一种全液压自走式立拱架台车的制作方法

本发明属于隧道立拱架施工技术领域，具体涉及一种全液压自走式立拱架台车。

背景技术：

目前我国隧道施工机械化水平整体较低，但随着隧道施工的建设标准和安全性要求的提高，以及对隧道机械化快速施工理念的重视，已经开始对机械立拱提出了强制性要求，机械化立拱作业必将成为趋势，市场对立拱架台车的需求比较迫切；例如中国专利公告号cn206608189u，公开了一种隧道施工全液压一体化立拱架专用台车，其主要是利用液压控制部件自动行走，减少了装载机与挖掘机的配合，替代部分人工来完成立拱架的工序，施工时可使拱架无论上移、侧推、顶推都可与围岩紧密相贴，保障了施工安全，提高了施工效率，保证了工程质量，同时降低了施工成本，减少了隧道内的空气污染，自动化程度高，从而克服了目前使用的固定式施工台架不能行走，拱架送上台架困难，安装不规范，自动化程度低，施工人员劳动强度大，施工风险高，不能行走等缺陷。

中国专利公告号cn202832569u，公开了一种全液压隧道专用立拱架台车，主要由液压站和电机提供动力，经各种控制器控制多种举升臂机各种不同功能的机械手，来替代人工完成立拱架的各种作业。本实用新型集立拱架、处理欠挖、打锚杆眼、三种功能于一身，完全可以替代超强的的人工作业的设备。

然而目前市场上立拱设备很少，国外设备只能从文献资料查得少量的信息；国内有些公司陆续推出了立拱架台车，但由于施工效果不尽人意，导致市场上保有量很少。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种全液压自走式立拱架台车；为达到上述目的所采取的技术方案是：

一种全液压自走式立拱架台车，包括行走车，所述行走车包括驾驶室、电气液压控制系统和车架总成，在车架总成的四角均设有液压伸缩支撑腿，在车架总成的底盘上设有用于驱动前两轮的前桥传动机构和用于驱动后两轮后桥传动机构，前桥传动机构配有前减速箱和前动力马达，后桥传动机构配有后减速箱和后动力马达；在车架总成上设有沿前后方向设置的滑道，在滑道上滑动连接有操作臂机构，在车架总成上设有用于推动操作臂机构前后运动的动力液压缸。

优选的，所述操作臂机构包括与车架总成的滑道前后滑动连接的滑移小车，所述动力液压缸用于推动滑移小车运动，在滑移小车上铰接有主操作臂、左辅助臂和右辅助臂，所述左辅助臂和右辅助臂分居主操作臂两侧；

所述主操作臂通过主铰接件与滑移小车左右摆动铰接，在主铰接件与滑移小车之间铰接有用于带动主操作臂左右摆动的第一主液压缸，所述主操作臂末端通过主销轴与主铰接件上下摆动铰接，在主铰接件与主操作臂之间铰接有用于带动主操作臂上下摆动的第二主液压缸；

所述左操作臂通过左铰接件与滑移小车左右摆动铰接，在左铰接件与滑移小车之间铰接有用于带动左操作臂左右摆动的第一左液压缸，所述左操作臂末端通过左销轴与左铰接件上下摆动铰接，在左铰接件与左操作臂之间铰接有用于带动左操作臂上下摆动的第二左液压缸；

所述右操作臂通过右铰接件与滑移小车左右摆动铰接，在右铰接件与滑移小车之间铰接有用于带动右操作臂左右摆动的第一右液压缸，所述右操作臂末端通过右销轴与右铰接件上下摆动铰接，在右铰接件与右操作臂之间铰接有用于带动右操作臂上下摆动的第二右液压缸；

在主操作臂末端、左操作臂末端和右操作臂末端均连接有操作平台。

优选的，所述主操作臂、左操作臂和右操作臂均为多级伸缩臂；

在主操作臂末端铰接有主支撑座，在主支撑座上转动连接有主回转支撑，主操作臂末端的操作平台底部固定在主回转支撑上，在主操作臂的末端与主支撑座底部之间铰接有用于带动主支撑座自平衡的第三主液压缸，在主支撑座上设有用于带动回转支撑转动的第一主液压马达；

在左操作臂末端铰接有左支撑座，在左支撑座上转动连接有左回转支撑，左操作臂末端的操作平台底部固定在左回转支撑上，在左操作臂的末端与左支撑座底部之间铰接有用于带动左支撑座自平衡的第三左液压缸，在左支撑座上设有用于带动左回转支撑转动的第一左液压马达；

在右操作臂末端铰接有右支撑座，在右支撑座上转动连接有右回转支撑，右操作臂末端的操作平台底部固定在右回转支撑上，在右操作臂的末端与右支撑座底部之间铰接有用于带动右支撑座自平衡的第三右液压缸，在右支撑座上设有用于带动右回转支撑转动的第一右液压马达。

优选的，所述操作平台包括主框架，在主框架上滑动连接有向前端伸出的副框架，在主框架底部设有用于带动副框架伸缩的第一液压缸，在主框架和副框架周边上均设有围栏。

优选的，在主操作臂末端的操作平台后端部设有主抓手臂，主抓手臂底部通过铰接座与对应主框架前后摆动铰接，在主框架底部与铰接座之间铰接有用于带主抓手臂前后摆动的第二液压缸。

优选的，在左操作臂末端和右操作臂末端的操作平台后端部均设有辅助抓手臂，辅助抓手臂底部通过铰接座与对应主框架左右摆动铰接，在主框架底部与铰接座之间铰接有用于带辅助抓手臂左右摆动的第三液压缸，所述辅助抓手臂底部通过第一摆动液压缸与铰接座前后摆动铰接。

优选的，在主抓手臂的顶端和辅助抓手臂顶端均设有抓取机构，所述抓取机构包括第二摆动液压缸，在第二摆动液压缸的摆动轴上固定有抓取座，在抓取座的两端的两侧均铰接有爪手，在抓取座的两端的底部均固定有双杆液压缸，所述双杆液压缸两端的活塞杆对应铰接在两侧的抓手上。

优选的，在抓取座上设有用于对立拱架进行预支撑和预定位的u型座。

优选的，在主抓手臂和辅助抓手臂的外侧壁上均设有用于攀登的登梯。

优选的，所述主助抓手臂和辅助抓手臂均为多级伸缩抓手臂，在主抓手臂和辅助抓手臂内均设有用于辅助抓手臂伸缩的顶升液压缸。

本发明所具有的有益效果为：（1）本发明的行走车驱动部通过静液压传动实现双桥转向双马达独立四轮驱动，实心轮胎，承载力强，轮径小胎体宽，前后两轮的差速比自适应调整，适合在复杂路面施工现场行走。

（2）操作臂机构在行走车上可以前后滑动，从而在非工作状态，主操作臂、左辅助臂和右辅助臂收缩，整体结构紧凑，对于狭窄隧道或者崎岖道路的通过性强。

（3）操作臂机构在工作时，能够前后滑动增大了工作空间范围，主操作臂、左辅助臂和右辅助臂能够左右、上下方向大范围内的摆动，同时还可以伸缩从而进一步增大了工作范围，对立拱架操作更加快捷方便。

（4）操作臂末端的操作平台在操作臂摆动伸缩的过程中始终自适应地处于水平位置，从而保证了操作工人水平站立。

（5）操作平台能够前后方向伸缩，从而在有需要时能够适应性地增加操作平台空间。

（6）主抓手臂和辅助抓手臂又可以左右、前后方向的自由摆动的同时哈可以上下方向的伸缩，进一步增加了操作灵活性。

（7）主抓手臂和辅助抓手臂顶部上的抓取机构通过第二摆动液压缸、双杆液压缸的控制调节抓手从而快速实现立拱架的支起。

（8）本发明整体结构紧凑、通过性强、行走可靠、立拱架支起快捷方便的全液压自走式立拱架台车。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为行走车的立体结构示意图；

图3为图2的仰视图；

图4为操作臂机构的立体结构示意图；

图5为图4的斜仰视图；

图6为图5中左操作臂的立体结构示意图；

图7为主操作臂末端的操作平台底的立体结构示意图；

图8为图7的斜仰视图；

图9为辅助抓手臂的立体结构示意图；

图10为抓取机构的立体结构示意图；

图11为本发明的使用状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述。

如图1至图3所示，一种全液压自走式立拱架台车，包括行走车1，所述行走车1包括驾驶室11、电气液压控制系统16和车架总成14，在车架总成14的四角均设有液压伸缩支撑腿12，在车架总成14的底盘上设有用于驱动前两轮13的前桥传动机构18和用于驱动后两轮15后桥传动机构111，前桥传动机构18配有前减速箱和前动力马达19，后桥传动机构111配有后减速箱和后动力马达110；在车架总成14上设有沿前后方向设置的滑道17，在滑道17上滑动连接有操作臂机构3，在车架总成14上设有用于推动操作臂机构3前后运动的动力液压缸。

如图4至图6所示，所述操作臂机构3包括与车架总成14的滑道17前后滑动连接的滑移小车31，所述动力液压缸用于推动滑移小车31运动，在滑移小车31上铰接有主操作臂33、左辅助臂37和右辅助臂32，所述左辅助臂37和右辅助臂32分居主操作臂33两侧；

所述主操作臂33通过主铰接件与滑移小车31左右摆动铰接，在主铰接件与滑移小车31之间铰接有用于带动主操作臂33左右摆动的第一主液压缸，所述主操作臂33末端通过主销轴与主铰接件上下摆动铰接，在主铰接件与主操作臂33之间铰接有用于带动主操作臂33上下摆动的第二主液压缸；

所述左操作臂37通过左铰接件311与滑移小车31左右摆动铰接，在左铰接件311与滑移小车31之间铰接有用于带动左操作臂37左右摆动的第一左液压缸312，所述左操作臂37末端通过左销轴与左铰接件311上下摆动铰接，在左铰接件311与左操作臂37之间铰接有用于带动左操作臂37上下摆动的第二左液压缸314；

所述右操作臂32通过右铰接件与滑移小车31左右摆动铰接，在右铰接件与滑移小车31之间铰接有用于带动右操作臂32左右摆动的第一右液压缸，所述右操作臂32末端通过右销轴与右铰接件上下摆动铰接，在右铰接件与右操作臂之32间铰接有用于带动右操作臂32上下摆动的第二右液压缸，

如图5至图8所示，在主操作臂33末端、左操作臂37末端和右操作臂32末端均连接有操作平台35,36,34；其中，所述主操作臂33、左操作臂37和右操作臂32均为多级伸缩臂；

在主操作臂33末端铰接有主支撑座39，在主支撑座39上转动连接有主回转支撑310，主操作臂33末端的操作平台35底部固定在主回转支撑310上，在主操作臂33的末端与主支撑座39底部之间铰接有用于带动主支撑座39自平衡的第三主液压缸38，在主支撑座39上设有用于带动回转支撑310转动的第一主液压马达；

在左操作臂37末端铰接有左支撑座318，在左支撑座318上转动连接有左回转支撑319，左操作臂37末端的操作平台36底部固定在左回转支撑319上，在左操作臂37的末端与左支撑座318底部之间铰接有用于带动左支撑座318自平衡的第三左液压缸317，在左支撑座318上设有用于带动左回转支撑319转动的第一左液压马达；

在右操作臂32末端铰接有右支撑座，在右支撑座上转动连接有右回转支撑，右操作臂32末端的操作平台34底部固定在右回转支撑上，在右操作臂32的末端与右支撑座底部之间铰接有用于带动右支撑座自平衡的第三右液压缸，在右支撑座上设有用于带动右回转支撑转动的第一右液压马达。

如图6和图7所示，所述操作平台包括主框架323,320，在主框架323,320上滑动连接有向前端伸出的副框架321,316，在主框架323,320底部设有用于带动副框架321,316伸缩的第一液压缸322,315，在主框架323,320和副框架321,316周边上均设有围栏35,36。

如图6至图9所示，在主操作臂33末端的操作平台35后端部设有主抓手臂326，主抓手臂326底部通过铰接座325与对应主框架323前后摆动铰接，在主框架323底部与铰接座325之间铰接有用于带主抓手臂326前后摆动的第二液压缸324。

在左操作臂37末端和右操作臂32末端的操作平台后端部均设有辅助抓手臂331，辅助抓手臂331底部通过铰接座329与对应主框架左右摆动铰接，在主框架底部与铰接座329之间铰接有用于带辅助抓手臂331左右摆动的第三液压缸328，所述辅助抓手臂331底部通过第一摆动液压缸330与铰接座329前后摆动铰接。

如图10所示，在主抓手臂326的顶端和辅助抓手臂331顶端均设有抓取机构327，所述抓取机构327包括第二摆动液压缸338，在第二摆动液压缸338的摆动轴上固定有抓取座334，在抓取座334的两端的两侧均铰接有爪手336，在抓取座334的两端的底部均固定有双杆液压缸337，所述双杆液压缸337两端的活塞杆对应铰接在两侧的抓手336上，在抓取座334上设有用于对立拱架4进行预支撑和预定位的u型座335。

在主抓手臂326的顶端和辅助抓手臂331的外侧壁上均设有用于攀登的登梯332，所述主抓手臂326的顶端和辅助抓手臂331均为多级伸缩抓手臂，在主抓手臂326的顶端和辅助抓手臂331内均设有用于主抓手臂326的顶端和辅助抓手臂331伸缩的顶升液压缸。

如图11所示，本发明在使用时，将本发明立拱架台车驶入隧道内，通过四个液压伸缩支撑腿12将行走车1支起，通过电气液压控制系统16控制动力液压缸以推动操作臂机构3整体向后移动，然后根据工况对主操作臂33、左辅助臂37和右辅助臂32的左右摆动、上下摆动以及伸缩状态进行实时调整，同时主操作臂33、左辅助臂37和右辅助臂32末端部各自的对应的第三主液压缸38、第三右液压缸和第三左液压缸317保证了各自操作平台35,34,36始终处于水平位置；然后调整作平台35,34,36在水平面内的转动以找到最佳工作位置，接着调整主抓手臂326前后方向的摆动和上下方向的伸缩量、调整辅助抓手臂331前后方向的摆动、左右方向的摆动和上下方向的伸缩量使得各自的抓取机构327对应位于立拱架4的不同位置，最后通过第二摆动液压缸338、双杆液压缸337的控制调节抓手336从而将立拱架4支起在隧道内以进行下一步施工。

本发明1、采用轮式工程底盘，柴油发动机做为动力源，机动灵活；四轮四驱，动力强劲，适应多种路况的需求；双转向桥，可以实现单桥独立转向、全轮转向、蟹行3种模式的行走，满足狭窄空间的转弯行走。

2、柴电双动力系统，行走采用柴油动力系统，机动性高，动力强劲；施工作业采用电机系统，作业零排放、无污染、噪音低、施工成本低、符合未来节能环保的高标准要求；

3、适用范围广，满足高速铁路单双线全断面及台阶法开挖施工时的拱架安装，并可满足部分公路隧道；

4、功能性强，辅助人工快速完成拱架间拉筋与网片的焊接作业；可替代台架进行打超前导管孔、安装超前导管、打拱架锁脚锚杆孔、打炮眼、炮眼内装药、处理欠挖等一系列作业；

5、轮胎采用打孔的实心宽体轮胎，防扎、弹性较好、不会爆胎，解决了工地施工的后顾之忧；

6、行走传动采用全液压驱动的闭式系统，双桥独立驱动，可实现前后桥液压差速，自锁性强，行走制动可靠。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。