CN211737162U - 小断面隧道或洞室施工台车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小断面隧道或洞室施工台车，通过在台车主体上设置多台步进凿岩机形成多头凿岩设备，还包括设在台车上的拱架安装设施，拱架安装设施包括位于台车主体尾端用于抬吊拱架的两个拱架起吊装置、位于台车主体顶部两侧的用于抬举拱架的拱架举升装置和设在拱架举升装置的举升横梁上均可移动的多个承载拱架的拱架承载小车；布置在位于台车主体的步进凿岩机位于两拱架举升装置之间。优选，多个步进凿岩机对应通过一万向臂设在移动设置的同一龙门架上。本实用新型的有益效果是，能够实现凿岩钻孔和拱架安装综合作业，且施工作业安全，并能减少超挖。其施工效率高，成本低。

Description

小断面隧道或洞室施工台车

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术，特别是一种小断面隧道或洞室施工台车。

背景技术

小断面隧道或洞室施工台车是指适用于小断面作业的台车。在隧道施工作业中，包括隧道掘进、拱架安装、二衬钢筋施工等。在隧道掘进作业中，包括钻爆破孔和爆破作业，爆破孔通常采用凿岩机钻孔。为提高掘进效率，本申请人曾先后申请了步进凿岩机，后又将其运用到隧道施工台车上形成多头掘进钻台车，步进凿岩机是将人工肩扛式气动凿岩机设置在导轨上形成，当然，也可以采用液压掘进设备组合形成。具体包括可在导轨上移动的钻机承载滑台和气腿承载滑台，钻机设在钻机承载滑台上，气腿的一端连接在钻机承载滑台上；另一端连接在气腿承载滑台上，两个滑台均与导轨之间设有锁紧装置，在钻机承载滑台锁止时，气腿承载滑台随气腿缩回或伸出相应沿钻进方向前进或后退；在气腿承载滑台锁止时，钻机与钻机承载滑台随气腿伸出或缩回相应进行钻进和后退；从而形成步进式凿岩，并通过简单的工业控制技术就能实现自动化。该钻机相对于大型专用大型凿岩设备而言，其造价低廉，维保和使用成本低，特别适用于国内施工队伍的大断面隧道施工。但现有多头掘进台车功能单一，不能在掘进后利用该台车进行拱架安装，因此，在隧道挖掘后还需退出，换成专门的拱架安装台车进行拱架安装作业，不仅导致施工效率低，而且台车数量多，施工步距长，且存在不及时安装拱架的安全隐患，并且现有拱架安装台车的拱架在台车上转运不方便，需要进行改进。而对于小断面隧道或洞室，如隧道横洞等，这种大体积设备不能在相对狭小的空间内充分得到施展。由于台车下面必须预留出碴车行车空间，因此，步进凿岩机只能布置在台车上平台和两侧平台上，这种布局方便掌子面周边孔钻孔，而需要钻掌子面掏心孔时，钻机必须悬出台车前方较长的距离，以方便进行钻孔角度和位置的调整。但在台车具有拱架安装装置，并利用该台车进行拱架安装时，需要台车前端离掌子面较近，以便可安装的拱架更靠近掌子面，减少工作面不能支护的非支护段长度，确保施工安全。为此，需要进行进一步的改进。

发明内容

本实用新型首要的目的就是针对现有多头上缺少拱架安装设施的不足，提供一种小断面隧道或洞室施工台车，通过在多头凿岩台车上设置拱架起吊装置、拱架搬运小车和拱架举升装置，使台车具有拱架安装功能，并利用举升装置的举升梁作为小车运行轨道，从而提高拱架在台车上搬运的方便性，其结构简单、功能可靠；同时，通过合理布局使其适用于小断面隧道或洞室施工作业。本实用新型还进一步通过将步进凿岩机可移动地设在台车上，以确保在拱架安装时台车前端更靠近掌子面，提高施工安全性。

为实现前述首要目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种小断面隧道或洞室施工台车，通过在台车主体上设置多台步进凿岩机形成多头凿岩设备，还包括设在台车上的拱架安装设施，所述拱架安装设施包括位于台车主体尾端用于抬吊拱架的两个拱架起吊装置、位于台车主体顶部两侧的用于抬举拱架的拱架举升装置和设在拱架举升装置的举升横梁上均可移动的多个承载拱架的拱架承载小车；布置在位于台车主体的步进凿岩机位于两拱架举升装置之间。

采用前述技术方案的本实用新型，通过在台车朝向隧道洞口的尾部设置拱架起吊装置，以方便的将拱架吊上台车的拱架承载小车上；由于台车上设有多个承载小车，可以逐一将拱架吊装在对应小车上后，通过移动小车将拱架推送到对应的安装位置，然后，通过拱架举升装置将拱架举升到位后安装固定在隧道洞壁上。并且用于抬举拱架的拱架举升装置位于台车主体顶部两侧，布置在位于台车主体的步进凿岩机位于两拱架举升装置之间，从而充分利用台车顶部宽度空间，形成紧凑的布局结构，其空间占用少，特别适用于小断面隧道或洞室施工作业。

优选的，所述步进凿岩机均对应通过一万向臂设在台车主体上。利用万向臂的多个自由度特点，确保凿岩机能够实现钻孔位置、钻孔角度调整要求。

进一步优选的，所述万向臂可移动地设在所述台车主体上。通过将万向臂可移动地设在台车主体上，以便在钻掌子面掏心孔时，钻机必须悬出台车前方所需长度，方便进行钻孔角度和位置的调整；在进行拱架安装时，万向臂带动步进凿岩机一起后退，使台车整体前端靠近掌子面，安装的拱架接近掌子面，减少工作面无支护段的长度，确保施工安全。

进一步优选的，多个所述万向臂均设在同一个龙门架上，龙门架可移动地设在台车主体上，龙门架与台车主体之间设有驱动龙门架移动的龙门架驱动油缸。以形成所有凿岩机的整体前进和后退，提高伸缩速度。

进一步优选的，所述万向臂包括大臂，大臂前端设有前支座，前支座铰接在所述大臂前端，前支座的自由端与所述大臂之间还设有液压撑杆；前支座通过第一枢轴可转动地设有导轨滑移架，导轨滑移架与所述前支座之间连接有导轨滑移架转动驱动油缸；导轨滑移架上通过平行于前支座承载面的第二枢轴可转动地设有导轨支座，导轨支座与导轨滑移架转动驱动油缸之间设有驱动导轨支座翻转的翻转驱动装置；所述步进凿岩机设在所述导轨支座上；其中，导轨滑移架呈长条状，导轨滑移架的长度方向分布有至少两个所述导轨支座；多个导轨支座上的翻转驱动油缸同步伸缩；导轨支座呈滑台结构，所述步进凿岩机可移动地设在所述导轨支座上，并在导轨支座与所述步进凿岩机之间设有移动驱动油缸，移动驱动油缸用于驱动所述步进凿岩机在所述导轨支座上移动。本方案通过将二者结合，利用万向臂的伸缩臂结构可将步进凿岩机大部分或全部回退到台车工作台覆盖的范围内，并在伸出后实现凿岩钻孔，利用步进凿岩机实现自动进给的钻机方式。显著增加台车功能，为隧道的机械化施工提供有效保障。万向臂通过在前支座上设置两级旋转的安装座，前支座承载面的承载面构成相对坐标系UVW的UV平面，导轨滑移架可在承载面内绕W轴转动，安装在导轨支座上的步进凿岩机，可实现钻孔方向的调整；导轨滑移架呈长条状便于设置步进凿岩机，以便使凿岩机导轨纵向与导轨滑移架长度方向一致，第二枢轴轴线沿纵梁长度方向设置，第二枢轴轴线平行于V轴，凿岩机可随第二枢轴纵向旋转，以满足隧道掌子面周边孔的钻孔位置调整要求。且可实现凿岩机相对于导轨支座的整体纵向移动，能够对大臂的伸缩长度进行补偿，更加方便起钻位置调节和方便导轨前端固定过程的导轨移动调节要求。以实现前支座绕U轴在UVW相对坐标系的VW平面内转动，实现钻机角度微调。前支座铰接在大臂前端，并通过液压撑杆调节角度，可实现前支座绕U轴在UVW相对坐标系的VW平面内转动，实现钻机角度微调。且本方案通过驱动油缸和枢轴相结合的结构替代传统的液压马达，使结构简单、减少占用空间，减轻重量，且功能可靠，适用范围广。其中，前支座铰接轴、第一枢轴和第二枢轴三者构成相对于大臂的UVW相对坐标系。

更进一步优选的，所述翻转驱动装置包括翻转驱动油缸，翻转驱动油缸的缸体和活塞杆分别铰接在导轨滑移架和导轨支座上。以通过简单、成熟的伸缩动力元件实现翻转驱动，以简化结构，减少故障发生机率。

更进一步优选的，所述大臂呈两级伸缩结构；所述大臂铰接在大臂铰接座上，大臂铰接座铰接在后支座上；大臂与后支座之间通过大臂铰接座上的水平交接轴和竖直交接轴形成十字万向节结构；其中，大臂的俯仰角度由安装在大臂铰接座的俯仰调节油缸调节；大臂的水平转动角度由安装在后支座上的水平调节油缸调节；后支座固定在对应层台车的骨架上，也可由对应层台车的骨架构成；万向臂设在对应台车的平台上时，后支座固定在对应台车的平台部分的骨架上。在绝对坐标系XYZ中，大臂与大臂铰接座的铰接轴线平行于X轴，大臂与后支座的铰接轴线平行于Z，并沿Y轴方向伸缩。确保大臂具有多个自由度，以满足钻机藏匿、钻孔位置调节等要求。

优选的，所述步进凿岩机上设有用于在钻机卡钻时能够退出钻头的卡钻退钻装置；所述步进凿岩机包括凿岩主机、导轨、钻机承载滑台，钻机承载滑台与所述导轨之间设有第一锁紧装置；所述退钻装置包括锁紧滑块和退钻油缸，退钻油缸连接在所述钻机承载滑台和所述锁紧滑块之间，锁紧滑块仅可纵向移动地设在所述钻机承载滑台上；所述第一锁紧装置设在锁紧滑块与所述导轨之间。通过在钻机承载平台与导轨之间设置退钻装置，该退钻装置通过将钻机承载滑台的第一锁紧装置设在滑块与导轨之间，滑块可相对于钻机承载导轨呈可移动的设置，在滑块与导轨通过第一锁紧装置锁止时，钻机承载滑台在驱动机构作用下可纵向移动，从而在卡钻后需要退钻时，使钻机承载滑台后退，达到退钻目的。并可根据卡钻情况实现第一锁紧装置锁紧和解锁，以及驱动机构的伸出与回缩交替动作，完成设定距离或长度的退钻过程。其中，退钻油缸也可采用丝杠螺母副驱动结构或曲柄滑块驱动结构等替代。其结构简单、退钻能力强、功能可靠，并可方便实现自动控制，如通过人工观察或扭矩检测方式，确定钻头即将卡死或卡死后，通过线控、遥控或远程操控实施退出钻头的退钻动作。

进一步优选的，所述导轨前端设有用于钻杆支撑的前端支撑套，所述导轨的中段设有中间支撑套，中间支撑套设在顶起装置上；且导轨前端下部设有用于通过岩体支撑所述导轨的导轨固定装置。以利用细长构件的钻杆具有一定挠度的特点，在钻杆中部将其向上顶起呈拱形，以在钻周边孔时，将钻头形成一定回弯弧度钻入岩体，避免直线钻入方式导致的严重超挖，以有效减少超挖量，提高隧道掘进效率。通常在钻头钻进一定深度如1-2米后，解除顶起状态，由形成一定弧度的钻孔构成钻头向前钻进的引导孔，形成与人工钻孔过程中，减少超挖措施相同的钻进方式。其中，顶起装置采用气缸、液压缸等作为动力源，以减少占用空间，方便布局。当然，在空间允许的条件下也可采用其他直线移动的驱动结构，如丝杆螺母副驱动结构、齿轮齿条驱动结构或曲柄滑块驱动结构等；同时，还通过设在导轨前端下方的导轨固定装置，以通过前端的固定装置形成对导轨悬伸部分的支撑，提高导轨的支撑强度和刚度，进而提高钻孔速度和施工效率。其中，导轨固定装置利用可插入岩体的构件提供支撑，可根据隧道岩体的特性设置不同的结构。如针对松软岩体，导轨前端可设置一前端具有锥尖的钢钎，钢钎通过顶紧弹簧保持插入岩体的牢固性；也可在导轨前端固定设置一钻机，在钻杆钻入后，利用钻杆形成支撑构件。而且在具有导轨固定装置的条件下，中间顶起装置的效果将更加明显，二者形成调整钻杆挠度的协同作用。

更进一步优选的，所述顶起装置包括顶起基座和举升块，顶起基座设在所述导轨上并固定连接有顶起气缸，顶起气缸的活塞杆远端连接有推块，推块前端设有顶推斜面；所述举升块仅可竖直升降地配合在顶升筒内，顶升筒固定在所述顶起基座上，举升块下端设有滚轮，滚轮与所述顶推斜面滚动连接；所述中间支撑套固定连接在所述举升块上端；所述导轨固定装置包括用于固定在钻臂前端下方的定位座，定位座上滑动吊装有定位凿岩机，定位凿岩机前端用于设置钻杆，定位凿岩机后端设有顶推气缸或油缸。顶起装置通过顶推斜面将顶起气缸设置成与钻杆纵向平行的布局，从而充分利用长度空间，减少高度方空间的占用，提高布局的合理性；导轨固定装置通过设在钻臂前端下方的定位座设置定位用的小型气动凿岩机，以在主机钻孔前，利用定位凿岩机进行定位孔的凿岩钻孔，在钻头钻进设定长度后，利用嵌入岩体的钻头为导轨远端提供增强稳定性的支撑与固定，从而达到导轨定位目的。其结构简单、使用方便，且定位可靠，适用于各种地质的隧道施工。其中，定位凿岩机的进给由顶推气缸或油缸推进，通过适当的气压控制，既可实现顺利钻进，也可防止钻头嵌入后退出，确保初始凿岩钻孔时，导轨前端定位可靠。

本实用新型的有益效果是，能够实现凿岩钻孔和拱架安装综合作业，且施工作业安全，并能减少超挖。其施工效率高，成本低。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意轴测图。

图2是本实用新型中步进凿岩机的结构示意轴测图。

图3是本实用新型中的步进凿岩机用顶起装置的部分结构示意图。

图6是本实用新型的步进凿岩机用导轨结构示意主视图。

图7是本实用新型图6中的A部放大图。

图8是本实用新型图7的俯视图，其中，接长锁紧机构处于锁止状态。

图4是本实用新型中凿岩机用导轨固定装置的结构示意轴测图。

图5是本实用新型中凿岩机用导轨固定装置的结构示意主视图。

图9是本实用新型中部分气路原理图。

图10是本实用新型中万向臂的结构示意轴测图。

图11是本实用新型中万向臂的部分结构示意图。

图12是本实用新型中万向臂的部分结构示意图，其中，导轨支座处于设定角度的翻转状态。

图13是本实用新型中万向臂另一个视角的结构示意轴测图。

图14是本实用新型中万向臂与步进凿岩机组合状态的结构示意轴测图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

参见图1，一种小断面隧道或洞室施工台车，通过在整体结构的钢骨架台车主体200上设置多台步进凿岩机400形成多头凿岩设备，还包括设在台车上的拱架安装设施，所述拱架安装设施包括位于台车主体200尾端用于抬吊拱架的两个拱架起吊装置210、位于台车主体200顶部两侧的用于抬举拱架的拱架举升装置220和设在拱架举升装置220的举升横梁上均可移动的多个承载拱架的拱架承载小车230；布置在位于台车主体200的步进凿岩机400位于两拱架举升装置220之间。其中，步进凿岩机400均对应通过一万向臂300设在台车主体200上；万向臂300可移动地设在所述台车主体200上，并且多个所述万向臂300均设在同一个龙门架240上，龙门架240可移动地设在台车主体200上，龙门架240与台车主体200之间设有驱动龙门架240移动的龙门架驱动油缸。

参见图2，步进凿岩机400包括凿岩主机1、导轨2、钻机承载滑台3、气腿14和气腿承载滑台18，钻机承载滑台3与导轨2之间设有第一锁紧装置；钻机承载滑台3上还设有退钻装置；该退钻装置包括锁紧滑块5和驱动油缸6，驱动油缸6连接在所述钻机承载滑台3和所述锁紧滑块5之间，锁紧滑块5仅可纵向移动地设在钻机承载滑台3上；第一锁紧装置设在锁紧滑块5与所述导轨2之间；气腿14连接在钻机承载滑台3和气腿承载滑台18之间；气腿承载滑台18与导轨2之间设有第二锁紧装置。

驱动油缸6通过其缸体连接在钻机承载滑台3上，锁紧滑块5与油缸的活塞杆远端固定连接；以凿岩机钻进方向为前方，锁紧滑块5位于油缸前方，油缸活塞杆处于回缩状态时，锁紧滑块5通过第一锁紧装置与导轨锁紧后，活塞杆伸出实施退钻；利用油缸活塞杆伸出的推力大于回缩的推力的特性，可在油缸缸径相同的条件下增大退钻推力，或者在退钻推力相同的条件下减小油缸直径。钻机承载滑台3上通过凸块设有两相对的导向槽，所述锁紧滑块5位于两导向槽之间，锁紧滑块5两侧形成有与所述导向槽滑动配合的导向部。第一锁紧装置包括第一锁止气缸4和所述导轨2上纵向分布的多个锁止孔；第一锁止气缸4的活塞杆上一体形成或固定连接的锁销与所述锁止孔配合形成插销式锁止结构；钻机承载滑台3上形成有供穿过所述锁销沿导向槽平移的长条孔。第二锁紧装置也利用导轨2上纵向分布的多个锁止孔和第二锁止气缸活19塞杆上的第二锁止插销形成。

导轨2前端设有用于钻杆支撑的前端支撑套7，所述导轨2的中段设有中间支撑套8，中间支撑套8设在顶起装置上。参见图3，顶起装置包括顶起基座和举升块11，顶起基座39位置可调节地设在所述导轨2上并固定连接有顶起气缸9，顶起气缸9的活塞杆远端连接有推块10，推块10前端设有顶推斜面；所述举升块11仅可竖直升降地配合在顶升筒12内，顶升筒12固定在所述顶起基座上，举升块11下端设有滚轮13，滚轮13与所述顶推斜面滚动连接；所述中间支撑套8固定连接在所述举升块11上端。

导轨2前端下部设有用于通过岩体支撑所述导轨2的导轨固定装置40。前端固定装置形成对导轨2悬伸部分的支撑，提高导轨的支撑强度和刚度。其中，导轨固定装置40利用可插入岩体的构件提供支撑，可根据隧道岩体的特性设置不同的结构。如针对松软岩体，导轨前端可设置一前端具有锥尖的钢钎，钢钎通过顶紧弹簧保持插入岩体的牢固性；也可在导轨前端固定设置一钻机或小型凿岩机，在钻杆钻入后，利用钻杆形成支撑构件。

参见图4、图5，在由小型凿岩机构成导轨固定装置40的方案中，包括用于固定在钻臂前端下方的定位座41，定位座41上滑动吊装有定位凿岩机42，定位凿岩机42前端用于设置钻杆47，定位凿岩机42后端设有顶推气缸或油缸43；定位座41前端固定连接有顶尖46。

其中，定位凿岩机42前方设有钻杆导向座48，钻杆导向座48上设有钻杆导向孔，钻杆导向座48固定连接在所述定位座41上。定位座41呈管状；定位座41内滑动配合有横梁49，横梁49上设有吊耳座49a；定位座41的管壁下侧设有条形避让槽；所述吊耳座49a穿过条形避让槽与定位凿岩机42上的吊耳铰接；定位座41内固定连接有两个支座44，两个支座44滑动配合地套装在所述横梁49上。

顶推气缸或油缸43固定设在保护管45内，保护管45固定连接在定位座41下端后部。顶推气缸或油缸43与所述定位凿岩机42的后端铰接。以在气缸或油缸活塞杆回缩时，拉动气动凿岩机回退，继而将钻杆退出定位孔，便于钻臂改变位置。其中，钻杆导向座48内设有导向套48a，所述导向孔设在导向套48a。以便在导向套48a磨损后单独更换，降低使用成本。

参见图6、图7、图8，导轨2由基础段21和接长段22形成长度可变化的结构；所述基础段21和接长段22之间设有接长定位结构和接长锁紧机构；且基础段21和接长段22之间通过倾斜的结合面连接；该结合面在基础段21上由上向下逐渐向外倾斜；所述接长定位结构用于防止基础段21和接长段22左右错位和上下错位。导轨2包括导轨主体和轨道，轨道由圆管制成，导轨主体由方管或矩形管制成；接长定位结构包括轨道的圆管内孔配合的定位柱24，定位柱24一部分插入基础段21的圆管轨道管孔内，另一部分插入接长段22的圆管轨道管孔内。方管或矩形管可以是轧制或拉制的型材，也可以通过钢板弯折后焊接形成；导轨主体在高度方向具有由两根方管焊机组合形成；上方的方钢管两侧上端各焊接有一个圆管，该圆管构成所述轨道，下方的方钢管下端两侧各焊接有一个圆管、方管或、形管、扁钢或角铁，该下方圆管、方管或、形管、扁钢或角铁用于导轨安装固定。

导轨主体上设有平行设置的两根所述轨道；基础段21和接长段22的两根圆管轨道结合部的管孔内均设有所述定位柱24。基础段21和接长段22通过两个连接板25连接，两个连接板25的结合面构成所述基础段21和接长段22的结合面，两个连接板25分别焊接固定在所述基础段21和接长段22的导轨主体上。连接板25焊接在下方的方管上，上方方管端部焊接有端板，端板上焊接有定位管；两个端板上的定位管中插接有第三根定位柱23，三根定位柱分布在等腰三角形的三个角上。其中，所述接长锁紧机构呈偏心锁紧结构。接长锁紧机构包括挂钩26和环扣27，挂钩26固定设在基础段21上；所述环扣27铰接在手柄28上，手柄28铰接在接长段22上。环扣27可移动地设在环扣座29上，环扣座29铰接在手柄28上，环扣座29与环扣27之间通过加载弹簧30。其中，环扣27一端焊接有连杆27a，连杆27a自由端焊接有导向块27b；环扣座29一端具有杆状结构，环扣座29通过杆状结构的一端与手柄28铰接，环扣座29的另一端呈框形结构，连杆27a从框形结构的一端伸入框内，该框形结构的两侧框壁上设有滑槽29a，导向块27b滑动配合在滑槽29a内；所述加载弹簧30一端抵接在导向块27b上，另一端抵靠在框形结构的一端内壁上。手柄28的铰接座由两个独立的支耳28a构成，交接轴由两个半轴8b构成；在锁紧状态，环扣座29与手柄28的铰接中心与手柄28与接长段22的铰接中心连线重合在连杆27a轴线上。其中，挂钩26也可以设在接长段22，手柄28铰接在基础段21上。

参见图9，气腿14推进所述凿岩主机1钻进时，气腿14的进排气管路分别由进气管路15和排气管路34构成，进气管路15上设有呈并联设置的电动开关阀16和电动流量调节阀17。其中，凿岩主机1通过钻机后盖连接有钻孔供气管32和吹渣供气管33，钻孔供气管32和吹渣供气管33通过电控阀门与所述供气总管路连接；进气管路15和排气管路34连接在电磁换向阀35上，电磁换向阀35的进气口与所述供气总管连接，电磁换向阀35的排气口与大气环境接通。其中，电动开关阀16连接在进气管路15上，电动流量调节阀17连接在进气旁路上，改旁路与进气管路15呈并联设置，旁路的管径小于进气管路15。电动开关阀16为常闭结构；电磁换向阀35为中封结构的三位五通阀；用于控制所述钻孔供气管32和吹渣供气管33的电控阀门由第一电磁阀36和第二电磁阀37组成，第一电磁阀36和第二电磁阀37均为开关阀；供气总管路上还设有油壶38；钻孔供气管32的管径大于吹渣供气管33。

参见图10、图11、图12、图13，万向臂300包括大臂100，大臂100前端设有前支座110，所述前支座110的上端面构成前支座承载面，前支座110通过第一枢轴可转动地设有导轨滑移架120，导轨滑移架120与所述前支座110之间连接有导轨滑移架转动驱动油缸121；导轨滑移架120上通过平行于前支座承载面的第二枢轴可转动地设有导轨支座130，导轨支座130与导轨滑移架转动驱动油缸121之间设有驱动导轨支座130翻转的翻转驱动装置。参见图5，导轨支座130呈滑台结构，并在导轨支座130上设有移动驱动油缸142；所述移动驱动油缸142用于驱动通过所述导轨支座130设置的第三构件；承载构件130与第三构件之间通过滚动摩擦连接关系连接，以减少第三构件在承载构件130滑动移动的摩擦阻力；翻转驱动装置包括翻转驱动油缸141，翻转驱动油缸141的缸体和活塞杆分别铰接在导轨滑移架120和导轨支座130上。导轨滑移架120呈长条状，导轨滑移架120的长度方向分布有至少两个所述导轨支座130；多个导轨支座130上的翻转驱动油缸141同步伸缩。其中，前支座110铰接在所述大臂100前端，前支座110的自由端与所述大臂100之间还设有液压撑杆111。大臂100呈两级伸缩结构，大臂100铰接在大臂铰接座101上，大臂铰接座101铰接在后支座102上；大臂100与后支座102之间通过大臂铰接座101上的水平交接轴和竖直交接轴形成十字万向节结构；大臂100的俯仰角度由安装在大臂铰接座101的俯仰调节油缸103调节；大臂100的水平转动角度由安装在后支座102上的水平调节油缸104调节。其中，后支座102固定在对应层台车的骨架上，也可由对应层台车的骨架构成；万向臂设在对应台车的平台上时，后支座102固定在对应台车的平台部分的骨架上。

本实施例中，大臂100包括基础臂100a, 基础臂100a呈矩形管结构，基础臂100a内装设有一级伸缩臂100b，一级伸缩臂100b通过一级伸缩油缸100c驱动伸缩移动，一级伸缩油缸100c的两端分别铰接在基础臂100a和一级伸缩臂100b上；一级伸缩臂100b也呈矩形管结构，一级伸缩臂100b内装设有二级伸缩臂100d，二级伸缩臂100d自由端与所述前支座110连接，二级伸缩臂100d通过二级伸缩油缸100e驱动伸缩移动，二级伸缩油缸100e的两端分别铰接在二级伸缩臂100d和一级伸缩臂100b上，一级伸缩臂100b上设有与所述二级伸缩油缸100e铰接的铰接支耳100f，铰接支耳100f位于一级伸缩臂100b的侧壁上；所述基础臂100a的侧壁上设有长条形腰槽，长条形腰槽用于在一级伸缩臂100b运动过程中避让所述铰接支耳100f。其中，大臂100与大臂铰接座101的铰接轴线、大臂铰接座101与后支座102的铰接轴线、大臂100的伸缩轴线分别对应构成基础坐标系XYZ中的X轴、Z轴和Y轴；前支座110与大臂100的铰接轴线、第一枢轴轴线和第二枢轴轴线分别对应构成相对坐标系UVW中的U轴、W轴和V轴，且第三构件的移动方向与V轴一致。

参见图14，并结合图10～13，所述步进式凿岩机400安装在万向臂300的导轨支座130上，且导轨支座130呈滑台结构；步进式凿岩机400可纵向移动地设在所述导轨支座130上，在导轨支座130与所述步进式凿岩机400之间设有钻机移动驱动油缸142。

其中，大臂100与大臂铰接座101的铰接轴线、大臂铰接座101与后支座102的铰接轴线、大臂100的伸缩轴线分别对应构成基础坐标系XYZ中的X轴、Z轴和Y轴；前支座110与大臂100的铰接轴线、第一枢轴轴线和第二枢轴轴线分别对应构成相对坐标系UVW中的U轴、W轴和V轴，且步进式凿岩机400的整体移动方向与V轴一致。

本实施中，当导轨支座130不采用滑台结构时，步进式凿岩机400固定连接在所述导轨支座130上。此方案的步进式凿岩机400不能在导轨支座130上整体移动，其连接牢固，刚度好。适用于无需进行纵向位置调整的隧道掘进凿岩机。

本实施例中，电磁换向阀35也可采用二位五通阀替代三位五通阀的方案。而且，电动开关阀16和电动流量调节阀17也可并联在气腿14的排气管路34上。

本实施例中前支撑套7和中间支撑套8均包括衬套和衬套座组成，衬套可相对于衬套座自由转动，前支撑套7的衬套座通过前支架与导轨2前端固定连接；中间支撑套8的衬套座与举升块11上端固定连接。

本实施例中的拱架起吊装置230与2018年5月8号，公告号CN108005687A公告的拱架提升机构相同。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种小断面隧道或洞室施工台车，通过在台车主体（200）上设置多台步进凿岩机（400）形成多头凿岩设备，其特征在于，还包括设在台车上的拱架安装设施，所述拱架安装设施包括位于台车主体（200）尾端用于抬吊拱架的两个拱架起吊装置（210）、位于台车主体（200）顶部两侧的用于抬举拱架的拱架举升装置（220）和设在拱架举升装置（220）的举升横梁上均可移动的多个承载拱架的拱架承载小车（230）；布置在位于台车主体（200）的步进凿岩机（400）位于两拱架举升装置（220）之间。

2.根据权利要求1所述的小断面隧道或洞室施工台车，其特征在于，所述步进凿岩机（400）均对应通过一万向臂（300）设在台车主体（200）上。

3.根据权利要求2所述的小断面隧道或洞室施工台车，其特征在于，所述万向臂（300）可移动地设在所述台车主体（200）上。

4.根据权利要求2所述的小断面隧道或洞室施工台车，其特征在于，多个所述万向臂（300）均设在同一个龙门架（240）上，龙门架（240）可移动地设在台车主体（200）上，龙门架（240）与台车主体（200）之间设有驱动龙门架（240）移动的龙门架驱动油缸。

5.根据权利要求2所述的小断面隧道或洞室施工台车，其特征在于，所述万向臂（300）包括大臂（100），大臂（100）前端设有前支座（110），前支座（110）铰接在所述大臂（100）前端，前支座（110）的自由端与所述大臂（100）之间还设有液压撑杆（111）；前支座（110）通过第一枢轴可转动地设有导轨滑移架（120），导轨滑移架（120）与所述前支座（110）之间连接有导轨滑移架转动驱动油缸（121）；导轨滑移架（120）上通过平行于前支座承载面的第二枢轴可转动地设有导轨支座（130），导轨支座（130）与导轨滑移架转动驱动油缸（121）之间设有驱动导轨支座（130）翻转的翻转驱动装置；所述步进凿岩机设在所述导轨支座（130）上；其中，导轨滑移架（120）呈长条状，导轨滑移架（120）的长度方向分布有至少两个所述导轨支座（130）；多个导轨支座（130）上的翻转驱动油缸（141）同步伸缩；导轨支座（130）呈滑台结构，所述步进凿岩机通过导轨（2）可移动地设在所述导轨支座（130）上，并在导轨支座（130）与所述步进凿岩机（400）之间设有移动驱动油缸（142），移动驱动油缸（142）用于驱动所述步进凿岩机（400）在所述导轨支座（130）上移动。

6.根据权利要求5所述的小断面隧道或洞室施工台车，其特征在于，所述翻转驱动装置包括翻转驱动油缸（141），翻转驱动油缸（141）的缸体和活塞杆分别铰接在导轨滑移架（120）和导轨支座（130）上。

7.根据权利要求5所述的小断面隧道或洞室施工台车，其特征在于，所述大臂（100）呈两级伸缩结构；所述大臂（100）铰接在大臂铰接座（101）上，大臂铰接座（101）铰接在后支座（102）上；大臂（100）与后支座（102）之间通过大臂铰接座（101）上的水平交接轴和竖直交接轴形成十字万向节结构；其中，大臂（100）的俯仰角度由安装在大臂铰接座（101）的俯仰调节油缸（103）调节；大臂（100）的水平转动角度由安装在后支座（102）上的水平调节油缸（104）调节；所述后支座（102）固定在对应层台车的骨架上，或者由对应层台车的骨架构成。

8.根据权利要求1所述的小断面隧道或洞室施工台车，其特征在于，所述步进凿岩机上设有用于在钻机卡钻时能够退出钻头的卡钻退钻装置；所述步进凿岩机包括凿岩主机（1）、导轨（2）、钻机承载滑台（3），钻机承载滑台（3）与所述导轨（2）之间设有第一锁紧装置；所述退钻装置包括锁紧滑块（5）和退钻油缸（6），退钻油缸（6）连接在所述钻机承载滑台（3）和所述锁紧滑块（5）之间，锁紧滑块（5）仅可纵向移动地设在所述钻机承载滑台（3）上；所述第一锁紧装置设在锁紧滑块（5）与所述导轨（2）之间。

9.根据权利要求8所述的小断面隧道或洞室施工台车，其特征在于，所述导轨（2）前端设有用于钻杆支撑的前端支撑套（7），所述导轨（2）的中段设有中间支撑套（8），中间支撑套（8）设在顶起装置上；且导轨（2）前端下部设有用于通过岩体支撑所述导轨（2）的导轨固定装置（40）。

10.根据权利要求9所述的小断面隧道或洞室施工台车，其特征在于，所述顶起装置包括顶起基座和举升块（11），顶起基座设在所述导轨（2）上并固定连接有顶起气缸（9），顶起气缸（9）的活塞杆远端连接有推块（10），推块（10）前端设有顶推斜面；所述举升块（11）仅可竖直升降地配合在顶升筒（12）内，顶升筒（12）固定在所述顶起基座上，举升块（11）下端设有滚轮（13），滚轮（13）与所述顶推斜面滚动连接；所述中间支撑套（8）固定连接在所述举升块（11）上端；所述导轨固定装置（40）包括用于固定在钻臂前端下方的定位座（41），定位座（41）上滑动吊装有定位凿岩机（42），定位凿岩机（42）前端用于设置钻杆（47），定位凿岩机（42）后端设有顶推气缸或油缸（43）。

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