一种全液压劈裂台车的制作方法

本实用新型涉及基建和地下工程施工设备领域，特别是涉及一种全液压劈裂台车。

背景技术：

随着城市基建施工中对环保、安全及高效意识的提高，以及国家相关基建施工法令的制定实施，免爆隧道快速掘进施工将是城市地铁隧道工程掘进施工过程中的一种越来普遍的工法，主要用于城市地铁隧道的快速高效安全的掘进，例如广州地铁修建，其中十三号线、十一号线等线路车站的修建。广州地铁十三号线沿着广州市主干道地下施工，地表沿线二侧均有高层和超高层建构筑物，为避免传统爆破施工对周边建构筑物扰动，适合洞桩法小巷道掘进施工。

掌子面钻孔通常采用气腿式风钻、潜孔风动钻机等设备，施工人员多，风能耗电高，速度缓慢，高空作业安全隐患多，施工环境恶劣，安全性差。劈裂过程的孔径小，人工耗时，高空作业，效率低下，不易插入，且手持劈裂功率小，劈裂笨重，移动不便，楔形块易坏。

技术实现要素：

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种结构紧凑、安全高效、操作方便的全液压劈裂台车。

本实用新型的全液压劈裂台车，包括车体和设置于所述车体上的钻臂总成和劈裂作业平台；

所述钻臂总成包括钻臂、托架、折叠推进梁和凿岩机；所述钻臂的后部可调节设置于所述车体上，所述托架可调节设置于所述钻臂的前部，所述折叠推进梁可移动设置于所述托架上，所述凿岩机可拆卸设置于所述折叠推进梁上；

所述劈裂作业平台位于所述钻臂总成的一侧，所述劈裂作业平台包括平台臂、平台架和机械手，所述平台臂的后部可调节设置于所述车体上，所述平台架设置于所述平台臂的前部，所述机械手可调节设置于所述平台架上。

本实用新型的全液压劈裂台车通过设置钻臂总成和劈裂作业平台，钻臂与车体、钻臂与托架、托架与折叠推进梁之间均可以调节角度，可以进行360°立体覆盖的凿眼，解决了现有技术的劈裂设备只有单向工作面的问题；折叠推进梁可以根据钻眼深度进行伸缩操作，进一步扩展了凿眼和劈裂的范围，在行走时，将折叠推进梁收缩，使台车程度缩短，便于在小导洞和横通道90°直角转弯；劈裂作业平台可以方便人工近距离操作，解决了现有技术劈裂设备的劈裂棒远距离难以操作控制、劈裂棒笨重人工很难插取的问题；机械手可以任意抓取劈裂棒。

进一步优选地，所述钻臂总成还包括钻臂座和摆动举升缸；

所述钻臂座固定于所述车体上，所述钻臂的后部枢接于所述钻臂座上；

所述摆动举升缸的缸体枢接于所述钻臂座上，其活塞杆与所述钻臂的中部铰接。

所述钻臂座可以增加所述钻臂的枢接强度，所述摆动举升缸可以推动所述钻臂摆臂，以调节所述钻臂的角度。

进一步优选地，所述钻臂总成还包括推进座、平衡保持缸和旋转缸；

所述推进座枢接于所述钻臂的前部；

所述平衡保持缸的缸体枢接于所述钻臂的前部，其活塞杆与所述推进座铰接；

所述旋转缸的的缸体固定在所述推进座上，其旋转轴与所述托架连接。

所述平衡保持缸可以推动所述推进座移动并保持其平衡，所述旋转缸则可以带动所述托架转动从而进行立体覆盖的凿眼。

进一步优选地，所述钻臂总成还包括拐臂体，其两端分别与所述旋转缸的旋转轴和所述托架连接。

所述拐臂体增加了所述旋转轴和所述托架的连接稳定性，并使得所述托架具有良好的转动性。

进一步优选地，所述钻臂总成还包括推进保持缸；

所述推进保持缸的缸体枢接于所述托架上，其活塞杆与所述拐臂体铰接。

所述推进保持缸可以推动所述托架在所述推进座上转动。

进一步优选地，所述钻臂总成还包括推进延伸缸；

所述推进延伸缸的缸体固定在所述托架上，其活塞杆与所述折叠推进梁连接并可带动所述折叠推进梁移动。

所述推进延伸缸可以推动所述折叠推进梁在所述托架上移动，从而补偿推进行程，加大钻深，带动所述凿岩机进行凿眼。

进一步优选地，所述折叠推进梁包括一级推进梁和二级推进梁；

一级推进梁可移动设置于所述托架上，所述推进延伸缸的活塞杆与所述一级推进梁连接；

所述二级推进梁可移动平行设置于所述一级推进梁上，所述凿岩机可拆卸设置于所述二级推进梁上。

所述一级推进梁和所述二级推进梁可以进行伸缩操作，扩展了凿眼和劈裂的范围，在行走时，将折叠推进梁收缩，使台车程度缩短，便于在小导洞和横通道90°直角转弯。

进一步优选地，所述机械手包括第一机械臂、第二机械臂和抓手，所述第一机械臂通过第一转动组件枢接于所述平台架上，所述第一机械臂和所述第二机械臂通过第二转动组件连接，所述第二机械臂的上端设置有第三转动组件，所述抓手设置于所述第三转动组件上；

所述第一转动组件包括第一z轴转动器和第一y轴转动器，所述第一z轴转动器固定于所述平台架上，其可带动所述第一y轴转动器绕z轴转动，所述第一y轴转动器可带动所述第一机械臂绕y轴转动；

所述第二转动组件包括第二z轴转动器和第二y轴转动器，所述第二z轴转动器固定于所述第一机械臂上，其可以带动所述第二y轴转动器绕z轴转动，所述第二y轴转动器与所述第二机械臂连接并可带动所述第二机械臂绕y轴转动；

所述第三转动组件z轴滑动器和第三z轴转动器，所述z轴滑动器固定于所述第二机械臂上，所述z轴滑动器与所述第三z轴转动器连接并可带动所述第三z轴转动器在z向滑动，所述第三z轴转动器与所述抓手连接并可带动所述抓手绕z轴转动；

所述抓手可抓取劈裂棒。

设置的所述机械手可以对所述劈裂棒进行抓取、插入和抽出等近距离操作，不同于在驾驶室内的远距离控制，其控制更为方便和精确，降低了控制难度。

进一步优选地，所述平台臂包括一级平台臂和二级平台臂；

所述一级平台臂的后部枢接于所述车体上，所述二级平台臂可滑动设置于所述一级平台臂上；

所述劈裂作业平台还包括平台保持缸和平台推进缸；

所述平台保持缸的缸体枢接于所述车体上，其活塞杆与所述平台臂铰接；

所述平台推进缸的缸体固定在所述二级平台臂上，其活塞杆与所述一级平台臂连接。

所述平台保持缸可以调节所述平台臂的角度，所述平台推进缸可以推动所述二级平台臂可以在所述一级平台臂上滑动，进而调节所述平台架与所述钻臂总成的距离，以方便人工操作。

进一步优选地，所述车体的底部设置有履带。

相对于现有技术，本实用新型的全液压劈裂台车通过设置钻臂总成和劈裂作业平台，钻臂与车体、钻臂与托架、托架与折叠推进梁之间均可以调节角度，可以进行360°立体覆盖的凿眼，解决了现有技术的劈裂设备只有单向工作面的问题；折叠推进梁可以根据钻眼深度进行伸缩操作，进一步扩展了凿眼和劈裂的范围，在行走时，将折叠推进梁收缩，使台车程度缩短，便于在小导洞和横通道90°直角转弯；劈裂作业平台可以方便人工近距离操作，解决了现有技术劈裂设备的劈裂棒远距离难以操作控制、劈裂棒笨重人工很难插取的问题；机械手可以任意抓取劈裂棒。本实用新型的全液压劈裂台车具有结构紧凑、安全高效、操作方便等特点。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1是实施例一的全液压劈裂台车优选结构的立体结构示意图。

图2是实施例一的全液压劈裂台车优选结构的侧视图。

图3是实施例一的全液压劈裂台车优选结构的俯视图。

图4是机械手优选结构的结构示意图。

图5是实施例二的全液压劈裂台车优选结构的立体结构示意图。

图6是实施例二的全液压劈裂台车优选结构的局部结构示意图。

具体实施方式

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念。因此，有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

实施例一

请参阅图1-图3。图1是实施例一的全液压劈裂台车优选结构的立体结构示意图。图2是实施例一的全液压劈裂台车优选结构的侧视图。图3是实施例一的全液压劈裂台车优选结构的俯视图。

本实用新型的全液压劈裂台车，包括车体1和设置于所述车体1上的钻臂总成2和劈裂作业平台3。

具体地，所述钻臂总成2包括钻臂21、托架22、折叠推进梁23和凿岩机24。所述钻臂21的后部可调节设置于所述车体1上，所述托架22可调节设置于所述钻臂21的前部，所述折叠推进梁23可移动设置于所述托架22上，所述凿岩机24可拆卸设置于所述折叠推进梁23上。

所述折叠推进梁23的刚度大、减小钻杆成本，且钻孔更直，抗弯、抗扭强度更高。推进力达到20kn，可快速钻孔，降低钻杆成本。

所述钻臂总成2还包括钻臂座25和摆动举升缸26。

所述钻臂座25固定于所述车体1上，所述钻臂21的后部枢接于所述钻臂座25上。所述钻臂座25可以增加所述钻臂21的枢接强度。

所述摆动举升缸26的缸体枢接于所述钻臂座25上，其活塞杆与所述钻臂21的中部铰接。本实施例的所述摆动举升缸26为两个，两个所述摆动举升缸设置为三角形，所述摆动举升缸26可以推动所述钻臂21摆臂，以调节所述钻臂21的角度，本实施例的所述钻臂21的摆动角度为±45°，举升角度为+65°/-30°。

优选地，所述钻臂总成2还包括推进座27、平衡保持缸28和旋转缸29。

所述推进座27枢接于所述钻臂21的前部。所述平衡保持缸28的缸体枢接于所述钻臂21的前部，其活塞杆与所述推进座27铰接。

所述旋转缸29的的缸体固定在所述推进座27上，其旋转轴与所述托架22连接。所述旋转缸29可以带动所述托架22旋转360°。

所述平衡保持缸28可以推动所述推进座27移动并保持其平衡，所述旋转缸则可以带动所述托架22转动从而进行立体覆盖的凿眼。

所述钻臂总成2还包括拐臂体210，其两端分别与所述旋转缸的旋转轴和所述托架22连接。所述拐臂体210增加了所述旋转轴和所述托架22的连接稳定性，并使得所述托架22具有良好的转动性。

所述钻臂总成2还包括推进保持缸211。

所述推进保持缸211的缸体枢接于所述托架22上，其活塞杆与所述拐臂体27铰接。所述推进保持缸211可以推动所述托架22在所述推进座27上转动。

所述劈裂作业平台3位于所述钻臂总成2的一侧，所述劈裂作业平台3包括平台臂31、平台架32和机械手35，所述平台臂31的后部可调节设置于所述车体1上，所述平台架32设置于所述平台臂31的前部，所述机械手35可调节设置于所述平台架32上。

所述平台臂31包括一级平台臂311和二级平台臂312。

所述一级平台臂311的后部枢接于所述车体1上，所述二级平台臂312可滑动设置于所述一级平台臂311上。

所述劈裂作业平台3还包括平台保持缸33和平台推进缸34。

所述平台保持缸33的缸体枢接于所述车体1上，其活塞杆与所述平台臂31铰接。所述平台推进缸34的缸体固定在所述二级平台臂312上，其活塞杆与所述一级平台臂311连接。

所述平台保持缸33可以调节所述平台臂31的角度，所述平台推进缸34可以推动所述二级平台臂312可以在所述一级平台臂311上滑动，进而调节所述平台架32与所述钻臂总成2的距离，以方便人工操作。

优选地，请参阅图4，图4是机械手优选结构的结构示意图。本实施例的所述机械手35具有六个自由度，可以在空间内任意抓取，其优选地包括第一机械臂351、第二机械臂352和抓手353，所述第一机械臂351通过第一转动组件枢接于所述平台架32上，所述第一机械臂351和所述第二机械臂352通过第二转动组件连接，所述第二机械臂352的上端设置有第三转动组件，所述抓手353设置于所述第三转动组件上。

具体地，所述第一转动组件包括第一z轴转动器354和第一y轴转动器355，所述第一z轴转动器354固定于所述平台架32上，其可带动所述第一y轴转动器355绕z轴转动，而所述第一y轴转动器355可带动所述第一机械臂351绕y轴转动。

所述第二转动组件包括第二z轴转动器356和第二y轴转动器357，所述第二z轴转动器356固定于所述第一机械臂351上，其可以带动所述第二y轴转动器357绕z轴转动，而所述第二y轴转动器357与所述第二机械臂352连接并可带动所述第二机械臂352绕y轴转动。

所述第三转动组件z轴滑动器358和第三z轴转动器359，所述z轴滑动器358固定于所述第二机械臂352上，所述z轴滑动器358与所述第三z轴转动器359连接并可带动所述第三z轴转动器359在z向滑动，而所述第三z轴转动器359与所述抓手353连接并可带动所述抓手353绕z轴转动。

所述抓手353可抓取劈裂棒36。所述劈裂棒36与台车的液压系统压力不同，在台车上需要单独安装一高压泵等液压部件的液压系统，液压油箱共用，提供劈裂系统的高压油。

所述第一z轴转动器354、所述第一y轴转动器355、所述第二z轴转动器356、所述第二y轴转动器357、所述z轴滑动器358和所述第三z轴转动器359可以根据需要选用液压马达或液压手腕。

通过将所述机械手35设置为上述结构，使其具有六个自由度，可以人工在所述平台架32上使用所述机械手35抓取劈裂棒36插入到钻好的孔里，插好第一根劈裂棒36后，再通过所述平台臂31和所述机械手35的移动，抓取第二根劈裂棒36插入钻好的孔，依次类推，劈裂台车上可以配置六个劈裂棒，全部安装好后，再同时劈裂，达到裂石效果。

设置的所述机械手35可以对所述劈裂棒36进行抓取、插入和抽出等近距离操作，不同于在驾驶室内的远距离控制，其控制更为方便和精确，降低了控制难度。

所述车体1的底部设置有履带101，其主要部件有引导轮、驱动轮、涨紧装置和拖轮，采用双速液压马达驱动，低速：0-2.2km/h，高速：2-4.2km/h，爬坡度：25°。

本实施例的所述全液压劈裂台车还设置了驾驶室4、电缆卷筒5、液压支腿6、电动系统7、电气系统8、空气系统9、水泵系统10、劈裂动力系统11、比例阀组12和换热器13。

所述驾驶室4设置于所述车体1的中部，所述驾驶室4内设置有操作台41。

所述电缆卷筒5设置于所述车体1的后部。

所述液压支腿6可拆卸设置于所述车体1下方。所述液压支腿6可以放在所述车体1下方用于平衡车体1。

所述电动系统7、所述电气系统8、所述空气系统9、所述水泵系统10和所述劈裂动力系统11设置于所述车体1的中部。

本实施例采用ut-ks2880配置所述电动系统7。由于隧道施工环境封闭，电机驱动具有污染小，噪音低，维护方便等优点。

所述比例阀组12设置于所述车体1的前部，比例阀组12可以对各油缸进行控制。所述换热器13设置于所述车体的后部。

实施例二

请参阅图5-图6。图5是实施例二的全液压劈裂台车优选结构的立体结构示意图。图6是实施例二的全液压劈裂台车优选结构的局部结构示意图。

本实施例的全液压劈裂台车的结构与实施例一的全液压劈裂台车的结构大致相同，不同之处在于，本实施例的所述钻臂总成2还包括推进延伸缸212。所述推进延伸缸212的缸体固定在所述托架22上，其活塞杆与所述折叠推进梁23连接并可带动所述折叠推进梁23移动。所述推进延伸缸212可以推动所述折叠推进梁23在所述托架22上移动，从而补偿推进行程，加大钻深，带动所述凿岩机24进行凿眼。

所述折叠推进梁23优选地包括一级推进梁231和二级推进梁232。

一级推进梁231可移动设置于所述托架22上，所述推进延伸缸212的活塞杆与所述一级推进梁231连接。所述二级推进梁232可移动平行设置于所述一级推进梁231上，所述凿岩机24可拆卸设置于所述二级推进梁232上。

所述一级推进梁231和所述二级推进梁232之间亦可设置一推进缸，以带动所述二级推进梁232在所述一级推进梁231上移动。

所述一级推进梁231和所述二级推进梁232可以进行伸缩操作，扩展了凿眼和劈裂的范围，在行走时，将折叠推进梁23收缩，使台车程度缩短，便于在小导洞和横通道90°直角转弯。

所述摆动举升缸26、所述平衡保持缸28、所述旋转缸29、所述推进保持缸211、所述推进延伸缸212、所述平台保持缸33和所述平台推进缸34均为油缸，所述比例阀组12可以对这些油缸进行控制。

本实用新型的全液压劈裂台车凿眼和劈裂的角度可以立体覆盖，不同于其他液压劈裂设备只有单向工作面或不能够形成立体工作面，且其具有隧道径向锚杆、小导管凿孔功能，其钻孔深度≥3000mm，所述钻臂21的最大作业高度为6.4-8m，所述劈裂作业平台3的最大作业高度为6m，单杆钻孔深度大于3m，最大钻孔直径为120mm，液压顶驱冲击功率为20kw。劈裂机最大流量为9l/min，压力120mpa，可配5-10根劈裂棒36，岩体劈裂效果好。

本实用新型的全液压劈裂台车的劈裂施工工艺为：

先在断面左下角(贴底部)施钻直径120mm、深度2m的孔。邻孔施钻大约2m(约18个孔)，行成凌空面。然后在周边每隔400mm钻直径120mm的大孔，同时每两个大孔之间钻一个直径45mm的小孔。其他区域按爆破孔排列钻120mm的孔。快速成孔后，用所述机械手35(也可人工辅助)将所述劈裂棒36插入孔内，逐层劈裂，每次劈裂后行成更大的凌空面。使用破碎锤逐层破碎开挖，并清理。

通过本实用新型的全液压劈裂台车对掌子面岩石快速大孔径钻孔，使用所述机械手25安装劈裂棒36，静态液压涨裂，快速形成凌空面，安全高效掘进，是城市地铁施工的最佳选择，尤其适合小导洞与恒通道成90°角的洞桩法施工。

相对于现有技术，本实用新型的全液压劈裂台车通过设置钻臂总成和劈裂作业平台，钻臂与车体、钻臂与托架、托架与折叠推进梁之间均可以调节角度，可以进行360°立体覆盖的凿眼，解决了现有技术的劈裂设备只有单向工作面的问题；折叠推进梁可以根据钻眼深度进行伸缩操作，进一步扩展了凿眼和劈裂的范围，在行走时，将折叠推进梁收缩，使台车程度缩短，便于在小导洞和横通道90°直角转弯；劈裂作业平台可以方便人工近距离操作，解决了现有技术劈裂设备的劈裂棒远距离难以操作控制、劈裂棒笨重人工很难插取的问题；机械手可以任意抓取劈裂棒。本实用新型的全液压劈裂台车具有结构紧凑、安全高效、操作方便等特点。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。