CN106379839A - 一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台及方法。包括上平台总成、内外柱升降系统、中间移动平台、下移动平台、下横联、下翻转平台、走行机构、支腿总成和辅助起吊装置，所述行走机构为四点支撑结构，所述内外柱升降系统安装于走行机构的上端，内外柱升降系统与下横联组成框架结构，并支撑上平台总成、中间移动平台、下移动平台与下翻转平台，所述支腿总成连接于内外柱升降系统下端，所述辅助起吊装置安装与上平台总成下端。本发明能满足操作人员抵近掌子面测量划线、装填炸药及清危岩等施工作业，配合模块化门式多功能凿岩台车实现隧道施工作业的机械化，大幅减少了人工作业量，提高了施工效率。

Description

一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台及方法

技术领域

本发明涉及一种平台及方法，属于工程机械领域，具体涉及一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台及方法。

背景技术

目前，在我国的山岭隧道施工中，机械化程度不高，在很大程度上依赖人工完成。现状中隧道作业需要大量的人工参与，工人劳动强度大，施工效率低。同时隧道内施工环境恶劣，安全隐患大，在我国对生产安全日益重视的大环境下，有关部门对隧道施工作业的安全要求也不断提高。因此，不论是从经济效益，还是社会效益上考虑，完善隧道机械化施工成套技术，提高机械化程度将是隧道施工的主流发展趋势。

现有技术中的走行平台采用轮轨走行，难以满足整机施工时对平台运行方向的要求，并且平台的整机高度和特别是下平台高度难以调整，不能满足过车要求。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台及作业方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的上述的技术问题，提供了一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台及方法。该平台及方法能满足操作人员抵近掌子面测量划线、装填炸药及清危岩等施工作业，配合模块化门式多功能凿岩台车实现隧道施工作业的机械化，大幅减少了人工作业量，提高了施工效率。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台，设置于凿岩台车系统的门架内，包括：

内外柱升降系统，包括组成套管立柱结构的外柱体、内柱体，其上设置有若干个移动平台；其中，相对两个内柱体的顶部通过前横梁、后横梁相连；

上移动平台，设置于内外柱升降系统上部，分为上下两层；其中：下层平台与内柱体连接，并与前横梁、后横梁组成框架结构，其两侧铰接侧翻转平台并和固定于外柱体上的升降油缸的上部连接；上层平台通过立柱固定于下层平台上方，其前侧设置有可翻转的上层平台前翻转平台以及辅助起吊装置；

下移动平台，设置内外柱升降系统下部并能与辅助起吊装置相连实现自身的升降。

优化的，上述的一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台，内外柱升降系统下端设置有走行机构，所述走行机构包括行走部分和转向部分；其中：

所述行走部分包括：回转轴，车架；所述回转轴上设置有角度传感器；所述车架通过滑动轴承、止推轴承与回转轴连接，其底部设置有减速机马达和轮胎；

所述转向部分包括：转向油缸，缸尾固定端；所述转向油缸的转向杆两端分别通过杆端固定端与回转轴连接；缸尾固定端一端通过销轴与转向油缸连接，另一端通过下横联与内外柱升降系统相连。

优化的，上述的一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台，还包括：中间移动平台，通过中间外套套于内柱体上并可沿内柱体移动；其两侧铰接有侧翻转平台。

优化的，上述的一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台，下移动平台安装在固定于内外柱升降系统底部的两侧的下横联上，其包括一铝合金平台，其中：下横联上通过抱箍一固定两个相对设置的钢管，所述钢管通过抱箍二固定铝合金平台。

优化的，上述的一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台，所述内外柱升降系统底部两侧设置有下横联，所述下横联的侧面通过翻转铰支座连接下翻转平台，所述下翻转平台可以绕铰接点翻转。

优化的，上述的一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台，还包括：支腿总成，所述支腿总成包含顶升油缸、回转梁、回转轴，其中，所述回转梁的两端不同侧面分别连接顶升油缸和回转轴，所述回转轴与内外柱升降系统相连；所述回转轴底部依次安装有减摩板和挡圈。

一种上述的模块化门式多功能凿岩台车用作业平台的作业方法，将模块化门式多功能凿岩台车携作业平台到位后，包括以下操作步骤：

(1)作业平台自行驶出凿岩台车到指定位置后，作业平台完成原地转向，整机由横向行驶方向转换为纵向行驶方向；

(2)人工操作将上平台总成上侧翻转平台、中间移动平台上侧翻转平台以及下翻转平台翻转至水平状态；

(3)作业平台行驶靠近掌子面，通过内外柱升降系统将平台调整至高位，操作人员站在平台上完成划线作业；

(4)作业平台退回并完成原地转向，通过内外柱升降系统将平台调整至低位，收起各层平台上的翻转平台，作业平台行程进入到凿岩台车内腔；

(5)凿岩台车携作业平台靠近掌子面并完成钻孔作业；

(6)凿岩台车后退到位，作业平台重复(1)、(2)、(3)过程并完成装填炸药作业；

(7)作业平台重复(4)过程，凿岩台车携作业平台后退到位后，实施爆破作业；

(8)作业平台重复(1)、(2)过程，将中间移动平台与内柱体销接，通过内外柱升降系统将平台调整至高位，借助辅助起吊装置将下移动平台提升至高位，由此作业平台内净空尺寸满足过车条件，工程车辆准备出渣。

因此，本发明具有如下优点：1.本发明的模块化门式多功能凿岩台车用作业平台，能满足操作人员抵近掌子面测量划线、装填炸药及清危岩等施工作业，其配合模块化门式多能能凿岩台车能实现隧道开挖的一个循环，有效提高了施工作业的可靠性与连续性；

2.模块化门式多功能凿岩台车采用机械化作业代替大量人工劳动作业方式，在提供施工效率的同时减少了施工人数，有效地降低了施工安全风险。

3.平台为轮胎走行，可满足整机直行、斜行、原地转向；并且采用套管式伸缩门架结构，通过油缸和辅助起吊装置可调整整机高度和下平台高度；增设了调整作业平台水平的支腿总成，在隧道内不平整地面上施工时能保证作业平台处于水平位置。

附图说明

图1显示了本发明模块化门式多功能凿岩台车用作业平台主视图。

图2显示了本发明的左视图。

图3-1显示了本发明上平台总成示意图。

图3-2是图3-1的俯视示意图。

图4-1显示了本发明上平台示意图。

图4-2是图4-1的侧视示意图。

图5-1显示了本发明内外柱升降系统示意图。

图5-2是图5-1的侧视示意图。

图6-1显示了本发明中间移动平台示意图。

图6-2是图6-1的俯视示意图。

图7-1显示了本发明下移动平台示意图。

图7-2是图7-1的俯视示意图。

图8-1显示了本发明下翻装平台示意图。

图8-2是图8-1的俯视示意图。

图9-1显示了本发明支腿总成示意图。

图9-2是图9-1的俯视示意图。

图10-1显示了本发明走行机构中轮组示意图。

图10-2是图10-1的侧视示意图。

图11-1显示了本发明走行机构中转向机构示意图。

图11-2是图11-1的俯视示意图。

图12显示了本发明辅助起吊装置示意图。

图13显示了本发明下横联示意图。

图中，1、上平台总成；2、内外柱升降系统；3、中间移动平台；4、下移动平台；5、下翻转平台；6、支腿总成；7、走行机构；8、辅助起吊装置；9、下横联；1-1、侧翻转平台；1-2、后横梁；1-3、上平台；1-4、前横梁；1-3-1、下层平台；1-3-2、上层平台；1-3-3、前平台；2-1、外柱体；2-2、内柱体；2-3、升降油缸；3-1、连接梁；3-2、平台；3-3、中间外套；3-4、侧翻转平台；4-1、抱箍一；4-2、铝合金平台；4-3、钢管；4-4、抱箍二；5-1、内翻转铰支座；5-2、平台；5-3、外翻转铰支座；6-1、顶升油缸；6-2、回转梁；6-3、回转轴；6-4、减摩板；6-5、挡圈；7-1、车架；7-2、回转轴；7-3、滑动轴承；7-4、止推轴承；7-5、角位移传感器；7-6、马达减速机；7-7、轮胎；7-8、杆端固定座；7-9、转向油缸；7-10、缸尾固定座；8-1、上支座；8-2、电动环链葫芦；8-3、下支座；9-1、下横联一、9-2下横联二。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

参见图1和2，显示了本发明的模块化门式多功能凿岩台车用作业平台，包括：上平台总成1、内外柱升降系统2、中间移动平台3、下移动平台4、下翻转平台5、支腿总成6、走行机构7、辅助起吊装置8、下横联9等部件。

走行机构7为作业平台的行走和支撑装置，其按前后左右对称布置在内外柱升降系统2下端，形成四点支撑，每套走行机构带有独立的转向机构，可以实现多种方式转向，所述上平台总成1安装于内外柱升降系统2的上端，所述中间移动平台3安装于内外柱升降系统2的中部，所述下移动平台4安装于下横联9上部，所述下横联9安装于内外柱升降系统2的下部，所述侧翻转平台5安装于下横联9侧面，所述支腿总成6安装于内外柱升降系统2的下部。

参见图1、2、5，所述内外柱升降系统2为整个作业平台的主体基础结构，分别与上平台总成1、中间移动平台3、下移动平台4、支腿总成6、走行机构7连接，其至少包括外柱体2-1、内柱体2-2、升降油缸2-3等部件，所述外柱体2-1与内柱体2-2组成套管立柱结构，所述升降油缸2-3下端与外柱体2-1固定，升降油缸2-3上端与上平台1-3-1固定，该内外柱升降系统2可调节整机高度以适应不同工况的要求。

如图3、图4所示，所述上平台总成1包括上平台1-3，所述上平台分上下层1-3-2、1-3-1以及上层平台前翻转平台1-3-3，所述上平台1-3通过螺栓连接于内柱体2-2，所述侧翻转平台1-1铰接于上平台1-3的两侧，所述上平台1-3与前横梁1-4、后横梁1-2组成框架结构。其中前横梁1-4、后横梁1-2通过螺栓与上平台1-3前后连接。

参见图1、2、5、6，所述中间移动平台3安装在内外柱升降系统2中部，其中中间外套3-3与内柱体2-3组成套管立柱结构，所述平台3-1通过螺栓与四个中间外套3-3连接，所述侧翻转平台3-4与平台3-1两侧铰接，由此中间移动平台3可沿内柱体2-3滑动，以调整整机高度满足不同工况的要求。

参见图1、图5、图7和图13，所述下移动平台4安装在作业平台两侧的下横联9上，其中抱箍一4-1下端固定在下横联9上，抱箍一4-1上端固定在钢管4-3上，抱箍一的上下端通过螺栓连接，所述铝合金平台4-2底部与抱箍二4-4上端固定，所述抱箍二4-4上下端通过螺栓扣在钢管4-3上。解除抱箍一4-1上下端连接螺栓，借助辅助起吊装置8可实现下移动平台4的升降。

参见图8，所述下翻转平台5通过翻转铰支座5-1、5-3连接在下横联9的侧面，其中翻转铰支座5-1、5-3一端固定在下横联9上，另一端与平台5-2铰接，借助外力平台5-2可以绕铰接点翻转。

参见图9，所述支腿总成6可调整整机的水平度，提高整机的稳定性。所述支腿总成6包含顶升油缸6-1、回转梁6-2、回转轴6-3、减摩板6-4、挡圈6-5等，所述顶升油缸6-1安装于回转梁6-2内，所述回转轴6-3安装于回转梁6-2内，减摩板6-4安装于回转轴6-3底部，挡圈6-5用来限制减摩板6-4的轴向位移，由此可见，通过顶升油缸6-1调整四个支腿总成的高度，可调整整机的水平度。

参见图10、11，所述走行机构7包括行走部分和转向部分，其可实现整机原地转向、90°转向以及斜行，所述行走部分设置于外柱体2-1下端，其中行走部分包括车架7-1、回转轴7-2、滑动轴承7-3、止推轴承7-4、角度传感器7-5、减速机马达7-6和轮胎7-7，所述7-2回转轴上端通过螺栓与外柱体2-1连接，所述7-2回转轴通过7-3滑动轴承、止推轴承7-4内置于7-1车架内，其中角度传感器7-5置于回转轴7-2下端，来检查走行部分转向状态。

转向部分设置于所述下横联二9-2与行走部分之间，所述转向部分包括杆端固定座7-8、转向油缸7-9、缸尾固定端7-10，其中杆端固定端7-8一端与车架7-1固定，另一端通过销轴与转向油缸7-9连接，缸尾固定端7-10一端通过销轴与转向油缸7-9连接，另一端与车架7-1固定。由此可见，通过转向油缸7-9的伸缩可实现行走部分的转向。

参见图12，所述上平台总成1上端设置有辅助起吊装置8，其用于下移动平台4辅助起吊，从而调整整机高度，满足整机过车要求。所述辅助起吊装置8包括上支座8-1、电动环链葫芦8-2和下支座8-3，所述上支座8-1固接于上平台总成1，所述下支座8-3固接于下移动平台4。

参见图5、13，所述下横联分上下层，其中下横联一9-1为下移动平台4和下翻转平台5的连接基座，下横联二9-2为走行机构7中转向部分的连接基座，所述下横联一9-1、下横联二9-2两端与外柱体2-1固接。

本发明的各阶段操作流程为：

模块化门式多功能凿岩台车携作业平台到位后：(1)作业平台自行驶出凿岩台车到指定位置后，作业平台完成原地转向，整机由横向行驶方向转换为纵向行驶方向；(2)人工操作将上平台总成上侧翻转平台、中间移动平台上侧翻转平台以及下翻转平台翻转至水平状态；(3)作业平台行驶靠近掌子面，通过内外柱升降系统将平台调整至高位，操作人员站在平台上完成划线作业；(4)作业平台退回并完成原地转向，通过内外柱升降系统将平台调整至低位，收起各层平台上的翻转平台，作业平台行程进入到凿岩台车内腔；(5)凿岩台车携作业平台靠近掌子面并完成钻孔作业；(6)凿岩台车后退到位，作业平台重复(1)、(2)、(3)过程并完成装填炸药作业；(7)作业平台重复(4)过程，凿岩台车携作业平台后退到位后，实施爆破作业；(8)作业平台重复(1)、(2)过程，将中间移动平台与内柱体销接，通过内外柱升降系统将平台调整至高位，借助辅助起吊装置将下移动平台提升至高位，由此作业平台内净空尺寸满足过车条件，工程车辆准备出渣。

通过上述描述可知，本发明的优点在于：

1、作业平台为套管式伸缩门架结构，通过油缸和辅助起吊装置可调整整机高度，满足工程车辆对整机及整机对模块化门式多功能凿岩台车的通过性。

2、作业平台可适应隧道内多种工况，通过走行机构可满足整机直行、斜行、原地转向。

3、可调整作业平台水平的支腿总成，在隧道内不平整地面上施工时能保证作业平台处于水平位置。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台，设置于凿岩台车系统的门架内，其特征在于，包括：

内外柱升降系统(2)，包括组成套管立柱结构的外柱体(2-1)、内柱体(2-2)，其上设置有若干个移动平台；其中，相对两个内柱体(2-2)的顶部通过前横梁(1-4)、后横梁(1-2)相连；

上移动平台(1-3)，设置于内外柱升降系统(2)上部，分为上下两层；其中：下层平台(1-3-1)与内柱体(2-2)连接，并与前横梁(1-4)、后横梁(1-2)组成框架结构，其两侧铰接侧翻转平台(1-1)并和固定于外柱体(2-1)上的升降油缸(2-3)的上部连接；上层平台(1-3-2)通过立柱固定于下层平台(1-3-1)上方，其前侧设置有可翻转的上层平台前翻转平台(1-3-3)以及辅助起吊装置(8)；

下移动平台(4)，设置内外柱升降系统(2)下部并能与辅助起吊装置(8)相连实现自身的升降。

2.根据权利要求1所述的一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台，其特征在于，内外柱升降系统(2)下端设置有走行机构(7)，所述走行机构(7)包括行走部分和转向部分；其中：

所述行走部分包括：回转轴(7-2)，车架(7-1)；所述回转轴(7-2)上设置有角度传感器(7-5)；所述车架(7-1)通过滑动轴承(7-3)、止推轴承(7-4)与回转轴(7-2)连接，其底部设置有减速机马达(7-6)和轮胎(7-7)；

所述转向部分包括：转向油缸(7-9)，缸尾固定端(7-10)；所述转向油缸(7-9)的转向杆两端分别通过杆端固定端(7-8)与回转轴(7-2)连接；缸尾固定端(7-10)一端通过销轴与转向油缸(7-9)连接，另一端通过下横联与内外柱升降系统(2)相连。

3.根据权利要求1所述的一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台，其特征在于，还包括：中间移动平台(3)，通过中间外套(3-3)套于内柱体(2-2)上并可沿内柱体移动；其两侧铰接有侧翻转平台(3-4)。

4.根据权利要求1所述的一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台，其特征在于，下移动平台(4)安装在固定于内外柱升降系统(2)底部的两侧的下横联(9)上，其包括一铝合金平台(4-2)，其中：下横联(9)上通过抱箍一(4-1)固定两个相对设置的钢管(4-3)，所述钢管(4-3)通过抱箍二(4-4)固定铝合金平台(4-2)。

5.根据权利要求1所述的一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台，其特征在于，所述内外柱升降系统(2)底部两侧设置有下横联(9)，所述下横联(9)的侧面通过翻转铰支座连接下翻转平台(5)，所述下翻转平台(5)可以绕铰接点翻转。

6.根据权利要求1所述的一种模块化门式多功能凿岩台车用作业平台，其特征在于，还包括：支腿总成(6)，所述支腿总成(6)包含顶升油缸(6-1)、回转梁(6-2)、回转轴(6-3)，其中，所述回转梁(6-2)的两端不同侧面分别连接顶升油缸(6-1)和回转轴(6-3)，所述回转轴(6-3)与内外柱升降系统(2)相连；所述回转轴(6-3)底部依次安装有减摩板(6-4)和挡圈(6-5)。

7.一种上述的模块化门式多功能凿岩台车用作业平台的作业方法，其特征在于，将模块化门式多功能凿岩台车携作业平台到位后，包括以下操作步骤：

(1)作业平台自行驶出凿岩台车到指定位置后，作业平台完成原地转向，整机由横向行驶方向转换为纵向行驶方向；

(2)人工操作将上平台总成上侧翻转平台、中间移动平台上侧翻转平台以及下翻转平台翻转至水平状态；

(3)作业平台行驶靠近掌子面，通过内外柱升降系统将平台调整至高位，操作人员站在平台上完成划线作业；

(4)作业平台退回并完成原地转向，通过内外柱升降系统将平台调整至低位，收起各层平台上的翻转平台，作业平台行程进入到凿岩台车内腔；

(5)凿岩台车携作业平台靠近掌子面并完成钻孔作业；

(6)凿岩台车后退到位，作业平台重复(1)、(2)、(3)过程并完成装填炸药作业；

(7)作业平台重复(4)过程，凿岩台车携作业平台后退到位后，实施爆破作业；

(8)作业平台重复(1)、(2)过程，将中间移动平台与内柱体销接，通过内外柱升降系统将平台调整至高位，借助辅助起吊装置将下移动平台提升至高位，由此作业平台内净空尺寸满足过车条件，工程车辆准备出渣。