CN112240208A - 机载翻转式支护作业平台及悬臂掘进机 - Google Patents

Abstract

本发明属于隧道掘进设备技术领域。一种机载翻转式支护作业平台，其设置于截割臂的电机箱体上，包括主平台和前平台，主平台的后端部与电机箱体铰接；前平台的后端部与主平台的前端部铰接；收起状态下，前平台和主平台向后翻转，并叠设在电机箱体上；展开状态下，主平台和前平台支撑设置在截割臂上。还公开了一种悬臂掘进机。本申请能够在完成隧道开挖后不需要移动悬臂掘进机，也不需要专门的支护台车设备，即可为支护作业人员提供站位和保护施工平台，提高施工效率，优化施工工序。

Description

机载翻转式支护作业平台及悬臂掘进机

技术领域

本发明属于隧道掘进设备技术领域，具体涉及一种机载翻转式支护作业平台及悬臂掘进机。

背景技术

掘进机是一种集截割、行走、装运于一体的矿上开采机械，其广泛应用于矿山开采和公铁路隧道施工中。国内外针对大断面铁路、公路隧道在快速施工以及新型工装方面已取得较多的研究成果，而对于小断面引水隧洞工程，受断面尺寸限制，施工空间小、工序交叉多、施工干扰大，在同一工作面实施钻孔、爆破、通风、出碴等作业，只能采用周期性循环施工方法，制约了高效机械设备的广泛应用。这些问题至今尚未得到有效的解决，导致特长中小断面引水隧洞的施工技术难以有所突破。

随着悬臂掘进机在隧道机械化掘进工艺的发展和应用，隧道施工速度和效率得到了大幅提升。但传统的悬臂掘进机仅能进行隧道施工的开挖和出渣作业，后续的支护作业仍然需要人工来完成。在人工进行支护作业时，需要悬臂掘进机整机后退，给支护台车等支护设备预留足够的空间，在施工空间狭窄时，甚至需要悬臂掘进机退出到洞口，或开挖专门的硐室用于错车、临时停放设备，严重影响了施工进度，也带来一定的安全隐患。为提高隧道施工效率，保证隧道施工开挖工序与支护工序的连续性，有必要设计一种悬臂掘进机机载支护作业平台，用于支护施工作业。

发明内容

本发明目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种机载翻转式支护作业平台及悬臂掘进机，其能够在完成隧道开挖后不需要移动悬臂掘进机，也不需要专门的支护台车设备，即可为支护作业人员提供站位和保护施工平台，提高施工效率，优化施工工序。

为实现上述目的，所采取的技术方案是：

一种机载翻转式支护作业平台，其设置于截割臂的电机箱体上，包括：

主平台，所述主平台的后端部与所述电机箱体铰接；以及

前平台，所述前平台的后端部与所述主平台的前端部铰接；

收起状态下，所述前平台和主平台向后翻转，并叠设在所述电机箱体上；

展开状态下，所述主平台和所述前平台支撑设置在截割臂上。

根据本发明机载翻转式支护作业平台，优选地，所述主平台的两侧分别铰接设置有第一侧翼平台和第二侧翼平台；所述前平台的两侧分别铰接设置有第三侧翼平台和第四侧翼平台；

展开状态下，各侧翼平台的侧壁与对应的主平台或前平台侧壁贴合支撑；

收起状态下，各侧翼平台向内侧翻转，并叠设在对应的主平台或前平台上。

根据本发明机载翻转式支护作业平台，优选地，所述主平台的两侧分别设置有第一滑移腔和第二滑移腔，在所述第一滑移腔和所述第二滑移腔内分别设置有第一滑移平台和第二滑移平台；

所述前平台的两侧分别设置有第三滑移腔和第四滑移腔，在所述第三滑移腔和所述第四滑移腔内分别设置有第三滑移平台和第四滑移平台。

根据本发明机载翻转式支护作业平台，优选地，还包括翻转驱动部，所述翻转驱动部驱动所述主平台相对于所述电机箱体转动动作；

所述翻转驱动部包括翻转动力推杆；或所述翻转驱动部包括驱动电机、设置在驱动电机的动作端的主驱动齿轮和设置在主平台与电机箱体之间的枢接轴上的从驱动齿轮，所述驱动电机设置在所述电机箱体上。

根据本发明机载翻转式支护作业平台，优选地，还包括第一扩展平台和第二扩展平台，所述第一扩展平台和所述第二扩展平台分别铰接设置在所述电机箱体的两侧；

展开状态下，所述第一扩展平台和所述第二扩展平台布设在所述主平台后侧；

收起状态下，所述第一扩展平台与所述第二扩展平台叠设在所述电机箱体上，所述主平台后翻后叠设在所述第一扩展平台和第二扩展平台上。

根据本发明机载翻转式支护作业平台，优选地，在所述前平台的前端中部设置有与截割臂端部的截割头匹配的限位槽，在所述限位槽上设置有弧形封板；所述前平台的后端中部设置有与所述截割臂匹配的限位支撑架。

根据本发明机载翻转式支护作业平台，优选地，还包括后平台，所述后平台呈折线形，并匹配设置在所述电机箱体上，在所述后平台中部设置有与所述前平台对应的支撑台。

根据本发明机载翻转式支护作业平台，优选地，各平台均包括板体和骨架，所述骨架为纵横交错排布的支撑杆。

一种悬臂掘进机，包括：

掘进机主体；

截割臂，其设置在所述掘进机主体的前部；

截割头，其设置在所述截割臂的前端；以及

如权利要求1-8任一所述的机载翻转式支护作业平台，所述机载翻转式支护作业平台与所述截割臂和所述截割头对应设置。

根据本发明悬臂掘进机，优选地，还包括超前钻探系统、喷浆系统和除尘系统；

所述超前钻探系统设置在所述掘进机主机的前端上部，所述超前钻探系统包括钻机总成、设置在钻机总成与掘进机主机之间的平动四连杆机构和钻探驱动部，所述钻探驱动部驱动所述平动四连杆机构摆动动作；

所述喷浆系统包括机载喷浆臂和泵送系统，所述机载喷浆臂包括枢接设置在掘进机主体上的第一臂杆、枢接设置在第一臂杆端部的回转台、回转设置在所述回转台上的第二臂杆、第一驱动部和第二驱动部，所述第一驱动部驱动所述第一臂杆相对于所述掘进机主机摆动动作，所述第二驱动部驱动所述回转台相对于所述第一臂杆摆动动作；所述第一臂杆和所述第二臂杆均为伸缩臂杆。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本申请的悬臂掘进机结构设计合理，设备上配套超前钻探孔、开挖、运输、喷浆、支护、除尘功能。从而提高施工效率。开挖完成后需要支护时，不需要另外增加支护台架，不需要挪机，即可为后续支护提供作业平台，省时省力，节省支护成本，提高支护效率。

本申请的结构设计，能够在支护作业平台上进行人工打锚杆、架梁等支护作业。支护作业平台集成到悬臂掘进机上，支护作业时展开，开挖作业时收起，节省空间和成本，可适应相对较窄隧道的快速支护；本申请在平台收回至展开动作可实现180度翻转，灵活度高，展开空间大，收起占用空间小，结构稳定。

本申请通过对主平台和前平台的设计，使得在纵向方向上空间得到有效的扩展，通过侧翼平台的设置能够在横向方向上空间得到有效的扩展，其整体采用自身结构实现支撑，稳定性好，且结构布置合理，能够依据自身的结构设计实现定位和支撑，从而保障在截割臂和截割头上的稳定支撑。

本申请通过对喷浆系统和超前钻探系统的设置，能够实现多自由度的调整，从而提高作业范围，更便于进行系统化施工作业，保障了整个施工过程的作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。

图1为根据本发明实施例的机载翻转式支护作业平台的结构示意图。

图2为根据本发明实施例的机载翻转式支护作业平台收起状态的结构示意图。

图3为根据本发明实施例的机载翻转式支护作业平台展开过程中的结构示意图之一。

图4为根据本发明实施例的机载翻转式支护作业平台展开过程中的结构示意图之二。

图5为根据本发明实施例的机载翻转式支护作业平台展开后的结构示意图。

图6为根据本发明实施例的隧道掘进机的正视结构示意图。

图7为根据本发明实施例的隧道掘进机的俯视结构示意图。

图8为根据本发明实施例的超前钻探系统的结构示意图之一。

图9为根据本发明实施例的超前钻探系统的结构示意图之二。

图10为根据本发明实施例的喷浆系统的结构示意图之一。

图11为根据本发明实施例的喷浆系统的结构示意图之二。

图中序号：

100为机载翻转式支护作业平台、110为主平台、111为第一侧翼平台、112为第二侧翼平台、120为前平台、121为第三侧翼平台、122为第四侧翼平台、123为限位槽、124为弧形封板、125为限位支撑架、130为第一扩展平台、140为第二扩展平台、150为后平台、151为支撑台、161为翻转动力推杆、162为连杆；

200为掘进机主机；

300为截割臂、310为截割头、320为电机箱体；

400为超前钻探系统、401为钻机总成、402为平动四连杆机构、403为钻探驱动部；

500为喷浆系统、501为第一臂杆、502为回转台、503为第二臂杆、504为泵送系统、505为第一驱动部、506为第二驱动部；

600为除尘系统。

具体实施方式

下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本发明的描述中，需要理解的是，“第一”、“第二”的表述用来描述本发明的各个元件，并不表示任何顺序、数量或者重要性的限制，而只是用来将一个部件和另一个部件区分开。

应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。

应当注意到，使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本发明，而不是所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。

参见图1-图5，本申请公开了一种机载翻转式支护作业平台，其设置于截割臂300的电机箱体320上，包括主平台110和前平台120，主平台110的后端部与电机箱体320铰接；前平台120的后端部与主平台110的前端部铰接；收起状态下，前平台120和主平台110向后翻转，并叠设在电机箱体320上；展开状态下，主平台110和前平台120支撑设置在截割臂300上。

进一步地，为了提高作业平台的有效面积，可以在主平台两侧进行延伸，对于延伸的结构，本申请给出了两种方式，一种是采用翻折的方式，另一种采用伸缩的方式。

翻折的方式为：在主平台110的两侧分别铰接设置有第一侧翼平台111和第二侧翼平台112；前平台120的两侧分别铰接设置有第三侧翼平台121和第四侧翼平台122；展开状态下，各侧翼平台的侧壁与对应的主平台110或前平台120侧壁贴合支撑；收起状态下，各侧翼平台向内侧翻转，并叠设在对应的主平台110或前平台120上。

伸缩方式为：主平台110的两侧分别设置有第一滑移腔和第二滑移腔，在第一滑移腔和第二滑移腔内分别设置有第一滑移平台和第二滑移平台；前平台120的两侧分别设置有第三滑移腔和第四滑移腔，在第三滑移腔和第四滑移腔内分别设置有第三滑移平台和第四滑移平台。

本实施例的附图中给出了采用翻折方式的具体结构，对于翻折结构，在设置铰接轴时，各侧翼平台和对应的主平台或前平台上的铰接耳板设置在上表面上，在设置铰接轴后，展平时侧壁与侧壁能够实现平行贴合支撑，从而起到支撑作用，避免侧翼平台向下转动，从而避免了其他限位支撑结构，能够有效的简化结构，并提高结构的稳定性，更便于进行展开和收起的变形操作。

为了便于展开，本申请中还设置有翻转驱动部，翻转驱动部驱动主平台110相对于电机箱体320转动动作；翻转驱动部包括翻转动力推杆161，通过设置连杆，连杆铰接设置在电机箱体上，连杆162的一端与翻转动力推杆161铰接，连杆的另一端与主平台110铰接，从而有连杆162实现动力的转换，上述结构中的翻转动力推杆161为液压油缸，通过截割臂的液压系统实现控制；翻转驱动部的结构还可以为包括驱动电机、设置在驱动电机的动作端的主驱动齿轮和设置在主平台与电机箱体之间的枢接轴上的从驱动齿轮，驱动电机设置在电机箱体上，即通过齿轮的啮合实现转动动作。各侧翼平台和前平台的翻转可以采用手动动作。

进一步地，本实施例中还包括第一扩展平台130和第二扩展平台140，第一扩展平台130和第二扩展平台140分别铰接设置在电机箱体320的两侧；展开状态下，第一扩展平台130和第二扩展平台140布设在主平台110后侧；收起状态下，第一扩展平台130与第二扩展平台140叠设在电机箱体320上，主平台110后翻后叠设在第一扩展平台130和第二扩展平台140上。第一扩展平台和第二扩展平台的支撑方式可以与上述的侧翼平台的支撑方式相同。

优选地，为了使得前平台与截割臂和截割头的结构相适应，保证整体结构的稳定性，本申请在前平台的前端中部设置有与截割臂300端部的截割头310匹配的限位槽123，在限位槽123上设置有弧形封板124；前平台的后端中部设置有与截割臂匹配的限位支撑架125。

进一步地，本申请还包括后平台150，后平台150呈折线形，并匹配设置在电机箱体320上，在后平台150中部设置有与前平台对应的支撑台151，在收起状态下，由于弧形封板的设置，为了保障收起后结构的稳定性，故通过支撑台对前平台进行支撑，从而避免弧形封板的不平整结构造成收起后的不稳定问题。

在上述结构中，各平台均包括板体和骨架，骨架为纵横交错排布的支撑杆。

由于为了保障翻转展开后的支撑稳定，因此相邻两部件之间的铰接轴均设置在靠近各平台的上支撑面，在展开后能够实现侧壁贴合支撑，硬外，由于主平台翻转后需要贴合在电机箱体上，第一侧翼平台和第二侧翼平台向内翻折后，高度上存在一定的干涉，因此，对于其铰接支座的高度进行对应的调整，在第一侧翼平台和第二侧翼平台上设置有铰接支座对应的槽口，避免发生干涉，并能够保障收起后平整稳定。

参见图1-图11，本申请还公开了一种悬臂掘进机，包括掘进机主,200、截割臂300、截割头310和机载翻转式支护作业平台，截割臂300设置在掘进机主体的前部；截割头310设置在截割臂的前端；机载翻转式支护作业平台与截割臂300和截割头310对应设置。

还包括超前钻探系统400、喷浆系统500和除尘系统600；超前钻探系统400设置在掘进机主机的前端上部，超前钻探系统包括钻机总成401、设置在钻机总成与掘进机主机之间的平动四连杆机构402和钻探驱动部403，钻探驱动部驱动平动四连杆机构摆动动作；喷浆系统包括机载喷浆臂和泵送系统504，机载喷浆臂包括枢接设置在掘进机主体上的第一臂杆501、枢接设置在第一臂杆端部的回转台502、回转设置在回转台上的第二臂杆503、第一驱动部505和第二驱动部506，第一驱动部505驱动第一臂杆501相对于掘进机主机摆动动作，第二驱动部506驱动回转台相对于第一臂杆501摆动动作；第一臂杆501和第二臂杆503均为伸缩臂杆。

上述结构中的第一驱动部和第二驱动部均采用液压油缸，并通过截割臂的液压系统进行驱动。

上文已详细描述了用于实现本发明的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本发明的范围、适用或构造。本发明的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本发明的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种机载翻转式支护作业平台，其设置于截割臂的电机箱体上，其特征在于，包括：

主平台，所述主平台的后端部与所述电机箱体铰接；以及

前平台，所述前平台的后端部与所述主平台的前端部铰接；

收起状态下，所述前平台和主平台向后翻转，并叠设在所述电机箱体上；

展开状态下，所述主平台和所述前平台支撑设置在截割臂上。

2.根据权利要求1所述的机载翻转式支护作业平台，其特征在于，所述主平台的两侧分别铰接设置有第一侧翼平台和第二侧翼平台；所述前平台的两侧分别铰接设置有第三侧翼平台和第四侧翼平台；

展开状态下，各侧翼平台的侧壁与对应的主平台或前平台侧壁贴合支撑；

收起状态下，各侧翼平台向内侧翻转，并叠设在对应的主平台或前平台上。

3.根据权利要求1所述的机载翻转式支护作业平台，其特征在于，所述主平台的两侧分别设置有第一滑移腔和第二滑移腔，在所述第一滑移腔和所述第二滑移腔内分别设置有第一滑移平台和第二滑移平台；

所述前平台的两侧分别设置有第三滑移腔和第四滑移腔，在所述第三滑移腔和所述第四滑移腔内分别设置有第三滑移平台和第四滑移平台。

4.根据权利要求1所述的机载翻转式支护作业平台，其特征在于，还包括翻转驱动部，所述翻转驱动部驱动所述主平台相对于所述电机箱体转动动作；

所述翻转驱动部包括翻转动力推杆；或所述翻转驱动部包括驱动电机、设置在驱动电机的动作端的主驱动齿轮和设置在主平台与电机箱体之间的枢接轴上的从驱动齿轮，所述驱动电机设置在所述电机箱体上。

5.根据权利要求1所述的机载翻转式支护作业平台，其特征在于，还包括第一扩展平台和第二扩展平台，所述第一扩展平台和所述第二扩展平台分别铰接设置在所述电机箱体的两侧；

展开状态下，所述第一扩展平台和所述第二扩展平台布设在所述主平台后侧；

收起状态下，所述第一扩展平台与所述第二扩展平台叠设在所述电机箱体上，所述主平台后翻后叠设在所述第一扩展平台和第二扩展平台上。

6.根据权利要求1所述的机载翻转式支护作业平台，其特征在于，在所述前平台的前端中部设置有与截割臂端部的截割头匹配的限位槽，在所述限位槽上设置有弧形封板；所述前平台的后端中部设置有与所述截割臂匹配的限位支撑架。

7.根据权利要求6所述的机载翻转式支护作业平台，其特征在于，还包括后平台，所述后平台呈折线形，并匹配设置在所述电机箱体上，在所述后平台中部设置有与所述前平台对应的支撑台。

8.根据权利要求1-7任一所述的机载翻转式支护作业平台，其特征在于，各平台均包括板体和骨架，所述骨架为纵横交错排布的支撑杆。

9.一种悬臂掘进机，其特征在于，包括：

掘进机主体；

截割臂，其设置在所述掘进机主体的前部；

截割头，其设置在所述截割臂的前端；以及

如权利要求1-8任一所述的机载翻转式支护作业平台，所述机载翻转式支护作业平台与所述截割臂和所述截割头对应设置。

10.根据权利要求9所述的悬臂掘进机，其特征在于，还包括超前钻探系统、喷浆系统和除尘系统；

所述超前钻探系统设置在所述掘进机主机的前端上部，所述超前钻探系统包括钻机总成、设置在钻机总成与掘进机主机之间的平动四连杆机构和钻探驱动部，所述钻探驱动部驱动所述平动四连杆机构摆动动作；

所述喷浆系统包括机载喷浆臂和泵送系统，所述机载喷浆臂包括枢接设置在掘进机主体上的第一臂杆、枢接设置在第一臂杆端部的回转台、回转设置在所述回转台上的第二臂杆、第一驱动部和第二驱动部，所述第一驱动部驱动所述第一臂杆相对于所述掘进机主机摆动动作，所述第二驱动部驱动所述回转台相对于所述第一臂杆摆动动作；所述第一臂杆和所述第二臂杆均为伸缩臂杆。

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