本公開涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，具體地，涉及一種拱架臺車。

背景技術(shù)：

在每一條隧道的開鑿中，需要沿隧道的長度方向架設(shè)多個鋼拱架(下文中簡稱為拱架)以防止隧道塌方。由于隧道的橫截面較大，為了滿足要求，每個拱架的長度也相應(yīng)較大，而為了便于運(yùn)輸，通常情況下，每一個拱架可以拆分為多個拱架段。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的目的是提供一種拱架臺車，以提高施工效率。

為了實現(xiàn)上述目的，本公開提供一種拱架臺車，其中，該拱架臺車包括臺車和作業(yè)單元，所述臺車包括底盤和行走裝置，所述底盤上設(shè)置有用于為所述臺車和所述作業(yè)單元提供動力的動力單元，所述作業(yè)單元包括底端均連接于所述底盤的均可伸縮的第一工作臂和第二工作臂，所述第二工作臂設(shè)置有兩個并且在所述臺車的左右方向上分別設(shè)置在所述第一工作臂的兩側(cè)，所述第一工作臂的末端設(shè)置有用于夾持拱架段的機(jī)械手，所述第二工作臂的末端均設(shè)置有用于抓取不同的拱架段的抓手機(jī)構(gòu)。

通過上述技術(shù)方案，對應(yīng)設(shè)置在三個工作臂末端的機(jī)械手和抓手機(jī)構(gòu)能夠同時操縱不同的拱架段，因此，在由多個拱架段依次對接而形成成拱架的施工過程中，使用本公開提供的拱架臺車能夠同一時間作用于多個拱架段，顯著地提高了拱架的安裝效率，進(jìn)而提高隧道施工作業(yè)的效率。

本公開的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本公開的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本公開，但并不構(gòu)成對本公開的限制。在附圖中：

圖1和圖2是根據(jù)本公開的第一方面提供的拱架臺車的一種具體實施方式的主視和俯視示意圖，其中，在圖2中為了避免線條交叉而導(dǎo)致的清楚問題，未示出機(jī)械手；

圖3和圖4是根據(jù)本公開的第一方面提供的拱架臺車的另一種具體實施方式的主視和俯視示意圖，其中，在圖4中為了避免線條交叉而導(dǎo)致的清楚問題，未示出機(jī)械手；

圖5和圖6是根據(jù)本公開的第一方面提供的拱架臺車的另一種具體實施方式的主視和俯視示意圖，其中，在圖6中為了避免線條交叉而導(dǎo)致的清楚問題，未示出機(jī)械手；

圖7是根據(jù)本公開的第二方面提供的夾具機(jī)構(gòu)的一種具體實施方式的主視示意圖；

圖8是根據(jù)本公開的第二方面提供的夾具機(jī)構(gòu)的一種具體實施方式的側(cè)視示意圖；

圖9至圖11是使用根據(jù)本公開的第二方面提供的夾具機(jī)構(gòu)舉升拱架的過程圖；

圖12至圖14是使用根據(jù)本公開的第三方面提供的抓手機(jī)構(gòu)的一種具體實施方式抓取拱架的過程圖，其中，抓手機(jī)構(gòu)以主視圖的形式示出；

圖15是根據(jù)本公開的第三方面提供的抓手機(jī)構(gòu)的側(cè)視示意圖；

圖16是圖15中的局部A的放大示意圖；

圖17示出了根據(jù)本公開的第三方面提供的抓手機(jī)構(gòu)的另一種具體實施方式的主視示意圖；

圖18是根據(jù)本公開的第三方面提供的抓手機(jī)構(gòu)中的吊鉤裝置的一種具體實施方式的示意圖；

圖19是根據(jù)本公開的第三方面提供的抓手機(jī)構(gòu)中的吊鉤裝置的另一種具體實施方式的示意圖；

圖20是根據(jù)本公開的第三方面提供的抓手機(jī)構(gòu)中的起吊架上設(shè)置的止擋件、承托桿和滾動件的示意圖；

圖21至圖26是根據(jù)本公開的第四方面提供的隧道拱架的安裝方法的一種具體實施方式的過程示意圖；

圖27至圖30是根據(jù)本公開的第四方面提供的隧道拱架的安裝方法的另一種具體實施方式的過程示意圖；

圖31至圖32是根據(jù)本公開的第四方面提供的隧道拱架的安裝方法的再另一種具體實施方式的過程示意圖；

圖33和圖34是根據(jù)本公開的第五方面提供的拱架臺車的一種具體實施方式的主視和俯視示意圖；

圖35和圖36是根據(jù)本公開的第五方面提供的拱架臺車的另一種具體實施方式的主視和俯視示意圖；

圖37和圖38是根據(jù)本公開的第五方面提供的拱架臺車的再另一種具體實施方式的主視和俯視示意圖。

附圖標(biāo)記說明

1臺車；11底盤；12車輪；13動力單元；14液壓支腿；15駕駛室；2作業(yè)單元；21第一工作臂；22第二工作臂；3機(jī)械手；4夾具機(jī)構(gòu)；41固定件；411限位夾板；412承托部；413U形槽；414第二銷軸；415三角板；42活動件；421限位卡槽；422夾塊；423導(dǎo)向部；43第一驅(qū)動裝置；44連接臂；441外筒套；442內(nèi)筒套；45第三驅(qū)動裝置；46第四驅(qū)動裝置；47夾具操作臺；51第一連接板；52第二連接板；53鉸接板；54第二驅(qū)動裝置；55第一銷軸；6抓手機(jī)構(gòu)；61吊鉤裝置；610主體；611爪鉤；612固定銷；613鉤部；614限位鉤；62卷揚(yáng)機(jī)；621鋼絲繩；63起吊架；631止擋件；632承托桿；633滾動件；64第五驅(qū)動裝置；65定滑輪；651固定板；66壓輪；661偏壓件；662壓板；67抓手操作臺；71固定板；72支柱；73鉸接板；74第四銷軸；75第六驅(qū)動裝置；80主回轉(zhuǎn)裝置；81第一回轉(zhuǎn)裝置；82第二回轉(zhuǎn)裝置；83第三回轉(zhuǎn)裝置；9拱架；90整體；91拱架段；10隧道；G地面。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本公開的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本公開，并不用于限制本公開。

在本公開中，在未作相反說明的情況下，以臺車為基準(zhǔn)定義前、后、左、右、上、下六個方位，其中，前、后、左、右方向限定水平面，上下方向限定豎直方向；此外，為了便于描述，定義工作臂的伸縮方向為縱向方向，水平面中垂直于該縱向方向的方向定義為橫向方向，工作臂的最前方定義為末端，最后方定義為底端，靠近末端的部分為遠(yuǎn)端，靠近底端的部分為近端。上述方位名詞僅用于解釋和說明本公開，并不應(yīng)當(dāng)理解為對本公開的限制。

三臂式拱架臺車

根據(jù)本公開的第一方面，提供一種拱架臺車，包括臺車1和作業(yè)單元2，所述臺車1包括底盤11和行走裝置，所述底盤11上設(shè)置有用于為所述臺車1和所述作業(yè)單元2提供動力的動力單元13，所述作業(yè)單元2包括底端均連接于所述底盤11的均可伸縮的第一工作臂21和第二工作臂22，所述第二工作臂22設(shè)置有兩個并且在所述臺車1的左右方向上分別設(shè)置在所述第一工作臂21的兩側(cè)，所述第一工作臂21的末端設(shè)置有用于夾持拱架段91的機(jī)械手3。圖1和圖2、圖3和圖4以及圖5和圖6分別示出了三種不同的具體實施方式，這三種具體實施方式之間的區(qū)別是，圖1和圖2所示的具體實施方式中，第二工作臂22的末端設(shè)置有夾具機(jī)構(gòu)4；在圖3和圖4所示的具體實施方式中，第二工作臂22的末端設(shè)置有抓手機(jī)構(gòu)6；在圖5和圖6所示的具體實施方式中，第二工作臂22的末端不僅設(shè)置有夾具機(jī)構(gòu)4而且還設(shè)置有抓手機(jī)構(gòu)6。但在這三種具體實施方式中，機(jī)械手3、夾具機(jī)構(gòu)4和抓手機(jī)構(gòu)6均用于夾持或抓取不同的拱架段91，三者之間的作業(yè)相互獨(dú)立。其中，在圖5和圖6所示的具體實施方式中，夾具機(jī)構(gòu)4和抓手機(jī)構(gòu)6安裝為彼此之間留有足夠的工作空間，以避免在其中一者作業(yè)時與另一者之間發(fā)生干涉。需要說明的是，在圖5和圖6所示的具體實施方式中，同一工作臂上的夾具機(jī)構(gòu)4和抓手機(jī)構(gòu)6分別通過立柱72和第二連接板52設(shè)置在同一結(jié)構(gòu)(即下文中所述的第一連接板51或固定板71，也就是說第一連接板51和固定板71是同一個結(jié)構(gòu))上，進(jìn)而通過該結(jié)構(gòu)設(shè)置在工作臂22的末端，使用同一回轉(zhuǎn)裝置(即第二回轉(zhuǎn)裝置82或第三回轉(zhuǎn)裝置83)，因此不便于同時作業(yè)。在這種情況下，實際工作過程中，可以根據(jù)實際情況擇一使用。另外，在本公開的第一方面提供的另外的具體實施方式中，兩個第二工作臂22中的一者可以設(shè)置夾具機(jī)構(gòu)4，另一者可以設(shè)置抓手機(jī)構(gòu)6。

通過上述技術(shù)方案，對應(yīng)設(shè)置在三個工作臂末端的機(jī)械手3和夾具機(jī)構(gòu)4或抓手機(jī)構(gòu)6能夠同時操縱不同的拱架段91，因此，在拱架9(由多個拱架段91依次對接而成)的安裝過程中使用根據(jù)本公開的第一方面提供的拱架臺車，能夠同一時間作用于多個拱架段91，顯著地提高了拱架9的安裝效率，進(jìn)而提高隧道施工作業(yè)的效率。

在根據(jù)本公開的第一方面提供的具體實施方式中，所述機(jī)械手3可以以任意合適的方式配置，例如，可以實施為公開號為CN 205805588U的中國專利申請中所公開的機(jī)械手。

在根據(jù)本公開的第一方面提供的具體實施方式中，夾具機(jī)構(gòu)4可以以任意合適的方式配置。例如，可以實施為根據(jù)本公開的第二方面提供的夾具機(jī)構(gòu)4，下文中將詳細(xì)描述。

在根據(jù)本公開的第一方面提供的具體實施方式中，抓手機(jī)構(gòu)6也可以以任意合適的方式配置。例如，可以實施為根據(jù)本公開的第三方面提供的用于拱架臺車的抓手機(jī)構(gòu)6，下文中將詳細(xì)描述。

為了能夠大幅度調(diào)整通過第一工作臂21的末端設(shè)置的機(jī)械手3所夾持的拱架段的位置，所述第一工作臂21的底端連接有第一安裝結(jié)構(gòu)，該第一安裝結(jié)構(gòu)與所述底盤之間通過主回轉(zhuǎn)裝置80連接，該主回轉(zhuǎn)裝置80限定平行于豎直方向的第一主旋轉(zhuǎn)軸，并且用于驅(qū)動所述第一工作臂21繞所述第一主旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，以水平地調(diào)整所夾持的拱架段91的位置；所述第一工作臂21的所述底端通過第一主銷軸鉸接于所述第一安裝結(jié)構(gòu)，所述第一主銷軸限定平行于水平面的主旋轉(zhuǎn)軸線O₁，設(shè)置有第一主驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動所述第一工作臂21繞所述主旋轉(zhuǎn)軸線O₁轉(zhuǎn)動，以調(diào)整所夾持的拱架段91的高度。

同理，為了能夠大幅度調(diào)整通過第二工作臂22的末端設(shè)置的抓手機(jī)構(gòu)6所抓取的拱架段91的位置，所述第二工作臂22的底端設(shè)置有第二安裝結(jié)構(gòu)，該第二安裝結(jié)構(gòu)通過第二主銷軸樞轉(zhuǎn)地接于所述底盤11，所述第二主銷軸限定平行于豎直方向的第二主旋轉(zhuǎn)軸，設(shè)置有第二主驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動所述第二安裝結(jié)構(gòu)繞所述第二主旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，以水平地調(diào)整所抓取的拱架段91的位置；所述第二工作臂22的底端通過第三主銷軸鉸接于所述第二安裝結(jié)構(gòu)，所述第三主銷軸限定平行于水平面的主旋轉(zhuǎn)軸線O₂，設(shè)置有第三主驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動所述第二工作臂22繞所述主旋轉(zhuǎn)軸線O₂轉(zhuǎn)動，以調(diào)整所抓取的拱架段91的高度。

可選擇地，所述行走裝置可以為車輪12，以降低拱架臺車的總重量，降低制造成本，同時提高拱架臺車的行駛速度和靈活性，以便于快速轉(zhuǎn)場，提高作業(yè)效率。

由于拱架段91的重量較大，因此，在底盤11的四個角均可以設(shè)置有液壓支腿14，以在工作臂的作業(yè)過程中保持臺車1的穩(wěn)定。此外，為了便于操縱拱架臺車的行駛，臺車1上設(shè)置有駕駛室15。

另外，動力單元13可以包括用于驅(qū)動臺車1行走的發(fā)動機(jī)，以及用于為工作臂21和22、液壓支腿14以及機(jī)械手3、夾具機(jī)構(gòu)4和抓手機(jī)構(gòu)6中的伸縮油缸提供液壓油的液壓動力系統(tǒng)。

夾具機(jī)構(gòu)

根據(jù)本公開的第二方面，提供一種用于拱架臺車的夾具機(jī)構(gòu)4。圖7中示出了夾具機(jī)構(gòu)4的具體結(jié)構(gòu)。其中，夾具機(jī)構(gòu)4包括鉗頭和第一驅(qū)動裝置43，所述鉗頭包括固定件41和活動件42，所述第一驅(qū)動裝置43設(shè)置為用于驅(qū)動所述活動件42朝向或遠(yuǎn)離所述固定件41運(yùn)動，以實現(xiàn)對拱架段的夾持或釋放，其中，所述固定件41和所述活動件42中的一者設(shè)置有限位夾板411，另一者設(shè)置有開口朝向所述限位夾板411的限位卡槽421，所述限位夾板411和限位卡槽421設(shè)置為用于限制所夾持的拱架段相對于所述鉗頭的運(yùn)動。在這種夾具機(jī)構(gòu)4中，固定件41與活動件42之間的空間限定所述鉗頭的鉗口，由于活動件42在第一驅(qū)動裝置4的作用下能夠朝向或遠(yuǎn)離固定件41運(yùn)動，因此鉗口的大小能夠調(diào)節(jié)，從而能夠夾持具有不同結(jié)構(gòu)的拱架段，例如工字型拱架，或者桁架式拱架，并且，也能夠夾持具有不同尺寸的拱架段。

固定件41和活動件42可以實施為任意合適的結(jié)構(gòu)。可選擇地，參考圖7中所示，所述固定件41包括承托部412，所述限位夾板411從所述承托部421的一個表面向外延伸；所述活動件42包括夾塊422，該夾塊422與所述限位夾板411彼此相對地設(shè)置，并且所述限位卡槽421設(shè)置在所述夾塊422的朝向所述限位夾板411的表面上。通過活動件42的運(yùn)動能夠帶動夾塊422朝向或遠(yuǎn)離限位夾板411運(yùn)動，從而夾持或釋放拱架。

可選擇地，所述夾塊包括沿所述鉗頭的開口方向相鄰設(shè)置的第一夾塊和第二夾塊，所述第一夾塊和第二夾塊上分別設(shè)置有所述卡槽421，所述第一夾塊和第二夾塊能夠沿所述鉗頭的開口方向移動以調(diào)整所述卡槽421之間的在所述開口方向上的距離，從而可以根據(jù)所夾持的拱架段91的結(jié)構(gòu)和尺寸調(diào)整兩個卡槽421之間的距離，以使得拱架被限制在卡槽421中，具有更好的通用性。其中，所述鉗頭的開口方向可以與下述連接臂44的延伸方向相同，也可以垂直于連接臂44的延伸方向，或者與該延伸方向成角度，本公開對此不作具體限定，可以根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。在此需要說明的是，所述的“鉗頭的開口方向”為從承托部421的設(shè)置有限位夾板411的一側(cè)遠(yuǎn)離承托部421的延伸方向。

在根據(jù)本公開的第二方面的具體實施方式中，固定件41與活動件42之間的相對運(yùn)動能夠通過多種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。可選擇地，參考圖7中所示，所述固定件41與所述活動件42之間設(shè)置有滑動結(jié)構(gòu)，該滑動結(jié)構(gòu)包括相互配合的滑軌和滑槽，所述滑軌設(shè)置于所述固定件41和所述活動件42中的一者，所述滑槽設(shè)置于所述固定件41和所述活動件42中的另一者。

滑槽和滑軌的設(shè)置也可以有多種方式。例如，繼續(xù)參考圖7中所示，所述滑槽設(shè)置于所述固定件41，并形成為開口朝向所述活動件42的U形槽413，所述滑軌設(shè)置于所述活動件42，形成為滑動地設(shè)置在所述U形槽413中并與所述U形槽413的內(nèi)壁相接觸的導(dǎo)向部423。

在根據(jù)本公開的第二方面的具體實施方式中，第一驅(qū)動裝置43能夠以任意合適的方式配置。可選擇地，參考圖7中所示，所述第一驅(qū)動裝置43為伸縮油缸，該伸縮油缸設(shè)置在所述U形槽413中，并且一端連接于所述U形槽413的槽底，另一端連接于所述導(dǎo)向部423；可選擇地，所述導(dǎo)向部423設(shè)置有朝向所述伸縮油缸的開口槽，所述伸縮油缸連接于所述開口槽的底部，以減小鉗頭的尺寸和體積。當(dāng)然，在本公開的第二方面的其它實施方式中，所述第一驅(qū)動裝置還可以實施為其它形式，例如蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)。

此外，所述夾具機(jī)構(gòu)4還可以包括連接臂44，所述鉗頭連接于該連接臂44，以便于鉗頭能夠到達(dá)待夾持的拱架段，而無需將工作臂的末端調(diào)整地過低。連接臂44通過連接結(jié)構(gòu)連接于所述第一工作臂21，所述連接結(jié)構(gòu)包括相互垂直連接的第一連接板51和第二連接板52，所述連接臂44通過第一回轉(zhuǎn)裝置81連接于所述第一連接板51且平行于所述第一連接板51延伸，所述第一回轉(zhuǎn)裝置81限定垂直于所述第一連接板51延伸的第一旋轉(zhuǎn)軸，并且用于驅(qū)動所述連接臂44繞所述第一旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述第二連接板52連接有鉸接板53，該鉸接板53通過第一銷軸55鉸接于所述第一工作臂21，所述第一銷軸55限定平行于橫向方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸線A，所述第一工作臂21與所述鉸接板53之間設(shè)置有第二驅(qū)動裝置54，該第二驅(qū)動裝置54用于驅(qū)動所述鉸接板53繞所述旋轉(zhuǎn)軸線A轉(zhuǎn)動，以將所述第二連接板52調(diào)整為與水平面平行，一方面是為了保證所夾持的拱架段垂直于水平面，另一方面，便于保持夾具操作臺47水平，從而便于夾具操作臺47中的操作者觀察所夾持的拱架段的位置和姿態(tài)，從而進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。其中，夾具操作臺47設(shè)置在第二連接板52上，以便于操作者能夠近近距離調(diào)整所夾持的拱架段。在第二連接板52與水平面平行的情況下，第一回轉(zhuǎn)裝置81能夠驅(qū)動連接臂44在豎直方向上轉(zhuǎn)動，從而調(diào)整鉗頭的高度，這也便于調(diào)整拱架的高度和角度，如圖9至圖11中所示。

繼續(xù)參考圖7，所述第二連接板52通過第二回轉(zhuǎn)裝置82與所述鉸接板53連接，所述第二回轉(zhuǎn)裝置82限定垂直于所述第二連接板52延伸的第二旋轉(zhuǎn)軸，并且用于驅(qū)動所述第二連接板52繞所述第二旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，以在水平面中微調(diào)鉗頭所夾持的拱架段的位置。

繼續(xù)參考圖7，所述連接臂44為伸縮臂，包括外筒套441、套設(shè)在該外筒套441中的內(nèi)筒套442以及第三驅(qū)動裝置45，該第三驅(qū)動裝置45設(shè)置在所述外筒套441與所述內(nèi)筒套442中，并且一端連接于所述外筒套441，另一端連接于所述內(nèi)筒套442，以驅(qū)動所述內(nèi)筒套442沿所述外筒套441的長度方向的伸縮，便于夾取待夾持的拱架段，和輕微調(diào)整拱架段的位置，增大拱架段可到達(dá)的范圍。所述第一回轉(zhuǎn)裝置81連接于所述外筒套441，所述鉗頭連接于所述內(nèi)筒套442的末端(即遠(yuǎn)離外筒套441的一端)。

參考圖8中所示，所述固定件41通過第二銷軸414鉸接于所述連接臂44的末端，該第二銷軸414限定平行于所述第一旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線B，并且所述固定件41與所述連接臂44之間設(shè)置有第四驅(qū)動裝置46，該第四驅(qū)動裝置46用于驅(qū)動所述固定件41繞所述旋轉(zhuǎn)軸線B轉(zhuǎn)動，以微調(diào)鉗頭所夾持的拱架段的位置和姿態(tài)，并且也便于待夾持的拱架段的夾取。其中，固定件41上設(shè)置有三角板415，便于實現(xiàn)上述鉸接。

抓手機(jī)構(gòu)

根據(jù)本公開的第三方面，提供一種用于拱架臺車的抓手機(jī)構(gòu)6。圖12至圖16示出了抓手機(jī)構(gòu)6的一種具體實施方式。其中，所述抓手機(jī)構(gòu)6通過固定結(jié)構(gòu)連接于所述拱架臺車的工作臂22的末端，所述抓手機(jī)構(gòu)6包括用于抓取拱架段91的吊鉤裝置61、安裝于所述固定結(jié)構(gòu)的卷揚(yáng)機(jī)62和用于抬升所述拱架段91的起吊架63，該起吊架63通過第三銷軸鉸接于所述固定結(jié)構(gòu)，所述第三銷軸限定平行于水平面的旋轉(zhuǎn)軸線C，所述抓手機(jī)構(gòu)6還包括第五驅(qū)動裝置64，用于驅(qū)動所述起吊架63繞所述旋轉(zhuǎn)軸線C轉(zhuǎn)動，所述吊鉤裝置61通過鋼絲繩621與所述卷揚(yáng)機(jī)62連接，所述固定結(jié)構(gòu)上靠近所述第三銷軸的位置設(shè)置有用于卡止所述吊鉤裝置61的卡止結(jié)構(gòu)。

參考圖12至圖14中所示，鋼絲繩621卷繞在卷揚(yáng)機(jī)62的卷筒622上，通過釋放鋼絲繩621，能夠便于吊鉤裝置61到達(dá)待抓取的拱架段91。之后，卷收鋼絲繩621，以將所抓取的拱架段91朝向抓手機(jī)構(gòu)6牽拉，同時調(diào)整所對應(yīng)的工作臂22的高度、角度和伸縮量，并且控制起吊架63的旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)⑺ト〉墓凹芏沃卧谄鸬跫?3上；隨后，通過繼續(xù)卷收鋼絲繩621，能夠?qū)⒌蹉^裝置61拉向卡止結(jié)構(gòu)并且卡止在其中，由此完成對拱架段91的抓取。之后，通過工作臂22能夠?qū)⑺ト〉墓凹芏?1送至所需的位置。

其中，吊鉤裝置61可以以任意合適的方式實施。可選擇地，參考圖18和圖19中所示，所述吊鉤裝置61包括連接于所述鋼絲繩621的主體610和兩個爪鉤611，兩個所述爪鉤611的底端通過緊固件612連接于所述主體610，兩個所述爪鉤611成角度地延伸，每個所述爪鉤611的末端均形成有鉤部613。在圖18所示的具體實施方式中，兩個所述爪鉤611上的所述鉤部613由對應(yīng)的所述爪鉤611的所述末端相對彎折而形成，具有這種結(jié)構(gòu)的吊鉤裝置61可以以用于工字型拱架。在圖19所示的具體實施方式中，兩個所述爪鉤611上的所述鉤部613由對應(yīng)的所述爪鉤611的所述末端相向彎折而成，并且每個所述爪鉤611上靠近所述鉤部613的位置設(shè)置有限位鉤614，具有這種結(jié)構(gòu)的吊鉤裝置61可以用于桁架式拱架。

在圖18和圖19所示的具體實施方式中，通過擰松緊固件612(例如螺栓)能夠調(diào)整兩個爪鉤611之間的角度，以適應(yīng)具有不同尺寸的拱架；之后擰緊緊固件612，能夠固定兩個爪鉤611之間的角度，避免拱架從鉤部613脫出。

在本公開的第三方面的具體實施方式中，卡止結(jié)構(gòu)可以以任意合適的方式配置。例如圖17中所示，所述卡止結(jié)構(gòu)包括兩個平行設(shè)置的定滑輪65，所述鋼絲繩621從兩個所述定滑輪65之間穿過而連接于所述吊鉤裝置61的所述主體610，對此，這也是圖17中所示的抓手機(jī)構(gòu)6不同于圖12至圖15中所示的抓手機(jī)構(gòu)6之處。卷筒622卷收鋼絲繩621至吊鉤裝置61的主體610插入兩個定滑輪65之間，實現(xiàn)所述卡止。或者，卡止結(jié)構(gòu)可以實施為如圖12至圖16中所示的結(jié)構(gòu)。具體參考圖15和圖16，所述卡止結(jié)構(gòu)包括平行設(shè)置的一個定滑輪65和一個動滑輪66，所述鋼絲繩621從所述定滑輪65和所述動滑輪66之間穿過而連接于所述吊鉤裝置61的所述主體610。卷筒622卷收鋼絲繩621至吊鉤裝置61的主體610插入定滑輪65與動滑輪66之間，實現(xiàn)所述卡止。所述卡止結(jié)構(gòu)還包括偏壓件661，以將所述動滑輪66壓向所述定滑輪65。其中偏壓減611可以以任意合適的方式配置，例如，可以是扭簧。所述定滑輪65通過固定板651連接于所述固定結(jié)構(gòu)，所述動滑輪66安裝于壓板662，扭簧的一端連接于該壓板662，另一端連接于所述固定板651，以提供將壓板662壓向固定板651的作用力。在這種情況下，在吊鉤裝置61被卡止的情況下，仍然能夠驅(qū)動起吊架63繞旋轉(zhuǎn)軸線C轉(zhuǎn)動一定的角度，從而調(diào)整拱架的姿態(tài)，以便于安裝。

另外，所述起吊架63的末端可以設(shè)置有兩個桿狀的止擋件631，該止擋件631大致垂直于所述起吊架63的長度方向成角度地延伸，以避免所抓取的拱架段從起吊架63中滑脫。參考圖20中所示，兩個所述止擋件631通過垂直于所述起吊架63的長度方向延伸的承托桿632連接，該承托桿632連接于所述起吊架63，所述止擋件631和所述承托桿632均設(shè)有滾動件633，該滾動件633繞對應(yīng)的所述止擋件631和所述承托桿632的延伸方向轉(zhuǎn)動，以提供所抓取的拱架段與起吊架63之間的滾動接觸。

所述固定結(jié)構(gòu)包括固定板71和垂直于該固定板71向上延伸的立柱72，所述第五驅(qū)動裝置64設(shè)置在所述固定板71和所述起吊架63之間，所述起吊架63鉸接于所述立柱72，所述固定板71連接有鉸接板73，所述鉸接板73通過第四銷軸74鉸接于所述第二工作臂22的末端，該第四銷軸74限定平行于橫向方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸線D，所述第二工作臂22與所述鉸接板73之間設(shè)置有第六驅(qū)動裝置75，用于驅(qū)動所述鉸接板73繞所述旋轉(zhuǎn)軸線D轉(zhuǎn)動，以將所述固定板71調(diào)整為平行于水平面，一方面是為了保持所抓取的拱架段垂直于水平面，另一方面，便于保持抓手操作臺67水平，從而便于抓手操作臺67中的操作者觀察所抓取的拱架段的位置和姿態(tài)，從而進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。其中，夾具操作臺67設(shè)置在固定板71上，以便于操作者能夠近近距離調(diào)整所抓取的拱架段。

可選擇地，所述鉸接板73與所述固定板71之間設(shè)置有第三回轉(zhuǎn)裝置83，該第三回轉(zhuǎn)裝置83限定垂直于所述固定板71延伸的第三旋轉(zhuǎn)軸，并且用于驅(qū)動所述固定板71繞所述第三旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，以微調(diào)所抓取的拱架段在水平面中的位置。

隧道拱架的安裝方法

根據(jù)本公開的第四方面，提供一種隧道拱架的安裝方法，該方法包括以下步驟：

S1：使用運(yùn)輸裝置(例如運(yùn)輸車等)將多個拱架段91運(yùn)送至隧道中的預(yù)定位置(如圖21中所示)；

S2：提供拱架臺車，使用該拱架臺車安裝多個所述拱架段91以形成為拱架9，其中，所述拱架臺車包括臺車1和作業(yè)單元2，所述臺車1包括底盤11和行走裝置，所述底盤11上設(shè)置有用于為所述臺車1和所述作業(yè)單元2提供動力的動力單元13，所述作業(yè)單元2包括均可伸縮的第一工作臂21和第二工作臂22，所述第一工作臂21和第二工作臂22的底端均連接于所述底盤11，所述第二工作臂22設(shè)置有兩個并且在所述臺車1的左右方向上分別設(shè)置在所述第一工作臂21的兩側(cè)，所述第一工作臂21的末端設(shè)置有用于夾持所述拱架段91的機(jī)械手3，所述第二工作臂22的末端均設(shè)置有用于夾持和/或抓取不同的所述拱架段91的夾具機(jī)構(gòu)4和/或抓手機(jī)構(gòu)6。

在根據(jù)本公開的第四方面提供的隧道拱架的安裝方法中，所使用的拱架臺車具有三個工作臂，對應(yīng)設(shè)置在三個工作臂末端的機(jī)械手3和夾具機(jī)構(gòu)4或抓手機(jī)構(gòu)6能夠同時操縱不同的拱架段91，因此，在拱架9(由多個拱架段91依次對接而成)的安裝過程中，能夠同一時間對多個拱架段91進(jìn)行安裝作業(yè)，顯著地提高了拱架9的安裝效率，進(jìn)而提高隧道施工作業(yè)的效率。

在上述步驟S2中，多個拱架段91之間的連接可以以多種順序完成，下面將參考圖22至圖33具體描述三種連接順序。在此之前需要說明的是，在圖21至圖33所示的具體實施方式中，僅示出三個拱架段91，對此，需要強(qiáng)調(diào)的是，圖21至圖33僅用于使得相應(yīng)的步驟更加清楚，并不用于將相應(yīng)的步驟限制為僅用于安裝三個拱架段91；另外，所使用的拱架臺車為第二工作臂22的末端設(shè)置抓手機(jī)構(gòu)6的形式(參考圖3和圖4中所示)。但本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的是，拱架臺車還可以實施為第二工作臂22的末端設(shè)置夾具機(jī)構(gòu)4的形式(參考圖1和圖2中所示)，或者，同一第二工作臂22的末端同時設(shè)置夾具機(jī)構(gòu)4和抓手機(jī)構(gòu)6的形式(參考圖5和圖6中所示)。

在本公開的第四方面的一種具體實施方式中，當(dāng)拱架9由大于1的奇數(shù)個拱架段91組成時，例如三個或五個，可以以先中間后兩端的方式進(jìn)行多個拱架段1之間的連接。參考圖22至圖25中所示，上述步驟S2可以細(xì)化為以下步驟：

S21：控制所述第一工作臂21及其末端的所述機(jī)械手3夾持對應(yīng)于所述拱架9中間位置的拱架段91，并且舉升并調(diào)整該拱架段91，至到達(dá)待安裝位置，如圖22中所示；

S22：控制所述第二工作臂22及其末端的所述夾具機(jī)構(gòu)4或抓手機(jī)構(gòu)6相對于位于中間位置的所述拱架段91由近到遠(yuǎn)地依次夾持或抓取位于中間位置的拱架段91兩端的拱架段91，并且依次舉升并調(diào)整對應(yīng)的所述拱架段91，以使得相鄰的所述拱架段91對接，如圖23和圖24中所示；并使用緊固件(例如螺栓)連接相鄰的所述拱架段91，以形成所述拱架9，如圖25中所示；

S23：控制所述第一工作臂21及其末端的所述機(jī)械手3、所述第二工作臂22及其末端的所述夾具機(jī)構(gòu)4或抓手機(jī)構(gòu)6，以將所述拱架9立于地面G上。

其中，在所述步驟S22中，在其中一個所述第二工作臂22的所述夾具機(jī)構(gòu)4或抓手機(jī)構(gòu)6釋放所夾持或抓取的所述拱架段91并夾持或抓取下一個所述拱架段91至該拱架段91完成連接之前，另一個所述第二工作臂22的所述夾具機(jī)構(gòu)4或抓手機(jī)構(gòu)6保持對相應(yīng)的所述拱架段91的夾持或抓取，以避免第一工作臂21所承擔(dān)的載荷過大。

另外，參考圖27至圖30，在本公開的第四方面的另一種具體實施方式中，所述步驟S2包括以下步驟：

S21：在地面上使用緊固件(例如螺栓)依次將除最后一個拱架段91外的相鄰的所述拱架段91連接在一起以形成整體90，如圖27中所示；

S22：控制所述第一工作臂21末端的所述機(jī)械手3夾持所述整體90的中間部分，并且控制其中一個所述第二工作臂22末端的所述夾具機(jī)構(gòu)4或抓手機(jī)構(gòu)6夾持或抓取所述整體90的對應(yīng)部分；

S23：控制控制所述第一工作臂21及其末端的所述機(jī)械手3、對應(yīng)的所述第二工作臂22及其末端的所述夾具機(jī)構(gòu)4或抓手機(jī)構(gòu)6，以將所述整體90立直，如圖28中所示；

S24：控制另一個所述第二工作臂22末端的所述夾具機(jī)構(gòu)4或抓手機(jī)構(gòu)6夾持或抓取剩余的所述拱架段91，并且控制所述第二工作臂22及其末端的所述夾具機(jī)構(gòu)4或抓手機(jī)構(gòu)6舉升并調(diào)整所述拱架段91，以使得該拱架段91與所述整體90的相應(yīng)端部對接，如圖29中所示，并使用緊固件(例如螺栓)將兩者連接在一起，從而形成所述拱架9，如圖30中所示；

S25：控制所述第一工作臂21及其末端的所述機(jī)械手3、所述第二工作臂22及其末端的所述夾具機(jī)構(gòu)4或抓手機(jī)構(gòu)6，以將所述拱架9立于地面G上。

其中，在所述步驟S23中，所述整體90的對應(yīng)于所述第二工作臂22的一端的端部立于所述地面G上，利用地面G的支撐卸去一部分載荷，減輕拱架臺車的負(fù)重。

參考圖31和圖32中所示，在本公開的第四方面的再另一種具體實施方式中，所述步驟S2包括以下步驟：

S21：在地面上使用緊固件(例如螺栓)依次將相鄰的所述拱架段91連接在一起，以形成為所述拱架9，如圖31中所示；

S22：控制所述第一工作臂21末端的所述機(jī)械手3夾持所述拱架9的中間部分，并且控制兩個所述第二工作臂22末端的所述夾具機(jī)構(gòu)4或抓手機(jī)構(gòu)6分別夾持或抓取所述拱架9兩側(cè)的對應(yīng)部分；

S23：控制所述第一工作臂21及其末端的所述機(jī)械手3、所述第二工作臂22及其末端的所述夾具機(jī)構(gòu)4或抓手機(jī)構(gòu)6，以將所述拱架9立于地面G上，如圖32中所示。

簡單來說，在圖31和圖32所示的具體實施方式中，步驟S2可以概括為：在地面上將全部的拱架段91連接在一起之后，再使用拱架臺車將其立起。

對于上述后兩種實施方式來說，在所述步驟S21中，可以使用所述第一工作臂21及其末端的所述機(jī)械手3、所述第二工作臂22及其末端的所述夾具機(jī)構(gòu)4或抓手機(jī)構(gòu)6夾持或抓取相應(yīng)的所述拱架段91以將其調(diào)整到便于與相鄰的所述拱架段91對接的位置。

此外，在本公開的第四方面提供的具體實施方式中，所述安裝方法還包括：

步驟S3：在相鄰的兩個所述拱架9之間拉設(shè)鋼筋和鋼絲網(wǎng)，以加固和支護(hù)所述拱架9。

另外，所述安裝方法還包括：

步驟S4：控制所述機(jī)械手3和所述夾具機(jī)構(gòu)4或抓手機(jī)構(gòu)6釋放所述拱架9，之后調(diào)整所述第一工作臂21和第二工作臂22回到閑置位置，如圖26中所示；之后將所述拱架臺車從所述隧道中駛出。

步驟S5：重復(fù)上述步驟S1-S4，以安裝下一個拱架9。

兩臂式拱架臺車

根據(jù)本公開的第五方面，提供一種拱架臺車，該拱架臺車包括臺車1和作業(yè)單元2，所述臺車1包括底盤11和行走裝置，所述底盤11上設(shè)置有用于為所述臺車1和所述作業(yè)單元2提供動力的動力單元13，所述作業(yè)單元2包括底端均連接于所述底盤11的兩個可伸縮的工作臂22，該兩個工作臂22對應(yīng)于所述臺車1的左右兩側(cè)設(shè)置。

圖33和圖34、圖35和圖36以及圖37和圖38分別示出了三種不同的具體實施方式，這三種具體實施方式之間的區(qū)別是，圖33和圖34所示的具體實施方式中，工作臂22的末端設(shè)置有夾具機(jī)構(gòu)4；在圖35和圖36所示的具體實施方式中，工作臂22的末端設(shè)置有抓手機(jī)構(gòu)6；在圖37和圖38所示的具體實施方式中，第二工作臂22的末端不僅設(shè)置有夾具機(jī)構(gòu)4而且還設(shè)置有抓手機(jī)構(gòu)6。但在這三種具體實施方式中，夾具機(jī)構(gòu)4和抓手機(jī)構(gòu)6均用于夾持或抓取不同的拱架段91，兩者之間的作業(yè)相互獨(dú)立。其中，在圖37和圖38所示的具體實施方式中，夾具機(jī)構(gòu)4和抓手機(jī)構(gòu)6安裝為彼此之間留有足夠的工作空間，以避免在其中一者作業(yè)時與另一者之間發(fā)生干涉。另外，在本公開的第五方面提供的另外一種實施方式中，兩個工作臂中的一者可以設(shè)置夾具機(jī)構(gòu)4，而另一者可以設(shè)置抓手機(jī)構(gòu)6。

通過上述技術(shù)方案，對應(yīng)設(shè)置在兩個工作臂末端的夾具機(jī)構(gòu)4和/或抓手機(jī)構(gòu)6能夠同時操縱不同的拱架段91，因此，在拱架9(由多個拱架段91依次對接而成)的安裝過程中使用根據(jù)本公開的第五方面提供的拱架臺車，能夠同一時間作用于兩個拱架段91，以提供拱架9的安裝效率，進(jìn)而提高隧道施工作業(yè)的效率。

在根據(jù)本公開的第五方面提供的具體實施方式中，夾具機(jī)構(gòu)4可以以任意合適的方式配置。例如，可以實施為根據(jù)本公開的第二方面提供的上述夾具機(jī)構(gòu)4。

在根據(jù)本公開的第五方面提供的具體實施方式中，抓手機(jī)構(gòu)6也可以以任意合適的方式配置。例如，可以實施為根據(jù)本公開的第三方面提供的上述抓手機(jī)構(gòu)6。

需要說明的是，在圖37和圖38所示的具體實施方式中，同一工作臂22上的夾具機(jī)構(gòu)4和抓手機(jī)構(gòu)6分別通過立柱72和第二連接板52設(shè)置在同一結(jié)構(gòu)(即上文中所述的第一連接板51或固定板71，也就是說第一連接板51和固定板71是同一個結(jié)構(gòu))上，進(jìn)而通過該結(jié)構(gòu)設(shè)置在工作臂22的末端，使用同一回轉(zhuǎn)裝置(即第二回轉(zhuǎn)裝置82或第三回轉(zhuǎn)裝置83)，因此不便于同時作業(yè)。在這種情況下，實際工作過程中，可以根據(jù)實際情況擇一使用。

與根據(jù)本公開的第一方面提供的拱架臺車的不同之處在于，根據(jù)本公開的第五方面提供的拱架臺車僅設(shè)置有兩個工作臂。

另外，由于根據(jù)本公開的第五方面提供的拱架臺車的應(yīng)用環(huán)境限制了每段拱架的重量不會太大，因此，其中的兩個工作臂可以對應(yīng)于根據(jù)本公開的第一方面提供的拱架臺車中的第二工作臂22進(jìn)行設(shè)置。

其中，所述工作臂可以以與根據(jù)本公開的第一方面中的第二工作臂22相同的方式設(shè)置，即：工作臂22底端均設(shè)置有安裝結(jié)構(gòu)，該安裝結(jié)構(gòu)通過限定平行于豎直方向的主旋轉(zhuǎn)軸的銷軸樞轉(zhuǎn)地接于所述臺車1，所述安裝結(jié)構(gòu)與所述臺車1之間設(shè)置有用于驅(qū)動所述安裝結(jié)構(gòu)繞所述主旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置；或者，所述安裝結(jié)構(gòu)也可以通過限定平行于豎直方向的主旋轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)裝置與所述臺車1連接，以實現(xiàn)水平面中的轉(zhuǎn)動，從而在水平面中調(diào)整拱架段的位置。另外，所述工作臂22的底端通過限定平行于水平面的主旋轉(zhuǎn)軸線的銷軸鉸接于所述安裝結(jié)構(gòu)，所述工作臂22與所述安裝結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有用于驅(qū)動所述工作臂22繞所述主旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，以調(diào)整拱架段的高度。

可選擇地，所述行走裝置可以為車輪12，以降低拱架臺車的總重量，降低制造成本，同時提高拱架臺車的行駛速度和靈活性，以便于快速轉(zhuǎn)場，提高作業(yè)效率。

由于拱架段91的重量較大，因此，在底盤11的四個角均可以設(shè)置有液壓支腿14，以在工作臂的作業(yè)過程中保持臺車1的穩(wěn)定。此外，為了便于操縱拱架臺車的行駛，臺車1上設(shè)置有駕駛室15。另外，動力單元13可以包括用于驅(qū)動臺車1行走的發(fā)動機(jī)，以及用于為工作臂22、液壓支腿14以及夾具機(jī)構(gòu)4和抓手機(jī)構(gòu)6中的伸縮油缸提供液壓油的液壓動力系統(tǒng)。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本公開的優(yōu)選實施方式，但是，本公開并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本公開的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本公開的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本公開的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本公開的各種不同的實施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本公開所公開的內(nèi)容。