一种隧道防水卷材铺设台车及其工作臂装置的制作方法

本实用新型涉及隧道施工设备技术领域，更具体地说，涉及一种隧道防水卷材铺设台车的工作臂装置。此外，本实用新型还涉及一种包括上述工作臂装置的隧道防水卷材铺设台车。

背景技术：

在隧道建设施工中，为了防止隧道内渗漏水，通常在初期支护后的隧道内部轮廓面上铺设土工布和防水板等防水卷材。

目前，我国通常采用土工布及防水板铺设台车，并结合人工辅助铺设的方式来完成隧道防水卷材的铺设施工。

现有技术中的土工布及防水板铺设台车通常包括拱形钢架结构和具有不同高度的伸出平台。施工时，施工人员站在不同高度的伸出平台上协助作业，将土工布及防水板沿拱形钢架结构输送、下料和挪动，然后使土工布及防水板定位固定等，以完成土工布及防水板的铺设。

然而，这种铺设方式，不仅人工劳动强度大，工作效率低，而且，现有的拱形钢架结构的轮廓尺寸通常以隧道截面为基准而设计，因此，只能适应固定截面的施工，不能满足不同截面或大变截面巷道的隧道防水卷材铺设，使用范围小，给隧道防水卷材的铺设施工造成诸多不便。

综上所述，如何使隧道防水卷材铺设台车能够适应不同截面或大变截面巷道的隧道防水卷材铺设，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种隧道防水卷材铺设台车的工作臂装置，能够适应不同截面或大变截面巷道的隧道防水卷材铺设，适用范围广，给隧道防水卷材的铺设施工带来诸多便利。

本实用新型的另一目的是提供一种包括上述工作臂装置的隧道防水卷材铺设台车，可满足不同截面或大变截面巷道的隧道防水卷材铺设需求，适用范围广，施工方便。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种隧道防水卷材铺设台车的工作臂装置，包括：

两个用于设置在隧道防水卷材铺设台车的工作臂，所述工作臂可伸缩；

用于设置防水卷材的悬挂装置，所述悬挂装置的两端分别与两个所述工作臂的伸出端相连；

与两个所述工作臂均相连、用于驱动两个所述工作臂同步转动的旋转驱动装置，以使所述工作臂的伸出端沿隧道内轮廓截面运动。

优选地，所述旋转驱动装置包括：

两个分别用于独立驱动两个所述工作臂转动的旋转机构，两个所述旋转机构分别与两个所述工作臂一一对应相连；

用于保证两个所述工作臂同步转动的横梁，所述横梁的两端分别与两个所述旋转机构的输出端相连。

优选地，所述旋转机构包括：

用于固设于所述隧道防水卷材铺设台车的安装底座；

与所述安装底座转动连接的回转支撑，所述工作臂和所述横梁分别与所述回转支撑固定连接；

与所述回转支撑相连、用于驱动所述回转支撑转动的至少一个旋转驱动件。

优选地，所述旋转驱动件包括回转减速机和与所述回转减速机的输出轴相连的主动齿轮；所述回转支撑包括用于与所述主动齿轮啮合传动的从动齿轮。

优选地，当所述旋转驱动件的数量为至少两个时，所有所述旋转驱动件沿所述回转支撑的转动轴周向均匀分布。

优选地，所述工作臂包括至少两节轴线共线的伸缩臂，任意相邻两节所述伸缩臂滑动套接；还包括：

与各节所述伸缩臂一一对应相连、用于驱动对应的所述伸缩臂沿其轴向移动的伸缩驱动装置。

优选地，所述工作臂远离所述伸出端的一端设有配重块。

优选地，所述工作臂的一侧设有用于与所述旋转驱动装置固连的安装板。

优选地，所述悬挂装置包括：

分别与两个所述工作臂的伸出端转动连接的两个摆臂；

两端分别与两个所述摆臂可拆卸连接且用于挂设防水卷材的支撑杆；

与所述摆臂相连、用于驱动所述摆臂转动的摆臂驱动装置。

一种隧道防水卷材铺设台车，包括底盘，还包括上述任意一项隧道防水卷材铺设台车的工作臂装置，所述工作臂装置设于所述底盘。

本实用新型提供的隧道防水卷材铺设台车的工作臂装置，使用时，将防水卷材设置在悬挂装置上，通过旋转驱动装置驱动两个工作臂同步转动，以使工作臂的伸出端沿隧道内轮廓截面运动，从而使工作臂的输出端带动悬挂装置平稳转动，达到铺设防水卷材的目的。

由于工作臂可伸缩，因此，在工作臂转动的过程中可同时调整伸缩臂的长度，使伸缩臂的伸出端始终沿隧道内轮廓截面运动，以使工作臂适应不同截面或大变截面的隧道防水卷材的铺设施工。当将其应用于隧道防水卷材铺设台车上时，可满足不同截面或大变截面巷道的隧道防水卷材铺设需求，适用范围广，施工方便。

本实用新型提供的隧道防水卷材铺设台车，包括上述工作臂装置，具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的隧道防水卷材铺设台车的工作臂装置具体实施例的结构示意图(悬挂装置未示出)；

图2为图1中旋转驱动装置的结构示意图；

图3为图1中工作臂1的结构示意图。

图1-图3中的附图标记如下：

1为工作臂、11为伸缩臂、12为伸缩驱动装置、13为配重块、14为安装板、2为旋转机构、21为安装底座、22为回转支撑、221为从动齿轮、23为旋转驱动件、231为回转减速机、232为主动齿轮、3为横梁。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种隧道防水卷材铺设台车的工作臂装置，能够适应不同截面或大变截面巷道的隧道防水卷材铺设，适用范围广，给隧道防水卷材的铺设施工带来诸多便利。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述工作臂装置的隧道防水卷材铺设台车，可满足不同截面或大变截面巷道的隧道防水卷材铺设需求，适用范围广，施工方便。

请参考图1-图3，图1为本实用新型所提供的隧道防水卷材铺设台车的工作臂装置具体实施例的结构示意图(悬挂装置未示出)；图2为图1中旋转驱动装置的结构示意图；图3为图1中工作臂1的结构示意图。

本实用新型提供一种隧道防水卷材铺设台车的工作臂装置，包括两个可伸缩的工作臂1、用于设置防水卷材的悬挂装置和用于驱动两个工作臂1同步转动的旋转驱动装置，悬挂装置设于两个工作臂1之间，且悬挂装置的两端分别与两个工作臂1的伸出端相连；旋转驱动装置的输出端分别与两个工作臂1相连，以驱动两个工作臂1同步转动，从而使工作臂1带动悬挂装置运动，进而在施工人员的辅助作用下完成防水卷材的铺设。

两个工作臂1用于设于隧道防水卷材铺设台车上，优选地，当将两个工作臂1设于隧道防水卷材铺设台车上时，两个工作臂1对称设于隧道防水卷材铺设台车的头部和尾部，以方便工作臂1运动，避免隧道防水卷材铺设台车的其它部件干涉工作臂1运动。

需要说明的是，旋转驱动装置驱动工作臂1转动，主要是指驱动工作臂1沿隧道的内轮廓截面转动。工作臂1可伸缩，以保证工作臂1的长度可调节。

根据运动的合成原理可知，在旋转驱动装置驱动工作臂1转动的同时，工作臂1同步进行伸缩运动时，可实现工作臂1伸出端的复合运动，也即，可在工作臂1转动的过程中同时调整伸缩臂11的长度，使伸缩臂11的伸出端始终沿隧道内轮廓截面运动。这可以使工作臂1适应不同截面或大变截面的隧道防水卷材的铺设施工。

可以理解的是，两个工作臂1的伸出端分别对悬挂装置的两端起到支撑作用，以确保悬挂装置具有较稳定的支撑结构，从而保证悬挂装置受力均匀，确保防水卷材铺设的平稳性。

同时，两个工作臂1同步转动，可确保悬挂装置两端运动的一致性，从而进一步保证防水卷材铺设的平稳性。

另外，两个工作臂1还适用于较宽防水卷材(如土工布或防水板)的铺设，以便将防水卷材设计成大幅面及多层结构，从而可减少接缝，加强防渗效果。

需要说明的是，本实用新型对两个工作臂1之间的距离不做具体限定，具体可以根据实际所铺设的防水卷材的宽度来确定。当然，可以将两个工作臂1之间的距离尽量设置的大一些，这样，可以使不同宽度的防水卷材均能设于位于两个工作臂1之间的悬挂装置上，同时，可在悬挂装置上设置位置可调的限位装置，以限定防水卷材在悬挂装置上的位置，避免当防水卷材的宽度较小时，沿悬挂装置晃动。

本实用新型对旋转驱动装置的具体结构及其驱动形式不做限定，只要能够驱动两个工作臂1同步转动即可。例如，两个工作臂1可以通过一根连接轴相连，旋转驱动装置可以为电机等能够输出旋转运动的驱动装置，旋转驱动装置的输出轴与该连接轴相连，通过驱动连接轴转动，以使连接轴带动两个工作臂1同步转动。

当然，还可以是这样的结构，旋转驱动装置包括两个分别用于独立驱动两个工作臂1转动的旋转驱动单元，两个旋转驱动单元分别与两个工作臂1一一对应相连，并通过伺服控制系统控制两个工作臂1同步转动。

作为一种优选方式，在上述实施例的基础之上，旋转驱动装置包括两个分别与两个工作臂1一一对应相连的旋转机构2，单个旋转机构2用于独立驱动对应的工作臂1转动，两个旋转机构2的输出端之间通过横梁3相连，也即，通过设置横梁3来从机械结构方面强制保证两个工作臂1的同步转动。这既可以保证每个工作臂1均具有足够的驱动力，同时，可降低两个工作臂1同步转动的控制成本。

可以理解的是，该横梁3需具有足够的结构强度和抗扭曲性。

考虑到旋转机构2的具体结构，在上述实施例的基础之上，单个旋转机构2包括用于固设于隧道防水卷材铺设台车的安装底座21、与安装底座21转动连接的回转支撑22以及与回转支撑22相连的至少一个旋转驱动件23，工作臂1和横梁3分别与回转支撑22固定连接。

也就是说，安装时，旋转机构2通过安装底座21固设于隧道防水卷材铺设台车上，优选地，安装底座21通过螺栓安装在隧道防水卷材铺设台车上。

工作臂1固设于回转支撑22上，也即，工作臂1通过回转支撑22和安装底座21间接设于隧道防水卷材铺设台车上，回转支撑22对工作臂1起到固定支撑作用，旋转驱动件23用于驱动回转支撑22转动，以使回转支撑22带动工作臂1转动。

另外，横梁3的两端分别与两个回转支撑22固连，以确保两个回转支撑22同步转动，从而使两个回转支撑22带动两个工作臂1同步转动。

优选地，回转支撑22设有法兰盘，工作臂1设有用于与法兰盘连接的安装板14，横梁3的两端分别设有用于与法兰盘相连的转接座。

进一步优选地，安装板14、转接座以及法兰盘的形状和大小大致相同。优选地，法兰盘为圆形法兰盘，安装板14为圆形安装板14，转接座为圆形转接座。

需要说明的是，本实用新型对旋转驱动件23的具体数量不做限定，旋转驱动件23的数量越多，则为回转支撑22提供的转动动力越充足。

为了保证回转支撑22受力的均匀性，在上述实施例的基础之上，当旋转驱动件23的数量为至少两个时，所有旋转驱动件23沿回转支撑22的转动轴周向均匀分布。

优选地，旋转驱动件23的数量为两个，两个旋转驱动件23绕回转支撑22的转动轴呈180度布置，以在确保回转支撑22具有较大扭矩输出的同时，节省空间，使结构更加紧凑。

考虑到旋转驱动件23的具体结构的实现，在上述实施例的基础之上，旋转驱动件23包括回转减速机231和与回转减速机231的输出轴相连的主动齿轮232；回转支撑22包括用于与主动齿轮232啮合传动的从动齿轮221。

也就是说，本实施例中，通过回转减速机231驱动主动齿轮232转动，并通过主动齿轮232与从动齿轮221的啮合传动，带动回转支撑22转动，进而使回转支撑22带动工作臂1转动。

优选地，回转减速机231设于安装底座21。

考虑到工作臂1可伸缩的具体实现方式，在上述任一项实施例的基础之上，工作臂1包括至少两节首尾依次滑动套接的伸缩臂11和与各节伸缩臂11一一对应相连且用于驱动对应的伸缩臂11伸缩的伸缩驱动装置12。

也就是说，本实施例中的工作臂1具有多节伸缩臂11，并通过多节伸缩臂11的伸缩，来综合调整工作臂1的整体长度，这可以增大工作臂1长度的调整范围。

优选地，相邻两节伸缩臂11通过滑轨和滑槽的配合，实现滑动连接。

优选地，伸缩驱动装置12为液压缸，也即，通过液压缸驱动伸缩臂11伸缩。

考虑到隧道防水卷材铺设台车的平衡稳定性，在上述实施例的基础之上，工作臂1远离伸出端的一端设有配重块13。配重块13一方面用于防止隧道防水卷材铺设台车倾覆，另一方面，还可以降低旋转驱动装置的驱动力矩。

可以理解的是，用于与回转支撑22的法兰盘连接的安装板14位于工作臂1的伸出端和配重块13之间，以通过配重块13平衡工作臂1伸出端的重量。

考虑到防水卷材固定的方便性，在上述任一项实施例的基础之上，悬挂装置包括两个分别与两个工作臂1的伸出端转动连接的摆臂、用于驱动摆臂转动的摆臂驱动装置和用于挂设防水卷材的支撑杆，支撑杆的两端分别与两个摆臂可拆卸连接。

也就是说，本实施例通过摆臂的转动来微调悬挂装置的位置，以便于防水卷材的安装固定。

优选地，摆臂驱动装置包括固设于工作臂1伸出端的回转减速电机，该回转减速电机的输出轴与摆臂的转轴相连。

优选地，支撑杆用于插设防水卷材的内芯孔，以使防水卷材通过支撑杆挂设于悬挂装置上。在施工时，在工作臂1的转动及伸缩运动下，并通过施工人员手动推动防水卷材滚动的辅助作用，实现防水卷材的铺设。

可以理解的是，为了方便防水卷材的固定，支撑杆与摆臂可拆卸连接。也即，在安装防水卷材时，首先将支撑杆从摆臂拆卸下来，将支撑杆插入防水卷材的内芯孔内，再将支撑杆的两端分别与两个摆臂固定。

为了延长工作臂1的伸缩距离，优选地，摆臂与用于驱动摆臂伸缩的伸缩油缸相连，以通过摆臂的伸缩增大工作臂1的伸缩距离。

除了上述隧道防水卷材铺设台车的工作臂装置，本实用新型还提供一种包括上述实施例公开的工作臂装置的隧道防水卷材铺设台车，该隧道防水卷材铺设台车还包括底盘，底盘的底部设有行走机构，该工作臂装置设于底盘上。当完成一环防水卷材的铺设后，通过行走机构驱动底盘移动，进而使工作臂装置随着隧道防水卷材铺设台车一起移动，以进行下一环防水卷材的铺设，如此重复，以便实现隧道防水卷材的整体铺设施工。

需要说明的是，本实用新型对底盘、行走机构以及隧道防水卷材铺设台车的其他各部分的结构不做限定，请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的隧道防水卷材铺设台车及其工作臂装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。