发明内容

本发明的发明目的在于克服背景技术中所描述的缺陷，从而实现一种隧道建造用中隔板安装设备，该安装设备通过专用的物料夹取机构和翻转机构实现隧道中隔板的夹取提升和翻转动作，替代了现有技术中人工进行吊运和翻转的施工方式，隧道中隔板的安装效率得到显著提高，同时，节省了大量的人力成本，并保证了隧道中隔板安装的施工安全性，避免安全事故的发生。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种隧道建造用中隔板安装设备，其主要包括机架支撑、驱动行走机构、物料夹取机构、翻转机构和电控机构，所述机架支撑底部固定安装驱动行走机构，所述驱动行走机构用于机架支撑的左右、前后行走；所述物料夹取机构包括升降单元和夹取单元，所述升降单元固定设置于机架支撑上部，所述夹取单元通过翻转支撑固定设置于升降单元的顶部；所述翻转机构安装于所述翻转支撑设置夹取单元一端的相对端，用于夹取单元的翻转驱动；所述电控机构控制驱动行走机构、物料夹取机构和翻转机构进行协同工作，电控机构为常规的工控电脑或PLC电控模块，为了更加方便的进行现场施工，电控机构可以增加无线遥控模块，实现无线遥控控制施工。上述电控机构为本领域中常规的工业控制技术，其结构和控制原理均为公知公用技术，且其也不是本发明的发明点所在，在此就不再赘述。

在上述隧道建造用中隔板安装设备中，所述物料夹取机构的升降单元包括升降油缸和升降支撑台，所述升降支撑台安装设置于升降油缸自由端顶部，所述升降油缸底部固定设置于机架支撑的上端面上，所述升降油缸外接机载液压驱动；为了增加升降的稳定性，也可以在升降支撑台和机架之间设置限位伸缩柱，限位伸缩柱为常规的嵌套伸缩柱结构。

在上述隧道建造用中隔板安装设备中，所述物料夹取机构的夹取单元包括夹取骨架、锁死轴盘和夹取液压缸，所述夹取骨架的截面形状呈U型，且夹取骨架的开口大于隧道中隔板的厚度，所述夹取骨架的外侧壁上开设有锁死缺口，所述锁死缺口外侧的夹取骨架上固定设置有锁死支架，所述锁死支架上固定安装所述夹取液压缸，所述锁死轴盘同轴设置于所述夹取液压缸的自由端，所述锁死轴盘的直径可从锁死缺口中穿过，所述夹取液压缸的轴线垂直夹取骨架侧壁设置。所述夹取液压缸的数量为3-6个，且锁死缺口的数量与夹取液压缸的数量匹配。

在上述隧道建造用中隔板安装设备中，所述翻转机构包括配重支撑盘、翻转齿环、翻转齿轮和翻转电机，所述配重支撑盘轴心部固定设置于所述翻转支撑设置夹取单元一端的相对端，所述翻转齿环通过紧固件或直接焊接固定设置于配重支撑盘内侧端面上，翻转齿环外周设置有啮合齿，所述翻转电机通过电机支撑固定设置于机架支撑上，所述翻转电机的输出轴上配合安装翻转齿轮，且翻转齿轮与翻转齿环啮合传动。所述翻转电机为电机、制动器、减速器集成设置的三合一驱动电机。

在上述隧道建造用中隔板安装设备中，所述驱动行走机构包括行走轮架、行走轮、行走驱动电机和转向驱动电机，所述机架支撑一端的行走轮架通过回转支承固定设置于机架支撑的底部，所述行走轮安装于行走轮架下部，设置为万向轮结构。所述行走驱动电机固定安装于行走轮架上，且行走驱动电机通过传动机构带动行走轮转动；所述转向驱动电机固定设置于机架支撑下部，且转向驱动电机通过齿轮啮合结构带动行走轮架左右转向。所述行走驱动电机和转向驱动电机为电机、制动器、减速器集成设置的三合一驱动电机。

在上述隧道建造用中隔板安装设备中，所述机架支撑另一端的行走轮架固定设置于机架支撑底部，所述行走轮安装于行走轮架下部，设置为定向轮结构，以降低生产成本。

在上述隧道建造用中隔板安装设备中，翻转支撑包括翻转轴承、翻转轴和密封盖，所述翻转轴通过翻转轴承固定设置于升降单元的顶部，所述密封盖通过螺栓紧固件可拆卸设置于翻转轴和翻转轴承的外围的升降单元上，增加轴承的密封性能，防止恶劣的工作环境下，缩短翻转轴承的工作寿命。

本发明的隧道建造用中隔板安装设备的有益效果：

1.本发明的隧道建造用中隔板安装设备，结构紧凑，能够在隧道内灵活动作，并通过专用的物料夹取机构和翻转机构实现隧道中隔板的夹取提升和翻转动作，替代了现有技术中人工进行吊运和翻转的施工方式，隧道中隔板的安装效率大大提升，可以显著缩短隧道中隔板的施工工期。

2.本发明的隧道建造用中隔板安装设备，实现了隧道内对中隔板的夹取提升和翻转动作，避免了现有技术中人工进行吊运和翻转，节省了大量的人力成本，中隔板提升和翻转的安全可靠性取得了实质性进步，保证了隧道中隔板安装的施工安全性，避免施工过程中安全事故的发生，促进了隧道施工企业安全生产。

附图说明

图1是本发明的隧道建造用中隔板安装设备的夹取状态的结构示意图；

图2是本发明的隧道建造用中隔板安装设备的翻转状态的结构示意图；

图3是翻转机构的结构示意图；

图4是图3的右视结构示意图；

图5是物料夹取机构的夹取单元的结构示意图；

图6是图5的右视结构示意图；

图7是驱动行走机构的万向轮部分的结构示意图；

图8是隧道中隔板安装完毕后隧道截面示意图。

图中：1-机架支撑；

2-驱动行走机构，201-行走轮架，202-行走轮，203-行走驱动电机，204-转向驱动电机，205-回转支承，206-转向齿盘，207-转向齿轮；

3-物料夹取机构，301-升降单元，302-夹取单元；

311-升降油缸，312-升降支撑台；321-夹取骨架，322-锁死轴盘，323-夹取液压缸；

4-翻转机构，401-配重支撑盘，402-翻转齿环，403-翻转齿轮，404-翻转电机；

5-翻转支撑，501-翻转轴承，502-翻转轴，503-密封盖；

6-运输平板车，7-中隔板。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体的实施方式对本发明的隧道建造用中隔板安装设备做更加详细的描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，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，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1-图8，本实施例的隧道建造用中隔板安装设备，该安装设备通过专用的物料夹取机构和翻转机构实现隧道中隔板的夹取提升和翻转动作，替代了现有技术中人工进行吊运和翻转的施工方式，隧道中隔板的安装效率得到显著提高，同时，节省了大量的人力成本，并保证了隧道中隔板安装的施工安全性。其主要包括机架支撑、驱动行走机构、物料夹取机构、翻转机构和电控机构。下面我们对上述各个机构进行逐一表述。

所述机架支撑底部固定安装驱动行走机构，所述驱动行走机构用于机架支撑的左右、前后行走；参见图1和图7，在本实施例中，所述驱动行走机构包括行走轮架、行走轮、行走驱动电机和转向驱动电机，所述机架支撑一端的行走轮架通过回转支承固定设置于机架支撑的底部，所述行走轮安装于行走轮架下部，设置为万向轮结构。所述行走驱动电机固定安装于行走轮架上，且行走驱动电机通过链条传动机构带动行走轮转动；所述转向驱动电机固定设置于机架支撑下部，且转向驱动电机通过齿轮啮合结构带动行走轮架左右转向。具体地，在行走轮架上部水平安装转向齿盘，所述转向驱动电机轴端安装转向齿轮，所述转向齿轮与转向齿盘啮合传动。当然，也可以将转向齿盘安装在机架支撑下部，将转向驱动电机装于行走轮架上，位置互换，同样能够实现。所述行走驱动电机和转向驱动电机为电机、制动器、减速器集成设置的三合一驱动电机。所述机架支撑另一端的行走轮架固定设置于机架支撑底部，所述行走轮安装于行走轮架下部，设置为定向轮结构，以降低生产成本。

在本实施例中，参见图1和图2，所述物料夹取机构包括升降单元和夹取单元，所述升降单元固定设置于机架支撑上部，所述夹取单元通过翻转支撑固定设置于升降单元的顶部；具体地，参见图1，所述升降单元包括升降油缸和升降支撑台，所述升降支撑台安装设置于升降油缸自由端顶部，所述升降油缸底部固定设置于机架支撑的上端面上，所述升降油缸外接机载液压驱动；为了增加升降的稳定性，也可以在升降支撑台和机架之间设置限位伸缩柱，限位伸缩柱为常规的嵌套伸缩柱结构。具体地，参见图5和图6，所述夹取单元包括夹取骨架、锁死轴盘和夹取液压缸，所述夹取骨架的截面形状呈U型，且夹取骨架的开口大于隧道中隔板的厚度，所述夹取骨架的外侧壁上开设有锁死缺口，所述锁死缺口外侧的夹取骨架上固定设置有锁死支架，所述锁死支架上固定安装所述夹取液压缸，所述锁死轴盘同轴设置于所述夹取液压缸的自由端，所述锁死轴盘的直径可从锁死缺口中穿过，所述夹取液压缸的轴线垂直夹取骨架侧壁设置。所述夹取液压缸的数量为3-6个，且锁死缺口的数量与夹取液压缸的数量匹配，在本实施例中，夹取液压缸的数量优选为4个，且四个夹取液压缸的连线呈菱形分布。

在本实施例中，参见图1，上述翻转支撑包括翻转轴承、翻转轴和密封盖，所述翻转轴通过翻转轴承固定设置于升降单元的顶部，所述密封盖通过螺栓紧固件可拆卸设置于翻转轴和翻转轴承的外围的升降单元上，增加轴承的密封性能，防止恶劣的工作环境下，缩短翻转轴承的工作寿命。

所述翻转机构安装于所述翻转支撑设置夹取单元一端的相对端，用于夹取单元的翻转驱动；在本实施例中，参见图3和图4，所述翻转机构包括配重支撑盘、翻转齿环、翻转齿轮和翻转电机，所述配重支撑盘轴心部固定设置于所述翻转支撑设置夹取单元一端的相对端，所述翻转齿环通过紧固件或直接焊接固定设置于配重支撑盘内侧端面上，翻转齿环外周设置有啮合齿，所述翻转电机通过电机支撑固定设置于机架支撑上，所述翻转电机的输出轴上配合安装翻转齿轮，且翻转齿轮与翻转齿环啮合传动。所述翻转电机为电机、制动器、减速器集成设置的三合一驱动电机。

所述电控机构控制驱动行走机构、物料夹取机构和翻转机构进行协同工作，电控机构为常规的工控电脑或PLC电控模块，为了更加方便的进行现场施工，电控机构可以增加无线遥控模块，实现无线遥控控制施工。上述电控机构为本领域中常规的工业控制技术，其结构和控制原理均为公知公用技术，且其也不是本发明的发明点所在，在此就不再赘述。

本发明的隧道建造用中隔板安装设备的工作原理：首先，将本发明的中隔板安装设备通过驱动行走机构驶入隧道内带安装中隔板位置，当隧道中隔板运输平板车将中隔板运入隧道合适位置，物料夹取机构的升降单元在电控机构的控制下进行上升，将同时夹取单元的开口朝向正下方，夹取液压缸带动锁死轴盘缩回，调整设备位置使夹取单元的开口正对中隔板，随后升降单元开始下降，直至夹取单元将中隔板大部收入夹取骨架内。随后夹取液压缸带动锁死轴盘伸出，顶紧中隔板进行中隔板锁死。随后升降单元再次上升至合适位置，此时，翻转机构的翻转电机通过齿轮啮合带动配重支撑盘和翻转齿环转动，最终通过翻转轴带动夹取单元实现90°翻转，使中隔板的底座保持水平。然后升降单元下降，使中隔板放置隧道内的合适位置，夹取液压缸带动锁死轴盘回缩，然后驱动行走机构沿中隔板铺设方向后退，直至夹取骨架完全脱离中隔板，即完成一个中隔板的铺设循环。移动本设备到下一个平板车夹取中隔板，重复以上动作，完成中隔板的安装。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中如使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围。