多功能拱架台车的制作方法

本实用新型涉及隧道施工技术领域，尤其是一种隧道拱架的架设装置。

背景技术：

近年来，我国地下工程事业得到了飞速发展，机械化作业已经逐步在工程技术中得到广泛推广应用，特别是在地下隧道施工领域。

目前，在隧道建设过程中，需要在开挖岩面架设钢拱架，传统的钢拱架重量大，拱架安装主要靠人力施工，其存在以下缺点：1、所需工人数量多，劳动强度大，效率低下，现有拱架多采用法兰、套管连接，现场安装时，需要大量人工进行配合施工；2、现有拱架施工均无法配合拱架的机械化现场施工。

为了解决解决现有技术中钢拱架存在的难题，逐渐出现了在架拱作业中应用机械手，但是目前的机械手都是通过钢拱架夹持设备，同时夹持住若干段钢拱架，再将其连接处进行焊接等固定连接，这样的操作同时需要较多的人工，且安全得不到保障。因此随着技术的发展和进步，逐渐出现了可折叠钢拱架，通过将钢拱架进行安装并折叠后，再运输至隧道内，进行展开架设等操作，将大量对钢拱架的操作留在了隧道外，解决了现有的隧道施工中架设钢拱架耗时耗力等问题。

技术实现要素：

本实用新型的实用新型目的在于：针对上述存在的问题，提供一种多功能拱架台车，主要解决如何夹持并支撑折叠式钢拱架，将其平稳地运输至隧道内，并在隧道内进行方向变化，同时运输至隧道内预定地点后，如何将其安全、快速、平稳地举升至预定高度，并满足多台阶、长距离举升的作业要求。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的多功能拱架台车，包括车体，所述车体上设有具备回转和伸缩功能的主臂架、右副臂架和左副臂架，所述主臂架位于右副臂架和左副臂架之间；其中主臂架的端部设有夹持/支撑拱架的支护夹具，所述支护夹具中设有回转机构，以控制拱架的转动；所述右副臂架和左副臂架的端部上分别设有人员作业平台。

由于上述结构，由于支护夹具的存在能够将钢拱架平稳的运输至隧道内，且支护夹具中设有回转机构能够使竖向折叠运输至隧道内的刚拱架转为横向，然后主臂架、右副臂架和左副臂架配合将折叠后的拱架打开，打开过程中，主臂架和支护夹具配合，将折叠拱架的拱顶段部向隧道底部托起，右副臂架和左副臂将将折叠拱架的左拱段部和右拱端部向隧道两侧打开，右副臂架和左副臂架上的人员作业平台能够保证施工人员站立其上辅助拱架的打开，保证拱架展开过程中的安全、平稳。

本实用新型的多功能拱架台车能够将折叠式钢拱架，平稳地运输至隧道内，并在隧道内进行方向变化，同时运输至隧道内预定地点后，能够将折叠式钢拱架安全、快速、平稳地举升至预定高度，并满足多台阶、长距离举升的作业要求。

本实用新型的多功能拱架台车，其中主臂架、右副臂架和/或左副臂架为支护机械手，所述支护机械手包括支撑机构、伸缩臂机构和俯仰机构，所述伸缩臂机构设有三级以上的伸缩臂，所述伸缩臂机构铰接于支撑机构上，所述支撑机构的底部通过回转部置于车体上，所述支撑机构与伸缩臂机构之间设有俯仰机构，所述俯仰机构调节伸缩臂机构的俯仰角度；所述伸缩臂机构的端部连接有支护夹具和/或人员作业平台。

上述结构中，伸缩臂机构铰接于支撑机构上，其端部匹配有夹持并支撑钢拱架的支护夹具，伸缩臂机构设有三级以上的伸缩臂，钢拱架在伸缩臂机构的作用下举升，采用这种结构，可以使多功能支护机械手能将钢拱架安全、平稳的举升至预定高度，并使多功能支护机械手满足多台阶、长距离举升的作业要求。

本实用新型的多功能拱架台车，所述支护夹具包括举升臂部、回转机构、支撑架和抓手机构，所述举升臂部端部上通过回转机构连接有支撑架，使支撑架能相对于举升臂部转动；所述支撑架上设有夹持住拱架的抓手机构。

上述结构中，折叠式钢拱架由抓手机构夹持，在抓手机构下方连接的回转机构的作用下旋转，在隧道里进行方向的变化，再由举升臂部举升至预定高度，采用这种结构，可以使钢拱架在隧道外安装好，再运输至隧道中至预定高度，避免大量人工在隧道里进行安装时存在的施工不便和安全隐患等问题。

本实用新型的多功能拱架台车，在支撑架对应的边部处设有相互配合的两抓手机构，两抓手机构之间连接有抓手调整油缸；所述抓手机构包括相互匹配的两活动抓手，所述活动抓手的底端铰接，两活动抓手之间设有抓手油缸控制其张合；其中所述抓手机构还包括两限位卡板，所述限位卡板设于支撑架边部处的活动抓手旁，两限位卡板相互配合对拱架限位。

钢拱架可以为多榀成形钢拱架。在上述结构中，在两抓手机构之间连接有抓手调整油缸，调整两抓手机构之间的距离，可以使抓手机构能适应不同的钢拱架结构，稳定的夹持住钢拱架。

本实用新型的多功能拱架台车，所述支撑架包括小平台、支架座及平台调整油缸，所述支架座设于小平台底部并铰接于回转机构上，使所述小平台能相对于回转机构翻转，所述小平台与回转机构之间连接有平台调整油缸，所述平台调整油缸的伸缩调整小平台的翻转角度。

上述结构中，当小平台上的抓手机构没有夹持在钢拱架的中心位置时，小平台能相对于回转机构翻转，保证对钢拱架的平稳操作，避免施工中出现钢拱架失稳。

本实用新型的多功能拱架台车，所述抓手机构设于小平台中部位置的宽度方向；所述小平台长度方向的两端均设有伸缩支架，所述伸缩支架底部与小平台底部铰接有伸缩油缸，使伸缩油缸的伸缩调节伸缩支架伸出小平台端部的长度。

上述结构中，伸缩支架的作用是对钢拱架起支撑作用，伸缩支架伸出小平台端部的长度可以使伸缩支架能适应钢拱架的弧度的变化，使伸缩支架的支撑作用更加稳定，适应性好。使钢拱架的支撑点位置可调。

本实用新型的多功能拱架台车，所述回转机构包括双作用双向油缸、回转支撑和回转支撑座，所述回转支撑设于举升臂部的端部处，所述回转支撑上连接有双作用双向油缸，所述双作用双向油缸上连接有回转支撑座，所述回转支撑座与支撑架的支架座铰接。

由于采用上述结构，在回转机构的作用下，支撑架能转动和上下移动，从而带动支撑架上的钢拱架转动和上下移动。同时在运输状态下，该机构收回时，双作用双向油缸的另一端伸出支撑在台车上，减轻该机构对臂架的负荷，延迟臂架的使用寿命。

本实用新型的多功能拱架台车，所述举升臂部包括举升臂、旋转支座和举伸油缸，所述举升臂的一端设有回转支撑，所述举升臂的另一端铰接有旋转支座；所述旋转支座上铰接有举伸油缸，所述举伸油缸铰接于举升臂的中部，使所述举伸油缸的伸缩调节举升臂相对于旋转支座的举升角度；举升臂与旋转支座的铰接点、旋转支座与举伸油缸的铰接点、举伸油缸与举升臂的铰接点呈三角形布置；所述旋转支座上设有旋转油缸，且通过旋转油缸连接于伸缩臂架上。

上述结构中，举升臂与旋转支座的铰接点、旋转支座与举伸油缸的铰接点、举伸油缸与举升臂的铰接点呈三角形布置，采用这种结构可以使举升臂的运动更加稳定。

本实用新型的多功能拱架台车，所述支撑机构设为四连杆机构，包括连杆板部、连杆架体、连杆油缸及连杆，其中连杆的两端分别铰接于连杆架体和连杆板部，且两连杆之间保持有一定距离；其中连杆油缸的一端铰接于连杆架体与一连杆的铰接点，连杆油缸的另一端铰接于另一连杆的中部；臂体端铰接于连杆板部，且臂体端与连杆板部的铰接点、两连杆与连杆板部的两铰接点呈三角形布置；所述俯仰机构为俯仰油缸，俯仰油缸的伸缩杆铰接于臂体端与于连杆板部的铰接点，所述伸缩臂上设有俯仰连接板，所述俯仰油缸的缸体铰接于俯仰连接板上。

本实用新型的多功能拱架台车，所述拱架为多榀拱架，包括两根以上相互平行布置的折叠式拱架，相邻两折叠式拱架固定连接；其中折叠式拱架被分为顶拱段、左拱段和右拱段，所有折叠式拱架的顶拱段被焊接为整体的顶拱段部，所有折叠式拱架的左拱段被焊接为整体的左拱段部，所有折叠式拱架的右拱段被焊接为整体的右拱段部；所述顶拱段部与左拱段部之间相互铰接，所述顶拱段部与右拱段部相互铰接；所述左拱段部和右拱段部对称地折叠至顶拱段部的拱内侧，且所述左拱段部和右拱段部折叠中/后互不重叠；其中所述顶拱端部被分为左顶拱段部和右顶拱段部；所述左顶拱段部和右顶拱段部相互铰接；所述左顶拱段部和右顶拱段部彼此对称向顶拱端部外侧折叠，使左顶拱段部和右顶拱段部的铰接点向下移动。

由于上述结构，该折叠式拱架由多个拱段铰接而成，当左拱段部和右拱段部向拱顶段的拱内侧折叠时，能够降低整个拱架的高度，便于将该拱架运输至隧道内。由于左拱段部和右拱段部在拱顶段的两端相互对称，对称的折叠至拱顶段部内且不重叠，能够使拱架在运输过程中始终保持平衡，方便运输。同时于左拱段部和右拱段部在拱顶段的两端相互对称，也便于拱架在隧道内通过机械设备展开，展开时，通过机械臂将拱顶段部抬起，然后在通过其它辅助机械臂将左、右拱段对称展开，使整个拱架在展开过程中保持平衡，由于对称，方便机械操作，节省人力物力。本实用新型的拱架由多个拱段铰接而成，可以在隧道内直接展开成拱架，避免了拱架在隧道内一段一段的拼接。克服现有拱架在隧道内因视线不好而导致的拼接对准困难。由于该拱架架设方便，因此能够节省人力和架设时间；多榀折叠式拱架由多个折叠式拱架构成，因此在隧道内架设一次多榀折叠式拱架，就相当于在隧道掘进方向上架设了多个折叠式拱架；进而提高了架设效率，也节省了人力。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的多功能拱架台车能够将折叠式钢拱架，平稳地运输至隧道内，并在隧道内进行方向变化，同时运输至隧道内预定地点后，能够将折叠式钢拱架安全、快速、平稳地举升至预定高度，并满足多台阶、长距离举升的作业要求。

2、多榀折叠式拱架由多个拱段铰接而成，且能够进行折叠，进而降低拱架的高度，使拱架能够方便的运输至隧道内，还能保证拱架在运输工程中保持平稳；拱架展开时能够方便拱架在隧道内快速架设，避免在隧道内现场拼接拱架，节省人力和拱架架设时间。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1、图2和图3是多功能拱架台车的结构示意图；

图4和图5是本实用新型中臂架的结构示意图；

图6、图7和图8是本实用新型中支护夹具的结构示意图；

图9和图10是本专利中多榀拱架展开和折叠后的结构示意图。

图中标记：1-举升臂部、101-举升臂、102-旋转支座、103-旋转油缸、104-举伸油缸；2-支撑架、201-小平台、202-伸缩支架、203-伸缩油缸、204-支架座、205-平台调整油缸；3-抓手机构、301-限位卡板、302-活动抓手、303-抓手油缸、304-抓手调整油缸；4-回转机构、401-双作用双向油缸、402-回转支撑、403-回转支撑座；5-伸缩臂机构、501-臂体端、502-伸缩臂；6-俯仰机构、601-俯仰油缸、602-俯仰连接板；7-支撑机构、701-连杆架体、702-连杆、703-连杆板部、704-连杆油缸；100-车体、200-主臂架、300-右副臂架、400- 左副臂架、500-多榀拱架、600-支护夹具、700-作业平台、710-扶展器。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书包括任何附加权利要求、摘要中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

一种多功能拱架台车，包括车体100，所述车体100上设有具备回转和伸缩功能的主臂架200、右副臂架300和左副臂架400，所述主臂架200位于右副臂架300和左副臂架 400之间；其中主臂架200的端部设有夹持/支撑拱架的支护夹具600，所述支护夹具600中设有回转机构4，以控制拱架的转动；所述右副臂架300和左副臂架400的端部上分别设有人员作业平台700。

其中主臂架200、右副臂架300和/或左副臂架400为支护机械手，所述支护机械手包括支撑机构7、伸缩臂机构5和俯仰机构6，所述伸缩臂机构5设有三级以上的伸缩臂 502，所述伸缩臂机构5铰接于支撑机构7上，所述支撑机构7的底部通过回转部置于车体 100上，所述支撑机构7与伸缩臂机构5之间设有俯仰机构6，所述俯仰机构6调节伸缩臂机构5的俯仰角度；所述伸缩臂机构5的端部连接有支护夹具600和/或人员作业平台700。在实际使用中，主臂架200、右副臂架300和/或左副臂架400可以采用本领域常用的接卸手，也可以将常用机械手和实用新型的机械手混合使用。例如主臂架为上述机械手，其他臂架为常用机械手。

所述支护夹具600包括举升臂部1、回转机构4、支撑架2和抓手机构3，所述举升臂部1端部上通过回转机构4连接有支撑架2，使支撑架2能相对于举升臂部1转动；所述支撑架2上设有夹持住拱架的抓手机构3。

在支撑架2对应的边部处设有相互配合的两抓手机构3，两抓手机构3之间连接有抓手调整油缸304；所述抓手机构3包括相互匹配的两活动抓手302，所述活动抓手302的底端铰接，两活动抓手302之间设有抓手油缸303控制其张合；其中所述抓手机构3还包括两限位卡板301，所述限位卡板301设于支撑架2边部处的活动抓手302旁，两限位卡板301 相互配合对拱架限位。

所述支撑架2包括小平台201、支架座204及平台调整油缸205，所述支架座204设于小平台201底部并铰接于回转机构4上，使所述小平台201能相对于回转机构4翻转，所述小平台201与回转机构4之间连接有平台调整油缸205，所述平台调整油缸205的伸缩调整小平台201的翻转角度。

所述抓手机构3设于小平台201中部位置的宽度方向；所述小平台201长度方向的两端均设有伸缩支架202，所述伸缩支架202底部与小平台201底部铰接有伸缩油缸203，使伸缩油缸203的伸缩调节伸缩支架202伸出小平台201端部的长度。

所述回转机构4包括双作用双向油缸401、回转支撑402和回转支撑座403，所述回转支撑402设于举升臂部1的端部处，所述回转支撑402上连接有双作用双向油缸401，所述双作用双向油缸401上连接有回转支撑座403，所述回转支撑座403与支撑架2的支架座 204铰接。

所述举升臂部1包括举升臂101、旋转支座102和举伸油缸104，所述举升臂101的一端设有回转支撑402，所述举升臂101的另一端铰接有旋转支座102；所述旋转支座102 上铰接有举伸油缸104，所述举伸油缸104铰接于举升臂101的中部，使所述举伸油缸104 的伸缩调节举升臂101相对于旋转支座102的举升角度；举升臂101与旋转支座102的铰接点、旋转支座102与举伸油缸104的铰接点、举伸油缸104与举升臂101的铰接点呈三角形布置；所述旋转支座102上设有旋转油缸103，且通过旋转油缸103连接于伸缩臂架上。

所述支撑机构7设为四连杆机构，包括连杆板部703、连杆架体701、连杆油缸704 及连杆702，其中连杆702的两端分别铰接于连杆架体701和连杆板部703，且两连杆之间保持有一定距离；其中连杆油缸704的一端铰接于连杆架体701与一连杆702的铰接点，连杆油缸704的另一端铰接于另一连杆702的中部；臂体端501铰接于连杆板部703，且臂体端501与连杆板部703的铰接点、两连杆702与连杆板部703的两铰接点呈三角形布置；所述俯仰机构6为俯仰油缸，俯仰油缸的伸缩杆铰接于臂体端501与于连杆板部703的铰接点，所述伸缩臂502上设有俯仰连接板602，所述俯仰油缸的缸体601铰接于俯仰连接板 602上。

如图1所示，所述人员作业平台700上还设有对折叠式拱架进行扶正的扶展器710，当拱架的顶拱段被顶升至一定高度时，已经折叠的多榀拱架中，左拱段部和右拱段部会逐渐向拱外侧移动，此时可通过在右副臂架300、左副臂架400的前端上的人员作业平台700 上，可通过扶展器710来辅助/扶住左拱段和右拱段(左拱段部和右拱段部)向两侧的隧道壁移动，并使多榀拱架恢复状并最终固定，支撑隧道。

所述拱架为多榀拱架，包括两根以上相互平行布置的折叠式拱架，相邻两折叠式拱架固定连接；其中折叠式拱架被分为顶拱段、左拱段和右拱段，所有折叠式拱架的顶拱段被焊接为整体的顶拱段部，所有折叠式拱架的左拱段被焊接为整体的左拱段部，所有折叠式拱架的右拱段被焊接为整体的右拱段部；所述顶拱段部与左拱段部之间相互铰接，所述顶拱段部与右拱段部相互铰接；所述左拱段部和右拱段部对称地折叠至顶拱段部的拱内侧，且所述左拱段部和右拱段部折叠中/后互不重叠；其中所述顶拱端部被分为左顶拱段部和右顶拱段部；所述左顶拱段部和右顶拱段部相互铰接；所述左顶拱段部和右顶拱段部彼此对称向顶拱端部外侧折叠，使左顶拱段部和右顶拱段部的铰接点向下移动。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。