1.本發(fā)明涉及隧道支護技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種拱錨一體化作業(yè)臺車及其施工方法。

背景技術(shù)：

2.目前隧道施工中，初期支護工序大多還是人工作業(yè)，人工作業(yè)存在人員數(shù)量多，工人勞動強度大，作業(yè)效率不高，安全隱患大等問題。隨著技術(shù)發(fā)展和安全規(guī)范要求，拱架安裝臺車代替人工作業(yè)趨勢越加明顯，但現(xiàn)有拱架安裝臺車功能單一，不能實現(xiàn)初期工序全機械化作業(yè)，錨桿作業(yè)仍需人工配合；現(xiàn)有施工工法限制網(wǎng)片安裝效率，采用機械化作業(yè)不能有效提高掛網(wǎng)、拉筋焊接施工效率；現(xiàn)有多功能拱架安裝臺車不能有效應對臺階法施工?，F(xiàn)有多功能拱架安裝臺車臂架結(jié)構(gòu)、布局和拱架抓取機構(gòu)不能有效適應所有隧道斷面或各種類型拱架，在遇到特殊情況時不能很好發(fā)揮其作用，適應性差，造成產(chǎn)品推廣困難。近年來，針對隧道初期支護機械化施工難題，出現(xiàn)了多功能拱錨臺車，如公開號為cn201711399183.9的一種多功能隧道鑿巖拱架一體機，介紹了一種拱錨一體臺車，但其臂架為兩臂結(jié)構(gòu)，拱架和鉆臂結(jié)構(gòu)為工位轉(zhuǎn)換，不可進行同步作業(yè)。公開號為cn305010366s的伸展拱架錨桿安裝臺車，介紹一款三臂拱錨臺車，但其臂架為伸縮式臂架，不適應于臺階法施工，且其鉆臂形式在應對緊鄰掌子面的鎖腳錨桿鉆設(shè)時會與拱架抓手干涉，影響錨桿鉆進質(zhì)量，且其整機重量大，集成功能多，不便于隧道進出，可靠性受影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

3.針對上述背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明提出一種拱錨一體化作業(yè)臺車及其施工方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中拱錨臺車功能單一、工作效率低的問題。

4.本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種拱錨一體化作業(yè)臺車，包括車體，所述車體上設(shè)有至少一個側(cè)臂架和至少一個中間臂架，所述中間臂架通過回轉(zhuǎn)支撐座連接在車體上，中間臂架自由端設(shè)有第一機械抓手，且中間臂架或側(cè)臂架的臂體上設(shè)有能相對臂體運動的鉆臂；側(cè)臂架通過滑移機構(gòu)與車體連接，側(cè)臂架的自由端設(shè)有第二機械抓手。優(yōu)選地，所述車體上設(shè)有駕駛室和電纜卷盤，車體的下部設(shè)有前伸縮支腿和后伸縮支腿。

5.進一步，所述中間臂架的臂體上設(shè)有能相對臂體運動的鉆臂，中間臂架包括依次連接的折疊臂、伸縮臂和第一機械抓手，所述鉆臂設(shè)置在伸縮臂上；所述伸縮臂通過第一鉸接件與折疊臂相連接且第一鉸接件與伸縮臂之間連接有第一俯仰油缸；所述第一鉸接件與回轉(zhuǎn)支撐座之間連接有連桿，伸縮臂、第一鉸接件、折疊臂及回轉(zhuǎn)支撐座形成平行四邊形連桿機構(gòu)，折疊臂與連桿之間設(shè)有折疊臂油缸。

6.優(yōu)選地，所述鉆臂包括回轉(zhuǎn)裝置和鉆臂支撐臂，鉆臂支撐臂通過回轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動設(shè)置在伸縮臂前部，鉆臂支撐臂上設(shè)有用于固定推進梁的固定臂，固定臂通過擺動驅(qū)動件與鉆臂支撐臂相連接，且固定臂的前部設(shè)有前扶釬器和頂針，所述推進梁上滑動設(shè)有鑿巖機和中扶釬器；鑿巖機依次與中扶釬器、前扶釬器相對應。

7.進一步，所述擺動驅(qū)動件包括第一擺動油缸和第二擺動油缸，第一擺動油缸的軸線與第二擺動油缸的軸線垂直設(shè)置，且第一擺動油缸的輸出軸與鉆臂支撐臂平行固定連接，第二擺動油缸的輸出軸與固定臂平行固定連接；推進梁上滑動設(shè)有第一固定滑塊和第二固定滑塊，鑿巖機固定在第一固定滑塊上，中扶釬器固定在第二固定滑塊上，第一固定滑塊、第二固定滑塊通過滑移驅(qū)動組件與推進梁滑動連接。優(yōu)選地，所述滑移驅(qū)動組件包括嵌設(shè)在推進梁內(nèi)的推進伸縮油缸，第一固定滑塊和第二固定滑塊通過連接板連接，連接板上設(shè)有動滑輪，推進伸縮油缸的伸縮端與繞過動滑輪的鋼絲繩相連接。

8.進一步，所述第一機械抓手包括鉸接在中間臂架端部的小臂，小臂通過小臂俯仰油缸和小臂擺動油缸與中間臂架相連接，所述小臂的的前端鉸接有剪式夾具，剪式夾具通過第三擺動油缸與小臂相連接。

9.其中，所述中間臂架的端部鉸接有第二鉸接件，小臂鉸接在第二鉸接件上，第二鉸接件與中間臂架之間連接有小臂俯仰油缸，小臂與第二鉸接件之間連接有小臂擺動油缸。

10.進一步，所述滑移機構(gòu)包括設(shè)置在車體上的滑移軌道和滑動設(shè)置在滑移軌道上的滑移臂座，側(cè)臂架連接在滑移臂座上；所述車體上設(shè)有兩個側(cè)臂架和一個中間臂架，兩個側(cè)臂架分別為左側(cè)臂架和右側(cè)臂架，中間臂架位于左側(cè)臂架和右側(cè)臂架之間。

11.進一步，所述左側(cè)臂架和右側(cè)臂架均包括伸縮大臂，伸縮大臂的一端通過轉(zhuǎn)鉸連接件與滑移臂座相連接，轉(zhuǎn)鉸連接件通過第四擺動油缸與滑移臂座相連接，伸縮大臂通過大臂俯仰油缸與轉(zhuǎn)鉸連接件相連接；伸縮大臂的另一端設(shè)有吊籃平臺，吊籃平臺上設(shè)有第二機械抓手和可折疊的吊籃，第二機械抓手位于可折疊的吊籃前部。

12.其中，所述吊籃平臺的一側(cè)鉸接有吊籃臂，吊籃臂與伸縮大臂鉸接且兩者之間設(shè)有吊籃俯仰油缸，吊籃平臺與吊籃臂之間設(shè)有第五擺動油缸；所述吊籃包括固定在吊籃平臺的主擋板和鉸接在吊籃平臺上的側(cè)擋板，主擋板和側(cè)擋板之間設(shè)有折疊連桿。

13.進一步，所述第二機械抓手包括連接在吊籃平臺前端的第三鉸接件，第三鉸接件上鉸接有支臂，第三鉸接件與吊籃平臺之間設(shè)有支臂俯仰油缸，支臂與第三鉸接件之間設(shè)有第六擺動油缸；支臂的端部鉸接有第四鉸接件，第四鉸接件上設(shè)有剪式夾具，剪式夾具與第四鉸接件之間設(shè)有托舉臂俯仰油缸，第四鉸接件與支臂之間設(shè)有第六擺動油缸。所述支臂上設(shè)有破碎錘，破碎錘與支臂平行設(shè)置。優(yōu)選地，所述剪式夾具包括托舉臂，托舉臂的兩側(cè)對稱設(shè)有夾爪，夾爪通過夾緊油缸控制開合，夾爪的開口端設(shè)有楔形部。

14.一種拱錨一體化作業(yè)臺車的施工方法，利用所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，具體步驟如下：s1：將拱錨一體化臺車駛?cè)胨淼乐泻线m位置，將前伸縮支腿和后伸縮支腿伸出進行臺車定位；s2：臺車定位后，作業(yè)人員位于吊籃內(nèi)操作左側(cè)臂架和右側(cè)臂架前移，將吊籃內(nèi)作業(yè)人員送至指定工作面進行打點測量，利用破碎錘進行隧道欠挖作業(yè)；s3：展開中間臂架，調(diào)整鉆臂姿態(tài)，操作中間臂架回轉(zhuǎn)、折疊與伸縮動作，利用鉆臂快速在隧道環(huán)向指定位置鉆設(shè)5-7個定位錨桿孔；s4：利用第一機械抓手抓取頂部網(wǎng)片并將頂部網(wǎng)片托舉至隧道特定位置；吊籃內(nèi)的作業(yè)人員利用錨桿將頂部網(wǎng)片固定在洞壁上，然后，中間臂架、左側(cè)臂架和右側(cè)臂架同時回收；然后，左側(cè)臂架和右側(cè)臂架上的第二機械抓手同時將兩側(cè)的網(wǎng)片托舉至隧道特定位

置；吊籃內(nèi)的作業(yè)人員利用錨桿將兩側(cè)的網(wǎng)片固定在洞壁上，并位于頂部網(wǎng)片的兩側(cè)；s5：待網(wǎng)片安裝固定完畢，作業(yè)人員操作中間臂架、左側(cè)臂架和右側(cè)臂架分別抓取拱頂拱架和左右兩側(cè)拱架，抓取拱架后調(diào)整拱架姿態(tài)，將拱架舉至隧道內(nèi)指定位置處進行拼接固定；s6：作業(yè)人員利用吊籃平臺進行網(wǎng)片和拱架的拉筋焊接作業(yè)，拉筋焊接時，作業(yè)人員操作中間臂架，利用鉆臂進行鎖腳錨桿孔和系統(tǒng)錨桿孔的鉆設(shè)作業(yè)；s7：重復步驟s2~s6，直至完成整個隧道支護。

15.本發(fā)明采用優(yōu)化臂架結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)拱錨同步作業(yè)，提高效率；優(yōu)化拱架抓取機械手，能夠適應多種類型拱架，遇到花拱無需更換抓取機構(gòu)，方便高效。此外本發(fā)明的臂架實現(xiàn)錨鉆集成，增加錨桿鉆設(shè)功能，實現(xiàn)拱、錨機械化作業(yè)，減少作業(yè)人員數(shù)量，提高初支施工效率；本發(fā)明的施工方法為與設(shè)備配合的新施工方式，實現(xiàn)網(wǎng)片快速鋪掛、拱架快速拼裝，解決掛網(wǎng)困難問題，提高掛網(wǎng)效率，加快隧道初支整體工效，最終實現(xiàn)減人增效的目的。

附圖說明

16.為了更清楚地說明本發(fā)明實施例，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

17.圖1為本發(fā)明臺車整體結(jié)構(gòu)示意圖。

18.圖2為本發(fā)明中間臂架結(jié)構(gòu)示意圖。

19.圖3為本發(fā)明側(cè)臂架結(jié)構(gòu)示意圖。

20.圖4為本發(fā)明鉆臂結(jié)構(gòu)示意圖。

21.圖5為第二機械抓手與吊籃平臺連接狀態(tài)示意圖。

22.圖6為吊籃平臺上吊籃展開狀態(tài)示意圖。

23.圖7為本發(fā)明臺車工作狀態(tài)示意圖。

具體實施方式

24.下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

25.如圖1所示，實施例1，一種拱錨一體化作業(yè)臺車，包括車體1，車體根據(jù)需要可采用輪式車體或履帶式車體。所述車體1上設(shè)有至少一個側(cè)臂架和至少一個中間臂架9，側(cè)臂架的數(shù)量根據(jù)需要可設(shè)置1個或多個，中間臂架9的數(shù)量根據(jù)需要可設(shè)置1個或多個；根據(jù)施工工況及施工要求進行選擇。所述中間臂架9通過回轉(zhuǎn)支撐座6連接在車體1上；回轉(zhuǎn)支撐座由馬達或電機驅(qū)動，能帶動中間臂架相對車體的轉(zhuǎn)動。中間臂架9自由端設(shè)有第一機械抓手12，且中間臂架9的臂體上設(shè)有能相對臂體運動的鉆臂10，實現(xiàn)鉆臂與中間臂架的集成；根據(jù)需要中間臂架9的臂體上也可集成濕噴頭。側(cè)臂架通過滑移機構(gòu)與車體1連接，側(cè)臂架的自由端設(shè)有第二機械抓手14。側(cè)臂架上根據(jù)需要集成拱架抓取機械手和濕噴頭，可實現(xiàn)立拱、鉆孔和濕噴多種功能。第一機械抓手12與第二機械抓手14配合，具備立拱、掛網(wǎng)、錨桿孔

鉆設(shè)等功能，可實現(xiàn)快速掛網(wǎng)，拱架快速安裝和拱錨同步作業(yè)，大大提高隧道初支施工效率，加快隧道開挖進度。所述車體1上還設(shè)有駕駛室4和電纜卷盤18，車體1的下部設(shè)有前伸縮支腿2和后伸縮支腿3，前后伸縮支腿的數(shù)量根據(jù)需要可設(shè)置多個，用于定位臺車位置。前后支腿為可伸縮結(jié)構(gòu)，臺車作業(yè)時，分別伸縮前支腿2和后支腿3，使臺車車體處于水平位置，保證臺車立拱作業(yè)時穩(wěn)定性。電纜卷盤18固定于車體1上，電纜卷盤可自動收放電纜，方便作業(yè)人員接電和收車。駕駛室4固定于車體1前端，駕駛室內(nèi)駕駛位可前后180

°

回轉(zhuǎn)，實現(xiàn)前后雙向駕駛，方便臺車進出場。

26.本實施例中，車體1主要由工程機械底盤、主副駕駛室、主臂架系統(tǒng)、輔助臂架系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)組成。工程機械底盤，動力系統(tǒng)采用柴電雙動力，柴油發(fā)動機驅(qū)動行駛，掌子面作業(yè)時采用電動機（也可使用柴油機驅(qū)動工作）。臺車具有雙向駕駛功能，便于隧道內(nèi)快速轉(zhuǎn)場；側(cè)臂架和中間臂架組成主臂架系統(tǒng)，主臂架系統(tǒng)可實現(xiàn)隧道拱頂部位拱架抓取及安裝功能和鎖腳錨桿鉆設(shè)功能?？刂葡到y(tǒng)由多個控制單元組成，包括行車控制單元、臂架作業(yè)動作控制單元、鑿巖鉆孔控制單元。行車控制單元安裝于駕駛室內(nèi)，中間臂架臂動作控制單元和鑿巖控制單元安裝與車體前端一側(cè)，側(cè)臂架作業(yè)動作控制單元安裝于相應吊籃內(nèi)。同時臂架動作控制、鑿巖鉆孔控制、拱架抓取機械手動作控制具備遙控操作，提高操作便利性。

27.如圖2所示，實施例2，一種拱錨一體化作業(yè)臺車，所述中間臂架9包括依次連接的折疊臂33、伸縮臂37和第一機械抓手12，折疊臂采用平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)，由折疊臂和連桿通過回轉(zhuǎn)支撐座和連接件鉸接。伸縮臂由基本臂和兩級伸縮臂組成，與連接件上部鉸接。所述鉆臂10設(shè)置在伸縮臂37上，能相對伸縮臂7轉(zhuǎn)動，用于改變其工作方位。所述伸縮臂37通過第一鉸接件36與折疊臂33相連接且第一鉸接件36與伸縮臂37之間連接有第一俯仰油缸35；在第一俯仰油缸的作用下，伸縮臂能相對折疊臂進行俯仰動作。所述第一鉸接件36與回轉(zhuǎn)支撐座6之間連接有連桿34，伸縮臂37、第一鉸接件36、折疊臂33及回轉(zhuǎn)支撐座6形成平行四邊形連桿機構(gòu)，折疊臂33與連桿34之間設(shè)有折疊臂油缸32。在折疊臂油缸的作用下，折疊臂33與連桿34進行折疊與否。通過上述結(jié)構(gòu)設(shè)計中間臂架可實現(xiàn)水平轉(zhuǎn)動和折疊展開及兩級伸縮，使中間臂架9展開時作業(yè)范圍廣，收回時結(jié)構(gòu)緊湊。

28.進一步，如圖4所示，所述鉆臂10包括回轉(zhuǎn)裝置42和鉆臂支撐臂41，回轉(zhuǎn)裝置42可采用擺動馬達，鉆臂支撐臂41通過回轉(zhuǎn)裝置42轉(zhuǎn)動設(shè)置在伸縮臂37前部。在回轉(zhuǎn)裝置的作用下，鉆臂支撐臂41能相對折疊臂轉(zhuǎn)動；當需要工作時，鉆臂10擺動到伸縮臂37前端，當不工作時，鉆臂10擺動到伸縮臂37后端。鉆臂支撐臂41上設(shè)有用于固定推進梁38的固定臂52，固定臂52通過擺動驅(qū)動件與鉆臂支撐臂41相連接；在擺動驅(qū)動件的作用下，推進梁能相對鉆臂支撐臂轉(zhuǎn)動，改變鑿巖機49工作方位。固定臂52的前部設(shè)有前扶釬器54和頂針53，所述推進梁38上滑動設(shè)有鑿巖機49和中扶釬器59；鑿巖機49依次與中扶釬器59、前扶釬器54相對應，對釬桿進行扶直。

29.具體地：所述擺動驅(qū)動件包括第一擺動油缸40和第二擺動油缸39，第一擺動油缸40的軸線與第二擺動油缸39的軸線垂直設(shè)置，且第一擺動油缸40的輸出軸與鉆臂支撐臂41平行固定連接，第二擺動油缸39的輸出軸與固定臂52平行固定連接；使鑿巖機工位調(diào)節(jié)更加靈活。推進梁38上滑動設(shè)有第一固定滑塊57和第二固定滑塊61，鑿巖機49通過螺栓固定在第一固定滑塊57上，中扶釬器59通過螺栓固定在第二固定滑塊61上，第一固定滑塊57、第

二固定滑塊61通過滑移驅(qū)動組件與推進梁38滑動連接。在滑移驅(qū)動組件的作用下，鑿巖機49與中扶釬器59能在推進梁上前后移動，運動更加靈活。

30.進一步，所述滑移驅(qū)動組件包括嵌設(shè)在推進梁38內(nèi)的推進伸縮油缸51，推進伸縮油缸51與推進梁38平行設(shè)置。第一固定滑塊57和第二固定滑塊61通過連接板60連接，連接板60上設(shè)有動滑輪62，推進伸縮油缸51的伸縮端與繞過動滑輪62的鋼絲繩相連接。上述結(jié)構(gòu)設(shè)計可實現(xiàn)鑿巖機位移是推進油缸行程的2倍，實現(xiàn)鑿巖機前進和后退，鑿巖機推進油缸埋于推進梁內(nèi)部。

31.本實施例中所述第一機械抓手12包括鉸接在中間臂架9的伸縮臂37端部的小臂50，小臂50通過小臂俯仰油缸43和小臂擺動油缸44與中間臂架9相連接。具體為：中間臂架9的端部鉸接有第二鉸接件55，小臂50鉸接在第二鉸接件55上，第二鉸接件55與中間臂架9之間連接有小臂俯仰油缸43，小臂50與第二鉸接件55之間連接有小臂擺動油缸44；在小臂俯仰油缸的作用在，小臂能相對中間臂架的伸縮臂進行俯仰動作；在小臂擺動油缸的作用下，小臂能相對中間臂架的伸縮臂進行左右擺動動作。所述小臂50的前端鉸接有剪式夾具47，剪式夾具47通過第三擺動油缸45與小臂50相連接，在第三擺動油缸的作用下，剪式夾具47能相對小臂50上下擺動，用于調(diào)節(jié)剪式夾具47角度，以便對拱架的靈活抓取和拼接。剪式夾具47兩端開口，開口端為楔形角度，能夠可靠地夾緊拱架翼緣板。此種夾緊方式可適應多種類型拱架，包括型鋼拱架、方形花拱架和三角花拱架。

32.如圖3所示，實施例3，一種拱錨一體化作業(yè)臺車，在實施例2的基礎(chǔ)上，本實施例中所述車體1上設(shè)有兩個側(cè)臂架和一個中間臂架9，兩個側(cè)臂架分別為左側(cè)臂架15和右側(cè)臂架8，中間臂架9位于左側(cè)臂架15和右側(cè)臂架8之間。左側(cè)臂架15和右側(cè)臂架8結(jié)構(gòu)相同或相似，與中間臂架配合，可同時對整個拱架段抓取、拼裝，提供工作效率。所述滑移機構(gòu)包括設(shè)置在車體1上的滑移軌道7和滑動設(shè)置在滑移軌道7上的滑移臂座5；本實施例中，左側(cè)臂架15通過左側(cè)滑座11連接在滑移軌道上。側(cè)臂架連接在滑移臂座5上?；票圩ㄟ^與滑移軌道平行設(shè)置的驅(qū)動油缸沿滑移軌道前后運動，用于改變側(cè)臂架整體位置。或利用驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置通過鏈條驅(qū)動左右兩側(cè)臂架在軌道7上前后移動?？蓡为毧刂破浠凭嚯x，實現(xiàn)臂架靈活走位，可減少臺車作業(yè)時移機操作。

33.進一步，所述左側(cè)臂架15和右側(cè)臂架8均包括伸縮大臂63，伸縮大臂63為兩級或三級伸縮臂體。伸縮大臂63的一端通過轉(zhuǎn)鉸連接件19與滑移臂座5相連接，轉(zhuǎn)鉸連接件19通過第四擺動油缸31與滑移臂座5相連接；在第四擺動油缸的作用下，伸縮大臂63能相對滑移臂座左右擺動。伸縮大臂63通過大臂俯仰油缸20與轉(zhuǎn)鉸連接件19相連接，在大臂俯仰油缸的作用下，伸縮大臂63能相對滑移臂座進行俯仰動作。通過上述結(jié)構(gòu)設(shè)計側(cè)臂架可實現(xiàn)大臂的上下俯仰、左右擺動和前后伸縮，保證吊籃13和第二機械抓手14能夠達到作業(yè)位置。伸縮大臂63的另一端設(shè)有吊籃平臺23，吊籃平臺23上設(shè)有第二機械抓手14和可折疊的吊籃13，第二機械抓手14位于可折疊的吊籃13前部，吊籃13為作業(yè)人員提供安全防護，為作業(yè)人員的操作空間。第二機械抓手用于抓取拱架及對拱架的安裝。

34.如圖5、6所示，為進一步提高吊籃及吊籃平臺的靈活性，所述吊籃平臺23的一側(cè)鉸接有吊籃臂64，吊籃臂64與伸縮大臂63鉸接且兩者之間設(shè)有吊籃俯仰油缸21；在吊籃俯仰油缸的作用下，吊籃平臺23能相對伸縮大臂俯仰動作，改變吊籃平臺的工作角度。吊籃平臺23與吊籃臂64之間設(shè)有第五擺動油缸22，在第五擺動油缸的作用下，吊籃平臺能相對吊籃

臂左右擺動，改變吊籃平臺在水平面上的工作角度。所述吊籃13為可展開結(jié)構(gòu)，具體為包括固定在吊籃平臺23的主擋板和鉸接在吊籃平臺23上的側(cè)擋板，主擋板與側(cè)擋板組成矩形框結(jié)構(gòu)。主擋板和側(cè)擋板之間設(shè)有折疊連桿，在折疊連桿的作用下，側(cè)擋板能相對主擋板展開成平臺結(jié)構(gòu)，擴大作業(yè)面積，在需人工作業(yè)時可增加作業(yè)人員，提高作業(yè)效率。

35.進一步，所述第二機械抓手14包括連接在吊籃平臺23前端的第三鉸接件65，第三鉸接件65上鉸接有支臂66，第三鉸接件65與吊籃平臺23之間設(shè)有支臂俯仰油缸24，在支臂俯仰油缸24的作用下，支臂能相對吊籃平臺23進行俯仰動作。支臂66與第三鉸接件65之間設(shè)有第六擺動油缸25，在第六擺動油缸的作用下，支臂能相對吊籃平臺進行左右擺動動作。第三鉸接件、支臂等形成連桿機構(gòu)，通過連桿機構(gòu)實現(xiàn)拱架抓取機械手-20

°?

90

°

俯仰調(diào)節(jié)。支臂66的端部鉸接有第四鉸接件67，第四鉸接件67上設(shè)有剪式夾具47，剪式夾具47與第四鉸接件67之間設(shè)有托舉臂俯仰油缸29；在托舉臂俯仰油缸的作用下，剪式夾具47能相對支臂66進行俯仰動作。第四鉸接件67與支臂66之間設(shè)有第六擺動油缸27，在第六擺動油缸作用下，剪式夾具47能相對支臂進行擺動，式剪式夾具對拱架的抓取更加靈活。所述支臂上設(shè)有破碎錘28，破碎錘28與支臂66平行設(shè)置，破碎錘28可用于隧道欠挖快速處理。

36.本實施例中所述剪式夾具47包括托舉臂30，托舉臂30的兩側(cè)對稱設(shè)有夾爪46，夾爪的中部鉸接在托舉臂上，左右兩個對應的夾爪為一組，同一組的兩個夾爪46通過夾緊油缸48控制開合，夾爪46的開口端設(shè)有楔形部，楔形部能夠完全貼合夾緊機構(gòu)安裝板，能夠可靠地夾緊拱架翼緣板。此種夾緊方式可適應多種類型拱架，包括型鋼拱架、方形花拱架和三角花拱架。

37.實施例4：如圖7所示，一種拱錨一體化作業(yè)臺車的施工方法，利用實施例3所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，具體步驟如下：s1：將拱錨一體化臺車駛?cè)胨淼乐泻线m位置，將前伸縮支腿2和后伸縮支腿3伸出進行臺車定位；此時臺車整體脫離地面。實際施工過程中，拱錨一體化臺車在距離拼裝面6~8m處固定。

38.s2：臺車定位后，作業(yè)人員位于吊籃13內(nèi)操作左側(cè)臂架15和右側(cè)臂架8前移，將吊籃內(nèi)作業(yè)人員送至指定工作面進行打點測量，利用破碎錘28進行隧道欠挖作業(yè)；在此過程中，調(diào)整大臂俯仰油缸20和第四擺動油缸31及吊籃俯仰油缸21，進行吊籃工作位的調(diào)節(jié)。

39.s3：左側(cè)臂架15和右側(cè)臂架8收回，同時展開中間臂架9，調(diào)整鉆臂10姿態(tài)，操作中間臂架回轉(zhuǎn)、折疊與伸縮動作，利用鉆臂10快速在隧道環(huán)向指定位置鉆設(shè)5-7個定位錨桿孔。

40.s4：利用第一機械抓手12抓取頂部網(wǎng)片并將頂部網(wǎng)片托舉至隧道特定位置；同時吊籃內(nèi)的作業(yè)人員利用錨桿將頂部網(wǎng)片固定在洞壁上，然后，中間臂架9、左側(cè)臂架15和右側(cè)臂架8同時回收；然后，左側(cè)臂架15和右側(cè)臂架8上的第二機械抓手同時將兩側(cè)的網(wǎng)片托舉至隧道特定位置；吊籃內(nèi)的作業(yè)人員利用錨桿將兩側(cè)的網(wǎng)片固定在洞壁上，并位于頂部網(wǎng)片的兩側(cè)；此方式將傳統(tǒng)隧道網(wǎng)片由小片手動安裝改為大片機械化安裝，作業(yè)人員只需輔助即可完成隧道整環(huán)網(wǎng)片快速固定安裝，提高了網(wǎng)片安裝效率。

41.s5：待網(wǎng)片安裝固定完畢，作業(yè)人員操作中間臂架9、左側(cè)臂架15和右側(cè)臂架8分別抓取拱頂拱架和左右兩側(cè)拱架，抓取拱架后調(diào)整拱架姿態(tài)，將拱架舉至隧道內(nèi)指定位置處進行拼接固定。具體為作業(yè)人員操作中間臂架9將拱頂拱架托舉至頂部，并保持不動；然后

左側(cè)臂架15和右側(cè)臂架8同時抓取側(cè)拱架并托舉至拱頂拱架兩側(cè)并進行螺栓連接，完成拱架的拼裝。

42.s6：作業(yè)人員利用吊籃平臺進行網(wǎng)片和拱架的拉筋焊接作業(yè)，拉筋焊接時，作業(yè)人員操作中間臂架9，利用鉆臂10進行鎖腳錨桿孔和系統(tǒng)錨桿孔的鉆設(shè)作業(yè)；減少作業(yè)人員工作量同時可滿足立拱和錨桿施作同步作業(yè)，大大提高隧道初支施工效率。

43.s7：重復步驟s2~s6，直至完成整個隧道支護。待拉筋焊接和錨桿鉆設(shè)作業(yè)完畢，操作人員將電纜斷開，收起電纜，收回前伸縮支腿和后伸縮支腿，將駕駛室位調(diào)至前方，操作人員將拱錨一體臺車駛出隧道。

44.上述施工方法提供一種隧道立拱、錨桿施工機械化作業(yè)方案，所述一體化臺車不僅適用于全斷面隧道開挖，且適用于臺階法施工；同時提出一種快速掛網(wǎng)新方法，結(jié)合拱錨一體臺車，可大大提高隧道初支作業(yè)效率，達到減人增效目的。

45.以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種拱錨一體化作業(yè)臺車，包括車體（1），其特征在于：所述車體（1）上設(shè)有至少一個側(cè)臂架和至少一個中間臂架（9），所述中間臂架（9）通過回轉(zhuǎn)支撐座（6）連接在車體（1）上，中間臂架（9）自由端設(shè)有第一機械抓手（12），且中間臂架（9）或側(cè)臂架的臂體上設(shè)有能相對臂體運動的鉆臂（10）；側(cè)臂架通過滑移機構(gòu)與車體（1）連接，側(cè)臂架的自由端設(shè)有第二機械抓手（14）。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，其特征在于：所述間臂架（9）的臂體上設(shè)有能相對臂體運動的鉆臂（10）；中間臂架（9）包括依次連接的折疊臂（33）、伸縮臂（37）和第一機械抓手（12），所述鉆臂（10）設(shè)置在伸縮臂（37）上；所述伸縮臂（37）通過第一鉸接件（36）與折疊臂（33）相連接且第一鉸接件（36）與伸縮臂（37）之間連接有第一俯仰油缸（35）；所述第一鉸接件（36）與回轉(zhuǎn)支撐座（6）之間連接有連桿（34），伸縮臂（37）、第一鉸接件（36）、折疊臂（33）及回轉(zhuǎn)支撐座（6）形成平行四邊形連桿機構(gòu)，折疊臂（33）與連桿（34）之間設(shè)有折疊臂油缸（32）。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，其特征在于：所述鉆臂（10）包括回轉(zhuǎn)裝置（42）和鉆臂支撐臂（41），鉆臂支撐臂（41）通過回轉(zhuǎn)裝置（42）轉(zhuǎn)動設(shè)置在伸縮臂（37）前部，鉆臂支撐臂（41）上設(shè)有用于固定推進梁（38）的固定臂（52），固定臂（52）通過擺動驅(qū)動件與鉆臂支撐臂（41）相連接，且固定臂（52）的前部設(shè)有前扶釬器（54）和頂針（53），所述推進梁（38）上滑動設(shè)有鑿巖機（49）和中扶釬器（59）；鑿巖機（49）依次與中扶釬器（59）、前扶釬器（54）相對應。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，其特征在于：所述擺動驅(qū)動件包括第一擺動油缸（40）和第二擺動油缸（39），第一擺動油缸（40）的軸線與第二擺動油缸（39）的軸線垂直設(shè)置，且第一擺動油缸（40）的輸出軸與鉆臂支撐臂（41）平行固定連接，第二擺動油缸（39）的輸出軸與固定臂（52）平行固定連接；推進梁（38）上滑動設(shè)有第一固定滑塊（57）和第二固定滑塊（61），鑿巖機（49）固定在第一固定滑塊（57）上，中扶釬器（59）固定在第二固定滑塊（61）上，第一固定滑塊（57）、第二固定滑塊（61）通過滑移驅(qū)動組件與推進梁（38）滑動連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，其特征在于：所述滑移驅(qū)動組件包括嵌設(shè)在推進梁（38）內(nèi)的推進伸縮油缸（51），第一固定滑塊（57）和第二固定滑塊（61）通過連接板（60）連接，連接板（60）上設(shè)有動滑輪（62），推進伸縮油缸（51）的伸縮端與繞過動滑輪（62）的鋼絲繩相連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，其特征在于：所述第一機械抓手（12）包括鉸接在中間臂架（9）端部的小臂（50），小臂（50）通過小臂俯仰油缸（43）和小臂擺動油缸（44）與中間臂架（9）相連接，所述小臂的（50）的前端鉸接有剪式夾具（47），剪式夾具（47）通過第三擺動油缸（45）與小臂（50）相連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，其特征在于：所述中間臂架（9）的端部鉸接有第二鉸接件（55），小臂（50）鉸接在第二鉸接件（55）上，第二鉸接件（55）與中間臂架（9）之間連接有小臂俯仰油缸（43），小臂（50）與第二鉸接件（55）之間連接有小臂擺動油缸（44）。8.根據(jù)權(quán)利要求1~5、7任一項所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，其特征在于：所述滑移機構(gòu)包括設(shè)置在車體（1）上的滑移軌道（7）和滑動設(shè)置在滑移軌道（7）上的滑移臂座（5），側(cè)臂架

連接在滑移臂座（5）上；所述車體（1）上設(shè)有兩個側(cè)臂架和一個中間臂架（9），兩個側(cè)臂架分別為左側(cè)臂架（15）和右側(cè)臂架（8），中間臂架（9）位于左側(cè)臂架（15）和右側(cè)臂架（8）之間。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，其特征在于：所述左側(cè)臂架（15）和右側(cè)臂架（8）均包括伸縮大臂（63），伸縮大臂（63）的一端通過轉(zhuǎn)鉸連接件（19）與滑移臂座（5）相連接，轉(zhuǎn)鉸連接件（19）通過第四擺動油缸（31）與滑移臂座（5）相連接，伸縮大臂（63）通過大臂俯仰油缸（20）與轉(zhuǎn)鉸連接件（19）相連接；伸縮大臂（63）的另一端設(shè)有吊籃平臺（23），吊籃平臺（23）上設(shè)有第二機械抓手（14）和可折疊的吊籃（13），第二機械抓手（14）位于可折疊的吊籃（13）前部。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，其特征在于：所述吊籃平臺（23）的一側(cè)鉸接有吊籃臂（64），吊籃臂（64）與伸縮大臂（63）鉸接且兩者之間設(shè)有吊籃俯仰油缸（21），吊籃平臺（23）與吊籃臂（64）之間設(shè)有第五擺動油缸（22）；所述吊籃（13）包括固定在吊籃平臺（23）的主擋板和鉸接在吊籃平臺（23）上的側(cè)擋板，主擋板和側(cè)擋板之間設(shè)有折疊連桿。11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，其特征在于：所述第二機械抓手（14）包括連接在吊籃平臺（23）前端的第三鉸接件（65），第三鉸接件（65）上鉸接有支臂（66），第三鉸接件（65）與吊籃平臺（23）之間設(shè)有支臂俯仰油缸（24），支臂（66）與第三鉸接件（65）之間設(shè)有第六擺動油缸（25）；支臂（66）的端部鉸接有第四鉸接件（67），第四鉸接件（67）上設(shè)有剪式夾具（47），剪式夾具（47）與第四鉸接件（67）之間設(shè)有托舉臂俯仰油缸（29），第四鉸接件（67）與支臂（66）之間設(shè)有第六擺動油缸（27）。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，其特征在于：所述支臂上設(shè)有破碎錘（28），破碎錘（28）與支臂（66）平行設(shè)置。13.根據(jù)權(quán)利要求7或12所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，其特征在于：所述剪式夾具（47）包括托舉臂（30），托舉臂（30）的兩側(cè)對稱設(shè)有夾爪（46），夾爪（46）通過夾緊油缸（48）控制開合，夾爪（46）的開口端設(shè)有楔形部。14.根據(jù)權(quán)利要求1或12所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，其特征在于：所述車體（1）上設(shè)有駕駛室（4）和電纜卷盤（18），車體（1）的下部設(shè)有前伸縮支腿（2）和后伸縮支腿（3）。15.一種拱錨一體化作業(yè)臺車的施工方法，其特征在于：利用權(quán)利要求1~14任一項所述的拱錨一體化作業(yè)臺車，具體步驟如下：s1：將拱錨一體化臺車駛?cè)胨淼乐泻线m位置，將前伸縮支腿（2）和后伸縮支腿（3）伸出進行臺車定位；s2：臺車定位后，作業(yè)人員位于吊籃（13）內(nèi)操作左側(cè)臂架（15）和右側(cè)臂架（8）前移，將吊籃內(nèi)作業(yè)人員送至指定工作面進行打點測量，利用破碎錘（28）進行隧道欠挖作業(yè)；s3：展開中間臂架（9），調(diào)整鉆臂（10）姿態(tài)，操作中間臂架回轉(zhuǎn)、折疊與伸縮動作，利用鉆臂（10）快速在隧道環(huán)向指定位置鉆設(shè)5-7個定位錨桿孔；s4：利用第一機械抓手（12）抓取頂部網(wǎng)片并將頂部網(wǎng)片托舉至隧道特定位置；吊籃內(nèi)的作業(yè)人員利用錨桿將頂部網(wǎng)片固定在洞壁上，然后，中間臂架（9）、左側(cè)臂架（15）和右側(cè)臂架（8）同時回收；然后，左側(cè)臂架（15）和右側(cè)臂架（8）上的第二機械抓手同時將兩側(cè)的網(wǎng)片托舉至隧道特定位置；吊籃內(nèi)的作業(yè)人員利用錨桿將兩側(cè)的網(wǎng)片固定在洞壁上，并位于頂部網(wǎng)片的兩側(cè)；

s5：待網(wǎng)片安裝固定完畢，作業(yè)人員操作中間臂架（9）、左側(cè)臂架（15）和右側(cè)臂架（8）分別抓取拱頂拱架和左右兩側(cè)拱架，抓取拱架后調(diào)整拱架姿態(tài)，將拱架舉至隧道內(nèi)指定位置處進行拼接固定；s6：作業(yè)人員利用吊籃平臺進行網(wǎng)片和拱架的拉筋焊接作業(yè)，拉筋焊接時，作業(yè)人員操作中間臂架（9），利用鉆臂（10）進行鎖腳錨桿孔和系統(tǒng)錨桿孔的鉆設(shè)作業(yè)；s7：重復步驟s2~s6，直至完成整個隧道支護。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種拱錨一體化作業(yè)臺車及其施工方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中拱錨臺車功能單一、工作效率低的問題。本發(fā)明拱錨一體化作業(yè)臺車，包括車體，所述車體上設(shè)有至少一個側(cè)臂架和至少一個中間臂架，所述中間臂架通過回轉(zhuǎn)支撐座連接在車體上，中間臂架自由端設(shè)有第一機械抓手，且中間臂架或側(cè)臂架的臂體上設(shè)有能相對臂體運動的鉆臂；側(cè)臂架通過滑移機構(gòu)與車體連接，側(cè)臂架的自由端設(shè)有第二機械抓手。優(yōu)選地，所述車體上設(shè)有駕駛室和電纜卷盤，車體的下部設(shè)有前伸縮支腿和后伸縮支腿。本發(fā)明設(shè)備配合新施工方式，實現(xiàn)網(wǎng)片快速鋪掛、拱架快速拼裝，解決掛網(wǎng)困難問題，提高掛網(wǎng)效率，加快隧道初支整體工效，最終實現(xiàn)減人增效的目的。最終實現(xiàn)減人增效的目的。最終實現(xiàn)減人增效的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：閆艷輝 邢泊 于鵬 董恰 付大裕 王巍 李光朋 王占輝

受保護的技術(shù)使用者：中鐵工程裝備集團有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.03.22

技術(shù)公布日：2022/6/3