CN103758534A - 一种多功能型砼湿喷车及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能型砼湿喷车及其控制方法，解决现有的砼湿喷车存在混凝土喷射距离短、喷射不全面的问题。本发明包括设有送料机构的车体，设置在车体前端的第一车头，以及折叠臂组件、液压控制机构和与送料机构连接的三枪式喷头；折叠臂组件包括通过转盘与车体连接的支架，以及首尾依次连接的第一连接臂、第二连接臂和第三连接臂；第一连接臂末端与支架转轴连接，且第一连接臂、第二连接臂和第三连接臂均与液压控制机构连接并由其控制伸展或折叠到一起；三枪式喷头通过转动机构连接在第三连接臂末端。本发明结构稳定，功能繁多，可以实现远距离、全方位、无死角自动喷射混凝土，不仅施工质量和效率高，而且操作便捷、无安全隐患。

Description

一种多功能型砼湿喷车及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种湿喷车，具体涉及的是一种多功能型砼湿喷车及其控制方法。

背景技术

混凝土湿喷喷射是将混凝土、水泥和水按设计比例拌和均匀，用湿式喷射机压送到喷头处，再在喷头上添加速凝剂后喷出；相比于干喷以及潮喷，湿喷混凝土水灰比控制准确，水泥水化充分，质量容易控制，喷射过程中的粉尘和回弹量少，同时由于一次喷层厚度比干喷大幅度提高，容易达到设计喷层厚度要求，是当前被广泛应用的喷射工艺。

混凝土砼湿喷车是隧道、道路护坡、建筑基坑、岩土工程、地下工程等领域广泛使用的一种机械施工设备。混凝土砼湿喷车使用液压力将搅拌好的混凝土通过管道输送到喷口处，使用压缩空气将将混凝土高速喷射出去，从而在受喷面形成混凝土支护层。由于混凝土湿喷技术具有节约材料、节省劳动力、提高施工质量和效率、保障施工人员安全等优点，因此混凝土砼湿喷车的应用越来越普遍。

然而，现有的砼湿喷车均采用直线伸缩臂的方式进行混凝土喷射，该种喷射方式由于自身结构限制(例如伸缩臂伸长后的臂长不能比车身长太多，伸缩臂完全收回后也不能比车身长，否则车身结构不稳定)，导致混凝土的喷射距离相当有限，特别是在三台阶施工和高边坡防护施工这种远距离施工方面，现有的砼湿喷车的喷射范围几乎难以覆盖到。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能型砼湿喷车及其控制方法，主要解决现有的砼湿喷车存在混凝土喷射距离短、喷射不全面的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种多功能型砼湿喷车，包括设有送料机构的车体，以及设置在车体前端的第一车头，还包括折叠臂组件、液压控制机构和与送料机构连接并用于喷射混凝土的三枪式喷头；所述折叠臂组件包括通过转盘与车体连接的支架，以及首尾依次连接的第一连接臂、第二连接臂和第三连接臂；所述第一连接臂末端与支架转轴连接，且第一连接臂、第二连接臂和第三连接臂均与液压控制机构连接并由其控制伸展或折叠到一起；所述三枪式喷头通过转动机构连接在第三连接臂末端。

具体地说，所述转动机构包括固定在第三连接臂末端且与三枪式喷头连接的转轴，以及与该转轴连接、用于控制转轴带动三枪式喷头摆动的电机。

具体地说，所述液压控制机构包括一端固定在转盘上、另一端与第一连接臂连接并靠近第一连接臂与支架连接处、用于控制第一连接臂绕支架上下转动的第一液压缸，一端固定在第一连接臂上、另一端与第二连接臂连接、用于控制第二连接臂绕第一连接臂转动的第二液压缸，以及一端固定在第二连接臂上、另一端与第三连接臂连接、用于控制第二连接臂绕第二连接臂转动的第三液压缸。

进一步地，所述第二液压缸与第二连接臂连接的一端位于该第二连接臂自左向右四分之一处；所述第三液压缸与第三连接臂连接的一端则位于该第三连接臂自左向右四分之一处。

再进一步地，所述车体后端设有第二车头，并且该第二车头底部设有箱体，该箱体内放置有一个以上的空气净化器，所有的空气净化器输出端均连接有输气管，并且每个输气管末端均设有口罩。

更进一步地，所述车体上、位于第二车头旁还设有由该第二车头控制工作的起重吊臂；所述转盘靠近车体重心处。

基于上述结构，本发明还提供了该多功能型砼湿喷车的控制方法，包括以下步骤：

(1)施工时，第一车头控制车体开进隧道中；

(2)利用转盘带动折叠臂组件转动到指定喷射位置所在的方向；

(3)根据指定喷射位置的高度及距离，第一液压缸控制第一连接臂绕支架转动起升，为第二连接臂和第三连接臂预留出伸展空间；

(4)第二液压缸控制第二连接臂绕第一连接臂转动伸展，同时第三液压缸控制第三连接臂绕第二连接臂转动伸展，并使三枪式喷头达到指定喷射位置；

(5)送料机构将搅拌好的混凝料、速凝剂和压缩空气一起送至三枪式喷头，同时转动机构带动三枪式喷头在指定喷射位置左右摆动，并通过压缩空气将混凝土以及速凝剂从三枪式喷头高速喷出；

(6)循环步骤(2)～(5)，直至混凝土喷射施工完成；

(7)利用第二车头控制车体开出隧道。

进一步地，所述步骤(1)中，还利用第二车头控制设置在车体上的起重吊臂起吊大型施工设备，并由第一车头控制车体一并开进隧道中。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明结构牢固、稳定、可靠，设计巧妙，且控制方便，其采用折叠臂结构代替了传统的直线伸缩臂结构，由于折叠臂组件折叠后是纵向叠加而不是横向叠加，因此其不会受到诸如车身身长结构方面的限制，因而这也大幅延长了砼湿喷车的喷射距离，本发明可以很好地进行三台阶施工和高边坡防护施工，其改变了传统砼湿喷车的设计思维和惯常手段，并且很好地解决了传统砼湿喷车所存在的缺陷。

(2)本发明通过转盘带动折叠臂组件做360°转动，并通过转动机构控制三枪式喷头转动，从而实现以模拟人力动作的方式控制三枪式喷头全方位自动喷射混凝土，其自动喷射率相当高，并且本发明采用三枪式喷头，可以使喷射效果更加匀称、平整，其不仅回弹量小，而且每小时实际有效喷射量可达到35立方左右，喷射效率相当高，并且故障率低。

(3)本发明通过液压控制机构控制折叠臂组件伸缩，因而可以灵活调整三枪式喷头在同一直线上长短距离的喷射位置，加上转盘带动三枪式喷头环绕砼湿喷车转动喷射，以及配合转动机构带动三枪式喷头绕第三连接臂摆动喷射，从而可以使本发明实现远距离、全方位、无死角混凝土灵活喷射，其混凝土支护层均匀、完整，不仅节约了材料，而且施工质量和效率均得到了很好的保障，本发明可以很好地对隧道进行全面混凝土喷射。

(4)本发明中的第一液压缸的一端靠近第一连接臂与支架的连接处，第二液压缸的一端设置在第二连接臂自左向右四分之一处，第三液压缸的一端设置在第三连接臂自左向右四分之一处，如此设置完全符合连接臂的受力条件，从而一方面可以方便使第一连接臂绕支架转动上升或下降，且使第二连接臂和第三连接臂完全伸展，另一方面可以使液压功耗降到最低。

(5)本发明设置了第二车头，其可以实现砼湿喷车在隧道内前后移动，无论是开进还是开出隧道都很方便，无需调头，因而不仅操作相当便捷，而且也消除了安全隐患。

(6)本发明设置了空气净化器，并连接有输气管和口罩，在施工过程工作人员可以随时戴上口罩，呼吸经由空气净化器净化后的新鲜空气，从而避免健康受损。

(7)本发明还设置了起重吊臂，可以使砼湿喷车根据需要起吊重物(例如车辆、加工隧道的一些重型设备等)，并进入到隧道内，从而不仅方便工作人员管理设备，而且也方便对隧道进行加工，从而提高工作效率；并且在设置了第二车头和起重吊臂后，砼湿喷车车身也被适当延长，其重心靠近转盘设置处，从而确保了砼湿喷车在进行混凝土喷射工作时和工作后车身结构更加稳定，不会发生车体容易前倾或后倾的现象。

(8)本发明功能繁多，实用性强，成本低廉，操作便捷，大幅改善了隧道的施工条件、施工环境和施工效果，因此，其非常符合科技发展的潮流，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中的三枪式喷头的结构示意图。

图3为三枪式喷头与转动机构的连接示意图。

图4为本发明的使用状态图。

图5为本发明中转盘转动时混凝土自动喷射的工作示意图。

图6为本发明中转轴转动时混凝土自动喷射的工作示意图。

其中，附图标记对应的零部件名称为：

1-第一车头，2-车体，3-转盘，4-第一连接臂，5-第一液压缸，6-第二连接臂，7-第二液压缸，8-第三连接臂，9-第三液压缸，10-三枪式喷头，11-转轴，12-第二车头，13-起重吊臂。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1、2所示，本发明包括第一车头1、车体2、转盘3、折叠臂组件、液压控制机构、转动机构以及三枪式喷头10。与现有技术一样，所述车体2内设有送料机构(主要由料泵、速凝剂注入机构和空气压缩机构成)，且该送料机构与三枪式喷头10连接，以用于将混凝土送至三枪式喷头10，让其喷射出去。所述第一车头1设置在车体2前端，所述转盘3也设置在车体2上，第一车头1用于操作转盘3和折叠臂组件，折叠臂组件随着转盘的转动而做360°转动，从而使设置在折叠臂组件末端的三枪式喷头10能够在指定位置进行混凝土喷射，本实施例采用的三枪式喷头10的结构如图2所示。具体地说，所述折叠臂组件包括固定在转盘3上的支架，以及首尾依次连接的第一连接臂4、第二连接臂6和第三连接臂8，所述第一连接臂4末端与支架转轴连接。而所述转动机构则用于控制三枪式喷头10绕第三连接臂8摆动，如图3所示，具体地说，该转动机构包括固定在第三连接臂8末端且与三枪式喷头10连接的转轴11，以及与该转轴11连接、用于控制转轴带动三枪式喷头10摆动的电机。

上述第一连接臂4、第二连接臂6和第三连接臂8的伸展与收回是通过液压控制机构来实现的，而该液压控制机构包括一端固定在转盘3上、另一端与第一连接臂4连接并靠近第一连接臂与支架连接处的第一液压缸5，一端固定在第一连接臂4上、另一端与第二连接臂6连接的第二液压缸7，以及一端固定在第二连接臂6上、另一端与第三连接臂8连接的第三液压缸9。所述第一液压缸5用于控制第一连接臂4绕支架转动，第二液压缸7用于控制第二连接臂6绕第一连接臂4一端转动伸长或收回，而第三液压缸8则用于控制第三连接臂8绕第二连接臂6一端转动伸长或收回。为确保第二连接臂6及第三连接臂8可以完全伸展，并且使液压功耗降到最低，作为优选，本实施例中，所述第二液压缸7与第二连接臂6连接的一端位于该第二连接臂自左向右四分之一处；所述第三液压缸9与第三连接臂8连接的一端则位于该第三连接臂自左向右四分之一处。

所述车体2后端设有第二车头12，两个车头均可独立控制砼湿喷车的行走，第一车头1用于控制砼湿喷车行走，第二车头12则用于控制砼湿喷车往相反方向行走。并且，所述第二车头12底部设有箱体，该箱体内放置有一个以上的空气净化器，所有的空气净化器输出端均连接有输气管，并且每个输气管末端均设有口罩。空气净化器可以对隧道内的污浊空气进行净化，在施工过程中，工作人员可随时戴上口罩，然后呼吸经由空气净化净化后的新鲜空气。

此外，在第二车头12旁还设有可用于进行短距离湿喷施工及吊装工作的起重吊臂13，该起重吊臂13由第二车头12控制运行。与现有砼湿喷车的伸缩臂均设置在车尾而车体重心位于车体中间部位相比，由于第二车头12及起重吊臂13的设置，因此，本发明中的转盘3更加靠近车体2重心处。现有砼湿喷车的伸缩臂在进行混凝土喷射时，由于车身短而限制了伸缩臂的伸缩长度，如果伸缩臂太长，则在车前方喷射混凝土时容易使车体发生前倾，在车后方喷射混凝土时则更容易发生车体后倾，进而也容易导致安全隐患。若要解决这个问题就必须要加重车体的重量，如此一来不仅车体结构变得更加复杂，而且成本也随之提高，因而现有的砼湿喷车不适合远距离混凝土喷射。本发明则由于转盘3更加靠近车体2重心处，并且车身也被适度增长，因而不仅确保了砼湿喷车在进行混凝土喷射工作可以很好地延长折叠臂的长度，使之无论是车前还是车后均可进行远距离喷射，而且车身结构稳定，不会出现车体前倾或后倾的现象，从而也就消除了安全隐患，使整个砼湿喷车更加适应混凝土的喷射、特别是远距离混凝土喷射工作。

如图4～6所示，本发明使用时，通过第一车头1的操作，将砼湿喷车开进隧道中，然后控制转盘3转动，使其带动折叠臂组件转动。待转到指定喷射位置时，控制第一液压缸5，使其起升第一连接臂4，并为第二连接臂6和第三连接臂8的伸展预留出空间。接着，依次控制第二液压缸7和第三液压缸9，从而分别使第二连接臂5和第三连接臂8按照指定喷射距离进行伸展，最后，送料机构将搅拌好的混凝料、速凝剂和压缩空气一起送至三枪式喷头10，并利用压缩空气将混凝土以及速凝剂从三枪式喷头10高速喷出，并在受喷面凝结硬化，然后形成混凝土支护层，该种喷射方式由于可随着转盘的转动而转动，并且在喷射过程中可以根据需要利用电机正反转控制转轴11转动，从而带动三枪式喷头10作左右圆弧式摆动，实现一个喷射点的多角度喷射。如此循环操作，可以达到全方位混凝土自动喷射的效果，图5中的虚线表示当前某个喷射角度下，三枪式喷头的转动喷射范围，图6中的虚线表示当前某个喷射位置下，三枪式喷头的多角度喷射范围。

指定位置喷射完毕后，通过第二车头12的操作，便可将砼湿喷车向隧道外方向移动，并到达下一指定位置进行喷射，如此循环，直至完成施工，然后分别将第三连接臂8和第二连接臂5收回折叠，最后再通过第二车头12的操作，将砼湿喷车开出隧道外。

本领域技术人员根据上述实施例并结合现有技术和公知常识后，可以毫无疑义地知晓本发明完整的技术方案。而值得说明的是，上述实施例仅为本发明较佳的一种实现方式，不应当用以限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神下所作出的任何毫无实质意义的改动，或是进行等同置换，其所解决的技术问题实质上与本发明一致的，也应当在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种多功能型砼湿喷车，包括设有送料机构的车体(2)，以及设置在车体(2)前端的第一车头(1)，其特征在于，还包括折叠臂组件、液压控制机构和与送料机构连接并用于喷射混凝土的三枪式喷头(10)；所述折叠臂组件包括通过转盘(3)与车体(2)连接的支架，以及首尾依次连接的第一连接臂(4)、第二连接臂(6)和第三连接臂(8)；所述第一连接臂(4)末端与支架转轴连接，且第一连接臂(4)、第二连接臂(6)和第三连接臂(8)均与液压控制机构连接并由其控制伸展或折叠到一起；所述三枪式喷头(10)通过转动机构连接在第三连接臂(8)末端。

2.根据权利要求1所述的一种多功能型砼湿喷车，其特征在于，所述转动机构包括固定在第三连接臂(8)末端且与三枪式喷头(10)连接的转轴(11)，以及与该转轴(11)连接、用于控制转轴带动三枪式喷头摆动的电机。

3.根据权利要求2所述的一种多功能型砼湿喷车，其特征在于，所述液压控制机构包括一端固定在转盘(3)上、另一端与第一连接臂(4)连接并靠近第一连接臂与支架连接处、用于控制第一连接臂绕支架上下转动的第一液压缸(5)，一端固定在第一连接臂(4)上、另一端与第二连接臂(6)连接、用于控制第二连接臂绕第一连接臂转动的第二液压缸(7)，以及一端固定在第二连接臂(6)上、另一端与第三连接臂(8)连接、用于控制第二连接臂绕第二连接臂转动的第三液压缸(9)。

4.根据权利要求3所述的一种多功能型砼湿喷车，其特征在于，所述第二液压缸(7)与第二连接臂(6)连接的一端位于该第二连接臂自左向右四分之一处；所述第三液压缸(9)与第三连接臂(8)连接的一端则位于该第三连接臂自左向右四分之一处。

5.根据权利要求3或4所述的一种多功能型砼湿喷车，其特征在于，所述车体(2)后端设有第二车头(12)，并且该第二车头(12)底部设有箱体，该箱体内放置有一个以上的空气净化器，所有的空气净化器输出端均连接有输气管，并且每个输气管末端均设有口罩。

6.根据权利要求5所述的一种多功能型砼湿喷车，其特征在于，所述车体(2)上、位于第二车头(12)旁还设有由该第二车头控制工作的起重吊臂(13)；所述转盘(3)靠近车体(2)重心处。

7.一种多功能型砼湿喷车的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)施工时，第一车头控制车体开进隧道中；

(2)利用转盘带动折叠臂组件转动到指定喷射位置所在的方向；

(3)根据指定喷射位置的高度及距离，第一液压缸控制第一连接臂绕支架转动起升，为第二连接臂和第三连接臂预留出伸展空间；

(4)第二液压缸控制第二连接臂绕第一连接臂转动伸展，同时第三液压缸控制第三连接臂绕第二连接臂转动伸展，并使三枪式喷头达到指定喷射位置；

(5)送料机构将搅拌好的混凝料、速凝剂和压缩空气一起送至三枪式喷头，同时转动机构带动三枪式喷头在指定喷射位置左右摆动，并通过压缩空气将混凝土以及速凝剂从三枪式喷头高速喷出；

(6)循环步骤(2)～(5)，直至混凝土喷射施工完成；

(7)利用第二车头控制车体开出隧道。

8.根据权利要求7所述的一种多功能型砼湿喷车的控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中，还利用第二车头控制设置在车体上的起重吊臂起吊大型施工设备，并由第一车头控制车体一并开进隧道中。

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