CN113153382B - 水工隧道管道安装台车、安装系统及安装方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种水工隧道管道安装台车、安装系统及安装方法，其包括台车本体及多个分轨小车，每个分轨小车上均设置有齿轨，所述台车本体上设置有行齿机构，所述台车本体通过所述行齿机构与所述齿轨配合以不断前进，所述分轨小车上设置有用于对小车进行收缩或展开的收缩机构。本申请具有降低隧道的管道安装施工的施工成本的效果。

Description

水工隧道管道安装台车、安装系统及安装方法

技术领域

本申请涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种水工隧道管道安装台车、安装系统及安装方法。

背景技术

隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。在隧道中进行管道安装时总是需要使用到管道安装台车，隧道的管道安装台车一般分为简易式与全液压式。简易式台车在隧道施工过程中一般需要外力托动，其工程成本较高，全液压式台车一般能够自动行走，但是全液压式台车在行走前需要工作人员铺设行车轨道，其施工成本也较高。

针对上述中的相关技术，发明人认为隧道的管道安装施工存在有施工成本较高的缺陷。

发明内容

为了降低隧道的管道安装施工的施工成本，本申请提供一种水工隧道管道安装台车、安装系统及安装方法。

第一方面，本申请提供一种水工隧道管道安装台车，包括台车本体及多个分轨小车，每个分轨小车上均设置有齿轨，所述台车本体上设置有行齿机构，所述台车本体通过所述行齿机构与所述齿轨配合以不断前进，所述分轨小车上设置有用于对分轨小车进行收缩或展开的收缩机构。

通过采用上述技术方案，每个分轨小车上设置齿轨，多个分轨小车依次排列以使得齿轨相互连接形成稳定的轨道，台车本体通过行齿机构与齿轨的配合而在分轨小车形成的轨道上移动，在台车本体从分轨小车经过后，该分轨小车收缩并向台车本体移动方向运动至最前端的分轨小车前方，然后该分轨小车展开并与相邻的分轨小车进行拼组，在台车本体的移动过程中，分轨小车不断将轨道向台车的移动方向进行构建，使得台车本体能够不断向前移动，通过这种方式不需要人工进行轨道铺设，减少施工成本，具有较高的经济效益。

可选的，所述收缩机构包括横向收缩组件及竖向收缩组件，所述竖向收缩组件设置于所述分轨小车底部，所述分轨小车包括第一侧架及第二侧架，所述横向收缩组件设置于所述第一侧架与所述第二侧架之间。

通过采用上述技术方案，横向收缩组件将分轨小车的第一侧架与第二侧架相互拉近以使得分轨小车产生横向收缩，纵向收缩组件分别对第一侧架与第二侧架的高度进行调控以使得分轨小车产生竖向收缩，由此，通过横向收缩组件与竖向收缩组件对分轨小车进行收缩，使得分轨小车具有较好的收缩或展开性能。

可选的，所述横向收缩组件包括横向液压缸，所述横向液压缸一端固定于所述第一侧架且另一端固定于所述第二侧架；所述竖向收缩组件包括第一竖向液压缸及第二竖向液压缸，所述第二竖向液压缸的底部设置有横向收缩滑轮，所述分轨小车底部还固定设置有行车支杆，所述行车支杆底部设置有行车滑轮。

通过采用上述技术方案，分轨小车通过横向液压缸进行横向收缩或展开，第一竖向液压缸对分轨小车进行支撑并可使得分轨小车进行第一级竖向收缩，第一级竖向收缩后，第二竖向液压缸通过底端的收缩滑轮对分轨小车进行支撑，此时分轨小车能够进行稳定的横向收缩，第二竖向液压缸还能够使得分轨小车进行第二级竖向收缩，第二级竖向收缩后，行车支杆通过底端的行车滑轮对分轨小车进行支撑，此时分轨小车完成全部收缩并能够沿台车本体的移动方向而运动。

可选的，所述分轨小车上设置有驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机、主动链轮及传动链，所述驱动电机固定于所述分轨小车，所述主动链轮同轴固定于所述驱动电机的转轴，所述行车滑轮上设置有从动链轮，所述传动链包覆于所述主动链轮及所述从动链轮。

通过采用上述技术方案，驱动电机驱使主动链轮转动，在传动链的传动作用下，从动链轮产生转动，进而使得行车滑轮转动，由此驱使分轨小车进行稳定的移动。

可选的，所述分轨小车沿行进方向的一侧设置有定位槽且另一侧设置有定位块，相邻的两个分轨小车中，一个分轨小车的定位块与另一个定位小车的定位槽插接配合。

通过采用上述技术方案，定位块与定位槽插接配合，由此使得相邻的分轨小车拼组效果更加稳定，台车本体的移动效果也就更加稳定。

可选的，所述行齿机构包括安装杆及若干行进齿轮，所述安装杆固定于所述台车本体，所述行进齿轮转动设置于所述安装杆，所述安装杆上还设置有行进电机，所述行进电机固定于所述安装杆，所述行进电机的转轴与所述行进齿轮同轴固定连接，所述行进齿轮与所述齿轨啮合。

通过采用上述技术方案，行进电机驱使行进齿轮转动，行进齿轮与齿轨啮合，由此驱使台车本体移动，使得台车本体具有较好的移动稳定性。

可选的，所述台车本体上还设置有承载装置，承载装置包括承载件、支撑机构及驱动件，所述支撑机构包括载板及两对活动杆，所述活动杆一端转动连接于所述载板且另一端转动连接于所述承载件，每一对活动杆对所述承载件形成一个平行四边形支撑结构，所述驱动件用于驱使所述支撑机构运动。

通过采用上述技术方案，支撑机构对承载件进行支撑，驱动件驱使支撑机构运动以对承载件的位置进行调整；每一对活动杆对承载件形成一个平行四边形支撑结构，使得承载件在移动时，自身的空间状态稳定，即承载件自身不易产生倾斜或旋转，使得承载件具有较好的承载稳定性。

可选的，台车本体具有两个限位环架，所述限位环架开设有限位环槽，所述承载件设置于两个限位环架之间，所述承载件两侧分别设置有限位滑块，两个所述限位滑块与所述限位环槽一一对应插接并滑动配合。

通过采用上述技术方案，限位滑块与限位环槽一一对应插接并滑动配合，在承载件移动时能够受到较好的限位作用，进一步使得承载件的移动动作更加稳定。

第二方面，本申请提供一种水工隧道管道安装系统，包括上述的安装台车，还包括运输小车，所述运输小车用于向所述台车本体输送管片。

通过采用上述技术方案，在进行管道安装时，分轨小车不断将轨道向台车的移动方向进行构建，运输小车不断向台车本体运输管片，以此使得台车本体上可稳定而持续地进行管道安装工作。

第三方面，本申请提供一种水工隧道管道安装方法，包括以下步骤：

S1：分轨小车就位、拼组，台车本体安装至沿前进方向最后端的分轨小车；

S2：运输小车将管片向台车本体运输，台车本体进行管道安装工作并不断前进；

S3：台车前进至经过最后端的分轨小车后，最后端的分轨小车收缩，然后向前移动直至到达最前端的分轨小车前方并展开拼组；

S4：不断重复S2和S3直至完成管道安装工作。

通过采用上述技术方案，在管道安装的过程中，由分轨小车不断向前构建轨道，以使得台车能够不断地向前移动，不需要进行轨道的铺设，减少施工成本，具有较高的经济效益。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.多个分轨小车依次排列以使得齿轨相互连接形成稳定的轨道，台车本体通过行齿机构与齿轨的配合而在分轨小车形成的轨道上移动，在台车本体的移动过程中，分轨小车不断将轨道向台车的移动方向进行构建，使得台车本体能够不断向前移动，通过这种方式不需要人工进行轨道铺设，减少施工成本，具有较高的经济效益；

2.支撑机构对承载件进行支撑，驱动件驱使支撑机构运动以对承载件的位置进行调整；每一对活动杆对承载件形成一个平行四边形支撑结构，使得承载件在移动时，自身的空间状态稳定，即承载件自身不易产生倾斜或旋转，使得承载件具有较好的承载稳定性。

附图说明

图1是本申请实施例的安装台车的整体结构视图。

图2是本申请实施例中分轨小车的主视图。

图3是本申请实施例中分轨小车的侧视图。

图4是本申请实施例中台车本体的主视图。

图5是图4中A部分的放大图。

附图标记说明：1、台车本体；2、行齿机构；21、安装杆；211、行进齿轮；212、行进电机；31、支撑机构；311、载板；312、活动杆；32、驱动件；33、承载件；41、限位环架；411、限位环槽；5、分轨小车；51、齿轨；52、第一侧架；521、第一侧板；53、第二侧架；531、第二侧板；54、行车支杆；541、行车滑轮；542、从动链轮；55、定位槽；56、定位块；61、横向液压缸；62、第一竖向液压缸；621、支撑座；63、第二竖向液压缸；631、收缩滑轮；7、驱动机构；71、驱动电机；72、主动链轮；73、传动链。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种水工隧道管道安装台车，参照图1，包括台车本体1及多个分轨小车5，分轨小车5顶面的两侧分别设置有齿轨51，多个分轨小车5沿直线排列，分轨小车5的齿轨51相互拼组以形成轨道，台车本体1上设置行齿机构2，台车本体1通过行齿机构2与轨道的配合而前进。

参照图2，分轨小车5包括第一侧架52及第二侧架53，第一侧架52上设置有第一侧板521，第二侧架53上设置有第二侧板531，第一侧板521与第二侧板531位于同一水平面上，第一侧板521顶面远离第二侧板531的一侧设置有齿轨51，第二侧板531顶面远离第一侧板521的一侧设置有齿轨51。分轨小车5上设置有收缩机构，收缩机构包括横向收缩组件及竖向收缩组件，横向收缩组件设置于第一侧架52与第二侧架53之间，具体的，横向收缩组件为横向液压缸61，横向液压缸61的一端固定于第一侧架52且另一端固定于第二侧架53。进一步的，第一侧板521靠近第二侧板531的一侧开设有若干伸缩槽，第二侧板531靠近第一侧板521的一侧开设有若干伸缩杆，伸缩杆与伸缩槽数量相等且位置一一对应并插接配合，在横向液压缸61驱使第一侧架52与第二侧架53相互靠近或远离时，伸缩杆在伸缩槽中滑动以对第一侧架52与第二侧架53的移动进行限位导向。

参照图2和图3，第一侧架52与第二侧架53分别设置有竖向收缩组件，并且第一侧架52的竖向收缩组件与第二侧架53的竖向收缩组件对称设置，以第一侧架52为例进行说明：竖向收缩组件包括第一竖向液压缸62及第二竖向液压缸63，第一竖向液压缸62竖直设置，第一竖向液压缸62的顶端固定于第一侧架52，且第一竖向液压缸62的底端固定连接有支撑座621；第二竖向液压缸63也竖直设置，第二竖向液压缸63的顶端固定于第一侧架52，且第二竖向液压缸63的底端转动设置有收缩滑轮631，收缩滑轮631的转轴平行于台车本体1的移动方向；并且，第一侧架52底部还固定设置有行车支杆54，行车支杆54竖直设置，行车支杆54的顶端固定于第一侧架52，行车支杆54的底端转动设置有行车滑轮541，行车滑轮541的转轴垂直于台车本体1的移动方向。第一侧架52上还设置有驱动机构7，驱动机构7包括驱动电机71、主动链轮72及传动链73，驱动电机71固定于第一侧架52，主动链轮72同轴固定于驱动电机71的转轴端部。

在分轨小车5处于展开状态时，横向液压缸61的活塞杆伸出，第一竖向液压缸62的活塞杆伸出，第二竖向液压缸63的活塞杆也伸出，支撑座621支撑于地面；在进行分轨小车5收缩时候，首先第一竖向液压缸62的活塞杆缩回，支撑座621抬起，收缩滑轮631支撑于地面，接着横向液压缸61的活塞杆缩回，然后第二竖向液压缸63的活塞杆缩回，行车滑轮541支撑于地面；在分轨小车5进行移动时，行车滑轮541上同轴设置有从动链轮542，主动链轮72与从动链轮542位于同一竖直平面，传动链73包覆于主动链轮72与从动链轮542。驱动电机71驱使主动链轮72转动，在传动链73的传动作用下，从动链轮542转动，行车滑轮541与从动链轮542同步转动；分轨小车5的展开以分轨小车5收缩的步骤逆向进行即可。进一步的，参照图3，在分轨小车5沿行进方向的一侧设置有定位槽55且另一侧设置有定位块56，相邻的两个分轨小车5中，一个分轨小车5的定位块56与另一个分轨小车5的定位槽55插接配合。在分轨小车5展开时，需要该分轨小车5与相邻的分轨小车5之间保留间隙，在该分轨小车5展开后沿移动方向倒退以使得定位块56与定位槽55插接配合，完成分轨小车5的拼组。

参照图4和图5，行齿机构2包括安装杆21及行进齿轮211，安装杆21固定于台车本体1，安装杆21的底面向上开设有安装槽，行进齿轮211转动设置于安装槽内，行进齿轮211的底部漏出安装槽，行进齿轮211与分轨小车5上的齿轨51啮合。每根安装杆21的安装槽内设置有若干个行进齿轮211，若干行进齿轮211沿安装槽长度方向等距分布。安装杆21上设置有若干行进电机212，行进电机212固定于安装杆21，且行进电机212的转轴与行进齿轮211同轴固定连接，行进电机212的数量可以与行进齿轮211的数量相等或小于行进齿轮211的数量，每根安装杆21上至少设置一个行进电机212。行进电机212驱使行进齿轮211转动，进而使得台车本体1在行进齿轮211与齿轨51的啮合下向前移动。

参照图4，台车本体1上还设置有承载装置，承载装置包括支撑机构31、驱动件32及承载件33，支撑机构31包括载板311及活动杆312，活动杆312的一端转动连接于载板311且另一端与承载件33转动连接，活动杆312设置有四根，四根活动杆312两两相互平行，并且四根活动杆312两两一对，两对活动杆312分别位于承载件33的两侧，并且每一对活动杆312对承载件33形成一个可活动的平行四边形支撑结构。驱动件32为驱动液压缸，两对活动杆312之间设置有两根连接杆，两根连接杆相互平行设置，驱动液压缸的两端分别转动连接于两个连接杆。需要注意的是，驱动液压缸不能与于载板311平行。驱动液压缸的活塞杆伸缩以驱使两对活动杆312所形成的平行四边形支撑结构变化，由此使得承载件33产生移动。进一步的，台车本体1上设置有限位环架41，限位环架41与承载件33的移动路径一致，限位环架41设置有两个，两个限位环架41分别位于承载件33的两侧，两个限位环架41相向的侧面分别开设有限位环槽411，承载件33的两侧分别设置有限位滑块（图中未示出），限位滑块设置于承载件33侧边的中部，两个限位滑块与两个限位环槽411一一对应插接并滑动配合，以此对承载件33的移动进行限位。

本申请实施例还公开一种水工隧道管道安装系统，包括上述的安装台车，还包括运输小车，所述运输小车用于向所述台车本体1输送管片。在进行管道安装时，分轨小车5不断将轨道向台车的移动方向进行构建，运输小车不断向台车本体1运输管片，以此使得台车本体1上可稳定而持续地进行管道安装工作。

本申请实施例还公开一种水工隧道管道安装方法，包括以下步骤：

S1：分轨小车5就位、拼组，台车本体1安装至沿前进方向最后端的分轨小车5；

S2：运输小车将管片向台车本体1运输，台车本体1进行管道安装工作并不断前进；

S3：台车前进至经过最后端的分轨小车5后，最后端的分轨小车5收缩，然后向前移动直至到达最前端的分轨小车5前方并展开拼组；

S4：不断重复S2和S3直至完成管道安装工作。

本申请实施例一种水工隧道管道安装台车、安装系统及安装方法的实施原理为：每个分轨小车5上设置齿轨51，多个分轨小车5依次排列以使得齿轨51相互连接形成稳定的轨道，台车本体1通过行齿机构2与齿轨51的配合而在分轨小车5形成的轨道上移动，在台车本体1从分轨小车5经过后，该分轨小车5收缩并向台车本体1移动方向运动至最前端的分轨小车5前方，然后该分轨小车5展开并与相邻的分轨小车5进行拼组，在台车本体1的移动过程中，分轨小车5不断将轨道向台车的移动方向进行构建，使得台车本体1能够不断向前移动，通过这种方式不需要人工进行轨道铺设，减少施工成本，具有较高的经济效益。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水工隧道管道安装台车，其特征在于：包括台车本体(1)及多个分轨小车(5)，每个分轨小车(5)上均设置有齿轨(51)，所述台车本体(1)上设置有行齿机构(2)，所述台车本体(1)通过所述行齿机构(2)与所述齿轨(51)配合以不断前进，所述分轨小车(5)上设置有用于对分轨小车(5)进行收缩或展开的收缩机构；

所述收缩机构包括横向收缩组件及竖向收缩组件，所述竖向收缩组件设置于所述分轨小车(5)底部，所述分轨小车(5)包括第一侧架(52)及第二侧架(53)，所述横向收缩组件设置于所述第一侧架(52)与所述第二侧架(53)之间；

所述横向收缩组件包括横向液压缸(61)，所述横向液压缸(61)一端固定于所述第一侧架(52)且另一端固定于所述第二侧架(53)；所述竖向收缩组件包括第一竖向液压缸(62)及第二竖向液压缸(63)，所述第二竖向液压缸(63)的底部设置有横向收缩滑轮(631)，所述分轨小车(5)底部还固定设置有行车支杆(54)，所述行车支杆(54)底部设置有行车滑轮(541)；

所述分轨小车(5)上设置有驱动机构(7)，所述驱动机构(7)包括驱动电机(71)、主动链轮(72)及传动链(73)，所述驱动电机(71)固定于所述分轨小车(5)，所述主动链轮(72)同轴固定于所述驱动电机(71)的转轴，所述行车滑轮(541)上设置有从动链轮(542)，所述传动链(73)包覆于所述主动链轮(72)及所述从动链轮(542)；

所述分轨小车(5)沿行进方向的一侧设置有定位槽(55)且另一侧设置有定位块(56)，相邻的两个分轨小车(5)中，一个分轨小车(5)的定位块(56)与另一个定位小车的定位槽(55)插接配合；

所述行齿机构(2)包括安装杆(21)及若干行进齿轮(211)，所述安装杆(21)固定于所述台车本体(1)，所述行进齿轮(211)转动设置于所述安装杆(21)，所述安装杆(21)上还设置有行进电机(212)，所述行进电机(212)固定于所述安装杆(21)，所述行进电机(212)的转轴与所述行进齿轮(211)同轴固定连接，所述行进齿轮(211)与所述齿轨(51)啮合。

2.根据权利要求1所述的水工隧道管道安装台车，其特征在于：所述台车本体(1)上还设置有承载装置，承载装置包括承载件(33)、支撑机构(31)及驱动件(32)，所述支撑机构(31)包括载板(311)及两对活动杆(312)，所述活动杆(312)一端转动连接于所述载板(311)且另一端转动连接于所述承载件(33)，每一对活动杆(312)对所述承载件(33)形成一个平行四边形支撑结构，所述驱动件(32)用于驱使所述支撑机构(31)运动。

3.根据权利要求2所述的水工隧道管道安装台车，其特征在于：台车本体(1)具有两个限位环架(41)，所述限位环架(41)开设有限位环槽(411)，所述承载件(33)设置于两个限位环架(41)之间，所述承载件(33)两侧分别设置有限位滑块，两个所述限位滑块与所述限位环槽(411)一一对应插接并滑动配合。

4.一种水工隧道管道安装系统，其特征在于：包括如权利要求1所述的安装台车，还包括运输小车，所述运输小车用于向所述台车本体(1)输送管片。

5.一种如权利要求4所述的水工隧道管道安装系统的水工隧道管道安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：分轨小车(5)就位、拼组，台车本体(1)安装至沿前进方向最后端的分轨小车(5)；

S2：运输小车将管片向台车本体(1)运输，台车本体(1)进行管道安装工作并不断前进；

S3：台车前进至经过最后端的分轨小车(5)后，最后端的分轨小车(5)收缩，然后向前移动直至到达最前端的分轨小车(5)前方并展开拼组；

S4：不断重复S2和S3直至完成管道安装工作。

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