CN116750427A - 运输设备及其使用方法以及移动小车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运输设备及其使用方法以及移动小车，该运输设备包括：托架，用于放置重型装备，包括布置在托架上的多个移动小车安装座；和多个移动小车，每个移动小车能够安装到对应的移动小车安装座，其中，每个移动小车包括车架、安装在车架上的连接部、安装在车架下方的至少一组车轮以及设置在连接部和车轮之间的高度调节装置，其中，移动小车通过连接部联接到移动小车安装座，该多个移动小车的高度调节装置联动地操作，以将托架基本保持水平。本发明的运输设备结构简单，易于实现，并且可以重复利用，节省物料，使用和操作简单、步骤少，控制精度高，能够极大缩短施工时间，加快工程进度，显著降低了各种成本。

Description

运输设备及其使用方法以及移动小车

技术领域

本发明涉及运输领域，尤其涉及一种用于重型装备的运输设备及其使用方法以及一种移动小车。

背景技术

在铁道、水电、交通、矿山、市政等隧道隧洞工程中，广泛采用隧道施工设备进行隧道掘进和隧洞施工。例如，在城市轨道交通隧道（例如地铁隧道）建设中，通常使用掘进机、例如盾构机等施工设备掘进。地铁隧道多为并行的两条隧道，每条隧道分为多个施工区间，每两个施工区间之间为工作井（或称为地铁站），盾构机在一条隧道的一个区间施工完成后，可以调转方向（即，转向）而转体（例如，调头）到另一隧道的施工区间进行掘进。对于转向而言，可以在一条隧道掘进完成后直接将盾构机吊出工作井到达地面，在地面上转体之后，在相对的井口下井到另一隧道处掘进施工。由于盾构机体积庞大，重量很重，操作非常费时费力。而为了缩减工期、避免占用路面时间过长而影响城市交流等原因，用于下盾构机的工作井会在隧道掘通前进行封闭、只预留井下工作空间，井下工作空间高度、宽度有限，无法架设起吊设备对盾构机实施转向操作。

目前，盾构机转向技术采用的方式是在盾构机出洞的地面、在盾构机基座下铺满钢板，然后在盾构机两侧和周围布置千斤顶，利用盾构机两侧的千斤顶的推力对盾构机施加扭转力矩，使盾构机旋转一定角度，每完成一个步进循环后，重新在盾构机两侧和周围布置千斤顶，如此反复循环，不断微调方向持续进行转向，最终实现盾构机调头。但由于井口已经封堵，井内铺设钢板难度大、工作量大，而且在调头过程中需要反复地安装（例如，将千斤顶焊接在钢板上）和拆卸千斤顶，很多千斤顶因此会报废，同时采用千斤顶微调的方式用时过长（比如普通的一台盾构机，转向需要约40天），因此这种调头方法时间成本、人工成本、物料成本以及施工成本极高。

如何安全高效地对盾构机进行转向是行业的痛点，同样，除了盾构机之外，在小空间内对其它重型装备进行平移和转向存在类似的问题，因此本申请提出一种全新的装备及方法，以期解决上述一项或多项问题，提高大型基建、重型装备行业的施工及运输效率、安全可靠并降低成本。

发明内容

首先，本发明提出了一种用于重型装备的运输设备，所述运输设备包括：托架，用于放置重型装备，包括布置在所述托架上的多个移动小车安装座；和多个移动小车，每个移动小车能够安装到对应的移动小车安装座，其中，每个移动小车包括车架、安装在所述车架上的连接部、安装在所述车架下方的至少一组车轮以及设置在所述连接部和所述车轮之间的高度调节装置，其中，所述移动小车通过所述连接部联接到移动小车安装座，所述多个移动小车的高度调节装置联动地操作，以将所述托架基本保持水平。

根据本发明的一种实施方式，所述高度调节装置为一个或多个串联的流体缸，所述多个移动小车的流体缸的流体管路串联连接在一起。

根据本发明的一种实施方式，所述多个移动小车中的一个或多个设置有至少一个驱动马达，用于驱动移动小车的至少一组车轮。

根据本发明的一种实施方式，运输设备还包括设置在所述托架前方并连接到所述托架的牵引装置，用于拉动所述托架前进。

根据本发明的一种实施方式，所述托架上在沿着所述运输设备前进方向的竖向平面内相对于竖向方向倾斜安装多个支撑油缸，使得支撑油缸的活塞杆向下向后伸出而与地面接触，产生驱动所述托架前进的前向反作用力分量。

根据本发明的一种实施方式，所述托架上在水平平面内相对于前进方向倾斜安装多个转向油缸，使得转向油缸的活塞杆向后向外倾斜伸出而与对应设置的反力基座接触，产生驱动所述托架前进的前向反作用力分量。

根据本发明的一种实施方式，所述移动小车中的至少一个与所述托架之间设置有至少一个调向装置，用于将至少一个移动小车的至少一组车轮调整为转向预定角度。

根据本发明的一种实施方式，所述调向装置为水平布置的调向油缸，调向油缸的活塞杆连接到所述托架并且所述活塞杆的延伸方向与所述移动小车的连接部的旋转轴线不相交。

根据本发明的一种实施方式，所述调向装置为调向马达组件，调向马达组件包括调向马达和齿轮组件，调向马达安装到所述托架并通过齿轮组件驱动所述移动小车转动。

根据本发明的一种实施方式，所述托架上沿竖向方向安装多个支撑油缸，使得支撑油缸的活塞杆竖向向下伸出而与地面接触，产生竖向反作用力，从而将所述移动小车的车轮抬升离开地面。

根据本发明的一种实施方式，所述托架上在水平平面内垂直于前进方向安装至少一个转向油缸，使得转向油缸的活塞杆垂直于前进方向向外伸出而与对应设置的反力基座接触，对所述托架施加侧向的推力或拉力。

根据本发明的一种实施方式，所述至少一个移动小车的至少一组车轮的方向相对于所述车架是固定的，所述调向装置作用于车架上对所述至少一个移动小车施加扭矩，使得所述至少一个移动小车相对于所述托架转动。

根据本发明的一种实施方式，所述牵引装置为卷扬机。

根据本发明的一种实施方式，所述连接部可旋转地连接到移动小车安装座，使得所述移动小车能够相对于所述托架转动。

根据本发明的一种实施方式，所述高度调节装置为阻尼器，所述多个移动小车的阻尼器并联或相互独立。

根据本发明的一种实施方式，所述高度调节装置为弹簧。

本发明提出了一种如上所述的用于重型装备的运输设备的移动小车。

根据本发明的一种实施方式，每个移动小车包括多个车轮组，每组车轮同轴布置，车轮组之间彼此平行。

其次，本发明提出了一种如上所述的用于重型装备的运输设备的使用方法，其中，所述运输设备通过以下各项中的一项驱动而执行前进运动：至少一个驱动马达；牵引装置；相对于竖向方向倾斜安装的多个支撑油缸；相对于前进方向倾斜安装的多个转向油缸。

根据本发明的一种实施方式，所述运输设备还执行转向运动，所述转向运动包括所述前进运动和转向操作，所述转向操作通过至少一个调向装置执行。

根据本发明的一种实施方式，所述运输设备还执行转向运动，所述转向运动包括所述前进运动和转向操作，所述转向操作通过沿竖向方向安装的多个支撑油缸执行。

根据本发明的一种实施方式，所述运输设备还执行转向运动，所述转向运动包括所述前进运动和转向操作，所述转向操作通过垂直于前进方向安装的至少一个转向油缸执行。

本发明的运输设备将移动小车与托架进行模块化组合，并提供多种组合方式和选项驱动重型装备进行平移运动和转向运动以实现运输的目的，适应性强，可以应用于各种施工环境（尤其是小空间条件）。比如，在运输设备执行平移运动时，只需要驱动运输设备执行前进运动即可，而前进运动可以使用多种动力方式中的一种或多种，这些动力方式包括例如移动小车自带的驱动马达、托架外部的牵引装置（例如卷扬机）、托架上倾斜安装的支撑油缸、托架上倾斜安装的转向油缸；在运输设备执行转向运动时，除了上述的前进运动之外，还包括转向操作，转向操作可以通过多种转向方式中的一种实现，这些转向方式包括例如移动小车自带的调向装置（例如，调向油缸或调向马达组件）、托架上竖直安装的支撑油缸、托架上水平横向安装的转向油缸。本发明的运输设备与现有方案相比，结构简单，易于实现，并且可以重复利用，节省物料，使用和操作简单、步骤少，自动化程度高，控制精度高，能够极大缩短施工时间，提高施工效率，加快工程进度，显著降低了时间成本、人工成本、物料成本以及施工成本，解决了行业内多年悬而未决的难题，具有光明的应用前景。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的托架的示意性透视图，所述托架包括转向油缸安装座、支撑油缸安装座、移动小车安装座。

图2示出了根据本发明的实施例的运输设备的示意性透视图，所述运输设备包括托架、移动小车、牵引装置，其中，盾构机放置在托架上，托架安装在移动小车上并且安装有转向油缸和支撑油缸，并且牵引装置连接到托架。

图3示出了根据本发明的一个实施例的移动小车的示意性透视图，移动小车包括车架、车轮、连接部、调向油缸、驱动马达以及高度调节装置。

图4示出了根据本发明的一个实施例的移动小车的另一示意性透视图。

图5示出了根据本发明的另一个实施例的移动小车的示意性透视图，移动小车包括车架、车轮、连接部、调向马达、驱动马达以及高度调节装置。

图6示出了根据本发明的另一个实施例的移动小车的另一示意性透视图。

图7a示出了根据本发明的一个实施例的运输设备的托架的示意图。

图7b示出了根据本发明的一个实施例的运输设备的移动小车的示意性透视图。

图7c示出了根据本发明的一个实施例的运输设备的移动小车的另一示意性透视图。

图8a示出了根据本发明的另一个实施例的运输设备的托架的示意图。

图8b示出了根据本发明的另一个实施例的运输设备的移动小车的示意性透视图。

图8c示出了根据本发明的另一个实施例的运输设备的移动小车的另一示意性透视图。

图9a示出了根据本发明的另一个实施例的运输设备的托架的示意图。

图9b示出了根据本发明的另一个实施例的运输设备的移动小车的示意性透视图。

图9c示出了根据本发明的另一个实施例的运输设备的移动小车的另一示意性透视图。

附图标记：1-托架；11-横向底杆；12-纵向底杆；13-第一斜杆；14-连接杆；15-第二斜杆；16-纵向顶杆；101-转向油缸安装座；1011-转向油缸；102-支撑油缸安装座；1021-支撑油缸；103-移动小车安装座；2-移动小车；21-车架；22-连接部；221-支撑柱；222-轴向支承件；23-车轮；24-驱动马达；25-高度调节装置；26-调向装置；3-牵引装置；31-液压站；4-滑轮组。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本发明的优选实施方式进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本发明的限制，任何的其他类似情形也都落入本发明的保护范围之中。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。还需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本申请的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指代相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明，在附图中相同的附图标记指代相同或相似的元件。

本发明的运输设备可以在小空间内对重型装备（例如，工程机械等施工设备、航天设备、重型武器装备等）进行平移和转向以实现运输的目的，其中，转向可以是任何角度，例如转向180°（即调头或掉头）。以工程机械为例，重型装备可以包括挖掘机械、起重机械、凿岩机械、混凝土机械等，其中，挖掘机械包括例如盾构机或全断面隧道掘进机TBM（TunnelBoring Machine）等。本文以盾构机作为重型装备的示例描述本发明，但是本发明构思同样适用于其他各种类型的重型装备。

参见图1和图2，示出了根据本发明的一个实施例的运输设备，运输设备包括托架1，盾构机放置并固定在托架上，托架可以是类似于桁架的井字形支撑架结构，由多个杆件组成，包括横向底杆11和纵向底杆12，图中示出了八根横向底杆11和四根纵向底杆12，但这仅是示例，本领域技术人员可以根据盾构机的尺寸和重量设置不同数量和布置的杆件，进而构造成各种形式的托架。杆件（包括底杆、下文所述的斜杆、连接杆以及顶杆）可以具有各种形状和形式，例如板、工字梁、管（例如圆管、方管等）或者能够承受较大载荷的其他异形结构，优选地选用工字梁形式。杆件可以由金属（例如钢）制成，以承受盾构机的重量。

参见图1，还设置了第一斜杆13、连接杆14、第二斜杆15以及纵向顶杆16，其中第一斜杆13从横向底杆11向上向外倾斜地延伸并连接在横向底杆11和连接杆14之间，连接杆14与纵向底杆12平行地延伸并位于第二斜杆15与第一斜杆13之间的接头处，第二斜杆15与第一斜杆13相对而从连接杆14延伸到横向底杆11或延伸到横向底杆11与最外侧的纵向底杆12之间的接头处，纵向顶杆16设置在连接杆14上并与纵向底杆12平行地延伸。从每根横向底杆11上向上向外倾斜地延伸出两根第一斜杆13，每根第一斜杆13的第一端位于最外侧的纵向底杆12和次外侧的纵向底杆12之间，这两根第一斜杆13彼此间隔开并对称地设置在横向底杆11上而形成V形构型。以此类推，八根横向底杆11上一共设置十六根第一斜杆13，这些第一斜杆13布置成两列，每列第一斜杆13在纵向方向上彼此对齐。在每根横向底杆11上靠外的位置，与第一斜杆13对应地，第二斜杆15从横向底杆11或横向底杆11与最外侧的纵向底杆12之间的接头处朝向第一斜杆13（即向上向内）延伸，同样地，设置十六根第二斜杆15，这些第二斜杆15布置成两列，第一斜杆13与第二斜杆15在横向底杆11上方交接并且三者形成三角形，在每列第一斜杆13与每列第二斜杆15的接头处设置连接杆14，连接杆14可以是管形式（例如，方管）。在每个连接杆14上，设置纵向顶杆16，纵向顶杆16可以是工字梁形式（例如，钢轨），垂直地设置在连接杆14上并且沿纵向方向平行于连接杆14，连接杆14和纵向顶杆16具有相同的长度。

通过托架1的上述构造，盾构机放置在横向底杆11与第一斜杆13围成的V形空间内并在两侧由纵向顶杆16约束和定位。在每根横向底杆11上，两个第一斜杆13之间的距离、延伸取向和角度以及尺寸根据盾构机的尺寸和形状进行相应地改变。杆件（包括底杆、斜杆、连接杆以及顶杆）之间可以通过各种方式连接，例如焊接、铆接、螺纹连接，优选地采用焊接。

此外，在托架1的前端和后端设置转向油缸安装座101，具体地，如图1至图2所示，在托架1的前端和后端的每个最外侧的横向底杆11的左右两端分别设置一个转向油缸安装座101，一共四个转向油缸安装座101，每个转向油缸安装座101用于安装一个转向油缸1011，转向油缸安装座101固定地连接（例如，焊接）到横向底杆11并且底部可以与横向底杆11齐平，并且可以是安装板的形式或者是安装架的形式。需要指出的是，在托架1的前端和后端可以布置数量相同或不同的转向油缸安装座101，优选地布置相同数量的转向油缸安装座101。图中示出了前后两端一共布置四个转向油缸安装座101，但这仅是示例，不具有限制性，而是本领域技术人员可以根据具体的应用（例如盾构机的重量、形状以及尺寸）对转向油缸安装座101的这些数量和布置进行相应地改变，即可以设置其他数量和安装布置的转向油缸安装座101，例如，附加地或替代地，可以在托架1的左右两侧（例如最外侧的纵向底杆12上）布置一个或多个转向油缸安装座101。这些转向油缸安装座101可以对称或不对称地布置在托架1的前后两端或左右两侧，优选地采用对称布置。

如图2的示例所示，托架1的前端和后端分别布置一对转向油缸1011，这些转向油缸1011在左右横向方向上以水平取向固定在转向油缸安装座101上，并且每对转向油缸1011背对彼此布置，即各自的活塞杆朝向相反的两个方向伸出，各个转向油缸可以独立操作或联动操作，由此产生不同的作用力组合。这些转向油缸1011彼此之间进行联动组合，对托架1施加侧向的推力或拉力，进而形成转向力矩，使托架1转向。或者，也可以在前端和后端分别设置一个转向油缸，或者在前端或后端设置一对或仅一个转向油缸。

另外，在托架1的左右两侧布置支撑油缸安装座102，具体地，如图1至图2所示，在两个最外侧的纵向底杆12上分别布置两个支撑油缸安装座102，一共四个支撑油缸安装座102。支撑油缸安装座102可以是安装板的形式或者是安装架的形式并且外表面可以与纵向底杆12齐平。支撑油缸安装座102固定地连接（例如焊接）到纵向底杆12，图中示出了支撑油缸安装座102为异形结构，并且在托架1的右侧布置的两个支撑油缸安装座102分别连接到第二根第二斜杆15和第七根第二斜杆15并且均连接到连接杆14和纵向底杆12。需要指出的是，在托架1的左右两侧可以布置数量相同或不同的支撑油缸安装座102，优选地布置相同数量的支撑油缸安装座102。图中所示的支撑油缸安装座102的数量和安装布置仅为示例，不具有限制性，本领域技术人员可以根据具体的应用（例如盾构机的重量、形状以及尺寸）对这些数量和布置进行相应地改变，例如，可以在托架1的每侧布置1个、3个、4个、5个、6个或更多个支撑油缸安装座102，并且左右两侧的这些支撑油缸安装座102可以是一一对应地对称布置，也可以不对称地布置，优选地，左右两侧的支撑油缸安装座102是对称地布置。附加地或替代地，也可以将支撑油缸安装座102布置在托架1的前后两端，例如每端布置1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个支撑油缸安装座102，并且前后两端的这些支撑油缸安装座102可以是一一对应地对称布置，也可以不对称地布置，优选地，采用对称布置。

如图2所示，每个支撑油缸安装座102用于安装一个支撑油缸1021，托架1的左侧和右侧分别布置一对支撑油缸1021，这些支撑油缸1021以竖直取向固定在支撑油缸安装座102上，并且活塞杆向下伸出能够抵靠在地面上，从而地面对活塞杆以及托架1施加竖直向上的支撑力，以将托架升高或顶起。附加地或替代地，支撑油缸1021的一部分或全部也可以倾斜地安装，即在沿着运输设备前进方向的竖向平面内相对于竖直方向成一定角度倾斜地安装，例如安装为使得支撑油缸1021的活塞杆向下向后倾斜伸出以顶靠在地面上，地面对油缸施加向前的驱动力分量，从而驱动托架前进，如此设置可以对托架1施加前后方向上的前向作用力，由此可以在前后方向上驱动托架而作为运输设备的动力源。

进一步地，在托架1上设置移动小车安装座103，具体地，如图1至图2所示，如前所述，托架1包括八根横向底杆11，托架1的左半部分和右半部分分别包括八根第一斜杆13和八根第二斜杆15，由于连接杆14作为接头连接这八根第一斜杆13和八根第二斜杆15，在相邻的两根横向底杆11、相邻的两根第一斜杆13、相邻的两根第二斜杆15、连接杆14以及最外侧的纵向底杆12之间形成空间，移动小车安装座103安装在该空间中。图中示出了在托架1上安装6个移动小车安装座103，其中托架1的左半部分和右半部分分别安装3个移动小车安装座103，这3个移动小车安装座103分别安装在第一根横向底杆11与第二根横向底杆11之间、第四根横向底杆11与第五根横向底杆11之间以及第七根横向底杆11与第八根横向底杆11之间。移动小车安装座103用于安装下文所述的移动小车，移动小车安装座103可以是容纳腔或者框架的形式，例如包括两个竖直侧板以及连接在两个竖直侧板顶部的一个顶板，其中两个竖直侧板分别固定（例如焊接）到相邻的两根横向底杆11上。图中所示的移动小车安装座103的数量和安装布置仅为示例，不具有限制性，本领域技术人员可以根据具体的应用（例如盾构机的重量、形状以及尺寸）对这些数量和布置进行相应地改变，例如，可以在托架1的左半部分和右半部分分别布置1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个移动小车安装座103，并且左半部分和右半部分的这些移动小车安装座103可以是一一对应地对称布置，也可以不对称地布置，优选地，左半部分和右半部分的这些移动小车安装座103是对称地布置。或者，移动小车安装座103也可以布置在托架的任何位置，例如布置在托架的中心轴线上或者中心轴线两侧的任何位置，并且可以是根据应用设置任意数量的移动小车安装座103，例如仅在托架的中心位置设置一个移动小车安装座103。

参见图3至图4，示出了根据本发明的一个实施例的移动小车2。移动小车2包括车架21、连接部22、车轮23、驱动马达24、高度调节装置25以及调向装置26，需要指出的是，一些实施例中的移动小车可以不包括驱动马达24和/或调向装置26。其中，连接部22设置在车架21上（例如，顶部或其他合适的任何位置），用于联接到移动小车安装座103，连接部22例如可以包括支撑柱221以及轴向支承件222，支撑柱221可以安装在移动小车安装座103中，例如移动小车安装座103的顶板可以连接到支撑柱221的轴向端面，支撑柱221可以是圆柱形轴的形式，轴向支承件222可以是轴向止推轴承的形式或其他能够支撑并承受支撑柱221的轴向载荷的构件，并且移动小车安装座103的顶板中可以设置圆形凹部，使得支撑柱221的轴向端面可以形状配合地卡接在圆形凹部中，如此设置可以使得移动小车2可以可拆卸地连接到移动小车安装座103并进而可拆卸地连接到托架1。替代地，连接部22可以通过其他构件固定地连接（例如焊接）到移动小车安装座103和托架1，使得移动小车2永久性地连接到移动小车安装座103和托架1。无论是移动小车可拆卸地连接还是永久地连接到托架，一些或全部移动小车自身可以围绕中心轴线相对于托架旋转。例如，移动小车通过连接部22的支撑柱221联接到移动小车安装座103，其中支撑柱221通过轴承安装在移动小车安装座103中，使得支撑柱221可以相对于移动小车安装座103旋转，即，支撑柱221可以作为移动小车的旋转轴或旋转轴线，进而移动小车可以相对于托架转动，例如自由旋转360度。或者支撑柱221本身可旋转地设置在车架上，支撑柱与移动小车安装座103之间固定连接。

车轮23安装在车架21的下方以与地面接触，车轮可以通过轮轴安装在车架21的轮架上，为了更平稳和更平衡地支撑移动小车2以及托架1和盾构机，车轮可以设置为多组，图中示出了2组车轮，每组车轮为3个，然而这仅是示例，本发明不限于此，本领域技术人员可以根据具体应用（例如盾构机的重量、形状以及尺寸）灵活地设置车轮的数量以及布置，例如2组车轮中的每组可以仅设置一个车轮、2个车轮、4个车轮以及更多个车轮，并且可以设置3组、4组、5组、6组以及更多组的车轮，并且每组可以包括1个车轮、2个车轮、3个车轮、4个车轮以及更多个车轮。每组车轮或者每个车轮组中的车轮同轴布置，例如这些车轮通过一根轮轴连接，或者通过同轴布置的两个或更多个轮轴连接。不同的车轮组之间是彼此平行的，即不同车轮组的轮轴是彼此平行布置的。这些车轮组的车轮的方向相对于车架可以是固定的、无法自由转动，只有在移动小车被转动时，车轮的方向才随着移动小车发生变化。在这种情况下，由于移动小车可以相对于托架转动，因此车轮可以跟随移动小车转动，进而实现车轮的转向；移动小车可以设置成无需外力即可相对于托架围绕自身旋转轴线自由旋转，或者可以设置成在外力的作用下才能相对于托架转动。自由旋转的移动小车的车轮的方向可能是随机的、不可控的，可以作为从动轮；而在外力的作用下才能相对于托架转动的移动小车的车轮的方向可以被精确控制，实现期望的角度调整和转向，这种车轮可以作为主动轮。

附加地或替代地，移动小车相对于托架可以是固定的，即不可转动，而车轮则可以独立于移动小车转动，例如在移动小车的一组车轮之间可以设置转向连杆，然后外部驱动力驱动转向连杆而实现车轮组的转向，这种车轮也可以作为主动轮。附加地或替代地，车轮也可以以万向轮的形式安装在移动小车上，即可以相对于移动小车360度自由地水平旋转，这种万向轮形式的车轮也可以作为从动轮，跟随主动轮运动。也就是说，作为主动轮的车轮的被动转向可以通过跟随移动小车自身的转动实现，也可以通过车轮之间的转向连杆独立于移动小车实现；而作为从动轮的车轮的自由旋转可以通过万向轮形式的车轮实现，也可以通过无法自行转动以固定方向安装在可以相对于托架自由旋转的移动小车上的车轮实现，如此设置可以便于车轮、移动小车以及移动小车上所支撑的托架和盾构机灵活地转向和调头。

在本发明中，托架前端的移动小车可以具有主动轮起到引导移动小车和托架转向的作用，而剩余的移动小车及其车轮形式没有限制，例如剩余的所有移动小车可以全部具有主动轮或者全部都是从动轮（例如全部都是万向轮或者移动小车可以自由旋转）；或者在剩余的所有移动小车中，一部分移动小车具有主动轮而另一部分移动小车具有从动轮，或者在移动小车具有多组车轮的情况下，每个移动小车的一组或多组车轮为主动轮而剩余的车轮组为万向轮；或者托架前端的移动小车具有多组车轮，而最前面的一组车轮为主动轮，剩余的车轮组为万向轮。或者，每个移动小车的所有车轮均可以设置为万向轮。车轮可以是例如鼓形轮的形式，以增加车轮的接地面积和承载力，但不限于此，车轮也可以设置成普通车轮的形式。车轮在竖直方向上承受盾构机的重量，由于载荷很大，因此车轮在被驱动转向时在水平方向上承受与地面的较大摩擦力，因此车轮的外周可以包胶，以减小与地面的摩擦，并便于车轮的旋转和转向。代替上述主动轮无法自行转动而跟随移动小车转动的方案，一组车轮之间设置转向连杆的方案也可以保证车轮组转向的同步性、一致性和平稳性，或者可以在每个车轮组上均设置转向连杆以保证每个车轮组的各个车轮之间的转向同步。

驱动马达24设置在车架21的下部靠近车轮组的位置，为车轮提供动力而驱动车轮前进，例如驱动马达的轴可以连接到车轮的轮轴以驱动车轮前进，驱动马达可以是电机或液压马达。图中示出了每个移动小车包括一个驱动马达，该驱动马达可以驱动前面的车轮组，使移动小车成为前驱式移动小车，也可以驱动后面的车轮组，使移动小车成为后驱式移动小车，这仅是示例，不具有限制性，本领域技术人员可以灵活地设置驱动马达的数量，例如可以设置2个、3个或更多个驱动马达，每个驱动马达驱动一组车轮，使移动小车成为全驱式移动小车。

高度调节装置25（或称为自平衡装置）设置在车架21上并设置在连接部22下方而位于连接部22和车轮23之间，多个移动小车的高度调节装置25彼此之间联动地操作，以将托架基本保持水平。具体地，多个移动小车安装在托架的下方，由于地面可能不平或者这些移动小车之间存在高度差，因此当盾构机放置在托架上时，这些移动小车承受的载荷可能不相同，因此需要动态地调整，使得这些移动小车均匀地受载，以增加托架和盾构机的运动稳定性并延长移动小车的使用寿命，减少移动小车因载荷过大而损坏的可能性。托架和盾构机的重量和载荷依次通过连接部22、高度调节装置25传递到车轮23，并最终传递到地面，高度调节装置25通过自身的运动（例如，长度增加或减小）调节连接部22的高度和载荷，并最终调节传递到车轮上的载荷分布。每个移动小车自身的高度调节装置25可以是一个或多个串联的流体缸，流体缸中可以使用各种流体，包括液体（例如，油或其他任何合适的液体）或者气体（例如，空气或其他任何合适的气体），流体缸可以是例如油缸或气缸，下面以包含液压油的油缸为例描述流体缸，但不限于此，下文关于油缸的描述和方案同样适用于其他流体缸。移动小车的每个油缸的活塞杆可以伸长或缩短，这些油缸的液压管路串联在一起，实现每个活塞杆的均匀受载以及每个车轮的均匀受载；同时，这些移动小车的所有油缸的液压管路也串联连接在一起，使得这些油缸并行地动作，从而起到将托架基本保持水平的作用，并且所有油缸串联在一起构成连通器结构，可以保证每个移动小车及其车轮在地面起伏不平时受力均等。需要指出的是，无论是每个移动小车自身的油缸彼此之间还是不同移动小车的油缸彼此之间，它们的液压管路都是串联在一起的，因此这个调节过程是一个自适应的动态调节过程，可以在盾构机的移动和运输过程中随着地面的状况以及载荷分配过程随时调整，调整耗时短，能够自动地将托架基本保持水平、进而保证在整个运输过程中每个车轮受压平稳，托架和盾构机被平稳地运输。替代上述方案，也可以仅将每个移动小车自身的油缸串联在一起，但是不同移动小车的油缸之间是并联的或者是相互独立的，例如不同移动小车的油缸之间共享一个液压源而并联连接在一起或者每个移动小车具有自己独立的液压驱动源（例如液压站），如此设置可以将移动小车模块化，便于与托架便捷地拆装；在这种方案中，不同移动小车的油缸之间可以类似于独立悬架而被独立地控制，或者可以被联动地控制，联动控制可以通过另外的控制方式实现，例如通过传感器（例如高度传感器或压力传感器）以及控制系统（例如包括控制电路板以及相关编程程序）对不同移动小车的液压系统（例如包括液压源、液压管路以及相关液压阀等）进行统筹控制以期实现与上述方案同样的效果。替代地，高度调节装置25也可以是一个或多个弹簧（例如压缩弹簧），由此当盾构机放置在托架上时，每个移动小车的弹簧自适应地压缩变形，最终使得每个移动小车及其车轮受载均匀。替代地，上面以油缸为例描述了一种阻尼器、即液体阻尼器，但本发明不限于此，高度调节装置25也可以采用其他阻尼器结构，例如其他类型的液体阻尼器、气体阻尼器（例如气缸）或电磁阻尼器，或者可以采用弹簧-阻尼器系统。同理，上面关于油缸描述的各种方案也可以适用于这些弹簧和/或阻尼器，以期实现同样的技术效果，在此不再赘述。

如上所述，当移动小车具有需要动力驱动的主动轮时，需要对移动小车施加外力而使其围绕中心轴线旋转，进而带动车轮转向。为此，在托架与移动小车之间设置了调向装置26，用于调整车轮的角度并使之转向，调向装置26可以是水平布置的调向油缸，调向油缸的活塞杆连接到托架1，并且活塞杆的延伸方向与移动小车的连接部的旋转轴线不相交，图3至图4中示出了在车架的前端和后端分别安装一个油缸，即一对油缸，这两个油缸为水平取向、彼此相反地布置，即各自的活塞杆朝向相反的方向伸出，以对移动小车施加一对相反的侧向力。设置一对油缸的效果在于对移动小车施加的一对相反的侧向力，可以形成扭转力矩，以使移动小车自身围绕连接部的旋转轴线相对于托架转动，从而快速地将车轮调整到期望的角度，转向角度可以通过油缸的活塞杆的伸缩行程限定。当然，也可以在移动小车上设置仅一个调向油缸，也能实现移动小车围绕自身轴线转动，并带动车轮调整方向和角度。替代地，当主动轮是通过转向连杆驱动时，调向油缸也可以设置在移动小车上，活塞杆连接到移动小车的转向连杆，由此，当调向油缸的活塞杆伸出或缩回时，对转向连杆施加作用力，进而转向连杆将车轮摆动到期望角度。需要指出的是，当移动小车的车轮为从动轮时，例如车轮为万向轮或者移动小车可以相对于托架自由旋转，则不需要在移动小车上设置单独的调向装置，车轮可以自由旋转并跟随具有主动轮的小车运动。

图5和图6示出了调向装置26的另一实施例的示意图，其中，调向装置26包括调向马达组件，包括调向马达和齿轮组件，齿轮组件包括一对减速齿轮（即小齿轮和大齿轮）以实现一级减速，或者可以包括两对或更多对齿轮以实现多级减速，本文以一对齿轮为例进行描述，其中小齿轮安装在马达的输出轴上并与大齿轮啮合。对于上述主动轮借助于移动小车自身转动实现转向的方案，调向马达和小齿轮可以安装在托架上，大齿轮可以固定地安装在移动小车上，由此在需要转向操作时，启动马达旋转带动小齿轮旋转，小齿轮带动大齿轮转动，由于大齿轮与移动小车固定地连接，因此大齿轮驱动移动小车本身围绕中心轴线相对于托架转动，从而将移动小车的车轮调整并转动到期望角度。替代地，对于移动小车的车轮借助于转向连杆实现转向的方案，可以在大齿轮中心设置驱动轴，驱动轴的另一端连接到车轮的转向连杆，调向马达驱动小齿轮旋转，小齿轮旋转而驱动大齿轮以及驱动轴旋转，驱动轴旋转而带动转向连杆转动或摆动一定角度，进而带动车轮转向到期望角度。此外，代替齿轮组的传动方式，也可以采用带传动或链传动以及其他机构将马达的动力传动到移动小车或其车轮。

下面基于以上内容描述运输设备的使用方法。运输设备的运动包括平移运动和转向运动（包括转向任何角度的同时前进，例如180°调头），下面分别描述平移运动和转向运动的各种实施例。平移运动和转向运动均需要驱动源，以驱动托架和盾构机前进，不同之处在于对于平移运动而言，由于移动小车和车轮不需要转向操作，只需要被驱动移动，而对于转向运动而言，需要额外对小车或车轮施加作用力以执行车轮的转向操作。

下面描述运输设备的驱动源的各种实施例，即驱动托架前进的各种实施例。参见图2，移动小车2安装在托架1的下方，盾构机放置在托架上，图中示出了安装6个移动小车，托架1的左半部分和右半部分分别对称地安装3个移动小车，每个移动小车2安装在托架1的对应的移动小车安装座103中，这仅是示例，不具有限制性，本领域技术人员可以灵活地设置移动小车的数量和布置，例如与上述移动小车安装座103的数量和布置对应地，可以安装4个、5个、7个、8个、9个、10个以及其他更多或更少数量的移动小车，并且托架1的左半部分和右半部分可以安装相同数量或不同数量的移动小车，并且这些移动小车可以对称或不对称地布置在托架1的左半部分和右半部分。在一个实施例中，当盾构机需要平移时，可以使用移动小车2自带的驱动马达24驱动车轮23前进，其中，所安装的移动小车2中的一个或多个设置有驱动马达24，或者所有的移动小车2均设置有驱动马达，如上所述，每个移动小车包括至少一个驱动马达。需要指出的是，这些驱动马达应该布置成输出功率使车轮前进，而不会对托架本身产生力矩，否则可能引起托架本身旋转。例如，当驱动马达的功率相同时，它们应相对于托架的中心轴线（或几何中心或质心）对称地成对布置，当存在单数驱动马达（例如一个驱动马达）时，该驱动马达应该布置在托架的中心轴线上。在另一实施例中，如图2所示，可以使用牵引装置（或外部牵引装置）3拉动托架1移动，外部牵引装置3可以是卷扬机，卷扬机可以选用液压马达或电动马达驱动，卷扬机设置在托架1的前方，并且在托架上安装相应的滑轮组4，卷扬机的缆绳连接在滑轮组4上，从而卷扬机在液压马达或电动马达的驱动下将缆绳收回，而拉动托架1前进，并且在执行转向运动时，则卷扬机不是设置在托架的正前方，而是按照转向后的角度设置，例如大致沿着或平行于转向后的方向设置在托架的侧前方，并且根据托架的转向要求随时调整牵引方向。图2中示出了液压站31，液压站可以为转向油缸1011、支撑油缸1021、移动小车2的驱动马达（例如，液压马达）24、高度调节装置25的油缸和调向装置（例如，调向油缸）26或牵引装置（例如，卷扬机）3的液压马达提供液压动力。在另一实施例中，如图7a至图7c所示，如前所述，将一部分或全部支撑油缸1021设置为在沿着运输设备前进方向的竖向平面内相对于竖直方向倾斜安装，使得支撑油缸1021的活塞杆倾斜向后向下伸出推顶到地面上，地面对活塞杆施加向前的推力分量，作为托架前进的动力源，同时地面对活塞杆还施加竖直向上的推力分量，以将托架向上顶以承担托架和盾构机的一部分重量，此时，移动小车承受的载荷减小，从而车轮与地面的摩擦减小，使得车轮更容易转向。一种极端的情况是，竖直向上的推力分量可以完全将托架和盾构机顶起使得车轮离开地面或者车轮不再承受托架和盾构机的重量，这种情况类似于昆虫跳跃或者袋鼠跳跃后再落地，一是容易对托架和盾构机造成冲击，使得运输过程不平稳，二是浪费了油缸的动力和功率，应该避免这种情况。因此，在实际工程应用中，应设置好油缸的倾斜角度以调整水平前向力分量和竖直力分量之间的比例，既能产生足够的前进力分量，又可以施加一定的竖直力分量以减轻车轮的载荷，便于车轮容易转向。该倾斜角度可以是一个角度范围，或者是一个具体的最佳角度值。

在另一实施例中，利用托架上的转向油缸1011作为动力源，具体地，转向油缸1011可以在水平平面内相对于前进方向倾斜地安装，例如转向油缸1011相对于横向或侧向的左右方向倾斜一定角度，使得转向油缸1011的活塞杆在向后向外倾斜伸出时在前后方向上形成前进力分量，例如转向油缸1011可以成对地相对于托架的纵向方向镜像布置，使得转向油缸1011的左右方向的力分量互相抵消，而前后方向上的力分量叠加。例如，在托架的两侧设置反力基座（例如，支撑架或支撑板），反力基座可以对转向油缸1011的活塞杆施加沿纵向方向向前的力分量，该向前的纵向力分量推动托架前进。转向油缸1011的一端连接到托架，另一端（例如，活塞杆）连接到反力基座，从而随着转向油缸1011的活塞杆伸出而产生推力，例如，托架前端的一对转向油缸1011分别连接到托架两侧的反力基座，在自然状态下，转向油缸1011的活塞杆处于缩回状态，然后启动托架的运输，前端左右两侧的转向油缸1011的活塞杆伸出顶靠到相应的反力基座而产生推力，同理，托架后端的一对转向油缸1011的活塞杆也伸出顶靠到相应的反力基座而产生推力，随着活塞杆伸出到最大行程，托架往前移动一定距离，从而完成一个步进循环，然后在托架的两侧重新布置反力基座，重复上述操作，实现托架前进。

上面描述了托架移动前进所使用的动力方式，以示例的方式描述了4个实施例，即移动小车2自带的驱动马达24（例如电动马达或液压马达）、外部牵引装置3（例如卷扬机）、倾斜安装的支撑油缸1021、托架1上倾斜安装的转向油缸1011，但这仅是示例，不具有限制性，本领域技术人员可以根据应用灵活地采用其他动力源驱动托架前进，并且不同实施例之间可以组合，即采用动力源中的一种或多种，例如动力可以采用移动小车的驱动马达加上外部牵引装置。对于托架平移运动而言，只需要驱动托架前进即可，因此可以采用上述4种方式中的一种或多种。

转向运动包括前进运动和转向操作，上文描述了前进运动采用的动力源的各个实施例，下面描述运输设备的移动小车及其车轮转向操作的各种实现方式，即车轮转向操作的各种实施例。在一个实施例中，参见图3和图4以及图8a至图8c和图9a至图9c，通过安装在托架前部的至少一个移动小车或者一排移动小车实现转向操作，移动小车具有主动轮，调向装置26为调向油缸，调向油缸的一端（例如活塞杆）连接在托架1上并且活塞杆的延伸方向与移动小车的连接部的旋转轴线不相交，另一端连接在移动小车的车架上，当调向油缸的活塞杆伸出或者缩回时，带动移动小车围绕连接部的中心轴线相对于托架转动，进而带动车轮转动到一定角度而调整为转向预定角度，实现移动小车的转向；替代地，调向油缸安装在移动小车上，一端（例如活塞杆）连接在车轮的转向连杆上，如此，当调向油缸的活塞杆伸出或者缩回时，对车轮的转向连杆施加力和/或扭矩，从而驱动转向连杆带动车轮转向，例如转向到期望角度。在操作中，车轮可能一次无法实现转向到位，则需要多次转向，或者需要转向和前进多次配合，类似于汽车的转向和/或调头，需要车轮转向以及前进的多次配合。

在另一实施例中，参见图5和图6，调向装置26为调向马达组件，托架上的调向马达旋转并驱动小齿轮与移动小车上的大齿轮啮合，从而带动移动小车围绕中心轴线相对于托架转动，进而带动车轮转动到一定角度，实现移动小车的转向；替代地，如上所述，调向马达驱动齿轮组件带动驱动轴旋转，驱动轴带动车轮的转向连杆旋转或摆动，进而驱动车轮转向，类似于图3和图4的实施例，车轮可能需要多次转向，或者需要转向和前进多次配合。

在另一实施例中，移动小车可以不设置调向装置26并且车轮之间不设置转向连杆，而可以使用人工方式对车轮的角度进行调整，从而实现转向，例如通过手动方式或者通过相关器械将车轮扭转并摆动一定角度，在这种方案中，例如，移动小车可以相对于托架自由旋转。在人工转向的情况下，需要将盾构机和托架升起而解除车轮所受的载荷，具体地，竖直安装的支撑油缸1021的活塞杆向下伸出顶靠在地面上，产生竖向反作用力，从而将盾构机和托架以及移动小车顶起一定高度，使得盾构机和托架的重量支撑在支撑油缸1021上，车轮离开地面而不再受载，从而便于对车轮的取向调整一定角度，待调整完成后，支撑油缸1021的活塞杆缩回复位，此时移动小车的车轮回落在地面上并支撑盾构机和托架。

需要指出的是，支撑油缸1021是单独设置的，即，也可以设置在非人工转向的方案中。由于盾构机非常重，车轮所受的载荷很大，车轮在受载的情况下转向困难，或者如果调向装置26（调向油缸或调向马达）的功率输出不足，则可以使用支撑油缸1021将盾构机和托架完全顶起，使得车轮升高离开地面而完全不受载，然后使用调向装置将车轮转向；或者将盾构机和托架顶起较小的高度，使得车轮仍然接触地面，但是所受的载荷减小，此时利用调向装置也可以容易地将车轮转向。

在又一实施例中，代替直接对移动小车的车轮进行转向，也可以直接对托架进行转向。如图2和图7a至图7c所示，通过托架上的至少一个转向油缸1011与托架两侧设置的反力基座之间的相互作用力，对托架1施加侧向的推力或拉力，进而形成转向力矩，使托架1转向，在此实施例中，安装在托架下方的移动小车的车轮可以是任何形式，例如全部为从动轮（例如移动小车可以相对于托架自由旋转或者车轮是可自由旋转的万向轮），或者全部为无法自行转动的主动轮，或者一部分是从动轮而另一部分为主动轮，均能实现托架的转向。例如，以4个转向油缸为例，托架1的前端和后端在水平平面内垂直于前进方向设置一对水平横向的转向油缸1011，使得活塞杆可以垂直于前进方向向外伸出，在自然状态下，前端左侧的转向油缸1011的活塞杆处于缩回状态，右侧的另一个转向油缸1011的活塞杆处于伸出状态而连接到反力基座，然后左侧的转向油缸1011的活塞杆伸出顶靠到左侧的反力基座而产生推力，右侧的转向油缸1011的活塞杆缩回而产生拉力，从而带动托架向右转向，完成一个转向步进循环，然后在托架的两侧重新布置反力基座重复上述操作；后端的一对转向油缸也类似地操作，在此不再赘述。或者，前端右侧的转向油缸1011的活塞杆伸出顶靠在右侧的反力基座而产生推力，相应地，左侧的转向油缸1011的活塞杆缩回而产生拉力，由此带动托架向左转向；后端的一对转向油缸也类似地操作，在此不再赘述。替代地，可以利用托架前端的左侧的转向油缸1011和后端的右侧的转向油缸1011均产生推力或拉力，或者利用托架前端的左侧的转向油缸1011产生推力（或拉力）并利用后端的左侧的转向油缸1011产生拉力（或推力），或者利用托架前端的右侧的转向油缸1011和后端的左侧的转向油缸1011均产生推力或拉力，或者利用托架前端的右侧的转向油缸1011产生推力（或拉力）并利用后端的右侧的转向油缸1011产生拉力（或推力），或者同时利用托架前后两端的所有四个转向油缸1011，即托架前端的左侧的转向油缸1011和后端的右侧的转向油缸1011均产生推力（或拉力），而托架前端的右侧的转向油缸1011和后端的左侧的转向油缸1011均产生拉力（或推力），或者仅利用其中一个转向油缸对托架1施加侧向的推力或拉力，通过上述各种方式，均能实现托架的转向。

对于盾构机的转向（例如调头）运动而言，包括车轮的前进运动以及转向操作，而上面分别描述了车轮的前进运动和转向操作的若干实施例，因此盾构机的转向（例如调头）运动可以包括这些实施例的多种组合方式，并且由此产生运输设备的多个实施例。图7a至图7c示出了一个实施例，其中，运输设备前进的动力源采用倾斜安装的支撑油缸1021，转向操作采用托架上的转向油缸1011以及对应设置的反力基座直接使托架本身转向，而移动小车被示出为自身没有设置驱动马达和调向装置，并且移动小车的车轮可以是任何形式，例如全部为从动轮（例如移动小车可以相对于托架自由旋转或者车轮是可自由旋转的万向轮），或者全部为无法自行转动的主动轮，或者一部分是从动轮而另一部分为主动轮，均能实现托架的转向。在动力源采用倾斜安装的支撑油缸1021的方案中，转向操作可以采用其他方式对车轮进行转向，例如，代替转向油缸1011，可以在移动小车上设置调向装置26，包括上述的调向油缸或调向马达，通过使车轮转向而实现运输设备的转向；或者采用对车轮人工转向的方式，在这种方式中，如上所述，需要设置竖直安装的支撑油缸1021，其活塞杆向下伸出顶靠在地面上，从而将盾构机和托架以及移动小车顶起一定高度，使得盾构机和托架的重量支撑在支撑油缸1021上，车轮离开地面而不再受载，从而便于对车轮的取向调整一定角度。

图8a至图8c示出了另一实施例，其中，运输设备前进的动力源采用设置在托架前方的外部牵引装置3，例如卷扬机，在托架上安装相应的滑轮组4，卷扬机的缆绳连接在滑轮组4上，从而卷扬机在液压马达或电动马达的驱动下将缆绳收回，而拉动托架1前进；转向操作采用移动小车上设置的调向装置26，图中示出了调向油缸，调向油缸一端连接在托架上，另一端连接在移动小车上，活塞杆的伸出或缩回使移动小车围绕自身轴线相对于托架转动，进而带动车轮转向；替代地，调向装置26也可以采用如上所述的调向马达。在动力源采用外部牵引装置3的方式中，转向操作可以通过托架上的转向油缸1011直接对托架转向，也可以通过设置竖直安装的支撑油缸1021采用对车轮人工转向的方式，具体操作上文已经详细描述了，在此不再赘述。

图9a至图9c示出了另一实施例，其中，运输设备前进的动力源采用移动小车自身设置的驱动马达24，转向操作采用移动小车上设置的调向装置26，图中示出了调向油缸，调向油缸的活塞杆连接在托架上，另一端连接在移动小车上，活塞杆的伸出或缩回使移动小车围绕自身轴线相对于托架转动，进而带动车轮转向；替代地，调向装置26也可以采用如上所述的调向马达。在动力源采用驱动马达24的方式中，转向操作可以通过托架上的转向油缸1011直接对托架转向，也可以通过设置竖直安装的支撑油缸1021采用对车轮人工转向的方式，具体操作上文已经详细描述了，在此不再赘述。

此外，在另一实施例中，运输设备前进的动力源采用倾斜地安装在托架上的转向油缸1011，利用转向油缸1011与反力基座之间产生的沿纵向方向向前的力分量驱动托架前进，而转向操作类似地采用移动小车上设置的调向装置26（包括调向油缸或调向马达）、托架上的转向油缸1011直接对托架转向，也可以通过设置竖直安装的支撑油缸1021采用对车轮人工转向的方式，具体操作上文已经详细描述了，在此不再赘述。

此外，对于转向运动而言，在移动小车的所有车轮均为从动轮（例如移动小车可以相对于托架自由旋转或者车轮是可自由旋转的万向轮）的情况下，托架或移动小车可以不用进行转向操作，而使用设置在托架前方的外部牵引装置、倾斜安装的支撑油缸或者倾斜安装的转向油缸作为动力源直接驱动托架移动，随着托架移动，从动轮会自行调整方向，经过多次驱动，也可以实现运输设备和盾构机的转向。

需要指出的是，对于平移和转向运动而言，设置在托架前端的至少一个移动小车具有至少一组主动车轮，从而被调整方向而引导运输设备前进。例如，托架前端设置一对移动小车，每个移动小车可以包括一组、两组或者更多组车轮并且至少一组车轮为主动轮，或者每个移动小车的所有车轮均为主动轮。或者，具有至少一组主动车轮的移动小车可以使用设置在其他位置的移动小车，例如，可以使用设置在托架中心位置的移动小车（例如，当托架上仅安装一个移动小车时）。

此外，在移动小车既具有作为动力源的驱动马达又具有实现转向操作的调向装置的情况下，这两个功能可以分别实现在不同的移动小车上，例如托架前端的移动小车通过自身的调向装置实现托架的转向，而动力输出可以采用其他移动小车的驱动马达提供，在这种方案中，应防止出现因主动转向车轮太少或者驱动马达太少、或者主动转向车轮与驱动马达距离太远或者彼此偏移太多等导致主动转向车轮的转向被卡住的情况。因此，优选的方案是，足够数量的主动转向车轮位于托架前方以实现充分和平顺的转向，并设置足够数量的驱动马达提供动力。

图中示出了托架可以是整体结构，也可以做成可拆卸结构，例如中间铰接的可翻折结构，方便运输。例如，托架的杆件可以分成若干模块，例如分段铰接、或者分段固连，从而减少体积，并能够快速便捷地组装在一起。

以盾构机为例，在实际施工场景中，在盾构机出洞的工作井地面上采用UHPC（超强性能混凝土）或类似材料的砂浆找平并加固，无需铺设钢板，施工方便快捷。然后将多个移动小车安装在托架的下方，并将托架移动到洞口，盾构机出隧道后滑移到盾构托架上，在此过程中，盾构机重量施加在托架和移动小车上的载荷需要均匀地分配在多个移动小车上，每个移动小车上为此设置的自平衡装置所采用的油缸串联在一起，使得这些油缸并行地、同步地动作，自动调整移动小车以及托架的高度，保证每个车轮受压平稳，托架和盾构机被平稳地运输。待盾构机稳定地放置在托架上后，可以采用上文所述的驱动动力源以及转向方式的任何组合，驱动盾构机平移或转向。

如上所述，本发明的运输设备将移动小车与托架进行模块化组合，并提供多种组合方式和选项驱动重型装备进行平移运动和转向运动以实现运输的目的，适应性强，可以应用于各种施工环境（尤其是小空间条件）。比如，在运输设备执行平移运动时，只需要驱动运输设备执行前进运动即可，而前进运动可以使用多种动力方式中的一种或多种，这些动力方式包括例如移动小车自带的驱动马达、托架外部的牵引装置（例如卷扬机）、托架上倾斜安装的支撑油缸、托架上倾斜安装的转向油缸；在运输设备执行转向运动时，除了上述的前进运动之外，还包括转向操作，转向操作可以通过多种转向方式中的一种实现，这些转向方式包括例如移动小车自带的调向装置（例如，调向油缸或调向马达组件）、托架上竖直安装的支撑油缸、托架上水平横向安装的转向油缸。本发明的运输设备与现有方案相比，结构简单，易于实现，并且可以重复利用，节省物料，使用和操作简单、步骤少，自动化程度高，控制精度高，能够极大缩短施工时间，提高施工效率，加快工程进度，显著降低了时间成本、人工成本、物料成本以及施工成本，解决了行业内多年悬而未决的难题，具有光明的应用前景。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种组合、变更或修改，但这些组合、变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (22)

1.一种用于重型装备的运输设备，所述运输设备包括：

托架（1），用于放置重型装备，包括布置在所述托架（1）上的多个移动小车安装座（103）；和

多个移动小车（2），每个移动小车（2）能够安装到对应的移动小车安装座（103），

其中，每个移动小车（2）包括车架（21）、安装在所述车架（21）上的连接部（22）、安装在所述车架（21）下方的至少一组车轮（23）以及设置在所述连接部（22）和所述车轮（23）之间的高度调节装置（25），

其特征在于，所述移动小车通过所述连接部（22）联接到移动小车安装座（103），所述多个移动小车（2）的高度调节装置（25）联动地操作，以将所述托架（1）基本保持水平。

2.如权利要求1所述的用于重型装备的运输设备，其特征在于，所述高度调节装置（25）为一个或多个串联的流体缸，所述多个移动小车（2）的流体缸的流体管路串联连接在一起。

3.如权利要求1所述的用于重型装备的运输设备，其特征在于，所述多个移动小车（2）中的一个或多个设置有至少一个驱动马达（24），用于驱动移动小车（2）的至少一组车轮（23）。

4.如权利要求1所述的用于重型装备的运输设备，其特征在于，所述运输设备还包括设置在所述托架（1）前方并连接到所述托架（1）的牵引装置（3），用于拉动所述托架（1）前进。

5.如权利要求1所述的用于重型装备的运输设备，其特征在于，所述托架（1）上在沿着所述运输设备前进方向的竖向平面内相对于竖向方向倾斜安装多个支撑油缸（1021），使得支撑油缸（1021）的活塞杆向下向后伸出而与地面接触，产生驱动所述托架（1）前进的前向反作用力分量。

6.如权利要求1所述的用于重型装备的运输设备，其特征在于，所述托架（1）上在水平平面内相对于前进方向倾斜安装多个转向油缸（1011），使得转向油缸（1011）的活塞杆向后向外倾斜伸出而与对应设置的反力基座接触，产生驱动所述托架（1）前进的前向反作用力分量。

7.如权利要求3至6中任一项所述的用于重型装备的运输设备，其特征在于，所述移动小车（2）中的至少一个与所述托架（1）之间设置有至少一个调向装置（26），用于将至少一个移动小车（2）的至少一组车轮（23）调整为转向预定角度。

8.如权利要求7所述的用于重型装备的运输设备，其特征在于，所述调向装置（26）为水平布置的调向油缸，调向油缸的活塞杆连接到所述托架（1）并且所述活塞杆的延伸方向与所述移动小车的连接部的旋转轴线不相交。

9.如权利要求7所述的用于重型装备的运输设备，其特征在于，所述调向装置（26）为调向马达组件，调向马达组件包括调向马达和齿轮组件，调向马达安装到所述托架（1）并通过齿轮组件驱动所述移动小车转动。

10.如权利要求3至6中任一项所述的用于重型装备的运输设备，其特征在于，所述托架（1）上沿竖向方向安装多个支撑油缸（1021），使得支撑油缸（1021）的活塞杆竖向向下伸出而与地面接触，产生竖向反作用力，从而将所述移动小车（2）的车轮（23）抬升离开地面。

11.如权利要求3至6中任一项所述的用于重型装备的运输设备，其特征在于，所述托架（1）上在水平平面内垂直于前进方向安装至少一个转向油缸（1011），使得转向油缸（1011）的活塞杆垂直于前进方向向外伸出而与对应设置的反力基座接触，对所述托架（1）施加侧向的推力或拉力。

12.如权利要求7所述的用于重型装备的运输设备，其特征在于，所述至少一个移动小车（2）的至少一组车轮（23）的方向相对于所述车架（21）是固定的，所述调向装置（26）作用于车架上对所述至少一个移动小车（2）施加扭矩，使得所述至少一个移动小车（2）相对于所述托架（1）转动。

13.如权利要求4所述的用于重型装备的运输设备，其特征在于，所述牵引装置（3）为卷扬机。

14.如权利要求1所述的用于重型装备的运输设备，其特征在于，所述连接部（22）可旋转地连接到移动小车安装座（103），使得所述移动小车能够相对于所述托架（1）转动。

15.如权利要求1所述的用于重型装备的运输设备，其特征在于，所述高度调节装置（25）为阻尼器，所述多个移动小车（2）的阻尼器并联或相互独立。

16.如权利要求1所述的用于重型装备的运输设备，其特征在于，所述高度调节装置（25）为弹簧。

17.一种如权利要求1至16中任一项所述的用于重型装备的运输设备的移动小车。

18.如权利要求17所述的移动小车，其特征在于，每个移动小车包括多个车轮组，每组车轮同轴布置，车轮组之间彼此平行。

19.一种如权利要求7至11中任一项所述的用于重型装备的运输设备的使用方法，其特征在于，所述运输设备通过以下各项中的一项驱动而执行前进运动：至少一个驱动马达（24）；牵引装置（3）；相对于竖向方向倾斜安装的多个支撑油缸（1021）；相对于前进方向倾斜安装的多个转向油缸（1011）。

20.如权利要求19所述的用于重型装备的运输设备的使用方法，其特征在于，所述运输设备还执行转向运动，所述转向运动包括所述前进运动和转向操作，所述转向操作通过至少一个调向装置（26）执行。

21.如权利要求19所述的用于重型装备的运输设备的使用方法，其特征在于，所述运输设备还执行转向运动，所述转向运动包括所述前进运动和转向操作，所述转向操作通过沿竖向方向安装的多个支撑油缸（1021）执行。

22.如权利要求19所述的用于重型装备的运输设备的使用方法，其特征在于，所述运输设备还执行转向运动，所述转向运动包括所述前进运动和转向操作，所述转向操作通过垂直于前进方向安装的至少一个转向油缸（1011）执行。