一种地铁站台层顶钻孔用行走装置的制作方法

本发明属于地铁站台施工机械技术领域，具体涉及一种地铁站台层顶钻孔用行走装置。

背景技术：

地铁工程施工过程中，地铁站台处的层顶需要钻孔后打入膨胀螺杆，来吊装通风管道、消防管道、供电线缆线槽等。由于地铁站台占地面积很大，需要在站台层顶面上钻多趟平行的孔，钻孔数量多。目前，这类作业大部分还是靠人工站在脚手架上按校准的直线进行钻孔，存在钻孔劳动强度大、需要工人数量多、钻孔效率低、施工成本高的弊端。

为解决上述技术问题，本发明提出一种地铁站台层顶钻孔用行走装置，行走装置上连接放置升降钻孔装置和控制系统，组成地铁站台层顶自动行走钻孔设备。由于地铁站台层顶吊装孔紧凑密集，地铁站台地面空间相对狭小，需要自动钻孔设备的行走装置能自动直线行走、转向灵活，通常使用的行走车存在着转向不灵活、转弯半径大的缺陷；配备有麦克纳姆轮的行走装置可实现前行、横移、斜行、旋转等运动方式，可满足使用要求，但造价成本高昂。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种地铁站台层顶钻孔用行走装置，解决自动钻孔设备工作时，因受地铁站台空间狭小限制，行走装置转向行走不灵活的问题，且提供的行走装置结构简单，造价成本低。

本发明中一种地铁站台层顶钻孔用行走装置采用如下技术方案：

一种地铁站台层顶钻孔用行走装置，包括：

平台主体，所述平台主体用于形成承载基础；

转向轮，所述转向轮包括轮架和车轮，轮架绕竖直轴线可转动地装配在平台主体上，车轮绕水平轴线转动装配在轮架上，各车轮连接有独立的驱动电机；

所述转向轮中的至少一只为主动转向轮，其余为从动转向轮，从动转向轮用于在主动转向轮的带动下转向；

所述主动转向轮的轮架传动连接有转向驱动装置，转向驱动装置用于驱动主动转向轮转动而使主动转向轮转向；

各转向轮的轮架上均固定有摇臂，摇臂用于随转向轮同步转动；

行走装置还包括至少三只转向杆，任一转向杆的两端铰接在主动转向轮的摇臂和相应从动转向轮的摇臂之间，或者铰接在两只主动转向轮的摇臂之间，或者铰接在两从动转向轮的摇臂之间，使得转向杆两端的转向轮以平行四边形机构的形式同步转动，并使得所有转向轮同步转动；

所述转向轮在驱动装置的驱动下具有两个极限工作位置，分别为纵向位和横向位，转向轮处于纵向位时用于引导行走装置沿纵向行走，转向轮处于横向位时用于引导行走装置沿横向行走。

有益效果：采用上述技术方案，通过设置摇臂和转向杆，相应的两个转向轮的轮架能够与摇臂共同形成平行四边形机构，从而能够实现两个转向轮的同步转动，最终使得所有转向轮能够同步转动，并且所述转向轮在驱动装置的驱动下具有两个工作位置，控制简单，同时各转向轮之间为机械联动，能够保证各转向轮的转向动作一致性。

作为一种优选的技术方案：任意两个在周向上相邻的转向轮之间均设有转向杆。

有益效果：采用上述技术方案，各转向轮之间形成闭环，更有利于保证动作精度，受力也更加均匀，可靠性更好。

作为一种优选的技术方案：转向驱动装置传动连接在其中一只转向杆上，用于同时驱动两只转向轮转动。

有益效果：采用上述技术方案，利用其中一只转向杆与转向驱动装置连接能够简化整体结构，便于制造，并且能够同时驱动两只转向轮转动，更有利于提高各转向轮的动作一致性。

作为一种优选的技术方案：所述转向驱动装置包括：

拨杆，拨杆于两端之间设有铰接点，拨杆中部通过铰接点铰接在平台主体上；

伸缩驱动装置，铰接在拨杆的一端，用于驱动拨杆转动；

所述拨杆的另一端与转向杆传动连接以驱动转向杆带动转向轮转动；

所述伸缩驱动装置具有伸长极限位置和回缩极限位置，伸长极限位置和回缩极限位置分别对应于转向轮的两个极限工作位置。

有益效果：采用上述技术方案，伸缩驱动装置具有伸长极限位置和回缩极限位置，行程易于控制，能够与转向轮的两个工作位置匹配，便于控制转向轮的转向幅度，结构简单，成本低。

作为一种优选的技术方案：所述拨杆中部的铰接点沿拨杆的长度方向偏置于拨杆靠近转向杆的一端，形成省力杠杆。

有益效果：采用上述技术方案，利用省力杠杆有利于减小对伸缩驱动装置的输出力的要求，更有利于降低成本。

作为一种优选的技术方案：所述伸缩驱动装置为电动推杆。

有益效果：所述伸缩驱动装置为电动推杆便于控制，成本低。

作为一种优选的技术方案：所述转向杆铰接在拨杆上，拨杆、与拨杆铰接的转向杆、与该转向杆铰接的摇臂共同形成平行四边形机构。

有益效果：采用上述技术方案能够确保传动顺畅，有利于减小传动间隙，提高动作精度。

作为一种优选的技术方案：各所述转向杆的长度均可调节。

有益效果：采用上述技术方案能够便于转向杆的装配，避免制造误差和装配误差影响转向杆的安装，有利于保证动作精度。

作为一种优选的技术方案：所述车轮用于与地面接触的地面接触点位于所述轮架的回转轴线上。

有益效果：采用上述技术方案能够避免转向时行走装置的主体容易相对于行走轮的地面支撑点产生位置偏移，从而能够提高平台主体的定位精度，更好地满足全自动打孔的要求。

附图说明

图1是地铁站台层顶钻孔用行走装置的实施例1的使用状态示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图2中联动转向系统的结构示意图；

图4是图1的左视图；

图5是图3中a处的局部放大图；

图6是本发明中行走装置的实施例2中联动转向系统的结构示意图；

图7是本发明中行走装置的实施例3中联动转向系统的结构示意图；

图中相应附图标记所对应的组成部分的名称为：10-行走装置，11-平台主体，12-升降装置连接板，13-转向轮连接板，14-旋转支座，15-拨杆支座，16-电动推杆座，17-立轴，18-驱动架，19-摇臂，110-转向轮，111-轮架，112-车轮，113-电机支架，114-驱动电机，20-联动转向系统，21-转向杆，22-杆体，23-铰接头，24-锁紧螺母，25-电动推杆，26-拨杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的具体实施方式中可能出现的术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明中地铁站台层顶钻孔用行走装置的实施例1如图1至图4所示，行走装置10包括平台主体11、旋转支座14、转向轮110和联动转向系统20。

如图1、图2和图4所示，平台主体11用于形成承载基础，用来承载升降装置、控制系统和旋转行走部分。平台主体11由型钢焊接而成，平台主体11的上表面中间位置焊接固定有升降装置连接板12，用来固定电钻升降装置，平台主体11上表面的左侧或右侧固定装配控制柜。平台主体11的底面的四个角分别焊接固定有一块转向轮连接板13，转向轮连接板13下方固定有旋转支座14，旋转支座14底部装配有转向轮110。平台主体11底面的前侧边焊接固定有拨杆支座连接板，用来固定拨杆支座15。

如图2所示，旋转支座14设有四处，分别对应于平台主体11的四角。旋转支座14包括立轴17、驱动架18、轴承、轴承压盖等，旋转支座14的上部通过立轴17与平台主体11由法兰和螺栓固定，下部通过驱动架18固定连接转向轮110，立轴17通过一对轴承固定在驱动架18的内孔里，使得转向轮110能够绕竖直轴线可转动地装配在平台主体11上。驱动架18上固定有摇臂19，摇臂19成v形布置。

转向轮110设有四只，以图2的上方为行走装置10的前方、下方为移动平台车的后方，转向轮110包括两个主动转向轮和两个从动转向轮，两个主动转向轮为后方左右两侧的转向轮110，两个从动转向轮为前方左右两侧的转向轮110，从动转向轮用于在主动转向轮的带动下转向。各转向轮110均包括轮架111和车轮112，轮架111上设有电机支架113，电机支架113上安装有驱动电机114。车轮112通过轮轴、轴承和轴承盖转动装配在轮架111上，能够绕水平轴线转动，轮轴通过联轴器与驱动电机114传动连接，驱动电机114用于驱动车轮112转动。转向轮110的驱动电机114可以是步进电机或伺服电机，车轮112可以是尼龙塑料或钢等材料，车轮112在驱动电机114的驱动起到行走作用，驱动电机114接受控制系统发送的控制信号运行或停止。需要说明的是，所述车轮112用于与地面接触的地面接触点位于所述轮架111的回转轴线上，能够保证转向轮110转向时平台主体11的定位精度。各转向轮110在驱动装置的驱动下具有两个极限工作位置，分别为纵向位和横向位，转向轮110处于纵向位时用于引导行走装置沿纵向行走，转向轮110处于横向位时用于引导行走装置沿横向行走。

如图2和图3所示，联动转向系统20包括转向杆21、拨杆26、电动推杆25和拨杆支座15。转向杆21铰接在周向上任意两个相邻的转向轮110之间，包括杆体22和铰接头23，所述铰接头23上设有螺杆，螺杆螺纹连接在杆体22的端部以实现转向杆21的长度调节，所述螺杆上设有两只锁紧螺母24，用于锁定长度。铰接头23为叉头，叉头通过销轴与驱动架18上的摇臂19相连接，使得转向杆21两端的转向轮110以平行四边形机构的形式同步摆动，当一个转向杆21受驱动力作用时，四件转向杆21与四件旋转支座14整体连锁转动，带动四件车轮112按所需要的方向整体转动转向，实现同步转动。

如图2所示，电动推杆25铰接在电动推杆座16上，拨杆26铰接在上述拨杆支座15上，电动推杆座16和拨杆支座15都分别固定在平台主体11的下部。拨杆支座15上固定有转向支撑轴，拨杆26于两端之间设有铰接点，拨杆26的中间部位通过铰接点铰接在转向支撑轴上，铰接点偏置于拨杆26靠近转向杆21的一端，形成省力杠杆。如图5所示，拨杆26的一端通过拨杆销轴铰接在转向杆21的杆体22上，拨杆26的另一端铰接在电动推杆25的推杆端，电动推杆25的推杆体22尾端连接在电动推杆座16上。电动推杆25形成伸缩驱动装置，根据控制系统发送的控制信号进行伸缩，带动拨杆26转动，拨杆26驱动转向杆21动作，进而带动旋转支座14和车轮112转向。拨杆26、与拨杆26铰接的转向杆21、该转向杆21铰接的摇臂19共同形成平行四边形机构。

伸缩驱动装置具有伸长极限位置和回缩极限位置，伸长极限位置和回缩极限位置分别对应于转向轮的两个极限工作位置，电动推杆25缩回最短时对应着车轮112的纵向行走方向，即处于回缩极限位置时对应于转向轮的纵向位，电动推杆25伸出最长时对应着车轮112的横向行走方向，即处于伸长极限位置时对应于转向轮的横向位。

行走装置10按需要的线路直线行走，根据需要的钻孔距离每隔一定距离（例如1米或1.5米）停止一次，钻孔完毕后再行驶相同距离停止，循环进行。行走装置10按设定路径移动和停止为现有技术（例如通过磁带导航），具体实现方式此处不再详细说明。当直线纵向行走钻完一趟孔再钻另一趟孔时，可控制电动推杆25动作，车轮112转过90度横向行走一定宽度距离后，再转回90度，回到直线纵向行走状态，再往回行走钻另一趟孔。同理，行走装置10也可横向行走钻孔，钻完一排孔后转向纵向行走，再转回横向行走位置，可继续钻另一排孔。平台行走车的车轮112根据行走需要可原地转向，既可纵向直线行走，也可原地转向后横向行走，因而该平台行走车转向行走灵活，不受空间狭小限制，较好满足了地铁站台层顶钻孔的行走需要。

本发明中的实施例2：

如图6所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，转向杆21设有四只，而本实施例中，转向杆21设有三只，分别设置在平台主体11的左侧、右侧和后侧，而前侧未设置转向杆21。当一个转向杆21受驱动力作用时，也能带动四件车轮112按所需要的方向整体转动转向，实现同步转动。

本发明中的实施例3：

如图7所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，转向杆21设有四只，而本实施例中，转向杆21设有三只，分别设置在平台主体11的前侧、右侧和后侧，而左侧未设置转向杆21，当一个转向杆21受驱动力作用时，也能带动四件车轮112按所需要的方向整体转动转向，实现同步转动。

本发明中的实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，转向驱动装置包括电动推杆25和拨杆26，通过转向杆21驱动两只转向轮110摆动，而本实施例中，转向驱动装置采用减速电机，直接驱动其中一种转向轮110的轮架111摆动，传动方式为齿轮传动。

在上述实施例中，所述拨杆26远离电动推杆25的一端与转向杆21铰接，形成平行四边形结构的传动连接形式，在其他实施例中，也可以采用其他传动连接形式，例如，在拨杆26远离电动推杆25的一端设置长孔，在转向杆21上设置与长孔铰接并可在长孔内导向移动的销轴，同样能够实现拨杆26对转向杆21的驱动。

以上所述，仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，本申请的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本申请的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本申请的保护范围内。

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