一种管片自动输送系统

摘要

本发明提出一种管片自动输送系统，包括前端转运装置和后端转运装置，所述的前端转运装置与后端转运装置之间设有移动卸载器，移动卸载器包括能够行走的卸载架，行走的卸载架上设有伸缩的导向架，导向架上设有旋转的折举头。本发明的优点：可以确保稳定的管片运送周期；提高安全性和减少管片运送的作业人数；与管片自动拼装系统相配合，促进护盾式TBM施工的无人化和自动化；缩短护盾式TBM施工工期、节约护盾式TBM施工成本。

权利要求

1.一种管片自动输送系统，包括前端转运装置和后端转运装置，其特征在于：所述前端转运装置包括输送小车（1），输送小车（1）包括与主机连接的输送车架（10），输送车架（10）的顶部设置有输送管片的履带（2）及旋转管片的旋转平台（3），所述的前端转运装置与后端转运装置之间设有移动卸载器（5），移动卸载器（5）包括能够行走的卸载架（13），行走的卸载架（13）通过移动轮（18）活动设置在后配套框架（ 29） 上，行走的卸载架（13）上设有伸缩的导向架（17），导向架（17）上设有旋转的折举头（7），移动卸载器（5）的后端设有管片存储装置，管片存储装置包括固定卸载器（8），所述后端转运装置包括将隧道后端或固定卸载器（8）处的管片输送至移动卸载器（5）的AGV引导小车（9）；所述输送小车（1）和固定卸载器（8）及移动卸载器（5）的极限动作位置处、管片编组列车（12）与固定卸载器（8）之间、AGV引导小车（9）与固定卸载器（8）之间、AGV引导小车（9）与移动卸载器（5）之间、移动卸载器（5）与输送小车（1）之间、输送小车（1）与管片拼装机之间均设置有接近开关。

2.根据权利要求1所述的管片自动输送系统，其特征在于：所述固定卸载器（8）包括固定的卸载架（13），固定的卸载架（13）上设有伸缩的导向架（17），导向架（17）上设有固定的折举头（7）。

3.根据权利要求1或2 所述的管片自动输送系统，其特征在于：所述的卸载架（13）与导向架（17）之间设有伸缩油缸（15）。

4.根据权利要求1或2 所述的管片自动输送系统，其特征在于：所述的卸载架（13）上设有导向柱（16），导向架（17）滑动设在导向柱（16）上。

5.根据权利要求2所述的管片自动输送系统，其特征在于：所述的旋转的折举头（7）与旋转油缸（6）连接，旋转油缸（6）设在导向架（17）上。

说明书

一种管片自动输送系统

技术领域

[0001] 本发明涉及隧道施工设备，特别是指一种管片自动输送系统。

背景技术

[0002] 目前管片输送系统的组成包括如下：链条式或者行走轮式管片吊机梁、电机电缆卷筒或电缆拖令系统、两组电动葫芦（故障率高）及行走小车、扁担梁或者真空吸盘、管片运
输小车、管片小车拖拉装置等。

[0003] 目前管片输送系统流程如下：首先隧道机车将三环一组的管片通过管片编组列车运送到洞内，再由洞内施工人员操作遥控器，将管片吊机移动到管片编组列车上部，给管片
安装管片螺栓，再将管片吊机下降至管片螺栓处，将管片螺栓卡在管片吊机的卡槽内，然后
管片吊机提升管片，再将管片输送到设备桥底部的管片小车处，管片吊机降低管片高度，直
到接近管片小车处，旋转管片，使管片方向与隧道成型管片方向一致为准，最后管片吊机将
管片放置到管片小车上，管片小车通过四根同步升降油缸与一根控制行走架前进后退的油
缸将管片输送到管片拼装机底部。

[0004] 目前管片输送系统存在的问题：

[0005] 1、整个管片输送系统自动化水平低，需要大量施工人员操作，流程多，效率低，存在很大安全隐患；

[0006] 2、整个管片输送系统复杂，管片吊机实际预留空间小，功能上需要能够上下起吊、又能前后移动、电器控制柜也集成在管片吊机上；

[0007] 3、管片吊机集成部件多而且结构复杂，导致管片吊机故障高，例如：管片吊机步进电机易烧毁、管片吊机链轮盒内链条扭曲、管片吊机链条卡死不能正常升降、管片吊机行走
时晃动大、管片吊机滑动离合器损坏、管片吊机刹车失灵等。

[0008] 4、管片输送系统整个造价比较高，用知名品牌的吊机但实际故障率还是高居不下，导致整体故障率高。

发明内容

[0009] 近年来盾构隧道工程朝长距离、快速施工方向发展。本发明提出一种管片自动输送系统，解决了目前管片输送系统存在自动化水平低、结构强度弱并复杂、吊机故障率高、
元器件和采购成本高等问题。

[0010] 本发明的技术方案是这样实现的：一种管片自动输送系统，包括前端转运装置和后端转运装置，所述的前端转运装置与后端转运装置之间设有移动卸载器，移动卸载器包
括能够行走的卸载架，行走的卸载架上设有伸缩的导向架，导向架上设有旋转的折举头。

[0011] 所述的移动卸载器的后端设有管片存储装置。

[0012] 所述的管片存储装置包括固定卸载器，固定卸载器包括固定的卸载架，固定的卸载架上设有伸缩的导向架，导向架上设有固定的折举头。

[0013] 所述的固定的卸载架安装在后配套框架上。

[0014] 所述的卸载架与导向架之间设有伸缩油缸。

[0015] 所述的卸载架上设有导向柱，导向架滑动设在导向柱上。

[0016] 所述的旋转的折举头与旋转油缸连接，旋转油缸设在导向架上。

[0017] 所述的行走的卸载架上设有移动轮。

[0018] 所述的移动轮行走在后配套框架上。

[0019] 所述的前端转运装置包括输送小车。

[0020] 所述的输送小车包括输送车架，输送车架与主机连接，输送车架的底部设有行走轮。

[0021] 所述的输送小车包括输送车架，输送车架的顶部设有履带。所述的输送小车包括输送车架，输送车架的中部设有旋转平台。

[0022] 所述的后端转运装置包括AGV引导小车。

[0023] 本发明的优点：可以确保稳定的管片运送周期；提高安全性和减少管片运送的作业人数；与管片自动拼装系统相配合，促进护盾式TBM施工的无人化和自动化；缩短护盾式
TBM施工工期、节约护盾式TBM施工成本。

附图说明

[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。

[0025] 图1为输送小车结构示意图。

[0026] 图2为移动卸载器正向结构示意图。

[0027] 图3为移动卸载器侧向结构示意图。

[0028] 图4为固定卸载器正向结构示意图。

[0029] 图5为固定卸载器侧向结构示意图。

[0030] 图6为施工流程图一。

[0031] 图7为施工流程图二。

[0032] 图8为施工流程图三。

[0033] 图9为施工流程图四。

[0034] 图10为施工流程图五。

[0035] 图11为施工流程图六。

[0036] 图12为施工流程图七。

[0037] 图13为施工流程图八。

[0038] 图14为施工流程图九。

[0039] 图15为施工流程图十。

[0040] 图中：1‑输送小车，2‑履带，3‑旋转平台，5‑移动卸载器，6‑旋转油缸，7‑折举头，8‑固定卸载器，9‑AGV引导小车，10‑输送车架，11‑行走轮，12‑管片编组列车，13‑卸载架，15‑
伸缩油缸，16‑导向柱，17‑导向架，18‑移动轮，20‑第一管片，21‑第二管片，22‑第三管片，
25‑第一固定卸载器，26‑第二固定卸载器，27‑第三固定卸载器，28‑第四固定卸载器，29‑后
配套框架，30‑接近开关。

具体实施方式

[0041] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0042] 一种管片自动输送系统，包括前端转运装置、后端转运装置、移动卸载器5、管片存储装置和后配套框架29。后端转运装置行走在后配套框架的后端部分，用于输送管片，将后
配套框架后端或管片存储装置的管片输送至移动卸载器5处。管片存储装置同样位于后配
套框架29的后端部分，用于将一次输送来较多的管片临时收纳。移动卸载器位于前端转运
装置和后端转运装置之间，并安装在后配套框架29上，用于将后端转运装置上的管片转运
至前端转运装置上。前端装运装置位于主机拼装机与后配套框架之间，将移动卸载器移栽
来的管片输送至拼装机，拼装机进行管片拼装作业。

[0043] 如图1所示，前端转运装置包括输送小车1。具体的，输送小车1包括输送车架10，输送车架10通过牵引绳与主机连接，输送车架10的底部设有行走轮11，主机向前行走时，带动
输送车架一起行进。输送车架10的顶部设有履带2，履带能够输送横向或竖向的管片，将管
片从后配套框架前端输送至拼装机处。输送车架10的中部设有旋转平台3，旋转平台将管片
旋转改向，从竖向旋转为便于拼装的横向。

[0044] 如图2和3所示，移动卸载器5包括能够行走的卸载架13。具体的，行走的卸载架13上设有移动轮18，移动轮18行走在后配套框架29上，通过移动轮能够改变行走的卸载架的
前后位置，使其位于前端或后端转运装置的上部。行走的卸载架13上设有伸缩的导向架17，
通过卸载架13与导向架17之间设有的伸缩油缸15，实现导向架上下位置的调整。卸载架13
上设有导向柱16，导向架17滑动设在导向柱16上，对导向架的竖向运动进行导向，保护油
缸，保证运动准确。导向架17上设有旋转的折举头7，旋转的折举头7与旋转油缸6连接，旋转
油缸6设在导向架17上，通过折举头的旋转错开，能够举起任意层的管片。例如将三片一组
的管片放在履带上后，折举头旋转向外，错开管片向上提升，然后折举头再旋转向内，将上
层的两片管片提起，而下部的管片则被履带输送走。

[0045] 如图4和5所示，移动卸载器5的后端设有管片存储装置。具体的，管片存储装置包括固定卸载器8，固定卸载器8包括固定的卸载架13。固定的卸载架13安装在后配套框架29
上，固定的卸载架13上设有伸缩的导向架17，通过卸载架13与导向架17之间设有的伸缩油
缸15，实现导向架上下位置的调整。卸载架13上设有导向柱16，导向架17滑动设在导向柱16
上，对导向架的竖向运动进行导向，保护油缸，保证运动准确。导向架17上设有固定的折举
头7，固定的折举头向内。管片编组列车12输送来多列的管片，伸缩油缸缩回，将管片提起收
纳存储。当前端的管片拼装使用完之后，后端输送装置行走至固定的卸载架13的下方，油缸
伸长，将管片放置后端输送装置，继续向前补充管片。

[0046] 后端转运装置包括AGV引导小车9，AGV引导小车用于前后转运管片，将隧道后端或固定卸载器8处的管片输送至移动卸载器，为拼装机提供管片。

[0047] 本系统具体施工流程如下：

[0048] 如图6所示，管片编组列车12缓慢进入后配套的第一固定卸载器25处，并有接近开关30响应后停止。如图7所示，第一固定卸载器25举起每三片一组的管片组，并有接近开关
30响应后停止，同时AGV引导小车9运动到第一个管片组底部，并有接近开关30响应后停止。

[0049] 如图8所示，第一固定卸载器25将管片组卸载到AGV引导小车9上，并有接近开关30响应后停止。如图9所示，AGV引导小车9将管片组运输到移动卸载器5底部，并有接近开关30
响应后停止。

[0050] 如图10所示，移动卸载器5举起管片组，并有接近开关30响应后停止。如图11所示，移动卸载器5携带着管片组移动到输送小车1处，并有接近开关30响应后停止。同时AGV引导
小车9自动移动到第二个管片组底部，并有接近开关30响应后停止。

[0051] 如图12所示，移动卸载器5将管片组放到输送小车1上，并有接近开关30响应后停止。旋转油缸6旋转抓举头7，与管片无干涉并有接近开关30响应后停止，抓举头7上升到管
片组（如图所示分别为第三管片20、第二管片21和第一管片22）中间的一个管片的底部，有
接近开关30响应后停止，在抓举头旋到管片之间内部，并有接近开关响应后停止，使抓举头
7可以抓住上面的两环管片，举起管片组并有接近开关响应后停止。与此同时输送小车1的
履带2将第一管片22运送到旋转平台3处，并有接近开关响应后停止。第二固定卸载器26将
第二个管片组卸到AGV引导小车9上，并有接近开关响应后停止。如图13所示，输送小车1的
旋转平台3升起，并旋转第一管片22，有接近开关30响应后停止，再放下并使第一管片22通
过履带2继续运输到前部尽头管片拼装机下部，并有接近开关响应并停止。AGV引导小车9将
第二个管片组运输到预定的移动卸载器的卸载管片处，并有接近开关响应后停止。

[0052] 如图14所示，前三片管片都已经卸载完毕，移动卸载器5将再次移动到AGV引导小车9处，并有接近开关响应后停止，准备第二次卸载管片组。如图15所示，移动卸载器5移动
到输送小车1，并有接近开关响应后停止，准备逐个卸载管片。最终保证护盾式TBM管片运输
系统运行无人化和自动化、提高运输效率、运输安全性。

[0053] 本系统减少管片输送系统环节的隧道施工人员数量，减少流程，提高效率，提高安全性；使管片输送系统变得更简单，充分利用护盾式TBM后配套的空间；采用移动式管片卸
载器和固定式管片卸载器运输管片比管片吊机更为稳定不晃动；减少管片输送系统的故障
率，标准化系统降低管片输送系统造价。

[0054] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。