一种隧道多功能支护台车的制作方法

本实用新型涉及隧道工程专用设备，特别涉及一种隧道多功能支护台车。

背景技术：

目前，在公路、铁路隧道工程领域都是采用人工配合简单机械作业，从工作效率到施工安全方面都存在较大的缺陷，具体缺陷如：需要工作人员多，工期较长，安全系数低等。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种效率高、施工安全的隧道多功能支护台车。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种隧道多功能支护台车，包括多个门架，所述台车下端设有将各个所述门架固定连接的下纵梁，上端设有将相邻所述门架固定连接的纵向连接梁；相邻所述门架之间分别设有第一工位、第二工位、第三工位、第四工位以及第五工位；

所述第一工位包括第一升降平台、第一升降装置、两个抓举机械臂；

所述第二工位包括主动送料托轮、从动送料托轮、冷弯机构、移件机构；

所述第三工位包括打锚机构、定位机构、第一焊接机构；

所述第四工位包括第二升降平台、第二升降装置、第二焊接机构、抓举机械机构；

所述第五工位包括操作平台、电控系统。

进一步的，还包括两个外门架、外门架升降系统、外门架行走系统，外门架之间通过外门架侧边的斜拉、斜撑或剪刀架固定连接，所述第三工位设置在两个外门架之间；所述移件机构设于外门架上；所述门架下端设有向外延伸的托架；所述外门架行走系统设于所述托架之上；所述外门架升降系统设于所述外门架行走系统之上；所述外门架的立柱与所述外门架升降系统连接。

进一步的，所述第一升降装置和第二升降装置都具有钢丝绳、减速电机、钢丝转轮；减速电机连接钢丝转轮，钢丝绳的一端安装在钢丝转轮上，另一端连接第一升降平台或第二升降平台；两个所述抓举机械臂分别设于所述第一升降平台的两端；所述定位机构包括固定托轮、支架、升降气缸，所述固定托轮设在所述支架上，所述升降气缸控制所述支架的升降；所述电控系统设在所述操作平台上。

进一步的，所述主动送料托轮包括电机、滚轮、链轮、链条，所述电机带动滚轮及链轮转动，链轮上的链条给所述从动送料托轮传动；所述冷弯机构包括冷弯机主体、液压站、调节垫，所述液压站设于所述冷弯机主体的一侧并连接冷弯机内部的液压系统，所述调节垫设于冷弯机主体底部，用来调节冷弯机主体的角度；所述移件机构包括主动托轮、从动压轮、移动平台、光杠、滑块、可调支架，所述主动托轮和从动压轮设于所述移动平台上，所述滑块设于所述移动平台底部，所述滑块与所述光杠滑动配合，所述光杠设于所述可调支架上，所述可调支架用来调节所述移动平台的水平角度。

进一步的，所述的打锚机构包括第一弧形轨道、行走于第一弧形轨道上的第一行走小车、安装于第一行走小车上的调整机构、安装于调整机构上的小平台及安装于小平台上的自动锚钻机；所述第一焊接机构包括第二弧形轨道、行走于第二弧形轨道上的第二行走小车、设在第二行走小车上的第一焊接机械手；所述抓举机械机构包括第三弧形轨道，行走在所述第三弧形轨道上的第三行走小车，安装在第三行走小车上的抓举机械手；所述第二焊接机构包括第四弧形轨道、行走于第四弧形轨道上的第四行走小车、设在第四行走小车上的第二焊接机械手。

进一步的，所述调节垫设置在所述冷弯机主体下端。

进一步的，所述移件机构设在门架立柱的外侧。

进一步的，所述下纵梁底部设有多个行走轮。

进一步的，所述下纵梁底部设有多个与行走轮配套的锁紧装置。

进一步的，所述台车侧面设有多个将相邻门架固定连接的斜拉、斜撑或剪刀架。

本实用新型的有益效果在于：将多个工位有序的集成在一个支护台车上，用机电自动化替代人工作业，大大提高了工作效率，让人员远程操作保证施工安全。

附图说明

图1为本实用新型实施例一台车俯视图；

图2为本实用新型实施例一台车侧面示意图；

图3为本实用新型实施例一第一门架示意图；

图4为本实用新型实施例一第一工位俯视图；

图5为本实用新型实施例一第一工位正视图；

图6为本实用新型实施例一抓举机械臂示意图；

图7为本实用新型实施例一第二工位俯视图；

图8为本实用新型实施例一第二工位正视图；

图9为本实用新型实施例一主动送料托轮示意图；

图10为本实用新型实施例一冷弯机主体示意图；

图11为本实用新型实施例一冷弯机构侧视图；

图12为本实用新型实施例一移件机构俯视图；

图13为本实用新型实施例一移件机构正视视图；

图14为本实用新型实施例一从动压轮示意图；

图15为本实用新型实施例一第三工位俯视图；

图16为本实用新型实施例一第三工位正视图；

图17为本实用新型实施例一定位机构示意图；

图18为本实用新型实施例一打锚机构示意图；

图19为本实用新型实施例一弧形轨道与行走小车组合示意图；

图20为本实用新型实施例一弧形轨道截面图；

图21为本实用新型实施例一第一焊接机构示意图；

图22为本实用新型实施例一第四工位俯视图；

图23为本实用新型实施例一第四工位正视图；

图24为本实用新型实施例一抓举机械机构示意图；

图25为本实用新型实施例一第五工位俯视图；

图26为本实用新型实施例二第三工位加设外门架示意图；

图27为本实用新型实施例二外门架行走系统、外门架升降系统示意图；

标号说明：

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本实用新型最关键的构思在于：将多个工位有序的集成在一个支护台车上，用机电自动化替代人工作业，大大提高了工作效率，让人员远程操作保证施工安全。

请参照图1至图27，一种隧道多功能支护台车，包括多个门架，所述台车下端设有将各个所述门架固定连接的下纵梁，上端设有将相邻所述门架固定连接的纵向连接梁；相邻所述门架之间分别设有第一工位、第二工位、第三工位、第四工位以及第五工位；

所述第一工位包括第一升降平台、第一升降装置、两个抓举机械臂；

所述第二工位包括送料托轮、冷弯机构、移件机构；

所述第三工位包括打锚机构、定位机构、第一焊接机构；

所述第四工位包括第二升降平台、第二升降装置、第二焊接机构、抓举机械机构；

所述第五工位包括操作平台、电控系统。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：把施工过程中的多个工位有序的放置在一个平台上进行机械自动化操作，最大限度的解放工作人员的双手，保证了施工过程中的安全和效率。

进一步的，还包括两个外门架、外门架升降系统、外门架行走系统，外门架之间通过外门架侧边的斜拉、斜撑或剪刀架固定连接，所述第三工位设置在两个外门架之间；所述移件机构设于外门架上；所述门架下端设有向外延伸的托架；

所述外门架行走系统设于所述托架之上；

所述外门架升降系统设于所述外门架行走系统之上；

所述外门架的立柱与所述外门架升降系统连接。

由上述描述可知，设施外门架让第三工位能够沿台车纵向和竖向移动，使得第三工位能够更加灵活，从而让台车能适应不同高度的隧道支护，适用范围大大增加。

进一步的，所述第一升降装置和第二升降装置都具有钢丝绳、减速电机、钢丝转轮；减速电机连接钢丝转轮，钢丝绳的一端安装在钢丝转轮上，另一端连接第一升降平台或第二升降平台；两个所述抓举机械臂分别设于所述第一升降平台的两端；所述定位机构包括固定托轮、支架、升降气缸，所述固定托轮设在所述支架上，所述升降气缸控制所述支架的升降；所述电控系统设在所述操作平台上。

由上述描述可知，第一升降装置和第二升降装置分别控制第一升降平台和第二升降平台的升降。能够升降的定位机构让台车的适用范围扩大，设置在操作平台上的电控系统使工作人员在一个固定位置就能够控制整个台车的工作。

进一步的，所述主动送料托轮包括电机、滚轮、链轮、链条，所述电机带动滚轮及链轮转动，链轮上的链条给所述从动送料托轮传动；所述冷弯机构包括冷弯机主体、液压站、调节垫，所述液压站设于所述冷弯机主体的一侧并连接冷弯机内部的液压系统，所述调节垫设于冷弯机主体底部，用来调节冷弯机主体的角度；所述移件机构包括主动托轮、从动压轮、移动平台、光杠、滑块、可调支架，所述主动托轮和从动压轮设于所述移动平台上，所述滑块设于所述移动平台底部，所述滑块与所述光杠滑动配合，所述光杠设于所述可调支架上，所述可调支架用来调节所述移动平台的水平角度。

由上述描述可知，调节垫可以调整冷弯工件的输入与输出方向，可调支架能调节移动平台的水平角度，使第二工位能够制造不同规格的冷弯工件。

进一步的，所述的打锚机构包括第一弧形轨道、行走于第一弧形轨道上的第一行走小车、安装于第一行走小车上的调整机构、安装于调整机构上的小平台及安装于小平台上的自动锚钻机；所述第一焊接机构包括第二弧形轨道、行走于第二弧形轨道上的第二行走小车、设在第二行走小车上的第一焊接机械手；所述抓举机械机构包括第三弧形轨道，行走在所述第三弧形轨道上的第三行走小车，安装在第三行走小车上的抓举机械手；所述第二焊接机构包括第四弧形轨道、行走于第四弧形轨道上的第四行走小车、设在第四行走小车上的第二焊接机械手。

由上述描述可知，弧形轨道的设计使行走小车上搭载的焊接设备或抓举设备或打锚设备能够实现移动，从而使焊接、抓举、打锚工作无死角。

进一步的，所述调节垫设置在所述冷弯机主体下端。

由上述描述可知，调节垫的设置使得冷弯机可以适应不同的作业情况。

进一步的，所述移件机构设在门架立柱的外侧。

由上述描述可知，移件机构设在门架立柱的外侧避免移件机构与其它部位发生干涉。

进一步的，所述下纵梁底部设有多个行走轮。

由上述描述可知，行走轮方便台车移动。

进一步的，所述下纵梁底部设有多个与行走轮配套的锁紧装置。

由上述描述可知，行走轮配套的锁紧装置能够避免工作时台车发生位移引发安全事故。

进一步的，所述台车侧面设有多个将相邻门架固定连接的斜拉、斜撑或剪刀架。

由上述描述可知，斜拉、斜撑、剪刀架的设置能让台车整体更加稳定。

实施例一

请参照图1至图25，本实用新型的实施例一为：一种隧道多功能支护台车，包括6个门架，具体为：第一门架、第二门架、第三门架、第四门架、第五门架、第六门架。如图3所示，第一门架1包括第一横梁2和两个立柱3，立柱3和第一横梁2之间设有斜撑4和横撑5；第二门架、第三门架、第四门架、第五门架以及第六门架的构造和第一门架的构造相同，分别包括第二横梁6、第三横梁7、第四横梁8、第五横梁9以及第六横梁10。请参照图2，所述台车上端设有两个纵向连接梁11，将相邻门架同侧的立柱3上段固定连接；所述台车下端设有两个下纵梁12，将各个门架同侧的立柱3下端固定连接；所述下纵梁12底部设有多个行走轮13以及多个与行走轮配套的锁紧装置(图未示)，进一步的，所述台车侧面设有多个将相邻门架立柱3固定连接的斜拉、斜撑或剪刀架14，本实施例中，设置的是剪刀架14。

所述第一门架和第二门架之间设有第一工位，所述第一工位包括第一升降平台15、第一升降装置、抓举机械臂19。如图4、图5所示(为了看图方便，图中省略了纵向连接梁、下纵梁)，所述第一升降平台15是由槽钢焊接而成的，第一升降平台的四个角分别安装有钢丝绳16，所述钢丝绳16分别连接安装在第一横梁2、第二横梁6上的四个钢丝转轮17上，钢丝转轮17与减速电机18相连，所述第一升降平台15通过钢丝绳16、钢丝转轮17、减速电机18组成的第一升降装置来实现升降。如图6所示，所述第一升降平台15两端还分别安装有一抓举机械臂19，用来上料、送料，所述抓举机械臂19包括机械臂、抓举夹头。

请参照图7、图8，所述第二门架和第三门架之间设有第二工位，所述第二工位包括送料托轮、冷弯机构20、移件机构21。所述第二门架和第三门架之间的两段纵向连接梁通过一平板相连(为方便看图，图内省略平板)，平板的两端分别设有一冷弯机构20，两个冷弯机构20之间设置有两组送料托轮，每组送料托轮中间的两个送料托轮为主动送料托轮22，两侧的送料托轮为从动送料托轮23，请参照图7至图9，所述主动送料托轮22包括电机221、支架222、滚轮223、轮轴224、轴承225、链轮226、链条227，所述链轮226可拆卸连接或固定连接在滚轮223的一侧且与滚轮223的中心轴重合；所述轮轴224穿过滚轮223的中心，架设于支架222上，且一端连接所述电机221；所述支架222和轮轴224的结合部还设有轴承225，从而使轮轴224转动顺畅；从动送料拖轮23与主动送料拖轮22结构类似，只是缺少电机221；送料拖轮的传动过程：电机221驱动轮轴224旋转，轮轴224带动滚轮223，链轮226跟随滚轮223同步转动，链轮226上的链条227带动从动送料托轮23上的链轮转动从而使从动送料托轮23转动。可以理解的，主动送料拖轮22并非一定要设置在两个从动送料拖轮23之间，其还可以与从动送料拖轮23间隔设置，甚至还可以将从动送料拖轮23设于中间，主动送料拖轮22分别设于从动送料拖轮23的外侧；而且，根据来料的重量、长度以及送料拖轮可承载的重量，可以设置更多的主动送料拖轮22以及从动送料拖轮23，以提高送料拖轮工作的可靠性。送料托轮分别往左右两边送料至冷弯机构20进行工件加工，请参照图10、图11，所述冷弯机构20包括冷弯机主体201、液压站202、减速器电机203、调节垫204，所述冷弯机主体201安装于调节垫204上(图8可以看到调节垫204)，通过调节垫204来调整冷弯工件的输入与输出方向；所述液压站202设于冷弯机主体201的一侧并与冷弯机主体201内部的液压系统连接；所述减速器电机203设于液压站202的底下并与冷弯机主体201的转轮连接。请结合图7、图8以及图12至图14，冷弯机构20出料口下方、台车侧面设有移件机构21，所述移件机构21包括两个主动托轮211、一个从动压轮212、移动平台213、光杠214、滑块215、齿轮、齿条、电机、可调支架216等。所述主动托轮211可以正转和反转，所述两个主动托轮211分别安装于移动平台213的两端，所述从动压轮212安装于移动平台213的中间，所述滑块215安装于移动平台213下，所述光杠214安装于可调支架216上(图8可以看到可调支架216)，可调支架216安装于第二门架立柱和第三门架立柱上，可以理解的，必要时还可以将可调支架216安装在第二门架立柱、第三门架立柱以及第四门架立柱上，以增加可调支架的稳定性；此外，本实施例中可调支架216上设有两根光杠214，在其他实施例中，光杠214的数目可以更多，以保证光杠214能够承受住移动平台213的重量，理所当然的，移动平台213的下方需要设置更多与光杠214匹配的滑块215。所述齿轮与电机连接，电机安装于移动平台213侧面，所述齿条安装于可调支架216上，齿轮与齿条配合，通过移动平台213侧面的电机带动齿轮转动引起齿轮与齿条之间发生相对运动从而使得整个移动平台213可以沿着光杠214移动。

请参照图15、图16，所述第三门架和第四门架之间设有第三工位，所述第三工位包括打锚机构24、定位机构25、第一焊接机构26；所述第三门架和第四门架之间的两段纵向连接梁通过一平板相连(为方便看图，图内省略平板)，平板上设有一排定位机构25，本实施例中，定位机构25设置四个，必要时可以设置更多，如图17所示，所述定位机构25，包括固定托轮251、支架252、升降气缸253，支架252分为上下两层，上层支架与下层支架活动连接，上层支架能够在竖直平面上升降，所述固定拖轮251设在上层支架上，所述升降气缸253设于下层支架中间的空心处并与上层支架的底部连接，所述升降气缸253能够驱使上层支架进行升降运动，从而使固定拖轮251能够升降。所述的打锚机构24包括安装于第三横梁7侧面上的第一弧形轨道241、行走于第一弧形轨道241上的第一行走小车242、安装于第一行走小车242上的调整机构243、安装于调整机构243上的小平台244及安装于小平台上的自动锚钻机245，自动锚钻机245内自带旋转锚杆，调整机构243能够使小平台244在水平方向上移动、在竖直方向上升降。如图21所示，所述第一焊接机构26包括第二弧形轨道261、第二行走小车262、第一焊接机械手263，所述第二弧形轨道261安装在第四横梁8一侧面上，所述第二行走小车262在第二弧形轨道261上运行，第二行走小车262上设有第一焊接机械手263。本实施例中，所述第一弧形轨道、第二弧形轨道、第三弧形轨道、第四弧形轨道的构造大致相同，第一行走小车、第二行走小车、第三行走小车、第四行走小车分别在第一弧形轨道、第二弧形轨道、第三弧形轨道、第四弧形轨道上行走，它们的连接方式也大致相同，特此说明。

如图22、23所示，所述第四门架和第五门架之间设有第四工位，所述第四工位包括第二升降平台27、第二升降装置、第二焊接机构28、抓举机械机构，为了看图方便，图中省略了纵向连接梁、下纵梁。所述第二升降平台27是由槽钢焊接而成的，第二升降平台27的四个角分别安装有钢丝绳16，所述钢丝绳16分别连接安装在第四横梁8、第五横梁9上的四个钢丝转轮17上，钢丝转轮17与减速电机18相连，所述第二升降平台27通过钢丝绳16、钢丝转轮17、减速电机18组成的第一升降装置来实现升降。请参考图22、图24，抓举机械机构包括设于第四横梁8的另一侧面的第三弧形轨道291，行走在所述第三弧形轨道291上的第三行走小车292，安装在第三行走小车292上的抓举机械手29；所述第二焊接机构28包括第四弧形轨道281、第四行走小车、第二焊接机械手(第二焊接机构与第三工位的第一焊接机构构造相同)，所述第四弧形轨道281安装在第五横梁9一侧面上，所述第四行走小车在第四弧形轨道281上运行，第四行走小车上设有第二焊接机械手。

请参照图25，所述第五门架和第六门架之间设有第五工位，所述第五工位包括操作平台30、电控系统301。第五横梁9和第六横梁10通过多根槽钢相连，槽钢上铺设钢板网，形成一操作平台30，操作平台30集中有操控整个台车的工作机、工作台、配电柜、电气设备等组成的电控系统301，控制整个台车，以此来完成隧道开挖里的拱架支护相关的作业。

请参照图1。

本实施例中台车具体工作流程：

第一工位：第一升降平台下降，抓举机械臂将来料抓举，放到第一升降平台上，第一升降平台上升，两个抓举机械臂将来料抓举，分别放到第二工位的两组送料托轮上。

第二工位：两组送料托轮将来料分别往左右两边送料至冷弯机构进行工件加工，工件从冷弯机构出料口出来就送到了移件机构上，移件机构移动到第三工位，通过移件机构上的主动托轮的反向旋转将左右两个工件运送到拱顶对接。

第三工位：打锚机构把旋转锚杆锚打到隧道壁上合适位置(打锚与第二工序同时进行，当工件移送到第三工序时已完成相应工作)，第一焊接机构将两个工件焊接到一起，两个工件焊接完成后由定位托轮把拱架(两个工件焊接后形成的拱形架子)托举至适合位置，并再由第一焊接机构将拱架与锚杆进行焊接固定。

第四工位：第四工位的升降平台用来储存钢板网片，当前一工位拱架焊接固定完成后，抓举机械手把钢板网片有序的安放到隧道内壁，并由第二焊接机械手进行焊接固定。

第五工位：工作人员可在此工位检查支护的相关情况以及控制整个台车的工作。

实施例二

请参照图26、图27，本实用新型的实施例二是在实施例一的基础上对第三工位做出的进一步改进，具体如下：所述台车还包括两个外门架31、外门架升降系统32、外门架行走系统33，所述外门架31比其它门架要大，能够将其它门架包住，外门架31之间通过侧边的斜拉、斜撑或剪刀架固定连接(类似于其它门架的连接方式)，其它门架下端设有向外延伸的托架34。

所述外门架升降系统32设于外门架的立柱的底端，包括活塞杆321与缸体322，活塞杆321连接于外门架立柱，缸体322的底部设有架体331，所述外门架的整体能够相对于架体331进行升降运动。所述外门架行走系统33设于所述外门架升降系统32之下、托架34之上，包括齿轮轴332、驱动电机(图未示)、齿轮、齿条333，驱动电机设置于架体331的侧面与齿轮轴332连接，齿轮套合在齿轮轴332上，齿条333安装于所述托架34之上与齿轮配合。具体工作过程：驱动电机驱动齿轮轴332，齿轮轴332带动齿轮，齿轮相对于齿条333发生相对运动即外门架31相对于其它门架发生相对运动。

在两个外门架31之间设置第三工位，代替实施例一中在第三门架和第四门架之间形成的第三工位，本实施例第三工位的结构则与实施例一相同；所述移件机构21设于外门架31上，可以理解的，当移件机构21设于外门架31上，移件机构21仍然可以通过可调支架216调节角度从而顺利的接收从(第二工位)冷弯机构出料口出来的工件。

这种设置外门架的方式让外门架能够相对于其它门架在竖直方向和纵伸方向上移动，使第三工位能够更加灵活，从而让台车能适应不同高度的隧道，适用范围大大增加。

另外，可以再增加一个外门架，将第二工位也设置在外门架上，使得第三工位在台车纵向上的可移动范围增大。

综上所述，本实用新型提供的把施工过程中的一种隧道多功能支护台车，将多个工位有序的放置在一个台车上进行机械自动化操作，最大限度的解放工作人员的双手，保证了施工过程中的安全和效率；设施外门架让第三工位能够沿台车纵向和竖向移动，使得第三工位能够更加灵活，从而让台车能适应不同高度的隧道支护，适用范围大大增加；斜拉、斜撑、剪刀架的设置让台车整体更加稳定。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。