CN112855204A - 一种隧道施工组合臂架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道施工设备技术领域，具体涉及一种隧道施工组合臂架，它包括回转式凿岩装置，回转式凿岩装置上的第一回转机构设置在机械臂上，使得回转式凿岩装置可以在水平方向上周向转动，所述机械臂通过第三回转机构连接钻孔抓手机构，所述钻孔抓手机构位于机械臂的端部；所述第三回转机构下方连接连接座，所述连接座与钻孔抓手机构连接第一俯仰油缸。目的在于在隧道施工时，可以同时用于隧道内拱架的安装和凿岩钻孔，增强工程台车的机械化，提高施工的作业效率。

Description

一种隧道施工组合臂架

技术领域

本发明属于隧道施工设备技术领域，具体涉及一种隧道施工组合臂架。

背景技术

在隧道施工中，通常需要进行多种施工作业，常用的方式是在隧道内放置不同的施工装置，以便于进行不同的施工作业；或者在进行不同的施工作业时，将不同的施工装置驶进或者驶出。这样来回的重复相同的工作，不但延长工期，若在隧道内放置多种装置，多种装置之间也会相互影响，不便于施工作业的进行。

目前，也有在一辆施工台车上设置多个臂架，从而进行不同的施工作业，然而，拱架台车在施工过程中通常只能进行立拱架作业，而实际立拱架后拱架还需要缩脚锚杆固定，目前施工中缩脚锚杆作业都是人工钻孔然后安装锚杆固定，从而导致整个作业无法实现真正的机械化，且作业效率不高。

发明内容

为了解决在隧道施工作业中，无法同时进行多种施工作业的情况，本发明提供了一种组合式臂架，该臂架组合了凿岩装置和钻孔抓手机构，可以在进行拱架的安装作业后，通过凿岩装置凿岩钻孔，进行缩脚锚杆固定，提高了整个臂架的机械化能力，并且提高了作业效率；为了保证钻孔抓手机构的单独作业，将凿岩装置设置成回转式的，使得凿岩装置能够在水平方向上回转，在不使用凿岩装置时，可以将凿岩装置回转至后侧，不影响钻孔抓手机构的使用，提高了整个组合式臂架的灵活性和可操作性。

本发明所采用的技术方案是：

一种回转式凿岩装置，包括推进梁，所述推进梁内设置有推进机构，所述推进梁上设置有钻杆，所述钻杆的端头连接钻头，所述钻杆的另一端连接凿岩机头；所述推进机构与钻杆连接，所述钻杆与推进梁之间相对运动，所述推进梁下设置有第一回转机构所述推进梁通过第一回转机构在水平方向内周向回转。

由于以上技术方案，通过第一回转机构使得推进梁可以在水平方向内周向回转，可以在不使用凿岩装置时，将推进梁回转至后侧，不影响其他机构的使用，同时也能够提高凿岩装置的灵活性，可以在不同位置进行凿岩施工。

优选的，所述推进梁的侧面连接第二回转机构，所述第二回转机构与第一回转机构之间通过弯管连接；所述第二回转机构带动推进梁在竖直方向内转动。

由于以上技术方案，使得推进梁能够在竖直方向内上下转动，增加了推进梁的工作范围，满足在隧道施工过程中，不同方向、角度上施工的可能性。

优选的，所述推进机构包括链条，所述链条设置在推进梁内，所述链条相对推荐梁转动；所述凿岩机头下方连接移动座，所述移动座与链条相适配，所述链条带动移动座前后移动。

由于以上技术方案，通过链条带动移动座移动，移动座下设置有与链条相啮合的齿，使得在凿岩钻孔中，为钻头提供向前的推进力。

优选的，所述推进梁靠近钻头的端头处连接定位钉，所述定位钉通过弹簧与推进梁连接，所述定位钉与推进梁之间相对运动；所述定位钉对称设置为两个。

由于以上技术方案，通过定位钉的设置可以在凿岩钻孔时，预先进行初步定位，且定位钉与推进梁之间通过弹簧连接，可以避免操作不慎时，定位钉的损坏。

一种隧道施工组合臂架，所述第一回转机构设置在机械臂上，所述机械臂通过第三回转机构连接抓手机构，所述第三回转机构带动抓手机构在水平方向内回转，所述抓手机构位于机械臂的端部；所述抓手机构通过第一俯仰油缸在竖直面内转动。

由于以上技术方案，将回转式凿岩装置与抓手机构组合在机械臂上，能够提高机械臂的功能性，且可以在隧道进入一辆工程台车时，即可以满足多种施工需求，提高了施工的效率。

优选的，所述抓手机构设置在工作台上，所述工作台与调平座连接，所述调平座的另一端铰接连接座，所述连接座设置在第三回转机构的下方，所述第一俯仰油缸的两端分别连接连接座和调平座。

由于以上技术方案，工作台的设置可以保证施工人员可以站立在工作台上，操作抓手机构，当抓手机构抓取拱架时，工作人员也可以站立在工作台上进行连接操作。

优选的，所述抓手机构铰接在伸缩杆上，所述伸缩杆的另一端与工作台连接，所述伸缩杆通过伸缩油缸在竖直方向上伸缩。

由于以上技术方案，抓手机构可以在竖直方向上伸缩，提高了抓手机构的工作范围。

优选的，所述抓手机构包括机械手，位于机械手处设置有破碎锤，所述机械手对称布置为两个，两个所述机械手之间设置有导向板。

由于以上技术方案，当机械手抓取拱架时，通过导向板，能够提高机械手抓取的准确性，从而提高施工效率。

优选的，所述钻孔抓手机构与伸缩杆之间连接有第二俯仰油缸，所述第二俯仰油缸带动钻孔抓手机构在竖直面内上下转动。

由于以上技术方案，第二俯仰油缸可以带动钻孔抓手机构进行俯仰，可以满足钻孔抓手机构的多角度工作。

优选的，所述机械臂为伸缩式臂架，所述机械臂通过第三俯仰油缸在竖直面内上下转动。

由于以上技术方案，机械臂为伸缩式臂架可以根据不同的工作需求，伸长或者缩短，并通过第三俯仰油缸增加了机械臂的工作范围，提高了机械臂整体的灵活性。

本发明的有益之处在于：通过在机械臂上组合回转式凿岩装置和钻孔抓手机构，且回转式凿岩装置和钻孔抓手机构都可以相对于机械臂进行转动，使得回转式凿岩装置和钻孔抓手机构之间不会产生干涉，能够满足在隧道中驶入一辆工程台车的情况下，完成多种施工作业，即能够通过机械手抓取拱架，也可以通过凿岩装置进行钻孔后安装锚杆，为施工提供便利，并节省了施工时间，同时也为施工人员提供了安全保障。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为钻头的局部放大图；

图3为钻孔抓手机构的局部放大图；

图4为本发明的侧视图。

图中：1-钻杆，2-钻头，3-凿岩机头，4-移动座，5-推进梁，6-链条，7-定位钉，8-弹簧，9-第二回转机构，10-弯管，11-第一回转机构，12-机械臂，13-第三俯仰油缸，14-工作台，15-钻孔抓手机构，16-第三回转机构；17-连接座；18-调平座；19-第一俯仰油缸；20-机械手；21-钻孔机；22-导向板；23-第二俯仰油缸；24-伸缩杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种回转式凿岩装置，包括推进梁5，所述推进梁5内设置有推进机构，所述推进梁5上设置有钻杆1，所述钻杆1的端头连接钻头2，通过钻头2可以对隧道内进行钻孔，然后安装锚杆固定，所述钻杆1的另一端连接凿岩机头3，凿岩机头3可以为钻杆1提供动力；所述推进机构与钻杆1连接，通过推进机构为钻杆1提供向前的动力，使得钻杆能够不断的向前移动以便于钻孔，所述钻杆1与推进梁5之间相对运动，所述推进梁5通过第一回转机构11与机械臂12连接，所述推进梁5在水平方向内、相对机械臂12周向回转，推进梁5在本发明中优选安装在机械臂12上，也可以根据实际使用需求安装在其他机构上。通过推进梁5的回转，可以实现推进梁5的不同方向的工作，也可以保证在推进梁5不使用时，回转至机械臂12的后方，不影响前侧其他机构的使用。

所述推进梁5的侧面连接第二回转机构9，所述第二回转机构9与第一回转机构11之间通过弯管10连接，所述弯管10的弯折角度为90°；所述第二回转机构9带动推进梁5在竖直方向内上下转动。推进梁5能够相对于机械臂12在水平方向上回转，也可以在竖直方向上上下转动，增强了推进梁5的灵活性，满足不同方向上的工作需求。

所述推进机构包括链条6，所述链条6设置在推进梁5内，所述链条6相对推荐梁5转动；所述凿岩机头3下方连接移动座4，所述移动座4与链条6相适配，所述链条6带动移动座4前后移动。可以理解的是，链条6通过不断的转动，可以带动移动座4前后移动，移动座4上设置有与链条6啮合的齿，从而保证钻杆1的前后移动，完成钻孔的工作。

所述推进梁5上靠近钻头2的端头处连接定位钉7，定位钉7用于钻孔前的定位，所述定位钉7通过弹簧8与推进梁5连接，所述定位钉7与推进梁5之间相对运动，通过弹簧8能够为定位钉7提供预紧力，也避免了若定位钉7与推进梁5之间刚性连接时，推力过大造成推进梁5的损伤；为了保证定位的准确性，所述定位钉7对称设置为两个。

如图1-4所示，一种隧道施工组合臂架，它包括上述回转式凿岩装置，所述机械臂12通过第三回转机构16连接抓手机构15，第三回转机构16可以带动抓手机构15在水平方向内回转，便于抓手机构15转向不同的方向进行工作，且在抓手机构15工作时，可以将回转式凿岩装置回转至后侧，不影响抓手机构15的工作；抓手机构15包括机械手20，机械手20处设置有破碎锤21，抓手机构15上的机械手20可以在安装拱架时抓取拱架，在需要进行破碎的位置，抓手机构15上的破碎锤21可以进行破碎操作；在不需要破碎使用时，可以单独使用机械手20抓取拱架，便于拱架的定位和安装，将抓手机构15和回转式凿岩装置组合在一起安装在同一个机械臂12上，可以缩小施工台车的体积，也可以避免在隧道施工时同时进入过多的工程车辆，在进入一辆工程车辆时，即可完成多项施工作业，提高施工效率。

所述抓手机构15设置在工作台14上，所述工作台14与调平座18连接，所述调平座18的另一端铰接连接座17，一种实施方式是，连接座17设置在第三回转机构16的下方，第一俯仰油缸19的两端分别连接连接座17和调平座18，从而保证抓手机构15在竖直方向内的转动；另一种实施方式是，连接座17设置在第三回转机构16的上方、并与机械臂12连接，第一俯仰油缸19的两端连接机械臂12和连接座17，从而带动抓手机构15的俯仰。所述抓手机构15位于机械臂12的端部，如图1所示，通过第一俯仰油缸19可以使得抓手机构15在竖直方向上俯仰，满足多种角度上的工作需求。

工作台14可以便于施工人员的站立，施工人员可以站在工作台14上，操作抓手机构15上的破碎锤21，通过调平座18可以调节工作台14的角度，为施工提供便利。

所述抓手机构15铰接在伸缩杆24上，所述伸缩杆24的另一端与工作台14连接，通过伸缩杆24可以使得抓手机构15伸长或者缩短，延长抓手机构15的工作范围，所述伸缩杆24通过伸缩油缸在竖直方向上伸缩。

所述抓手机构15所述机械手20对称布置为两个，两个所述机械手20之间设置有导向板22。导向板22上设置有倾斜向内侧的导向面，使得在机械手20抓取拱架时，为拱架提供一个导向力，便于机械手20抓取的准确性，能够快速的抓取拱架，避免操作不当多次抓取，耽误施工时间。

所述抓手机构15与伸缩杆24之间连接有第二俯仰油缸23，所述第二俯仰油缸23带动抓手机构15在竖直面内上下转动。所述机械臂12为伸缩式臂架，所述机械臂12通过第三俯仰油缸13在竖直面内上下转动。通过第二俯仰油缸23和第三俯仰油缸13可以提高机械臂12的灵活性。

具体工作方式：组合式臂架安装在工程台车上，当施工时，直接将工程台车驶入到隧道中，施工人员可以站立在工作台14上，通过调平座18保持稳定，便于施工人员站立，机械手20可以将抓取的拱架放置在隧道内避面上，使得施工人员进行安装；安装前，可以通过钻杆1上的钻头2对隧道壁进行凿岩钻孔，为施工人员安装锚杆提供便利，使用完成后，可以将凿岩装置回转至后侧收回，从而缩小整个台车的体积，同时也不影响机械手20的下一次抓取动作。

上述实施方式是优选的实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种回转式凿岩装置，其特征在于：包括推进梁(5)，所述推进梁(5)内设置有推进机构，所述推进梁(5)上设置有钻杆(1)，所述钻杆(1)的端头连接钻头(2)，所述钻杆(1)的另一端连接凿岩机头(3)；所述推进机构与钻杆(1)连接，所述钻杆(1)与推进梁(5)之间相对运动，所述推进梁(5)下设置有第一回转机构(11)所述推进梁(5)通过第一回转机构(11)在水平方向内周向回转。

2.根据权利要求1所述的回转式凿岩装置，其特征在于：所述推进梁(5)的侧面连接第二回转机构(9)，所述第二回转机构(9)与第一回转机构(11)之间通过弯管(10)连接；所述第二回转机构(9)带动推进梁(5)在竖直方向内转动。

3.根据权利要求1或2所述的回转式凿岩装置，其特征在于：所述推进机构包括链条(6)，所述链条(6)设置在推进梁(5)内，所述链条(6)相对推进梁(5)转动；所述凿岩机头(3)下方连接移动座(4)，所述移动座(4)与链条(6)相适配，所述链条(6)带动移动座(4)前后移动。

4.根据权利要求3所述的回转式凿岩装置，其特征在于：所述推进梁(5)靠近钻头(2)的端头处连接定位钉(7)，所述定位钉(7)通过弹簧(8)与推进梁(5)连接，所述定位钉(7)与推进梁(5)之间相对运动；所述定位钉(7)对称设置为两个。

5.一种隧道施工组合臂架，它包括权利要求1-4任一项所述的回转式凿岩装置，其特征在于：所述第一回转机构(11)设置在机械臂(12)上，所述机械臂(12)通过第三回转机构(16)连接抓手机构(15)，所述第三回转机构(16)带动抓手机构(15)在水平方向内回转，所述抓手机构(15)位于机械臂(12)的端部；所述抓手机构(15)通过第一俯仰油缸(19)在竖直面内转动。

6.根据权利要求5所述的隧道施工组合臂架，其特征在于：所述抓手机构(15)设置在工作台(14)上，所述工作台(14)与调平座(18)连接，所述调平座(18)的另一端铰接连接座(17)，所述连接座(17)设置在第三回转机构(16)的下方，所述第一俯仰油缸(19)的两端分别连接连接座(17)和调平座(18)。

7.根据权利要求6所述的隧道施工组合臂架，其特征在于：所述抓手机构(15)铰接在伸缩杆(24)上，所述伸缩杆(24)的另一端与工作台(14)连接，所述伸缩杆(24)通过伸缩油缸在竖直方向上伸缩。

8.根据权利要求7所述的隧道施工组合臂架，其特征在于：所述抓手机构(15)包括机械手(20)，位于机械手(20)处设置有破碎锤(21)，所述机械手(20)对称布置为两个，两个所述机械手(20)之间设置有导向板(22)。

9.根据权利要求8所述的隧道施工组合臂架，其特征在于：所述抓手机构(15)与伸缩杆(24)之间连接有第二俯仰油缸(23)，所述第二俯仰油缸(23)带动抓手机构(15)在竖直面内上下转动。

10.根据权利要求5-9任一项所述的隧道施工组合臂架，其特征在于：所述机械臂(12)为伸缩式臂架，所述机械臂(12)通过第三俯仰油缸(13)在竖直面内上下转动。。

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