本發(fā)明涉及工程機(jī)械，特別涉及一種隧道多功能架拱鑿巖臺(tái)車。

背景技術(shù)：

在隧道施工中，當(dāng)圍巖等級(jí)較差時(shí)，往往需要進(jìn)行拱架支護(hù)，以提高圍巖的穩(wěn)定性。

現(xiàn)有拱架機(jī)一般為兩臂，配置有一個(gè)或兩個(gè)吊籃，臂架一般為兩節(jié)伸縮臂。由于臂架不能折疊，臂架前端的機(jī)械手并不能伸到隧道三臺(tái)階內(nèi)部進(jìn)行拱架的安裝，而實(shí)際施工中三臺(tái)階的拱架支護(hù)是非常普遍的，因而還是需要人工來(lái)進(jìn)行三臺(tái)階的拱架支護(hù)。另外拱架安裝完畢需打鎖腳錨桿及系統(tǒng)錨桿，如果圍巖很差的話，還需進(jìn)行超前小導(dǎo)管支護(hù)，由于現(xiàn)有拱架機(jī)并無(wú)鉆孔裝置，目前還是人工操作氣支腿錨桿機(jī)來(lái)鉆孔及進(jìn)行錨桿的安裝，效率很低。

目前拱架機(jī)均使用卡車底盤或履帶底盤，有的甚至是對(duì)挖機(jī)的簡(jiǎn)單改裝，結(jié)構(gòu)、功能都比較簡(jiǎn)單，并沒(méi)有形成拱架支護(hù)的全套解決方案，都不是全新的拱架安裝設(shè)備，因而都沒(méi)有在隧道施工中得到成功使用。

總之，現(xiàn)有拱架機(jī)均不能實(shí)現(xiàn)隧道拱架安裝的全工況（全斷面、二臺(tái)階、三臺(tái)階）、全工序（拱架對(duì)接、掛鋼筋網(wǎng)、焊橫筋、打錨桿）施工，并且效率低，嚴(yán)重制約了拱架機(jī)在隧道施工中的使用，到目前為止，國(guó)內(nèi)沒(méi)有一臺(tái)真正能滿足隧道拱架安裝施工的設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種全新的隧道多功能架拱鑿巖臺(tái)車，該臺(tái)車能進(jìn)行隧道三種臺(tái)階開(kāi)挖時(shí)（全斷面、二臺(tái)階、三臺(tái)階）的拱架施工，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)拱架對(duì)接、掛鋼筋網(wǎng)、焊橫筋、打錨桿、超前小導(dǎo)管支護(hù)的所有工序施工，并且效率遠(yuǎn)高于人工。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種多功能架拱鑿巖臺(tái)車，包括主機(jī)平臺(tái)，主機(jī)平臺(tái)的底部設(shè)置底盤，主機(jī)平臺(tái)的兩側(cè)布置支腿，其特點(diǎn)在于：

所述主機(jī)平臺(tái)的前部通過(guò)回轉(zhuǎn)支承安裝隨車吊；

所述主機(jī)平臺(tái)的后部并列設(shè)置兩個(gè)帶機(jī)械手的機(jī)械手臂架和一個(gè)帶鑿巖機(jī)系統(tǒng)的鑿巖臂架，且所述鑿巖臂架設(shè)置在兩所述機(jī)械手臂架中間，機(jī)械手和鑿巖機(jī)系統(tǒng)上安裝快拆式吊籃；

所述機(jī)械手臂架通過(guò)第一回轉(zhuǎn)座安裝在所述主機(jī)平臺(tái)上，且所述機(jī)械手臂架包括第一大臂和第一伸縮臂；第一大臂一端鉸接在第一回轉(zhuǎn)座上，第一大臂油缸一端鉸接在第一回轉(zhuǎn)座上，另一端鉸接在第一大臂的下沿；第一伸縮臂一端鉸接在第一大臂上，另一端鉸接在機(jī)械手上，第一伸縮臂油缸一端鉸接在第一大臂上，另一端鉸接在第一伸縮臂的下沿；機(jī)械手鉸接在第一伸縮臂上，且機(jī)械手同時(shí)連接有用于保持水平的第一調(diào)平油缸、用于水平擺動(dòng)的第一擺動(dòng)油缸、用于垂直方向擺動(dòng)的第一變幅油缸、用于拱架裝夾的第一張緊油缸，使機(jī)械手為具有六自由度機(jī)械手；

所述鑿巖臂架通過(guò)第二回轉(zhuǎn)座安裝在所述主機(jī)平臺(tái)上，且所述鑿巖臂架包括第二大臂和第二伸縮臂；第二大臂一端鉸接在第二回轉(zhuǎn)座上，第二大臂油缸一端鉸接在第二回轉(zhuǎn)座上，另一端鉸接在第二大臂的下沿；第二伸縮臂一端鉸接在第二大臂上，另一端鉸接在鑿巖機(jī)系統(tǒng)上，第二伸縮臂油缸一端鉸接在第二大臂上，另一端鉸接在第二伸縮臂的下沿；鑿巖機(jī)系統(tǒng)鉸接在第二伸縮臂上，且鑿巖機(jī)系統(tǒng)同時(shí)連接有用于調(diào)平的第二調(diào)平油缸、用于實(shí)現(xiàn)水平擺動(dòng)的第二擺動(dòng)油缸、用于實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)的360°擺動(dòng)油缸、用于實(shí)現(xiàn)微調(diào)的第二微調(diào)油缸。

所述支腿包含前支腿、中支腿及后支腿，在長(zhǎng)臺(tái)階開(kāi)挖法中，打開(kāi)前支腿和后支腿支撐，在短臺(tái)階開(kāi)挖法中，打開(kāi)前支腿和中支腿支撐。

所述多功能架拱鑿巖臺(tái)車包含彼此獨(dú)立的柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，所述柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)為行駛、支腿動(dòng)作提供動(dòng)力，所述電動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)通過(guò)電纜與隧道中的電站相連，為工作裝置及輔助系統(tǒng)提供動(dòng)力。

在行駛或靜止?fàn)顟B(tài)下，第一大臂在第一大臂油缸作用下，反向翻轉(zhuǎn)平行放置在主機(jī)平臺(tái)上，第一伸縮臂在第一伸縮臂油缸作用下，平行折疊放置在第一大臂上；第二大臂在第二大臂油缸作用下，反向翻轉(zhuǎn)平行放置在主機(jī)平臺(tái)上，第二伸縮臂在第二伸縮臂油缸作用下，平行折疊放置在第二大臂上；隨車吊在變幅油缸作用下，平行放置在主機(jī)平臺(tái)上；機(jī)械手臂架和鑿巖臂架平行放置，隨車吊平行放置在機(jī)械手臂架和鑿巖臂架的中間。

所述底盤為四輪驅(qū)動(dòng)的輪式底盤。

本發(fā)明多功能架拱鑿巖臺(tái)車由隨車吊將拱架吊裝到機(jī)械手的裝夾頭上，裝夾頭夾緊拱架后調(diào)整姿態(tài)，在空中進(jìn)行兩段拱架的對(duì)接，之后施工人員在吊籃上用螺栓將拱架固定。安裝好一榀拱架后，焊橫筋，掛鋼筋網(wǎng)。最后由鑿巖機(jī)鉆孔，安裝錨桿。這樣就完成了拱架的一次安裝。當(dāng)本發(fā)明多功能隧道架拱臺(tái)車面臨隧道全斷面、二臺(tái)階或三臺(tái)階的拱架施工時(shí)，可通過(guò)機(jī)械手臂架和鑿巖臂架的俯仰角度調(diào)整，滿足各種工況需要。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種多功能架拱鑿巖臺(tái)車的立體圖。

圖2為本發(fā)明的機(jī)械手臂架及機(jī)械手的示意圖。

圖3為本發(fā)明的鑿巖臂架及鑿巖機(jī)系統(tǒng)的示意圖。

圖4為本發(fā)明的三臂架組合展開(kāi)后的示意圖。

圖5為本發(fā)明的三臂架組合收縮后的示意圖。

圖6為圖5的俯視圖。

圖7為本發(fā)明的支腿結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明的雙動(dòng)力系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明提供的一種多功能架拱鑿巖臺(tái)車，主要由底盤8、主機(jī)平臺(tái)6、支腿9、機(jī)械手臂架3、機(jī)械手1、鑿巖臂架5、鑿巖機(jī)系統(tǒng)4、隨車吊7、吊籃2組成。底盤8為輪式底盤，四輪驅(qū)動(dòng)，有較快的行駛速度及較好的爬坡能力。在主機(jī)平臺(tái)6上，布置有液壓、電控、動(dòng)力系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)，主機(jī)平臺(tái)6的兩側(cè)布置有支腿9，在拱架機(jī)施工時(shí)保持整車穩(wěn)定性，避免傾翻。機(jī)械手臂架3通過(guò)第一回轉(zhuǎn)座27安裝在主機(jī)平臺(tái)6上，且機(jī)械手臂架3有兩個(gè)，結(jié)構(gòu)類似，布置在兩側(cè)。機(jī)械手1裝設(shè)在機(jī)械手臂架3的末端，且在兩機(jī)械手1分別裝夾拱架后，通過(guò)遙控操作實(shí)現(xiàn)兩個(gè)拱架段的空中對(duì)接。鑿巖臂架5布置在整車中部，通過(guò)第二回轉(zhuǎn)座37安裝在主機(jī)平臺(tái)6上。鑿巖臂架5由第二大臂35、第二伸縮臂34組成，通過(guò)遙控操作可實(shí)現(xiàn)錨桿、超前導(dǎo)管的鉆孔及安裝。隨車吊7通過(guò)回轉(zhuǎn)支承安裝在主機(jī)平臺(tái)6前端，能俯仰、伸縮，可360°回轉(zhuǎn)將拱架吊裝到機(jī)械手1的裝夾頭上。吊籃2可快速安裝在機(jī)械手臂架3和鑿巖臂架5的前端，可快速拆裝，通過(guò)電控實(shí)現(xiàn)吊籃6的實(shí)時(shí)水平。

如圖2所示，本發(fā)明的機(jī)械手臂架3包括第一回轉(zhuǎn)座27，第一大臂18一端鉸接在第一回轉(zhuǎn)座27上，第一大臂油缸17一端鉸接在第一回轉(zhuǎn)座27上，另一端鉸接在第一大臂18下沿的支座上，第一伸縮臂19一端鉸接在第一大臂18上，另一端鉸接在機(jī)械手1上，第一伸縮臂油缸16一端鉸接在第一大臂18上，另一端鉸接在第一伸縮臂19的下沿的支座上，第一伸縮臂19為伸縮結(jié)構(gòu)，通過(guò)第一伸縮油缸26的伸縮來(lái)驅(qū)動(dòng)。機(jī)械手1通過(guò)第一調(diào)平油缸25保持水平，由第一擺動(dòng)油缸24驅(qū)動(dòng)其水平擺動(dòng)，由第一變幅油缸23驅(qū)動(dòng)其在垂直方向的擺動(dòng)，第一張緊油缸22驅(qū)動(dòng)裝夾機(jī)構(gòu)21實(shí)現(xiàn)拱架的裝夾。獨(dú)創(chuàng)的折疊臂加伸縮臂的組合結(jié)構(gòu)，能使臂架伸得更長(zhǎng)更高。更由于有折疊臂，在隧道施工中，能使臂架越過(guò)中臺(tái)階，伸到三臺(tái)階內(nèi)部進(jìn)行拱架支護(hù)。全新設(shè)計(jì)的六自由度機(jī)械手，能靈活方便將拱架就位，并在不更換夾具的情況下就可裝夾鋼拱架和花拱架。

如圖3所示，本發(fā)明鑿巖臂架5包括第二回轉(zhuǎn)座37，第二大臂35一端鉸接在第二回轉(zhuǎn)座37上，第二大臂油缸36一端鉸接在第二回轉(zhuǎn)座37上，另一端鉸接在第二大臂35下沿的支座上，第二伸縮臂34一端鉸接在第二大臂35上，另一端鉸接在鑿巖機(jī)系統(tǒng)4上，第二伸縮臂油缸33一端鉸接在第二大臂35上，另一端鉸接在第二伸縮臂34下沿的支座上，第二伸縮臂34為伸縮結(jié)構(gòu)，通過(guò)第二伸縮油缸32的伸縮來(lái)驅(qū)動(dòng)。鑿巖機(jī)系統(tǒng)4鉸接在第二伸縮臂34上，通過(guò)第二擺動(dòng)油缸31實(shí)現(xiàn)水平擺動(dòng)，通過(guò)第二調(diào)平油缸30實(shí)現(xiàn)調(diào)平，通過(guò)360°擺動(dòng)油缸28實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)，通過(guò)第二微調(diào)油缸29實(shí)現(xiàn)微調(diào)。專為隧道錨桿及超前小導(dǎo)管鉆孔設(shè)計(jì)的鑿巖臂架及鑿巖裝置，不但能鉆正前方的孔，也能鉆兩側(cè)的孔，特別適合在三臺(tái)階上的狹窄空間施工。

如圖4所示，在工作狀態(tài)下，機(jī)械手臂架3、鑿巖臂架5在第一大臂油缸17和第一伸縮臂油缸16的作用下向前展開(kāi)。機(jī)械手臂架3布置在兩側(cè)，前端有機(jī)械手1，用來(lái)夾持拱架并調(diào)整姿態(tài)。鑿巖臂架5布置在中部，前端有鑿巖機(jī)系統(tǒng)4，用來(lái)打錨桿孔和安裝錨桿?？刹鹧b吊籃2的數(shù)量為3個(gè)，根據(jù)隧道施工的實(shí)際需要，可快速安裝在機(jī)械手臂架3或鑿巖臂架5的前端小臂上?？刹鹧b吊籃2通過(guò)電液控制自動(dòng)調(diào)平，作為施工平臺(tái)搭載工作人員進(jìn)行螺栓固定、掛鋼網(wǎng)、焊橫筋等工作。

如圖5所示，在行駛或靜止?fàn)顟B(tài)下，兩機(jī)械手臂架3的第一大臂18在第一大臂油缸17的作用下，反向翻轉(zhuǎn)平行放置在主機(jī)平臺(tái)6上，第一伸縮臂19在第一伸縮臂油缸16的作用下，平行折疊放置在第一大臂18上。隨車吊7在變幅油缸20的作用下，平行放置在主機(jī)平臺(tái)6上。圖6為機(jī)械手臂架3、鑿巖臂架5及隨車吊7收回后的俯視圖，機(jī)械手臂架3、鑿巖臂架5平行放置，隨車吊7平行放置在機(jī)械手臂架3和鑿巖臂架5的中間。此種獨(dú)創(chuàng)的多臂架折疊收回方式，完美解決了以往拱架機(jī)臂架不能收回導(dǎo)致整車過(guò)長(zhǎng)轉(zhuǎn)彎半徑大的難題，而且臂架展開(kāi)速度快。本發(fā)明提供的多功能架拱鑿巖臺(tái)車，能在截面寬度為6m的單線隧道里順利通行和施工。

如圖7所示，支腿9包含前支腿10、中支腿11、后支腿12，能解決隧道不同長(zhǎng)度臺(tái)階開(kāi)挖中的整車支撐難題。在長(zhǎng)臺(tái)階開(kāi)挖法中，臺(tái)階長(zhǎng)度大于車長(zhǎng)，可打開(kāi)前支腿10和后支腿12來(lái)支撐整車。在短臺(tái)階開(kāi)挖法中，臺(tái)階長(zhǎng)度短于車長(zhǎng)，可打開(kāi)前支腿10和中支腿11來(lái)支撐整車。

如圖8所示，本發(fā)明提供的一種多功能架拱鑿巖臺(tái)車，包含兩套獨(dú)立的動(dòng)力系統(tǒng)。柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)14可為行駛、支腿動(dòng)作提供動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)13通過(guò)自帶的電纜與隧道中的電站相連，為工作裝置及其他輔助系統(tǒng)提供動(dòng)力。專為隧道封閉空間施工而設(shè)計(jì)的這兩套動(dòng)力系統(tǒng)，既能使臺(tái)車靈活快速的轉(zhuǎn)場(chǎng)，也能使臺(tái)車在封閉隧道中施工時(shí)無(wú)廢氣、噪音污染，并能節(jié)約使用成本。