CN118083818A - 一种栈道铺设机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种栈道铺设机，属于施工设备领域。该栈道铺设机中起升机构底部通过回转支承安装于底盘组件上，能自由回转；且起升机构包括用于起吊构件的吊装机构和用于平衡弯矩的配重平衡机构；转向架分为独立的两个，均安装于底盘组件下方；每一个转向架包括轮式行走机构以及轮式导向机构；且两个转向架与底盘组件之间均采用可自由回转的装配形式，使栈道铺设机在经过轨道转弯处时两个转向架能够相对于底盘组件实现不同角度的回转；底盘组件中设有可控制上下升降的横梁式支撑机构，横梁式支撑机构能够通过升降控制在轨道上的支顶状态，进而切换行走状态和驻停工作状态。本发明的栈道铺设机具有大爬坡、变轨距、小转弯半径等优点。

Description

一种栈道铺设机

技术领域

本发明属于施工设备领域，具体涉及一种栈道铺设机。

背景技术

为解决山区修建空中栈道的施工过程中，避免破坏自然环境，无需修建上山运输道路，不破坏树木植被。利用栈道底部承重梁架结构，在梁架上铺设运行轨道，边铺设边安装施工，这种施工具有操作简单，安全，高效率、环保、低成本等优点，能够进一步提升工程项目的施工效率。以往的栈道铺设机，转弯半径较大，适应轨距单一，爬坡能力不足，适应的栈道工程范围小，周转率低，并且整机仅靠侧向轮进行抗倾覆抗倾覆能力不足，安全性能差。

因此，结合栈道施工的特殊性，栈道铺设机需要适应大爬坡、变轨距、小转弯半径等特点，并且需要实现以最小自重吊装最大重量，并且能够自动调节扭矩平衡，减小人为失误，同时提高整机抗倾覆性能，提高安全性。但目前现有技术中的栈道铺设机难以同时满足这些技术需求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中栈道铺设机转弯半径较大、适应轨距单一、爬坡能力不足、适应的栈道工程范围小、抗倾覆抗倾覆能力不足等缺陷，并提供一种能够转弯半径小、适应多种轨距、具有较高爬坡能力和抗倾覆抗倾覆能力的栈道铺设机。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种栈道铺设机，其包括起升机构、底盘组件、转向架和回转支承；

所述起升机构底部通过回转支承安装于底盘组件上，能自由回转；且所述起升机构包括用于起吊构件的吊装机构和用于平衡弯矩的配重平衡机构；

所述转向架分为独立的两个，均安装于底盘组件下方；每一个转向架包括能够在栈道铺设机下方铺设的两条轨道上表面行走的轮式行走机构，以及能够在两条轨道的外侧面形成侧向导向的轮式导向机构；且两个转向架与底盘组件之间均采用可自由回转的装配形式，使栈道铺设机在经过轨道转弯处时两个转向架能够相对于底盘组件实现不同角度的回转；

所述底盘组件中设有可控制上下升降的横梁式支撑机构，横梁式支撑机构能够通过升降控制在轨道上的支顶状态，进而切换实现轮式行走机构贴合轨道的行走状态和轮式行走机构悬空的驻停工作状态。

作为优选，所述起升机构包括吊臂、吊臂调幅油缸、回转支撑平台、平衡臂推拉油缸、平衡臂、配重砝码、平衡臂支撑油缸、卷扬机；所述的吊臂一端铰接于回转支撑平台上，另一个悬挑端用于吊装构件，卷扬机安装于吊臂并通过吊绳连接吊钩；所述吊臂调幅油缸的两端分别铰接于吊臂与回转支撑平台上，所述吊臂通过吊臂调幅油缸实现吊臂竖向摆动；所述平衡臂由第一臂段的一端和第二臂段的一端铰接而成，第一臂段的另一端铰接于回转支撑平台上，第二臂段的另一端固定有配重砝码；所述平衡臂支撑油缸两端分别铰接于第一臂段与回转支撑平台上，通过平衡臂支撑油缸的伸缩改变第一臂段的俯仰角；所述平衡臂推拉油缸两端分别铰接于第一臂段和第二臂段上，通过平衡臂推拉油缸的伸缩改变第一臂段和第二臂段之间的张开角度。

作为优选，所述底盘组件包括底盘组焊件、回转支承连接件、支撑腿、支撑腿横梁、吊臂架、配重砝码放置架和挂钩；

所述的底盘组焊件的前端设置吊臂架，用于搁置非工作状态下的吊臂，后端设置配重砝码放置架，用于在平衡臂非工作状态下搁置配重砝码；所述回转支承连接件设置于底盘组焊件顶部，用于连接起升机构底部的回转支承；

底盘组焊件的四角分别设置有液压驱动伸缩的支撑腿，位于前轮区域的两条支撑腿和位于后轮区域的两条支撑腿各自连接一条支撑腿横梁，每条支撑腿横梁均能够由对应的两条支撑腿独立控制升降，且其升降范围应当保证能够顶住轨道使轮式行走机构悬空以及能够脱离轨道使轮式行走机构支撑在轨道上；前后两条支撑腿横梁上的支撑腿通过控制顶升幅度实现对栈道铺设机的调平；

底盘组焊件侧面焊接设置若干用于连接外部锚点的挂钩。

作为优选，所述支撑腿横梁为三段式结构，中间横梁段相对于两侧横梁段具有凸出部分，使两侧横梁段分别支撑于两侧轨道顶面时，中间横梁段的凸出部分向下伸入两侧轨道之间的空间，避免支撑腿横梁沿垂直于轨道的方向滑脱。

作为优选，两个转向架设置于底盘组件中前轮区域和后轮区域的支撑腿之间；两个转向架的结构相同，均包括架体、转向架回转支承、行走轮、过渡组件、侧轮架、导向轮、驱动机构；

所述转向架回转支承设置于架体的顶部；架体下方在前轮区域和后轮区域各自设置有一条轮轴，每条轮轴两端通过安装行走轮形成能够行走在两条并行的栈道轨道上翼缘表面的轮式行走机构，轮式行走机构的动力由所述驱动机构提供；所述架体上位于每条轮轴两侧的位置分别安装有一个过渡组件，每个过渡组件上安装有一个侧轮架，每个侧轮架上水平装配一个导向轮，栈道铺设机行走时前轮区域和后轮区域各自通过左右对称地一对贴着栈道轨道外壁滚动的导向轮形成轮式导向机构；

两个转向架顶部的两个回转支承处于同一平面上，所述底盘组件整体架设于两个回转支承上；在栈道铺设机转弯时，两个转向架能够通过各自的转向架回转支承相对于所述底盘组件进行不同角度的回转。

作为优选，所述过渡组件上不同位置开设有多个螺栓孔，所述侧轮架通过螺栓与螺栓孔配合，从而通过改变固定的螺栓孔位来调节两侧导向轮之间的间距，以适应不同轨距。

作为优选，所述栈道铺设机底部行驶的轨道采用工字钢轨道，所述导向轮的轮面贴合工字钢轨道的腹板外侧壁滚动；且所述底盘组件、转向架中部件的尺寸参数需要满足以下三个约束条件：L2≥L1×i；H＞(L3+d×i)cosα；H＞L3；式中i＝tanα，L3＝L2+h，i为轨道的坡度，α为轨道的坡角，L1为前后轮轴之间的中心距，H为工字钢轨道的腹板高度，L2为导向轮上表面至行走轮底面的垂直距离，L3为导向轮下表面至行走轮底面的垂直距离，h为导向轮的厚度。

作为优选，所述驱动机构包括电车驱动桥总成和驱动电机，所述轮轴集成于电车驱动桥总成中，电车驱动桥总成安装于架体上，驱动电机安装于电车驱动桥总成上，驱动电机和电车驱动桥总成为栈道铺设机的行走动力系统，且驱动电机由蓄电池提供电源。

作为优选，每条轮轴的每一端均并肩安装有两个行走轮，两个行走轮采用双轮毂正反对接的方式实现轮面加宽，每个行走轮的单轮宽度为230mm，使得栈道铺设机能拥有1.7～1.9m间不同的轮距档位。

作为优选，所述行走轮采用钢轮，且外敷带有防滑纹路的橡胶；前后轮轴上的行走轮由双电机四轮驱动系统驱动旋转。

本发明相对于现有技术而言，部分实施例具有以下有益效果中的一种或多种：

1、本发明可以通过平衡臂自动调节配重砝码到栈道铺设机中心点的水平距离避免吊装构件产生的力矩过大(减小倾覆力矩)，避免钢结构栈道施工时栈道铺设机的倾覆，实现动态平衡。本发明还可以通过设置一体化配重砝码增加起吊重量，整体调节方便，提高施工效率。

2、本发明对导向轮进行了优化，且回转支承根据轨道形状自动调整角度，可减小转弯半径。在本发明中，每个导向轮采用单轮，栈道轨道与导向轮的距离可保持不变，同时导向轮还可以进行位置调节，不会出现卡住不动的情形。而且本发明设置转向架可以围绕法向垂直于栈道轨道所在平面的轴线相对回转支承进行转动，即当栈道铺设机行走过程中进行小半径转弯时，通过导向轮引导，每个转向架回转支承可以根据轨道弯道形状自动调节角度，实现双轴导向架在进入弯道时，导向轮追随栈道轨道的非直线布设而执行转向运动，减少转弯半径。因此，本发明可能够满足工程小转弯半径的要求，同时减少导向轮与轨道之间的磨损。

3、本发明采用双轮毂正反对接加宽行走轮的方法以满足1.7m、1.9m两个不同轮距档位，同时外侧导向轮可进行宽度方向的调节以适应轮距档位的变化。

4、本发明可以在支撑腿上增加支撑腿横梁，并将支撑腿横梁设计为两端小中间粗的类纺锤形，可以在不同轨距的轨道上随时驻停并调平后进行吊装作业。而且本发明可进一步对对导向轮和行走轮底面高差、前后行走轮中心距、栈道轨道腹板高度进行设计，实现坡度栈道轨道上调平过程中部件之间不会相互干涉，使工作状态适应更大坡度。

5、本发明可采用双驱动电机，增加爬坡动力，行走轮采用钢轮，外敷橡胶并设置防滑纹路，提高钢轮与轨道的摩擦力。

附图说明

图1为一种栈道铺设机的整体结构示意图；

图2为栈道铺设机中起升机构的结构示意图；

图3为栈道铺设机中底盘组件的结构示意图；

图4为栈道铺设机中转向架底部朝上视角下的结构示意图；

图5为栈道铺设机中转向架底部朝下视角下隐去底盘组焊件后的结构示意图；

图6为栈道铺设机中过渡组件的结构示意图；

图7为栈道铺设机的底盘组件进行驻停调平的示意图；

图8为栈道铺设机中转向架进行小半径转弯的示意图；

图9为栈道铺设机中设计部件尺寸的计算简图。

图中附图标记如下：起升机构1、底盘组件2、转向架3、驾驶室4、液压组件5、电控箱组件6、回转支承7、吊臂11、吊臂调幅油缸12、回转支撑平台13、平衡臂推拉油缸14、平衡臂15、配重砝码16、平衡臂支撑油缸17、卷扬机18、底盘组焊件21、回转支承连接件22、支撑腿23、支撑腿横梁24、吊臂架25、配重砝码放置架26、挂钩27、架体31、转向架回转支承32、行走轮33、过渡组件34、侧轮架35、导向轮36、电车驱动桥总成37、驱动电机38、行程开关341、螺栓孔342、调节螺栓343。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。本发明各个实施例中的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者是间接连接即存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

结合栈道施工的特殊性，栈道铺设机需要适应大爬坡、变轨距、小转弯半径等特点，并且需要实现以最小自重吊装最大重量，并且能够自动调节扭矩平衡，防止倾覆。因此如图1所示，在本发明的一个较佳实施例中，提供了一种满足以上特性的栈道铺设机，其主要部件包含起升机构1、底盘组件2、转向架3和回转支承7。

上述起升机构1底部通过回转支承7安装于底盘组件2上，能自由回转；且所述起升机构1包括用于起吊构件的吊装机构和用于平衡弯矩的配重平衡机构；

上述转向架3分为独立的两个，均安装于底盘组件2下方；每一个转向架3包括能够在栈道铺设机下方铺设的两条轨道上表面行走的轮式行走机构，以及能够在两条轨道的外侧面形成侧向导向的轮式导向机构；且两个转向架3与底盘组件2之间均采用可自由回转的装配形式，使栈道铺设机在经过轨道转弯处时两个转向架3能够相对于底盘组件2实现不同角度的回转；

上述底盘组件2中设有可控制上下升降的横梁式支撑机构，横梁式支撑机构能够通过升降控制在轨道上的支顶状态，进而切换实现轮式行走机构贴合轨道的行走状态和轮式行走机构悬空的驻停工作状态。

当然，除了这些主要部件之外，与传统的栈道铺设机类似，其也需要根据实际的驾驶和控制需要，设置驾驶室4、液压组件5、电控箱组件6等机构。栈道铺设机设置至少两个转向架，转向架3通过顶部设置的转向架回转支承32与底盘组件2连接,成为栈道铺设机的行走机构。起升机构1通过回转支承7与回转支承连接件22连接，实现与底盘组件的连接。液压组件5、电控箱组件6通过电力技术、液压管路与起升机构1、底盘组件2、转向架3、驾驶室4、回转支承7实现电力控制、液压控制。驾驶室4、液压组件5、电控箱组件6放置于回转支撑平台13上，其具体的结构和布局形式可参照现有的栈道铺设机实现，不属于本发明的重点，因此不再赘述。

上述起升机构1、底盘组件2、转向架3和回转支承7的具体实现形式可以根据实际的需要进行优化调整和设计，能够形成前述的相应功能配合即可。

下面对本发明实施例中上述各组成部件的具体结构以及相互之间的装配关系进行详细描述。

在本发明的实施例中，如图2所示，起升机构1包括吊臂11、吊臂调幅油缸12、回转支撑平台13、平衡臂推拉油缸14、平衡臂15、配重砝码16、平衡臂支撑油缸17和卷扬机18。其中，用于起吊构件的吊装机构主要由吊臂11、吊臂调幅油缸12和卷扬机18组成，用于平衡弯矩的配重平衡机构主要由平衡臂推拉油缸14、平衡臂15、配重砝码16和平衡臂支撑油缸17组成。吊臂11一端铰接于回转支撑平台13上，另一个悬挑端用于吊装构件，卷扬机18安装于吊臂11并通过吊绳连接吊钩，这部分与传统的吊机类似。吊臂11自身还可以具有伸缩性。吊臂调幅油缸12的两端分别铰接于吊臂11与回转支撑平台13上，吊臂11通过吊臂调幅油缸12实现吊臂竖向摆动。吊臂11的转动平面均垂直于回转支撑平台13所在平面，由此吊臂11通过吊臂调幅油缸12实现吊臂竖向摆动。当吊臂调幅油缸12缩短时，吊臂11转动至靠近回转支撑平台13，俯仰角变小，而吊臂调幅油缸12伸长时，吊臂11转动至远离回转支撑平台13，俯仰角变大。

平衡臂15采用两段式设计，由第一臂段的一端和第二臂段的一端铰接而成，第一臂段的另一端铰接于回转支撑平台13上，第二臂段的另一端固定有配重砝码16。平衡臂支撑油缸17两端分别铰接于第一臂段与回转支撑平台13上，通过平衡臂支撑油缸17的伸缩改变第一臂段的俯仰角。平衡臂推拉油缸14两端分别铰接于第一臂段和第二臂段上，通过平衡臂推拉油缸14的伸缩改变第一臂段和第二臂段之间的张开角度。该起升机构1中的平衡臂15具有自平衡功能，可以通过调节配重砝码16到栈道铺设机中心点的水平距离避免吊装构件产生的力矩过大减小倾覆力矩，避免栈道施工时栈道铺设机的倾覆，实现动态平衡。在实际应用时，待吊装的构件绑扎固定钢丝绳后，通过卷扬机18下放至吊钩下一定位置后与吊钩进行固定。吊装作业中的自平衡是通过平衡臂推拉油缸14和平衡臂支撑油缸17来调整展开幅度，从而调整配重砝码16到栈道铺设机中心点的水平距离，实现平衡力矩大小的调整。具体而言，当平衡臂支撑油缸17缩短、平衡臂推拉油缸14伸长时，第一臂段和第二臂段的展开幅度变大，进而配重砝码16远离栈道铺设机的中心点，配重砝码16所能产生的平衡力矩变大；反之，当平衡臂支撑油缸17伸长、平衡臂推拉油缸14缩短时，第一臂段和第二臂段的展开幅度变小，进而配重砝码16靠近栈道铺设机的中心点，配重砝码16所能产生的平衡力矩变小。另外，本发明中配重砝码16可以通过可拆卸的方式安装于平衡臂15末端，进而可通过调整在平衡臂15末端固定的配重砝码16，适配不同重量的起吊构件。另外，平衡臂15的开合可以通过驾驶室4中的控制系统自动调节，提高施工效率。

另外，起升机构1整体是通过回转支撑平台13安装在回转支承7上，进而在底盘组件2上实现自由回转的。回转支撑平台13在回转支承7上最好能够具有-180°～+180°的水平转动幅度，使得整个提升机构可以在任意的水平方向上进行吊装作业。

在本发明的实施例中，如图3所示，底盘组件2包括底盘组焊件21、回转支承连接件22、支撑腿23、支撑腿横梁24、吊臂架25、配重砝码放置架26和挂钩27。其中，底盘组焊件21作为其余部件的安装基础，由若干型钢和钢板焊接而成。沿着栈道铺设机的行使方向，底盘组焊件21的前端设置吊臂架25，用于搁置非工作状态下的吊臂11，后端设置配重砝码放置架26，用于在平衡臂15非工作状态下搁置配重砝码16。吊臂架25和配重砝码放置架26的具体形状不限，以能够实现稳定的搁置为准。回转支承连接件22设置于底盘组焊件21顶部，可与底盘组焊件21螺栓连接，其作用是连接起升机构1底部的回转支承7。底盘组件2通过回转支承连接件22、回转支承7与起升机构1连接成整体。底盘组焊件21一般采用矩形或者近似矩形的平面形状，其四角分别设置有液压驱动伸缩的支撑腿23，前后两个支撑腿23之间各设置一根支撑腿横梁24。具体而言，位于前轮区域的两条支撑腿23连接一条支撑腿横梁24，位于后轮区域的两条支撑腿23也连接另一条支撑腿横梁24。支撑腿23可以是任意能够实现伸缩支撑的机构，本实施例中可采用液压驱动的顶杆来实现。支撑腿横梁24固定于支撑腿23顶杆下方，每条支撑腿横梁24两端各自固定于不同的支撑腿23顶杆底端，每条支撑腿横梁24均能够由对应的两条支撑腿23独立控制升降，且其升降范围应当保证支撑腿横梁24能够顶住轨道使轮式行走机构悬空，同时也应当保证支撑腿横梁24能够脱离轨道使轮式行走机构支撑在轨道上。另外，前后两条支撑腿横梁24上的支撑腿23的顶升控制幅度可以是独立控制的，由此栈道铺设机行驶至目标位置开始执行吊装的工作状态下，可以通过下降支撑腿横梁24使轮式行走机构脱离轨道，进而实现驻停，再参照图7所示，通过控制前后支撑腿23的顶升幅度实现对栈道铺设机的调平。另外，底盘组焊件21侧面可以焊接设置若干挂钩27，用于驻停、调平后倒链与下方预制锚点的连接，提高工作状态整机稳定性。

在本发明的实施例中，支撑腿横梁24可优化设计为三段式结构，中间横梁段相对于两侧横梁段具有凸出部分，整体类似两端小中间粗的纺锤形。在这种三段式结构的设计下，支撑腿横梁24两侧横梁段分别支撑于两侧轨道顶面时，中间横梁段的凸出部分向下伸入两侧轨道之间的空间，由此可以避免支撑腿横梁24沿垂直轨道的方向滑脱，提高栈道铺设机的安全性。为了保证该栈道铺设机可以适应于1.5～1.9m的轨距范围，支撑腿横梁24两侧横梁段长度也需要进行合理的优化，保证支撑腿横梁24上下升降程中不会与轨道产生导致无法工作的干涉。

在本发明的实施例中，如图4和图5所示，两个转向架3设置于底盘组件2中前轮区域和后轮区域的支撑腿23之间。两个转向架3的结构相同，均包括架体31、转向架回转支承32、行走轮33、过渡组件34、侧轮架35、导向轮36、电车驱动桥总成37、驱动电机38。转向架回转支承32设置于架体31的顶部，转向架3通过转向架回转支承32与底盘组件2连接，形成栈道铺设机行走机构。架体31下方在前轮区域和后轮区域各自设置有一条轮轴，每条轮轴两端通过安装行走轮33形成能够行走在两条并行的栈道轨道上翼缘表面的轮式行走机构。在本发明的实施例中，轮式行走机构的动力是由电车驱动桥总成37、驱动电机38构成的驱动机构提供的。前后两条轮轴都可以各自集成于对应的电车驱动桥总成37中，电车驱动桥总成27安装于架体31上，驱动电机38安装于电车驱动桥总成37上，驱动电机38和电车驱动桥37总成为栈道铺设机的行走动力系统，且驱动电机38由蓄电池提供电源，以便于栈道铺设机在无法接入市电的山林中作业。另外，架体31上位于每条轮轴两侧的位置分别安装有一个过渡组件34，每个过渡组件34上安装有一个侧轮架35，每个侧轮架35上水平装配一个导向轮36。由此，每个架体31上都会在左右形成一对水平向的导向轮36，栈道铺设机行走时前轮区域和后轮区域各自通过左右对称地一对导向轮36形成轮式导向机构，两对导向轮36都可以贴着栈道轨道外壁滚动。

而且由于本发明的栈道铺设机需要适配不同轨道间距的施工场景，因此两对导向轮36的间距也应当适用于不同的轨道间距。理论上，本发明可以通过改变架体31、过渡组件34和侧轮架35之间的相对安装位置来调节两侧导向轮36之间的间距。需要说明的是，此处的相对安装位置调整，既可以通过改变左右两侧过渡组件34在架体31上的安装间距来实现，也可以通过改变两侧侧轮架35在过渡组件34上的安装间距来实现，理论上都可以实现相应的功能。在本发明的实施例中，优选采用后者来实现，具体做法如图6所示，可在过渡组件34上开设有多个不同位置的螺栓孔342，侧轮架35通过调节螺栓343与螺栓孔342配合，从而通过改变调节螺栓343所插入固定的螺栓孔位来调节两侧导向轮36之间的间距，从而适应不同轨距。另外，为了便于自动控制，还可以在过渡组件34上设置滑轨供侧轮架35滑动，同时还可以设置行程开关341来感应侧轮架35的位置。导向轮36可以通过固定螺钉等方式活动安装于侧轮架25上，以便于拆卸检修。

另外在本发明的实施例中，为了扩大轮距档位，每条轮轴的每一端均可以并肩安装有两个行走轮33，两个行走轮33采用双轮毂正反对接的方式实现轮面加宽，每个行走轮33的单轮宽度为230mm。通过两个行走轮33并肩对接的方式，可以大大加快轮面宽度，因此配合轮轴的轮边距控制，可以使得栈道铺设机能拥有更多适用的轮距档位。例如，假如每条轮轴上左右两端的轮边距为2205mm，则可以使得栈道铺设机拥有1.7～1.9m间不同的轮距档位。由此，本发明可以灵活地调节导向轮36与架体31的相对位置，配合双轮并肩安装的方式，形成1.7m～1.9m之间不同轮距档位，适应1.7m、1.9m两个轨道跨距。

另外，传统的栈道铺设机中，前后两个轮轴在转弯时始终平行，导向轮与栈道轨道的接触位置存在一定的角度差，导致导向轮与栈道轨道的接触并非完全贴合的，会对栈道轨道腹板产生较大摩擦，严重时会在栈道铺设机行进过程中出现导向轮卡死现象。而在本发明中，两个转向架3顶部的两个回转支承22处于同一平面上，底盘组件2整体架设于两个回转支承22上。由此，在栈道铺设机转弯时，如图8所示，两个转向架3能够通过各自的转向架回转支承32相对于所述底盘组件2进行不同角度的回转。由此，两个转向架3根据轨道形状自动调整角度。而且本发明设计的设备每个导向轮采用单轮，栈道轨道与导向轮的距离可保持不变，同时导向轮还可以进行位置调节，不会出现卡住不动的情形。设置转向架可以围绕法向垂直于栈道轨道所在平面的轴线相对回转支承进行转动，即当栈道铺设机行走过程中进行小半径转弯时，通过导向轮引导，每个转向架回转支承可以根据轨道弯道形状自动调节角度，实现双轴导向架在进入弯道时，导向轮追随栈道轨道的非直线布设而执行转向运动，减少转弯半径。因此，该做法可能够满足工程小转弯半径的要求，并减少导向轮36对于栈道轨道的摩擦，避免出现卡死现象。

需要说明的是，在上述栈道铺设机中，两个转向架3的型号和规格最好是完全相同的，以保证栈道铺设机在运行过程中的整体稳定性。当然，部分部件存在差异，只要不影响栈道铺设机的运行，也是允许的。

另外，在本发明的实施例中，栈道铺设机底部行驶的轨道采用工字钢轨道，而导向轮36的轮面贴合工字钢轨道的腹板外侧壁滚动。由于工字钢轨道的截面呈H型，因此导向轮36实际上会横向卡入轨道外侧的内凹空间中。考虑到栈道铺设机移动到位后需要驻停进行调平，然后再进行吊装作业，这个驻停的过程需要由前侧支撑腿和后侧支撑腿的顶杆朝下悬伸将支撑腿横梁24支顶在轨道上，然后将行走轮33进行顶升使其脱离轨道，这个过程中导向轮36也会随之抬升，可能会与工字钢轨道的翼缘板产生干涉。因此，本发明需要在设计各部件的尺寸参数时考虑前后行走轮、导向轮与轨道顶面存在的高差，进而对对导向轮36与行走轮33底面之间高差、行驶的工字钢轨道腹板高度等进行设计。上述栈道铺设机设计尺寸时的计算简图如图9所示，设计时设定行走轮33中心线与导向轮36后边线在垂直投影面重合，部分部件的尺寸参数需要满足以下三个约束条件：

L2≥L1×i

H＞(L3+d×i)cosα

H＞L3

式中i＝tanα，L3＝L2+h，i为工字钢轨道的坡度，α为工字钢轨道的坡角，L1为前后轮轴之间的中心距，H为工字钢轨道的腹板高度，L2为导向轮36上表面至行走轮3底面的垂直距离，L3为导向轮36下表面至行走轮33底面的垂直距离，h为导向轮36的厚度。

另外，在本发明中，为了尽可能提高钢轮与轨道的摩擦力，行走轮33可采用钢轮，且外敷带有防滑纹路的橡胶。另外，前后轮轴上的行走轮33由双电机四轮驱动系统驱动旋转，每条轮轴两端装配的行走轮33能够沿两条并行的工字钢轨道的上翼缘滚动。由此，通过钢轮+橡胶的轮体形式改进提高行走轮33与轨道的摩擦力，同时通过采用双驱动电机即四驱的驱动方式，栈道铺设机安装该坡度适应系统后可以大大提高栈道铺设机行走过程中的爬坡能力，使行走状态适应更大坡度。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种栈道铺设机，其特征在于，包括起升机构(1)、底盘组件(2)、转向架(3)和回转支承(7)；

所述起升机构(1)底部通过回转支承(7)安装于底盘组件(2)上，能自由回转；且所述起升机构(1)包括用于起吊构件的吊装机构和用于平衡弯矩的配重平衡机构；

所述转向架(3)分为独立的两个，均安装于底盘组件(2)下方；每一个转向架(3)包括能够在栈道铺设机下方铺设的两条轨道上表面行走的轮式行走机构，以及能够在两条轨道的外侧面形成侧向导向的轮式导向机构；且两个转向架(3)与底盘组件(2)之间均采用可自由回转的装配形式，使栈道铺设机在经过轨道转弯处时两个转向架(3)能够相对于底盘组件(2)实现不同角度的回转；

所述底盘组件(2)中设有可控制上下升降的横梁式支撑机构，横梁式支撑机构能够通过升降控制在轨道上的支顶状态，进而切换实现轮式行走机构贴合轨道的行走状态和轮式行走机构悬空的驻停工作状态。

2.如权利要求1所述的栈道铺设机，其特征在于，所述起升机构(1)包括吊臂(11)、吊臂调幅油缸(12)、回转支撑平台(13)、平衡臂推拉油缸(14)、平衡臂(15)、配重砝码(16)、平衡臂支撑油缸(17)、卷扬机(18)；所述的吊臂(11)一端铰接于回转支撑平台(13)上，另一个悬挑端用于吊装构件，卷扬机(18)安装于吊臂(11)并通过吊绳连接吊钩；所述吊臂调幅油缸(12)的两端分别铰接于吊臂(11)与回转支撑平台(13)上，所述吊臂(11)通过吊臂调幅油缸(12)实现吊臂竖向摆动；所述平衡臂(15)由第一臂段的一端和第二臂段的一端铰接而成，第一臂段的另一端铰接于回转支撑平台(13)上，第二臂段的另一端固定有配重砝码(16)；所述平衡臂支撑油缸(17)两端分别铰接于第一臂段与回转支撑平台(13)上，通过平衡臂支撑油缸(17)的伸缩改变第一臂段的俯仰角；所述平衡臂推拉油缸(14)两端分别铰接于第一臂段和第二臂段上，通过平衡臂推拉油缸(14)的伸缩改变第一臂段和第二臂段之间的张开角度。

3.如权利要求1所述的栈道铺设机，其特征在于，所述底盘组件(2)包括底盘组焊件(21)、回转支承连接件(22)、支撑腿(23)、支撑腿横梁(24)、吊臂架(25)、配重砝码放置架(26)和挂钩(27)；

所述的底盘组焊件(21)的前端设置吊臂架(25)，用于搁置非工作状态下的吊臂(11)，后端设置配重砝码放置架(26)，用于在平衡臂(15)非工作状态下搁置配重砝码(16)；所述回转支承连接件(22)设置于底盘组焊件(21)顶部，用于连接起升机构(1)底部的回转支承(7)；

底盘组焊件(21)的四角分别设置有液压驱动伸缩的支撑腿(23)，位于前轮区域的两条支撑腿(23)和位于后轮区域的两条支撑腿(23)各自连接一条支撑腿横梁(24)，每条支撑腿横梁(24)均能够由对应的两条支撑腿(23)独立控制升降，且其升降范围应当保证能够顶住轨道使轮式行走机构悬空以及能够脱离轨道使轮式行走机构支撑在轨道上；前后两条支撑腿横梁(24)上的支撑腿(23)通过控制顶升幅度实现对栈道铺设机的调平；

底盘组焊件(21)侧面焊接设置若干用于连接外部锚点的挂钩(27)。

4.如权利要求1所述的栈道铺设机，其特征在于，所述支撑腿横梁(24)为三段式结构，中间横梁段相对于两侧横梁段具有凸出部分，使两侧横梁段分别支撑于两侧轨道顶面时，中间横梁段的凸出部分向下伸入两侧轨道之间的空间，避免支撑腿横梁(24)沿垂直于轨道的方向滑脱。

5.如权利要求1所述的栈道铺设机，其特征在于，两个转向架(3)设置于底盘组件(2)中前轮区域和后轮区域的支撑腿(23)之间；两个转向架(3)的结构相同，均包括架体(31)、转向架回转支承(32)、行走轮(33)、过渡组件(34)、侧轮架(35)、导向轮(36)、驱动机构；

所述转向架回转支承(32)设置于架体(31)的顶部；架体(31)下方在前轮区域和后轮区域各自设置有一条轮轴，每条轮轴两端通过安装行走轮(33)形成能够行走在两条并行的栈道轨道上翼缘表面的轮式行走机构，轮式行走机构的动力由所述驱动机构提供；所述架体(31)上位于每条轮轴两侧的位置分别安装有一个过渡组件(34)，每个过渡组件(34)上安装有一个侧轮架(35)，每个侧轮架(35)上水平装配一个导向轮(36)，栈道铺设机行走时前轮区域和后轮区域各自通过左右对称地一对贴着栈道轨道外壁滚动的导向轮(36)形成轮式导向机构；

两个转向架(3)顶部的两个回转支承(22)处于同一平面上，所述底盘组件(2)整体架设于两个回转支承(22)上；在栈道铺设机转弯时，两个转向架(3)能够通过各自的转向架回转支承(32)相对于所述底盘组件(2)进行不同角度的回转。

6.如权利要求5所述的栈道铺设机，其特征在于，所述过渡组件(34)上不同位置开设有多个螺栓孔，所述侧轮架(35)通过螺栓与螺栓孔配合，从而通过改变固定的螺栓孔位来调节两侧导向轮(36)之间的间距，以适应不同轨距。

7.如权利要求6所述的栈道铺设机，其特征在于，所述栈道铺设机底部行驶的轨道采用工字钢轨道，所述导向轮(36)的轮面贴合工字钢轨道的腹板外侧壁滚动；且所述底盘组件(2)、转向架(3)中部件的尺寸参数需要满足以下三个约束条件：L2≥L1×i；H＞(L3+d×i)cosα；H＞L3；式中i＝tanα，L3＝L2+h，i为轨道的坡度，α为轨道的坡角，L1为前后轮轴之间的中心距，H为工字钢轨道的腹板高度，L2为导向轮(36)上表面至行走轮(33)底面的垂直距离，L3为导向轮(36)下表面至行走轮(33)底面的垂直距离，h为导向轮(36)的厚度。

8.如权利要求5所述的栈道铺设机，其特征在于，所述驱动机构包括电车驱动桥总成(37)和驱动电机(38)，所述轮轴集成于电车驱动桥总成(37)中，电车驱动桥总成(27)安装于架体(31)上，驱动电机(38)安装于电车驱动桥总成(37)上，驱动电机(38)和电车驱动桥(37)总成为栈道铺设机的行走动力系统，且驱动电机(38)由蓄电池提供电源。

9.如权利要求5所述的栈道铺设机，其特征在于，每条轮轴的每一端均并肩安装有两个行走轮(33)，两个行走轮(33)采用双轮毂正反对接的方式实现轮面加宽，每个行走轮(33)的单轮宽度为230mm，使得栈道铺设机能拥有1.7～1.9m间不同的轮距档位。

10.如权利要求5所述的栈道铺设机，其特征在于，所述行走轮(33)采用钢轮，且外敷带有防滑纹路的橡胶；前后轮轴上的行走轮(33)由双电机四轮驱动系统驱动旋转。