多自由度竖井作业平台的制作方法

1.本实用新型涉及竖井施工领域，尤其涉及一种多自由度竖井作业平台。


背景技术：

2.随着竖井施工方法及设备性能的不断完善，城市地下停车场、地下储油库、地下桩基、矿山垂直巷道以及通风井等竖井工程需求日益增多。目前，竖井掘进设备作业平台均为固定式，作业平台与竖井设备主体固定连接，其虽然具有结构简单、可靠性好的优点，但是对于需要回转或升降作业的工况(如：管片拼装、打锚杆等作业内容)，当需要对平台进行圆周回转和/或上下移动时，固定式平台不具有圆周回转自由度和上下移动自由度，因此，导致竖井作业平台无法应用于有回转、升降功能需求的场合。
3.针对相关技术中竖井作业平台自由度低的问题，目前尚未给出有效的解决方案。
4.由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种多自由度竖井作业平台，以克服现有技术的缺陷。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种多自由度竖井作业平台，将回转、升降功能集成于平台中，可实现平台的回转、升降功能，使竖井作业平台适用于有回转、升降功能需求的场合。
6.本实用新型的目的可采用下列技术方案来实现：
7.本实用新型提供了一种多自由度竖井作业平台，其设置于竖井掘进设备的中心立柱上，所述多自由度竖井作业平台包括作业平台本体，所述作业平台本体能转动地套设于所述中心立柱上，且所述作业平台本体与所述中心立柱之间连接有回转连接机构，所述回转连接机构与回转驱动装置连接，以驱动所述作业平台本体沿所述中心立柱的周向转动。
8.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述回转连接机构包括静止结构件和转动结构件，所述静止结构件和所述转动结构件均为两端开口的筒状结构，所述静止结构件固定套设于所述中心立柱上，所述转动结构件能转动地套设于所述静止结构件的外侧，且所述转动结构件与所述作业平台本体之间连接有回转支承机构。
9.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述静止结构件的外壁与所述转动结构件的内壁之间设置有至少一个密封圈。
10.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述静止结构件的外壁与所述转动结构件的内壁相贴合，在静止结构件的外壁上或者所述转动结构件的内壁上开设有环形的密封沟槽，所述密封圈过盈嵌设于所述密封沟槽内。
11.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述静止结构件与所述转动结构件之间设置有为作业平台上的设备进行供油并对所述静止结构件与所述转动结构件的接触位置进行润滑的多条油路，所述油路的两端分别与竖井润滑系统管路和竖井掘进设备管路连接。
12.在本实用新型的一较佳实施方式中，每条所述油路包括沿竖向延伸的第一油道和
第三油道以及沿横向延伸的第二油道和第四油道，且在所述静止结构件的外壁和/或所述转动结构件的内壁之间形成有环形的第五油道，所述第一油道和所述第二油道位于所述静止结构件的内部，所述第三油道和所述第四油道位于所述转动结构件的内部，所述第一油道的一端与外部连通，所述第一油道的另一端与所述第二油道的一端连通，所述第二油道的另一端与所述第五油道连通；所述第三油道的一端与外部连通，所述第三油道的另一端与所述第四油道的一端连通，所述第四油道的另一端与所述第五油道连通。
13.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述回转支承机构包括回转内圈和回转外圈，所述回转内圈和所述回转外圈均为环状结构，所述回转外圈套设于所述回转内圈的外侧且所述回转外圈与所述回转内圈能转动地连接，所述回转外圈与所述作业平台本体连接，且所述回转外圈与至少一个回转驱动装置连接。
14.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述回转外圈与所述回转驱动装置的输出轴之间通过齿轮传动装置连接。
15.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述多自由度竖井作业平台还包括升降箱，所述升降箱固定于所述静止结构件上，所述回转驱动装置位于所述升降箱内，所述回转内圈与所述升降箱连接。
16.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述多自由度竖井作业平台还包括驱动所述作业平台本体在竖向上做升降运动的至少一个升降油缸和可沿竖向伸缩的至少一个导向柱，所述导向柱连接于所述竖井掘进设备的固定平台与所述升降箱之间，所述升降油缸连接于所述导向柱与所述升降箱之间。
17.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述导向柱包括固定柱体和导向杆，所述固定柱体为竖向设置、顶端开口的筒状结构，所述固定平台位于所述作业平台本体的下方，所述固定柱体的底端与所述固定平台的顶面连接，所述导向杆能沿竖向滑动地设置于所述固定柱体内，所述导向杆的顶端由所述固定柱体的开口处伸出并与所述升降箱的底部连接，所述升降油缸的缸体与所述固定柱体的外壁铰接，所述升降油缸的活塞杆沿竖向向上伸出并与所述升降箱的底部连接。
18.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述导向杆的外壁与所述固定柱体的内壁之间设置有滑块。
19.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述升降箱、所述导向柱和所述升降油缸的数量为多个，且各所述升降箱、各所述导向柱和各所述升降油缸均沿所述回转连接机构的周向均匀排布。
20.由上所述，本实用新型的多自由度竖井作业平台的特点及优点是：通过回转连接机构将作业平台本体能转动地套设于竖井掘进设备的中心立柱上，通过回转驱动装置向回转连接机构提供驱动力，从而带动作业平台本体沿中心立柱的周向转动，使得作业平台本体具有回转自由度；另外，在作业平台本体的下方设置有升降油缸，通过升降油缸可推动作业平台本体在竖向上升降运动，使得作业平台本体具有竖向移动自由度，本实用新型的多自由度竖井作业平台可同时实现回转和升降功能，有效提高竖井作业效率，使竖井作业平台适用于有回转、升降功能需求的场合。
附图说明
21.以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
22.图1：为本实用新型多自由度竖井作业平台的结构示意图。
23.图2：为本实用新型多自由度竖井作业平台中回转支承机构的结构示意图。
24.图3：为本实用新型多自由度竖井作业平台中回转连接机构的结构示意图。
25.图4：为图3中a-a位置的横截面示意图。
26.图5：为本实用新型多自由度竖井作业平台中导向柱的内部结构示意图。
27.本实用新型中的附图标号为：
28.1、作业平台本体；
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2、回转支承机构；
29.201、回转内圈；
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202、回转外圈；
30.203、第一螺栓；
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204、第二螺栓；
31.3、回转连接机构；
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301、静止结构件；
32.302、转动结构件；
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303、密封圈；
33.304、第一油道；
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305、第二油道；
34.306、第三油道；
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307、第四油道；
35.308、第五油道；
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4、回转驱动装置；
36.5、导向柱；
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501、固定柱体；
37.502、导向杆；
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503、滑块；
38.6、升降箱；
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7、升降油缸；
39.8、中心立柱；
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9、固定平台。
具体实施方式
40.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
41.如图1至图5所示，本实用新型提供了一种多自由度竖井作业平台，其设置于竖井掘进设备的中心立柱8上，该多自由度竖井作业平台包括作业平台本体1，作业平台本体1为沿水平方向设置的圆盘状结构，在其圆形位置上设置有安装孔，作业平台本体1通过安装孔能转动地套设于中心立柱8上，且作业平台本体1与中心立柱8之间连接有回转连接机构3，回转连接机构3与回转驱动装置4连接，以通过回转驱动装置4驱动回转连接机构3转动，从而通过回转连接机构3带动作业平台本体1沿中心立柱8的周向转动，实现作业平台本体1的回转动作。本实用新型的作业平台本体1具有回转自由度，有效提高竖井作业效率。
42.在本实用新型的一个可选实施例中，如图3、图4所示，回转连接机构3包括静止结构件301和转动结构件302，静止结构件301和转动结构件302均为竖向设置且两端开口的圆筒状结构，静止结构件301固定套设于中心立柱8上，转动结构件302能转动地套设于静止结构件301的外侧，且转动结构件302与作业平台本体1之间连接有回转支承机构2。当作业平台本体1转动时，转动结构件302随作业平台本体1同步转动，由于静止结构件301固定于中心立柱8上，静止结构件301相对与作业平台本体1始终处于静止状态，静止结构件301与转动结构件302相配合将作业平台本体1能转动地安装于中心立柱8上。
43.在本实施例中，如图3所示，静止结构件301的外壁与转动结构件302的内壁之间设置有至少一个密封圈303，以对静止结构件301与转动结构件302之间起到密封的作用。
44.进一步的，如图3所示，静止结构件301的外壁与转动结构件302的内壁相贴合，在转动结构件302的内壁上沿转动结构件302的周向开设有圆环形的密封沟槽，密封圈303过盈嵌设于密封沟槽内。当然，密封沟槽也可沿静止结构件301的周向开设于静止结构件301的外壁上，能够对静止结构件301与转动结构件302之间进行密封，且不影响转动结构件302的转动即可。
45.在本实用新型的一个可选实施例中，如图3、图4所示，静止结构件301与转动结构件302之间设置有多条油路，油路的一端与竖井润滑系统管路连接，油路的另一端与竖井掘进设备管路连接，通过竖井润滑系统管路可向油路内供油，并输出至作业平台的竖井掘进设备管路中供给竖井掘进设备使用，在此过程中油液可对静止结构件301与转动结构件302的接触位置进行润滑，起到对运动副提供润滑油的作用。当然，在工作过程中，油液也可通过各油路回流至竖井润滑系统中，实现低压回油。
46.进一步的，各油路沿竖向间隔排布，且相邻两油路之间可设置一个密封圈303，使得密封圈303能够对相邻两油路进行隔离，防止油液的泄漏。
47.具体的，如图3、图4所示，每条油路包括第一油道304、第二油道305、第三油道306和第四油道307，第一油道304和第三油道306均沿竖直方向延伸，第二油道305和第四油道307均沿横向(即：水平方向)延伸，且在静止结构件301的外壁和/或转动结构件302的内壁之间形成有圆环形的第五油道308。其中，第一油道304和第二油道305位于静止结构件301的内部，第三油道306和第四油道307位于转动结构件302的内部，第一油道304的一端延伸至静止结构件301的顶部且与外部的竖井润滑系统管路相连通，第一油道304的另一端与第二油道305的一端连通，第二油道305的另一端与第五油道308连通；第三油道306的一端延伸至转动结构件302的顶部且与外部的竖井掘进设备管路相连通，第三油道306的另一端与第四油道307的一端连通，第四油道307的另一端与第五油道308连通。通过第五油道308将静止结构件301上的油路(包括第一油道304和第二油道305)与转动结构件302上的油路(包括第三油道306和第四油道307)连通，以确保油液能够进入第五油道308内对静止结构件301与转动结构件302之间的连接位置进行润滑，且不会对转动结构件302的正常转动造成影响。
48.在本实用新型的一个可选实施例中，如图2所示，回转支承机构2包括回转内圈201和回转外圈202，回转内圈201和回转外圈202均为圆环状结构，回转外圈202套设于回转内圈201的外侧且回转外圈202与回转内圈201能转动地连接，回转外圈202通过第二螺栓204与作业平台本体1固定连接，且回转外圈202与至少一个回转驱动装置4连接。通过回转支承机构2起到支撑和传动的作用，将回转驱动装置4的驱动力转动给转动结构件302，从而带动作业平台本体1进行转动。
49.具体的，回转支承机构2包括但不限于轴承，回转内圈201和回转外圈202分别为轴承的内圈和外圈，且回转内圈201与回转外圈202之间嵌设有滚珠，从而使得回转内圈201与回转外圈202之间可进行相对转动。
50.在本实用新型的一个可选实施例中，回转外圈202与回转驱动装置4的输出轴之间通过齿轮传动装置(未示出)连接，通过齿轮传动装置将回转驱动装置4的驱动力传递给回
转外圈202，从而带动回转外圈202进行转动。
51.进一步的，齿轮传动装置包括沿回转外圈202的周向设置于回转外圈202边缘上的齿和固定套设于回转驱动装置4输出轴上的齿轮，齿轮上的齿与回转外圈202上的齿相啮合，以达到齿轮传动的目的。另外，齿轮传动装置也可为链轮与链条配合传动或者皮带传动等其他传动方式，在此不做具体限定。
52.进一步的，回转驱动装置4可为但不限于液压马达和减速机，液压马达输出转速和转矩，经减速机后，使得转速降低、转矩放大，再通过齿轮传动装置驱动回转外圈202转动。另外，回转驱动装置4也可为电动机、内燃机等其他驱动形式，在此不做具体限定。
53.在本实用新型的一个可选实施例中，如图1所示，多自由度竖井作业平台还包括升降箱6，升降箱6为矩形箱体，升降箱6固定于静止结构件301上，回转驱动装置4位于升降箱6内，回转内圈201通过第一螺栓203与升降箱6固定连接，通过升降箱6的设置为回转驱动装置4提供安装位置。
54.在本实施例中，如图1所示，多自由度竖井作业平台还包括驱动作业平台本体1在竖向上做升降运动的至少一个升降油缸7和可沿竖向伸缩的至少一个导向柱5，导向柱5连接于竖井掘进设备的固定平台9与升降箱6之间，升降油缸7连接于导向柱5与升降箱6之间，通过升降油缸7可推动作业平台本体1在竖向上升降运动，并通过导向柱5为作业平台本体1在竖向上的运动起到导向的作用，使得作业平台本体1具有竖向移动自由度。本实用新型的多自由度竖井作业平台可同时实现回转和升降功能，有效提高竖井作业效率，使竖井作业平台适用于有回转、升降功能需求的场合。
55.在本实施例中，如图1、图5所示，导向柱5包括固定柱体501和导向杆502，固定柱体501为竖向设置、顶端开口的圆筒状结构，导向杆502为沿竖向设置的空心圆柱状结构，固定平台9位于作业平台本体1的下方，固定柱体501的底端与固定平台9的顶面连接，导向杆502能沿竖向滑动地设置于固定柱体501内，导向杆502的顶端由固定柱体501的顶端开口处伸出并与升降箱6的底部连接，升降油缸7的缸体与固定柱体501的外壁铰接，升降油缸7的活塞杆沿竖向向上伸出并与升降箱6的底部连接。在升降油缸7的缸体内通入高压油，当油压产生的推力大于其上方支撑的平台整体重力时，升降油缸7可推动活塞杆伸出，实现作业平台本体1的上升运动；在降低油压后，当油压产生的推力小于升降油缸7上方支撑的平台整体重力时，升降油缸7的活塞杆收回至缸体内，实现作业平台本体1的下降运动。另外，导向杆502起到支撑着导向的作用。当然，导向柱5也可为矩形等其他形状，具有伸缩功能且能够起到导向作用即可，在此不对导向柱5的具体形状进行限定。
56.进一步的，如图5所示，导向杆502的外壁上沿导向杆502的周向开设有卡槽，卡槽内套设有圆环状的滑块503，滑块503夹设于导向杆502与固定柱体501之间，滑块503且远离导向杆502一侧位于卡槽的外部，且滑块503的外壁与固定柱体501的内壁之间相接触，以使导向杆502的外壁与固定柱体501的内壁之间存在一定的间隙，而不会直接接触，从而避免导向杆502与固定柱体501长期摩擦易损坏的情况。另外，导向杆502与固定柱体501之间也可采用滚动式连接(即：通过滚轮和滚道的设置，实现导向杆502与固定柱体501之间的滚动连接)，满足导向杆502与固定柱体501之间能够顺利进行相对运动即可。在此不做具体限定。
57.进一步的，升降箱6、导向柱5和升降油缸7的数量为多个，且各升降箱6、各导向柱5
和各升降油缸7均沿回转连接机构3的周向均匀排布，以使作业平台本体1受力均匀，确保作业平台本体1稳定升降。
58.本实用新型的多自由度竖井作业平台的特点及优点是：
59.一、该多自由度竖井作业平台，通过回转连接机构3将作业平台本体1能转动地套设于竖井掘进设备的中心立柱8上，通过回转驱动装置4向回转连接机构3提供驱动力，从而带动作业平台本体1沿中心立柱8的周向转动，使得作业平台本体1具有回转自由度；另外，在作业平台本体1的下方设置有升降油缸7，通过升降油缸7可推动作业平台本体1在竖向上升降运动，使得作业平台本体1具有竖向移动自由度，本实用新型的多自由度竖井作业平台可同时实现回转和升降功能，可以在平台上实施管片拼装、打锚杆支护等具有回转、升降需求的作业内容，有效提高竖井作业效率，使竖井作业平台的功能更加多样化，使竖井作业平台适用于有回转、升降功能需求的场合。
60.二、该多自由度竖井作业平台集回转、升降功能于一体，且结构紧凑、具有多个自由度，简化设备的结构和操控步骤，可以减少材料的使用量，减少平台所占用的空间，降低生产制造成本。
61.以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。