[发明专利]一种盾构机单滚刀换刀机械手

说明书

技术领域

本发明属于隧道掘进施工设备维护技术领域，是涉及一种盾构机换刀机械手，特别是涉及一种盾构机单滚刀换刀机械手。

背景技术

盾构机常用的换刀方式为常压换刀和带压换刀，本发明涉及的泥水平衡盾构机单滚刀换刀目前采用的是人工带压换刀。换刀作业时，施工人员需要带压进入泥水舱内检查、更换刀具，该作业不仅施工难度大、工作效率低，而且风险系数高，极易发生安全事故。一般情况下，施工人员在进舱工作前，需穿戴好潜水服以及相应的保护措施，为避免发生意外，还需要在潜水学校医生和潜水教练的指导下，严格按照带压作业指导程序进行工作：先进入人闸舱完成逐级换压，之后进入气压舱，最后才能进入泥水舱进行换刀作业。在作业过程中，当刀盘需要旋转时，施工人员必须全部撤离，同时，为了避免有毒气体的侵入，还需要每隔一段时间进行一次空气质量检测，并且施工人员不能长时间连续在舱内进行换刀作业。

在整个隧道施工进程中，需要进行多次换刀，每次换刀都繁琐耗时，对整体的施工进度影响很大，因此，设计制造一款能够代替人工进行换刀作业的换刀机器人对施工人员的人身安全、换刀作业的效率及隧道掘进工程的进度都将带来有效的提升。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种盾构机单滚刀换刀机械手。该换刀机械手可以与伸缩机构配合使用来代替人工进行换刀作业，以提高盾构机换刀效率、保障施工人员的人身安全、加快隧道掘进工程的进度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种盾构机单滚刀换刀机械手，包括壳体，在壳体上设置有螺栓拆装模块、梯形楔块拆装模块、方形楔块拆装模块、轴向旋转模块和滚刀拆装固定模块；

所述梯形楔块拆装模块包括第二固定法兰，所述第二固定法兰固定在壳体上，在第二固定法兰上固定有第一电磁铁；

所述方形楔块拆装模块包括拆装伸缩部分和拆装旋转部分，所述拆装伸缩部分包括固定支架，所述固定支架固定在壳体上，在固定支架上设置有第一液压缸，在所述第一液压缸活塞杆上设置有连接支架，所述连接支架上倾斜固定有第二液压缸，在所述第二液压缸活塞杆上设置有第二电磁铁；所述拆装旋转部分包括第一摆动液压缸，所述第一摆动液压缸与壳体固定连接，第一摆动液压缸输出端与第二齿轮传动机构主动轮固定连接，所述第二齿轮传动机构从动轮与传动轴固定连接，所述传动轴通过第一轴承设置在壳体内，传动轴的端部与设置在壳体外的转动块固定连接，所述转动块上设置有第三电磁铁；

所述滚刀拆装固定模块包括第三液压缸，所述第三液压缸固定在壳体上，第三液压缸的活塞杆与螺栓固定卡位块相连。

所述螺栓拆装模块包括第一固定法兰，所述第一固定法兰固定在壳体上，在第一固定法兰上设置有液压马达，所述液压马达的输出端与第一齿轮传动机构的输入端连接，所述第一齿轮传动机构的输出端与螺栓套筒相接。

所述轴向旋转模块包括第二摆动液压缸，所述第二摆动液压缸与壳体固定连接，在壳体上固定有套筒，在第二摆动液压缸输出端设置有连接法兰，在所述套筒与连接法兰之间设置有第二轴承。

在壳体上水平设置有连接支架的滑轨。

本发明的有益效果：

本发明可以与伸缩机构配合使用，能够代替人工进行泥水平衡盾构机单滚刀的换刀作业，保障了施工人员的人身安全，由于本发明的机械手可以安置于舱内的高压环境内随时进行连续作业，节省了人工换刀时施工人员换压进舱的时间，也克服了施工人员在舱内不能长时间连续作业的缺点，从而提升了盾构机的换刀效率，进而加快了隧道掘进工程的施工进度。

附图说明

图1是本发明盾构机单滚刀换刀机械手的结构示意图；

图2是机械手去除壳体后的内部结构示意图；

图3是轴向旋转模块结构示意图；

图4是梯形楔块拆装模块工作状态示意图；

图5是方形楔块拆装模块在伸出位的工作状态示意图；

图6是方形楔块拆装模块在收缩位的工作状态示意图；