一种拱锚喷台车的制作方法

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1.本实用新型涉及隧道施工设备技术领域，尤其涉及一种拱锚喷台车。

背景技术：

2.钻爆法和tbm法是当今岩石隧道施工的主要方法。钻爆法施工具有经济、高效、地质适应能力强等优点，至今仍是隧道掘进施工中最常用的技术手段。在隧道工程中，所有的核心问题都可归结到“开挖”和“支护”两个关键工序。在钻爆法中，习惯上将采用钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称为矿山法，将采用钻爆开挖加喷锚支护的施工方法称为新奥法。
3.新奥法的全称为“奥地利隧道施工新方法(new austrian tunnelingmethod,natm)”，它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法，而支护时机需通过现场量测围岩变形结果来确定，以便于充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用。
4.新奥法施工中常见的支护流程如下：(1)隧道掘进后混凝土喷浆车进场进行初喷，混凝土喷浆车出场；(2)施工人员站在简易的台架上对初喷砼面进行锚杆孔位的测量和标注后，人工操作锚杆钻机在初喷砼面上钻孔并注浆以固定锚杆；(3)拱架机进场，拱架机配合多人协同工作将安装好的钢拱架固定在初喷砼面的安装位置，拱架机出场；(4)施工人员在台架上对钢拱架与锚杆进行焊接；(5)混凝土喷浆车进场进行复喷。
5.可见，传统的隧道支护作业施工设备多，各设备依次进场出场导致工序切换耗时长，施工效率低，且施工作业人员较多，劳动强度大，容易导致施工质量差和安全性等问题。

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锚喷台车，其解决了现有技术中隧道支护作业施工设备多、各设备依次进场出场导致工序切换耗时长、施工效率低、且施工作业人员较多和劳动强度大的技术问题。
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.本实用新型提供一种拱锚喷台车，包括底盘、驾驶室和发动机动力系统，其特征在于：还包括电机泵组、电气系统、液压系统、流体系统、泵送系统、机械手锚杆臂和机械手喷浆臂；
11.所述底盘采用工程底盘、车载式底盘或履带底盘；
12.所述电气系统、所述液压系统和所述流体系统均与所述底盘固定连接，用于辅助实现所述机械手锚杆臂和所述机械手喷浆臂的功能动作；
13.所述泵送系统固定在底盘的最后侧；所述泵送系统呈倾斜布置，输料管从车顶上通过，将混凝土输送到所述机械手喷浆臂的前端；
14.所述机械手锚杆臂包括第一拱架机械手和锚杆单元；所述机械手喷浆臂包括第二拱架机械手和喷浆单元；所述机械手锚杆臂和所述机械手喷浆臂均安装在所述台车的前侧。
15.本实用新型提出的拱锚喷台车，通过将拱架机械手和锚杆单元、以及拱架机械手和喷浆单元分别集成在不同的臂架上，并同时安装在台车设备上，让台车设备同时具备拱架安装、锚杆锚网施工、超前小导管施工、喷浆作业以及辅助高空作业等多个功能，作业功能集成性高，且各功能之间可快速切换，节约设备进退场时间，提高施工效率。
16.可选地，所述机械手锚杆臂还包括第一臂架安装座、第一伸缩臂和支撑底座；所述第一臂架安装座与所述底盘以可拆卸的方式固定连接；所述第一伸缩臂沿着所述台车车体的前后方向布置；所述第一伸缩臂的后端铰接在所述第一臂架安装座的前侧，所述支撑底座与所述第一伸缩臂的前端铰接；所述第一拱架机械手与所述支撑底座铰接；所述锚杆单元固定在所述支撑底座上。
17.可选地，所述机械手锚杆臂还包括举升油缸和偏摆油缸，在举升油缸和偏摆油缸的驱动下，所述第一伸缩臂相对于所述第一臂架安装座可实现俯仰和偏摆动作。
18.可选地，所述机械手锚杆臂还包括主动调平油缸，主动调平油缸的两端分别铰接在所述第一伸缩臂和所述支撑底座上，可实现支承底座的自动调平。
19.可选地，所述机械手锚杆臂还包括第一快装吊篮，所述第一快装吊篮安装在所述支撑底座上，且设置在所述第一拱架机械手和所述锚杆单元之间。
20.可选地，所述机械手喷浆臂包括第二臂架安装座和第二伸缩臂；所述第二臂架安装座与所述底盘以可拆卸的方式固定连接；所述第二伸缩臂沿着所述台车车体的前后方向布置；所述第二伸缩臂的后端铰接在所述第二臂架安装座的前侧；所述喷浆单元设置在所述第二伸缩臂的前端，且可相对于所述第二伸缩臂回转；所述第二拱架机械手与所述第二伸缩臂的前端铰接。
21.可选地，所述机械手喷浆臂还包括举升油缸和偏摆油缸，在举升油缸和偏摆油缸的驱动下，所述第二伸缩臂相对于所述第二臂架安装座可实现俯仰和偏摆动作。
22.可选地，所述第二伸缩臂的前端安装有回转支承，所述喷浆单元与所述回转支承连接，可随着所述回转支承相对于所述第二伸缩臂回转。
23.可选地，所述机械手喷浆臂还包括第二快装吊篮，所述第二快装吊篮可装夹在所述第二拱架机械手上。
24.可选地，所述机械手锚杆臂的数量为一个，所述机械手喷浆臂的数量为一个。
25.(三)有益效果
26.本实用新型的拱锚喷台车的有益效果是：
27.1、通过将拱架机械手和锚杆单元、以及拱架机械手和喷浆单元分别集成在不同的臂架上，并同时安装在台车设备上，让台车设备同时具备拱架安装、锚杆锚网施工、超前小导管施工、喷浆作业以及辅助高空作业等多个功能，作业功能集成性高，且各功能之间可快速切换，节约工序切换时间；
28.2、通过仅设置两个工作臂，使得台车的宽度较小，因而整机尺寸较小，非常适合于小断面的洞室隧道作业；
29.3、在紧凑的隧道空间中，仅依靠一台本实用新型的拱锚喷台车即可完成整个初支
工序(立拱、锚杆施工、超前小导管、喷浆作业)作业，不仅节约设备进退场时间，提高施工效率，且可节省设备采购开支，减少施工人员，降低劳动强度，提高施工质量与安全性能。
附图说明
30.图1为本实用新型的拱锚喷台车的立体示意图；
31.图2为图1中的机械手锚杆臂的立体示意图；
32.图3为图1中的机械手喷浆臂的立体示意图；
33.图4为本实用新型的拱锚喷台车进行拱架安装作业的示意图；
34.图5为本实用新型的拱锚喷台车进行锚杆锚网施工作业的示意图；
35.图6为本实用新型的拱锚喷台车进行超前小导管施工作业的示意图；
36.图7为本实用新型的拱锚喷台车进行喷浆作业的示意图。
37.【附图标记说明】
38.101：底盘；102：驾驶室；103：覆盖件；104：发动机动力系统； 105：电机泵组；106：电气系统；107：液压系统；108：流体系统；109：泵送系统；
39.200：机械手锚杆臂；201：第一臂架安装座；202：第一伸缩臂；203：支撑底座；204：第一拱架机械手；205：锚杆单元；206：第一快装吊篮；
40.300：机械手喷浆臂；301：第二臂架安装座；302：第二伸缩臂；303：喷浆单元；304：第二拱架机械手；305：第二快装吊篮。
具体实施方式
41.为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”、“前”、“后”等方位名词以图1的定向为参照。
42.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。
43.如图1所示，本实用新型实施例提出一种新型拱锚喷台车，其包括底盘101、驾驶室102、覆盖件103、发动机动力系统104、电机泵组 105、电气系统106、液压系统107、流体系统108、泵送系统109、机械手锚杆臂200和机械手喷浆臂300。底盘101采用工程底盘。驾驶室102 固定在底盘101上，用于控制台车行驶。发动机动力系统104通过紧固件固定在底盘101的后侧，为整机提供行驶及工作动力。电气系统106、液压系统107和流体系统108集成在台车上，且均与底盘固定连接，用于辅助实现台车各个功能动作。流体系统108可包括水系统和/或气系统。覆盖件103通过螺栓螺母和底盘101连接固定，且与底盘101共同限定一容纳空间，用于容纳发动机动力系统104、电气系统106、液压系统107 和流体系统108。电机泵组105以相对于竖直方向倾斜的姿态固定在底盘 101一侧，且位于驾驶室102后侧和覆盖件的前侧。电机泵组105是动力源，液压系统107的油路通过电机泵组105加压后输送到各油缸等执行机构执行动作。泵送系统109通过螺栓螺母固定在底盘101的最后侧。泵送系统109呈倾
斜布置，以便于卸料。输料管从车顶上通过，将混凝土输送到机械手喷浆臂300的前端。
44.机械手锚杆臂200通过螺栓螺母安装在驾驶室102前侧的底盘上，可实现拱架安装(如图4所示)、锚杆锚网施工(如图5所示)、超前小导管施工(如图6所示)、辅助高空作业等功能。机械手喷浆臂300 通过螺栓螺母安装在驾驶室102前侧的底盘上，可实现拱架安装(如图4 所示)、喷浆作业(如图7所示)、辅助高空作业等功能。需要说明的是，本实用新型对机械手锚杆臂200和机械手喷浆臂300与台车底盘的固定连接方式不做限定，只要能实现紧固可拆卸连接即可。机械手锚杆臂200和机械手喷浆臂300沿着台车车体的左右方向间隔设置。
45.如图2所示，机械手锚杆臂200包括第一臂架安装座201、第一伸缩臂202、支撑底座203、第一拱架机械手204、锚杆单元205和第一快装吊篮206。第一臂架安装座201与底盘101以可拆卸的方式固定连接。第一伸缩臂202沿着台车车体的前后方向布置，第一伸缩臂202的前端是可往复移动的伸缩端，第一伸缩臂202的后端是固定端。第一伸缩臂202 的后端通过销轴铰接在第一臂架安装座201的前侧。在举升油缸和偏摆油缸驱动下，第一伸缩臂202相对于第一臂架安装座201可实现俯仰和偏摆动作。支撑底座203与第一伸缩臂202的前端铰接。主动调平油缸的两端分别铰接在第一伸缩臂202和支撑底座203上，可实现支承底座 203自动调平。第一拱架机械手204和支撑底座203之间通过销轴铰接，在油缸的驱动下可实现立拱作业。锚杆单元205固定在支撑底座203上，在回转马达及油缸的驱动下可实现锁脚锚杆、系统锚杆、超前小导管等施工作业。第一快装吊篮206安装在支撑底座203上，可为施工人员提供作业平台，且根据工作需要可快速拆装。优选地，第一快装吊篮206 设置在第一拱架机械手204和锚杆单元205之间，以方便施工人员在必要的情况下辅助拱架安装和锚杆施工等作业。本领域技术人员能意识到，锚杆单元205和第一拱架机械手204在支撑底座203上的相对安装位置应满足二者的运动不会产生干涉的要求。配置具有上述结构形式的机械手锚杆臂200使得拱锚喷台车具备拱架安装、锚杆锚网施工、超前小导管施工以及辅助高空作业等功能。
46.如图3所示，机械手喷浆臂300包括第二臂架安装座301、第二伸缩臂302、喷浆单元303、第二拱架机械手304和第二快装吊篮305。第二臂架安装座301与底盘101以可拆卸的方式固定连接。第二伸缩臂302 沿着台车车体的前后方向布置，第二伸缩臂302的前端是可往复移动的伸缩端，第二伸缩臂302的后端是固定端。第二伸缩臂302的后端通过销轴铰接在第二臂架安装座301的前侧。在举升油缸和偏摆油缸驱动下，第二伸缩臂302相对于第二臂架安装座301可实现俯仰和偏摆动作。第二伸缩臂302的前端安装有回转支承，喷浆单元303通过螺栓和回转支承连接，可随着回转支承相对于第二伸缩臂302回转。喷浆单元303的回转角度范围可根据实际施工作业需求确定，优选地，喷浆单元303可相对于第二伸缩臂302在360度的角度范围内回转。在油缸和回转支承等驱动件的驱动下，喷浆单元303可实现隧道内的喷浆作业。第二拱架机械手304通过销轴和第二伸缩臂302的前端铰接，在油缸的驱动下可实现立拱作业。根据施工作业需要，第二快装吊篮305可快速地装夹在第二拱架机械手304上，从而升级为作业平台，以方便施工人员在必要的情况下进行辅助作业。本领域技术人员能意识到，喷浆单元303和第第二拱架机械手304在第二伸缩臂302上的相对安装位置应满足二者的运动不会产生干涉的要求。配置具有上述结构形式的机械手喷浆臂300 使得拱锚喷台车具备拱架安装、喷浆作业和辅助高空作业的功能。
47.图4示出了本实用新型的拱锚喷台车进行拱架安装作业，其中，机械手锚杆臂200和机械手喷浆臂300均参与作业，第一拱架机械手204 和第二拱架机械手304互相配合完成拱架安装。
48.图5示出了本实用新型的拱锚喷台车进行锚杆锚网施工作业，其中，仅有机械手锚杆臂200参与作业，机械手喷浆臂300处于非作业状态，锚杆单元205完成锚杆锚网施工作业。
49.图6示出了本实用新型的拱锚喷台车进行超前小导管施工作业，其中，仅有机械手锚杆臂200参与作业，机械手喷浆臂300处于非作业状态，锚杆单元205完成超前小导管施工作业。
50.图7示出了本实用新型的拱锚喷台车进行喷浆作业，其中，仅有机械手喷浆臂300参与作业，机械手锚杆臂200处于非作业状态，喷浆单元303在控制系统的控制下完成全自动喷浆作业。
51.需要说明的是，本实用新型对第一拱架机械手204、第二拱架机械手 304、锚杆单元205和喷浆单元303的具体结构形式不做限定，现有技术中已有的相应功能的产品均可用于本实用新型的台车设备。
52.尽管示例性实施例中底盘采用的是工程底盘，但本领域技术人员能意识到，底盘可根据需求更换成车载式底盘或履带底盘等其他形式底盘。
53.尽管示例性实施例中仅包括一个机械手锚杆臂和一个机械手喷浆臂，但本领域技术人员能意识到，可根据需求增加机械手锚杆臂或机械手喷浆臂的数量。同时，机械手锚杆臂或机械手喷浆臂数量的增加会导致台车的宽度增加，从而导致整机尺寸增大，相应的电气系统和液压系统更为复杂，设备成本也会显著增加。更为重要的是，整机尺寸较大的台车只适用于大断面的洞室隧道作业，对于平导、矿山巷道等小断面的洞室隧道则没办法使用。
54.尽管示例性实施例中每个机械手工作臂上仅包括一个快装吊篮，但本领域技术人员能意识到，可根据需求增加快装吊篮的数量，以及根据需求改变安装快装吊篮的位置。
55.本实用新型的拱锚喷台车创新地将拱架机械手和锚杆单元、以及拱架机械手和喷浆单元分别集成在不同臂架上，并同时安装在台车设备上，让台车设备同时具备拱架安装、锚杆施工、超前小导管施工、喷浆作业等功能，且各功能之间可快速切换。本实用新型的拱锚喷台车仅包括两个工作臂，使得台车的宽度较小，因而整机尺寸较小，非常适合于小断面的洞室隧道作业。在紧凑的隧道空间中，具备多功能的拱锚喷台车通过一台设备即可完成整个初支工序(立拱、锚杆施工、超前小导管、喷浆作业)作业，不仅节约设备进退场时间，提高施工效率，且可节省设备采购开支，降低劳动强度，提高施工质量。
56.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。
57.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。
58.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。
59.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。
60.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：

1.一种拱锚喷台车，包括底盘、驾驶室和发动机动力系统，其特征在于：还包括电机泵组、电气系统、液压系统、流体系统、泵送系统、机械手锚杆臂和机械手喷浆臂；所述底盘采用工程底盘、车载式底盘或履带底盘；所述电气系统、所述液压系统和所述流体系统均与所述底盘固定连接，用于辅助实现所述机械手锚杆臂和所述机械手喷浆臂的功能动作；所述泵送系统固定在底盘的最后侧；所述泵送系统呈倾斜布置，输料管从车顶上通过，将混凝土输送到所述机械手喷浆臂的前端；所述机械手锚杆臂包括第一拱架机械手和锚杆单元；所述机械手喷浆臂包括第二拱架机械手和喷浆单元；所述机械手锚杆臂和所述机械手喷浆臂均安装在所述台车的前侧。2.如权利要求1所述的拱锚喷台车，其特征在于：所述机械手锚杆臂还包括第一臂架安装座、第一伸缩臂和支撑底座；所述第一臂架安装座与所述底盘以可拆卸的方式固定连接；所述第一伸缩臂沿着所述台车车体的前后方向布置；所述第一伸缩臂的后端铰接在所述第一臂架安装座的前侧，所述支撑底座与所述第一伸缩臂的前端铰接；所述第一拱架机械手与所述支撑底座铰接；所述锚杆单元固定在所述支撑底座上。3.如权利要求2所述的拱锚喷台车，其特征在于：所述机械手锚杆臂还包括举升油缸和偏摆油缸，在举升油缸和偏摆油缸的驱动下，所述第一伸缩臂相对于所述第一臂架安装座可实现俯仰和偏摆动作。4.如权利要求2所述的拱锚喷台车，其特征在于：所述机械手锚杆臂还包括主动调平油缸，主动调平油缸的两端分别铰接在所述第一伸缩臂和所述支撑底座上，可实现支承底座的自动调平。5.如权利要求2所述的拱锚喷台车，其特征在于：所述机械手锚杆臂还包括第一快装吊篮，所述第一快装吊篮安装在所述支撑底座上，且设置在所述第一拱架机械手和所述锚杆单元之间。6.如权利要求1所述的拱锚喷台车，其特征在于：所述机械手喷浆臂包括第二臂架安装座和第二伸缩臂；所述第二臂架安装座与所述底盘以可拆卸的方式固定连接；所述第二伸缩臂沿着所述台车车体的前后方向布置；所述第二伸缩臂的后端铰接在所述第二臂架安装座的前侧；所述喷浆单元设置在所述第二伸缩臂的前端，且可相对于所述第二伸缩臂回转；所述第二拱架机械手与所述第二伸缩臂的前端铰接。7.如权利要求6所述的拱锚喷台车，其特征在于：所述机械手喷浆臂还包括举升油缸和偏摆油缸，在举升油缸和偏摆油缸的驱动下，所述第二伸缩臂相对于所述第二臂架安装座可实现俯仰和偏摆动作。8.如权利要求6所述的拱锚喷台车，其特征在于：所述第二伸缩臂的前端安装有回转支承，所述喷浆单元与所述回转支承连接，可随着所述回转支承相对于所述第二伸缩臂回转。9.如权利要求6所述的拱锚喷台车，其特征在于：所述机械手喷浆臂还包括第二快装吊篮，所述第二快装吊篮可装夹在所述第二拱架机械手上。10.如权利要求1所述的拱锚喷台车，其特征在于：所述机械手锚杆臂的数量为一个，所述机械手喷浆臂的数量为一个。

技术总结

本实用新型涉及一种拱锚喷台车，其包括底盘、电气系统、液压系统、流体系统、泵送系统、机械手锚杆臂和机械手喷浆臂。底盘采用工程底盘、车载式底盘或履带底盘。电气系统、液压系统和流体系统均与底盘固定连接，用于辅助实现机械手锚杆臂和机械手喷浆臂的功能动作。泵送系统将混凝土输送到机械手喷浆臂的前端。机械手锚杆臂包括第一拱架机械手和锚杆单元。机械手喷浆臂包括第二拱架机械手和喷浆单元。该台车整机尺寸较小，非常适合于小断面的洞室隧道作业；同时具备拱架安装、锚杆锚网施工、超前小导管施工、喷浆作业以及辅助高空作业等多个功能，作业功能集成性高，且各功能之间可快速切换，节约设备进退场时间，提高施工效率。提高施工效率。提高施工效率。