一種隧道鋼拱架放置裝置

《一種隧道鋼拱架放置裝置》是江蘇中路新材料科技發展有限公司於2016年6月3日申請的專利，該專利的公布號為CN106065778A，授權公布日為2016年11月2日，發明人是孫雪偉、陳李峰、楊響、曾慶偉、耿磊、呂浩、盧澤紅、王艷斌。

《一種隧道鋼拱架放置裝置》其特徵在於，包括鋼拱架放置機構，鋼拱架水平位置調節裝置以及鋼拱架豎直位置調節裝置。該發明，在將鋼拱架拼接後架起後，調節機構工作，能夠調節鋼拱架頂部和兩端到合適的位置，相對於2016年6月之前的技術而言能夠大幅度降低作業人員勞動強度，提高效率以及安全性。

2020年7月14日，《一種隧道鋼拱架放置裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。

（概述圖為《一種隧道鋼拱架放置裝置》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種隧道鋼拱架放置裝置
• 申請人：江蘇中路新材料科技發展有限公司
• 申請日：2016年6月3日
• 申請號：2016103936351
• 公布號：CN106065778A
• 公布日：2016年11月2日
• 發明人：孫雪偉、陳李峰、楊響、曾慶偉、耿磊、呂浩、盧澤紅、王艷斌
• 地址：江蘇省南京市浦口區橋林街道蘭花路19號
• Int. Cl.：E21D11/40(2006.01)I
• 代理機構：蘇州市中南偉業智慧財產權代理事務所
• 代理人：王倩
• 類別：發明專利

專利背景

鋼拱架通常都是在隧道洞外加工廠分節加工，安裝前，運至隧道掌子面開挖現場，人工在地面組拼成左右兩段，後豎立拼裝，與開挖面錨桿焊接定位後，施作鋼架間縱向連線鋼筋，安裝鋼筋網片，最後，噴射初期支護混凝土。2016年6月之前的鋼拱架安裝時需要作業人員攀爬至隧道內壁安裝位置，然後由人工將各個鋼拱架節段抬舉至安裝位置並組拼安裝，這種安裝方式勞動強度高，速度慢，且拱架安裝作業面為剛掘進開挖段，圍岩不穩定，易發生岩塊掉落傷人等問題，危險性。

發明內容

專利目的

《一種隧道鋼拱架放置裝置》的目的是提供一種能大幅度降低作業人員勞動強度、效率高且安全性較高的鋼拱架安裝裝置。

技術方案

《一種隧道鋼拱架放置裝置》其特徵在於，包括鋼拱架放置機構，鋼拱架水平位置調節裝置以及鋼拱架豎直位置調節裝置，其中：

所述鋼拱架放置機構包括至少兩根位於同一水平面上且相互平行的條形鋼體，所述條形鋼體的頂部設有容納空間，所述鋼拱架的兩端分別限位於所述容納空間中；

所述鋼拱架水平位置調節裝置包括設定有兩根且均沿同一根豎直線對稱設定的第一連線桿、第二連線桿和第三連線桿，所述第三連線桿和所述第一連線桿的首尾分別鉸接在所述第二連線桿的兩端上，所述第一連線桿的一端鉸接在所述條形鋼體的內側，兩根所述第三連線桿上同一方向的側面上均設有沿其長度方向設定第一滑槽，所述第一滑槽內均滑動連線有第一滑塊，所述第一滑塊間通過水平設定的第一滑動板固定連線在一起；

所述鋼拱架豎直位置調節裝置包括沿豎直方向自上而下設定的第一分部、調節機構和第二分部，所述第一分部和第二分部均為桿狀結構，所述調節機構能夠分別驅動所述第一分部和第二分部同步上升和下降，所述第一滑動板固定連線在所述第二分部上。

作為該發明的進一步改進，還包括位置校準裝置，所述位置校準裝置包括兩端分別鉸接在兩根所述第三連線桿上且水平的第二滑動板、設定在預定位置上且能夠發射直線光的光發射器，以及位於所述所述第二滑動板底部的光接收器，其中：

所述預定位置位於所述鋼拱架標準安裝後，其頂點與該頂點對應在所述隧道的射影間連線的垂直線上，所述預定位置到所述連線的距離為m；

所述光接收器到所述第一分部的豎直軸線的距離為m；

所述光接收器能夠接收所述光發射器發射的直線光，並計算所接收到的光線面積，將接收到的光面積與設定值做對比，若大於設定值，則做出能夠被人所識別的通過信號。

作為該發明的進一步改進，所述第一分部的底部以及所述第二分部的頂部設有螺紋方向相反的外螺紋，所述調節機構為空心筒狀結構，其內設有兩段分別與所述第一分部和第二分部的外螺紋配合的螺紋段。

作為該發明的進一步改進，還包括放置在所述隧道上的底座，所述底座上表面設有位於所述第二分部的正下方的第一插孔，所述第二分部上設有能夠部分插入所述第一插孔中的第一插入部，所述第一插入部能夠在所述第一插孔中沿豎直線滑動，且所述第一插入部與所述第一插孔間的形狀配合能夠實現所述第一插入部在所述第一插孔中轉動。

作為該發明的進一步改進，所述第一分部上還設有第二插入部，所述第二插入部能夠插入到固定設定的套筒的第二插孔中，所述第二插入部能夠在所述第二插孔中沿豎直方向滑動，並且其之間的形狀配合能夠實現所述第二插入部在所述第二插孔中轉動。

作為該發明的進一步改進，所述條形鋼體的內側還設有沿其長度方向設定的第二滑槽，以及滑動連線在所述滑槽內的第二滑塊，所述第一連線桿的其中一端鉸接在所述第二滑塊上。

作為該發明的進一步改進，所述第二連線桿的長度大於所述第一連線桿的長度。

有益效果

《一種隧道鋼拱架放置裝置》的有益效果在於，採用該發明，在將鋼拱架拼接後架起後，調節裝置工作，能夠調節鋼拱架頂部和兩端到合適的位置，相對於2016年6月之前的技術而言能夠大幅度降低作業人員勞動強度，提高效率以及安全性。

附圖說明

圖1是《一種隧道鋼拱架放置裝置》的結構示意圖；

圖2是鋼拱架水平位置調節裝置的結構示意圖；

圖3是圖2中A部位的局部放大圖。

其中：8-條形鋼體；10-容納空間；12-第一連線桿；15-第一滑槽；16-第三連線桿；17-第一滑塊；18-第二連線桿；19-第一滑動板；20-第一分部；21-底座；22-第二分部；23-第一插入部；24-調節機構；26-第二插入部；27-套筒；28-第二滑槽；30-第二滑塊；32-第二滑動板；34-光發射器；36-光接收器。

技術領域

《一種隧道鋼拱架放置裝置》涉及一種隧道鋼拱架放置裝置。

權利要求

1.《一種隧道鋼拱架放置裝置》其特徵在於，包括鋼拱架放置機構，鋼拱架水平位置調節裝置以及鋼拱架豎直位置調節裝置，其中：所述鋼拱架放置機構包括至少兩根位於同一水平面上且相互平行的條形鋼體（8），所述條形鋼體（8）的頂部設有容納空間（10），所述鋼拱架的兩端分別限位於所述容納空間（10）中；所述鋼拱架水平位置調節裝置包括都設定有兩根且均沿同一根豎直線對稱設定的第一連線桿（12）、第二連線桿（18）和第三連線桿（16），所述第三連線桿（16）和所述第一連線桿（12）的首尾分別鉸接在所述第二連線桿（18）的兩端上，所述第一連線桿（12）的一端鉸接在所述條形鋼體（8）的內側，兩根所述第三連線桿（16）上同一方向的側面上均設有沿其長度方向設定第一滑槽（15），所述第一滑槽（15）內均滑動連線有第一滑塊（17），所述第一滑塊（17）間通過水平設定的第一滑動板（19）固定連線在一起；所述鋼拱架豎直位置調節裝置包括沿豎直方向自上而下設定的第一分部（20）、調節機構（24）和第二分部（22），所述第一分部（20）和第二分部（22）均為桿狀結構，所述調節機構（24）能夠分別驅動所述第一分部（20）和第二分部（22）同步上升和下降，所述第一滑動板（19）固定連線在所述第二分部（22）上。

2.根據權利要求1所述的一種隧道鋼拱架放置裝置，其特徵在於，還包括位置校準裝置（31），所述位置校準裝置包括兩端分別鉸接在兩根所述第三連線桿（16）上且水平的第二滑動板（32）、設定在預定位置上且能夠發射直線光的光發射器（34），以及位於所述第二滑動板（32）底部的光接收器（36），其中：所述預定位置位於所述鋼拱架標準安裝後，其頂點與該頂點對應在所述隧道的射影間連線的垂直線上，所述預定位置到所述連線的距離為m；所述光接收器（36）到所述第一分部（20）的豎直軸線的距離為m；所述光接收器（36）能夠接收所述光發射器（34）發射的直線光，並計算所接收到的光線面積，將接收到的光面積與設定值做對比，若大於設定值，則做出能夠被人所識別的通過信號。

3.根據權利要求2所述的一種隧道鋼拱架放置裝置，其特徵在於，所述第一分部（20）的底部以及所述第二分部（22）的頂部設有螺紋方向相反的外螺紋，所述調節機構（24）為空心筒狀結構，其內設有兩段分別與所述第一分部（20）和第二分部（22）的外螺紋配合的螺紋段。

4.根據權利要求3所述的一種隧道鋼拱架放置裝置，其特徵在於，還包括放置在所述隧道上的底座（21），所述底座（21）上表面設有位於所述第二分部（22）的正下方的第一插孔，所述第二分部（22）上設有能夠部分插入所述第一插孔中的第一插入部（23），所述第一插入部（23）能夠在所述第一插孔中沿豎直線滑動，且所述第一插入部（23）與所述第一插孔間的形狀配合能夠實現所述第一插入部（23）在所述第一插孔中轉動。

5.根據權利要求4所述的一種隧道鋼拱架放置裝置，其特徵在於，所述第一分部（20）上還設有第二插入部（26），所述第二插入部（26）能夠插入到固定設定的套筒（27）的第二插孔中，所述第二插入部（26）能夠在所述第二插孔中沿豎直方向滑動，並且其之間的形狀配合能夠實現所述第二插入部（26）在所述第二插孔中轉動。

6.根據權利要求5所述的一種隧道鋼拱架放置裝置，其特徵在於，所述條形鋼體（8）的內側還設有沿其長度方向設定的第二滑槽（28），以及滑動連線在所述第二滑槽（28）內的第二滑塊（30），所述第一連線桿（12）的其中一端鉸接在所述第二滑塊（30）上。

7.根據權利要求6所述的一種隧道鋼拱架放置裝置，其特徵在於，所述第二連線桿（18）的長度大於所述第一連線桿（12）的長度。

實施方式

如圖1所示，《一種隧道鋼拱架放置裝置》包括鋼拱架放置機構，鋼拱架水平位置調節裝置以及鋼拱架豎直位置調節裝置，其中：

所述鋼拱架放置機構包括至少兩根位於同一水平面上且相互平行的條形鋼體8，所述條形鋼體8的頂部設有容納空間10，所述鋼拱架的兩端分別限位於所述容納空間10中；

所述鋼拱架水平位置調節裝置包括設定有兩根且均沿同一根豎直線對稱設定的第一連線桿12、第二連線桿18和第三連線桿16，所述第三連線桿16和所述第一連線桿12的首尾分別鉸接在所述第二連線桿18的兩端上，所述第一連線桿12的一端鉸接在所述條形鋼體8的內側，兩根所述第三連線桿16上同一方向的側面上均設有沿其長度方向設定第一滑槽15，所述第一滑槽15內均滑動連線有第一滑塊17，所述第一滑塊17間通過水平設定的第一滑動板19固定連線在一起；

所述鋼拱架豎直位置調節裝置包括沿豎直方向自上而下設定的第一分部20、調節機構24和第二分部22，所述第一分部20和第二分部22均為桿狀結構，所述調節機構24能夠分別驅動所述第一分部20和第二分部22同步上升和下降，所述第一滑動板19固定連線在所述第二分部22上。

作為該發明的進一步改進，還包括位置校準裝置，所述位置校準裝置包括兩端分別鉸接在兩根所述第三連線桿16上且水平的第二滑動板32、設定在預定位置上且能夠發射直線光的光發射器34，以及位於所述所述第二滑動板32底部的光接收器36，其中：

所述預定位置位於所述鋼拱架標準安裝後，其頂點與該頂點對應在所述隧道的射影間連線的垂直線上，所述預定位置到所述連線的距離為m；

所述光接收器36到所述第一分部20的豎直軸線的距離為m；

所述光接收器36能夠接收所述光發射器34發射的直線光，並計算所接收到的光線面積，將接收到的光面積與設定值做對比，若大於設定值，則做出能夠被人所識別的通過信號。

作為該發明的進一步改進，所述第一分部20的底部以及所述第二分部22的頂部設有螺紋方向相反的外螺紋，所述調節機構24為空心筒狀結構，其內設有兩段分別與所述第一分部20和第二分部22的外螺紋配合的螺紋段。

作為該發明的進一步改進，還包括放置在所述隧道上的底座21，所述底座21上表面設有位於所述第二分部22的正下方的第一插孔，所述第二分部22上設有能夠部分插入所述第一插孔中的第一插入部23，所述第一插入部23能夠在所述第一插孔中沿豎直線滑動，且所述第一插入部23與所述第一插孔間的形配合能夠實現所述第一插入部23在所述第一插孔中轉動。

作為該發明的進一步改進，所述第一分部20上還設有第二插入部26，所述第二插入部26能夠插入到固定設定的套筒27的第二插孔中，所述第二插入部26能夠在所述第二插孔中沿豎直方向滑動，並且其之間的形狀配合能夠實現所述第二插入部26在所述第二插孔中轉動。

作為該發明的進一步改進，所述條形鋼體8的內側還設有沿其長度方向設定的第二滑槽28，以及滑動連線在所述滑槽內的第二滑塊30，所述第一連線桿12的其中一端鉸接在所述第二滑塊30上。

作為該發明的進一步改進，所述第二連線桿18的長度大於所述第一連線桿12的長度。

《一種隧道鋼拱架放置裝置》的具體原理如下：

（1）鋼拱架的拼接安裝之後，將其兩個自由端放置在條形剛體的容納空間10中；

（2）位置校檢裝置進行位置校整，將光發射器34放置在設定的標準位置上，調節鋼拱架水平位置調節機構的位置，使得光接受器能夠接收到的光發射器34的光亮大於或者等於設定值；

（3）旋轉調節機構24，調節機構24設有兩段方向相反的螺紋段，因為第一分部20和第二分部22的周向自由度被限制，因此調節機構24旋轉時將驅動第一分部20向上運動，第二分部22向下運動，第一分部20向上運動時，將鋼拱架頂起至預設的的位置，第二分部22向下運動，帶動第一滑動板19向下運動，使與之轉動連線的第一滑塊17沿著第一滑槽15向下滑動，因為第一滑動板19的水平長度是固定的，因此兩根第三連線桿16相互直接做相向運動，從而帶動第二連線桿18做相向運動，因為條狀鋼體的質量較大，而第一連線件的長度較短，因此第二連線桿18在運動過程中很難拉動第一連線桿12和條狀剛體，相反，因為第二連線桿18的長度長於第一連線件，因此第二連線桿18與第一連線桿12相連的一端會給予第一連線桿12一個向下的力，該力能夠推動條狀鋼體作水平運動，從而將其推送到水平的合適位置。

榮譽表彰

2020年7月14日，《一種隧道鋼拱架放置裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。