CN113074004A - 一种用于隧道施工的新型作业台架及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于隧道施工的新型作业台架，包括移动门架，移动门架上设有混凝土喷浆装置、锚杆钻机装置和钢拱架拼装装置；所述钢拱架拼装装置包括用于移动分段钢拱架的移动机构、用于抓取分段钢拱架的抓取机械手和用于运输拼成的钢拱架的运输机构，抓取机械手与移动机构配合，所述运输机构与移动机构配合。本发明通过在移动门架上设置钢拱架拼装装置，使得钢拱架的拼装过程机械化，而且集成了锚杆钻机装置和喷浆装置，装置集成度高，可以协同高效作业，提高工作效率，并使得拱架支护及时、支护效率高以及质量更稳定，提高隧道施工的安全；并且该作业台架结构简单、故障率低，还能节省生产成本。

Description

一种用于隧道施工的新型作业台架及其使用方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种用于隧道施工的新型作业台架及其使用方法。

背景技术

在采用钻爆法以及台阶法施工的隧道中，需要进行初期支护，提高围岩的稳定性，防止塌落。初期支护一般采用钢拱，配合钢筋网、锚杆以及喷射混凝土进行加强支护。

目前已经有独立的钢拱架安装车，混凝土喷射车以及锚杆钻车，施工程序是悬臂掘进机或采用炸药破碎岩石，然后退至后方，混凝土喷射车行进至前方喷射混凝土进行初步的支护，然后混凝土喷射车退至后方，锚杆钻车行至前方做锚杆支护，然后锚杆钻车退至后方，钢拱架安装车行至前方进行钢拱架安装，由于隧道狭小的作业环境以及各功能分别搭载在各自的工程车上，每步仅能进行一次作业程序，工作过程繁琐，效率低，且危险系数高。

而且，不良地质条件下，需要及时的混凝土初喷、大量的锚杆机及钢拱架支护，若混凝土及拱架支护不及时、支护效率低或质量不稳定，会严重影响隧道施工的安全。因此，合理的支护装置设计及功能集合是提高隧道施工安全以及施工效率的重要因素。

公布日为2020.07.28公布号为CN111456772A的中国发明专利公开了一种具有立拱、喷浆、焊接多功能的智能支护机器人，包括移动车体，移动车体上设有至少两个回转支撑，回转支撑上设有机械手，机械手上设有抓取机构和/或喷浆机构和/或测量机构和/或支护机构。但是该机器人的移动车体中未留设通道，且该装置占地面积较大，使得该机器人置于隧道中后，阻碍其他设备的通行和材料的运输。并且该机器人的结构复杂，故障率高。

发明内容

针对上述的技术问题，本发明提出一种用于隧道施工的新型作业台架及其使用方法，用以解决现有技术中的隧道支护施工装置结构复杂、故障率高的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于隧道施工的新型作业台架，包括移动门架，移动门架上设有混凝土喷浆装置、锚杆钻机装置和钢拱架拼装装置；所述钢拱架拼装装置包括用于移动钢拱架的移动机构、用于抓取钢拱架的抓取机械手和用于运输拼成的钢拱架的运输机构，抓取机械手与移动机构配合，所述运输机构与移动机构配合。本发明通过在移动门架上设置钢拱架拼装装置，使得钢拱架的拼装过程机械化，而且集成了锚杆钻机装置和喷浆装置，装置集成度高，可以协同高效作业，提高工作效率，并使得拱架支护及时、支护效率高以及质量更稳定，提高隧道施工的安全；并且该作业台架结构简单、故障率低，还能节省生产成本。

进一步地，为了便于钢拱架的移动过程，所述移动机构包括设置在移动门架上的移动轨道和移动连接在移动轨道上的行走组件，所述行走组件上设有夹固钢拱架的抱持件。

进一步地，为了提高移动机构的移动效率，所述移动轨道包括大齿圈，所述行走组件包括支撑架和转动连接在支撑架的小齿轮，小齿轮与大齿圈啮合连接；所述支撑架上设有驱动小齿轮转动的驱动马达，驱动马达与小齿轮连接。

进一步地，为了提高移动机构的稳定性，所述支撑架上还设有与大齿圈滑动配合的行走腿，行走腿端部设有半球形行走轮，所述大齿圈上设有与半球形行走轮契合的半球形凹槽。

进一步地，为了夹紧固定钢拱架，所述抱持件包括相对设置在支撑架上的固定抱臂和活动抱臂，活动抱臂与支撑架铰接；所述支撑架上设有驱动活动抱臂开合的开合驱动件。

进一步地，为了将拼成的钢拱架运至合适的位置便于进行支护安装施工，所述运输机构包括设置在移动门架上的运输轨道和设置在运输轨道上的运输台，所述运输台通过运输移动驱动件与运输轨道连接；所述运输台上设有支撑钢拱架的升降支撑件。

进一步地，为了便于从移动机构上取下拼成的钢拱架，所述升降支撑件包括钢拱架撑台和驱动钢拱架撑台升降的升降驱动件，升降驱动件一端与钢拱架撑台连接、另一端与运输台连接。

进一步地，为了将移动到相应位置的分段钢拱架抓取并固定便于拼装过程，所述抓取机械手包括伸缩臂和铰接在伸缩臂前端的夹爪，且夹爪通过弹性件与伸缩臂连接；伸缩臂内设有驱动夹爪开合的开合驱动件；所述伸缩臂包括大臂和部分容纳于大臂内的小臂，小臂与大臂滑动连接，且小臂通过伸缩驱动件与大臂连接。

进一步地，为了便于控制夹爪的开合，所述开合驱动件为推动油缸，推动油缸的固定端与小臂固定连接、伸缩端上设有楔块，楔块与夹爪的尾端配合用于带动夹爪的开合。

进一步地，为了便于伸缩臂的伸长和缩短，所述伸缩驱动件为伸缩油缸，伸缩油缸的固定端与大臂固定连接、伸缩端与小臂固定连接。

进一步地，为了使得移动门架拥有多功能性，便于提高施工效率，所述移动门架包括门型框架，门型框架的顶部设有移动平台、底部设有位移机构，门型框架上还设有操作平台。

进一步地，为了便于施工人员的上下，操作平台和/或移动平台的一侧设有爬梯。

进一步地，为了使混凝土喷浆总成在该作业台架上可移动从而在不工作时不影响其他部分的工作，所述混凝土喷浆装置包括移动连接在移动门架上的喷浆平台，喷浆平台上设有混凝土喷浆总成；移动门架上设有驱动喷浆平台移动的喷浆移动驱动机构，喷浆移动驱动机构与喷浆平台连接。

进一步地，为了便于控制喷浆平台的移动过程，所述喷浆移动驱动机构包括设置在移动门架上的喷浆槽轨、喷浆链条和喷浆移动马达，喷浆平台与喷浆槽轨滑动连接，喷浆平台与喷浆链条连接，喷浆移动马达与喷浆链条连接用于驱动喷浆链条移动从而带动喷浆平台在喷浆槽轨上移动。

进一步地，为了使锚杆钻机总成在该作业台架上可移动从而在不工作时不影响其他部分的工作，所述锚杆钻机装置包括移动连接在移动门架上的锚杆钻机平台，锚杆钻机平台上设有锚杆钻机总成；移动门架上设有驱动锚杆钻机平台移动的钻机移动驱动机构，钻机移动驱动机构与锚杆钻机平台连接。

进一步地，为了便于控制锚杆钻机平台的移动过程，所述钻机移动驱动机构包括设置在移动门架上的钻机槽轨、钻机链条和钻机移动马达，锚杆钻机平台与钻机槽轨滑动连接，锚杆钻机平台与钻机链条连接，钻机移动马达与钻机链条连接用于驱动钻机链条移动从而带动锚杆钻机平台在钻机槽轨上移动。

进一步地，为了能够控制锚杆钻机总成的工作角度以及收回在移动门架后的角度，所述锚杆钻机总成与锚杆钻机平台铰接，锚杆钻机总成还通过推动油缸与锚杆钻机平台连接。

一种用于隧道施工的新型作业台架的使用方法，包括如下步骤：

S1、通过位移机构将移动门架移动到隧道内待支护位置；

S2、通过喷浆移动驱动机构驱动喷浆平台移至前端，通过混凝土喷浆总成喷射混凝土进行初步的支护，结束后通过喷浆移动驱动机构驱动喷浆平台移动收回到移动门架下方；

S3、通过钻机移动驱动机构驱动锚杆钻机平台移至前端，通过推动油缸推动锚杆钻机总成转动至合适的角度，锚杆钻机总成工作进行锚杆支护，结束后通过推动油缸推动锚杆钻机总成转动至初始位置，并通过钻机移动驱动机构驱动锚杆钻机平台移动收回到移动门架下方；

S4、行走组件移动到移动轨道的下端，通过行走组件上的抱持件分别将待拼装的钢拱架夹紧固定并移动到各自对应的位置，通过抓取机械手将移动到对应位置的钢拱架抓取固定，然后进行拼装将钢拱架连接成拼成的钢拱架；

S5、通过运输移动驱动件驱动运输台移动到移动机构下方，使升降支撑件上的钢拱架撑台位于拼成的钢拱架的正下方；

S6、通过抱持件和抓取机械手松开拼成的钢拱架，使拼成的钢拱架落在运输机构的钢拱架撑台上；

S7、通过运输机构将拼成的钢拱架移动到安装位置。

本发明的有益效果如下：

1. 本发明通过在移动门架上设置钢拱架拼装装置，使得钢拱架的拼装过程机械化，而且集成了锚杆钻机装置和喷浆装置，装置集成度高，通过该作业架一个设备可以实现多个步骤的协同高效作业，提高工作效率，而且多个装置能够跟随移动门架同步移动，加快了施工进度，简化了施工过程，而且使得施工现场更整洁，不易出错；此外，还使得混凝土的初步支护和钢拱架的加固支护能够更加及时、支护效率更高，使得支护结构的整体质量更稳定，提高隧道施工的安全；并且该作业台架结构简单、故障率低，还能节省生产成本；

2.通过将作业台架设置成门型的结构，在台架下部留设通道，节省了施工空间，即方便施工人员和其他设备的通行，还能方便运输施工材料；

3.通过移动机构、抓取机械手和运输机构的相配合，依次将分段钢拱架的移动到对应位置固定后便于拼装，再将拼成的钢拱架运输到对应安装的位置便于进行支护安装，使得钢拱架的施工高度机械化，过程更加顺畅，提高了拼装质量，进而提高了支护质量，同时还提高了拼装效率，节省了人工成本；

4.通过设置行走组件和移动轨道相配合，便于将弧形的分段钢拱架顺着移动轨道移动到相应的位置，然后通过抓取机械手将移动到位的分段钢拱架抓取固定，然后进行拼装连接固定工作，将分段的钢拱架连接而成整体的钢拱架，还能利用移动门架，将拼成的钢拱架在隧道内相应的支护位置进行支护固定；

5.通过将移动轨道设成大齿圈，在行走组件上设置与大齿圈啮合连接的小齿轮，并在大齿圈上设置凹槽，在行走组件上设置与凹槽契合的行走轮，不仅起到连接行走组件和移动轨道的作用，还使得行走组件在大齿圈上更加稳定的移动，而且移动定位精度高，使得钢拱架的整体拼装质量更高；

6.通过设置锚杆钻机平台和推动油缸均与锚杆钻机总成连接，使得锚杆钻机总成不仅可以移动还可以转动角度，便于锚杆钻机总成的伸出和收回；

7.通过在移动门架顶部设置移动的平台，移动平台可向隧道前方移动，方便当隧道采用台阶法施工时对一级台阶进行钢拱架支护。

附图说明

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。

图1为本发明的结构示意图一；

图2为图1的侧视图 ；

图3为图1中A的局部放大图；

图4为本发明的结构示意图二；

图5为本发明的结构示意图三；

图6为本发明的机械抓取手的结构示意图；

图7为本发明的机械抓取手的剖视图。

图中：1-移动门架，11-门型框架，12-移动平台，13-位移机构，14-操作平台，15-爬梯，2-混凝土喷浆装置，21-混凝土喷浆总成，22-喷浆平台，23-喷浆槽轨，24-喷浆链条，25-喷浆驱动马达，3-锚杆钻机装置，31-锚杆钻机总成，32-推动油缸，33-锚杆钻机平台，34--钻机槽轨，35-钻机链条，36-钻机驱动马达，4-拼成的钢拱架，5-运输机构，51-运输轨道，52-运输台，53-升降支撑件，531-钢拱架撑台，532-升降驱动件，6-移动机构，61-移动轨道，611-半球形凹槽，62-行走组件，621-小齿轮，622-支撑架，623-行走腿，624-驱动马达，625-抱持件，6251-固定抱臂，6252-活动抱臂，6253-开合驱动件，7-抓取机械手，71-夹爪，711-夹爪的尾端，72-弹性件，73-开合驱动件，74-大臂，75-小臂，76-伸缩驱动件，77-铰接轴，78-楔块。

具体实施方式

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。

实施例1：如图1~图7所示，本发明所述的一种用于隧道施工的新型作业台架，包括移动门架1，移动门架装置是作业台架的主要承力部分。移动门架1包括门型框架11，门型框架11包括两侧的支柱支撑和顶部的横梁支撑以及铺设在横梁支撑上的顶板，在门型框架11的下部形成通道，可通过悬臂掘进机；该作业台架节省了施工空间，既方便施工人员和其他设备的通行，还能方便运输施工材料；移动门架1上设有混凝土喷浆装置2、锚杆钻机装置3和钢拱架拼装装置，混凝土喷浆装置2用于向隧道壁喷射混凝土进行初步的支护，锚杆钻机装置3用于做锚杆支护，之后钢拱架拼装装置用于钢拱架的拼接工作。混凝土喷浆装置2、锚杆钻机装置3和钢拱架拼装装置能够前后依次有序的并且相对独立的进行工作，不仅提高了支护效率，而且各装置之间互不干扰，提高了施工速度和施工质量。钢拱架拼装装置包括移动分段钢拱架的移动机构6、抓取分段钢拱架的抓取机械手7和运输拼成的钢拱架4的运输机构5，抓取机械手7与移动机构6配合，所述运输机构5与移动机构6配合。通过移动机构6、抓取机械手7和运输机构5的相配合，依次将分段钢拱架的移动到对应位置固定后便于拼装，再将拼成的钢拱架4运输到对应安装的位置便于进行支护安装，使得钢拱架的施工高度机械化，过程更加顺畅，提高了拼装质量，进而提高了支护质量，同时还提高了拼装效率，节省了人工成本

进一步地，如图1所示，门型框架11的顶部设有移动平台12，移动平台12包括移动连接在门型框架11的顶部的平台板，平台板周边设置有护栏；通过在上述顶板上设置平台轨道，平台板通过平台移动驱动件与平台轨道连接，平台移动驱动件设置在平台板底部，并且在平台板底部设有与平台移动驱动件连接的行走轮，行走轮与平台轨道配合，通过平台移动驱动件驱动行走轮在平台轨道上的转动从而带动移动平台12的移动；移动平台12可向隧道前方移动，方便当隧道采用台阶法施工时对一级台阶进行钢拱架支护。门型框架11的底部设有位移机构13。本实施例中，该位移机构13包括四个履带底盘，分别设置在门型框架11的底部，便于移动门架1的整体移动；门型框架11的侧面还设有双层的操作平台14，便于施工人员进行操作；其他实施例中，操作平台的个数和层数根据需要进行设置。此外，操作平台和移动平台的一侧设有爬梯15，便于施工人员的上下。

实施例2：如图1和图2所示，所述移动机构6包括移动轨道61和行走组件62，行走组件62与移动轨道61连接且能在移动轨道61上移动行走，移动轨道61的弧形与钢拱架相匹配的拱形，移动轨道61给行走组件62提供将钢拱架移动到拱形结构相应位置的轨道；所述行走组件62上设有夹固钢拱架的抱持件625用于将钢拱架夹紧固定，使得钢拱架跟随行走组件62的移动而移动。

进一步地，如图3所示，所述移动轨道61为拱形的大齿圈，所述行走组件62包括支撑架622和转动连接在支撑架622的小齿轮621，小齿轮621与大齿圈啮合连接；所述支撑架622上设有驱动小齿轮621转动的驱动马达624，驱动马达624与小齿轮621连接，使得小齿轮621在驱动马达624的驱动下转动，并在小齿轮621与大齿圈的啮合作用下，带动行走组件62在大齿圈上移动，从而移动钢拱架。

进一步地，如图3所示，所述支撑架622上还设有与大齿圈滑动配合的行走腿623，行走腿623端部设有半球形行走轮6231，所述大齿圈上设有与半球形行走轮6231契合的半球形凹槽611。具体地，大齿圈两侧各设有一条半球形凹槽611，支撑架622两侧的对应位置各设有一组行走腿623，每组行走腿623包含有两个行走腿623，通过两侧的两组行走腿623的端部通过半球形行走轮6231与大齿圈两侧的半球形凹槽611，不仅便于行走移动，还具有稳定连接行走组件与移动轨道61的作用。并且，行走腿与支撑架633铰接，使得行走组件62在拱形的移动轨道61上移动时行走腿能够稍微的转动以使半球形行走轮6231保持与半球形凹槽611的配合。此外，行走腿与支撑架633之间或位于同侧的行走腿之间连接有弹簧，保持行走腿的相对稳定性。

实施例3：如图3所示，所述抱持件625包括相对设置在支撑架622上的固定抱臂6251和活动抱臂6252，固定抱臂6251和活动抱臂6252为对称的L型结构，便于夹紧固定钢拱架；活动抱臂6252与支撑架622铰接，所述支撑架622上设有驱动活动抱臂6252开合的开合驱动件6253，本实施例中，开合驱动件6253为推动油缸，推动油缸的固定端与支撑架622铰接、伸缩端与活动抱臂6252铰接，用于控制活动抱臂6252向靠近固定抱臂6251的方向转动进行合拢或向背离固定抱臂6251的方向转动进行张开。工作时，行走组件62位于移动门架1下部，便于通过通过抱持件625将分段的钢拱架夹紧固定，通过行走组件62在移动轨道61上的移动将各个分段钢拱架移动到各自对应的位置，然厚通过抓取机械手7抓取固定，之后将各个分段钢拱架拼装连接而成拱形的拼成的钢拱架4。

进一步地，如图1所示，所述运输机构5包括设置在移动门架1上的运输轨道51和设置在运输轨道51上的运输台52，所述运输台52通过运输移动驱动件与运输轨道51连接，运输移动驱动件设置在运输台52底部，并且在运输台52底部设有与运输移动驱动件连接的行走轮，行走轮与运输轨道51配合，通过运输移动驱动件驱动行走轮在平台轨道上的转动从而带动运输台52的移动。本实施例中，运输移动驱动件为驱动马达，运输移动驱动件和行走轮均为常规结构。运输轨道51的后端延伸至移动轨道61下方，便于将拼成的钢拱架移至运输台52上。所述运输台52上设有支撑钢拱架的升降支撑件53，通过升降支撑件53的升起接近抱持件625上的拼成的钢拱架，然后抱持件625以及抓取机械手7松开将拼成的钢拱架4放置在升降支撑件53上，则拼成的钢拱架4转移至运输机构5上，然后运输台52带动拼成的钢拱架4移动至安装位置下方，然后升降支撑件53将拱形的钢拱架撑起便于支护安装。

进一步地，如图1和图4所示，所述升降支撑件53包括钢拱架撑台531和驱动钢拱架撑台531升降的升降驱动件532，升降驱动件532一端与钢拱架撑台连接、另一端与运输台51连接。钢拱架撑台531为U型结构，钢拱架转移至升降支撑件53上后U型结构可防止其掉落。本实施例中，升降驱动件532为升降油缸。

实施例4：如图6和图7所示，所述抓取机械手7包括伸缩臂，所述伸缩臂包括大臂74和部分容纳于大臂74内的小臂75，小臂75与大臂74滑动连接，且小臂75通过伸缩驱动件76与大臂74连接，本实施例中，伸缩驱动件76为伸缩油缸，伸缩油缸的固定端与大臂固定连接、伸缩端与小臂固定连接，用于控制伸缩臂的伸长和缩短。伸缩臂前端对称设置有两个夹爪71，两个夹爪71均通过铰接轴77与伸缩臂铰接，且夹爪71还通过弹性件72与伸缩臂连接，本实施例中，弹性件72为弹簧，使得夹爪71在不工作时为向外张开的状态；伸缩臂内设有驱动夹爪71开合的开合驱动件73；具体地，上述开合驱动件73为推动油缸，推动油缸的固定端与小臂75固定连接、伸缩端上设有楔块，楔块与夹爪的尾端711配合。夹爪的尾端711即夹爪71上远离夹持部位的一端，该端部和夹持部位分别位于铰接轴77的两端，使得单个夹爪71为杠杆结构，且夹爪的尾端711向内翘起，便于楔块向外顶起夹爪的尾端711时，夹爪71的夹持部位向内夹紧钢拱架。此外，由于钢拱架为对称结构，所述抓取机械手7设有两组，且两组抓取机械手7对称设置在移动门架上，便于对要拼成的拱形的钢拱架两对称部分进行同时作业。每组抓取机械手7内含有多个抓取机械手7，抓取机械手7的个数可根据需要抓取的钢拱架的个数而设置。

进一步地，如图5所示，所述混凝土喷浆装置2包括移动连接在移动门架1上的喷浆平台22，喷浆平台22上设有混凝土喷浆总成21；移动门架1上设有驱动喷浆平台22移动的喷浆移动驱动机构，喷浆移动驱动机构与喷浆平台22连接。具体地，喷浆移动驱动机构包括喷浆槽轨23、喷浆链条24和喷浆移动马达25，喷浆槽轨23沿前后方向横向设置在移动门架1的顶部且位于顶板下侧，喷浆移动马达25设置在喷浆槽轨23的后端，喷浆链条24与喷浆移动马达25的输出端连接，且喷浆链条24沿着喷浆槽轨23的延伸方向靠近喷浆槽轨23设置与喷浆槽轨23相配合。喷浆平台22与喷浆槽轨23滑动连接，同时喷浆平台22与喷浆链条24连接，喷浆移动马达25工作驱动喷浆链条24移动从而带动喷浆平台22在喷浆槽轨23上移动，来控制混凝土喷浆装置2的伸出便于混凝土喷浆总成21进行喷浆作业，作业结束后，喷浆移动马达25工作驱动喷浆链条24移动将混凝土喷浆装置2收回。

进一步地，如图4所示，所述锚杆钻机装置3包括移动连接在移动门架1上的锚杆钻机平台33，锚杆钻机平台33上设有锚杆钻机总成31；移动门架1上设有驱动锚杆钻机平台33移动的钻机移动驱动机构，钻机移动驱动机构与锚杆钻机平台33连接。具体地，钻机移动驱动机构包括钻机槽轨34、钻机链条35和钻机移动马达36，钻机槽轨34沿前后方向横向设置在移动门架1的顶部位于顶板下侧的位置，钻机槽轨34与喷浆槽轨23之间隔开一定距离，使得锚杆钻机装置3与混凝土喷浆装置2互不干扰。钻机移动马达36设置在钻机槽轨34的后端，钻机链条35与钻机移动马达36的输出端连接，且钻机链条35沿着钻机槽轨34的延伸方向靠近钻机槽轨34设置与钻机槽轨34相配合。锚杆钻机平台33与钻机槽轨34滑动连接，锚杆钻机平台33与钻机链条35连接，钻机移动马达36与钻机链条35连接用于驱动钻机链条35移动从而带动锚杆钻机平台33在钻机槽轨34上移动，来控制锚杆钻机装置3的伸出便于锚杆钻机总成31进行锚杆钻机作业，作业结束后，锚杆钻机平台33工作驱动钻机链条35移动将锚杆钻机装置3收回。

进一步地，如图4所示，所述锚杆钻机总成31与锚杆钻机平台33铰接，锚杆钻机总成31还通过推动油缸32与锚杆钻机平台33连接。能够控制锚杆钻机总成31的工作角度以及收回在移动门架1后的角度。

一种用于隧道施工的新型作业台架的使用方法，包括如下步骤：

S1、通过位移机构13即四个履带底盘工作将移动门架1移动到隧道内待支护位置；

S2、通过喷浆移动驱动机构的喷浆移动马达25工作驱动喷浆链条24移动从而带动喷浆平台22在喷浆槽轨23上移动，使得喷浆平台22移至前端，通过混凝土喷浆总成21喷射混凝土进行初步的支护，结束后通过喷浆移动驱动机构驱动喷浆平台22移动收回到移动门架1下方；

S3、通过钻机移动驱动机构的钻机移动马达36工作驱动钻机链条35移动从而带动锚杆钻机平台33在钻机槽轨34上移动，使得锚杆钻机平台33移至前端，通过推动油缸32推动锚杆钻机总成31转动至合适的角度，锚杆钻机总成31工作进行锚杆支护，结束后通过推动油缸32推动锚杆钻机总成31转动至初始位置，并通过钻机移动驱动机构驱动锚杆钻机平台33移动收回到移动门架1下方；

S4、行走组件62移动到移动轨道61的下端，通过行走组件62上的抱持件625分别将待拼装的钢拱架夹紧固定并移动到各自对应的位置，通过抓取机械手7将移动到对应位置的钢拱架抓取固定，然后进行拼装将钢拱架连接成拼成的钢拱架；具体地，行走组件62的驱动马达624工作驱动小齿轮621转动使行走组件62移动到移动轨道61的下端，通过抱持件625的开合驱动件6253工作使得活动抱臂6252与固定抱臂6251夹紧固定待拼装的钢拱架，通过驱动马达624工作使行走组件62在移动轨道61上移动，带动待拼装的钢拱架移动到其待拼装的对应位置，并通过对应位置的抓取机械手7将钢拱架抓取固定，通过行走组件62和抓取机械手7依次进行上述步骤，将各个待拼装的钢拱架抓取固定在各自的位置，然后进行拼装工作，将分段的钢拱架连接成拼成的钢拱架4；

S5、通过运输移动驱动件驱动运输台52移动到移动机构6下方，使升降支撑件53上的钢拱架撑台531位于拼成的钢拱架4的正下方；

S6、通过抱持件625和抓取机械手7松开拼成的钢拱架4，使拼成的钢拱架4落在运输机构5的钢拱架撑台531上；

S7、通过运输机构5将拼成的钢拱架4移动到安装位置，便于拼成的钢拱架4的支护安装工作。

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。

Claims (12)

1.一种用于隧道施工的新型作业台架，其特征在于，包括移动门架（1），移动门架（1）上设有混凝土喷浆装置（2）、锚杆钻机装置（3）和钢拱架拼装装置；所述钢拱架拼装装置包括用于移动钢拱架的移动机构（6）、用于抓取钢拱架的抓取机械手（7）和用于运输拼成的钢拱架（4）的运输机构（5），抓取机械手（7）与移动机构（6）配合，所述运输机构（5）与移动机构（6）配合。

2.根据权利要求1所述的用于隧道施工的新型作业台架，其特征在于，所述移动机构（6）包括设置在移动门架（1）上的移动轨道（61）和移动连接在移动轨道（61）上的行走组件（62），所述行走组件（62）上设有夹固钢拱架的抱持件（625）。

3.根据权利要求2所述的用于隧道施工的新型作业台架，其特征在于，所述移动轨道（61）包括大齿圈，所述行走组件（62）包括支撑架（622）和转动连接在支撑架（622）的小齿轮（621），小齿轮（621）与大齿圈啮合连接；所述支撑架（622）上设有驱动小齿轮（621）转动的驱动马达（624），驱动马达（624）与小齿轮（621）连接。

4.根据权利要求3所述的用于隧道施工的新型作业台架，其特征在于，所述支撑架（622）上还设有与大齿圈滑动配合的行走腿（623），行走腿（623）端部设有半球形行走轮（6231），所述大齿圈上设有与半球形行走轮（6231）契合的半球形凹槽（611）。

5.根据权利要求3或4所述的用于隧道施工的新型作业台架，其特征在于，所述抱持件（625）包括相对设置在支撑架（622）上的固定抱臂（6251）和活动抱臂（6252），活动抱臂（6252）与支撑架（622）铰接；所述支撑架（622）上设有驱动活动抱臂（6252）开合的开合驱动件（6253）。

6.根据权利要求2~4任一项所述的用于隧道施工的新型作业台架，其特征在于，所述抓取机械手（7）包括伸缩臂和铰接在伸缩臂前端的夹爪（71），且夹爪（71）通过弹性件（72）与伸缩臂连接；伸缩臂内设有驱动夹爪（71）开合的开合驱动件（73）；所述伸缩臂包括大臂（74）和部分容纳于大臂（74）内的小臂（75），小臂（75）与大臂（74）滑动连接，且小臂（75）通过伸缩驱动件（76）与大臂（74）连接。

7.根据权利要求6所述的用于隧道施工的新型作业台架，其特征在于，所述运输机构（5）包括设置在移动门架（1）上的运输轨道（51）和设置在运输轨道（51）上的运输台（52），所述运输台（52）通过运输移动驱动件与运输轨道（51）连接；所述运输台（52）上设有支撑钢拱架的升降支撑件（53）。

8.根据权利要求7所述的用于隧道施工的新型作业台架，其特征在于，所述升降支撑件（53）包括钢拱架撑台（531）和驱动钢拱架撑台（531）升降的升降驱动件（532），升降驱动件（532）一端与钢拱架撑台连接、另一端与运输台（51）连接。

9.根据权利要求1~4、7和8任一项所述的用于隧道施工的新型作业台架，其特征在于，所述移动门架（1）包括门型框架（11），门型框架（11）的顶部设有移动平台（12）、底部设有位移机构（13），门型框架（11）上还设有操作平台（14）。

10.根据权利要求9所述的用于隧道施工的新型作业台架，其特征在于，所述混凝土喷浆装置（2）包括移动连接在移动门架（1）上的喷浆平台（22），喷浆平台（22）上设有混凝土喷浆总成（21）；移动门架（1）上设有驱动喷浆平台（22）移动的喷浆移动驱动机构，喷浆移动驱动机构与喷浆平台（22）连接。

11.根据权利要求10所述的用于隧道施工的新型作业台架，其特征在于，所述锚杆钻机装置（3）包括移动连接在移动门架（1）上的锚杆钻机平台（33），锚杆钻机平台（33）上设有锚杆钻机总成（31）；移动门架（1）上设有驱动锚杆钻机平台（33）移动的钻机移动驱动机构，钻机移动驱动机构与锚杆钻机平台（33）连接；所述锚杆钻机总成（31）与锚杆钻机平台（33）铰接，锚杆钻机总成（31）还通过推动油缸（32）与锚杆钻机平台（33）连接。

12.如权利要求1~11任一项所述的用于隧道施工的新型作业台架的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过位移机构（13）将移动门架（1）移动到隧道内待支护位置；

S2、通过喷浆移动驱动机构驱动喷浆平台（22）移至前端，通过混凝土喷浆总成（21）喷射混凝土进行初步的支护，结束后通过喷浆移动驱动机构驱动喷浆平台（22）移动收回到移动门架（1）下方；

S3、通过钻机移动驱动机构驱动锚杆钻机平台（33）移至前端，通过推动油缸（32）推动锚杆钻机总成（31）转动至合适的角度，锚杆钻机总成（31）工作进行锚杆支护，结束后通过推动油缸（32）推动锚杆钻机总成（31）转动至初始位置，并通过钻机移动驱动机构驱动锚杆钻机平台（33）移动收回到移动门架（1）下方；

S4、行走组件（62）移动到移动轨道（61）的下端，通过行走组件（62）上的抱持件（625）分别将待拼装的钢拱架夹紧固定并移动到各自对应的位置，同时通过抓取机械手（7）将移动到对应位置的钢拱架抓取固定，然后进行拼装将钢拱架连接成拼成的钢拱架（4）；

S5、通过运输移动驱动件驱动运输台（52）移动到移动机构（6）下方，使升降支撑件（53）上的钢拱架撑台（531）位于拼成的钢拱架（4）的正下方；

S6、通过抱持件（625）和抓取机械手（7）松开拼成的钢拱架（4），使拼成的钢拱架（4）落在运输机构（5）的钢拱架撑台（531）上；

S7、通过运输机构（5）将拼成的钢拱架（4）移动到安装位置。

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