[发明专利]一种管片螺栓拧紧装置、系统及拧紧方法

说明书

本发明提供了一种管片螺栓拧紧装置、系统及拧紧方法，所述管片螺栓拧紧装置包括底座、回转组件、摆臂组件和用于拧紧管片螺栓的拧紧组件，所述底座用于装设于管片拼装机上，所述回转组件设于所述底座上，并用于驱动所述摆臂组件旋转，所述摆臂组件的一端与所述回转组件铰接，另一端与所述拧紧组件连接，且所述摆臂组件用于绕与所述回转组件的铰接处旋转，所述摆臂组件的旋转轴线垂直于所述回转组件的回转轴线。本发明的管片螺栓拧紧装置可以对管片螺栓进行自动拧紧操作，并可以一步紧固到位，有效地提高了拧紧管片螺栓时的效率和便利性，而且能够精准控制紧固力矩，保证管片螺栓的扭矩达到使用需求。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体而言，涉及一种管片螺栓拧紧装置、系统及拧紧方法。

背景技术

目前，在地下盾构施工中，盾构机通过管片拼装机对管片进行拼装，管片拼装后，采用人工安放螺栓和使用扭矩扳手紧固螺栓来实现管片之间的固定连接。但是，人工紧固螺栓时扭力较难控制，容易导致螺栓紧固扭矩分布不均，而且，人工操作易疲劳、效率低，操作不慎还容易发生安全事故。

发明内容

本发明解决的问题是：如何提高紧固管片螺栓时的效率和安全性。

为解决上述问题，本发明提供一种管片螺栓拧紧装置，包括底座、回转组件、摆臂组件和用于拧紧管片螺栓的拧紧组件，所述底座用于装设于管片拼装机上，所述回转组件设于所述底座上，并用于驱动所述摆臂组件旋转，所述摆臂组件的一端与所述回转组件铰接，另一端与所述拧紧组件连接，且所述摆臂组件用于绕与所述回转组件的铰接处旋转，所述摆臂组件的旋转轴线垂直于所述回转组件的回转轴线。

可选地，所述摆臂组件包括摆臂和第一驱动件，所述摆臂的一端与所述回转组件铰接，另一端与所述拧紧组件连接，所述第一驱动件设于所述回转组件和所述摆臂之间，并用于驱动所述摆臂绕铰接处摆动。

可选地，所述摆臂包括第一摆臂和第二摆臂，所述第一驱动件包括第一伸缩缸和第二伸缩缸，所述第一摆臂的一端与所述回转组件铰接，所述第一摆臂的另一端与所述第二摆臂的一端铰接，所述第二摆臂的另一端与所述拧紧组件连接，所述第一伸缩缸的两端分别与所述回转组件和所述第一摆臂铰接，所述第二伸缩缸的两端分别与所述第一摆臂和所述第二摆臂铰接。

可选地，所述摆臂组件还包括摆动结构，所述拧紧组件通过所述摆动结构与所述摆臂转动连接，所述摆动结构的转动轴线平行于所述摆臂与所述回转组件铰接处的铰接轴线。

可选地，所述管片螺栓拧紧装置还包括用于伸缩的伸缩臂组件，所述摆臂组件通过所述伸缩臂组件与所述拧紧组件连接。

可选地，所述伸缩臂组件包括伸缩臂和第二驱动件，所述伸缩臂与所述摆臂组件滑动连接，所述第二驱动件用于驱动所述伸缩臂在所述摆臂组件上滑动。

可选地，所述回转组件包括与所述底座转动连接的回转轴承和设于所述底座上的回转驱动件，所述摆臂组件与所述回转轴承铰接，所述回转轴承上设有齿结构，所述回转驱动件与所述齿结构啮合，并用于驱动所述回转轴承旋转。

可选地，所述拧紧组件包括套筒和拧紧驱动件，所述套筒与所述拧紧驱动件驱动连接，并用于套设于所述管片螺栓上。

为解决上述问题，本发明还提供一种管片螺栓拧紧系统，包括感知系统、数据处理系统、控制系统以及如上所述的管片螺栓拧紧装置；

所述感知系统用于采集管片螺栓的位置信息和姿态信息；

所述数据处理系统用于根据所述位置信息和所述姿态信息确定所述管片螺栓的空间位置和姿态，并用于根据所述管片螺栓的空间位置和姿态确定所述管片螺栓拧紧装置的运动路径和运动参数；

所述控制系统用于根据所述运动参数控制所述管片螺栓拧紧装置进行拧紧工作。

为解决上述问题，本发明还提供一种管片螺栓拧紧方法，基于上述所述的管片螺栓拧紧系统，包括如下步骤：