一种道路多功能机械化隧道支护台车的制作方法

本实用新型涉及道路隧道支护台车领域，特别是涉及一种道路多功能机械化隧道支护台车。

背景技术：

随着我国高速公路的大力发展和建设，越来越多的高速公路隧道需要建设施工。目前，欧美发达国家的隧道开挖、支护工序作业均采用如凿岩台车、锚杆钻机、拱架安装机等专用机械设备，机械化程度高，人工投入少。我国由于隧道施工起步时间较晚，对国外大型隧道施工机械的核心技术掌握不够，缺乏相关的隧道施工机械设备。加之进口设备使用成本高昂，在实际使用中并不适应我国隧道施工的工艺与工况，使得我国隧道施工的机械化水平远落后于发达国家。

作为隧道施工核心之一的初期支护工序，目前仍是以人工作业为主的粗放型作业模式，工人站在简易的支护台车上进行一系列作业，锚杆孔钻进主要是人站在简易的台架上采用风动凿岩机成孔，机械化程度低，工人劳动强度大，特别是在拱部钻孔难度极大，且成孔的角度难以符合设计和规范的要求，施工的质量无法保证。钢拱架要靠人工抬、扛等方式搬运到安装位置，固定安装需要多人配合才能完成，在安装拱部钢拱架时则更加困难，同时还存在较大的安全隐患。

因此研发一种符合国内隧道施工工艺和工况，机械化程度较高的既可钻锚杆孔、安装钢拱架、探水，又可以台车上安装的吊篮为工作平台进行辅助检测和辅助网片铺设的多功能道路隧道支护台车具有一定的现实意义。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种道路多功能机械化隧道支护台车，实现道路隧道锚杆施工的机械化和钢拱架安装的机械化，改变目前人工施工机械化程度低，工人劳动强度大及施工质量不易保证的现状，并具有探水、辅助检测和辅助网片铺设等功能。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种道路多功能机械化隧道支护台车，包括行走机构、安装在行走机构上的升降平台、安装在升降平台上可转动和伸缩的钻臂机构、安装在钻臂机构上可转动的打钻机构、安装在升降平台上可转动和伸缩的托举机构以及驱动所述升降平台、钻臂机构、打钻机构和托举机构的动力系统。

进一步地，所述钻臂机构安装有旋转油缸、伸缩油缸，通过所述旋转油缸驱动钻臂机构进行前后180°、左右180°的旋转，通过伸缩油缸驱动钻臂机构进行伸缩。

进一步地，所述打钻机构采用液压打钻机构，打钻机构与钻臂机构之间安装有旋转油缸，通过所述旋转油缸驱动打钻机构进行上下180°、左右180°的旋转。

进一步地，所述托举机构包括托举臂及安装在托举臂末端的、用于夹紧拱架的夹紧部件；所述托举臂安装有起升油缸、伸缩油缸，通过所述起升油缸驱动控制托举臂的俯仰角度，通过所述伸缩油缸驱动控制托举臂的伸缩；所述夹紧部件与托举臂之间安装有旋转油缸，通过所述旋转油缸驱动夹紧部件旋转、前后、上下、左右微调移动。

进一步地，所述打钻机构有两台、所述钻臂机构有两个、所述打钻机构安装在钻臂机构上；两个钻臂机构位于升降平台上平面的左右两边；所述托举机构有一台，位于升降平台上平面的中间位置。

进一步地，所述升降平台通过油缸驱动的四连杆机构安装在行走机构上。

进一步地，所述行走机构采用汽车底盘，且汽车底盘上安装有液压支腿，所述液压支腿可横向伸出并进行竖向支撑。

进一步地，所述钻臂机构和托举机构上安装有人员作业吊篮；所述人员作业吊篮安装有自动调平系统。

进一步地，所述动力系统包括液压系统和驱动液压系统的动力装置。

进一步地，所述动力装置采用油、电双动力，以发动机、电动机互换作为动力源。

通过采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

1、整体机构合理，刚性好，多功能、机械化程度高。

2、采用全液压控制，通过液压元件控制机械部分执行元件，操作简单、故障率低、维修方便。

3、行走机构采用定制汽车底盘，其操作性、驾驶性、成熟性都比较可靠，并自带液压支腿机构，保证作业时台车的稳定性。

4、采用专业的液压打钻机构，减轻工人劳动强度，提高了锚杆支护作业效率和施工质量。

5、采用专用的托举机构，夹紧固定钢拱架，将其托举到安装位置，并调整到所需的准确位置，减轻工人劳动强度，提高钢拱架安装作业效率。

6、动力装置采用油、电双动力，不方便接电的情况下使用发动机作为动力源，可以接电的情况下使用电动机作为动力源，节能环保。

7、升降平台采用油缸驱动的四连杆机构，升降范围大，稳定可靠，避免了人工搭建简易台架的不必要的重复性工作，节省时间，减轻工人劳动强度。

8、钻臂机构和托举机构上安装有人员作业吊篮，每个吊篮带有自动调平系统，在施工作业中实时自动调平，确保工作人员安全。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型一种道路多功能机械化隧道支护台车的收缩状态侧视示意图。

图2是本实用新型一种道路多功能机械化隧道支护台车的收缩状态俯视示意图。

图3是本实用新型一种道路多功能机械化隧道支护台车的钻锚杆孔工作状态示意图。

图4是本实用新型一种道路多功能机械化隧道支护台车的安装钢拱架工作状态示意图。

具体实施方式

参照附图1所示，为一种高速公路多功能机械化隧道支护台车，包括行走机构1、安装在行走机构1上的升降平台2、安装在升降平台2上可转动和伸缩的钻臂机构3、安装在钻臂机构3上的可转动的打钻机构4、安装在升降平台2上可转动和伸缩的托举机构5以及驱动上述升降平台2、钻臂机构3、打钻机构4和托举机构5的动力系统。

具体如图1、2、3、4所示，行走机构1位于台车的底部，升降平台2通过一组油缸驱动的四连杆机构安装在行走机构1上。有两台打钻机构4-1和4-2，分别安装在两台钻臂机构3-1和3-2上，两台钻臂机构3-1和3-2分别安装在升降平台2上平面的左右两边；托举机构5为一台，安装在升降平台2上平面的中间位置。

动力系统包括液压系统和驱动液压系统的动力装置。液压系统包含有油箱、液压泵、液压马达、液压油缸、平衡阀、油管座、接头、液压管路以及位于液压管路上的控制阀等。液压系统的油箱以及液压泵部分安装在行走机构1的底盘上，液压管路分别与打钻机构4、钻臂机构3、托举机构5等完成相应动作的执行机构(主要包括不同功能的液压油缸、液压马达等)连接，台车通过液压管路从液压泵获得动力，然后通过液压管路把动力传递到执行机构，与执行机构相对应的控制阀配合完成平台升降、打钻、托举等动作。驱动液压系统的动力装置采用油、电双动力，不方便接电的情况下使用发动机作为动力源，可以接电的情况下使用电动机作为动力源，节能环保。

台车的行走机构1采用汽车底盘，其操作性、驾驶性、成熟性都比较可靠，并且汽车底盘上安装有液压支腿11，液压支腿11可横向伸出并进行竖向支撑，可保证作业时台车的稳定性。当台车行进至工作位置进行锚杆支护施工作业时，操作伸出液压支腿11，并使支腿接地支撑台车，两台打钻机构4-1和4-2通过钻臂机构3-1、3-2的调整和升降平台2的升降进行位置的调整如图3所示，钻臂机构3-1和3-2安装有旋转油缸、伸缩油缸及其对应的控制阀，旋转油缸带动钻臂机构3展开，进行前后180°、左右180°的旋转，伸缩油缸可推动钻臂机构3伸长，延伸工作范围，每个钻臂机构3都能够实现独立的自由伸缩和旋转，并且每个钻臂机构3都安装配备一个人员作业吊篮，其安装有自动调平系统，在施工作业中可以实时自动调平，确保工作人员安全。打钻机构4采用液压打钻机构，打钻机构4与钻臂机构3之间安装有旋转油缸，通过旋转油缸驱动打钻机构4进行上下180°、左右180°的旋转，可以实现在隧道任意方位、任意角度的钻孔作业，且打钻机构4推进行程能达到3.5米；锚杆支护施工作业时，两台打钻机构4配合钻臂机构3的伸展准确定位打孔位置，进行锚杆孔钻进作业，两台打钻机构4相互独立，既可以单独作业，也可以同时作业。

如图4所示，台车的托举机构5包括托举臂51及安装在托举臂51末端的、用于夹紧钢拱架的夹紧部件52；托举臂51安装有起升油缸、伸缩油缸及其对应的控制阀，通过起升油缸驱动控制托举臂51的俯仰角度，通过伸缩油缸驱动控制托举臂51的伸缩；夹紧部件52与托举臂51之间安装有旋转油缸，通过旋转油缸驱动夹紧部件52旋转、前后、上下、左右微调移动。当台车行进至工作位置进行钢拱架安装时，操作伸出液压支腿11，并使支腿接地支撑台车，托举机构5的夹紧部件将钢拱架夹紧固定，并通过托举臂51的起升油缸、伸缩油缸和升降平台2的上升，将钢拱架托举到设计要求的安装位置。在钢拱架托举到安装高度时，通过控制托举机构5的旋转油缸，夹紧部位52可以前后、上下、左右微调位置，也可以旋转，将钢拱架调整到所需的准确位置。托举臂51上安装配备人员作业吊篮，其安装有自动调平系统，在施工作业中可以实时自动调平，确保工作人员安全。

本实用新型上述的道路多功能机械化隧道支护台车，设计新颖，结构独特，功能多样，既可钻锚杆孔、安装钢拱架、探水，又可以台车上安装的吊篮为工作平台进行辅助检测和辅助网片铺设等。在隧道初期支护施工中减轻了工人劳动强度，提高了锚杆和钢拱架支护施工的质量和效率，提高了支护作业的机械化水平，更好地保障了工程质量，促进隧道施工安全、高效和健康发展；适用于高速公路、铁路、普通公路等隧道施工，适用范围广。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。