一种隧道施工用支护装置的制作方法

本发明涉及隧道施工相关技术领域，特别涉及一种隧道施工用支护装置。

背景技术：

隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道。在隧道施工的过程中，为了避免隧道坍塌，需要对隧道的顶部进行临时支护，在加固工作完成后再将支护装置移走，支护装置提高施工作业安全性的装置，其在隧道施工的领域中得到了广泛的使用。

目前市场上的支护装置在实际操作中常常会遇到一些问题：

传统的支护装置由于组装后的体积较大，难以进入隧道内部，因此大多通过分拆后的多组支护架同时运输的方式将其运送到预定支护位置后进行现场组装，由于支护装置体积较大，整体组装的效率较慢且需要多个工作人员，影响了整体工程的进程，且在较为黑暗的灯光下，组装时容易出现连接点未完全拧紧的情况，从而出现节点不稳固的情况，导致后期小范围坍塌的情况。

技术实现要素：

（一）技术方案

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种隧道施工用支护装置，包括顶升机构、连接筒、拱形板、扩展板、调节机构、支撑机构，顶升机构的上端设置有连接筒，连接筒的上端安装在拱形板上，拱形板的前后两端通过滑动配合的方式与扩展板连接，连接筒的外部套设有调节机构，拱形板的左右两端对称安装有支撑机构。

所述的连接筒包括筒体、滑动架、限位块、内置弹簧、连接绳，筒体的内部通过滑动配合的方式与滑动架连接，筒体的左右两端对称开设有隐藏槽，隐藏槽内通过滑动配合的方式与限位块连接，嵌入方柱未进入筒体内时，限位块伸出，嵌入方柱进入筒体内时，限位块缩回隐藏槽，限位块与隐藏槽之间连接有内置弹簧，限位块与滑动架之间连接有连接绳，连接绳起到牵引的效果，限位块在内置弹簧的作用下处于向外伸出的作用。

所述的调节机构包括升降环、限位支链、转动环、角度杆、锁定环、锁定架，升降环套设在筒体上，升降环与拱形板之间连接有限位支链，升降环与扩展板之间通过销轴连接有角度杆，升降环与转动环之间为转动配合连接，转动环上对称安装有锁定架，筒体上安装有锁定环，锁定环位于锁定架的上方，在锁定架进入到锁定环的l型槽后，通过转动的方式使得锁定架卡位在l型槽后从而对转动环、升降环的高度定位。

所述的限位支链包括滑轨、连接辊、连接杆、挤压板，滑轨安装在拱形板的下端，滑轨内部设置有连接辊，连接辊在滑轨内的方式为滚动方式，连接辊的两端通过轴承与连接杆的上端连接，连接杆的下端与升降环之间为销轴连接，连接杆的外壁上安装有挤压板，挤压板对卡位支链起到解锁的作用。

所述的支撑机构包括伸缩板、锁定杆、插销、锁定耳座、卡位勾、卡位支链，伸缩板的外端与拱形板之间为销轴连接，伸缩板具有伸缩长度的功能，根据当前隧道高度从而调节伸缩板的长度，伸缩板的上端中部与锁定杆的外端为销轴连接，锁定杆的内端插有插销，插销对锁定杆上端、锁定耳座起到锁定的作用，拱形板的内壁安装有锁定耳座，伸缩板的内端安装有卡位勾，卡位勾与卡位支链的下端相互卡接，保证伸缩板在未使用处于折叠的状态，缩小了搬运时的空间，卡位支链的上端安装在拱形板上。

作为优选，所述的顶升机构包括移动平台、顶升气缸、嵌入方柱、电动转盘、升降气缸、对准盘,移动平台上安装有顶升气缸，顶升气缸的顶出端上安装有嵌入方柱，嵌入方柱的下端套设安装有电动转盘，电动转盘上通过升降气缸与对准盘连接.

通过顶升气缸带动拱形板、扩展板、支撑机构整体上升，直到拱形板、扩展板与隧道上端面贴合，贴合后，通过升降气缸带动对准盘与转动环卡位对接后同步上升，当锁定架进入到l型槽内时停止上升，通过电动转盘的转动使得锁定架卡入到l型槽中，从而达到锁定的目的。

作为优选，所述的转动环的下端沿其周向均匀开设有卡位槽，对准盘的上端沿其周向均匀设置有卡位块，且卡位槽、卡位块上下位置对应，保证了电动转盘转动时可带动转动环转动。

作为优选，所述的锁定环上对称开设有l型槽，l型槽的内壁铺设有橡胶层，橡胶层的截面为波浪结构，锁定架为l型结构，且锁定架的表面包裹有橡胶套，橡胶套的截面为波浪结构，通过电动转盘的转动带动锁定架卡入到l型槽时，橡胶层、橡胶套的设置以及截面波浪结构的设计提高了阻力，保证了锁定架卡入到l型槽后的锁紧效果。

作为优选，所述的卡位支链包括壳体、卡位架和复位弹簧，壳体安装在伸缩板上，壳体的内部与卡位架之间为滑动配合连接，且壳体、卡位架之间连接有复位弹簧，复位弹簧起到复位的作用，卡位架受到挤压板挤压后缩回到壳体，卡位勾与卡位架的下端解锁，伸缩板向下角度调节。

作为优选，所述的筒体的内部为方槽结构，嵌入方柱套入在筒体的内部，方槽的开设避免了筒体、嵌入方柱之间的转动。

作为优选，所述的卡位勾与初始位置的卡位架之间处于相互卡接的状态，起到锁定的作用。

作为优选，所述的挤压板与卡位架的上端之间的位置相对应，向外运动的挤压板会将卡位架挤入到壳体，卡位勾与卡位架的下端解锁，伸缩板向下角度调节。

（二）有益效果

1、本发明所述的一种隧道施工用支护装置，采用折叠式的方式使得本发明的支护装置在运输时体积较小，在运输到指定位置后采用联动式的挤压结构设计理念对扩展板反向撑开、支撑机构解锁支撑，运输停止后无需大量零件的组装，避免了较暗环境下导致的节点不稳固的情况，提高了本发明支护装置的安全性；

2、本发明所述的一种隧道施工用支护装置，所述的拱形板、扩展板之间采用滑动连接的方式，在支撑前在拱形板、扩展板之间紧密契合，使得二者的占地范围较小，利于运输，在拱形板、扩展板抵在隧道上端面后在挤压力的作用下扩展板前后反向运动，从而扩大了顶部的支撑区域；

3、本发明所述的一种隧道施工用支护装置，所述的调节机构采用结构联动化的设计理念，在升降环、转动环上升后，一方面角度杆受到挤压将扩展板反向推动，从而扩大的支撑面，另一方面连接杆受到挤压后外推，从而解锁了伸缩板，使其能够向下角度调节，之后通过锁定杆的支撑，从而保证了伸缩板、拱形板之间的角度，联动化结构保证了搬运时的空间占有率较小，方便运输；

4、本发明所述的一种隧道施工用支护装置，所述的顶升机构与连接筒之间为套设式连接，在支护完成后，顶升机构与连接筒之间分离，保证了支护的同时隧道中也不会有阻挡物在中间立着，且单个顶升机构可对相同结构的其他支护装置进行顶升处理。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明连接筒、拱形板、扩展板、调节机构与支撑机构之间的第一立体结构示意图；

图3是本发明连接筒、拱形板、扩展板、调节机构与支撑机构之间的第二立体结构示意图；

图4是本发明连接筒、拱形板、扩展板与调节机构之间的第一立体结构示意图；

图5是本发明连接筒、拱形板、扩展板与调节机构之间的第二立体结构示意图；

图6是本发明锁定架的结构示意图；

图7是本发明连接筒的剖视图；

图8是本发明卡位支链的剖视图；

图9是本发明顶升机构的正视图；

图10是本发明的工作状态示意图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的实施例进行说明。在此过程中，为确保说明的明确性和便利性，我们可能对图示中线条的宽度或构成要素的大小进行夸张的标示。

另外，下文中的用语基于本发明中的功能而定义，可以根据使用者、运用者的意图或惯例而不同。因此，这些用语基于本说明书的全部内容进行定义。

如图1至图10所示，一种隧道施工用支护装置，包括顶升机构1、连接筒2、拱形板3、扩展板4、调节机构5、支撑机构6，顶升机构1的上端设置有连接筒2，连接筒2的上端安装在拱形板3上，拱形板3的前后两端通过滑动配合的方式与扩展板4连接，连接筒2的外部套设有调节机构5，拱形板3的左右两端对称安装有支撑机构6。

所述的顶升机构1包括移动平台11、顶升气缸12、嵌入方柱13、电动转盘14、升降气缸15、对准盘16,移动平台11上安装有顶升气缸12，顶升气缸12的顶出端上安装有嵌入方柱13，嵌入方柱13的下端套设安装有电动转盘14，电动转盘14上通过升降气缸15与对准盘16连接，通过顶升气缸12带动拱形板3、扩展板4、支撑机构6整体上升，直到拱形板3、扩展板4与隧道上端面贴合，贴合后，通过升降气缸15带动对准盘16与转动环53卡位对接后同步上升，当锁定架56进入到l型槽内时停止上升，通过电动转盘14的转动使得锁定架56卡入到l型槽中，从而达到锁定的目的。

所述的连接筒2包括筒体21、滑动架22、限位块23、内置弹簧24、连接绳25，筒体21的内部通过滑动配合的方式与滑动架22连接，筒体21的左右两端对称开设有隐藏槽，隐藏槽内通过滑动配合的方式与限位块23连接，嵌入方柱13未进入筒体21内时，限位块23伸出，嵌入方柱13进入筒体21内时，限位块23缩回隐藏槽，限位块23与隐藏槽之间连接有内置弹簧24，限位块23与滑动架22之间连接有连接绳25，连接绳25起到牵引的效果，限位块23在内置弹簧24的作用下处于向外伸出的作用，所述的筒体21的内部为方槽结构，嵌入方柱13套入在筒体21的内部，方槽的开设避免了筒体21、嵌入方柱13之间的转动，具体工作时，当嵌入方柱13套入到筒体21内时，滑动架22受到嵌入方柱13上端的挤压从而上升，在连接绳25的牵引下强行将限位块23缩回到隐藏槽中，此时，升降环51、转动环53可顺利升降，当升降环51、转动环53上升锁定后，顶升机构1、连接筒2之间分离，嵌入方柱13从筒体21中抽出，在内置弹簧24的作用下限位块23向外伸出，从而对锁定后的转动环53的下端进一步抵住限位，防止转动环53下降。

所述的调节机构5包括升降环51、限位支链52、转动环53、角度杆54、锁定环55、锁定架56，升降环51套设在筒体21上，升降环51与拱形板3之间连接有限位支链52，升降环51与扩展板4之间通过销轴连接有角度杆54，升降环51与转动环53之间为转动配合连接，转动环53上对称安装有锁定架56，筒体21上安装有锁定环55，锁定环55位于锁定架56的上方，在锁定架56进入到锁定环55的l型槽后，通过转动的方式使得锁定架56卡位在l型槽后从而对转动环53、升降环51的高度定位，所述的转动环53的下端沿其周向均匀开设有卡位槽，对准盘16的上端沿其周向均匀设置有卡位块，且卡位槽、卡位块上下位置对应，保证了电动转盘14转动时可带动转动环53转动，所述的锁定环55上对称开设有l型槽，l型槽的内壁铺设有橡胶层，橡胶层的截面为波浪结构，锁定架56为l型结构，且锁定架56的表面包裹有橡胶套，橡胶套的截面为波浪结构，通过电动转盘14的转动带动锁定架56卡入到l型槽时，橡胶层、橡胶套的设置以及截面波浪结构的设计提高了阻力，保证了锁定架56卡入到l型槽后的锁紧效果。

所述的限位支链52包括滑轨521、连接辊522、连接杆523、挤压板524，滑轨521安装在拱形板3的下端，滑轨521内部设置有连接辊522，连接辊522在滑轨521内的方式为滚动方式，连接辊522的两端通过轴承与连接杆523的上端连接，连接杆523的下端与升降环51之间为销轴连接，连接杆523的外壁上安装有挤压板524，挤压板524对卡位支链66起到解锁的作用，具体工作时，通过顶升气缸12带动拱形板3、扩展板4上升从而与隧道上端面抵住后停止上升，之后通过升降气缸15带动对准盘16上升，使得卡位块位于卡位槽内，对准盘16、转动环53位置锁紧，二者卡接后继续上升，在挤压力的作用下，一方面通过角度杆54带动扩展板4前后方向运动，从而扩展支撑面，另一方面通过连接杆523带动连接辊522向外侧移动，从而加强了拱形板3中部的支撑结构，同时同步移动的挤压板524对卡位支链66解锁，伸缩板61向下角度调节，升降环51、转动环53上升到最大高度时，锁定架56进入到l型槽中，之后，通过电动转盘14带动转动环53转动，使得锁定架56卡入到l型槽中，从而对转动环53的高度锁定，在嵌入方柱13撤出时，复位伸出的限位块23对转动环53的下端进一步高度限位。

所述的支撑机构6包括伸缩板61、锁定杆62、插销63、锁定耳座64、卡位勾65、卡位支链66，伸缩板61的外端与拱形板3之间为销轴连接，伸缩板61具有伸缩长度的功能，根据当前隧道高度从而调节伸缩板61的长度，伸缩板61的上端中部与锁定杆62的外端为销轴连接，锁定杆62的内端插有插销63，插销63对锁定杆62上端、锁定耳座64起到锁定的作用，拱形板3的内壁安装有锁定耳座64，伸缩板61的内端安装有卡位勾65，卡位勾65与卡位支链66的下端相互卡接，保证伸缩板61在未使用处于折叠的状态，缩小了搬运时的空间，卡位支链66的上端安装在拱形板3上，卡位支链66受到挤压板524挤压后解锁，伸缩板61向下角度调节，之后将伸缩板61与隧道的侧壁贴合，贴合后，将插销63取出，将锁定杆62向上翻转使其上端卡入到锁定耳座64内，通过插销63对二者插入锁定，之后，调节伸缩板61的高度使其起到支撑的作用。

所述的卡位支链66包括壳体661、卡位架662和复位弹簧663，壳体661安装在伸缩板61上，壳体661的内部与卡位架662之间为滑动配合连接，且壳体661、卡位架662之间连接有复位弹簧663，复位弹簧663起到复位的作用，卡位架662受到挤压板524挤压后缩回到壳体661，卡位勾65与卡位架662的下端解锁，伸缩板61向下角度调节，所述的卡位勾65与初始位置的卡位架662之间处于相互卡接的状态，起到锁定的作用，所述的挤压板524与卡位架662的上端之间的位置相对应，向外运动的挤压板524会将卡位架662挤入到壳体661，卡位勾65与卡位架662的下端解锁，伸缩板61向下角度调节。

工作时：

s1、通过移动平台11带动本发明移动到工作位置，通过顶升气缸12带动拱形板3、扩展板4、支撑机构6整体上升，直到拱形板3、扩展板4与隧道上端面贴合；

s2、通过升降气缸15带动对准盘16上升，使得卡位块位于卡位槽内，对准盘16、转动环53位置锁紧，二者卡接对准后继续上升，此时，在挤压力的作用下，一方面通过角度杆54带动扩展板4前后方向运动，从而扩展支撑面，另一方面通过连接杆523带动连接辊522向外侧移动，从而加强了拱形板3中部的支撑结构，同时同步移动的挤压板524对卡位支链66解锁，伸缩板61向下角度调节；

s3、当升降环51、转动环53上升到最大高度时，锁定架56进入到l型槽中（未处于锁定的状态），之后，通过电动转盘14带动转动环53转动，使得锁定架56卡入到l型槽中，从而对转动环53的高度锁定；

s4、将解锁后的伸缩板61与隧道的侧壁贴合，贴合后，将插销63取出，将锁定杆62向上翻转使其上端卡入到锁定耳座64内，通过插销63对二者插入锁定，通过调节后的伸缩板61对拱形板3、扩展板4进行支撑；

s5、之后通过顶升气缸12带动嵌入方柱13下降（升降环51、转动环53位置已被锁定不会下降），从而撤出筒体21，此时复位伸出的限位块23对转动环53的下端进一步高度限位；

s6、支护完成。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。