一种隧道安全防护装置的制作方法

本实用新型属于隧道工程技术领域，具体涉及一种隧道安全防护装置。

背景技术：

隧道修建是一项极其复杂的大型工程，同时又极具危险性，安全是隧道施工第一大难题，安全事故屡有发生，隧道施工的安全防护是工程施工人员急需解决的问题，采用安全防护措施，对施工人员极其重要，对隧道安全修建起到决定性作用。

在隧道施工过程中，对于拱形钢拱架的架设拼装和紧固还是需要人力来完成，而隧道施工过程中，拱形钢架的体积和质量过于庞大，所以施工比较困难，光靠人力操作不仅效率低下，还容易发生倒塌的危险。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种隧道安全防护装置，解决了人力操作不仅效率低下的问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种隧道安全防护装置，包括承载机构，承载机构上端固定连接有举升机构，举升机构用于举升安装于隧道顶部的拱形钢架；

在车体两侧安装有抓取机构，抓取机构用于抓取安装于隧道两侧的防护钢架。

进一步，举升机构采用液压缸，液压缸的伸出杆上方连接有拱形顶板，拱形顶板用于举升拱形钢架。

进一步，举升机构采用电动伸缩杆，包括电机、输入齿轮、输出齿轮、丝杆螺母和伸缩杆，电机的输出轴与输入齿轮连接，输出齿轮的输出轴与丝杆螺母连接，丝杆螺母套设在伸缩杆上，伸缩杆上方连接有拱形顶板，拱形顶板用于举升拱形钢架。

进一步，举升机构采用气动伸缩缸，气动伸缩缸的伸出杆上方连接有拱形顶板，拱形顶板用于举升拱形钢架。

进一步，抓取机构包括磁性吸盘和连接杆，在车体两侧均开设有滑槽，滑槽内设置有丝杆，丝杆上套设有第一滑块和第二滑块，丝杆一端连接有电机；

连接杆包括交叉设置的第一连接杆和第二连接杆，第一连接杆一端与第一滑块铰接，另一端与磁性吸盘铰接；第二连接杆一端与第二滑块铰接，另一端与磁性吸盘铰接。

进一步，滑块表面均设置有固定扣，磁性吸盘连接侧的表面上设置固定扣，连接杆两端与固定扣铰接。

进一步，在车体上端两侧均固定连接有支撑杆。

进一步，支撑杆表面均设置有弹簧。

进一步，承载机构采用车体，在车体底部四角均设置有万向轮，万向轮上安装有制动装置。

进一步，在车体的后方上侧设有手柄。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型公开了一种隧道安全防护装置，包括承载机构，在承载机构上设有举升机构和抓取机构，当需要将拱形钢架安装在隧道内部时，只需要通过举升机构将拱形钢架顶起；当需要将防护钢架安装在隧道两侧时，使用抓取机构将两侧的防护钢架抓起，再向隧道两侧的墙壁处推动，方便施工人员的安装。因此，本实用新型设计的车体大大地方便了施工人员在隧道内的工作，省去了人力，提高了工作效率。

进一步，举升机构驱动形式可以是液压驱动、电驱动或气驱动，通过伸缩杆的伸缩带动拱形顶板的升降，拱形顶板与拱形钢架均为弧形结构，可以更好地与拱形钢架贴合，在升降过程中接触面积大，更加稳妥。

进一步，抓取机构包括磁性吸盘和连接杆，本实用新型通过在车体两侧开设有滑槽，在滑槽内部设置有丝杆，在丝杆表面设置有滑块，连接杆一端与滑块铰接，另一端与磁性吸盘铰接，通过磁性吸盘将防护钢架吸取后，再通过电机带动连接杆的转动，进而带动磁性吸盘的移动，将防护钢架推进至隧道内部两侧的墙面处，然后人工固定，起到防护的作用。

进一步，本实用新型通过在车体上端两侧固定安装有支撑杆，通过将支撑杆顶端顶在拱形钢架表面，使拱形顶板支撑拱形钢架时更加稳定，防止发生倒塌的危险。

进一步，通过在车体底端设置万向轮和制动装置，使本装置可以是隧道内部随意移动，还可以在隧道内某一固定地点停住不动，方便施工。

附图说明

图1为本实用新型的隧道安全防护装置的结构示意图；

图2为车体的剖视图；

图3为抓取机构的原理示意图。

其中，1为拱形钢架；2为防护钢架；3为拱形顶板；4为举升机构；5为车体；6为支撑杆；7为弹簧；8为万向轮；9为制动装置；10为磁性吸盘；11为滑槽；12为滑块；13为丝杆；14为第三电机；15为连接杆；16为固定扣。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-2所示，本实用新型公开了一种隧道安全防护装置，包括承载机构，承载机构上端固定连接有举升机构4，举升机构4用于举升安装于隧道顶部的拱形钢架1；在承载机构两侧安装有抓取机构，抓取机构用于抓取安装于隧道两侧的防护钢架2。

承载机构采用可移动的车体5。

举升机构4的驱动形式可以是液压驱动、电驱动或气驱动。

第一种实施方式：举升机构4采用液压驱动，举升机构4包括液压缸、油箱、液压泵和第一电机；液压缸的伸出杆上方连接有拱形顶板3，拱形顶板3用于举升拱形钢架1；油箱设置在车体5内，油箱为液压缸提供液压油；液压泵与液压缸通过油管连接，为液压缸吸油；第一电机用于带动液压泵工作。

第二种实施方式：举升机构4采用电动伸缩杆，包括第二电机、输入齿轮、输出齿轮、丝杆13螺母和伸缩杆，第二电机的输出轴与输入齿轮连接，输出齿轮的输出轴与丝杆13螺母连接，丝杆13螺母套设在伸缩杆上，伸缩杆上方连接有拱形顶板3，拱形顶板3用于举升拱形钢架1。第二电机通过齿轮箱减速后带动丝杆13螺母旋转，再将丝杆13螺母的旋转运动转换为伸缩杆的直线运动。

第三种实施方式：举升机构4采用气动伸缩缸，气动伸缩缸的伸出杆上方连接有拱形顶板3，气动伸缩缸通过电磁阀连接空压机，当气动伸缩缸进气时，拱形顶板3伸出，举升拱形钢架1。

拱形顶板3与拱形钢架1通过多个螺栓进行固定连接，防止举升过程中脱落。当拱形钢架1安装好以后，松开螺栓，收回伸缩杆。

一般地，液压缸、电动伸缩杆或气动伸缩缸设置为两个，可以将拱形钢架1更平稳地顶起，从而方便施工人员对拱形钢架1的安装。

抓取机构包括磁性吸盘10和连接杆15，在车体5两侧均开设有滑槽11，滑槽11内设置有丝杆13，丝杆13上套设有两个滑块12，即第一滑块和第二滑块，连接杆15包括交叉设置的第一连接杆15和第二连接杆15，第一连接杆15一端与第一滑块铰接，另一端与磁性吸盘10铰接；第二连接杆15一端与第二滑块铰接，另一端与磁性吸盘10铰接。丝杆13一端连接有第三电机14，方便电性控制磁性吸盘10的左右移动，磁性吸盘10可以将两侧的防护钢架2吸起，再向隧道两侧的墙壁处推动，方便施工人员的安装。

如图3所示，两滑块12向内滑动时，磁性吸盘10向隧道两侧的墙壁处移动；反之，当两滑块12向外滑动时，磁性吸盘10向远离隧道两侧的方向移动。

磁性吸盘10的工作原理：通过转动手柄，来转动里面的磁铁。当磁铁的两极(n或s)呈上下方向时，也就是磁铁的n或s极正对软磁材料底座时，就被磁化了，这个方向上具有强磁，所以能够用于吸住钢铁表面。而当磁铁的两极处于水平方向时，及ns的正中间正对软磁材料底座时不会被磁化，所以此时底座上几乎没有磁力，就可以很容易地从钢铁表面取下来了。

两个滑块表面均设置有固定扣16，磁性吸盘10连接侧的表面上设置固定扣16，连接杆15两端与固定扣16铰接。

优选的，在车体5底部四角均设置有万向轮8，且万向轮8上安装有制动装置9，使本装置可以在隧道内部随意移动，也可以停止不动，方便施工人员安装拱形钢架1和防护钢架2。

优选的，在车体5上端两侧均固定连接有支撑杆6，可以稳定拱形钢架1的位置。

优选的，支撑杆6设置有两个，两个支撑杆6表面均设置有弹簧7，防止支撑杆6被拱形钢架1压坏。

优选的，在车体5的后方上侧设有手柄，方便工作人员推动车体5移动。

以液压缸为例进行说明本实用新型的工作原理及使用流程：

使用时，将防护钢架2放置在车体5两侧，随后打开第三电机14，通过第三电机14的控制，将磁性吸盘10吸附在防护钢架2表面，随后将车体5推至隧道内部，将防护钢架2放置在隧道内部的墙壁表面，通过第三电机14的控制，将防护钢架2安装在隧道内部的墙壁表面，随后将车体5推至拱形钢架1下端，通过液压缸4的升高，将拱形顶板3升高至拱形钢架1表面，随后将拱形钢架1顶起，将车体移动至隧道内部需要安装拱形钢架1处，再通过液压缸4的控制，将拱形钢架1顶起至隧道内部顶端，随后施工人员开始安装，此时设置在车体5顶端两侧的支撑杆6和弹簧7可以将拱形钢架1的位置进行固定，防止安装时发生晃动和倒塌的危险，适用于直墙式全断面开挖的隧道。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。