CN107756600A - 水泥管片圆弧面自动收水抹平装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水泥管片圆弧面收水抹平装置，包括龙门架、轨道梁、三维运动机构及收水机头，所述轨道梁架设于所述龙门架上，所述三维运动机构包括连接横梁、横向滑轨、安装架及升降机构，所述连接横梁的两端与所述轨道梁跨接并沿轨道梁进行纵向运动，所述横向滑轨固定于连接横梁上，所述安装架与横向滑轨滑移连接并沿横向滑轨进行横向运动，所述升降机构与安装架滑移连接以沿竖向进行升降运动；所述收水机头固定于升降机构的下端并随着三维运动机构在水泥管片圆弧面移动而进行收水抹平。通过上述技术手段，将人工收水抹平工作转化为机械收水抹平，大大提高了施工效率，同时本发明结构简单，制作材料易得，节约施工成本，具有较强的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及流水线管片生产技术领域，具体来说涉及一种水泥管片圆弧面自动收水抹平装置。
背景技术
盾构法是暗挖施工中的一种全机械化施工方法，具有施工速度快、隧道质量稳定、对周围建筑物影响较小等特点，该方法已被广泛应用，且相关技术发展也日益急进。盾构管片是盾构法施工的主要装配构件，管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。
在盾构管片制作中的一个关键工序便是混凝土管片的收水，当混凝土料进入钢模并且振捣完成后便由操作工对管片外弧面进行收水抹面工作，将混凝土表面拍实，并将多余的混凝土刮落，最后对混凝土表面进行抹面、收光等工序。混凝土管片的收水质量不仅影响到管片的外观质量，还会影响到管片外弧面的密实性从而影响到管片的抗渗性能。目前，该道工序由人工操作，需要耗费较大人力且质量不易保证。
发明内容
鉴于上述情况，本发明提供一种水泥管片圆弧面自动收水抹平装置，通过水泥管片自动抹平收水抹平装置自动对水泥管片圆弧面进行收水抹平，可以节省人工、提高效率、提升管片收水质量的稳定性。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种水泥管片圆弧面自动收水抹平装置，包括：
龙门架，包括支撑平台和支撑立柱，所述支撑平台具有相对的二第一框边与相对的二第二框边，所述第一框边与所述第二框边围设形成矩形方框，所述支撑立柱立于所述支撑平台下方；定义沿着所述第一框边延伸的方向为水平面上的纵向，沿着所述第二框边延伸的方向为水平面上的横向，沿着所述支撑立柱延伸的方向为竖向；
轨道梁，具有两组，相对的跨接于所述二相对的第二框边上；
三维运动机构，包括连接横梁、横向滑轨、安装架及升降机构，所述连接横梁的两端与所述两组轨道梁跨接并沿所述轨道梁进行纵向运动，所述横向滑轨设于所述连接横梁上，所述安装架与所述横向滑轨滑移连接并沿所述横向滑轨进行横向运动，所述升降机构的上半段与所述安装架滑移连接以沿竖向进行升降运动；
收水机头，通过安装连接件固定安装于所述升降机构的下端，令所述三维运动机构工作带动所述收水机头进行三维移动，所述收水机头沿所述水泥管片圆弧面位移进行收水抹平工作。
本发明实施例中，所述连接横梁上设有齿轮、齿条及伺服电机系统以驱动所述连接横梁沿所述两组轨道梁移动；
所述两组轨道梁的相对外侧上分别设有直线导轨，所述连接横梁的两端上设有滑块与所述直线导轨滑移组接；
所述横向滑轨包括横向滚珠丝杠及用以驱动所述横向滚珠丝杠工作的伺服电机系统，所述横向滚珠丝杠包括丝杠以及滑移组接于所述丝杠的滑块，所述安装架通过与所述滑块固接以进行横向运动；
所述升降机构包括连接架、固定于所述连接架中部的竖向滚珠丝杠和用以驱动所述竖向滚珠丝杠工作的伺服电机系统，所述竖向滚珠丝杠的上段与所述安装架滑移组接，所述安装架朝向所述连接架的两侧固定有二竖向滑轨，所述竖向滑轨上设置有滑块，所述滑块固定于所述连接架的两侧，所述竖向滚珠丝杠及伺服电机系统驱动所述连接架及其上的所述滑块在所述安装架的竖向滑轨上竖向移动，所述收水机头通过与所述连接架的下端固接以随所述竖向滚珠丝杠进行升降运动。
本发明实施例中，所述收水机头包括驱动机构、传动机构及抹平机构，所述传动机构轴接于所述驱动机构下方，所述抹平机构通过绳索穿置设于所述传动机构底部的第一吊耳与所述抹平机构上的第二吊耳伸缩连接于所述传动机构下方，所述驱动机构驱动所述传动机构做偏心转动，所述传动机构牵引驱动所述抹平机构对所述水泥管片圆弧面进行收水抹平。
本发明实施例中，所述驱动机构包括上部支撑板及调速电动机，所述调速电动机设于所述上部支撑板上，所述调速电动机具有一电动机输出轴。
本发明实施例中，所述传动机构包括传动板、第一偏心轮组件、第二偏心轮组件及第一吊耳，所述第一偏心轮组件设于所述传动板的中部、所述第二偏心轮组件设于所述传动板的两端，所述第二偏心轮组件能转动地固定连接于所述上部支撑板与所述传动板之间，所述电动机输出轴穿置并驱动所述第一偏心轮组件带动所述传动板偏心旋转，所述传动板的两端通过所述第二偏心轮组件组接牵引以相对于所述上部支撑板的两端偏心旋转；所述第一吊耳设于所述传动板底部。
本发明实施例中，所述抹平机构包括工作板及振动器，所述振动器固设于所述工作板上，所述振动器振动带动所述工作板产生振动。
本发明实施例中，所述工作板顶部设置有铰接轴及其支座，所述铰接轴的底端与所述支座枢接，所述支座固定于所述工作板上，所述传动板底部设置有连接套管，所述铰接轴的顶端能够上下位移地穿置于所述连接套管内。
本发明实施例中，所述工作板成形有抹平底面，所述工作板于所述抹平底面沿长边方向的相对两侧成形有二竖向面，所述竖向面与所述抹平底面之间具有斜面连接
本发明实施例中，所述安装连接件包括连接主板、垂直固定于所述连接主板中部的固定板及固定连接所述连接主板与所述固定板的支撑板，所述固定板通过螺栓水平固定于所述上部支撑板上，所述连接主板抵靠所述上部支撑板长边的边缘，所述连接主板上开设有多组孔洞与所述升降机构通过所述螺栓连接。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
(1)本发明水泥管片圆弧面自动收水抹平装置将人工抹平转为机械抹平，有利于提高工作效率，减少劳动力的投入。
(2)本发明通过电动机输出轴带动传动机构做偏心转动，进而所述传动机构将所述偏心传动传递给抹平机构对所述水泥管片圆弧面进行收水抹平，原理简单，制作材料易得，成本低廉，具有较强的实用性。
(3)本发明运动机构可实现三个自由度的移动，将所述收水机头移动至水泥管片圆弧面的任意位置，有利于将收水抹平工作覆盖到水泥管片圆弧面的任意位置，提高管片质量。
(4)本发明收水机头上设置有振动器，可以使工作板在工作过程中产生一定的振动，从而提高收水抹平的质量。
附图说明
图1是本发明水泥管片圆弧面自动收水抹平装置的立体结构示意图。
图2是本发明水泥管片圆弧面自动收水抹平装置的主视示意图。
图3是本发明水泥管片圆弧面自动收水抹平装置的侧视示意图。
图4是本发明水泥管片圆弧面自动收水抹平装置的俯视示意图。
图5是本发明收水机头的立体结构示意图。
图6是本发明收水机头的主视示意图。
图7是本发明收水机头的侧视示意图。
图8是本发明收水机头的俯视示意图。
图9是图6中1-1的剖视示意图。
图10是图6中2-2的剖视示意图。
图11是图6中3-3的剖视示意图。
图12是图1中S1处的局部示意图。
图13是本发明升降机构与收水机头连接结构示意图。
附图标记与部件的对应关系如下：
龙门架1；支撑立柱11；第一框边12；第二框边13；垫片14；支撑块15；轨道梁2；直线导轨21；连接横梁31；滑块311；横向滑轨32；丝杠321；滑块322；安装架33；竖向滑轨331；升降机构34；连接架341；滚珠丝杠342；滑块343；收水机头4；驱动机构41；支撑板411；调速电动机412；电动机输出轴413；传动机构42；传动板421；第一偏心轮组件 422；第一偏心轮4221；轴承4222；轴承座4223；第二偏心轮组件423；从动轴4230；第二偏心轮4231；下部轴承4232；下部轴承座4233；上部轴承4234；上部轴承座4235；连接套管424；第一吊耳425；抹平机构43；工作板431；振动器432；铰接轴433；支座434；第二吊耳435；耐磨钢垫板436；塑料垫板437；水泥管片圆弧面5；安装连接件6；连接主板61；固定板62；支撑板63；隔振垫7。
具体实施方式
为利于对本发明的了解，以下结合附图进行说明。
请参阅图1至图4，本发明提供一种水泥管片圆弧面自动收水抹平装置，其包括龙门架1、轨道梁2、三维运动机构及收水机头4，所述轨道梁 2架设于所述龙门架1上，所述三维运动机构可将所述收水机头4移动至水泥管片圆弧面5的任意位置，所述收水机头4在所述水泥管片圆弧面5 进行收水抹平工作。其中：
如图1所示，所述龙门架1包括支撑平台和支撑立柱11，所述支撑平台具有相对的二第一框边12与相对的二第二框边13，所述第一框边12 与所述第二框边13围设形成矩形方框，所述支撑立柱11立于所述支撑平台下方。定义沿着所述第一框边12延伸的方向为水平面上的纵向，沿着所述第二框边13延伸的方向为水平面上的横向，沿着所述支撑立柱11延伸的方向为竖向；
较优地，所述支撑立柱11与所述第一框边之间设置有垫片14，所述支撑立柱11底部设置有垫片14，所述第二框边13与所述支撑立柱11之间设置有支撑块15，所述支撑块15的其中一个侧面固定于所述支撑立柱 11上，所述支撑块15的另一个侧面固定于所述第二框边13的底部，较优地，所述支撑块15的纵截面呈直角三角形。
所述轨道梁2具有两组，相对的跨接于所述二相对的第二框边13上。
如图1所示所述三维运动机构包括连接横梁31、横向滑轨32、安装架33及升降机构34，所述连接横梁31的两端与所述两组轨道梁2跨接并沿所述轨道梁2进行纵向运动，所述横向滑轨32设于所述连接横梁31上，所述安装架33与所述横向滑轨32滑移连接并沿所述横向滑轨32进行横向运动，所述升降机构34的上半段与所述安装架33滑移连接以沿竖向进行升降运动；
所述连接横梁31上设有齿轮、齿条及伺服电机系统(图未示)以驱动所述连接横梁31沿所述两组轨道梁2移动。
所述两组轨道梁2的相对外侧上分别设有直线导轨21，所述连接横梁31的两端上设有滑块311与所述直线导轨21滑移组接。
如图12所示，所述横向滑轨32包括横向滚珠丝杠及用以驱动所述横向滚珠丝杠工作的伺服电机系统，所述横向滚珠丝杠包括丝杠321以及滑移组接于所述丝杠的滑块322，所述安装架33通过与所述滑块322固接以进行横向运动。
请参阅图1、图13所示，所述升降机构34连接架341、固定于所述连接架中部的竖向滚珠丝杠和用以驱动所述竖向滚珠丝杠工作的伺服电机系统，所述竖向滚珠丝杠342的上段与所述安装架33滑移组接，所述安装架33朝向所述连接架341的两侧固定有二竖向滑轨331，所述竖向滑轨331 上设置有滑块343，所述滑块343固定于所述连接架341的两侧，所述竖向滚珠丝杠342及伺服电机系统驱动所述连接架341及其上的所述滑块343在所述安装架33的竖向滑轨331上竖向移动，所述收水机头通过与所述连接架341的下端固接以随所述竖向滚珠丝杠342进行升降运动。
本发明实施例中，所述连接架341呈“H”形，具有相对的二侧板及横向连接所述二侧板的横板，所述竖向滚珠丝杠342通过所述横板与所述连接架341固定。
所述收水机头4通过安装连接件6固定安装于所述升降机构34的下端，令所述三维运动机构工作带动所述收水机头4进行三维移动，所述收水机头4沿所述水泥管片圆弧面5位移进行收水抹平工作。
本发明实施例中，所述安装连接件6成形有一连接主板61和一固定板 62，所述固定板62垂直固定于所述连接主板61的中部，所述固定板62 通过螺栓水平固定于所述上部支撑板411上，所述连接主板61抵靠所述上部支撑板411的边缘，所述连接主板61上开设有多组孔洞以便于所述连接主板61与所述升降机构34的下方固定连接。
较优地，所述安装连接件6还包括二相对的支撑板63，所述二支撑板63的一端固定于所述主板61，所述二支撑板63的另一端固定于所述固定板62，较优地，所述二支撑板63的纵截面呈直角三角形，所述直角三角形的其中一条直角边固定于所述连接主板61，所述直角三角形的另一条直角边固定于所述固定板62。
请参阅图5、6、7、8所示，所述收水机头4包括驱动机构41、传动机构42及抹平机构43，所述驱动机构41包括上部支撑板411及调速电动机412，所述调速电动机412设于所述上部支撑板411上，所述调速电动机412具有一电动机输出轴413。
如图6、图9所示，所述传动机构42轴接于所述驱动机构41下方，所述传动机构42包括传动板421、第一偏心轮组件422、第二偏心轮组件 423，所述第一偏心轮组件422设于所述传动板421的中部、所述第二偏心轮组件423设于所述传动板421的两端，所述第二偏心轮组件能转动地固定连接于所述上部支撑板411与所述传动板421之间。如图10所示，所述电动机输出轴413穿置并驱动所述第一偏心轮组件422带动所述传动板 421偏心旋转，所述传动板421的两端通过所述第二偏心轮组件423组接牵引以相对于所述上部支撑板411的两端偏心旋转；
如图9、图10所示，所述第一偏心轮组件包括第一偏心轮4221、设于所述第一偏心轮4221外部的第一轴承4222及设于所述第一轴承4222 外部的第一轴承座4223，所述第一偏心轮4221具有偏心设置的驱动孔及传动孔，所述电动机输出轴413穿置固定于所述驱动孔内，所述第一轴承座4223固设于所述传动板421上且内部设有第一传动轴与所述传动孔穿置连接，令所述第一偏心轮4221通过所述电动机输出轴413驱动转动，经设有所述第一传动轴并固设于所述传动板上的所述第一轴承座4223牵引，使所述电动机输出轴413的旋转运动转化成所述传动板421的水平方向的偏心转动。
所述第二偏心轮组件423包括从动轴4230、固设于所述上部支撑板 411底部的上轴承座4231及固设于所述传动板421上的下轴承座4232，所述从动轴4230能转动的固定连接于所述上轴承座4231与所述下轴承座 4232，所述上轴承座4231内设有上轴承4233，所述下轴承座4232内设有第二偏心轮4234以及套设于所述第二偏心轮4234外部的下轴承4235，所述第二偏心轮4234具有偏心设置的驱动孔及传动孔，所述从动轴4230的下端穿置固定于所述驱动孔内，所述下轴承座4232内部设有第二传动轴与所述传动孔穿置连接，令所述第二偏心轮组件423通过所述第一偏心轮组件422及所述传动板421驱动，经设有所述第二传动轴并固设于所述传动板421上的下轴承座4232牵引，使所述传动板421两端的第二偏心轮组件 423相对所述上部支撑板411做偏心转动。
参阅图6、图7、图11所示，所述抹平机构43包括工作板431及振动器432，所述振动器432设于所述工作板431上，所述振动器432可以使工作板431在工作过程中产生一定的振动，从而提高收水抹平的质量，较优地，所述轨道梁2与所述第二框边13之间设置有隔振垫7增加本发明水泥管片圆弧面自动收水抹平装置的稳定性。所述工作板431顶部设置有铰接轴433及其支座434，所述铰接轴433与其支座434枢接，所述支座 434固定于所述工作板431上，所述传动板421底部设置有连接套管424，所述铰接轴433的顶端能够上下位移地穿置于所述连接套管424内并在所述连接套管424内随着水泥管片圆弧面5高度的不同而上下移动，以平衡运动机构在收水抹平过程中产生的运动误差，提高收水抹平的质量。
本发明实施例中，所述工作板431成形有抹平底面，所述工作板431 于所述抹平底面沿长边方向的相对两侧成形有二竖向面，所述竖向面与所述抹平底面之间具有斜面连接。
如图6所示，所述传动机构42的传动板421底部设置有第一吊耳425，所述抹平机构43的工作板431顶部设置有第二吊耳435，所述第一吊耳425 与所述第二吊耳435通过穿置绳索(图未示)使所述传动机构43与所述抹平机构43伸缩连接。
如图6所示，所述工作板431底部设置有耐磨钢垫板436，所述耐磨钢垫板436与所述工作板431通过螺钉固定连接，在进行收水抹平过程中，所述耐磨钢垫板436与所述水泥管片圆弧面5接触，有利于提高所述工作板431的耐磨程度，延长工作板431的使用寿命。较优地，所述工作板431 底部还设有塑料垫板437，所述塑料垫板437通过螺钉与所述工作板431 固定，所述塑料垫板437设于所述耐磨钢垫板436的两端。所述塑料垫板 437的设置则是故意降低工作板431两侧的硬度，以保护水泥钢模两侧的基准面不被磨损。这里，塑料垫板437寿命较短，需要定期更换。
本发明通过搭设龙门架1，在所述龙门架内1设置三维运动机构带动收水机头4移动，令所述收水机头4的驱动机构41驱动所述传动机构42 做偏心转动，所述传动机构42将所述偏心转动传递给所述抹平机构43，所述抹平机构43对所述水泥管片圆弧面进行收水抹平。此种工作模式将水泥管片圆弧面5的人工进行的收水抹平工作转化为机械收水抹平，大大提高了施工效率、减轻工人负担，同时本发明水泥管片圆弧面收水抹平装置结构简单，制作材料易得，大大地节约施工成本，具有较强的实用性。
以上结合附图对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种水泥管片圆弧面自动收水抹平装置，其特征在于，包括：
龙门架，包括支撑平台和支撑立柱，所述支撑平台具有相对的二第一框边与相对的二第二框边，所述第一框边与所述第二框边围设形成矩形方框，所述支撑立柱立于所述支撑平台下方；定义沿着所述第一框边延伸的方向为水平面上的纵向，沿着所述第二框边延伸的方向为水平面上的横向，沿着所述支撑立柱延伸的方向为竖向；
轨道梁，具有两组，相对的跨接于所述二相对的第二框边上；
三维运动机构，包括连接横梁、横向滑轨、安装架及升降机构，所述连接横梁的两端与所述两组轨道梁跨接并沿所述轨道梁进行纵向运动，所述横向滑轨设于所述连接横梁上，所述安装架与所述横向滑轨滑移连接并沿所述横向滑轨进行横向运动，所述升降机构的上半段与所述安装架滑移连接以沿竖向进行升降运动；
收水机头，通过安装连接件固定安装于所述升降机构的下端，令所述三维运动机构工作带动所述收水机头进行三维移动，所述收水机头沿所述水泥管片圆弧面位移进行收水抹平工作。
2.根据权利要求1所述的水泥管片圆弧面自动收水抹平装置，其特征在于，
所述连接横梁上设有齿轮、齿条及伺服电机系统以驱动所述连接横梁沿所述两组轨道梁移动；
所述两组轨道梁的相对外侧上分别设有直线导轨，所述连接横梁的两端上设有滑块与所述直线导轨滑移组接；
所述横向滑轨包括横向滚珠丝杠及用以驱动所述横向滚珠丝杠工作的伺服电机系统，所述横向滚珠丝杠包括丝杠以及滑移组接于所述丝杠的滑块，所述安装架通过与所述滑块固接以进行横向运动；
所述升降机构包括连接架、固定于所述连接架中部的竖向滚珠丝杠和用以驱动所述竖向滚珠丝杠工作的伺服电机系统，所述竖向滚珠丝杠的上段与所述安装架滑移组接，所述安装架朝向所述连接架的两侧固定有二竖向滑轨，所述竖向滑轨上设置有滑块，所述滑块固定于所述连接架的两侧，所述竖向滚珠丝杠及伺服电机系统驱动所述连接架及其上的所述滑块在所述安装架的竖向滑轨上竖向移动，所述收水机头通过与所述连接架的下端固接以随所述竖向滚珠丝杠进行升降运动。
3.根据权利要求1所述的水泥管片圆弧面自动收水抹平装置，其特征在于，所述收水机头包括驱动机构、传动机构及抹平机构，所述传动机构轴接于所述驱动机构下方，所述抹平机构通过绳索穿置设于所述传动机构底部的第一吊耳与所述抹平机构上的第二吊耳伸缩连接于所述传动机构下方，所述驱动机构驱动所述传动机构做偏心转动，所述传动机构牵引驱动所述抹平机构对所述水泥管片圆弧面进行收水抹平。
4.根据权利要求3所述的水泥管片圆弧面自动收水抹平装置，其特征在于，所述驱动机构包括上部支撑板及调速电动机，所述调速电动机设于所述上部支撑板上，所述调速电动机具有一电动机输出轴。
5.根据权利要求4所述的水泥管片圆弧面自动收水抹平装置，其特征在于，所述传动机构包括传动板、第一偏心轮组件、第二偏心轮组件及第一吊耳，所述第一偏心轮组件设于所述传动板的中部、所述第二偏心轮组件设于所述传动板的两端，所述第二偏心轮组件能转动地固定连接于所述上部支撑板与所述传动板之间，所述电动机输出轴穿置并驱动所述第一偏心轮组件带动所述传动板偏心旋转，所述传动板的两端通过所述第二偏心轮组件组接牵引以相对于所述上部支撑板的两端偏心旋转；所述第一吊耳设于所述传动板底部。
6.根据权利要求3所述的水泥管片圆弧面自动收水抹平装置，其特征在于，所述抹平机构包括工作板及振动器，所述振动器固设于所述工作板上，所述振动器振动带动所述工作板产生振动。
7.根据权利要求6所述的水泥管片圆弧面自动收水抹平装置，其特征在于，所述工作板顶部设置有铰接轴及其支座，所述铰接轴的底端与所述支座枢接，所述支座固定于所述工作板上，所述传动板底部设置有连接套管，所述铰接轴的顶端能够上下位移地穿置于所述连接套管内。
8.根据权利要求6所述的水泥管片圆弧面自动收水抹平装置，其特征在于，所述工作板成形有抹平底面，所述工作板于所述抹平底面沿长边方向的相对两侧成形有二竖向面，所述竖向面与所述抹平底面之间具有斜面连接。
9.根据权利要求4所述的水泥管片圆弧面自动收水抹平装置，其特征在于，所述安装连接件包括连接主板、垂直固定于所述连接主板中部的固定板及固定连接所述连接主板与所述固定板的支撑板，所述固定板通过螺栓水平固定于所述上部支撑板上，所述连接主板抵靠所述上部支撑板长边的边缘，所述连接主板上开设有多组孔洞与所述升降机构通过所述螺栓连接。
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