[发明专利]隧道内拱形钢结构转运拼装设备及方法

说明书

本发明涉及一种隧道内拱形钢结构转运拼装设备及方法，该设备的行走机构上安装有顶机械臂、侧机械臂，顶机械臂包括用于与顶拱钢构配合的第一执行器、升降单元，侧机械臂包括用于与侧墙钢构配合的第二执行器、侧移单元，侧移单元用于驱动第二执行器左右运动；拼装机构还包括升降装置，顶机械臂和/或侧机械臂安装在升降装置上。本发明的顶机械臂和侧机械臂既能够相互协同配合，而对整体拱形钢结构从不同位置进行牢固支撑，从而安全高效的转运拼装整体拱形钢结构，还能够单独转运拼装顶拱钢构、侧墙钢构，并通过机械臂升降、侧移的便捷操作，在转运时避让隧道壁面，使得本发明所适用的隧道断面范围更广。

技术领域

本发明涉及隧道内装配式钢结构工程施工技术领域，具体涉及隧道内拱形钢结构转运拼装设备及转运拼装方法。

背景技术

在隧道开挖过程中，需要沿隧道方向在隧道内架设“拱形钢结构”支护隧道，以防止隧道塌方。在隧道内拱形钢结构施工过程中，需要将拱形钢结构输送到待安装地点，然后进行拼装。现有的机械化拼装设备可见于申请公布号为CN114135325A的专利文献公开的“一种隧道内拱形钢结构拼装设备及方法”，以及申请公布号为CN114046164A的专利文献公开的“一种隧道内装配式钢结构多功能拼装设备”。此类拼装设备，包括行走机构和安装在行走机构上的拼装机构，拼装机构的机械臂及机械臂末端的执行器能够抓取和放下钢结构，不同类型的执行器则可以抓取不同的钢结构，例如CN114135325A专利文献中的执行器可以抓取整体拱形钢结构，而CN114046164A专利文献中的执行器可以更换，两种执行器可以分别抓取相互独立的顶拱钢构、侧墙钢构。

上述现有的拼装设备，通过行走机构所搭载的机械臂抓取钢结构，并一起在隧道中行走，从而实现钢结构在隧道中的转运，而通过机械臂的运动可以调整钢结构的姿态并移动至待安装位置，在现场人员配合下将转运来的钢结构与既有的钢结构进行拼装。但现有技术中的拼装设备，在一次转运时都只有一种执行器与钢结构固定配合，若转运整体拱形钢结构，则因执行器与钢结构固定配合限于局部(例如CN114135325A专利文献中为拱顶底部)，而不够牢靠，存在倾覆、脱落等施工风险，而若一次仅转运某个刚结构部件(顶拱钢构、侧墙钢构)，则效率不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道内拱形钢结构转运拼装设备，在保证施工安全的同时提高施工效率。本发明的目的还在于提供一种隧道内拱形钢结构转运拼装方法，以降低安全隐患、提高工作效率。

本发明提供的一种隧道内拱形钢结构转运拼装设备，包括行走机构，行走机构上安装有拼装机构，拼装机构包括机械臂，机械臂末端具有执行器，执行器具有配合结构，用于在钢结构转运、拼装时与钢结构上的相应结构固定配合；机械臂包括顶机械臂、侧机械臂；顶机械臂包括用于与顶拱钢构配合的第一执行器、升降单元，升降单元用于驱动第一执行器升降，而使第一执行器接近或脱离顶拱钢构的底部以与顶拱钢构固定配合或分离，或者带动与第一执行器固定配合的顶拱钢构升降；侧机械臂包括用于与侧墙钢构配合的第二执行器、侧移单元，侧移单元用于驱动第二执行器左右运动，而使第二执行器接近或脱离侧墙钢构的侧面以与侧墙钢构固定配合或分离，或者带动与第二执行器固定配合的侧墙钢构移动至预定位置，所述预定位置包括：安装位、运送位，安装位靠近隧道壁以对应侧墙钢构的待安装位置，运送位靠近行走机构、远离隧道壁以避让隧道壁；拼装机构还包括升降装置，顶机械臂和/或侧机械臂安装在升降装置上，升降装置用于带动顶机械臂及顶机械臂固定配合的顶拱钢构升降和/或用于带动侧机械臂及侧机械臂固定配合的侧墙钢构升降。

本发明的隧道内拱形钢结构转运拼装设备，具备两种机械臂，顶机械臂和侧机械臂既能够相互协同配合，而对整体拱形钢结构从不同位置进行牢固支撑，所以能够安全高效的转运拼装整体拱形钢结构；而且两种机械臂还能够单独转运拼装顶拱钢构、侧墙钢构，并通过机械臂升降、侧移的便捷操作，可以使钢结构随同机械臂远离隧道壁，从而能够在转运时避让隧道壁面，使得本发明所适用的隧道断面范围更广。