[发明专利]一种盾构管片快速吊运装置及吊运方法

权利要求书

1.一种盾构管片快速吊运装置，其特征在于，包括快速抓取机构(1)、回转机构(2)和起升行走机构(3)，所述起升行走机构(3)包括基架(301)以及设置于基架(301)上的行走装置(302)和起升装置(303)，所述起升装置(303)连接回转机构(2)，所述快速抓取机构(1)设置于所述回转机构(2)的下方；

所述快速抓取机构(1)包括吊架(101)、伸缩件(106)以及多组抓取臂组，所述吊架(101)与回转机构(2)连接且由回转机构(2)驱动吊架(101)回转，多组所述抓取臂组活动设置于所述吊架(101)上，一组抓取臂组对应设置一组伸缩件(106)，所述伸缩件驱动抓取臂组进行开合动作。

2.根据权利要求1所述的盾构管片快速吊运装置，其特征在于，所述抓取臂组包括对称设置于吊架上的抓臂，所述抓臂包括定轴铰接座和翻转铰接座，所述抓臂通过定轴铰接座铰接于吊架(101)上，所述伸缩件(106)设置于吊架上且与翻转铰接座活动连接，所述抓臂下部的抓取部设有与管片接触的防滑垫板，所述抓臂的抓身在朝向管片的一侧设有缓冲垫。

多组抓取臂组包括设置于吊架(101)上的外抓取臂组(103)、内抓取臂组(104)和中间抓取臂组(105)，一组抓取臂组用于夹持一件管片。

3.根据权利要求1所述的盾构管片快速吊运装置，其特征在于，所述吊架(101)的下方设有定位器(102)，所述定位器(102)朝向管片的一面设有缓冲垫(102-1)和定位套(102-2)。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的盾构管片快速吊运装置，其特征在于，所述回转机构(2)包括回转架(201)、回转电机(202)、转轴(205)、驱动轮(206)和从动轮(207)，所述转轴(205)转动设置于所述回转架(201)的安装孔(201-1)中，所述转轴(205)的下端与吊架(101)固定连接，所述回转电机(202)设置于所述回转架(201)上且回转电机(202)的输出轴设置驱动轮(206)，所述从动轮(207)固定设置于所述转轴(205)上且从动轮(207)跟随驱动轮(206)旋转。

5.根据权利要求4所述的盾构管片快速吊运装置，其特征在于，所述回转机构(2)还包括固定筒(208)，所述固定筒(208)套设于所述转轴(205)上，所述固定筒(208)的两端分别顶住吊架(101)和从动轮(207)。

6.根据权利要求5所述的盾构管片快速吊运装置，其特征在于，所述转轴(205)通过旋转轴承(2013)转动设置于所述回转架(201)上，所述转轴(205)的下端设有与吊架(101)固定连接的固定板(209)。

7.根据权利要求6所述的盾构管片快速吊运装置，其特征在于，所述基架(301)上设有滑轮，所述起升装置(303)的起吊绳(305)绕过滑轮后与回转架(201)连接；所述回转架(201)上设有导向杆(203)，所述基架(301)上设有与导向杆(203)对应的导向孔(306)，通过导向杆(203)和导向孔(306)的配合对起升运动进行导向。

8.根据权利要求7所述的盾构管片快速吊运装置，其特征在于，所述基架(301)朝向回转架(201)的一侧设有防转腔体(307)，所述防转腔体(307)的周向形状与回转架(201)的周向形状一致，且防转腔体(307)的周向尺寸大于回转架(201)的周向尺寸；

所述回转架(201)朝向基架(301)的一侧设有限位件(204)。

9.根据权利要求1所述的盾构管片快速吊运装置，其特征在于，所述行走装置(302)设置于轨道(304)上实现吊运装置沿轨道(304)运动，所述轨道(304)的端部设有防撞装置。

10.一种使用如权利要求1-9中任意一项所述盾构管片快速吊运装置的吊运方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：运输小车将整环管片层叠运送至盾构机前端的物料卸载吊运区，启动吊运装置移动到设定的起吊点，使吊运装置的正中心位置对准层叠管片组的中线位置；控制起升装置(303)动作使回转机构(2)与速快速抓取机构(1)下降，当定位器(102)与上层管片内弧面贴合时，起升装置(303)暂停动作，快速抓取机构的各抓取臂组闭合夹持住层叠管片组，所述层叠管片组包括N件管片，N为大于等于1的自然数，且N小于等于抓取臂组的数量；

步骤2：控制起升装置(303)动作使回转机构(2)与速快速抓取机构(1)上升，当限位件(204)到达设定位置时暂停起升装置(303)，行走装置(302)动作沿轨道(304)向盾构机掘进方向移动，当吊运装置到达卸载区的放置工位时暂停行走装置(302)；同时控制回转机构(2)驱使快速抓取机构(1)绕其旋转中心旋转90°后，暂停回转机构(2)；

步骤3：控制起升装置(303)动作使回转机构(2)与速快速抓取机构(1)连同抓取的N件管片一同下降，当最底部的第i块管片被喂片机(4)托住后，暂停起升装置(303)，第i块管片对应的抓取臂组开启，完成第i块管片摆放作业，i等于1；

步骤4：取i＝i+1，判断i是否大于N；若i大于N则层叠管片组摆放完毕，进入步骤6；若i小于等于N则进入步骤5；

步骤5：控制行走装置(302)驱动吊运装置沿轨道(304)向盾构机掘进的反方向运动，吊运装置运动到下一放置工位时暂停行走装置(302)；控制起升装置(303)动作使回转机构(2)与速快速抓取机构(1)连同抓取的剩余管片一同下降，当第i块管片被喂片机(4)托住后，暂停起升装置(303)，第i块管片对应的抓取臂组开启，完成第i块管片摆放作业，并重复步骤4；

步骤6：控制起升装置(303)动作使回转机构(2)与速快速抓取机构(1)上升，当限位件(204)到达设定位置时暂停起升装置(303)，各抓取臂组回转复位，控制回转机构(2)驱使快速抓取机构(1)绕其旋转中心旋转-90°后，暂停回转机构(2)；

步骤7：喂片机(4)启动，将摆放好的管片向前运送至设定位置等待拼装，同时行走装置(302)驱动吊运装置沿轨道(304)向盾构机掘进反方向移动到设定的起吊点，重复步骤1-步骤7，将下一组层叠管片组的管片按拼装先后顺序全部摆放在喂片机(4)上。