CN105484774B - 隧道防水材料自动铺挂施工台车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种隧道防水材料自动铺挂施工台车，包括台架、轮胎、驱动系统、执行机构、安置机构和主控台，轮胎可转动地安装在台架底部，主控台安装在台架上，驱动系统包括的驱动电机和油泵，执行机构包括摇臂主轴、第一伸缩杆、第二伸缩杆、顶推梁和顶推杆，驱动电机驱动摇臂主轴，第一伸缩杆安装在摇臂主轴的第一端，第二伸缩杆安装在摇臂主轴的第二端，顶推梁的一端与第一伸缩杆连接，顶推梁的另一端与第二伸缩杆连接，顶推杆安装在顶推梁上，安置机构包括安置梁，安置梁的一端固定安装在第一伸缩杆上，另一端固定安装在第二伸缩杆上，保障了隧道初期支护面隔离层铺挂时的平整度和松弛度，避免造成施工后期防水板的鼓包而造成的衬砌空洞等问题。

Description

隧道防水材料自动铺挂施工台车

技术领域

本发明涉及工程施工设备技术领域，具体的，是涉及一种隧道防水材料自动铺挂施工台车。

背景技术

目前，在中国铁路和公路建设快速发展的形势下，隧道工程的施工质量与施工安全的问题显得尤为重要，尤其是在对隧道初期支护面进行土工布、防水板的施工时，对施工工艺以及施工质量的控制最为重要。在现有的施工工艺中，隧道初期支护完毕后需要先铺设土工布，然后再进行防水板的铺设，铺设时需要一次性铺挂整环，铺设台架一般都采用自行加工的简易式作业平台，且全程都是人工进行操作，由于土工布、防水板的整环整卷重量较大，施工是需要约6至7人同时操作，且由于土工布、防水板的材质较硬，人工铺挂时的平整度和松弛度基本没有保障，人为作业不确定因素较大，给后期进行衬砌施工时留下很多的施工质量隐患，最为明显的就是造成防水板的撕裂和因为防水板的鼓包而造成的衬砌空洞等问题。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明的目的是提供一种可以保证隧道铺设隔离层时的平整度和松弛度的隧道防水材料自动铺挂施工台车。

为了实现上述目的，本发明提供一种隧道防水材料自动铺挂施工台车，包括台架和轮胎，轮胎的数量至少为4个且可转动地均匀的安装在台架底部，其中，隧道防水材料自动铺挂施工台车还包括驱动系统、执行机构、安置机构和主控台，主控台安装在台架中央位置，驱动系统包括驱动电机和油泵，驱动电机安装在台架上，驱动电机与主控台第一面邻接，油泵安装在台架上，油泵与主控台第二面邻接，执行机构包括摇臂主轴、第一伸缩杆、第二伸缩杆、顶推梁和顶推杆，驱动电机驱动摇臂主轴，第一伸缩杆的第一端固定安装在摇臂主轴的第一端，第二伸缩杆的第一端固定安装在摇臂主轴的第二端，顶推梁的第一端与第一伸缩杆第二端固定连接，顶推梁的第二端与第二伸缩杆第二端固定连接，顶推杆数量至少为3个，顶推杆安装在顶推梁上，安置机构包括安置梁，安置梁一端固定安装在第一伸缩杆上，另一端固定安装在第二伸缩杆上。

由以上方案可见，土工布或防水板安装在安置梁上，当油泵对第一伸缩杆和第二伸缩杆施加正压时，第一伸缩杆和第二伸缩杆同时带动安置梁、顶推梁和顶推杆沿伸缩杆的推程方向运动并逐渐接近初期支护面，当顶推杆接触到初期支护面时，油泵停止工作，第一伸缩杆和第二伸缩杆停止运动，同时顶推杆抵住土工布或防水板，当驱动电机工作时，驱动电机驱动摇臂主轴转动，土工布或防水板在顶推杆和初期支护面的摩擦力作用下，沿隧道初期支护面均匀的铺设在初期支护面上，同时人工对土工布或防水板进行固定，安置梁、顶推梁、顶推杆、第一伸缩杆和第二伸缩杆在摇臂主轴作用下沿隧道周壁运动，当沿隧道周壁运动到隧道直径减小方向时，油泵对第一伸缩杆和第二伸缩杆施加负压，使得第一伸缩杆和第二伸缩杆沿回程方向运动，当沿隧道周壁运动到隧道直径增大方向时，油泵对第一伸缩杆和第二伸缩杆施加正压，使得第一伸缩杆和第二伸缩杆沿推程方向运动，保证隧道铺设隔离层时的平整度和松弛度，实现提高生产效率的同时保障施工安全和保障施工质量。

进一步的方案是，驱动系统还包括减速器，减速器的输入轴齿轮与驱动电机的输出轴固定连接，减速器的输出齿轮与摇臂主轴中部固定连接。

更进一步的方案是，隧道防水材料自动铺挂施工台车还包括制动器，制动器固定安装在台架上，制动器的制动机构与摆臂主轴连接。

更进一步方案是，执行机构还包括弹性件、顶推轮、第一主轴轴承和第二主轴轴承，弹性件安装在顶推梁内部，弹性件第一端与顶推梁内壁抵接，弹性件第二端与顶推杆底部抵接，顶推轮可转动地安装在顶推杆顶部，第一主轴轴承安装在摇臂主轴的第一端，第二主轴轴承安装在摇臂主轴的第二端，第一主轴轴承与第二主轴轴承固定安装在台架上。

更进一步的方案是，安置机构还包括安置滚轴、第一安置盘和第二安置盘，安置滚轴可转动地安装在安置梁上，第一安置盘固定安装在安置滚轴的第一端，第二安置盘固定安装在安置滚轴的第二端。

更进一步的方案是，第一伸缩杆还包括第一摇臂套管，第一摇臂套管设置在第一伸缩杆的第一端，第一摇臂套管固定安装在摇臂主轴的第一端，第一摇臂套管与第一主轴固定轴承邻接，第二伸缩杆还包括第二摇臂套管，第二摇臂套管设置在第二伸缩杆的第一端，第二摇臂套管固定安装在摇臂主轴的第二端，第二摇臂套管与第二主轴固定轴承邻接。

由以上方案可见，安装减速器可降低摇臂主轴的转动速度，使得铺设土工布或防水板更加均匀，安装制动器可以更好的控制摇臂主轴的起停，在顶推梁上安装弹性件可以使顶推杆适应凹凸不平的初期支护面，使得土工布或防水板更好的贴合初期支护面，在顶推杆上安装顶推轮和在安置梁上安装安置滚轴可以减小与土工布、防水板之间的摩擦，保障铺设时的顺畅度，同时第一安置盘和第二安置盘可以防止土工布或防水板在安置梁上滑动，安装第一主轴轴承和第二主轴轴承可以更好的减小摇臂主轴与台架之间的摩擦力，设置第一摇臂套管和第二摇臂套管保障了第一伸缩杆和第二伸缩杆与摇臂主轴的连接牢固性，进而保证隧道铺设隔离层时的平整度和松弛度。

更进一步的方案是，安置梁还包括第一安置斜撑和第二安置斜撑，第一安置斜撑设置在安置梁的第一端，第一安置斜撑固定安装在第一伸缩杆上，第二安置斜撑设置在安置梁的第二端，第二安置斜撑固定安装在第二伸缩杆上。

更进一步的方案是，安置梁还包括第一梁固定卡扣和第二梁固定卡扣，第一梁固定卡扣设置在第一安置斜撑上，安置梁的第一端固定在第一安置斜撑与第一梁固定卡扣上，第二梁固定卡扣设置在第二安置斜撑上，安置梁的第二端固定在第二安置斜撑与第二梁固定卡扣上。

由以上方案可见，第一安置斜撑和第二安置斜撑使得安置梁与第一伸缩杆、第二伸缩杆存在一定角度，减小铺设时土工布、防水板与安置梁之间的摩擦力，梁固定卡扣可以实现对安置梁的固定，同时也便于拆卸更换土工布、防水板。

更进一步的方案是，隧道防水材料自动铺挂施工台车还包括台车固定斜撑，台车固定斜撑的一端可转动地安装在台架底部。

更进一步的方案是，隧道防水材料自动铺挂施工台车还包括驾驶台，驾驶台固定安装在台架上，驾驶台与主控台邻接。

由以上方案可见，在台架上安装台车固定斜撑，有效的保障铺设土工布或防水板时施工台车稳定性，防止铺设时造成铺设不均匀的情况，驾驶台可以更准确控制施工台车的前进方向和更好的对主控台进行控制，进而保障隧道铺设隔离层时的平整度和松弛度。

附图说明

图1是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的使用状态参考图。

图2是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的左视图。

图3是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的驱动电机、减速器、摇臂主轴和制动器的安装示意图。

图4是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的俯视图。

图5是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的顶推梁、弹性件、顶推杆和顶推轮的安装示意图。

图6是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的第一安置斜撑、梁固定卡扣和安置梁的安装示意图。

图7是图4的A处局部放大图。

图8是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的第一状态图。

图9是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的第二状态局部剖视图。

图10是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的第三状态局部剖视图。

图11是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的第四状态局部剖视图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

隧道防水材料自动铺挂施工台车实施例：

参照图1，图1是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的使用状态参考图, 隧道防水材料自动铺挂施工台车1包括台架11、轮胎12、驱动系统2、执行机构3、主控台4、安置机构5、制动器6、驾驶台7和台车固定斜撑8。

参照图2、图3和图4，图2是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的左视图，图3是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的驱动电机、减速器、摇臂主轴和制动器的安装示意图，图4是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的俯视图。轮胎12数量至少为4个且可转动地安装在台架11的底部，台车固定斜撑8的数量至少为4个，台车固定斜撑8可转动地安装在台架11底部且位于轮胎12的一侧，主控台4、驾驶台7固定安装在台架11的中央位置（见图4），驾驶台7设置在主控台4的一侧，驱动系统2包括驱动电机21、减速器22和油泵23，驱动电机21和油泵23固定安装在台架11上，驱动电机21与主控台4的第一面邻接，油泵23与主控台4第一面相邻的第二面邻接，减速器22的输入轴齿轮与驱动电机21的输出轴固定连接（见图3），执行机构3包括摇臂主轴31、主轴轴承321、主轴轴承322、伸缩杆331、伸缩杆332、顶推梁34、顶推梁35、弹性件36、顶推轮37、摇臂套管381和摇臂套管382，摇臂主轴31的中部与减速器22的输出齿轮固定连接（见图3），制动器6安装在台架11上且位于减速器22的一侧，制动器6的制动机构与摇臂主轴31可转动地连接，主轴轴承321和主轴轴承322固定安装在台架11的两侧上，主轴轴承321可转动地安装在摇臂主轴31的第一端，主轴轴承322可转动地安装在摇臂主轴31的第二端，摇臂套管381的一侧通过螺栓固定安装在摇臂主轴31的第一端，摇臂套管381的另一侧与主轴轴承321邻接，伸缩杆331的第一端通过螺栓固定安装在摇臂套管381上，摇臂套管382的一侧通过螺栓固定安装在摇臂主轴31的第二端，摇臂套管382的另一侧与主轴轴承322邻接，伸缩杆332的第一端通过螺栓固定安装在摇臂套管382上，顶推梁34的第一端通过螺栓固定安装在伸缩杆331的第二端上，顶推梁34的第二端通过螺栓固定安装在伸缩杆332的第二端上。

参照图5，图5是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的顶推梁、弹性件、顶推杆和顶推轮的安装示意图。结合图3和图4，顶推杆35可滑动地安装在顶推梁34上，顶推梁34上设置有至少3个槽部341，弹性件36安装槽部341内，弹性件341的第一端与槽部341内壁的一端抵接，弹性件341的第二端与顶推杆35的底部抵接，顶推杆35的顶部可转动地安装有顶推轮37。

参照图6和图7，图6是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的第一安置斜撑、第一梁固定卡扣和安置梁的安装示意图，图7是图4的A处局部放大图。结合图3和图4，安置机构5包括安置梁51、安置滚轴52、安置盘53和安置盘54，安置梁51包括安置斜撑511、安置斜撑523、梁固定卡扣513和梁固定卡扣514，安置斜撑511固定安装在伸缩杆331的推杆上，安置斜撑512固定安装在伸缩杆332的推杆上，安置斜撑511的一端设置有梁固定卡扣513（见图6），安置斜撑512的一端设置有梁固定卡扣514，安置梁51的第一端可转动地安装在安置斜撑511和梁固定卡扣513上，安置梁51的第二端可转动地安装在安置斜撑512和梁固定卡扣514上，安置滚轴52（见图7）通过螺栓固定安装在安置梁51上，安置盘53固定安装在安置滚轴52的一端，安置盘54固定安装在安置滚轴52的另一端。

参照图8、图9、图10和图11。图8是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的第一状态图，图9是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的第二状态局部剖视图，图10是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的第三状态局部剖视图，图11是本发明隧道防水材料自动铺挂施工台车的第四状态局部剖视图。结合图2，当隧道的初期支护面14施工完毕后，需要对初期支护面14进行隔离层铺设，隔离层大多为土工布或防水板，隔离层安装在安置滚轴32上，并通过安置滚轴52两端的安置盘53和安置盘54进行固定，当需要进行隔离层铺设时，通过驾驶台7控制隧道防水材料自动铺挂施工台车1进入隧道中，当隧道防水材料自动铺挂施工台车1行驶到需要施工的隧道段时，通过驾驶台7控制隧道防水材料自动铺挂施工台车1停止进行，同时通过主控台4控制台车固定斜撑8向隧道底部的接近仰拱13的方向进行延伸，当台车固定斜撑8接触并顶到仰拱13时，台车固定斜撑8停止延伸，完成对隧道防水材料自动铺挂施工台车1的固定，防止施工中隧道防水材料自动铺挂施工台车1发生移动而影响隧道铺设隔离层时的平整度和松弛度,当隧道防水材料自动铺挂施工台车1固定后，通过主控台4控制油泵23同时对伸缩杆331和伸缩杆332进行相同流量正压供油，使伸缩杆331和伸缩杆332带动顶推梁34、安置梁51沿伸缩杆推程方向前进并接近初期支护面14，当顶推轮37接触到初期支护面14并对弹性件36进行一定压缩储能时，主控台4控制油泵23同时停止对伸缩杆331和伸缩杆332供油，伸缩杆331和伸缩杆332停止前进，同时通过主控台4控制驱动电机21驱动减速器23，减速器23输出齿轮带动摇臂主轴31沿初期支护面14的周向逆时针转动，通过顶推轮37和初期支护面14间的摩擦力，使得隔离层（土工布或防水板）带动安置梁51上的安置滚轴52转动，同时实现将安置滚轴52上的隔离层铺设在初期支护面14上，主控台4继续控制驱动电机21使摇臂主轴31绕初期支护面14的周向做逆时针转动，隔离层被依次铺设在初期支护面14上，由于初期支护面14表面凹凸不平，当顶推轮37接触到凸起的墙面时，顶推轮37向伸缩杆回程方向运动，同时继续对弹性件压缩储能，当顶推轮37接触到凹下的墙面时，顶推轮37在弹性件的反正用力下沿伸缩杆推程方向前进。

当摇臂主轴31带动顶推梁37、安置梁51逐渐接近隧道初期支护面14顶部时（见图9和图10），由于初期支护面14顶部直径变小，通过主控台4控制控制油泵23同时对伸缩杆331和伸缩杆332进行相同流量负压供油，使伸缩杆331和伸缩杆332带动顶推梁34、安置梁51沿伸缩杆回程方向回退一定行程，弹性件36依旧处于压缩储能状态，当摇臂主轴31带动顶推梁37、安置梁51逐渐远离隧道初期支护面14顶部时（见图11），由于初期支护面14顶部直径变大，通过主控台4控制控制油泵23同时对伸缩杆331和伸缩杆332进行相同流量正压供油，使伸缩杆331和伸缩杆332带动顶推梁34、安置梁51沿伸缩杆推程方向前进一定行程，弹性件36依旧处于压缩储能状态。在隔离层铺设过程中需要对隔离层进行固定，操作工人可通过隧道防水材料自动铺挂施工台车1上的人工操作平台9依次对隔离层进行固定，防止隔离层脱离。

当完成本隧道段的初期支护面14的隔离层铺设后，通过主控台4控制制动器6对摇臂主轴31进行制动，同时控制驱动电机21控制摇臂主轴31回到初始位置，控制油泵23对伸缩杆331和伸缩杆332同时进行相同流量负压供油，使伸缩杆331和伸缩杆332带动顶推梁34、安置梁51沿伸缩杆回程方向回退并回到初始位置，控制台车固定斜撑8回退，解除对隧道防水材料自动铺挂施工台车1的固定，通过驾驶台7控制隧道防水材料自动铺挂施工台车1进入下一待施工隧道段进行相同施工作业。

由上可见，隧道防水材料自动铺挂施工台车1可根据隧道初期支护面14的不同周向进行适当的调节，同时在顶推梁34与顶推杆35中安装弹性件36，既可以对铺设隔离层过程起到缓冲作用，又可以适应凹凸不平的初期支护面14，进而保证隔离层铺挂时的平整度和松弛度,解决因为人工作业时由于操作不规范而导致给后期进行衬砌施工时留下施工质量隐患的问题，进而防止造成隧道施工后期防水板的撕裂和因为防水板的鼓包而造成的衬砌空洞等问题。

最后需要说明的是，本发明中不只局限于通过驾驶台控制隧道防水材料自动铺挂施工台车，诸如通过外部遥控设备对隧道防水材料自动铺挂施工台车进行控制等方法也在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.隧道防水材料自动铺挂施工台车，包括台架和轮胎，所述轮胎的数量至少为4个且可转动地均匀的安装在所述台架底部，其特征在于：

所述隧道防水材料自动铺挂施工台车还包括驱动系统、执行机构、安置机构和主控台，所述主控台安装在所述台架中央位置，

所述驱动系统包括：

驱动电机，所述驱动电机安装在所述台架上，所述驱动电机与所述主控台的第一面邻接；

油泵，所述油泵安装在所述台架上，所述油泵与所述主控台的第二面邻接；

所述执行机构包括弹性件、顶推轮、第一主轴轴承和第二主轴轴承；

所述执行机构还包括：

摇臂主轴，所述驱动电机驱动所述摇臂主轴；

第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的第一端固定安装在所述摇臂主轴的第一端，所述第一伸缩杆与所述第一主轴轴承邻接；

第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的第一端固定安装在所述摇臂主轴的第二端，所述第二伸缩杆与所述第二主轴轴承邻接；

顶推梁，所述顶推梁的第一端与所述第一伸缩杆的第二端固定连接，所述顶推梁的第二端与所述第二伸缩杆的第二端固定连接；

顶推杆，所述顶推杆数量至少为3个，所述顶推杆安装在所述顶推梁上；

所述弹性件安装在所述顶推梁内部，所述弹性件第一端与所述顶推梁内壁抵接，所述弹性件第二端与所述顶推杆底部抵接，所述顶推轮可转动地安装在所述顶推杆顶部，所述第一主轴轴承安装在所述摇臂主轴的第一端，所述第二主轴轴承安装在所述摇臂主轴的第二端，所述第一主轴轴承与所述第二主轴轴承固定安装在所述台架上；

所述安置机构包括：

安置梁，所述安置梁的第一端安装在所述第一伸缩杆上，所述安置梁的第二端安装在所述第二伸缩杆上。

2.根据权利要求1所述的隧道防水材料自动铺挂施工台车，其特征在于：

所述驱动系统还包括减速器，所述减速器的输入轴齿轮与所述驱动电机的输出轴固定连接，所述减速器的输出齿轮与所述摇臂主轴中部固定连接。

3.根据权利要求1所述的隧道防水材料自动铺挂施工台车，其特征在于：

所述隧道防水材料自动铺挂施工台车还包括制动器，所述制动器固定安装在所述台架上，所述制动器的制动机构与所述摇臂主轴连接。

4.根据权利要求1所述的隧道防水材料自动铺挂施工台车，其特征在于：

所述安置机构还包括安置滚轴、第一安置盘和第二安置盘，所述安置滚轴可转动地安装在所述安置梁上，所述第一安置盘固定安装在所述安置滚轴的第一端，所述第二安置盘固定安装在所述安置滚轴的第二端。

5.根据权利要求1所述的隧道防水材料自动铺挂施工台车，其特征在于：

所述第一伸缩杆还包括第一摇臂套管，所述第一摇臂套管设置在所述第一伸缩杆的第一端，所述第一摇臂套管固定安装在所述摇臂主轴的第一端，所述第一摇臂套管与所述第一主轴固定轴承邻接；

所述第二伸缩杆还包括第二摇臂套管，所述第二摇臂套管设置在所述第二伸缩杆的第一端，所述第二摇臂套管固定安装在所述摇臂主轴的第二端，所述第二摇臂套管与所述第二主轴固定轴承邻接。

6.根据权利要求1所述的隧道防水材料自动铺挂施工台车，其特征在于：

所述安置梁还包括第一安置斜撑和第二安置斜撑，所述第一安置斜撑设置在所述安置梁的第一端，所述第一安置斜撑固定安装在所述第一伸缩杆上，所述第二安置斜撑设置在所述安置梁的第二端，所述第二安置斜撑固定安装在所述第二伸缩杆上。

7.根据权利要求6所述的隧道防水材料自动铺挂施工台车，其特征在于：

所述安置梁还包括第一梁固定卡扣和第二梁固定卡扣，所述第一梁固定卡扣设置在所述第一安置斜撑上，所述安置梁的第一端固定在所述第一安置斜撑与所述第一梁固定卡扣上，所述第二梁固定卡扣设置在所述第二安置斜撑上，所述安置梁的第二端固定在所述第二安置斜撑与所述第二梁固定卡扣上。

8.根据权利要求6所述的隧道防水材料自动铺挂施工台车，其特征在于：

所述隧道防水材料自动铺挂施工台车还包括台车固定斜撑，所述台车固定斜撑的一端可转动地安装在所述台架底部。

9.根据权利要求1至8任一所述的隧道防水材料自动铺挂施工台车，其特征在于：

所述隧道防水材料自动铺挂施工台车还包括驾驶台，所述驾驶台固定安装在所述台架上，所述驾驶台设置在所述主控台一侧。