多拱支护台车的制作方法

本发明涉及隧道施工机械，具体是一种多拱支护台车。

背景技术

在水电隧道、地铁工程、铁路隧道、公路隧道、地下厂房、军事地下工程施工中，如果围岩不稳定则需要预先架设拱架（格栅拱）、施做锚杆、挂设钢筋网，以防止隧道塌方。为方便施工，现有的施工工艺是将一榀拱架分成多节拱架段，再由人力在隧道内拼装成完整的支护拱架。经过多年的研发与积累，现在已实现仿人工的机械化施工，虽说减轻了工人的劳动强度，但整体效率仍然不高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种多拱支护台车，其能将多榀拱架一次性安装到位，从而实现快速支护作业，节约施工时间，提高施工人员安全性以及施工效率。

为解决上述技术问题，本发明提供的多拱支护台车包括并列铰接设置在底盘上的主臂、第一副臂和第二副臂，主臂设置在中间位置，第一副臂和第二副臂分别设置在主臂两侧，主臂、第一副臂、第二副臂都为具有折叠与伸缩功能的臂架，其中：

所述主臂的伸缩臂末端设置多拱装夹装置，所述第一副臂的伸缩臂末端设置第一作业平台和起吊装置，所述第二副臂的伸缩臂末端设置第二作业平台；

所述多拱装夹装置包括由第一回转装置形成的回转副，回转副使多拱获得在第一回转装置回转平面内的调整自由度；第一回转装置上面设置下支座，一上支座与下支座铰接，且上、下支座之间设置摆动油缸而形成一摆动副，使多拱获得垂直于第一回转装置回转平面的调整自由度；一支撑台架上设置有导轨，所述上支座的顶部设置有导向槽，上支座导向槽与支撑台架的导轨配合使上支座与支撑台架组成一组移动副，上支座的一侧与平移油缸的一端连接，平移油缸的另一端连接支撑台架，通过平移油缸的伸缩使支撑台架沿导向槽来回移动，使多拱获得水平方向调整自由度；多个用于固定多拱的固定装置设置在支撑台架的中部上方。

所述固定装置包括与支撑台架固定连接的固定座，固定座的上部设有用于置入多拱的v型导向槽，固定座的两侧分别铰接夹紧臂的中部，且两夹紧臂的下端经夹紧油缸连接，通过夹紧油缸伸出作用于两夹紧臂，使两夹紧臂上部收缩压住多拱。

所述支撑台架的端部设置浮动支撑装置。

所述浮动支撑装置包括设置于支撑台架下面的驱动油缸和设于支撑台架上面一端的摆动架，摆动架上部设置有支撑杆，摆动架的中部与支撑台架铰接，摆动架的底部延伸到支撑台架下面，驱动油缸的一端与摆动架的底部铰接，驱动油缸的另一端与支撑台架固定连接。所述支撑台架在进行多拱支护作业后作为高空作业平台。

所述多拱是由多榀拱架并排布置且与相应连接横筋和钢筋网焊接而成的成型拱架。

所述起吊装置固定设置在第一副臂的伸缩臂末端底部，且其包括上端固定在绞车上的吊绳和连接于吊绳下端的第一吊钩。

所述第一作业平台包括与第一副臂连接的第二回转装置，第二回转装置上方设置有平台，平台前方外侧设置有用于夹持多拱的第一夹持装置，第一夹持装置附近设置带有第二吊钩的第一卷扬提升机构。

所述第二作业平台包括与第二副臂连接的第三回转装置，第三回转装置上方设置有平台，平台前方外侧设置有第二夹持装置，第二夹持装置附近设置带有第三吊钩的第二卷扬提升机构。

本发明多拱支护台车藉由多拱装夹装置实现了多榀拱架的一次性运输和安装施工，实现了隧道支护的快速封闭，至少可以节约一半的施工时间，大大提高施工人员的安全性以及施工效率。

附图说明

图1为本发明多拱支护台车的臂架回收状态图。

图2为本发明多拱装夹装置的轴测图一。

图3为本发明多拱装夹装置的轴测图二。

图4为本发明多拱装夹装置的侧视图。

图5为本发明固定装置结构图。

图6为本发明浮动支撑装置结构图。

图7为本发明多拱装夹装置的使用状态图。

图8为本发明第一副臂和起吊装置的结构图。

图9为本发明第一作业平台的使用状态图。

图10为本发明第二作业平台的使用状态图。

图11为本发明斜侧作业状态图。

图12为本发明正视作业状态图。

图13为本发明自带多拱运输图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明的保护范围。

需要说明的是，本发明中涉及的多拱是指由多榀拱架并排布置且与相应连接横筋和钢筋网焊接而成的成型拱架。在本申请中，在未作相反说明的情况下，平移油缸216伸出的方向为左方，缩回方向为右方。以支撑台架215分界，多拱所在的一侧为上，另外一侧为下。上述方位名词仅用于解释和说明本发明，并不应当理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明一种多拱支护台车包括并列设置在底盘1上的主臂2、第一副臂3和第二副臂4，主臂2设置在中间位置，第一副臂3和第二副臂4分别设置在主臂2两侧。在本实施例中，底盘1优选采用了轮式工程底盘，但并不局限于此。主臂2、第一副臂3和第二副臂4是具有相同结构的折叠与伸缩臂架，其结构为公知结构，在此不作过多介绍。图1和图11－图13分别展示了主臂2、第一副臂3和第二副臂4收回和展开的状态，主臂2、第一副臂3和第二副臂4收回后其工作臂架完全落在底盘上方，尺寸紧凑，整车具有良好的通过性。

如图1所示，主臂2的一端与底盘1铰接，另一端与用于夹持多拱的多拱装夹装置21可拆卸地连接。

如图2－图7所示，多拱装夹装置21包括第一回转装置211、下支座212、上支座213、摆动油缸214、支撑台架215、平移油缸216、浮动支撑装置217、固定装置218。

第一回转装置211包括位于下部的固定部分和位于上部的回转部分，固定部分上设置有与主臂2连接的可拆卸接口，回转部分经回转支承连接固定部分，回转部分与下支座212固定连接，通过第一回转装置211的回转运动使多拱获得在第一回转装置211回转平面内的调整自由度。

上支座213与下支座212铰接，下支座212的右端设置有油缸安装座与摆动油缸214的一端连接，上支座213的右端设置有油缸安装座与摆动油缸214的另一端连接，通过摆动油缸214的作用使得上支座213相对下支座212摆动使多拱获得垂直于回转装置211的回转平面的调整自由度。

上支座213的顶部设置有导向槽2131，支撑台架215上设置有导轨2151，藉由导向槽2131与导轨2151的配合使上支座213与支撑台架215组成一组移动副。上支座213的左端设置有油缸安装座与平移油缸216的一端连接，支撑台架215的左端设置有油缸安装座与平移油缸216的另一端连接，通过平移油缸216的伸缩作用使得支撑台架215可以沿导向槽2131来回移动，使得多拱获得第三个调整自由度：平移油缸216伸出时支撑台架215将相对于上支座213向左运动，平移油缸216缩回时支撑台架215将相对于上支座213向右运动。

如图5所示，固定装置218设置在支撑台架215的中间上部。固定装置218包括经螺栓与支撑台架215连接的固定座2181，固定座2181的上部设有v型导向槽，固定座2181的两侧分别铰接夹紧臂2183，两夹紧臂2183的中部与固定座2181铰接，且两夹紧臂2183的下端经夹紧油缸2182连接。当多拱通过固定座2181的v型导向槽落入固定装置218，夹紧油缸2182伸出作用于两夹紧臂2183，使得两夹紧臂2183上部收缩压住多拱。固定装置218的数量为多套，根据多拱中所含拱架的最大数量配置。相邻固定装置218之间的间距可根据拱架支护工艺有级或无级调节，比如可采用多组安装孔进行有级调节，也可采用步进电机或伺服电机驱动丝杆进行无极调节。

可选择的是，如图6所示，在支撑台架215的上面外侧（可以是左侧，也可以是右侧）设置浮动支撑装置217。浮动支撑装置217包括驱动油缸2171和摆动架2172。摆动架2172设于支撑台架215的一端上表面，且摆动架2172的中部与支撑台架215铰接，摆动架2172上部设置有支撑杆2173，摆动架2172的底部延伸到支撑台架215下面。驱动油缸2171设于支撑台架215的下面，且驱动油缸2171的一端与支撑台架215固定连接，驱动油缸2171的另一端与摆动架2172的底部铰接固定。这样，通过驱动油缸2171的伸缩作用可调节浮动支撑装置217的摆动架2172上支撑杆2173的高度，即调整摆动架2172的支撑高度，以保证不同半径拱架的可靠支撑。

可选择的是，支撑台架215在进行多拱支护作业后可作为高空作业第一平台使用。

如图8、图9所示，第一副臂3的一端与底盘1铰接，另一端的伸缩臂31在固定设置起吊装置33的基础上，可拆卸地连接有第一作业平台32。起吊装置33固定设置在第一副臂3的伸缩臂末端的底部，且其包括上端固定在绞车上的吊绳331和连接于吊绳下端的第一吊钩332，通过第一副臂3和起吊装置33的配合，通过第一副臂3中起吊装置33与主臂2中的多拱装夹装置21相互配合可完成多拱的自装卸。

第一作业平台32包括最下方设置的第二回转装置321，第二回转装置321上方设置有平台322，平台322前方外侧设置有第一夹持装置323，第一夹持装置323附近设置带有第二吊钩324的第一卷扬提升机构325。在第一副臂3将第一作业平台32推送至指定位置后，第一卷扬提升机构325放出第二吊钩324，将需起吊的左段拱架5吊至最高位置，并通过第一夹持装置323将左段拱架5固定。随后再通过第一副臂3将左段多拱推送至安装位置，并经第二回转装置321的位置调整将多拱5送至指定位置，并进行相关连接固定即可。

如图10所示，第二副臂4的一端与底盘1铰接，另一端的伸缩臂41的末端可拆卸地连接有第二作业平台42。第二作业平台42包括最下方设置的第三回转装置421，第三回转装置421上方设置有平台422，平台422前方外侧设置有第二夹持装置423，第二夹持装置423附近设置带有第三吊钩424的第二卷扬提升机构425。在第二副臂将第二作业平台42推送至指定位置，第二卷扬提升机构425放出第三吊钩424，并将右段拱架5调至最高点，并通过调整第二夹持装置423将右段拱架5固定。随后再通过调整第二副臂4将拱架推送至安装位置，经第三回转装置421的位置调整将右段拱架5送至指定位置，并进行相关连接固定即可。

利用本发明进行拱架安装时，拱架被分为左、中、右三段，其中中段为多拱，多拱是由多榀拱架并排布置且与相应连接横筋和钢筋网焊接而成的成型拱架，其中左、右段拱架是零散的单节拱架。再如图11－图13所示，通过第一副臂3中起吊装置33与主臂2中的多拱装夹装置21相互配合将中段的多拱放置在多拱装夹装置21上随车运送至施工现场，再通过主臂1的动作将多拱初步推送至安装位置附近，并通过多拱装夹装置21微调多拱位置使其与安装位置贴合，在这过程中，如果隧道断面出现欠挖部分阻碍多拱运送至安装位置，将第一、二副臂3、4送至相应位置处理欠挖，以便多拱能被顺利送到安装位置，然后再利用主臂1将多拱送至安装位置，之后第一、二副臂3、4将左、右段拱架吊至相应安装位置，并进行具体的安装施工作业。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是本公开并不限于上述实施方式中的细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。