一种用于隧道支护施工设备的工作平台机械手的制作方法

本实用新型涉及隧道中钢拱架安装的技术领域，特别是一种用于隧道支护施工设备的工作平台机械手 。

背景技术：

目前我国铁路、公路隧道软岩隧道施工的快速修建设备配套技术水平、施工装备及国产化仍处于隧道施工机械化初期，整体技术仍落后于发达国家。以钻爆法为基础的机械化快速施工技术体系尚未完成，设备配套关键技术难题尚未取得突破，施工进度差别很大 ，施工过程中事故隐患较多。其作业线上的主要施工设备多从国外引进，自主开发的品种比较少、质量较差、故障率较高，主要技术性能参数与隧道现有施工条件不匹配等。国产化设备多数采用挖掘机等改造，从而专业程度低，影响作业效率，不容易形成全面的机械化施工作业线。特别在开挖、出作、喷锚、支护、二次混凝土衬砌等工序上。对于软围岩和土质隧道，大多数仍采用人工作业，工序循环时间长，围岩扰动大，安全风险高，支护困难，造成软岩隧道不能快速施工，也不能形成机械化作业。

隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形量，增加结构安全度和方便施工，软围岩隧道开挖后立即实施刚度较小并作为永久承载结构一部分的初期支护。根据不同的围岩等级确定不同的初期支护方式。对于Ⅳ级和Ⅳ以上的围岩在支护过程中一般要采用钢拱架支撑。钢拱架支撑的施工步骤一般为：测量放样→立钢架→钻锁脚锚杆孔→安装锁脚锚杆→焊接纵向连接筋→下一道工序。钢拱架可以采用工字钢、H型钢、钢格栅或钢筋制成。钢拱架的整体刚度较大，可以在隧道开挖初期提供一定的支护刚度。

其中钢拱架可以很好的与锚杆、钢筋网、喷射混凝土相结合，构成联合支护，增强支护效果。施工钢拱架时，需要将两根钢拱架输送进入隧道内，随后举升到隧道撑子面，然后工人员在两钢拱架之间采用螺栓连接，从而才能完成两根钢拱架的螺栓连接。然而，两段钢拱架对接的的过程中，钢拱架的空中姿态也在发生变化，采用一般的升降装置无法实现俯仰、水平旋转等姿态调整，无法适应钢拱架的位置变化，即平台很难将两根钢拱架的待连接处支撑（因为待连接处都支撑于平台后才方便工人进行螺栓连接），导致费时费力，施工难度大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于隧道支护施工设备的工作平台机械手。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种用于隧道支护施工设备的工作平台机械手，它包括多级伸缩臂、连接座和工作平台篮油缸，多级伸缩臂的末端与连接座铰接，连接座与多级伸缩臂之间设置有大臂变幅油缸，大臂变幅油缸的缸筒铰接于多级伸缩臂上，大臂变幅油缸的活塞杆铰接于连接座上，所述的大臂变幅油缸设置有两个，两个大臂变幅油缸并行设置，所述的大臂变幅油缸的上方还设置有随动油缸，随动油缸的缸筒铰接于多级伸缩臂的下端，随动油缸的活塞杆铰接于连接座上，所述的多级伸缩臂的首端铰接有平台支架座，平台支架座的顶部设置有回转马达，回转马达的输出轴上设置有工作平台篮安装座，工作平台篮安装座上安装有工作平台篮，所述的多级伸缩臂的首端还固设有机架，机架与平台支架座之间设置有工作平台篮油缸，工作平台篮油缸的缸筒铰接于机架上，工作平台篮油缸的活塞杆铰接于平台支架座的底部。

具体地，所述的多级伸缩臂包括大臂伸缩油缸、第一级臂总成、第二级臂总成、第三级臂总成和同步伸缩机构，所述的第二级臂总成安装于第一级臂总成内，第三级臂总成安装于第二级臂总成内，同步伸缩机构连接第一级臂总成、第二级臂总成和第三级臂总成，所述的大臂伸缩油缸设置在第一级臂总成内。

具体地，所述的平台支架座铰接于第三级臂总成上。

具体地，所述的机架固定于第三级臂总成上。

具体地，所述的第一级臂总成铰接于连接座上。

本实用新型具有以下优点：本实用新型结构紧凑、降低了施工难度、降低施工成本、能够任意举升到两段钢拱架之间的区域、操作简单。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图中：1-连接座，2-第一级臂总成，3-同步伸缩机构，4-第二级臂总成，5-第三级臂总成，6-工作平台篮，7-随动油缸，8-大臂伸缩油缸，9-大臂变幅油缸，10-工作平台篮油缸，11-回转马达，13-机架，14-平台支架座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种用于隧道支护施工设备的工作平台机械手，它包括多级伸缩臂、连接座1和工作平台篮油缸10，多级伸缩臂的末端与连接座1铰接，连接座1与多级伸缩臂之间设置有大臂变幅油缸9，大臂变幅油缸9的缸筒铰接于多级伸缩臂上，大臂变幅油缸9的活塞杆铰接于连接座1上，所述的大臂变幅油缸9设置有两个，两个大臂变幅油缸9并行设置，所述的大臂变幅油缸9的上方还设置有随动油缸7，随动油缸7的缸筒铰接于多级伸缩臂的下端，随动油缸7的活塞杆铰接于连接座1上，所述的多级伸缩臂的首端铰接有平台支架座14，平台支架座14的顶部设置有回转马达11，回转马达11的输出轴上设置有工作平台篮安装座，工作平台篮安装座上安装有工作平台篮6，所述的多级伸缩臂的首端还固设有机架13，机架13与平台支架座14之间设置有工作平台篮油缸10，工作平台篮油缸10的缸筒铰接于机架13上，工作平台篮油缸10的活塞杆铰接于平台支架座14的底部。

进一步地，所述的多级伸缩臂包括大臂伸缩油缸8、第一级臂总成2、第二级臂总成4、第三级臂总成5和同步伸缩机构3，所述的第二级臂总成4安装于第一级臂总成2内，第三级臂总成5安装于第二级臂总成4内，同步伸缩机构3连接第一级臂总成2、第二级臂总成4和第三级臂总成5，所述的大臂伸缩油缸8设置在第一级臂总成2内。

进一步地，所述的平台支架座14铰接于第三级臂总成5上。

进一步地，所述的机架13固定于第三级臂总成5上。

进一步地，所述的第一级臂总成2铰接于连接座1上。

本实用新型的工作过程如下：使用前，将连接座1安装于隧道作业车上，工人站在工作平台篮6内。当要将隧道内两根钢拱架螺栓连接时，先控制大臂变幅油缸9活塞杆伸出，多级伸缩臂与连接座1之间角度增大，同时由于设置有两个大臂变幅油缸9，两个大臂变幅油缸9可以控制多级伸缩臂左右的摇摆，通过一个大臂变幅油缸9伸，另一个大臂变幅油缸9缩来实现，依次控制第二级臂总成4和第三级总成5伸出，设置的同步伸缩机构3可以控制第二级臂总成4和第三级总成5同时伸出和缩回，通过伸出多级伸缩臂可以使工作平台篮6快速到达隧道撑子面处，实现了初步定位；然后控制工作平台篮油缸10活塞杆伸出或缩回，同时控制回转马达11的正向或反向旋转，以保证工作平台篮油缸10精确的支撑于两根钢拱架的待连接处，在控制工作平台篮6伸出的同时控制工作平台篮6始终保持水平的位置，实现这种功能的关键在于随动油缸7的液压油是与工作平台篮油缸10的液压油想通的，在随动油缸7随着一个大臂变幅油缸9俯仰动作时工作平台篮油缸10也随着一起俯仰运动，且俯仰的角度相同，因此该平台机械抓手能够适应钢拱架的位置变化，降低了施工难度、降低施工成本，保证了两根钢拱架的轻松螺栓连接，提高了施工效率。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。