一种隧道用运输装置及隧道掘进机的制作方法

1.本发明属于隧道用运输装置技术领域，具体涉及一种隧道用运输装置及隧道掘进机。


背景技术：

2.目前巷道施工主要有钻爆法及悬臂式隧道掘进机施工方法，钻爆法对环境的污染比较重，而且存在安全方面的不确定因素，因此逐渐被机械法施工方法所取代，机械法施工主要有凿岩台车、盾构法及隧道掘进机施工，盾构法因施工成本较高，适用于长距离施工，凿岩台车主要用于钻孔，还是需要由炸药进行爆破，因此，对于工况特殊的短小巷道纯机械法施工以悬臂式隧道掘进机为主，尤其是针对较硬的工况，掘进机施工为不二方法的选择。单纯的悬臂式隧道掘进机在隧道开挖过程中存在开挖完后需要退机，切换为支护设备进行支护作业，针对围岩等级较差的工地，掘进机退机与支护设备进场的过程中存在一定的安全隐患；在施工过程中，须及时对隧道围岩进行支护，以稳定开挖后的岩体。此时，需要运输大量钢拱架等支护材料到隧道的工作面完成支护。目前，不管是单线隧道还是双线隧道，由于隧道掘进机作业时，已经占用隧道的大部分空间，隧道两侧空间有限，其他运输设备无法进行使用，所以目前运输拱架材料的方式主要就是依靠人工搬运的方式，不断的把拱架从隧道掘进机的尾部搬运到隧道的掌子面，为隧道工作面支护使用。现有技术具有以下三个方面的不足：第一、效率低，拱架需要两个工人搬运，而且必须前面停止作业才能进行；第二、危险系数高，隧道内前面工作平面经常会有落石，工人频繁往复搬运，发生危险难以逃脱；第三、不能连续作业，先要开挖，然后必须把拱架运输到前方后，才能开始支护作业，浪费工作时间。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中的不足，本发明提供一种隧道用运输装置及隧道掘进机，提高了支护材料运输的效率，降低了工人的劳动强度，提高了施工过程的安全性。
4.为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：第一方面，提供一种隧道用运输装置，包括：支撑座，所述支撑座上安装有滑轨；滑架组件，包括安装板，所述安装板与所述滑轨滑动连接；机械手，安装在所述安装板上，用于抓取待运输物料并通过所述滑架组件运输至指定位置。
5.进一步地，所述滑轨为齿条，所述安装板上安装有驱动机构，所述驱动机构的输出轴上安装有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合。
6.进一步地，所述驱动机构包括电机和减速机，所述电机的输出轴与所述减速机的输入轴传动连接，所述齿轮安装在所述减速机的输出轴上。
7.进一步地，所述支撑座由若干块钢板焊接成箱型结构，所述支撑座上设有导向板。
8.进一步地，所述滑架组件还包括与所述安装板固定连接的安装块，尼龙滑块通过滑块压板安装在所述安装块上，所述尼龙滑块与所述导向板滑动连接。
9.进一步地，所述机械手包括支撑臂、伸缩臂和变幅油缸，所述伸缩臂与所述支撑臂铰接，所述支撑臂通过基座安装在所述安装板上；变幅油缸的伸缩杆与所述伸缩臂铰接，变幅油缸的伸缩缸与所述支撑臂铰接。
10.进一步地，在所述支撑臂和所述基座之间安装有回转支承。
11.进一步地，所述伸缩臂包括伸缩油缸、静臂和动臂，所述伸缩油缸的伸缩杆与所述动臂铰接，所述伸缩油缸的伸缩缸与所述静臂铰接；所述动臂上安装有滑轮，所述静臂上安装有卷扬，钢丝绳一端缠绕在卷扬上，另一端穿过所述滑轮与吊钩连接。
12.进一步地，所述滑架组件上安装有刮泥板。
13.第二方面，提供一种隧道掘进机，所述隧道掘进机上安装有第一方面所述的隧道用运输装置，所述支撑座安装在隧道掘进机的一侧。
14.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：（1）本发明通过在支撑座上安装滑轨，滑架组件通过安装板与滑轨滑动连接，机械手安装在安装板上实现抓取待运输物料并通过所述滑架组件运输至指定位置的目的，拱架运输与前端的支护工作不冲突，可以同时进行操作，缩短了等待时间，提高了支护材料运输的效率；（2）本发明通过采用机械搬运，减少了参与搬运的工人数量，降低了工人的劳动强度；（3）本发明通过采用机械搬运，降低工人的危险性，改善工作环境，提高了施工过程的安全性。
附图说明
15.图1是本发明实施例提供的一种隧道用运输装置的平面结构示意图；图2是图1的左视图；图3是图1中的滑架的结构示意图；图4是本发明实施例提供的一种隧道用运输装置的三维结构示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
17.实施例一：如图1~图4所示，一种隧道用运输装置，包括：支撑座1，支撑座1上安装有滑轨2；滑架组件5包括安装板502，安装板502与滑轨2滑动连接；机械手安装在安装板502上，用于抓取待运输物料并通过滑架组件5运输至指定位置。本实施例中，待运输物料包括拱架等支护材料以及掘进机工作过程中需要的其它工作材料及设备。
18.本实施例中，滑架组件5还包括与安装板502固定连接的安装块501，尼龙滑块6通过滑块压板8安装在安装块501上。滑轨2采用齿条形式，用螺钉固定在支撑座1的上平面上，安装板502上安装有驱动机构，驱动机构的输出轴上安装有齿轮401，齿轮401与齿条啮合。本实施例中，驱动机构可以采用电机和减速机4配合驱动齿轮401，实现滑架组件与滑轨2相对滑动，电机的输出轴与减速机401的输入轴传动连接，减速机4安装在安装板502上，齿轮
401安装在减速机4的输出轴上。本实施例中还可以通过液压驱动减速机4，实现滑架组件5沿滑轨2前后移动。
19.本实施例中的运输装置在工作过程中，运输的物料以及机械手的自重通过滑架组件5作用于支撑座1上，因为整个滑动距离大概6m左右，为了保证该支撑座1有足够的刚度，把支撑座1设计成箱型结构，防止变形，影响滑动运输；支撑座1由若干块钢板焊接成箱型结构，支撑座1上设有导向板11，尼龙滑块6与导向板11滑动连接，尼龙滑块6与导向板11配合，一方面可以保证滑架组件沿滑轨2稳定滑动，防止偏移；另一方面，可以保证齿轮和齿条良好啮合，保证驱动机构对滑架组件始终具有良好的驱动力。
20.滑架组件5上安装有刮泥板7，刮泥板7用来清除运动过程中，滑轨2上的异物，从而可以完成拱架从掘进机的尾部运输到掘进机的前端位置。
21.机械手包括支撑臂306、伸缩臂307和变幅油缸308，伸缩臂307与支撑臂306铰接，支撑臂306通过基座301安装在安装板502上；变幅油缸308的伸缩杆与伸缩臂307铰接，变幅油缸308的伸缩缸与支撑臂306铰接，变幅油缸308用于改变伸缩臂307的俯仰角度。在支撑臂306和基座301之间安装有回转支承302，回转支承302可以使得机械手实现回转，实现多方位的抓取起吊作业。
22.伸缩臂307包括伸缩油缸305、静臂和动臂，伸缩油缸305的伸缩杆与动臂铰接，伸缩油缸305的伸缩缸与静臂铰接，伸缩油缸305用于改变伸缩臂307的长度，伸缩油缸305的伸缩杆从伸缩缸中伸出时，动臂从静臂内伸出，反之，动臂收入静臂内，伸缩油缸305实现机械手最小1.9m，最大5.5m范围的抓取作业，动臂上安装有滑轮，静臂上安装有卷扬304，钢丝绳一端缠绕在卷扬304上，另一端穿过滑轮与吊钩303连接。工作时，远程操控人员通过判断，操作伸缩油缸305伸缩以及支撑臂306回转，达到拱架放置位置，操纵手柄使得卷扬304将钢丝绳下放，地面上的工人抓住吊钩303，钩住拱架，远程操纵人员操作手柄收起钢丝绳，支撑臂306进行一定角度旋转，保证拱架与掘进机平行，然后操作遥控手柄，支撑臂306在驱动机构的驱动下，沿着滑轨2运动，把抓取的拱架从掘进机后部运输到拱臂夹持臂附近，后续操控拱架夹持臂回转并调整姿态，并且抓取拱架，这样拱架运输系统的拱架运输作业完成。
23.本实施例通过在支撑座上安装滑轨，滑架组件通过安装板与滑轨滑动连接，机械手安装在安装板上实现抓取待运输物料并通过所述滑架组件运输至指定位置的目的，拱架运输与前端的支护工作不冲突，可以同时进行操作，缩短了等待时间，提高了支护材料运输的效率；通过采用机械搬运，减少了参与搬运的工人数量，降低了工人的劳动强度；通过采用机械搬运，降低工人的危险性，改善工作环境，提高了施工过程的安全性。
24.实施例二：基于实施例一所述的一种隧道用运输装置，本实施例提供一种隧道掘进机，所述隧道掘进机上安装有实施例一所述的隧道用运输装置，所述支撑座安装在隧道掘进机10的一侧，在隧道掘进机10上还安装有运输拖链9，运输拖链9中铺设有电缆以及液压油管路等，用于给工作中的隧道用运输装置提供动力以及信号传输等。
25.本实施例通过远程遥控器，工人在相对安全位置远程操控，实现拱架运输。本实施例中隧道掘进机上的隧道用运输装置通过机械手的前后滑移运输以及360
°
旋转、伸处、缩回动作，增大拱架机械手的作业范围，保证拱架机械手可以抓取到后方多处拱架，不用人工
搬运，提高工作效率。
26.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。