一种盾构施工用辅助运刀装置

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，尤其涉及一种盾构施工用辅助运刀装置。

背景技术

土压平衡盾构机主机主要由刀盘、前盾、中盾、尾盾组成。主要适用于地下水少，渗透系数较小的粘性地层、砂性地层和砂砾地层，具有开挖推进，同步衬砌，一次性成洞等功能。广泛用于城市地铁隧道等施工领域。土压平衡盾构机在硬岩地层中掘进时，刀具磨损较大，需要经常对刀具进行更换。滚刀磨损更换是影响有效掘进时间的一个重要因素，在地层硬度较大的区域，滚刀检查更换的频率最高可达每掘进20厘米检查更换一次刀具。在刀具更换过程中，拆卸安装一把滚刀的最快时间为10分钟，而从人仓运输一把滚刀至主仓的时间则需要10到30分钟。

现有的土压平衡盾构机在对刀具进行运输时，主要是将刀具放置在刀具架上，进而通过吊装葫芦对刀具架进行吊装，从而对刀具进行移动。由于在设置吊装葫芦时，吊装葫芦的锁具需要穿过人仓和主仓之间的闸门，因此吊装葫芦整体高度较低，工作人员在人仓和主仓空间内进行操作时，需要谨慎操作，避免与吊装葫芦以及其锁具发生碰撞而产生安全事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种盾构施工用辅助运刀装置，能够对运刀装置的高度进行调节，在使用时，辅助刀具由人仓移动至主仓，在不进行运刀时，将运刀装置收纳至人仓和主仓上部空间，安全性高。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种盾构施工用辅助运刀装置，包括用于盛放刀具的刀架、用于对刀架吊装的吊装组件、驱动吊装组件在水平方向移动的水平驱动组件以及驱动吊装组件在竖直方向进行移动的竖直提升组件，所述水平驱动组件包括主仓导轨、人仓导轨以及移动小车；所述主仓导轨上部设置有若干个驱动主仓导轨在竖直方向升降的主仓升降驱动件；所述人仓导轨的上部设置有若干个驱动人仓导轨在竖直方向升降的人仓升降驱动件以及若干个驱动人仓导轨沿其长度方向进行移动的人仓水平驱动件；所述主仓导轨和人仓导轨横向对齐，所述移动小车能够沿主仓导轨和人仓导轨长度方向移动；所述吊装组件以及竖直提升组件设置于移动小车上。

通过上述技术方案，在需要对刀具进行移动时，通过主仓升降驱动件驱动主仓导轨下降至设置的高度，人仓升降驱动件驱动人仓导轨下降到设置的高度；人仓水平驱动件驱动人仓导轨沿人仓导轨长度方向进行移动，使人仓导轨穿过闸门，使人仓导轨与主仓导轨在闸门位置处连接对齐；移动小车通过主仓导轨和人仓导轨移动至刀具正上方，进而通过吊装组件对刀架进行吊装，通过竖直提升组件对刀架在竖直方向进行提升，从而移动小车将带动刀具穿过闸门，将刀具由人仓移动至主仓；在完成对刀具吊装后，主仓升降驱动件驱动主仓导轨移动至闸门上方位置，人仓升降驱动件以及人仓水平驱动件驱动人仓导轨脱离闸门位置，回复到人仓上部位置，从而减小对工作人员的在人仓以及主仓区域工作活动的影响。

较佳的，所述主仓升降驱动件为主仓升降电动推杆，所述主仓升降电动推杆的活塞杆竖直设置；所述主仓升降电动推杆的杆体与主仓仓顶固定连接，所述主仓升降电动推杆的活塞杆与主仓导轨固定连接；

所述人仓导轨的上部设置有安装主轨和安装副轨，所述安装主轨与人仓仓顶固定连接，所述安装副轨沿安装主轨长度方向与安装主轨滑动连接；所述人仓水平驱动件为活塞杆沿安装主轨长度方向设置的人仓水平电动推杆，所述人仓水平电动推杆的杆体与安装主轨固定连接；所述人仓水平电动推杆的活塞杆与安装副轨固定连接；所述人仓竖直驱动件为人仓竖直电动推杆，人仓竖直电动推杆的活塞杆竖直朝下；所述人仓竖直电动推杆的杆体与安装副轨固定连接，所述人仓竖直电动推杆的活塞杆与人仓导轨固定连接。

通过上述技术方案，通过主仓升降电动推杆的活塞杆伸缩，进而能够带动主仓导轨在竖直方向进行升降；通过人仓竖直电动推杆的活塞杆伸缩，进而带动人仓导轨在竖直方向上进行升降，通过人仓水平电动推杆的活塞杆伸缩，驱动安装副轨沿安装主轨长度方向进行滑动，进而对人仓导轨的水平位置进行调节，从而能够方便高效的在闸门位置处将主仓导轨和人仓导轨进行连接对齐。

较佳的，所述竖直提升组件包括吊轮、吊绳以及提升电机；所述吊轮绕水平轴线与移动小车的车体转动连接；所述吊绳的上端与吊轮固定连接，所述吊装组件设置于吊绳下端；所述提升电机用于驱动吊轮绕吊轮轴线进行转动。

通过上述技术方案，通过吊装组件对盛放刀具的刀架进行吊装，通过提升电机驱动吊轮绕其轴向进行转动，进而通过吊绳带动刀具在竖直方向上进行移动。

较佳的，所述盾构施工用辅助运刀装置还包括偏摆减震组件；所述偏摆减震组件包括箱体以及若干对设置在箱体内部的限位轮；所述限位轮的轴线水平设置并且绕其轴线与箱体转动连接；所述箱体与移动小车的车体固定连接，所述箱体顶面上开设有竖直贯穿箱体的限位孔；所述吊绳呈Z 字形从限位轮之间缠绕通过。

通过上述技术方案，通过将设置偏摆减震组件，通过将吊绳从限位轮之间缠绕通过，不仅使吊绳具有更大的收放长度，而且在竖直方向产生拉力变化时，能够通过限位轮对吊绳进行的拉力进行缓冲，从而减小对移动小车的冲击。

较佳的，所述限位轮的周面上开设有限位槽，所述吊绳置于限位槽中，并且所述吊绳从每对限位轮之间穿过。

通过上述技术方案，吊绳置于限位槽中，通过限位槽两侧的槽壁能够吊绳进行偏摆限位；通过将吊绳从每对限位轮之间穿过，从通过两限位轮的限位，进一步减小吊绳的偏摆范围。

较佳的，所述吊装组件包括至少三条挂绳，挂绳的上端与吊绳固定连接，所述吊绳的下端固定有安全挂钩。

通过上述技术方案，在使用吊装组件对刀架进行吊装时，在刀架的周向上设置至少三个均布的吊点，通过将各个挂绳与刀架的吊点相连，进而通过吊绳对刀架进行进行斜拉，通过多条吊绳将力传导致吊绳上，进而在对刀架进行吊装时，携带刀具的刀架能够更加稳定，减小刀架吊装移动的偏摆。

较佳的，所述挂绳包括上挂绳、下挂绳以及位于上挂绳和下挂绳之间的缓冲体；所述缓冲体包括缓冲壳、缓冲连接塞以及缓冲弹簧；所述缓冲连接塞包括塞杆以及分别位于塞杆两端的并且与塞杆固定连接的塞体以及限位板；所述塞体位于缓冲壳内部并且沿缓冲壳轴向与缓冲壳滑动连接；所述塞杆轴向插入缓冲壳内部；所述缓冲弹簧与塞杆套接，并且缓冲弹簧的两端分别与塞体以及缓冲壳内端壁抵接。

通过上述技术方案，在对刀架进行吊装移动时，当刀架的重心突然变化时，挂绳的所受的拉力会产生突变，会通过吊绳对移动小车造成冲击；通过缓冲体的设置，在挂绳的拉力产生突变时，通过压缩缓冲弹簧进行缓冲，从而减小对吊绳以及上部移动小车的冲击。

较佳的，所述刀架包括圆环型架体以及至少三个固定在圆环型架体上表面的吊环；所述圆环型架体用于对刀具插接定位；所述吊环绕圆环型架体轴线周向均布。

通过上述技术方案，通过将刀具插入到圆环型架体中，进而通过使用安全挂钩对吊环进行钩挂，从而对刀具进行吊装；通过圆环型架体对刀具进行定位，通过对圆环型架体进行周向多点起吊，进而能够在对刀具进行吊装时，保持刀具重心的稳定，使刀具处于平衡状态。

较佳的，所述圆环型架体上部设置有两个在竖直方向对刀具进行限位的半环型限位板，所述半环型限位板的一端设置有与圆环型架体固定连接的转动连接轴；所述半环型限位板绕转动连接轴轴线与转动连接轴的转动连接；两半环型限位板能够转动扣合成环型板体。

通过上述技术方案，在将刀具放入到圆环型架体上后，绕转动连接轴转动两半环型限位板，使两半环型限位板处于扣合状态；通过两个半环型限位板在竖直方向对刀具进行限位，从而在对刀具进行吊装时，防止刀具重心高度在出现突然变化时，刀具发生在竖直方向发生窜动。

较佳的，所述主仓导轨和人仓导轨的横截面为工字型，所述移动小车包括两个用于沿主仓导轨和人仓导轨两侧滚动行走的行走轮。

通过上述技术方案，主仓导轨和人仓导轨的横截面为工字型，移动小车通过两个位于行走轮与主仓导轨和人仓导轨的配合，进而实现与主仓导轨和人仓导轨连接，通过驱动两侧的行走轮进行转动，进而带动移动小车沿主仓导轨和人仓导轨长度方向进行移动；移动小车通过两个行走轮进行双支撑，从而在行走时，更加平衡稳定。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是盾构施工用辅助运刀装置的结构示意图。

图2是体现安装主轨与安装副轨连接关系的结构示意图。

图3是体现移动小车的结构示意图。

图4是体现缓冲体的结构示意图。

图5是体现刀架的结构示意图。

图6是体现两半环型限位板相对位置的结构示意图。

图7是偏摆减震组件的结构示意图。

图8是限位轮的结构示意图。

其中，1、刀架；11、圆环型架体；12、吊环；13、半环型限位板； 14、转动连接轴；2、吊装组件；21、挂绳；211、上挂绳；212、下挂绳； 213、缓冲壳；214、缓冲连接塞；2141、塞体；2142、塞杆；2143、限位板；215、缓冲弹簧；22、安全挂钩；3、主仓导轨；31、主仓升降电动推杆；4、人仓导轨；41、人仓水平电动推杆；42、人仓竖直电动推杆；5、移动小车；51、车体；52、行走轮；53、传动轴；54、传动带轮；55、传动皮带；56、行走电机；6、安装主轨；7、安装副轨；8、竖直提升组件； 81、吊轮；82、吊绳；83、提升电机；9、偏摆减震组件；91、箱体；911、限位孔；92、限位轮；921、限位槽；100、刀具。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例：

一种盾构施工用辅助运刀装置，参照图1，包括刀架1、吊装组件2、水平驱动组件以及竖直提升组件8(图中未示出)。图中A为主仓，B为人仓，C 为闸门。刀架1用于对刀具100进行放置定位，吊装组件2用于对刀架1进行吊装。水平驱动组件和竖直提升组件8分别用于驱动吊装组件2在水平方向移动和驱动吊装组件2在竖直方向进行移动。

参照图1和图2，水平驱动组件包括主仓导轨3、人仓导轨4以及移动小车5，吊装组件2以及竖直提升组件8设置于移动小车5上。主仓导轨3设置于主仓上部，并且长度方向沿主仓长度方向设置。主仓导轨3上部设置有若干个驱动主仓导轨3在竖直方向升降的主仓升降驱动件。主仓升降驱动件为主仓升降电动推杆31，主仓升降电动推杆31的活塞杆竖直设置。主仓升降电动推杆31的杆体与主仓仓顶固定连接，主仓升降电动推杆31的活塞杆与主仓导轨 3固定连接。通过主仓升降电动推杆31的活塞杆伸缩，进而带动主仓导轨3 在竖直方向上升降。

参照图1和图2，人仓导轨4设置于人仓上部，并且长度方向沿人仓的长度方向设置。人仓导轨4的上部设置有若干个驱动人仓导轨4在竖直方向升降的人仓升降驱动件以及若干个驱动人仓导轨4沿其长度方向进行移动的人仓水平驱动件。人仓导轨4的上部设置有安装主轨6和安装副轨7，安装主轨 6与人仓仓顶固定连接，安装副轨7沿安装主轨6长度方向与安装主轨6滑动连接。人仓水平驱动件为活塞杆沿安装主轨6长度方向设置的人仓水平电动推杆41，人仓水平电动推杆41的杆体与安装主轨6固定连接；人仓水平电动推杆41的活塞杆与安装副轨7固定连接。人仓竖直驱动件为人仓竖直电动推杆 42，人仓竖直电动推杆42的活塞杆竖直朝下。人仓竖直电动推杆42的杆体与安装副轨7固定连接，人仓竖直电动推杆42的活塞杆与人仓导轨4固定连接。通过人仓水平电动推杆41的活塞杆伸缩，进而能够驱动安装副轨7沿安装主轨6长度方向进行移动，进而对人仓导轨4的水平位置进行调节。通过人仓竖直电动推杆42的活塞杆进行伸缩，进而带动人仓导轨4在竖直方向进行升降，从而对人仓导轨4的高度位置进行调节。

参照图1和图2，人仓导轨4和主仓导轨3能够对齐，移动小车5能够沿主仓导轨3和人仓导轨4长度方向移动。当需要对刀具100进行移动转运时，主仓升降电动推杆31驱动主仓导轨3下降至闸门高度位置，人仓竖直电动推杆42驱动人仓导轨4下降至闸门高度位置，进而人仓水平电动推杆41驱动安装副轨7，使人仓导轨4向主仓导轨3方向运动，进而在闸门位置处，使人仓导轨4与主仓导轨3拼接对齐，进而移动小车5能通过人仓导轨4和主仓导轨3穿过闸门，方便的将刀具100由人仓移动至主仓。在完成对刀具100的移动后，主仓升降电动推杆31活塞杆收缩，使主仓导轨3回位到主仓上部位置。人仓水平电动推杆41驱动安装副轨7，使人仓导轨4脱离闸门位置，进而人仓竖直电动推杆42的活塞杆收缩，将人仓导轨4复位至人仓上部位置。水平驱动组件在不使用时，能够移动至人仓和主仓空间的上部，进而在日常操作中，减小对工作人员的操作影响，提高了操作环境的安全性。

参照图1和图3，主仓导轨3和人仓导轨4为截面大小和型状相同的工字型导轨。移动小车5包括车体51、行走轮52以及行走电机56。行走轮52 设置为两个，并且分别位于车体51两侧；行走轮52绕其轴线与车体51转动连接。行走轮52的下方设置有轴向与行走轮52轴向平行的传动轴53，传动轴53绕其轴线与车体51转动连接。传动轴53的两端分别设置有与其同轴设置并且固定连接的传动带轮54；行走轮52的外侧也设置有与其同轴设置的并且固定连接的传动带轮54。车体51两侧的两个行走轮52之间套设有传动皮带55。行走电机56的机体与车体51固定连接，行走电机56的输出轴通过连接器与传动轴53相连。通过行走电机56驱动传动轴53进行转动，进而带动移动小车5在主仓导轨3和人仓导轨4上进行行走。

参照图3，竖直提升组件8包括吊轮81、吊绳82以及提升电机83。吊轮81绕水平轴线与移动小车5的车体51转动连接。吊绳82的上端与吊轮81 固定连接，吊装组件2设置于吊绳82下端。提升电机83的机体与车体51固定连接，提升电机83的输出轴与吊轮81同轴设置并且固定连接。通过提升电机83驱动吊轮81进行转动，进而通过吊绳82带动吊装组件2在竖直方向进行移动。

参照图3和图4，吊装组件2包括至少三条挂绳21，挂绳21的上端与吊绳82固定连接，挂绳21的下端固定有安全挂钩22。挂绳21包括上挂绳211、下挂绳212以及位于上挂绳211和下挂绳212之间的缓冲体。缓冲体包括缓冲壳213、缓冲连接塞214以及缓冲弹簧215。缓冲壳213的两端分别于上挂绳211和下挂绳212固定连接。缓冲连接塞214包括塞杆2142以及分别位于塞杆2142两端的并且与塞杆2142固定连接的塞体2141以及限位板 2143。塞体2141位于缓冲壳213内部并且沿缓冲壳213轴向与缓冲壳213 滑动连接。塞杆2142轴向插入缓冲壳213内部；缓冲弹簧215与塞杆2142 套接，并且缓冲弹簧215的两端分别与塞体2141以及缓冲壳213内端壁抵接。刀具100进行移动时，将挂绳21的下端通过安全挂钩22连接在刀架1 上，进而通过挂绳21对刀架1施加拉力，从而实现对刀具100的吊装。通过缓冲体213的设置，在挂绳21的拉力产生突变时，通过压缩缓冲弹簧2133 进行缓冲，从而减小对吊绳82以及上部移动小车5的冲击。

参照图5和图6，刀架1包括圆环型架体11以及至少三个固定在圆环型架体11上表面的吊环12；吊环12绕圆环型架体11轴线周向均布。圆环型架体11上部设置有两个在竖直方向对刀具100进行限位的半环型限位板13，半环型限位板13的一端设置有与圆环型架体11固定连接的转动连接轴14；半环型限位板13绕转动连接轴14轴线与转动连接轴14的转动连接；两半环型限位板13能够转动扣合成环型板体。在对刀具100进行移动时，刀具100放置于圆环型架体11中，将挂绳21的安全挂钩22一一与各个吊环12进行钩挂。通过周向均布的吊环12的设置，使挂绳21能够周向均匀分布，从而在对圆环型架体11施加拉力的时候，装载刀具100的刀架1整体状态更加稳定，进而在对刀具100进行移动时，不易产生偏摆。

参照图7和图8，盾构施工用辅助运刀装置还包括偏摆减震组件9。偏摆减震组件9包括箱体91以及若干对设置在箱体91内部的限位轮92，限位轮 92设置为偶数对，并且均布于限位孔911轴线两侧，各对限位轮92在竖直方向交错分布。限位轮92的轴线水平设置并且绕其轴线与箱体91转动连接。箱体91与移动小车5的车体51固定连接，箱体91顶面上开设有竖直贯穿箱体 91的限位孔911。吊绳82从限位孔911穿入箱体91，并从限位轮92之间缠绕通过，使箱体91内的吊绳82呈Z字形。

限位轮92的周面上开设有限位槽921，吊绳82置于限位槽921中，并且吊绳82从每对限位轮92之间穿过。吊绳82置于限位槽921中，通过限位槽921两侧的槽壁能够吊绳82进行偏摆限位；通过将吊绳82从限位轮92之间缠绕通过，不仅使吊绳82具有更大的收放长度，而且在竖直方向产生拉力变化时，能够通过限位轮92对吊绳82进行的拉力进行缓冲，从而减小对移动小车5的冲击；通过将吊绳82从每对限位轮92之间穿过，从通过两限位轮 92的限位，进一步减小吊绳82的偏摆范围。

本实施例的具体实施原理为：

在对刀具100进行移动时，通过将刀具100插入到圆环型架体11中，通过圆环型架体11对刀具100进行定位，通过半环型限位板13在竖直方向对刀具100进行限位。通过主仓升降电动推杆31的活塞杆伸缩，进而能够带动主仓导轨3在竖直方向进行升降；通过人仓竖直电动推杆42的活塞杆伸缩，进而带动人仓导轨4在竖直方向上进行升降，通过人仓水平电动推杆41的活塞杆伸缩，驱动安装副轨7沿安装主轨6长度方向进行滑动，进而对人仓导轨4的水平位置进行调节，从而能够方便高效的在闸门位置处将主仓导轨3和人仓导轨4进行连接对齐。将移动小车5移动至刀具100正上方，进而通过安全挂钩22对各个吊环12进行钩挂，进而将刀具100由人仓穿过闸门移动至主仓。在完成对刀具100吊装后，主仓升降驱动件驱动主仓导轨3移动至闸门上方位置，人仓升降驱动件以及人仓水平驱动件驱动人仓导轨4脱离闸门位置，回复到人仓上部位置，从而减小对工作人员的在人仓以及主仓区域工作活动的影响。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。