全文摘要
本实用新型公开一种公铁两用隧道打孔吊柱安装专用设备，它包括：平板车、车辆轨行装置、胶轮装置、液压支腿、施工平台、机械支撑立柱、六轴机械手臂自动打孔定位装置、液压控制吊柱安装装置、吊柱抓件机械手和自动锁轨装置。将六轴机械手臂自动打孔定位装置、液压控制吊柱安装装置、吊柱抓件机械手、车辆轨行装置和胶轮装置行驶导向模块，四种特种装置集合在一个平台，既实现自动打孔，也实现吊柱液压助力安装，还可以公铁两用，增加了设备的系统集成，提高了吊柱打孔和安装的工作效率。
主设计要求
1.一种公铁两用隧道打孔吊柱安装专用设备，其特征在于：包括平板车(1)、车辆轨行装置(2)、胶轮装置(3)、液压支腿(4)、施工平台(5)、机械支撑立柱(6)、六轴机械手臂自动打孔定位装置(7)、液压控制吊柱安装装置(8)、吊柱抓件机械手(9)和自动锁轨装置(10)，由平板车(1)、车辆轨行装置(2)、胶轮装置(3)、液压支腿(4)构成的公路铁路两用行驶导向模块，通过液压系统控制车辆轨行装置(2)和胶轮装置(3)行驶方式转换，实现公路和铁路两用；六轴机械手臂自动打孔定位装置(7)可按操作者要求的动作顺序和运动轨迹实现打孔作业；由液压控制吊柱安装装置(8)和吊柱抓件机械手(9)构成的吊柱安装模块，采用液压控制的方式进行五轴运动，实现机械液压助力方式安装吊柱。
设计方案
1.一种公铁两用隧道打孔吊柱安装专用设备，其特征在于：包括平板车(1)、车辆轨行装置(2)、胶轮装置(3)、液压支腿(4)、施工平台(5)、机械支撑立柱(6)、六轴机械手臂自动打孔定位装置(7)、液压控制吊柱安装装置(8)、吊柱抓件机械手(9)和自动锁轨装置(10)，由平板车(1)、车辆轨行装置(2)、胶轮装置(3)、液压支腿(4)构成的公路铁路两用行驶导向模块，通过液压系统控制车辆轨行装置(2)和胶轮装置(3)行驶方式转换，实现公路和铁路两用；六轴机械手臂自动打孔定位装置(7)可按操作者要求的动作顺序和运动轨迹实现打孔作业；由液压控制吊柱安装装置(8)和吊柱抓件机械手(9)构成的吊柱安装模块，采用液压控制的方式进行五轴运动，实现机械液压助力方式安装吊柱。
2.根据权利要求1所述的一种公铁两用隧道打孔吊柱安装专用设备，其特征是，所述车辆轨行装置(2)采用焊接的方式固定在平板车(1)机械设备架上，车辆轨行装置(2)和胶轮装置(3)通过液压系统控制转换，利用平板车(1)动力实现公路和铁路上行驶；所述液压支腿(4)为四向伸展支腿配置了泄压自动锁止阀，在油管意外破裂的特殊情况下，还能保持平台的稳定性。
3.根据权利要求1所述的一种公铁两用隧道打孔吊柱安装专用设备，其特征是，所述六轴机械手臂自动打孔定位装置(7)包括执行机构(71)、驱动系统(72)和控制系统(73)三部分组成，执行机构(71)有臂部、腕部和手部；驱动系统(72)包括动力装置和传动机构，用以使执行机构(71)产生相应的动作；控制系统(73)根据指令实现对驱动系统(72)和执行机构(71)控制。
4.根据权利要求1所述的一种公铁两用隧道打孔吊柱安装专用设备，其特征是，所述液压控制吊柱安装装置(8)包括曲臂(81)、液压装置(82)、旋转底座(83)和马达(84)，两节曲臂(81)通过销栓连接，再与液压装置(82) 和旋转底座(83)连接；马达(84)连接到旋转底座(83)，通过液压装置(82)实现旋转和抬升，实现准确对位。
5.根据权利要求1所述的一种公铁两用隧道打孔吊柱安装专用设备，其特征是，所述吊柱抓件机械手(9)包括底座(91)、机械手(92)、硬橡胶辊轮(93)和液压缸(94)，机械手(92)为钢板加工成的两片弧形模块，采用销钉连接，将硬橡胶辊轮(93)固定在机械手(92)内侧壁上，然后将机械手(92)整体焊接在底座(91)上，通过液压缸(94)驱动机械手(92)实现吊柱抓举与吊柱旋转对位。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及铁路和公路隧道建设设备技术，具体是一种公铁两用隧道打孔吊柱安装专用设备。
背景技术
在铁路建设中还是在公路建设中，在隧道内的所有支撑结构一般都是打孔安装上去的，由于支撑结构数量众多，部分锚栓安装精度要求高，所以经常会出现工期紧情况。目前，国内普铁和高铁项目接触网专业在隧道内锚栓打孔及吊柱安装，一般采用钢管脚手架作业平台进行施工，存在着以下问题：一是因受转场作业、交叉施工、避让车辆影响，频繁搭建平台时耗工；二是脚手架推扶人员与高空作业人员占比过高，浪费劳力；三是脚手架在行进过程中受到地势不平造成上下颠簸，引起相关紧固件松动，存在塌落安全风险。
随着科技的发展，国内外进行了隧道锚栓打孔和吊柱安装方面的研究，并公开了许多打孔钻孔技术，比如在电锤除尘方面，也有隧道接触网吊柱安装打孔方面都有相应的技术；但由于受制于市场环境和整体造价等原因，这些技术单一，一部分仅适用于公路，一部分仅适用轨道，能同时既能自动打孔又能自动吊柱安装的成型产品，目前国内市场还未出现。
针对上述问题，研发一种公铁两用隧道打孔吊柱安装专用设备，具体为：采用公路和铁路两用行驶导向模块和运用自动控制技术，采用六轴机械手臂自动打孔定位装置、液压控制吊柱安装装置和吊柱抓件机械手来实现自动打孔和吊柱安装。
实用新型内容
本实用新型提供一种公铁两用隧道打孔吊柱安装专用设备，由平板车、车辆轨行装置、胶轮装置、液压支腿、施工平台、机械支撑立柱、六轴机械手臂自动打孔定位装置、液压控制吊柱安装装置、吊柱抓件机械手和自动锁轨装置组成
所述平板车、车辆轨行装置、胶轮装置和液压支腿构成公路和铁路两用行驶导向模块，通过液压系统控制车辆轨行装置和胶轮装置行驶方式转换，从而达到公路和铁路两用的目的。在施工中，当液压支腿伸出时，自动锁轨装置实现自锁，达到吊装施工的安全性要求。
所述六轴机械手臂自动打孔定位装置由执行机构、驱动系统和控制系统三个组成，其中执行机构为机械手，包括臂部、腕部和手部；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统根据指令实现对驱动系统和执行机构控制。在施工中，该装置根据操作者操作按规定的动作顺序和运动轨迹实现自动打孔作业。
所述的液压控制吊柱安装装置由曲臂、液压装置、旋转底座和马达组成。所述吊柱抓件机械手，由底座、机械手、硬橡胶辊轮和液压系统组成。液压控制吊柱安装装置和吊柱抓件机械手通过液压机械旋转盘连接，通过人工操作控制单元，液压控制吊柱安装装置驱动吊柱抓件机械手将吊柱抓举和旋转，最终实现吊柱安装工作。
该方案将六轴机械手臂自动打孔定位装置、液压控制吊柱安装装置、吊柱抓件机械手、由平板车、车辆轨行装置、胶轮装置、液压支腿构成公路和铁路两用行驶导向模块，四种特种装置集合在一个平台，在这平台既可以实现自动打孔，也可以实现吊柱液压助力安装，还可以公铁两用，与现有技术相比，本方案的优点在于：(1)在同一平台，打孔和安装相互协调配合，可以提高工作效率；(2)液压支腿和打孔安装相互协调配合，可以适应超高等复杂环境的施工；(3)在同一平台，采用可伸缩控制平台，实现两端配重相对平衡，提高了作业时安全系数。
附图说明
图1为本实用新型的整体立体示意图。
图2为六轴机械手臂自动打孔定位装置的示意图。
图3为液压控制吊柱安装装置。
图4为吊柱抓件机械手的示意图。
其中：1-平板车、2-车辆轨行装置、3-胶轮装置、4-液压支腿、5-施工平台、6-机械支撑立柱、7-六轴机械手臂自动打孔定位装置、8-液压控制吊柱安装装置、9-吊柱抓件机械手、10-自动锁轨装置、71-执行机构、72-驱动系统、73-控制系统、81-曲臂、82-液压装置、83-旋转底座、84-马达、91-底座、92-机械手、93-硬橡胶辊轮、94-液压缸。
具体实施方式
为使本领域技术人员能更准确地理解本申请并实施，现结合说明书附图对于本申请的技术方案作详细的描述。
本实用新型由平板车1、车辆轨行装置2、胶轮装置3、液压支腿4、施工平台5、机械支撑立柱6、六轴机械手臂自动打孔定位装置7、液压控制吊柱安装装置8、吊柱抓件机械手9和自动锁轨装置10组成。
所述的平板车1通过优化上车平台总体布局与载荷分布，减少了重心偏移，采用角度后仰式结构，合理设置配重模块，有效地平衡了工作力矩，并采用H型变截面复合箱梁刚性车架和高负荷避震钢板，增加了底盘整体刚性，保证了整机行驶、作业过程的稳定性，结构坚固，转向灵活，实现了高空作业升降平台的作业功能。
所述轨行装置2采用焊接的方式固定在平板车1机械设备架上；所述胶轮装置3是平板车自带装置，车辆轨行装置2和胶轮装置3通过液压系统控制行驶方式转换，利用平板车动力实现公路或铁路上行驶；所述液压支腿4为四向伸展各400mm，上升500mm，支腿配置了泄压自动锁止阀，在油管意外破裂的特殊情况下，还能保持平台的稳定性。
所述施工平台5上下可自由控制伸缩，可满足隧道内3米至8.8米高空施工作业，施工作业平台底座长875mm，宽800mm，并配有高1050mm护栏，为操作人员提供了平稳的安全保障，施工平台上专门配备2个可水平伸缩1m的装置，护栏5为折叠式；所述机械支撑立柱6搭建在加强大梁上，立板和侧板厚20mm，连接加固板厚13mm，立柱可左右旋转270°。
所述六轴机械手臂自动打孔定位装置7包括执行机构71、驱动系统72和控制系统73三部分。执行机构71有臂部、腕部和手部；驱动系统72包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统73根据指令实现对驱动系统和执行机构控制。通过操作者编写指令，六轴机械手臂自动打孔定位装置7可以按操作者要求的动作顺序和运动轨迹实现打孔作业，实现不同限界和高度的精确打孔，作业平台搭载的NX100可编程控制机械臂，臂展为1800mm，可在该机械臂坐标系范围内(X650mm、Y400mm、Z300mm)轨迹运动，钻孔基点范围为水平面至90°仰角内，完成不同角度与弧度的上下、左右打孔工作。
由液压控制吊柱安装装置8和吊柱抓件机械手9构成的吊柱安装模块主要采用液压控制的方式实现五轴运动，代替以往的人力安装模式，达到自动控制机械打孔和机械液压助力方式安装吊柱目的，省时、省力，安全、轻便、快速，达到增效提速，降低人力成本的效果。
所述液压控制吊柱安装装置8具体包括曲臂81、液压装置82、旋转底座83和马达84，两节曲臂81通过销栓连接，再与液压装置82、旋转底座83连接；马达84连接到旋转底座83，通过液压装置82即实现了旋转和抬升，实现准确对位。
所述吊柱抓件机械手9具体包括底座91、机械手92、硬橡胶辊轮93和液压缸94。机械手92为钢板加工成的两片弧形模块，采用销钉连接，将硬橡胶辊轮93固定在机械手92内侧壁上，通过液压缸94驱动机械手92实现吊柱抓举与吊柱旋转对位。
所述自动锁轨装置10，施工时可以将设备固定在铁轨上，避免误操作引起车辆倾覆。
在各液压装置中油路环节都设计自动锁止功能，防止在漏油，爆管的情况下危险情况的发生。
在作业平台车加装了液压控制吊柱安装装置、吊柱抓件机械手和六轴机械手臂自动打孔定位装置，既实现不同设计规范的隧道内打孔作业，也实现吊柱抓举和安装作业。该实用新型可以根据需要在隧道任何地方打出不同大小不同深度的孔，打孔左右上下公差控制在5mm以内，完全满足隧道吊柱安装施工要求。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201921246553.X
申请日:2019-08-03
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209585655U
授权时间:20191105
主分类号:E04G 21/16
专利分类号:E04G21/16;B28D1/14
范畴分类:36E;
申请人:中铁电气化局集团北京电气化工程有限公司
第一申请人:中铁电气化局集团北京电气化工程有限公司
申请人地址:101500 北京市密云区经济开发区兴盛南路8号开发区办公楼501室-2382（经济开发区集中办公区）
发明人:张裔;李彦涛;张辉;李军;李育冰;崔岩;董志武;黄经伟;邹春华;程俊
第一发明人:张裔
当前权利人:中铁电气化局集团北京电气化工程有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：机械手论文; 平板车论文; 旋转平台论文; 自动化控制论文; 驱动方式论文; 定位设计论文; 液压控制系统论文; 液压论文;