一种拱架锚杆施工用的伸缩臂架及具有其的拱架台车的制作方法

1.本实用新型涉及隧道工程机械技术领域，尤其涉及一种拱架锚杆施工用的伸缩臂架及具有其的拱架台车。


背景技术：

2.现阶段的隧道拱架施工和锚杆施工是采用不同设备进行作业，因此设备转换过程需要耗费大量的转场时间；另外拱架施工时，往往需要借助其他运输设备，提前将钢拱架从隧道外运输进洞，并按一定规律摆放，此过程同样阻碍了整体工效的提高。
3.申请号为202222818465.x的专利申请提出了一种带有折叠结构的主臂及隧道拱架机，主臂包括第一连接臂、伸缩臂、第二连接臂、安装台和托台，第一连接臂的第一端与拱架机的底座连接，第一连接臂的第二端与伸缩臂的第一端铰接，伸缩臂的第二端安装有一旋转座，第二连接臂的第一端旋转安装于旋转座，第二连接臂的第二端与安装台连接，托台旋转安装于安装台，第一连接臂能够叠放于拱架机的底座，并将伸缩臂叠放于第一连接臂，伸缩臂能够进行回缩，第二连接臂能够旋转带动安装台叠放于伸缩臂，托台旋转叠放于安装台。但是该方案只能进行立拱作业，无法进行锚杆施工，因此综合工效提升并不明显。
4.申请号为202221542787.2的专利申请提出一种拱锚集成的设备，包括臂架，所述臂架的端部上设置有可在竖直面内回转的凿岩装置和抓手机构，所述抓手机构可在竖直面内俯仰，所述抓手机构可在水平面内转动；所述凿岩装置可在竖直面内俯仰，所述凿岩装置可在水平面内转动。但无法运输拱架，因此同样存在缺陷。
5.故亟需一种施工效率高的拱架锚杆施工用的伸缩臂架及具有其的拱架台车。


技术实现要素：

6.(一)要解决的技术问题
7.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种拱架锚杆施工用的伸缩臂架，其解决了现有技术施工效率低的技术问题。
8.(二)技术方案
9.为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
10.一方面，本实用新型提供一种拱架锚杆施工用的伸缩臂架，包括回转底座、伸缩臂机构、调平底座、托盘机构和锚杆机构。所述回转底座能够可转动地安装于台车主体上，其转动轴线竖向定向；所述伸缩臂机构第一端可转动地安装于所述回转底座，其转动轴线横向定向；所述伸缩臂机构的第二端可转动地连接于所述调平底座，其转动轴线横向定向；所述托盘机构可转动地安装于所述调平底座，其转动轴线竖向定向；所述锚杆机构可转动地安装于所述托盘机构，其转动轴线横向定向。
11.可选地，所述托盘机构包括回转驱动、托盘底座、偏摆梁、偏摆驱动器和两个夹持机构。所述托盘底座通过所述回转驱动可转动地安装于所述调平底座，所述偏摆梁的中部铰接于所述托盘底座，所述偏摆驱动器安装于所述托盘底座，所述偏摆驱动器连接于所述
偏摆梁，两个所述夹持机构安装于所述偏摆梁的两端。所述锚杆机构可转动地安装于所述托盘底座的侧部。
12.可选地，所述伸缩臂机构包括伸缩臂总成和举升驱动器。所述举升驱动器安装于所述回转底座，所述举升驱动器连接于所述伸缩臂总成，所述伸缩臂总成的第一端作为所述伸缩臂机构第一端可转动地安装于所述回转底座，所述伸缩臂总成的第二端作为所述伸缩臂机构的第二端可转动地连接于所述调平底座。
13.可选地，所述伸缩臂总成包括伸缩直臂和伸缩驱动器。所述伸缩直臂的第一端作为所述伸缩臂总成的第一端铰接于所述回转底座，所述伸缩直臂的第二端作为所述伸缩臂总成的第二端铰接于所述调平底座，所述伸缩驱动器安装于所述伸缩直臂，以驱动所述伸缩直臂伸长和收缩，所述举升驱动器连接于所述伸缩直臂，以驱动所述伸缩直臂在竖直平面内转动，实现举升和下降。
14.可选地，所述伸缩直臂由多个伸缩节段由外到内依次可滑动地套接形成，所述伸缩驱动器安装于最外侧的所述伸缩节段，所述伸缩驱动器的驱动端连接于最内侧的所述伸缩节段，以驱动所述伸缩节段滑动，实现所述伸缩直臂的伸长和缩短。
15.可选地，伸缩臂总成还包括连接臂。所述连接臂的第一端作为所述伸缩臂总成的第一端可转动地安装于所述回转底座，所述连接臂的第二端铰接于所述伸缩直臂的第一端。所述连接臂的第二端与所述伸缩直臂的第一端错位连接。
16.可选地，所有可转动地连接处均设有角度传感器，所述角度传感器连接于所述台车主体内的显示面板。
17.可选地，锚杆机构包括锚杆单元和垂直回转减速器。所述锚杆单元通过垂直回转减速器可转动地连接于所述托盘机构。
18.另一方面，本实用新型提供一种拱架台车，包括所述台车主体以及上述拱架锚杆施工用的伸缩臂架，所述回转底座可转动地安装于所述台车主体。
19.(三)有益效果
20.本实用新型的有益效果是：
21.本实用新型提供的一种拱架锚杆施工用的伸缩臂架，其回转底座能够可转动地安装于拱架台车上，能够通过过伸缩臂机构带动托盘机构和锚杆机构在水平面内转动，通过伸缩臂机构带动托盘机构实现线性位移，能够将拱架带动至拱架台车上方，以便于运输，托盘机构能够支撑夹持拱架，并且在立拱时，能够调节拱架姿态，以满足拱架施工的需求，锚杆机构在拱架施工时会进行转动调节，不会影响到拱架施工。通过锚杆机构满足锚杆钻孔作业的需求，同样地，托盘机构在锚杆钻孔作业时会进行转动调节，不会影响到锚杆钻孔作业。相对于现有技术而言，该伸缩臂架实现拱架的运输和安装的同时，能够完成锚杆钻孔作业，提高设备利用率，实现“一机多用”，极大地提高施工效率。
附图说明
22.图1为本实用新型的实施例1中的拱架锚杆施工用的伸缩臂架结构示意图；
23.图2为本实用新型的实施例1中的拱架锚杆施工用的伸缩臂架结构爆炸图；
24.图3为本实用新型的实施例2中的托盘机构的结构示意图；
25.图4为本实用新型的实施例2中的拱架台车抓取拱架的示意图；
26.图5为本实用新型的实施例2中的拱架台车举升拱架的示意图；
27.图6为本实用新型的实施例2中的拱架台车带动拱架移动至台车主体上方的示意图；
28.图7为本实用新型的实施例2中的拱架台车运输拱架的示意图；
29.图8为本实用新型的实施例2中的拱架台车锚杆作业时的示意图。
30.【附图标记说明】
31.1：回转底座；21：伸缩直臂；22：连接臂；3：调平底座；4：托盘机构；41：回转驱动；42：托盘底座；43：偏摆梁；44：夹持机构；5：锚杆机构；51：锚杆单元；52：垂直回转减速器；6：台车主体；7：拱架。
具体实施方式
32.为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
33.实施例1：
34.如图1和图2所示，本实施例提供一种拱架锚杆施工用的伸缩臂架，包括回转底座1、伸缩臂机构、调平底座3、托盘机构4和锚杆机构5。回转底座1能够可转动地安装于拱架台车上，其转动轴线竖向定向；伸缩臂机构第一端可转动地安装于回转底座1，其转动轴线横向定向；伸缩臂机构的第二端可转动地连接于调平底座3，其转动轴线横向定向；托盘机构4可转动地安装于调平底座3，其转动轴线竖向定向；锚杆机构5可转动地安装于托盘机构4，其转动轴线横向定向。
35.具体地，其回转底座1能够可转动地安装于拱架台车上，能够通过过伸缩臂机构带动托盘机构4和锚杆机构5在水平面内转动，通过伸缩臂机构带动托盘机构4实现线性位移，能够将拱架7带动至拱架台车上方，以便于运输，托盘机构4能够支撑夹持拱架7，并且在立拱时，能够调节拱架7姿态，以满足拱架施工的需求，锚杆机构5在拱架施工时会进行转动调节，不会影响到拱架施工。通过锚杆机构5满足锚杆钻孔作业的需求，同样地，托盘机构4在锚杆钻孔作业时会进行转动调节，不会影响到锚杆钻孔作业。相对于现有技术而言，该伸缩臂架实现拱架7的运输和安装的同时，能够完成锚杆钻孔作业，提高设备利用率，实现“一机多用”，极大地提高施工效率，而且操作简便，适应性强。
36.进一步地，如图所示，托盘机构4包括回转驱动41、托盘底座42、偏摆梁43、偏摆驱动器(未示出)和两个夹持机构44。托盘底座42通过回转驱动41可转动地安装于调平底座3，偏摆梁43的中部铰接于托盘底座42，偏摆驱动器安装于托盘底座42，偏摆驱动器连接于偏摆梁43，两个夹持机构44安装于偏摆梁43的两端。锚杆机构5可转动地安装于托盘底座42的侧部。其中，夹持机构44采用内外伸缩套筒的结构形式，通过夹持驱动器(未示出)驱动内外伸缩套筒的夹持部实现拱架7的夹持固定。通过回转驱动41能够带动托盘底座42在水平面内旋转，调整拱架7在水平旋转角度，通过偏摆驱动器驱动偏摆梁43调整偏摆角度，进而调整拱架7在竖直平面内的偏摆角度。
37.进一步地，如图所示，锚杆机构5包括锚杆单元51和垂直回转减速器52。锚杆单元51通过垂直回转减速器52可转动地连接于托盘机构4，具体地，锚杆单元51通过垂直回转减速器52可转动地连接于托盘底座42的侧部。通过锚杆单元51能够进行锚杆钻孔作业，通过垂直回转减速器52能够便于锚杆单元51调整到目标钻孔的位置。
38.进一步地，如图所示，伸缩臂机构包括伸缩臂总成和举升驱动器(未示出)。举升驱动器安装于回转底座1，举升驱动器连接于伸缩臂总成，伸缩臂总成的第一端作为伸缩臂机构第一端可转动地安装于回转底座1，伸缩臂总成的第二端作为伸缩臂机构的第二端可转动地连接于调平底座3。在本实施例中，伸缩臂总成包括伸缩直臂21和伸缩驱动器(未示出)。伸缩直臂21的第一端作为伸缩臂总成的第一端铰接于回转底座1，伸缩直臂21的第二端作为伸缩臂总成的第二端铰接于调平底座3，在本实施例中，伸缩臂总成还包括连接臂22，连接臂(22)的第一端作为伸缩臂总成的第一端可转动地安装于回转底座1，连接臂22的第二端铰接于伸缩直臂21的第一端。连接臂22的第二端与伸缩直臂21的第一端错位连接，以提高伸缩臂总成的灵活性。伸缩驱动器安装于伸缩直臂21，以驱动伸缩直臂21伸长和收缩，举升驱动器连接于伸缩直臂21，以驱动伸缩直臂21和连接臂22在竖直平面内转动，实现举升和下降。其中，伸缩直臂21由多个伸缩节段由外到内依次可滑动地套接形成，伸缩驱动器安装于最外侧的伸缩节段，伸缩驱动器的驱动端连接于最内侧的伸缩节段，以驱动伸缩节段滑动，实现伸缩直臂21的伸长和缩短。
39.进一步地，在本实施例中，所有可转动地连接处均设有角度传感器(未示出)，角度传感器连接于台车主体6内的显示面板(未示出)，通过角度传感器能够将各结构的转动角度值传输至显示面板，以便于将拱架7和锚杆机构5准确移动至目标位置。
40.实施例2：
41.如图4-图6所示，本实施例提供一种拱架台车，包括台车主体6以及实施例1中的拱架锚杆施工用的伸缩臂架，该伸缩臂架的回转底座1可转动地安装于台车主体6。
42.本实施例提供的拱架台车的工作情况为，在拱架7运输时，根据拱架7位置，通过台车主体6驱动回转底座1旋转目标角度，通过举升驱动器驱动伸缩臂总成转动，并通过伸缩驱动器驱动伸缩直臂21带动托盘机构4移动至目标位置，通过托盘机构4的夹持机构44夹持拱架7，在夹持拱架7的过程中，调整锚杆机构5的转动角度，避免其对夹持拱架7造成影响。通过举升驱动器驱动伸缩臂总成转动，并通过伸缩驱动器驱动伸缩直臂21带动拱架7移动，通过台车主体6驱动回转底座1旋转，使拱架7移动至台车主体6的上方，通过台车主体6运输拱架7。
43.在拱架安装作业时，根据安装位置，通过台车主体6驱动回转底座1旋转目标角度，通过举升驱动器驱动伸缩臂总成转动，并通过伸缩驱动器驱动伸缩直臂21带动托盘机构4移动至目标位置，通过回转驱动41以及偏摆驱动器调整拱架7角度，配合伸缩驱动器驱动伸缩直臂21调整拱架7位置，使拱架7圆弧平面转动至与掌子面平行，在通过举升驱动器驱动伸缩臂总成转动将拱架7托举至拱顶位置，完成拱架安装作业。
44.在锚杆钻孔作业时，通过台车主体6驱动回转底座1旋转目标角度，通过举升驱动器驱动伸缩臂总成转动，并通过伸缩驱动器驱动伸缩直臂21带动锚杆机构5移动至目标位置，通过回转驱动41和垂直回转减速器52完成锚杆单元51的姿态调整，使锚杆单元51到达钻孔位置，通过锚杆单元51进行锚杆钻工作。
45.在本实用新型的描述中，需要理解的是，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
46.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
47.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
48.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
49.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种拱架锚杆施工用的伸缩臂架，其特征在于，包括回转底座(1)、伸缩臂机构、调平底座(3)、托盘机构(4)和锚杆机构(5)；所述回转底座(1)能够可转动地安装于台车主体(6)上，其转动轴线竖向定向；所述伸缩臂机构第一端可转动地安装于所述回转底座(1)，其转动轴线横向定向；所述伸缩臂机构的第二端可转动地连接于所述调平底座(3)，其转动轴线横向定向；所述托盘机构(4)可转动地安装于所述调平底座(3)，其转动轴线竖向定向；所述锚杆机构(5)可转动地安装于所述托盘机构(4)，其转动轴线横向定向。2.如权利要求1所述的拱架锚杆施工用的伸缩臂架，其特征在于，所述托盘机构(4)包括回转驱动(41)、托盘底座(42)、偏摆梁(43)、偏摆驱动器和两个夹持机构(44)；所述托盘底座(42)通过所述回转驱动(41)可转动地安装于所述调平底座(3)，所述偏摆梁(43)的中部铰接于所述托盘底座(42)，所述偏摆驱动器安装于所述托盘底座(42)，所述偏摆驱动器连接于所述偏摆梁(43)，两个所述夹持机构(44)安装于所述偏摆梁(43)的两端；所述锚杆机构(5)可转动地安装于所述托盘底座(42)的侧部。3.如权利要求2所述的拱架锚杆施工用的伸缩臂架，其特征在于，所述伸缩臂机构包括伸缩臂总成和举升驱动器；所述举升驱动器安装于所述回转底座(1)，所述举升驱动器连接于所述伸缩臂总成，所述伸缩臂总成的第一端作为所述伸缩臂机构第一端可转动地安装于所述回转底座(1)，所述伸缩臂总成的第二端作为所述伸缩臂机构的第二端可转动地连接于所述调平底座(3)。4.如权利要求3所述的拱架锚杆施工用的伸缩臂架，其特征在于，所述伸缩臂总成包括伸缩直臂(21)和伸缩驱动器；所述伸缩直臂(21)的第一端作为所述伸缩臂总成的第一端铰接于所述回转底座(1)，所述伸缩直臂(21)的第二端作为所述伸缩臂总成的第二端铰接于所述调平底座(3)，所述伸缩驱动器安装于所述伸缩直臂(21)，以驱动所述伸缩直臂(21)伸长和收缩，所述举升驱动器连接于所述伸缩直臂(21)，以驱动所述伸缩直臂(21)在竖直平面内转动，实现举升和下降。5.如权利要求4所述的拱架锚杆施工用的伸缩臂架，其特征在于，所述伸缩直臂(21)由多个伸缩节段由外到内依次可滑动地套接形成，所述伸缩驱动器安装于最外侧的所述伸缩节段，所述伸缩驱动器的驱动端连接于最内侧的所述伸缩节段，以驱动所述伸缩节段滑动，实现所述伸缩直臂(21)的伸长和缩短。6.如权利要求4所述的拱架锚杆施工用的伸缩臂架，其特征在于，所述伸缩臂总成还包括连接臂(22)；所述连接臂(22)的第一端作为所述伸缩臂总成的第一端可转动地安装于所述回转底座(1)，所述连接臂(22)的第二端铰接于所述伸缩直臂(21)的第一端；所述连接臂(22)的第二端与所述伸缩直臂(21)的第一端错位连接。7.如权利要求4所述的拱架锚杆施工用的伸缩臂架，其特征在于，所有可转动地连接处均设有角度传感器，所述角度传感器连接于所述台车主体(6)内的显示面板。
8.如权利要求1所述的拱架锚杆施工用的伸缩臂架，其特征在于，锚杆机构(5)包括锚杆单元(51)和垂直回转减速器(52)；所述锚杆单元(51)通过垂直回转减速器(52)可转动地连接于所述托盘机构(4)。9.一种拱架台车，其特征在于，包括所述台车主体(6)以及如权利要求1-8任一项所述的拱架锚杆施工用的伸缩臂架，所述回转底座(1)可转动地安装于所述台车主体(6)。

技术总结
本实用新型涉及一种拱架锚杆施工用的伸缩臂架及具有其的拱架台车，其中，伸缩臂架包括回转底座、伸缩臂机构、调平底座、托盘机构和锚杆机构；所述回转底座能够可转动地安装于拱架台车上，其转动轴线竖向定向；所述伸缩臂机构第一端可转动地安装于所述回转底座，其转动轴线横向定向；所述伸缩臂机构的第二端可转动地连接于所述调平底座，其转动轴线横向定向；所述托盘机构可转动地安装于所述调平底座，其转动轴线竖向定向；所述锚杆机构可转动地安装于所述托盘机构，其转动轴线横向定向。其有益效果是，该伸缩臂架实现拱架的运输和安装的同时，能够完成锚杆钻孔作业，提高设备利用率，实现“一机多用”，极大地提高施工效率。极大地提高施工效率。极大地提高施工效率。


技术研发人员：张俊 张海涛 赵春桂 滕锦图 朱坤杰 刘逸林 杨小强 黄志坚 钱风强 门进博
受保护的技术使用者：中国铁建重工集团股份有限公司
技术研发日：2023.04.01
技术公布日：2023/8/13