一体式受限空间作业智能台车的制作方法

本发明涉及隧道施工技术领域，具体为一体式受限空间作业智能台车。

背景技术：

隧道台车广泛适用于矿山、冶金、水电、铁路、公路等部门的岩巷、隧道、涵洞的掘进工程施工中，特别是，根据隧道台车的实际使用途径或方式，可分为多种，如进行防水施工的台车。

在现代的隧道防水工程中，复合衬砌防水技术得到了普遍应用，一般的施工过程中，需要在隧道的断面上先后铺设土工布和防水板等防水材料，以达到防止隧道内渗漏水的目的，而整个过程中，是借助台车作为支撑部件，并由人工作用进行的，施工效率较低的同时，严重影响隧道施工进度，而且，台车的结构稳定性较强，顶端受一体式结构影响，整体占有空间较大，不便于搬运等移动过程的进行，极容易影响使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一体式受限空间作业智能台车，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一体式受限空间作业智能台车，包括车架和主液压杆，主液压杆安装在车架的顶端，所述主液压杆上安装有主面板，所述主面板上安装有扩展机构；所述扩展机构包括限位通槽和扩展板，限位通槽设置在主面板的表面，限位通槽的表面安装有限位滑块，且扩展板固定安装在限位滑块的表面，扩展板的底端安装有拉伸杆，扩展板的表面安装有横向滑轨，横向滑轨一侧的扩展板表面安装有垂直滑轨。

优选的，所述主面板下方的主液压杆表面安装有承压杆，且承压杆的一端延伸至限位滑块表面。

优选的，所述主液压杆一侧的车架顶端表面安装有控制油箱，且控制油箱通过管道分别与承压杆、主液压杆和拉伸杆连接。

优选的，所述限位通槽一侧的主面板表面与扩展板顶端皆安装有装配滑轨。

优选的，在车架的侧表面安装有侧撑机构；所述侧撑机构包括卡块和横杆，卡块固定安装在车架的表面，且横杆限位安装在卡块的顶端，横杆的表面安装有支撑杆，支撑杆的末端斜向延伸至车架表面。

优选的，所述横杆的一端表面安装有搭块，搭块延伸至扩展板底端，且扩展板的底端与搭块接触处设置有搭槽。

优选的，所述横杆的顶端安装有辊体。

优选的，在拉伸杆的末端安装有固定机构；所述固定机构包括基座和连接盘，连接盘铰接安装在拉伸杆的底端，基座安装在连接盘的底端，基座的底端延伸至横杆表面，基座与连接盘的表面皆设置有活动槽，且活动槽的内部安装有卡位螺栓。

优选的，所述主液压杆另一侧的车架顶端安装有电机，电机的输出轴安装有卷收滚筒，且卷收滚筒的表面缠绕有拉绳。

优选的，所述支撑杆一侧的横杆表面铰接安装有补偿杆，且补偿杆的末端安装有千斤顶。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本一体式受限空间作业智能台车，通过扩展板，并和限位通槽结合使用，可在扩展板受力的情况下，沿限位通槽进行上下的滑移运动，进而实现扩展板与主面板的相对运动，对该台车的顶端支撑面进行完全的展开或收拢，增大或缩小台车的体积，满足实际使用需求，通过拉伸杆，并和承压杆结合使用，可受液压作用，进行伸缩运动，进而产生不同方向的力矩，带动扩展板进行向上或向下运动。

2、本一体式受限空间作业智能台车，通过卡块，可借助过盈配合的效果，对横杆进行限位安装，进而利用横杆装配支撑部件等，通过支撑杆，可借助三角形固定支撑的效果，对横杆进行辅助支撑，提高结构稳定性，通过搭块，并和搭槽结合使用，二者之间可限位接触，进而实现横杆与扩展板底端的限位效果，并产生横杆对扩展板的支撑效果。

3、本一体式受限空间作业智能台车，通过横向滑轨，可在自动化进行隧道壁面施工时，为自动化铺设装置提供横向的运动轨迹，并通过垂直滑轨，垂直向上延伸，可在自动化铺设装置在横向滑轨运动的同时，垂直向上运动，对不同高度的隧道壁面进行施工，满足实际使用需求，通过装配滑轨，可形成一个扩展板与主面板之间的通道，在扩展板运动后，自动化铺设装置经装配滑轨移动至主面板上进行施工。

4、本一体式受限空间作业智能台车，通过基座，并和连接盘结合使用，可实现拉伸杆与横杆的连接效果，进而对拉伸杆进行固定，便于拉伸杆实际伸缩力矩，带动扩展板进行运动，通过卡位螺栓，并和活动槽结合使用，二者相对卡紧，可实现连接盘和基座的限位连接和分离效果，便于对拉伸杆进行固定操作，通过热熔焊的方式，可便于实现无缝焊接的效果，不会形成孔隙，降低材料的防水性能，并通过安装双层防水材料，可实现多层防水，达到充分防水效果，并和油漆结合使用，可增加防水材料表面的防腐蚀性能，延长使用寿命。

5、本一体式受限空间作业智能台车，通过卷收滚筒，并和拉绳结合使用，可达到收放效果，并与扩展板进行连接，可在卷收过程中，对扩展板向上运动进行辅助施力，通过补偿杆，可对横杆进行垂直方向的支撑，提高固定支撑力矩，并通过千斤顶，具备一定的伸缩调节效果，可在地面凹凸不平的情况下，间接增大或缩小补偿杆的长度，保证与地面的接触和支撑效果。

附图说明

图1为实施例1的整体结构示意图；

图2为实施例1的局部侧视图；

图3为实施例1的连接机构示意图；

图4为实施例2的整体结构示意图。

图中：1、车架；2、支撑杆；3、辊体；4、扩展板；5、承压杆；6、主液压杆；7、卡块；8、横杆；9、拉伸杆；10、控制油箱；11、主面板；12、搭块；13、横向滑轨；14、限位通槽；15、搭槽；16、垂直滑轨；17、装配滑轨；18、限位滑块；19、基座；20、连接盘；21、活动槽；22、卡位螺栓；23、千斤顶；24、电机；25、卷收滚筒；26、补偿杆；27、拉绳。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1至图3所示，本实施例一体式受限空间作业智能台车，包括车架1和主液压杆6，主液压杆6固定安装在车架1的顶端，本身可受液压作用，进行上下伸缩运动，并由车架1对主液压杆6进行固定支撑，主液压杆6上安装有主面板11，主面板11与一般的台车结构相似，为弧形面，主面板11上安装有扩展机构；扩展机构包括限位通槽14和扩展板4，限位通槽14设置在主面板11的表面，上下导通，限位通槽14的左右表面皆安装有限位滑块18，限位滑块18的末端经限位通槽14延伸至主面板11的底端，可在受力情况下，沿限位通槽14进行上下滑移，且扩展板4固定安装在限位滑块18的底端表面，可随限位通槽14进行同步运动，当主面板11存在左右方向上不同的限位通槽14时，如两处限位通槽14，为限位通槽14相互错开，即可安装两块扩展板4，在两块扩展板4完全打开后，可与主面板11形成一个半圆形平面，扩展板4的底端通过铰接轴安装有拉伸杆9，拉伸杆9为一般的液压杆，可在实际使用过程中，带动扩展板4向下运动，并在扩展板4固定后，对扩展板4进行支撑，扩展板4的表面安装有横向滑轨13，横向延伸和扩展，可在自动化进行隧道壁面施工时，对自动化铺设装置进行安装，并为自动化部件提供横向的运动轨迹，横向滑轨13一侧的扩展板4表面安装有垂直滑轨16，垂直向上延伸，可在自动化部件在横向滑轨13运动的同时，垂直向上运动，对不同高度的隧道壁面进行施工，限位通槽14一侧的主面板11表面与扩展板4顶端皆安装有装配滑轨17，在扩展板4完全展开之后，扩展板4与主面板11的装配滑轨17之间相互连接和导通，形成一个坡度较小的通道，在自动化部件在扩展板4运动后，经装配滑轨17移动至主面板11上进行施工，主面板11下方的主液压杆6表面安装有承压杆5，且承压杆5的一端延伸至限位滑块18表面，实际使用时，承压杆5可随主液压杆6进行上下运动的同时，在自身受液压作用后，对限位滑块18乃至其上的扩展板4进行推拉运动，满足实际使用需求。

具体的，主液压杆6一侧的车架1顶端表面安装有控制油箱10，且控制油箱10通过管道分别与承压杆5、主液压杆6和拉伸杆9连接，控制油箱10内部存在油压泵，并通过控制阀门的开关，控制承压杆5、主液压杆6和拉伸杆9的输油状态，以实现三者的伸缩效果，形成一个简单的液压控制系统。

进一步的，在车架1的侧表面安装有侧撑机构；侧撑机构包括卡块7和横杆8，卡块7固定安装在车架1的表面，表面产生一个通孔，且横杆8限位安装在卡块7的顶端，实际使用时，横杆8的底端卡入卡块7的通孔内部，形成卡块7与横杆8之间的过盈配合效果，以实现固定安装，横杆8的表面安装有支撑杆2，支撑杆2的末端斜向延伸至车架1表面，可形成一个三角形支撑效果，对横向延伸的横杆8进行支撑，提高横杆8的结构稳定性，横杆8的顶端安装有辊体3，表面缠绕有防水布等材料，可在隧道施工过程的特定情况下进行使用。

进一步的，横杆8的一端表面安装有搭块12，搭块12向上延伸，搭块12延伸至扩展板4底端，且扩展板4的底端与搭块12接触处设置有搭槽15，实际使用时，搭槽15扣在横杆8的表面，由此使得横杆8对扩展板4形成限位支撑效果。

进一步的，在拉伸杆9的末端安装有固定机构；固定机构包括基座19和连接盘20，连接盘20铰接安装在拉伸杆9的底端，基座19安装在连接盘20的底端，基座19的底端延伸至横杆8表面，实际使用时，需将基座19固定安装子啊横杆8表面，基座19与连接盘20的表面皆设置有活动槽21，活动槽21向上延伸，二者的活动槽21处于同一直线上，且活动槽21的内部通过铰接轴安装有卡位螺栓22，并处于基座19的内部，卡位螺栓22上安装有一个顶紧螺帽，在实际使用时，卡位螺栓22向上旋转，并同时卡入基座19与连接盘20的活动槽21内部，顶紧螺帽的直径大于活动槽21时，可对活动槽21顶端进行顶紧，即对连接盘20进行顶紧，由此实现基座19与连接盘20乃至拉伸杆9之间的固定连接，拉伸杆9固定后，可在特定方向和位置对展开后的扩展板4进行支撑和固定。

更进一步的，扩展板4在主面板11上完全展开后，形成半圆形弧面，可将自动化铺设装置安装在横向轨道13上，自动化铺设装置上配备驱动装置、焊接装置、行程控制装置等，并由外部电源提供电能，实现限位安装后，调节主液压杆6的高度，确保主面板11与扩展板4与隧道壁面间隙适宜，展开工作，自动化铺设装置依靠自身驱动装置，将金属垫圈固定在隧道表面，自动化铺设装置上下运动，乃至在隧道顶壁下方运动时，需通过驱动装置带动整个自动化铺设装置在横向滑轨13进行前后运动，并借助行程控制，移动至垂直滑轨16表面，沿垂直滑轨16进行上下运动，由此实现在半圆形弧面任意位置运动，将辊体3上的防水材料向上带动，利用热熔焊的方式，将防水材料与金属垫圈相互焊接，并进行无缝处理，确保防水材料与金属垫圈等不存在缝隙，形成第一层防水材料，并将金属垫圈铺设在第一层防水材料上，而金属垫圈之间的间隙保证在10~20cm之间，随后将另一层防水材料铺设在第一层防水材料上，形成双层防水效果，保证实际使用功能，进行缝隙处理后，在第二层防水材料上涂上油漆，实现一定的防腐蚀效果，延长使用寿命。

本实施例的使用方法为：在不使用时，受限位滑块18长度不一的作用，两块扩展板4收缩至主面板11下方，并处于不同的水平高度，主液压杆6收缩，并在横杆8未安装的情况下，整个台车体型较小，重心稳定的同时，可便于实际运动，当需要使用时，可借助台车的轮体，将台车输送至所需施工的位置，如处于隧道的正下方，必要时可设置相应的轨道，便于轮体在轨道的作用下，进行特定方向的移动化施工，将横杆8的一端插入卡块7的孔体内部，实现过盈配合后，对整个横杆8进行限位安装，并将支撑杆2的一端通过铰接轴与车架1连接，由此对整个横杆8进行稳固的支撑，随后启动控制油箱10的液压泵，通过管道阀门开关控制，为主液压杆6注入油液，主液压杆6延伸，使得整个主面板11向上运动，并处于适宜位置后，启动承压杆5，推动限位滑块18沿限位通槽14向下滑移，即带动两块扩展板4分别向下扩展，必要时可安装有多根不同角度的承压杆5，便于扩展板4能够进行完全的角度旋转，直至扩展板4的搭槽15卡入横杆8，被搭块12限位后，由横杆8对扩展板4进行限位，承压杆5停止伸展，与此同时，启动拉伸杆9，在确定适宜长度后，将连接盘20与基座19接触，利用卡位螺栓22的顶紧效果，使得连接盘20与基座19连接，即拉伸杆9的末端间接固定在横杆8上，拉伸杆9承受支撑力，在扩展板4末端处于主面板11末端后，拉伸杆9对扩展板4进行支撑顶紧，使得扩展板4与主面板11处于同一曲面上，即扩展板4与主面板11的装配滑轨17相互导通，可将自动化铺设装置安装在特定轨道上，如横向滑轨13，在进行施工时，自动化施工部件经横向滑轨13横向运动后，并借助行程控制，移动至垂直滑轨16表面后，沿垂直滑轨16移动至上方或下方的横向滑轨13上，在半圆形弧面上进行多次反复运动，由此在不同高度和多个位置进行施工，达到充分的施工效果。

本实施例中所述的一体式受限空间作业智能台车还包括设置在车架1上的工作平台，所述工作平台可滑动式安装在车架1的滑轨上，所述工作平台包括驱动工作平台移动的驱动机构和通过垫片将土工布固定在隧道内壁的固定机构，其中驱动机构包括驱动工作平台延车架1宽度方向运动的第一驱动电机和驱动工作平台延车架1顶部呈弧形运动的第二驱动电机。

所述固定机构包括垫片供料装置和垫片固定装置，其中所述垫片供料装置包括存储垫片并输送垫片的存储仓、位于存储仓前端的夹持装置和设置在加持装置一侧的推顶装置。所述存储仓前端倾斜设置，存储仓内设置有位于垫片组后端的推板、对推板限位的推顶杆和套设在推顶杆上的弹性弹簧，弹性弹簧位于推板与存储仓内端面之间，此弹性结构设计，保证存储仓内垫片可自存储仓倾斜端面自动弹出。

所述加持装置同样倾斜设置于存储仓前端并与存储仓前端的倾斜角度相同，夹持装置包括相互啮合的夹持臂，所述加持臂的杆部上具有滑槽，其中一个加持臂连接翻转电机，通过翻转电机的设置可保证两加持臂之间发生旋转，以将加持臂自由端分离和聚拢，且加持臂聚拢状态时，两加持臂为平行状态，其上的两滑槽之间接收自存储仓内推出的垫片。所述加持装置的一侧还设置有固定板和推顶装置，所述推顶装置包括气动伸缩杆和推板，所述推板贯穿固定板并设置在固定板与存储仓之间，以将滑槽中的垫片推送至垫片固定装置前。

所述垫片固定装置包括射钉枪和射钉枪安装件，所述射钉枪前端具有弹性连接件，弹性连接件的最前端与垫片的结构相同以将垫片卡设在弹性连接件上，弹性连接件的设置可使本装置适用于凹凸不平的隧道内壁，由于弹性连接件的设置，不限定垫片安装时的具体角度以使垫片贴附隧道内壁为准。

本装置在使用时，挂布台车延隧道深度方向运动，与此同时车架1上的工作平台延车架1上拱部即隧道内顶壁运动。车架自动铺设土工布后，存储仓提供垫片至加持装置内，垫片固定装置将垫片射钉固定于土工布上，此时即将土工布与隧道内壁固定；再在铺设固定了垫片之后的土工布上铺设防水布，热熔机在垫片位置将垫片与防水布热熔，使防水布与垫片之间固定，即将土工布、垫片和防水布形成夹层结构的防水层，同样的此防水层固定在隧道内壁上；然后铺设二衬钢筋。完成隧道壁上单元宽度的防水层铺设后，挂布台车延隧道长度方向运动，以同样方式将防水层和二衬钢筋铺满整个隧道内壁。与此同时向二衬钢筋组内注入混凝土填料。

实施例2

本实施例一体式受限空间作业智能台车的结构与实施例1一体式受限空间作业智能台车的结构基本相同，其不同之处在于：主液压杆6另一侧的车架1顶端安装有电机24，电机24的输出轴安装有卷收滚筒25，且卷收滚筒25的表面缠绕有拉绳27（参见图4）。此时，电机24由外部电源提供电能，开启之后可产生旋转力矩，带动卷收滚筒25进行旋转运动，当存在两块扩展板4时，即卷收滚筒25上安装有两根拉绳27，并分别通过滑轮与扩展板4连接，可在卷收滚筒25对拉绳27卷收过程中，对扩展板4向上运动进行辅助施力。

具体的，支撑杆2一侧的横杆8表面铰接安装有补偿杆26，补偿杆26向下延伸，且补偿杆26的末端安装有千斤顶23，可采用一般的螺旋千斤顶，具备一定的收缩功能，在实际使用过程中，遭遇凹凸不平的地面时，需调节千斤顶23长度，进而使得千斤顶23与地面接触，产生支撑力，支撑力经补偿杆26传递后，对横杆8进行支撑，进一步提高支撑杆2的稳定支撑效果。

本实施例的使用方法为：当隧道内部通道地面凹凸不平时，为对车架1进行固定，可将补偿杆26铰接安装在横杆8的表面，并手动旋转千斤顶23，以调节千斤顶23的长度后，使得驱动架23与地面接触，并存在支撑力，对补偿杆26进行支撑，由此对横杆8进行固定支撑，根据受力分析，横杆8在补偿杆26支撑力后，可调节自身的倾斜角度，并提高横杆8对扩展板4的稳定支撑效果，在进行扩展板4的收缩时，需松开卡位螺栓22，使得连接盘20与基座19分离，即拉伸杆9失去支撑效果，当承压杆5收缩，对扩展板4回位时，电机24带动卷收滚筒25对拉绳27进行卷收，拉绳27拉紧，对扩展板4施加向上的拉力，进而对扩展板4的回位起到辅助拉力的作用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。