CN217652749U - 一种隧道拱架的安装台车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道拱架的安装台车，主要设置移动滑台组件和机械手组件，通过移动滑台组件，使得机械手组件可以抓取拱架在台车架组件上移动，从而调整拱架位置，避免台车架组件的频繁挪动，提升安装效率。本实用新型的主要技术方案为：一种隧道拱架的安装台车，包括：台车架组件、移动滑台组件和机械手组件；移动滑台组件与台车架组件连接，机械手组件与移动滑台组件连接；移动滑台组件用于使机械手组件相对台车架组件移动，机械手组件用于架设隧道拱架。本实用新型主要用于巷道拱架支护。

Description

一种隧道拱架的安装台车

技术领域

本实用新型涉及采矿技术领域，尤其涉及一种隧道拱架的安装台车。

背景技术

近些年来，随着国民经济的发展，地铁、高铁、公路、城市管廊建设突飞猛进，隧道施工里程快速增长，产生了大量的隧道建设施工需求。立拱是隧道初支工序中的重要环节，立拱过程中，由装载机或其他设备将简易台车、拱架、钢网等材料运输至掌子面附近，拱架提前吊装至台车上面，由台车进行拱架举升，借助人工进行定位和焊接。

如公开号为CN114060068A的专利中，公开了多功能隧道立拱机，支撑架固定连接于移动台车上，由移动台车带动支撑架多维移动，支撑架上设有至少两个用于夹持固定拱架节段的拱架夹持组件，拱架夹持组件带动其上的拱架节段沿隧道横截面的径向伸缩。在拱架支护过程中，需要移动台车带动支撑架频繁挪车，以使拱架到达安装位置，继而进行拱架举升安装，然而，支撑架体积重量庞大，频繁挪车将耗时耗能，且支撑架占用空间大，挪车对隧道行走路径要求高，工作时需将其他设备或物品清空。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种隧道拱架的安装台车，主要设置移动滑台组件和机械手组件，通过移动滑台组件，使得机械手组件可以抓取拱架在台车架组件上移动，从而调整拱架位置，避免台车架组件的频繁挪动，提升安装效率。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型提供了一种隧道拱架的安装台车，包括：

台车架组件、移动滑台组件和机械手组件；

移动滑台组件与台车架组件连接，机械手组件与移动滑台组件连接；

移动滑台组件用于使机械手组件相对台车架组件移动，机械手组件用于架设隧道拱架。

其中，移动滑台组件包括固定架、伸缩油缸和移动架；

固定架与台车架组件连接，伸缩油缸的两端分别与固定架和移动架连接，移动架与固定架滑动连接，机械手组件与移动架连接。

其中，移动滑台组件还包括链条组件，链条组件包括活动杆组件、链条、固定销和连接块；

固定架上设置有滑槽，连接块与滑槽滑动连接，连接块的一端与移动架连接，连接块的另一端与链条连接；

活动杆组件包括活动杆、第一滚轮和第二滚轮，第一滚轮和第二滚轮分别设置于活动杆的两端，链条环绕在第一滚轮和第二滚轮上，且链条可相对活动杆移动；

伸缩油缸包括缸体和活塞杆，活动杆组件与活塞杆的第一端连接，缸体与固定架连接，活塞杆由的第二端活动插接于缸体；

固定销分别与链条和固定架连接，固定销用于将链条的一点固定在固定架上。

其中，机械手组件包括第一回转机构、俯仰机构和夹取机构；

第一回转机构与移动滑台组件连接，俯仰机构与第一回转机构连接，夹取机构与俯仰机构连接；

第一回转机构用于使俯仰机构相对台车架组件转动。

其中，夹取机构包括伸缩臂、摆动机构、第二回转机构及夹具组件；

伸缩臂的第一端与俯仰机构连接，伸缩臂的第二端与摆动机构连接，摆动机构与第二回转机构连接，第二回转机构与夹具组件连接，夹具组件用于夹取隧道拱架。

其中，台车架组件包括台车架体、第一支撑平台、第二支撑平台、第一扶梯和第二扶梯；

台车架体包括工作面，移动滑台组件设置于工作面上，第一支撑平台和第二支撑平台均与台车架体连接，第一支撑平台和第二支撑平台均水平设置，第一支撑平台位于第二支撑平台上方，第一扶梯的第一端与地面相对，第一扶梯的第二端与第二支撑平台连接，第二扶梯的两端分别与第一支撑平台和第二支撑平台连接，第一支撑平台低于工作面。

其中，台车架组件还包括驱动轮装置，驱动轮装置设置于台车架体的底端，驱动轮装置用于在地面滚动。

其中，台车架体还包括侧臂架，侧臂架设置于工作面下方；

隧道拱架的安装台车还包括泵站和电控箱，泵站和电控箱均设置于侧臂架上，电控箱与机械手组件电连接，电控箱与泵站连接，泵站与移动滑台组件和和机械手组件连接。

本实用新型实施例提出的一种隧道拱架的安装台车，主要设置移动滑台组件和机械手组件，通过移动滑台组件，使得机械手组件可以抓取拱架在台车架组件上移动，从而调整拱架位置，避免台车架组件的频繁挪动，提升安装效率。现有技术中，在拱架支护过程中，需要移动台车带动支撑架频繁挪车，以使拱架到达安装位置，支撑架体积重量庞大，频繁挪车将耗时耗能，且支撑架占用空间大，挪车对隧道行走路径要求高。与现有技术相比，本申请文件中，机械手组件抓取拱架，通过移动滑台组件在台车架组件上移动，进行不同位置的多个拱架的安装，安装覆盖面积大，台车架组件在同一位置可实现多个拱架安装，减少频繁挪车次数。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种隧道拱架的安装台车的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种隧道拱架的安装台车在第一视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种隧道拱架的安装台车中机械手组件不同状态的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种隧道拱架的安装台车的拱架架设示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种隧道拱架的安装台车中链条组件的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的隧道拱架的安装台车其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1-2所示，本实用新型提供了隧道拱架的安装台车，包括：

台车架组件100、移动滑台组件200和机械手组件300；

移动滑台组件200与台车架组件100连接，机械手组件300与移动滑台组件200连接；

移动滑台组件200用于使机械手组件300相对台车架组件100移动，机械手组件300用于架设隧道拱架。

台车架组件100为安装台车的支撑部分，位于整个安装台车的最下端，台车架组件100用于移动而出入隧道或在隧道内移动，以进行不同位置的拱架的安装。移动滑台组件200设置于台车架组件100顶端的工作面111上，机械手组件300可通过移动滑台组件200相对台车架组件100移动，移动方向为隧道的延伸方向，使得机械手组件300可以在隧道的延伸方向的多个位置进行拱架的举升和安装，无需针对每一个拱架的安装进行挪车，使得安装时间缩短。移动滑台组件200可以对机械手组件300的位置进行自动调整，如本申请下文中所述的采用伸缩油缸220的移动滑台组件200，或者，移动滑台组件200可以仅为与隧道延伸方向一致的滑道，机械手组件300与滑道滑动连接，通过人工进行机械手组件300在隧道延伸方向上的移动。

本实用新型实施例提出的一种隧道拱架的安装台车，主要设置移动滑台组件和机械手组件，通过移动滑台组件，使得机械手组件可以抓取拱架在台车架组件上移动，从而调整拱架位置，避免台车架组件的频繁挪动，提升安装效率。现有技术中，在拱架支护过程中，需要移动台车带动支撑架频繁挪车，以使拱架到达安装位置，支撑架体积重量庞大，频繁挪车将耗时耗能，且支撑架占用空间大，挪车对隧道行走路径要求高。与现有技术相比，本申请文件中，机械手组件抓取拱架，通过移动滑台组件在台车架组件上移动，进行不同位置的多个拱架的安装，安装覆盖面积大，台车架组件在同一位置可实现多个拱架安装，减少频繁挪车次数。

一种实施方式中，移动滑台组件200包括固定架210、伸缩油缸220和移动架230。固定架210与台车架组件100连接，伸缩油缸220的两端分别与固定架210和移动架230连接，移动架230与固定架210滑动连接，机械手组件300与移动架230连接。

固定架210呈长条形固定架，固定架210与隧道延伸方向一致，固定架210延伸至台车架组件100的工作面111的两侧边沿，固定架210上设置有长条形容纳槽，容纳槽与固定架210延伸方向一致，伸缩油缸220位于容纳槽中，移动架230滑动连接于固定架210上，伸缩油缸220的缸体与固定架210连接，伸缩油缸220的活塞杆连接移动架230，移动架230在伸缩油缸220的推拉作用下可相对固定架210移动，且可移动至台车架组件100的工作面111的一侧边沿，实现机械手组件300在一定范围内移动，进行移动范围内的不同位置的拱架安装。

伸缩油缸220可以与移动架230直接连接，或者，一种实施方式中，如图5所示，移动滑台组件200还包括链条组件240，链条组件240包括活动杆组件241、链条242、固定销243和连接块244。固定架210上设置有滑槽，连接块244与滑槽滑动连接，连接块244的一端与移动架230连接，连接块244的另一端与链条242连接。活动杆组件241包括活动杆、第一滚轮和第二滚轮，第一滚轮和第二滚轮分别设置于活动杆的两端，链条242环绕在第一滚轮和第二滚轮上，且链条242可相对活动杆移动。伸缩油缸220包括缸体和活塞杆，活动杆组件241与活塞杆的第一端连接，缸体与固定架210连接，活塞杆由的第二端活动插接于缸体。固定销243与链条242和固定架210连接，固定销243用于将链条242的一点固定在固定架210上。

链条组件240的数量可以为两个，两个链条组件240分别设置于伸缩油缸220的两侧，移动滑台组件200还包括连接杆，连接杆的两端分别与两个第一滚轮的中心轴连接，活塞杆与连接杆连接。在固定架210上设置两个与隧道延伸方向一致的滑槽，连接块244穿过滑槽，且可在滑槽内移动，连接块244的两端分别与链条242和移动架230固定连接，当链条242转动时，连接块244将在滑槽内移动。固定销243与连接块244分别位于活动杆组件241的不同侧，如连接块244位于活动杆组件241的上方，固定销243位于活动杆组件241的下方，固定销243将链条242的一点固定于固定架210上。第一滚轮和第二滚轮均可在活动杆上转动，以使得链条242可以围绕活动杆滚动。

使用时，活塞杆相对缸体移动过程中，将通过连接杆带动两侧活动杆移动，活动杆通过第一滚轮和第二滚轮推动链条242，由于链条242的一点与固定架210固定，链条242将围绕活动杆滚动，进而带动与链条242连接的移动架230移动，进而带动机械手组件300移动。由于链条242的作用，使得机械手组件300移动距离将是活塞杆移动距离的二倍，实现减少活塞杆移动距离，减少驱动消耗，减少伸缩油缸220整体长度，减少伸缩油缸220占用空间的作用。

一种实施方式中，机械手组件300包括第一回转机构310、俯仰机构320和夹取机构。第一回转机构310与移动滑台组件200连接，俯仰机构320与第一回转机构310连接，夹取机构与俯仰机构320连接。第一回转机构310用于使俯仰机构320相对台车架组件100转动。

第一回转机构310使得夹取机构可以围绕竖直轴线转动，即使得夹取机构的朝向改变，俯仰机构320用于改变夹取机构的角度，第一回转机构310和俯仰机构320配合，使得夹取机构具有两种状态，如图3-4所示，第一种状态为安装状态，如图3中A状态和B状态，夹取机构由俯仰机构320起向上延伸到拱架安装位置，进行拱架600的举升，第二种状态为拾取状态，如图3中C状态和D状态，夹取机构由俯仰机构320起向下延伸到拱架600来料位置，进行拱架的拾取。可以理解的是，夹取机构拾取拱架时，移动架230移动至台车架组件100的工作面111的一侧边沿，使得机械手组件300位于工作面111的一侧边沿，实现夹取机构由俯仰机构320作用，可以向下摆动至台车架组件100的侧面，继而进行低处拱架600的拾取。

一种实施方式中，夹取机构包括伸缩臂330、摆动机构340、第二回转机构350及夹具组件360。伸缩臂330的第一端与俯仰机构320连接，伸缩臂330的第二端与摆动机构340连接，摆动机构340与第二回转机构350连接，第二回转机构350与夹具组件360连接，夹具组件360用于夹取隧道拱架。

使用过程中，伸缩臂330可以带动摆动机构340、第二回转机构350及夹具组件360伸缩，进行拱架高度和位置的调整，可适应多个位置拱架的安装，还可以实现抓取位置较远的拱架。摆动机构340使得夹具组件360可以上下摆动，以进行拱架高度的微调，第二回转机构350使得夹具组件360可以带动拱架转动，以进行不同位置的安装，以及夹具组件360进行拱架不同位置的夹取。

一种实施方式中，台车架组件100包括台车架体110、第一支撑平台120、第二支撑平台130、第一扶梯140和第二扶梯150。台车架体110包括工作面111，移动滑台组件200设置于工作面111上，第一支撑平台120和第二支撑平台130均与台车架体110连接，第一支撑平台120和第二支撑平台130均水平设置，第一支撑平台120位于第二支撑平台130上方，第一扶梯140的第一端与地面相对，第一扶梯140的第二端与第二支撑平台130连接，第二扶梯150的两端分别与第一支撑平台120和第二支撑平台130连接，第一支撑平台120低于工作面111。

台车架体110为中空的框架结构，采用型材焊接而成，使得台车架体110底端具有贯通的通道，台车架体110重量轻，占用空间小。移动及安装拱架时，可架设在其他设备上方，减少清障时间，进一步提升施工效率。工作面111位于台车架体110顶端，第一支撑平台120和第二支撑平台130分别为两个，两个第一支撑平台120分别设置于台车架体110的两侧，两个第二支撑平台130分别设置于台车架体110的两侧，且第一支撑平台120位于第二支撑平台130上，第一支撑平台120与工作面111具有一定的垂直距离，第一支撑平台120与第二支撑平台130的垂直距离和第二支撑平台130与底面的垂直距离可以相同，或者可以根据需要设置。第二支撑平台130的一端设置有第一扶梯140，第一扶梯140倾斜设置，为第二支撑平台130提供与地面连通的通道。第一支撑平台120的宽度为第二支撑平台130宽度的一半，第一支撑平台120的中间位置设置有开口，第二扶梯150设置于开口处，为第一支撑平台120提供与第二支撑平台130连通的通道，便于工人上下通行。第一支撑平台120、第二支撑平台130、第一扶梯140和第二扶梯150共同形成从地面到台车上工作面111的完整通道。进一步的，第一支撑平台120和第二支撑平台130均设置防护围栏，防止工人通行时踏空跌落。

一种实施方式中，台车架组件100还包括驱动轮装置160，驱动轮装置160设置于台车架体110的底端，驱动轮装置160用于在地面滚动。

驱动轮装置160具体可以为四个，分别设置于台车架体110底端的四角，驱动轮装置160可以在电控箱500的作用下自动转动，带动台车架体110移动，或者，人工推动台车架体110也可使驱动轮装置160转动。

一种实施方式中，台车架体110还包括侧臂架112，侧臂架112设置于工作面111下方。隧道拱架的安装台车还包括泵站400和电控箱500，泵站400和电控箱500均设置于侧臂架112上，电控箱500与机械手组件300连接，电控箱500与泵站400连接，泵站400与移动滑台组件200连接。

泵站400和电控箱500上下并列布置，泵站400通过液压阀组和管路与伸缩油缸220和机械手组件300连接，进行液压驱动，电控箱500通过电缆与机械手组件300和泵站400连接。电控箱500包括控制器和无线收发模块，用户可远程连接电控箱，进行操作指令的下达，通过无线方式控制机械手组件300动作，实现拱架自主抓取、微调及支撑到位等功能，高效辅助工人完成拱架安装作业，有效减少工人劳动强度及安全隐患。

本实施方式还提供一种拱架架设方法，包括如下步骤：

S1：移动台车架组件100至隧道掌子面附近，居中放置，台车架组件100前端位于隧道待支护位置下方；

S2：第一回转机构310使得夹取机构回转180度至台车架组件100后端，俯仰机构320使得夹取机构俯身向下摆动并伸出，至拱架来料位置；

S3：机械手组件300微调至准确位置，夹具组件360张开向前，抓取拱架并夹紧；

S4：伸缩臂330缩回，向上摆动至拱架完全处于工作面111上方，此时，伸缩臂330与工作面111呈一定正向角度，保证夹取机构夹持拱架回转时不台车架体110干涉，夹取机构整体回转180°至台车架组件100上待支护位置下；

S5：伸缩臂330向上摆动并伸出，夹具组件360至拱架支护位置，微调方位至目标位置锁定，两侧由人工执行顶拱架与侧拱架拼装工作，完成后夹具组件360张开，伸缩臂330退回，机械手组件300复位，开启下一循环。

S6：一组拱架安装完毕后，移动台车架组件100至下一支护区域。

机械手组件300由于伸缩臂330的存在本身具备前后移动拱架的功能，与移动滑台组件200配合，使沿隧道轴向覆盖范围进一步加大，在台车架组件100不移动的情况下，可在一定范围内安装多个拱架，具体数量由隧道高度及拱架间距决定，如此，可减少频繁挪车的次数，提高工作效率。

机械手组件300及移动滑台组件200的驱动方式均为液压驱动，由操作者在台车外安全区域内操控遥控器完成，机械手组件300工作时，执行拼装作业的工人可在台车第二支撑平台130下方、第一支撑平台120的台面处等待，待支撑稳定后再进行工作，以保证人身安全。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种隧道拱架的安装台车，其特征在于，包括：

台车架组件、移动滑台组件和机械手组件；

所述移动滑台组件与所述台车架组件连接，所述机械手组件与所述移动滑台组件连接；

所述移动滑台组件用于使所述机械手组件相对所述台车架组件移动，所述机械手组件用于架设隧道拱架。

2.根据权利要求1所述的隧道拱架的安装台车，其特征在于，

所述移动滑台组件包括固定架、伸缩油缸和移动架；

所述固定架与所述台车架组件连接，所述伸缩油缸的两端分别与所述固定架和移动架连接，所述移动架与所述固定架滑动连接，所述机械手组件与所述移动架连接。

3.根据权利要求2所述的隧道拱架的安装台车，其特征在于，

所述移动滑台组件还包括链条组件，所述链条组件包括活动杆组件、链条、固定销和连接块；

所述固定架上设置有滑槽，所述连接块与所述滑槽滑动连接，所述连接块的一端与所述移动架连接，所述连接块的另一端与所述链条连接；

所述活动杆组件包括活动杆、第一滚轮和第二滚轮，所述第一滚轮和所述第二滚轮分别设置于所述活动杆的两端，所述链条环绕在所述第一滚轮和所述第二滚轮上，且所述链条可相对所述活动杆滚动；

所述伸缩油缸包括缸体和活塞杆，所述活动杆组件与所述活塞杆的第一端连接，所述缸体与所述固定架连接，所述活塞杆由的第二端活动插接于所述缸体；

所述固定销分别与所述链条和所述固定架连接，所述固定销用于将所述链条的一点固定在所述固定架上。

4.根据权利要求1所述的隧道拱架的安装台车，其特征在于，

所述机械手组件包括第一回转机构、俯仰机构和夹取机构；

所述第一回转机构与所述移动滑台组件连接，所述俯仰机构与所述第一回转机构连接，夹取机构与所述俯仰机构连接；

所述第一回转机构用于使俯仰机构相对所述台车架组件转动。

5.根据权利要求4所述的隧道拱架的安装台车，其特征在于，

所述夹取机构包括伸缩臂、摆动机构、第二回转机构及夹具组件；

所述伸缩臂的第一端与所述俯仰机构连接，所述伸缩臂的第二端与所述摆动机构连接，所述摆动机构与所述第二回转机构连接，所述第二回转机构与所述夹具组件连接，所述夹具组件用于夹取所述隧道拱架。

6.根据权利要求1所述的隧道拱架的安装台车，其特征在于，

所述台车架组件包括台车架体、第一支撑平台、第二支撑平台、第一扶梯和第二扶梯；

所述台车架体包括工作面，所述移动滑台组件设置于所述工作面上，所述第一支撑平台和所述第二支撑平台均与所述台车架体连接，所述第一支撑平台和所述第二支撑平台均水平设置，所述第一支撑平台位于所述第二支撑平台上方，所述第一扶梯的第一端与地面相对，所述第一扶梯的第二端与所述第二支撑平台连接，所述第二扶梯的两端分别与所述第一支撑平台和所述第二支撑平台连接，所述第一支撑平台低于所述工作面。

7.根据权利要求6所述的隧道拱架的安装台车，其特征在于，

所述台车架组件还包括驱动轮装置，所述驱动轮装置设置于所述台车架体的底端，所述驱动轮装置用于在所述地面滚动。

8.根据权利要求6所述的隧道拱架的安装台车，其特征在于，

所述台车架体还包括侧臂架，所述侧臂架设置于所述工作面下方；

所述隧道拱架的安装台车还包括泵站和电控箱，所述泵站和所述电控箱均设置于所述侧臂架上，所述电控箱与所述机械手组件电连接，所述电控箱与所述泵站连接，所述泵站与所述移动滑台组件和所述机械手组件连接。

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