边坡施工设备及其边坡支护施工装置的制作方法

1.本实用新型涉及隧道掘进配套设备技术领域，特别涉及一种边坡支护施工装置。本实用新型还涉及一种应用了该边坡支护施工装置的边坡施工设备。


背景技术：

2.边坡支护结构是目前各相关行业的现场作业中的重要配套设施。常见的边坡支护方法主要有重力式挡土墙、加筋土挡土墙、植被防护、预应力锚杆框格梁支护等。
3.其中，预应力锚杆框格梁支护是近年来在支护结构发展的基础上提出的新型边坡支护结构，其是通过对天然岩土体钻孔灌浆形成锚固的预应力锚杆，结合框格梁共同组成的护坡体系，广泛应用于高大边坡支护施工作业中。通常预制格构梁结构施工需提前在纵横梁交叉处预设锚固孔，安装时将已注浆过锚杆或锚索通过锚固孔与梁体结合在一起，施工过程仍为人工开挖格构梁槽、吊车吊装格构梁、人工搭建脚手架平台施工。这一施工方式虽然相对其他现浇工艺的施工效率有所提高，但难以满足这种目前现场施工中工艺快速、少人、单台套设备综合机械化施工的要求，不仅增大了工作人员的劳动强度，也制约了整体施工效率和工程进度。
4.因此，如何提高边坡支护的施工效率，提高其机械化作业效果，降低工人劳动强度是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种边坡支护施工装置，该边坡支护施工装置能够显著提高边坡支护的施工效率，且其机械化程度高，作业效果好，能够使工人劳动强度相应降低。本实用新型的另一目的是提供一种应用了该边坡支护施工装置的边坡施工设备。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种边坡支护施工装置，包括能够定轴转动地设置于边坡施工设备的本体上的回转机构，所述回转机构上移动设置有第一平移机构，所述第一平移机构上伸缩设置有多级伸缩组件，所述多级伸缩组件的伸缩方向与所述回转机构的回转轴向一致，所述第一平移机构的移动方向与所述回转机构的回转轴向垂直；
7.所述多级伸缩组件的自由端拆装设置有与边坡作业面配合的操作装置，所述操作装置为用以开挖沟槽的截割装置、用以清理碎土的清沟装置、用以埋设于沟槽处的格构梁中的任一种。
8.优选地，所述回转机构包括回转座和连接于所述回转座上的平移支架，还包括能够驱动所述平移支架绕所述回转座的轴线转动的摆线马达以及与所述摆线马达适配的减速机；
9.所述第一平移机构包括移动设置于所述平移支架内的延展臂，还包括能够驱动所述延展臂沿其所述平移支架的长度方向往复移动的俯仰油缸。
10.优选地，所述多级伸缩组件与所述操作装置间还设置有第二平移机构，所述第二
平移机构包括与所述操作装置拆装连接的过渡接头，还包括能够驱动所述过渡接头往复移动的补偿油缸，所述补偿油缸的移动方向垂直于所述回转机构的回转轴向。
11.优选地，所述多级伸缩组件包括联动插装于所述延展臂底部的第一伸缩臂，还包括能够驱动所述第一伸缩臂往复伸缩的皮带机张紧油缸，所述第一伸缩臂的伸缩方向与所述回转机构的回转轴向一致；
12.所述第一伸缩臂的底部联动插装有第二伸缩臂，所述第二伸缩臂的侧部设置有能够驱动所述第二伸缩臂往复伸缩的臂侧伸缩油缸，所述第二伸缩臂的伸缩方向与所述回转机构的回转轴向一致，所述第二伸缩臂的自由端与所述操作装置拆装连接。
13.优选地，所述截割装置包括拆装设置于所述多级伸缩组件的自由端的基座，所述基座的底部定轴转动地设置有能够在边坡作业面上滚动的滚轮，所述滚轮的外周面上排布有若干截割齿。
14.优选地，所述清沟装置包括拆装设置于所述多级伸缩组件的自由端的支撑座，所述支撑座的底部铰接有料斗，还包括能够驱动所述料斗开合的料斗驱动装置。
15.优选地，所述料斗驱动装置为连接于所述支撑座的侧部且自由端铰接于所述料斗的背侧的伸缩油缸。
16.本实用新型还提供一种边坡施工设备，包括本体，所述本体上设置有行走装置、定位支撑装置和边坡支护施工装置，该边坡支护施工装置为如上文任一项所述的边坡支护施工装置。
17.优选地，所述行走装置为车轮，所述定位支撑装置为位于所述本体各边角处并沿垂直于地面的方向延展布置的安全撑杆。
18.相对上述背景技术，本实用新型所提供的边坡支护施工装置，其工作运行过程中，通过回转机构的旋转动作，带动第一平移机构、多级伸缩组件以及操作装置相应联动旋转，以此实现对操作装置作业端的多角度调整，在此基础上，通过第一平移机构的往复移动作业，带动多级伸缩组件和操作装置相应联动平移，实现沿边坡上目标作业面延展方向上的位置移动，进一步地，通过多级伸缩组件的往复伸缩，带动操作装置沿边坡上目标作业面的深度方向往复进退调整位置，实现操作装置在边坡上的作业深度的调整，由此通过各回转机构、第一平移机构以及多级伸缩组件的协同配合，大幅提高操作装置在边坡作业面上的作业范围。具体操作时，先将截割装置组装于多级伸缩组件的自由端，即可通过上述各动作机构及组件的协同位置调整，带动截割装置在边坡作业面上进行纵向和横向的开槽作业，并能够相应控制开槽深度和排布间隙；开槽作业完毕后，将截割装置拆下并将清沟装置换装至多级伸缩组件的自由端，之后即可通过上述各动作机构及组件的协同位置调整，带动请购装置将已开槽的边坡作业面上不同位置处的碎土和渣滓集中收纳并统一转运至其他位置或装置处，以便统一处理，并保证开槽后的边坡作业面上的整洁；清沟装置作业完毕后，将清沟装置拆下并将需要安装的格构梁对应组装至多级伸缩组件的自由端，然后通过上述各动作机构及组件的协同位置调整，将格构梁移动至边坡作业面上对应位置处，之后将格构梁由多级伸缩组件上卸下即可完成格构梁与边坡相应位置处的对应安装。通过所述边坡支护施工装置换装不同操作装置，结合各动作机构和组件的协同位置调整，实现了边坡支护的机械化作业，大幅降低了工作人员的劳动强度，显著提高了边坡支护的施工效率和施工效果。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的操作装置为截割装置的边坡支护施工装置的结构示意图；
21.图2为图1中操作装置为清沟装置的边坡支护施工装置的结构示意图；
22.图3为图1中操作装置为格构梁的边坡支护施工装置的结构示意图；
23.图4为本实用新型一种具体实施方式所提供的边坡施工设备的结构示意图。
24.其中，
25.10-边坡支护施工装置；
26.11-回转机构；
27.111-回转座；
28.112-平移支架；
29.113-摆线马达；
30.114-减速机；
31.12-第一平移机构；
32.121-延展臂；
33.122-俯仰油缸；
34.13-多级伸缩组件；
35.131-第一伸缩臂；
36.132-皮带机张紧油缸；
37.133-第二伸缩臂；
38.134-臂侧伸缩油缸；
39.14-第二平移机构；
40.141-过渡接头；
41.142-补偿油缸；
42.15-截割装置；
43.151-基座；
44.152-滚轮；
45.153-截割齿；
46.16-清沟装置；
47.161-支撑座；
48.162-料斗；
49.163-料斗驱动装置；
50.17-格构梁；
51.20-本体；
52.21-行走装置；
53.22-定位支撑装置。
具体实施方式
54.本实用新型的核心是提供一种边坡支护施工装置，该边坡支护施工装置能够显著提高边坡支护的施工效率，且其机械化程度高，作业效果好，能够使工人劳动强度相应降低；同时，提供一种应用了该边坡支护施工装置的边坡施工设备。
55.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
56.请参考图1至图3。
57.在具体实施方式中，本实用新型所提供的边坡支护施工装置，包括能够定轴转动地设置于边坡施工设备的本体20上的回转机构11，回转机构11上移动设置有第一平移机构12，第一平移机构12上伸缩设置有多级伸缩组件13，多级伸缩组件13的伸缩方向与回转机构11的回转轴向一致，第一平移机构12的移动方向与回转机构11的回转轴向垂直；多级伸缩组件13的自由端拆装设置有与边坡作业面配合的操作装置，操作装置为用以开挖沟槽的截割装置15、用以清理碎土的清沟装置16、用以埋设于沟槽处的格构梁17中的任一种。
58.工作运行过程中，通过回转机构11的旋转动作，带动第一平移机构12、多级伸缩组件13以及操作装置相应联动旋转，以此实现对操作装置作业端的多角度调整，在此基础上，通过第一平移机构12的往复移动作业，带动多级伸缩组件13和操作装置相应联动平移，实现沿边坡上目标作业面延展方向上的位置移动，进一步地，通过多级伸缩组件13的往复伸缩，带动操作装置沿边坡上目标作业面的深度方向往复进退调整位置，实现操作装置在边坡上的作业深度的调整，由此通过各回转机构11、第一平移机构12以及多级伸缩组件13的协同配合，大幅提高操作装置在边坡作业面上的作业范围。具体操作时，先将截割装置15组装于多级伸缩组件13的自由端，即可通过上述各动作机构及组件的协同位置调整，带动截割装置15在边坡作业面上进行纵向和横向的开槽作业，并能够相应控制开槽深度和排布间隙；开槽作业完毕后，将截割装置15拆下并将清沟装置16换装至多级伸缩组件13的自由端，之后即可通过上述各动作机构及组件的协同位置调整，带动请购装置将已开槽的边坡作业面上不同位置处的碎土和渣滓集中收纳并统一转运至其他位置或装置处，以便统一处理，并保证开槽后的边坡作业面上的整洁；清沟装置16作业完毕后，将清沟装置16拆下并将需要安装的格构梁17对应组装至多级伸缩组件13的自由端，然后通过上述各动作机构及组件的协同位置调整，将格构梁17移动至边坡作业面上对应位置处，之后将格构梁17由多级伸缩组件13上卸下即可完成格构梁17与边坡相应位置处的对应安装。通过所述边坡支护施工装置换装不同操作装置，结合各动作机构和组件的协同位置调整，实现了边坡支护的机械化作业，大幅降低了工作人员的劳动强度，显著提高了边坡支护的施工效率和施工效果。
59.应当说明的是，通常情况下，可通过回转机构11相对其初始位置定向转动180
°
，以此增大操作装置在边坡作业面上的作业跨度范围，也可以通过回转机构11相对其初始位置定向转动90
°
，以此通过操作装置实现垂直于其原有作业方向的定向作业，达到在边坡上进行二维作业的效果。
60.进一步地，回转机构11包括回转座111和连接于回转座111上的平移支架112，还包括能够驱动平移支架112绕回转座111的轴线转动的摆线马达113以及与所述摆线马达113
适配的减速机114；第一平移机构12包括移动设置于平移支架112内的延展臂121，还包括能够驱动延展臂121沿其平移支架112的长度方向往复移动的俯仰油缸122。摆线马达113能够带动平移支架112绕回转座111轴线定轴转动适当角度，并使延展臂121随平移支架112同步转动，同时，利用俯仰油缸122能够带动延展臂121沿平移支架112长度方向适度移动，以此调整操作装置的作业位置。
61.在此基础上，多级伸缩组件13与操作装置间还设置有第二平移机构14，第二平移机构14包括与操作装置拆装连接的过渡接头141，还包括能够驱动过渡接头141往复移动的补偿油缸142，补偿油缸142的移动方向垂直于回转机构11的回转轴向。过渡接头141与操作装置间的拆装连接可以通过卡扣实现，也可以通过螺钉等辅助紧固件来实现，原则上，工作人员可以根据实际工况需求灵活选择。
62.此外，多级伸缩组件13包括联动插装于延展臂121底部的第一伸缩臂131，还包括能够驱动第一伸缩臂131往复伸缩的皮带机张紧油缸132，第一伸缩臂131的伸缩方向与回转机构11的回转轴向一致；第一伸缩臂131的底部联动插装有第二伸缩臂133，第二伸缩臂133的侧部设置有能够驱动第二伸缩臂133往复伸缩的臂侧伸缩油缸134，第二伸缩臂133的伸缩方向与回转机构11的回转轴向一致，第二伸缩臂133的自由端与操作装置拆装连接
63.以边坡对应作业面为基准，通过第一平移机构12的移动调整，能够实现对操作装置的主要作业面的长度的范围控制，通过第二平移机构14的移动调整，能够实现对操作装置的作业面宽度的控制和调整，通过多级伸缩组件13的伸缩调整，能够实现对操作装置的作业深度的控制和调整，上述各机构及组件协同配合，使得操作装置的实际作业中具备1个旋转自由度和4个平移自由度的位置调整能力，大幅提高了操作装置的作业精度和工作效率。
64.为了方便对该边坡支护施工装置的各动作机构功能进行描述，下面建立简单的空间坐标系，即，以延展臂121的移动方向为x轴、过渡接头141的移动方向为y轴，多级伸缩组件13的伸缩方向为z轴。
65.参照此坐标系而言，通过摆线马达113控制第一平移机构12绕z轴方向旋转，从而控制操作装置多角度运动；通过仰油缸控制延展臂121在x方向的滑移，来控制操作装置工作行程的长短；通过主机皮带机张紧油缸132和臂侧伸缩油缸134控制第一伸缩臂131和第二伸缩臂133在z轴方向滑移，从而控制作业装置工作的深度；通过补偿油缸142控制过渡接头141相对于多级伸缩组件13而在y轴方向的平移，来控制操作装置工作的宽度；由上述多个自由度实现对整个边坡支护施工装置运动的精准控制，由此实现对操作装置工作位置的精准调控。在此基础上，过渡接头141上可以实现截割装置15、清沟装置16和格构梁17的替换，进而完成边坡开槽、作业面清理和吊运格构梁17的作业工序。
66.需要相应指出的是，一般情况下，多级伸缩组件13在初始工位处于整体收缩状态，以免在设备转运或非工作状态下与相关作业设备产生干涉，降低所述边坡支护施工装置在非工作状态下所占据的工作空间。
67.请着重参考图1。
68.另一方面，截割装置15包括拆装设置于多级伸缩组件13的自由端的基座151，基座151的底部定轴转动地设置有能够在边坡作业面上滚动的滚轮152，滚轮152的外周面上排布有若干截割齿153。通过滚轮152在边坡作业面上的转动，使各截割齿153依次与边坡作业
面接触并在作业面的相应位置处挖割出沟槽，完成开槽作业。
69.请着重参考图2。
70.另外，清沟装置16包括拆装设置于多级伸缩组件13的自由端的支撑座161，支撑座161的底部铰接有料斗162，还包括能够驱动料斗162开合的料斗驱动装置163。通过回转机构11、第一平移机构12以及多级伸缩组件13将清沟装置16移动至边沟作业面对应位置处后，通过料斗驱动装置163带动料斗162开合，以便将开槽作业后散落于作业面上的土渣等及时清除，以便后续格构梁17安装作业的精准顺畅进行。
71.此外，料斗驱动装置163为连接于支撑座161的侧部且自由端铰接于料斗162的背侧的伸缩油缸。当然，该料斗驱动装置163还可以为丝杠或双向马达等驱动装置，原则上，只要是能够实现料斗162的开合作业并保证清沟装置16的可靠运行均可。
72.请参考图4。
73.在具体实施方式中，本实用新型一种具体实施方式中所提供的一种边坡施工设备，包括本体20，本体20上设置有行走装置21、定位支撑装置22和边坡支护施工装置10，该边坡支护施工装置10为如上文所述的边坡支护施工装置。该边坡施工设备能够通过其行走装置21移动至边坡作业面附近，并通过定位支撑装置将其工作位置可靠固定，之后通过其边坡支护施工装置10实施相应的支护作业施工，其边坡支护的施工效率较高，且其机械化程度高，作业效果好，能够使工人劳动强度相应降低。
74.更具体地，行走装置21为车轮，定位支撑装置22为位于本体20各边角处并沿垂直于地面的方向延展布置的安全撑杆。当然，行走装置21还可以依据实际工况调整为履带等其他行走机构，而定位支撑装置22也可以为限位油缸等其他限位支撑机构，原则上，只要是能够满足所述边坡施工设备的工作需求均可。
75.综上可知，本实用新型中提供的边坡支护施工装置，其工作运行过程中，通过回转机构的旋转动作，带动第一平移机构、多级伸缩组件以及操作装置相应联动旋转，以此实现对操作装置作业端的多角度调整，在此基础上，通过第一平移机构的往复移动作业，带动多级伸缩组件和操作装置相应联动平移，实现沿边坡上目标作业面延展方向上的位置移动，进一步地，通过多级伸缩组件的往复伸缩，带动操作装置沿边坡上目标作业面的深度方向往复进退调整位置，实现操作装置在边坡上的作业深度的调整，由此通过各回转机构、第一平移机构以及多级伸缩组件的协同配合，大幅提高操作装置在边坡作业面上的作业范围。具体操作时，先将截割装置组装于多级伸缩组件的自由端，即可通过上述各动作机构及组件的协同位置调整，带动截割装置在边坡作业面上进行纵向和横向的开槽作业，并能够相应控制开槽深度和排布间隙；开槽作业完毕后，将截割装置拆下并将清沟装置换装至多级伸缩组件的自由端，之后即可通过上述各动作机构及组件的协同位置调整，带动请购装置将已开槽的边坡作业面上不同位置处的碎土和渣滓集中收纳并统一转运至其他位置或装置处，以便统一处理，并保证开槽后的边坡作业面上的整洁；清沟装置作业完毕后，将清沟装置拆下并将需要安装的格构梁对应组装至多级伸缩组件的自由端，然后通过上述各动作机构及组件的协同位置调整，将格构梁移动至边坡作业面上对应位置处，之后将格构梁由多级伸缩组件上卸下即可完成格构梁与边坡相应位置处的对应安装。通过所述边坡支护施工装置换装不同操作装置，结合各动作机构和组件的协同位置调整，实现了边坡支护的机械化作业，大幅降低了工作人员的劳动强度，显著提高了边坡支护的施工效率和施工效果。
76.此外，本实用新型提供的应用了该边坡支护施工装置的边坡施工设备，其边坡支护的施工效率较高，且其机械化程度高，作业效果好，能够使工人劳动强度相应降低。
77.以上对本实用新型所提供的边坡支护施工装置以及应用了该边坡支护施工装置的边坡施工设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。