CN105443148A - 顶升机构及使用该顶升机构的台车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顶升机构，包括顶杆、顶升油缸和多个真空吸盘，所述顶升油缸的数量为两套，所述顶杆的两端分别与两套顶升油缸固定连接，所述的多个真空吸盘固定在顶杆上用于吸附防水材料。本发明还公开了一种包括多组顶升机构的台车，采用本发明后，在顶升防水材料时，能使防水材料自动顶升就位、自动形成垂度、及自动吸附在顶升机构上，进而达到一次性铺设完成一卷防水材料的目的。

Description

顶升机构及使用该顶升机构的台车

技术领域

本发明涉及隧道专用机械设备领域，具体地说涉及一种顶升机构及使用该顶升机构的台车。

背景技术

目前随着中国铁路、公路等交通业保持快速的发展，特别是在高速铁路、公路等隧道施工建设方面取得的重大成就，促进了隧道施工设计和工艺技术的迅速提高，导致山岭隧道工程结构的修建规模是前所未有的，隧道有向长大化发展的趋势，改变了过去人们往往因为线路遇到大山便使线路展线绕开，尽量缩短隧道长度或不修隧道的观念，现在遇到山岭则采取去曲取直方式从而导致隧道的长大，这在某种程度上说明隧道施工技术的发展和隧道施工设备的先进。

为此，随着铁路、公路等交通业建设的标准也越来越严格，在铁路、公路等交通业隧道的施工过程中，防水处理至关重要。目前，复合衬砌防水技术在现有的隧道防水工程中得到了广泛应用，其主要施工过程是在隧道的断面上先后分两次铺设土工布和防水板等防水材料，以达到防止岩层中的水向隧道内渗漏的目的。现有技术中，通常使用台车来铺设防水材料，如中国专利号为“201410035985.1”的现有技术在2014年4月30日公开了一种隧道防水板铺设台车及其铺设方法，其技术方案为所述台车包括台车行走装置、防水板安装装置、铺设台架、铺设小车、铺设轨道，所述的台车行走装置包括电机、行走箱、内伸缩套、行走导轨，电机栓接固定在行走箱上表面，与行走箱内的传动系统连接，驱动行走箱内的传动系统，使其沿着行走导轨行走；内伸缩套的一端通过销轴连接在行走箱上表面，外表面与栓接固定在铺设台架上的外伸缩套配合。但在实际应用过程中，该专利仍然存在着如下缺陷：一、成卷筒状的防水材料先采用人工方式上下搬运到行走小车上，再通过大量的人力物力以及装载机配合作业，才能把防水材料摊开铺设贴到初期支护表面，这一系列的施工方式都很难满足施工的要求和加速施工的进度，同时由于施工工艺繁琐、隧道内施工环境差、温度较高、粉尘较大，机械化程度低，加重了操作人员的体力消耗，增大了操作人员劳动强度，而且还增加了施工协调难度，制约了防水材料的铺设效率和施工进度，在这样的环境下施工容易出现防水材料铺设质量差、焊接质量无法保证、漏水几率增大、施工效率低下以及防水材料在铺设过程中存在焊接长度不够、破损、挂设不规范等质量隐患。二、该类型台车目前大多只适用于3～4m幅宽防水材料的铺设，均为机械辅助人工展开、人工顶升就位、人工拖拉形成垂度，人为因素对施工质量影响大，难以保证形成垂度要求，没有很好地解决防水板垂度形成工艺和防水板顶升工艺，也无自动控制方式，同时限制了6～7m幅宽防水材料的推广使用。三、该类型台车仅仅只能用于铺设防水材料，并不能用于铺设钢筋，在铺设钢筋时需要另外的专业设备，其适用范围较差。四、台车升高后的作业无锁紧装置，一旦发生意外，将造成严重安全事故。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种顶升机构及使用该顶升机构的台车，本发明在顶升防水材料时，能使防水材料自动顶升就位、自动形成垂度、及自动吸附在顶升机构上，进而达到一次性铺设完成一卷防水材料的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种顶升机构，其特征在于：包括顶杆、顶升油缸和多个真空吸盘，所述顶升油缸的数量为两套，所述顶杆的两端分别与两套顶升油缸固定连接，所述的多个真空吸盘固定在顶杆上用于吸附防水材料。

所述顶杆上还均匀开设有多个限位凹槽，所述的限位凹槽位于与真空吸盘相对应的另一面。

所述顶升油缸的活塞杆上固定连接有转换接头，所述顶杆的两端分别通过轴承与两个转换接头连接，且顶杆与转换接头之间通过插销固定。

所述顶杆上还设置有多个弹簧座，所述的弹簧座与真空吸盘位于同一面上，且弹簧座的高度高于真空吸盘的高度。

一种台车，其特征在于：包括门架和多组顶升机构，所述的多组顶升机构均通过顶升油缸固定在门架上。

所述顶升机构的数量为五组，五组顶升机构按45度呈递增的角度布置在门架上。

采用本发明的优点在于：

一、本发明中，通过真空吸盘能够自动将展开的防水材料吸附在顶杆上，进而避免展开的防水材料在顶升过程中滑落或偏移，有利于提升施工效率。与现有技术相比，本发明在顶升防水材料时，能使防水材料自动顶升就位、自动形成垂度、及自动吸附在顶升机构上，进而达到一次性铺设完成一卷防水材料的目的。

二、本发明中，在与真空吸盘相对应的另一面上还均匀开设有多个限位凹槽，该结构使得顶升机构除了用于顶升防水材料外，还能够用于顶升钢筋，即只需要将顶杆翻转固定即可实现防水材料和钢筋的顶升，有利于施工的连续性，大幅提高了施工效率。

三、本发明中，顶杆通过轴承与转换接头连接，且顶杆与转换接头之间通过插销固定，该结构中，实现顶杆的翻转只需要取下插销即可，插上插销后即可实现顶杆的固定，使得顶杆在顶升防水材料和钢筋之间的转换更加简单方便快速。

四、本发明中，通过高度高于真空吸盘的弹簧座，能够在真空吸盘失去吸附力的时候继续将防水材料自动顶升到隧道内壁上，防止防水材料移位，有利于增加施工的顺利性和快速性。

五、本发明中，五组顶升机构按45度呈递增的角度布置，该结构既能够避免顶升机构的浪费，又保证能够准确稳定地将防水材料和钢筋顶升到指定位置。与现有技术相比，本发明采用上述结构的配合后，不仅适用于顶升钢筋和3～4m幅宽的防水材料，还能够实现6～7m幅宽防水材料的一次性顶升铺设，适用范围更广，铺设效率更高。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的一种立体结构示意图；

图3为本发明的另一种结构示意图；

图4为图3中I处的放大结构示意图；

图5为本发明中卷筒的结构示意图；

图6为图5的A—A剖面示意图；

图7为本发明中顶杆的主视结构示意图；

图8为本发明中顶杆的后视结构示意图；

图中标记为：1、门架，2、行走小车，3、弧形轨道，4、卷筒，5、夹持块，6、夹板，7、固定螺栓，8、夹持面，9、非夹持面，10、固定架体，11、滑动架体，12、支撑台，13、顶杆，14、顶升油缸，15、真空吸盘，16、限位凹槽，17、转换接头，18、底座，19、导柱，20、升降油缸，21、锁紧油缸，22、锁紧销，23、防水材料，24、弹簧座。

具体实施方式

实施例1

一种顶升机构，包括顶杆13、顶升油缸14和多个真空吸盘15，所述顶升油缸14的数量为两套，两套顶升油缸14对称固定在台车的门架1上，所述顶杆13为方形结构，其两端分别与两套顶升油缸14的活塞杆固定连接，所述的多个真空吸盘15均匀固定在顶杆13上用于吸附防水材料23。

进一步的，为了防止被顶升到隧道内壁的防水材料23在真空吸盘15失去吸附力时滑落，所述顶杆13上还均匀设置有多个弹簧座24，所述的弹簧座24与真空吸盘15位于顶杆13的同一面上，且弹簧座24的高度高于真空吸盘15的高度。这样，当真空吸盘15失去吸附力时，弹簧座24接替真空吸盘15自动将防水材料23顶升并支撑到隧道内壁上。

本实施例中，所述顶杆13上还均匀开设有多个限位凹槽16，所述的限位凹槽16位于与真空吸盘15相对应的另一面。

本实施例中，所述顶杆13上还均匀开设有多个用于限位钢筋的限位凹槽16，所述的限位凹槽16位于与真空吸盘15相对应的另一面。该结构使得顶杆13既能够用于顶升防水材料23，又能够用于顶升钢筋，具体顶升过程为：当铺设完防水材料23后，控制顶杆13翻转，再将钢筋放置在多个顶杆13上的限位凹槽16内，防止钢筋滑动，然后通过顶升油缸14即可顶升钢筋。

进一步的，所述顶升油缸14的活塞杆上固定连接有转换接头17，所述顶杆13的两端分别通过轴承与两个转换接头17连接，且顶杆13与转换接头17上均设置有插孔，顶杆13与转换接头17通过插销和插孔固定。在实际使用时，只需通过插取插销即可实现顶杆13的快速翻转。进而达到顶升防水材料23与钢筋的快速转换。

本实施例还提供了一种使用上述顶升机构的台车，该台车包括门架1和多组顶升机构，所述的多组顶升机构均通过顶升油缸14固定在门架1上，且每组顶升机构中的两个顶升油缸14均对称固定在门架1上。

进一步的，所述顶升机构的数量为五组，五组顶升机构按45度呈递增的角度布置在门架1上，具体布置方式为：第一组顶升机构和第五组顶升机构分别横向对称布置，且两者的顶升方向相反；第三组顶升机构纵向布置，其顶升方向与第一组顶升机构的顶升方向相垂直；第二组顶升机构布置在第一组顶升机构和第三组顶升机构中间，其顶升方向与第一组顶升机构的顶升方向和第三组顶升机构的顶升方向成45度夹角；第四组顶升机构布置在第五组顶升机构和第三组顶升机构中间，其顶升方向与第五组顶升机构的顶升方向和第三组顶升机构的顶升方向成45度夹角。在顶升时，五磁顶升机构同步顶升，这样就能够准确稳定地将防水材料23和钢筋一次性顶升到指定位置。

本实施例在实施时，每当台车上的行走小车2展开防水材料23并经过一组顶升机构时，真空吸附机控制该组顶升机构上的真空吸盘15将防水材料23吸附到顶杆13上，防止防水材料23滑落。

实施例2

一种使用上述顶升机构的台车，还包括门架1、输送机构、移动锁紧机构和两台行走小车2，所述门架1上固定设置有两条对称的弧形轨道3，所述的两台行走小车2对称设置在两条弧形轨道3上；所述输送机构包括托架和卷筒4，所述托架设置在门架1底部用于支撑防水材料23，所述卷筒4转动设置在两台行走小车2上用于卷绕托架上的防水材料23；所述移动锁紧机构设置在门架1下部用于门架1的水平移动、上下升降移动和施工时的锁紧定位。

本实施例中，所述输送机构还包括两台电机，两台电机分别对称固定在两台行走小车2上，两台电机的动力输出轴分别与卷筒4的两端连接。卷绕防水材料23时，两台电机同步带动卷筒4自动卷绕托架上的防水材料23。

本实施例中，所述卷筒4上设置有至少两组用于固定夹持防水材料23的夹持件，所述夹持件包括夹持块5、夹板6和固定螺栓7，所述夹持块5为方形块，所述夹板6包括为平面的夹持面8和为弧形面的非夹持面9；所述卷筒4的外表面上开设有安装槽，所述夹持块5通过焊接固定的方式镶嵌在安装槽内，所述夹板6的上端通过铰链活动连接在夹持块5上，所述固定螺栓7穿过夹板6后固定连接在夹持块5上。其中，由于夹板6的夹持面8为平面，为了保证夹持的稳固性，相应地，卷筒4上对应的夹持部位也为平面。另外，由于卷筒4上开设有安装槽，为了使卷筒4在安装了夹持件后还能保持完整的筒体结构，优选将夹板6的非夹持面9设置为其半径与卷筒4的半径相同的弧形面，以该非夹持面9刚好填补卷筒4上的开槽区域面为佳。这样，当夹板6处于夹紧位置时，卷筒4在整体结构上保持完整的圆柱体结构，不仅有利于快速卷绕，还不会对防水材料23造成损伤。

进一步的，所述夹持块5上开设有固定螺孔，所述夹板6的中部开设有通孔，所述固定螺栓7穿过夹板6上的通孔后固定在夹持块5的固定螺孔内，即通过调节固定螺栓7在固定螺孔内的位置即可实现防水材料23的夹紧与松开。其中，夹板6的通孔与固定螺栓7之间还设置有碟形垫圈。

更进一步的，所述夹持件的数量为五组，五组夹持件均匀设置在卷筒4上。

本实施例在卷绕防水材料23前，需要先将防水材料23的端部固定夹持在卷筒4上，其具体的固定夹持步骤为：先将防水材料23的端部放置在夹板6与卷筒4之间，然后调节固定螺栓7使夹板6以其上端与夹持块5的连接处为基点向卷筒4移动，直至将防水材料23紧密夹持在卷筒4与夹板6的夹持面8之间。

本实施例中，所述托架包括固定架体10、滑动架体11和多个支撑台12，所述固定架体10包括两根凹形导轨和多根连接件，多根连接件并排固定连接在门架1的底部，两根凹形导轨对称固定在多根连接件上。所述滑动架体11包括两根平行并固定成一体的滑轨，该滑轨滑动设置在固定架体10的两根凹形导轨之间。所述的多个支撑台12均匀固定在滑动架体11的两根滑轨上，所述支撑台12上设置有弧形凹槽。工作时，防水材料23放置在弧形凹槽内。

本实施例中，所述行走小车2通过电气控制电机转动带动行走小车2以链轮链条的方式沿弧形轨道3移动。

本实施例中，所述移动锁紧机构包括底座18、导柱19、升降油缸20和锁紧油缸21，所述底座18的数量为两套，两套底座18对称设置在门架1下部，所述底座18下方连接有行走轮，通过控制行走轮即可控制整个台车的水平移动。所述导柱19的数量为四根，四根导柱19分别对称设置在两套底座18上，所述导柱19的一端固定在底座18上，另一端活动套设在门架1的导套内，且导柱19和导套上均开设有定位孔。所述升降油缸20和锁紧油缸21的数量均为四套，两者均固定在门架1下部，其中，四套升降油缸20的活塞杆分别固定在两套底座18上，用于控制整个台车的上下升降；而四套锁紧油缸21则固定在门架1的下部，四套锁紧油缸21的活塞杆上均固定连接有锁紧销22，四个锁紧销22对称设置在四根导柱19的定位孔处，当需要锁紧门架1时，四套锁紧油缸21同时控制四个锁紧销22插入导套上的定位孔和导柱19上的定位孔。通过锁紧油缸21与锁紧销22的配合，能够在门架1升高到指定施工位置时自动锁定门架1，防止发生安全事故，大幅提高了施工安全性。

本发明中，所述门架1上还设置有平台及竖梯，方便施工人员的上下施工。

本发明中，包括上述输送机构、顶升机构和移动锁紧机构的台车的施工方法包括防水材料23的施工方法和钢筋的施工方法，分别为：

防水材料23的施工方法：准备工作，人工拉出滑动架体11将成卷的防水材料23放置在支撑台12上并将滑动架体11复位，人力操作通过夹持件把防水材料23的端部固定夹持到卷筒4上，通过电机正转控制卷筒4卷绕防水材料23，卷绕完成后控制行走小车2移动，并同时控制电机反转，此时卷筒4随着行走小车2的移动沿弧形轨道3展开防水材料23，当展开的防水材料23经过第一组顶升机构后，启动真空吸附机使真空吸盘15将经过的防水材料23吸附在该第一组顶升机构上的顶杆13上，以此类推，直至防水材料23完全展开并吸附在五组顶升机构的顶杆13上，然后通过固定螺栓7和夹板6松开被固定夹持的防水材料23，再通过底座18、升降油缸20调整门架1的水平位置和高度，调整完成后，通过锁紧油缸21将锁紧销22插入导柱19和导套上的定位孔内对整个门架1进行锁定，锁定完成后，启动五组顶升机构中的顶升油缸14同步顶升防水材料23至隧道轮廓处，然后控制真空吸附机停止工作，此时真空吸盘15对防水材料23失去吸附力，防水材料23在弹簧座24的作用下继续被支撑在隧道内壁，施工人员在门架1上的平台上使用便携式超声波焊接机的焊枪，对准备防水材料23与超声波焊接垫片重合的部位焊接，焊接完成后，顶升油缸14和锁紧油缸21均复位至起始位置，等待下一次施工。

钢筋的施工方法：准备工作，通过插销控制顶杆13翻转，使顶杆13上设置有限位凹槽16的一面成为工作面，然后将钢筋按设计规定的间距放置到五组顶升机构中的顶杆13中限位凹槽16内，钢筋放置完成后，人工绑扎钢筋，绑扎完成后，再通过底座18、升降油缸20调整门架1的水平位置和高度，调整完成后，通过锁紧油缸21将锁紧销22插入导柱19和导套上的定位孔内对整个门架1进行锁定，锁定完成后，启动五组顶升机构中的顶升油缸14同步顶升钢筋至隧道轮廓处进行施工，施工完成后，顶升油缸14和锁紧油缸21均复位至起始位置，等待下一次施工。

本发明通过门架1、输送机构、顶升机构、移动锁紧机构和两台行走小车2的配合，实现了防水材料23的自动卷绕、自动展开、自动顶升、自动调节铺设位置、自动支撑等功能，具有铺设效率更高和智能化程度更高等优点。

Claims (6)

1.一种顶升机构，其特征在于：包括顶杆（13）、顶升油缸（14）和多个真空吸盘（15），所述顶升油缸（14）的数量为两套，所述顶杆（13）的两端分别与两套顶升油缸（14）固定连接，所述的多个真空吸盘（15）固定在顶杆（13）上用于吸附防水材料（23）。

2.如权利要求1所述的顶升机构，其特征在于：所述顶杆（13）上还均匀开设有多个限位凹槽（16），所述的限位凹槽（16）位于与真空吸盘（15）相对应的另一面。

3.如权利要求1所述的顶升机构，其特征在于：所述顶升油缸（14）的活塞杆上固定连接有转换接头（17），所述顶杆（13）的两端分别通过轴承与两个转换接头（17）连接，且顶杆（13）与转换接头（17）之间通过插销固定。

4.如权利要求1所述的顶升机构，其特征在于：所述顶杆（13）上还设置有多个弹簧座（24），所述的弹簧座（24）与真空吸盘（15）位于同一面上，且弹簧座（24）的高度高于真空吸盘（15）的高度。

5.一种台车，其特征在于：包括门架1和多组如权利要求1—4中任一顶所述的顶升机构，多组顶升机构均通过顶升油缸（14）固定在门架（1）上。

6.如权利要求5所述的台车，其特征在于：所述顶升机构的数量为五组，五组顶升机构按45度呈递增的角度布置在门架（1）上。