一种适用于隧道三台阶施工用台车折叠臂架的制作方法

本发明涉及隧道施工机械，具体是一种适用于隧道三台阶施工用台车折叠臂架。

背景技术：

在水电隧道、地铁工程、铁路隧道、公路隧道、地下厂房、军事地下工程施工中，如果围岩不稳定则需要预先架设钢拱（格栅拱）、施做锚杆、挂设钢筋网。现有的辅助施工台车采用的都是如图1所示的只能伸缩的直臂结构，这种结构具有如下缺点：

1、如图1所示，臂架即使回收后，还是悬于车辆外，使得车辆过长，导致车辆的行驶转场通过性差。

2、直臂臂架不能满足三台阶施工要求：如图2所示，当车辆位于第一台阶a，需要对第三台阶c进行施工时，施工距离远，臂架伸出长，在第三台阶c上方臂架活动受限；如图3所示，当车辆在第二台阶b施工，臂架不能展开，不能对第三台阶c进行施工。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种能满足隧道三台阶掘进工艺，且结构紧凑的隧道施工用台车用臂架。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种适用于隧道三台阶施工用台车折叠臂架，包括转盘、支座、大臂、中臂、小臂，所述转盘固定设置在车辆平台上，所述支座固定设置在转盘上，其中，

所述大臂包括第一杆、第二杆、驱动油缸及三角架，第一杆和第二杆的一端分别铰接于支座的两端，第一杆和第二杆的另一端分别铰接固定于三角架底部的两个角上，使支座、第一杆、第二杆、三角架连接成为一组四连杆机构，该四连杆机构上设置有能使四连杆机构绕支座摆动的驱动油缸；

所述中臂包括伸缩外臂、伸缩油缸及伸缩内臂，伸缩外臂的一端与三角架的顶角铰接，伸缩外臂的中部铰接中臂俯仰油缸的一端，中臂俯仰油缸的另一端铰接于三角架的中部；伸缩内臂套接在伸缩外臂里面，伸缩油缸的两端分别与伸缩内臂、伸缩外臂铰接；

伸缩内臂的外端设有两个铰接点，一个铰接点与小臂铰接，另一个铰接点与小臂俯仰油缸的一端铰接，小臂俯仰油缸的另外一端与小臂的中部铰接；小臂的外端设置工作装置接口。

所述四连杆机构的对边长度两两相等构成平行四边形机构。驱动油缸伸缩时将会驱动大臂绕支座回转，根据平行四边形原理大臂在运动过程中其顶部的三角架的水平姿态将不会发生改变。

所述驱动油缸的一端铰接于支座与第二杆铰接的铰接点，另一端与第一杆的上端铰接。

所述转盘设置在整个臂架的最底端，用于与相应的工程车辆连接，且为整个臂架提供回转动作。

所述大臂末端设置有能够伸缩的中臂。且中臂与大臂还通过中臂俯仰油缸铰接。通过中臂俯仰油缸可实现中臂的俯仰动作。

中臂前端设置有小臂，小臂通过小臂俯仰油缸与中臂铰接，通过小臂俯仰油缸可实现小臂的俯仰动作。

进一步的，本发明所述大臂四连杆机构的驱动油缸，其安装形式不仅限于此，其不仅可以设置在四连杆机构内部，也可以设置在四连杆机构外部。

进一步的，本发明通过大臂绕支座回转来实现臂架的回收折叠，同时可将中臂、小臂及大臂前端结构推送至三台阶上方，实现臂架在三台阶上的正常工作。

进一步的，本发明不仅能满足隧道全断面（一台阶）和二台阶掘进工艺的需要，而且通过在小臂上设置不同的工作装置接口，可实现在三台阶上面进行不同的施工作业，如架拱作业，凿岩机作业，高空作业平台等作业。

附图说明

图1是传统适用于隧道三台阶施工用台车折叠臂架收回结构示意图。

图2是传统隧道施工台车在第一台阶施工时的臂架状态图。

图3是传统隧道施工台车在第二台阶施工时的臂架状态图。

图4是本发明一个实施例的收回状态装配图。

图5是本发明一个实施例的中间状态的装配图。

图6是本发明一个实施例的展开状态的装配图。

图7是本发明一个实施例的展开状态轴测图。

具体实施方式

下面给出本发明在隧道施工用台车上的一个应用实例。

如图4-图6所示，本发明隧道施工用台车用臂架包括转盘1、支座2、大臂3、中臂4、中臂俯仰油缸5、小臂6、小臂俯仰油缸7。

转盘1设置在整个臂架的最底端，用于与相应的工程车辆连接，且为整个臂架提供回转动作。如图7箭头所示。

支座2固定设置在转盘1的上部。

大臂3包括第一杆31、第二杆32、驱动油缸33及三角架34，其中第一杆31和第二杆32的一端分别铰接于支座2两端，第一杆31和第二杆32的另一端分别铰接固定于三角架34底部的两个角上，这样支座2、第一杆31、第二杆32、三角架34连接成为一组四连杆机构，且四连杆机构的对边长度两两相等构成为一组平行四边形机构。驱动油缸33一端铰接于支座2与第二杆32铰接的铰接点，驱动油缸33的另一端与第一杆31的上端铰接。当驱动油缸33伸缩时将会驱动大臂3绕支座2摆动，如图7箭头所示，且三角架34的水平姿态将不会发生改变。

中臂4包括伸缩外臂41、伸缩油缸42（如图6中虚线所示）、伸缩内臂43。伸缩外臂41的一端与三角架34的顶角铰接，伸缩外臂41的中部铰接中臂俯仰油缸5的一端，中臂俯仰油缸5的另一端铰接于三角架34的中部，当中臂俯仰油缸5伸缩时，将会驱动中臂4相对三角架34进行俯仰运动，如图7箭头所示。伸缩内臂43套接在伸缩外臂41里面，伸缩油缸42的两端分别与伸缩内臂43、伸缩外臂41铰接。伸缩油缸42伸缩时，将驱动内臂43相对于伸缩外臂41进行伸缩运动，如图7箭头所示。

伸缩内臂43的外端设有两个铰点，一个铰点与小臂6铰接，另一个铰点与小臂俯仰油缸7铰接，小臂俯仰油缸7的另外一端与小臂6的中部铰接。当小臂俯仰油缸7伸缩时，将驱动小臂6相对伸缩内臂43进行俯仰运动。如图7箭头所示。

本发明工作时，如图7所示，通过大臂3绕支座2回转，能够实现臂架的回收折叠，同时可将中臂4、小臂6及大臂3的前端结构延伸至三台阶上方。通过在小臂6上设置不同的工作装置接口，可实现在三台阶上面进行不同的施工作业，如架拱作业，凿岩机作业，高空作业平台等作业。

需要说明的是，本发明大臂3的四连杆机构中的驱动油缸33的安装形式不仅限于此，比如，将其设置在四连杆机构外部也可行。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种适用于隧道三台阶施工用台车折叠臂架，包括转盘（1）、支座（2）、大臂（3）、中臂（4）、小臂（6），支座固定在转盘上，大臂包括与支座铰接成四连杆机构的第一杆（31）、第二杆（32）及三角架（34），该四连杆机构上设置有能使四连杆机构绕支座摆动的驱动油缸（33）；中臂包括伸缩外臂（41）、伸缩油缸（42）及伸缩内臂（43），伸缩外臂一端与三角架的顶角铰接，中部铰接中臂俯仰油缸（5）的一端，中臂俯仰油缸的另一端铰接于三角架中部；伸缩内臂套接在伸缩外臂里面，伸缩油缸的两端分别与伸缩内、外臂铰接；伸缩内臂的外端两个点分别铰接小臂（6）和小臂俯仰油缸（7）一端，小臂俯仰油缸的另一端与小臂中部铰接。

技术研发人员：邵凡;郎媛;龚小柱;张惠斌;彭龙
受保护的技术使用者：长沙科达智能装备股份有限公司
技术研发日：2017.12.22
技术公布日：2018.04.20