一种多功能隧道拱架作业台车的制作方法

本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别地，涉及一种多功能隧道拱架作业台车。

背景技术：

隧道开挖根据隧道围岩等级等条件来设计开挖方式，为保证施工安全需要在开挖后及时做初期支护。隧道工程初期支护多用到拱架支撑，现有拱架作业台车可将拱架举升并运送到特定位置，但特定的拱架作业台车只能应对特定隧道断面尺寸和特定断面开挖方式，现有隧道开挖方式主要有全断面、二台阶和三台阶等，现有拱架作业台车只能适应一种开挖方式，而且只能适应特定的隧道断面尺寸，这使得现有拱架作业台车局限性太强，不能灵活应变，更难以重复利用。

拱架为多节拼接形式，且一般分节运送至需要安装的位置再行拼接，或有先将多节拱架拼接成整榀，再运送至需要安装的位置，拱架举升过程多会产生误差需要调节，现在凿岩台车只能在举升前人工控制误差或举升后人工调节；拱架变形时不能贴合隧道设计轮廓，只能靠人工用工具支撑到位；也有可伸缩的侧向平台，但也需要人工调节伸缩量；这些方式都费时费力。

人工钻炮眼需用到手持式气动凿岩机，因掌子面大小不同需用到特定台架以方便炮眼施工。眼施工台架与拱架作业台车分开作业，耗费作业时间，程序繁琐。

因此，设计一种结构精简、通用性强、能够实现拱架的快速准确安装以及可作人工气动凿岩机的作业平台的多功能隧道拱架作业台车具有重要意义。

技术实现要素：

本实用新型提供一种结构精简、通用性强、能够实现拱架的快速准确安装以及可作人工气动凿岩机的作业平台的多功能隧道拱架作业台车，具体技术方案如下：

一种多功能隧道拱架作业台车，包括门架系统、拱架调整装置和拱架调节顶紧装置；

所述门架系统包括上门架和下门架，所述上门架和下门架之间可相对伸缩，用于调节整个门架系统的高度；

所述拱架调整装置包括滑动部件、高度调节部件以及水平位置调节部件，所述滑动部件包括与设置在所述门架系统上的轨道相匹配的移动件；所述高度调节部件包括能沿竖直方向进行伸缩的第一伸缩件，所述第一伸缩件设置在所述移动件上；所述水平位置调节部件包括能沿水平方向进行伸缩的第二伸缩件，所述第二伸缩件设置在所述第一伸缩件的上端，通过移动件、第一伸缩件以及第二伸缩件的位置匹配实现拱架位置的调整；

所述拱架调节顶紧装置包括设置在所述门架系统侧边的至少一组侧向平台组，所述侧向平台组包括由上至下并列设置的多层侧向平台，侧向平台用于调节和顶紧拱架。

以上技术方案中优选的，所述上门架的下端设有调节导套，所述下门架的上端设有调节导柱，所述调节导柱的上端插入所述调节导套的下端内部活动设置，且所述调节导柱和所述调节导套之间通过能够沿竖向方向进行伸缩的伸缩件活动连接。

以上技术方案中优选的，还包括用于带动整个台车进行行走的行走机构和用于支撑拱架的拱架支撑装置，具体是：

所述行走机构通过安装支撑架设置在所述下门架下端的侧壁上；所述下门架的下端还设有门架支撑件，所述门架支撑件通过能够沿竖向方向伸缩的伸缩件与所述下门架的下端活动连接；所述行走机构为能够实现直行和转向的行走轮；

所述拱架支撑装置包括沿竖直方向设置且高度可调的支撑架，所述支撑架的下端固定在所述上门架上，所述支撑架的上端用于支撑拱架；所述支撑架为T字形支撑架，所述T字形支撑架的上端设有用于容纳拱架的弧形凹槽。

以上技术方案中优选的，还包括上料机构，所述上料机构包括一组上料机构单件或者并列设置的两组上料机构单件，所述上料机构单件能够实现将拱架由施工地面向上运送至上门架的顶部位置；所述上料机构单件包括定滑轨、动滑轨、上料架以及动力源，所述定滑轨沿竖直方向设置在所述门架系统上；所述动滑轨活动设置在所述定滑轨上；所述上料架用于承载拱架，且其活动设置在所述动滑轨上；所述动力源为所述动滑轨和所述上料架的运动提供动力。

以上技术方案中优选的，所述定滑轨上设有能沿竖直方向进行滑动的第一滑道，所述动滑轨上设有能沿竖直方向进行滑动的第二滑道，所述动滑轨与所述定滑轨上的第一滑道之间以及所述上料架与所述动滑轨上的第二滑道之间均通过滚动轴承连接；

所述动力源包括为所述动滑轨的运动提供动力以及为所述上料架的运动提供动力的两组相互独立设置的动力单件，所述动力单件包括驱动源、齿轮组以及链条，所述齿轮组包括驱动齿轮和从动齿轮，所述从动齿轮设置在所述定滑轨或所述动滑轨的上端端部，所述驱动齿轮设置在所述驱动源的动力输出轴上，通过驱动源、驱动齿轮和从动齿轮的配合能够带动所述链条循环运动，从而实现所述上料架在动滑轨的上端和下端之间运动以及实现所述动滑轨在定滑轨的上端和下端之间运动，最终实现拱架由施工地面向上运送至上门架的顶部位置。

以上技术方案中优选的，所述上料架为由短臂和长臂形成的一体化L型结构，所述短臂通过滚动轴承与所述动滑轨上的第二滑道活动连接；所述长臂用于承载拱架，且其上设有用于对拱架进行限位的限位部件，防止拱架从所述长臂上滑落。

以上技术方案中优选的，所述第一伸缩件包括导柱、导套和竖向伸缩油缸，所述导套的上端固定在所述移动件上，所述导柱的下端插入所述导套的上端活动设置，所述导柱的上端与所述水平位置调节部件连接，所述竖向伸缩油缸的两端分别与所述导套和所述导柱连接；

所述第二伸缩件包括固定臂、伸缩臂组以及水平伸缩油缸，所述固定臂设置在所述导柱上，所述伸缩臂组包括一个伸缩臂或至少两个可相对伸缩的伸缩臂，所述伸缩臂能沿所述门架系统上的轨道的长度方向进行伸缩，所述水平伸缩油缸的两端分别与所述固定臂和所述伸缩臂连接。

以上技术方案中优选的，所述伸缩臂的前端还设有拱架微调装置，所述拱架微调装置包括滚动轮以及微调动力源，所述滚动轮用于支撑拱架，所述微调动力源为所述滚动轮提供动力；所述滚动轮和所述微调动力源均通过动力源支架设置在伸缩臂的前端。

以上技术方案中优选的，所述侧向平台包括固定平台以及活动平台，所述固定平台的一端固定在所述门架系统上，所述活动平台可伸缩式与所述固定平台活动连接；所述活动平台能朝所述固定平台的自由端方向伸长和能朝所述固定平台的固定端方向缩短，用于调节和顶紧拱架。

以上技术方案中优选的，所述固定平台上设有滑动轨道所述活动平台上设有与所述滑动轨道相匹配的滑动轮；所述滑动轨道的两端端部均设有用于对所述滑动轮进行限位的限位部件；

所述活动平台的端部与拱架相接触的部位还活动设置有滑动块，所述滑动块能沿活动平台的长度方向进行滑动。

应用本实用新型的技术方案，效果是：

1、本实用新型的多功能隧道拱架作业台车包括门架系统、拱架调整装置以及拱架调节顶紧装置，整体结构精简；门架系统包括上门架和下门架，所述上门架和下门架之间可相对伸缩，用于调节整个门架系统的高度，可满足多种断面尺寸的隧道作业，通用性强；拱架调整装置以及拱架调节顶紧装置的组合，能将拱架调整至相应的安装位，能够实现拱架的快速准确安装，减少劳动强度，提升效率；拱架调节顶紧装置包括多个可调节的侧向平台，既可作人工气动凿岩机的作业平台，又能满足同一隧道全断面、二台阶和三台阶开挖等多种施工方法的拱架安装作业，通用性强，可反复利用，节约成本。

2、本实用新型中上门架和下门架的调节方式采用调节导柱、调节导套以及伸缩件的组合，结构精简且稳定性好；行走机构为能够实现直行和转向的行走轮，结合门架支撑件的设计，在台车移动至合适位置后，可伸出门架支撑件至轮胎离地状态，加强台车整体稳定性；支撑架为T字形支撑架，所述T字形支撑架的上端设有用于容纳拱架的弧形凹槽，支撑架结构精简，且支撑拱架稳定性好。

3、本实用新型中还设有行走机构，用于带动整个台车行走，提高施工效率；还设有拱架支撑装置，实现对拱架的支撑，便于拱架调整装置的位置调节使得拱架位置的调节范围更大，满足不同施工方式的需求。

4、本实用新型中还包括上料机构，实现将拱架由施工地面向上运送至上门架的顶部位置，便于与拱架调整装置实现对接；上料机构单件包括定滑轨、动滑轨、上料架以及动力源，拱架通过多节伸缩运送至上门架顶部位置，运输过程稳定性好；定滑轨上设有第一滑道，动滑轨上设有第二滑道，动滑轨与第一滑道之间以及上料架与第二滑道之间均通过滚动轴承连接，滑道和滚动轴承的结合设计，将部件之间的接触由滑动变成滚动，增大设备的使用寿命，且轴承设置简单的拆装结构，方便维修与更换；动力源包括为动滑轨的运动提供动力以及为上料架的运动提供动力的两组相互独立设置的动力单件，动力单件单独设置，便于调节；动力单件采用驱动源、齿轮组以及链条的组合，结构精简，且能确保拱架平稳上升。

5、本实用新型中上料架为由短臂和长臂形成的一体化L型结构，结构精简，便于制作；还设有限位部件，用于对拱架进行限位，防止拱架从上料架上滑落，提高施工安全性能。

6、本实用新型中第一伸缩件包括导柱、导套和竖向伸缩油缸以及第二伸缩件包括固定臂、伸缩臂组以及水平伸缩油缸，结构精简，能够实现沿竖向方向伸缩和沿水平方向伸缩的需求，使用便捷；还包括拱架微调装置，拱架微调装置包括滚动轮以及微调动力源，通过动力源带动滚动轮动作，实现拱架的微调，进一步确保拱架的位置与安装位相匹配。

7、本实用新型中侧向平台包括固定平台以及活动平台，活动平台能朝所述固定平台的自由端方向伸长和能朝所述固定平台的固定端方向缩短，用于调节和顶紧拱架，便于拱架的安装；固定平台和活动平台通过滑动轨道和滑动轮的组合实现可伸缩设计，结构精简，伸缩过程稳定性好；还设有限位部件，用于对滑动轮在滑动轨道上的滑动位置进行限位，避免活动平台从固定平台上滑脱，稳定性好；滑动块的设计，既可以顶紧拱架，又可以避免活动平台和拱架之间发生机械摩擦，确保活动平台和工件的质量。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是实施例1中多功能隧道拱架作业台车的整体结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是图1中上料机构的侧视图(虚线部分的上料架处于另一位置时的示意图)；

图4是图3的右侧视图；

图5是图1中拱架调整装置中滑动部件和第一伸缩件连接处的局部结构示意图；

图6是图1中拱架调整装置中第二伸缩件的局部结构示意图；

图7是图1中拱架微调装置的结构示意图；

其中：1、门架系统，1.1、上门架，1.2、下门架，1.3、门架支撑件，2、行走机构， 3、上料机构，3.1、定滑轨，3.11、第一滑道，3.2、动滑轨，3.21、第二滑道，3.3、上料架，3.31、短臂，3.32、长臂，3.33、限位部件，3.4、滚动轴承，4、拱架支撑装置， 4.1、支撑架，5、拱架调整装置，5.1、滑动部件，5.2、高度调节部件，5.21、第一伸缩件，A1、导柱，A2、导套，A3、竖向伸缩油缸，5.3、水平位置调节部件，5.31、第二伸缩件，B1、固定臂，B2、伸缩臂组，B3、水平伸缩油缸，6、拱架调节顶紧装置，6.1、侧向平台组，6.11、侧向平台，G、固定平台，H、活动平台，K、滑动块，7、拱架微调装置，7.1、滚动轮，7.2、微调动力源，7.3、动力源支架。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

一种多功能隧道拱架作业台车，详见图1-图7，具体包括门架系统1、行走机构2、上料机构3、拱架支撑装置4、拱架调整装置5以及拱架调节顶紧装置6，详情如下：

所述门架系统1包括上门架1.1和下门架1.2，所述上门架1.1和下门架1.2之间可相对伸缩，用于调节整个门架系统1的高度，此处优选：所述上门架1.1的下端设有调节导套，所述下门架1.2的上端设有调节导柱，所述调节导柱的上端插入所述调节导套的下端内部活动设置，且所述调节导柱和所述调节导套之间通过能够沿竖向方向进行伸缩的伸缩件活动连接。

所述行走机构2设置在所述下门架1.2的下端，用于带动整个台车行走。此处优选：所述行走机构2通过安装支撑架设置在所述下门架1.2下端的侧壁上，所述下门架1.2的下端还设有门架支撑件1.3，所述门架支撑件1.3通过能够沿竖向方向伸缩的伸缩件与所述下门架1.2的下端活动连接，行走机构行走至施工位时，通过门架支撑件使得行走机构离开施工地面，仅由门架支撑件支撑整个台车的重量，稳定性好；所述行走机构2为能够实现直行和转向的行走轮。

所述上料机构3包括一组上料机构单件，所述上料机构单件能够实现将拱架由施工地面向上运送至上门架1.1的顶部位置。此处优选：所述上料机构单件包括定滑轨 3.1、动滑轨3.2、上料架3.3以及动力源，详见图3和图4，具体结构如下：

所述定滑轨3.1沿竖直方向设置在所述门架系统1上，其上设有能沿竖直方向进行滑动的第一滑道3.11；所述动滑轨3.2活动设置在所述定滑轨3.1上，其上设有能沿竖直方向进行滑动的第二滑道3.21；所述上料架3.3用于承载拱架，且其活动设置在所述动滑轨3.2上；所述动力源为所述动滑轨3.2和所述上料架3.3的运动提供动力。

优选，所述动滑轨3.2与所述定滑轨3.1上的第一滑道3.11之间以及所述上料架 3.3与所述动滑轨3.2上的第二滑道3.21之间均通过滚动轴承3.4连接。

所述动力源包括为所述动滑轨3.2的运动提供动力以及为所述上料架3.3的运动提供动力的两组相互独立设置的动力单件，所述动力单件包括驱动源、齿轮组以及链条，所述齿轮组包括驱动齿轮和从动齿轮，所述从动齿轮设置在所述定滑轨3.1或所述动滑轨3.2的上端端部，所述驱动齿轮设置在所述驱动源的动力输出轴上，通过驱动源、驱动齿轮和从动齿轮的配合能够带动所述链条循环运动，从而实现所述上料架3.3 在动滑轨3.2的上端和下端之间运动以及实现所述动滑轨3.2在定滑轨3.1的上端和下端之间运动，最终实现拱架由施工地面向上运送至上门架1.1的顶部位置。

所述上料架3.3为由短臂3.31和长臂3.32形成的一体化L型结构，所述短臂3.31 通过滚动轴承与所述动滑轨3.2上的第二滑道3.21活动连接；所述长臂3.32用于承载拱架，且其上设有用于对拱架进行限位的限位部件3.33，防止拱架从所述长臂3.32上滑落。

所述拱架支撑装置4包括沿竖直方向设置且高度可调的支撑架4.1，所述支撑架的下端固定在所述门架系统1上，所述支撑架的上端用于支撑拱架。优选：所述支撑架 4.1为T字形支撑架，所述T字形支撑架的上端设有用于容纳拱架的弧形凹槽。

所述拱架调整装置5包括滑动部件5.1、高度调节部件5.2以及水平位置调节部件 5.3，详情如下：

所述滑动部件5.1包括与设置在所述门架系统1上的轨道相匹配的移动件；所述高度调节部件5.2包括能沿竖直方向进行伸缩的第一伸缩件5.21，所述第一伸缩件设置在所述移动件上。优选：所述第一伸缩件5.21包括导柱A1、导套A2和竖向伸缩油缸A3，详见图5，所述导套的上端固定在所述移动件上，所述导柱的下端插入所述导套的上端活动设置，所述导柱的上端与所述水平位置调节部件5.3连接，所述竖向伸缩油缸的两端分别与所述导套和所述导柱连接。

所述水平位置调节部件5.3包括能沿水平方向进行伸缩的第二伸缩件5.31，所述第二伸缩件设置在所述第一伸缩件的上端，通过移动件、第一伸缩件以及第二伸缩件的位置匹配实现从上料机构单件上接料和调整拱架的位置。优选：所述第二伸缩件5.31 包括固定臂B1、伸缩臂组B2以及水平伸缩油缸B3，详见图6，所述固定臂B1设置在所述导柱上，所述伸缩臂组B2包括一个伸缩臂或至少两个可相对伸缩的伸缩臂，所述伸缩臂能沿所述门架系统1上的轨道的长度方向进行伸缩，所述水平伸缩油缸B3 的两端分别与所述固定臂B1和所述伸缩臂连接。

所述拱架调节顶紧装置6包括设置在所述门架系统1两侧的两组侧向平台组6.1，详见图1和图2，所述侧向平台组6.1包括由上至下并列设置的多层侧向平台6.11(此示意了三层)，所述侧向平台6.11用于调节和顶紧拱架。优选的：所述侧向平台6.11 包括固定平台G以及活动平台H，所述固定平台G的一端固定在所述门架系统1上，所述活动平台H可伸缩式与所述固定平台G活动连接；所述活动平台H能朝所述固定平台G的自由端方向伸长和能朝所述固定平台G的固定端方向缩短，用于调节和顶紧拱架。最好是：所述固定平台G上设有滑动轨道所述活动平台H上设有与所述滑动轨道相匹配的滑动轮；所述滑动轨道的两端端部均设有用于对所述滑动轮进行限位的限位部件。所述活动平台的端部与拱架相接触的部位还活动设置有滑动块K，所述滑动块能沿活动平台的长度方向进行滑动。

所述伸缩臂的前端还设有拱架微调装置7，所述拱架微调装置7包括滚动轮7.1 以及微调动力源7.2，详见图7，所述滚动轮7.1用于支撑拱架，所述微调动力源7.2 为所述滚动轮7.1提供动力；所述滚动轮7.1和所述微调动力源7.2均通过动力源支架 7.3设置在所述伸缩臂的前端。所述微调动力源优选能够实现正反转的马达或电机。

应用本实施例的技术方案，具体是：

在本实施例拱架作业台车依靠行走机构快速移动至合适位置后，可伸出门架支撑件至轮胎离地状态，加强台车整体稳定性；亦可将本拱架作业台车移动至于掌子面贴近，工人可直接将其上的侧向平台作为炮眼施工平台，并可不需要多余工具直接固定手持式气动凿岩机；本拱架作业台车通过上门架的上下移动，配合侧向平台左右移动，可适应多种断面尺寸的隧道和多种开挖方式，可达到重复利用的目的。

拱架安装作业流程：在开挖好的地面上完成拱架拼接；利用上料机构将拱架进行举升，待上料机构上升到位(可优选：载有拱架的上料架上升至动滑轨的上端，动滑轨载着上料架和拱架上升至定滑轨的上端)；滑动部件、第一伸缩件以及第二伸缩件的协调动作(如滑动部件后移、第一伸缩件下降以及第二伸缩件伸长)，使得第二伸缩件将拱架从上料机构中的上料架上接过来；第一伸缩件顶升，使拱架整体悬空，滑动部件前移，使拱架到达支撑架上方，然后第一伸缩件下降，使拱架落于支撑架上；滑动部件后移，使得第二伸缩件上的拱架微调装置与拱架平齐；第一伸缩件顶升，将拱架转移至拱架微调装置上并上升至合适高度；滑动部件前移，使得拱架被运送至安装所需位置；通过滚动轮的动作和/或侧向平台中活动平台的动作(有滑动块时滑动块也相应动作)，使拱架被顶紧，以达到调节误差的目的或辅助压紧拱架以方便工人焊接。

应用本实施例的技术方案，效果是：(1)本拱架作业台车的门架系统可进行高度调节，结合拱架调整装置，能适应全断面、二台阶和三台阶多种开挖方式；(2)本拱架作业台车的门架系统可进行高度调节，结合侧向平台可伸缩，可用于多个不同断面尺寸的隧道，可反复利用，节约成本；(3)本拱架作业台车中拱架调整装置前端设有拱架微调装置，能高精准度遥控调节拱架误差；(4)本拱架作业台车侧向平台可侧向伸缩，能配合拱架调整装置调节和压紧拱架，减少人工操作，方便焊接施工。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。