[发明专利]一种用于微型盾构机的拼装管片机器人

权利要求书

1.一种用于微型盾构机的拼装管片机器人，由导向轮、支重轮、旋转环、 提升导杆、提升油缸、管片提升销、驱动装置、平移油缸、水平导轨、抓取头、 微调油缸、摆动油缸组成，其特征在于：导向轮和支重轮分别焊接在盾体内壁， 也作为拼装管片机器人沿X轴旋转的支撑的轨道；驱动装置固定在盾体支架上， 驱动装置中的小齿轮与旋转环中的大齿轮啮合；提升油缸的缸体部分与提升导 杆连接，提升油缸的活塞杆端通过机构与水平导轨连接，提升导杆固定端固定 在旋转环上；抓取头通过管片提升销与管片连接，并由4组微调油缸支撑在管 片的四点将其固定；平移油缸的活塞杆与抓取头连接，抓取头安装在水平导轨 上，摆动油缸一端固定在水平导轨上，一端连接到微调油缸上。

2.根据权利要求1所述的一种用于微型盾构机的拼装管片机器人，其特征 在于：其工作原理是，将隧道的轴线方向设为X轴，隧道径向水平方向为Y轴， 隧道径向垂直方向为Z轴；导向轮和支重轮分别焊接在盾体内壁，也作为拼装 管片机器人沿X轴旋转的支撑的轨道；驱动装置中的2组液压马达连接减速机 驱动小齿轮带动大齿轮及与大齿轮连接的旋转环在轮组上绕X轴顺/逆时针旋 转，从而带动与旋转环相连的整个机器人装置旋转，旋转角度可达±200°；4 组微调油缸两两同时动作分别实现管片绕Y轴方向、绕X轴方向摆动，2组摆动 油缸可实现管片绕Z轴方向摆动，摆动角度±2°，从而实现管片的姿态调整； 通过2组提升油缸同步带动管片沿2组提升导杆实现Z轴方向运动，平移机构 则利用固定在机架上的平移油缸推动抓取头沿水平导轨实现X轴方向运动；该 装置采用液压驱动，恒压变量泵驱动液压马达实现机器人绕X轴的旋转动作， 通过比例换向阀实现无级调速，利用液压制动器实现制动控制；机器人沿Z轴 的提升动作和沿X轴的平移动作都靠比例换向阀控制提升油缸和平移油缸实现 无级调速；微调油缸和摆动油缸通过三位四通阀和平衡阀实现管片的摆动、倾 翻、俯仰姿态调整。