CN108560476B - 一种土工布卷放装置和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种土工布卷放装置，其中：该土工布卷放装置包括土工布卷筒，支架；所述支架包括主支架和分别活动连接在主支架两侧边的两个张合臂：第一张合臂和第二张合臂；所述土工布卷筒分别与两个张合臂相连接；所述土工布卷筒与两个张合臂为可拆卸式连接。本发明还提供包括土工布卷放装置和行走动力的土工布卷放设备。本发明的土工布卷放装置和设备实现了土工布的卷和放的自动化，大大提高了工作效率。同时，通过一人操作土工布卷放设备即可，节约了人力成本。

Description

一种土工布卷放装置和设备

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，特别是涉及工程施工中用来铺摊和收卷土工布的土工布卷放装置和设备。

背景技术

在四川省雅江县两河口电站大坝主体工程施工中，由于每年12月至次年3月夜间气温抵达0度至-12度，大坝芯墙填土白天碾压实后为防止冻松要在傍晚覆盖一层4毫米左右厚的二膜一布土工布进行保温，第二天上午再次填土前又需全部掀开，每天如此，土工布的尺寸采用6M宽×100M长，重量约600KG，芯墙的表面积是随着大坝主体的升高而有所变化的，从6000多平米至20000多平米，工期自2016年至2022年。

目前在国内尚未找到合适的满足以上条件的产品或装置，为达到工程施工目的，在施工中以7500平米为例：傍晚时需25人加一台装载机和一台挖掘机进行4个小时的覆盖作业，第二天早晨又需45人加二台装载机进行1.5小时的折叠收起作业，采用这样的传统人工加机械作业不仅效率低，成本也非常高。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构设计合理、拆装便捷、提高土工布卷放效率的可实现自动化卷放土工布的装置和设备。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种土工布卷放装置，其中，该土工布卷放装置包括土工布卷筒，支架；所述支架包括主支架和分别活动连接在主支架两侧边的两个张合臂：第一张合臂和第二张合臂；所述土工布卷筒分别与两个张合臂相连接；所述土工布卷筒与两个张合臂为可拆卸式连接。

一些优选的实施方式中，所述土工布卷筒为中部圆筒形、两端为圆锥形结构。

一些优选的实施方式中，所述土工布卷筒中部圆筒形端部周向设有两个及以上的具有尖顶的凸块；所述凸块邻近连接第一张合臂的圆锥形端部。

一些优选的实施方式中，所述土工布卷筒中部圆筒形与圆锥形连接处具有土工布挡盘。档盘用于将土工布限定在卷筒的中部区域。

一些优选的实施方式中，张合臂通过绞接座和铰接销连接在主支架侧边。

一些优选的实施方式中，支架还包括限位块，所述限位块连接在主支架和张合臂连接处。一些优选的实施方式中，限位块为直角三角形结构，其直角的两边分别连接在主支架和张合臂上，从而，使张合臂不能向支架内部过度合拢，限定了两个张合臂之间的距离，使装载在张合臂之间土工布卷筒不会因过度压合连接而难卸载。

一些优选的实施方式中，所述张合臂端部连接有轮毂；轮毂的内轴具有圆锥形孔洞。

通过土工布卷筒的圆锥形端部与轮毂内轴的圆锥形空洞的配合，使二者之间的连接与拆卸变得更方便和灵活，大大提高土工布卷筒的更换效率。

一些优选的实施方式中，所述第一张合臂端部轮毂的内轴设有一个具有尖顶的凸起；当土工布卷筒圆锥形端部插入第一张合臂端部轮毂内轴的圆锥形孔洞内时，凸起滑入到两个凸块的间距内卡合。

通过凸起与凸块的配合，使第一张合臂端部的轮毂内轴与土工布卷筒连接更牢固，为后续轮毂内轴带动土工布卷筒的转动及稳定性提供了保障。

一些优选的实施方式中，还包括连接在两个张合臂上的张合油缸；所述张合油缸控制两个张合臂的张合。

张合臂活动连接在主支架上，通过张合油缸的控制使张合臂相对于主支架可以张开和合拢，也即是使连接在第一张合臂和张合臂上的土工布卷筒可以被很方便的拆卸和装上，从而方便土工布卷筒的更换，并使土工布卷筒的搬运更方便快捷。

一些优选的实施方式中，还包括连接在第一张合臂端轮毂内轴上的液压马达；所述液压马达控制第一张合臂端轮毂内轴的转动。一些具体的实施例中，液压马达采用行星液压马达，能够自如的控制0-300转的转速并实现快慢可控。

另一方面，本发明还提供如下的技术方案：

一种土工布卷放设备，包括一种土工布卷放装置，该装置包括土工布卷筒，支架；所述支架包括主支架和分别连接在主支架两侧边的两个张合臂：第一张合臂和第二张合臂；所述土工布卷筒分别与两个张合臂相连接；所述土工布卷筒与两个张合臂为可拆卸式连接；所述设备还包括可行走的动力装置；可行走的动力装置包括可以上下运动的动臂；所述土工布卷放装置的支架连接在动臂上。

一些优选的实施方式中，所述张合臂端部具有轮毂；轮毂的内轴具有圆锥形孔洞；土工布卷筒为中部圆筒形、两端为圆锥形结构；所述通过张合臂合拢，使土工布卷筒的圆锥形端部插入轮毂内轴圆锥形孔洞，使土工布卷筒与张合臂夹持连接；所述通过张合臂张开，使土工布卷筒的圆锥形端部脱离轮毂内轴圆锥形孔洞，使土工布卷筒与张合臂脱卸。

一些优选的实施方式中，土工布卷放装置还包括连接在张合臂上的张合油缸，所述张合油缸控制张合臂的张合；所述张合油缸连接在可行走的动力装置的油压系统上。

一些优选的实施方式中，土工布卷放装置还包括连接在第一张合臂端轮毂上的液压马达；液压马达连接在可行走的动力装置的液压系统上。

本发明中，利用可行走的动力装置提供机动性及动力系统，在在动力装置上连接土工布卷放的工作装置，成为土工布卷放设备。其中，根据施工环境为大面积平坦地面这一特性适用于宽体支架作为工作装置的结构件优势，再按照机动、灵活、方便、高效的设计思路，结合土工布尺寸、重量参数及覆盖、卷放要求计算全面积的作业时间，再设计作业装置结构件的型式和液压系统的配置，最终形成本发明的土工布卷放装置。

有益效果

本发明的土工布卷放装置和设备实现了土工布的卷和放的自动化，大大提高了工作效率。同时，通过一人操作土工布卷放设备即可，节约了人力成本。

附图说明

图1为土工布卷放设备结构示意图。

图2为土工布卷放设备结构另一示意图。

图3为土工布卷放装置的部分结构示意图。

图4为土工布卷筒与张合臂连接示意图。

图5为主支架结构示意图。

图6为土工布卷筒圆锥形端部以及圆筒上凸块与第一张合臂的轮毂内轴的圆锥形空洞以及凸起配合连接示意图。

图7为支架示意图。

图8为支架另一示意图。

图9为土工布卷放设备的液压油路图。

附图标记说明：

土工布卷放设备200，土工布卷放装置100，支架110，土工布卷筒120，圆锥形端部121，圆筒形中部122，主支架111，下固定座1112，上固定座1111，第一张合臂112，张合臂113，轮毂114，液压马达130，张合油缸140，可行走的动力装置300，动臂310，限位块150，铰接座115，铰接销116，土工布挡盘123，内轴117，圆锥形孔洞118，土工布卷筒端上凸块124，内轴上凸起119。

具体实施方式

下面对本发明涉及的结构或这些所使用的技术术语做进一步的说明。在下面的详细描述中，图例附带的参考文字是这里的一个部分，它以举例说明本发明可能实行的特定具体方案的方式来说明。我们并不排除本发明还可以实行其它的具体方案和在不违背本发明的使用范围的情况下改变本发明的结构。

如图1所示，本发明的土工布卷放设备200主体包括两大部分：土工布卷放装置100和可行走的动力装置300；可行走的动力装置300与土工布卷放装置100机械连接并机电相连通。其中，土工布卷放装置100主要是提供装载土工布的结构，以及使土工布能灵活被装载和拆卸的机械结构；而可行走的动力装置300用于提供动力，包括：使土工布卷放装置被运送到各个需要的地方的动力，使土工布卷放装置能铺盖施工表面以及能从施工表面被卷收起来的动力，使土工布卷放装置上的土工布卷筒能被轻松装卸在支架上的动力。一些具体的实施例中，选定一台柳工ZL50CN型可行走的动力装置作为可行走的动力装置来提供移动底盘及动力来源。

土工布卷放装置100包括支架110和土工布卷筒120，如图2和图3所示。土工布卷筒120以可拆卸的方式连接在支架110上。其中，支架110有主支架111、两个张合臂：第一张合臂112和第二张合臂113构成，第一张合臂112和第二张合臂113分别活动连接在主支架111的两侧边，更为具体的，张合臂112和113均通过铰接的方式连接在主支架111上，具体的，张合臂112，113与主支架111上均具有相互配合的铰接座115，通过将主支架111的铰接座115与张合臂112，113的铰接座115对准后，插入铰接销116后，用螺母锁定铰接销116使主支架111与张合臂113相连接，如图8所示。张合臂和主支架的铰接座可以分别在铰接销上转动，从而使张合臂与主支架之间的连接为活动式的。即张合臂112，113与主支架111之间的铰接为可活动的连接，方便张合臂113相对于主支架111张开和合拢，如图4所示为张合臂113张开时的示意图。

一些具体的实施例中，在张合臂与主支架连接处，也即是铰接座附近，设有限位块150。更为具体的，该限位块为直角三角形结构，如图7所示，其中，其直角的两边分别连接在主支架和张合臂上，从而，使张合臂不能向支架内部过度合拢，限定了两个张合臂之间的距离，使装载在张合臂之间土工布卷筒不会因过度压合连接而难卸载。

一些实施例中，支架110的主支架111连接在可行走的动力装置300上，具体的，将可行走的动力装置300具有可上下运动的动臂310，将主支架111固定连接在可行走的动力装置的动臂310上，如图7和图2所示。利用动臂310的举升和下降来操控支架110的举升和下降。具体的，在主支架111上具有下固定座1112和上固定座1111，将动臂310与下固定座1112和上固定座1111分别固定连接，从而使主支架111与动臂310固定连接。

一些实施例中，为了方便土工布的卷收在土工布卷筒120上，以及方便土工布的铺放，土工布卷筒120中卷土工布的区域122为圆筒形结构，如图2所示。另一些实施例中，土工布卷筒的两个端部121设计为圆锥形结构，如图4所示，方便与支架110的连接与拆卸。一些具体的实施例中，土工布卷筒圆筒形与圆锥形连接处具有凸起的土工布挡盘123；档盘123用于将土工布限定在卷筒120的中部122处。另一些实施例中，为了使卷筒圆锥形端部121与轮毂的内轴圆锥形孔洞118配合连接更牢固，在土工布卷筒圆筒形中部122接近圆锥形端部处的周向设有两个及以上具有尖顶的凸块124；凸块分布在周向上，之间具有一定的间距。所述凸块124邻近连接第一张合臂的圆锥形端部121。如图6所示，凸块124面向卷筒端部的一端为尖角结构。本发明中，第一张合臂112和第二张合臂113端部具有轮毂114；轮毂具有内轴117和外套，内轴117位于外套内，该内轴117可以相对轮毂117的外套转动。轮毂117的外套固定连接在张合臂112,113上。轮毂的内轴117上具有圆锥形孔洞118。该圆锥形孔洞118用于接纳土工布卷筒的两个圆锥形端部121，如图4所示，使土工布卷筒一端121与第一张合臂112连接，另一端121与第二张合臂113连接。土工布卷筒的圆锥形端部121与轮毂内轴117的圆锥形空洞118的配合连接以及拆卸方便灵活，大大提高土工布卷筒120的更换效率。在第一张合臂112的轮毂内轴117上，还具有凸起119，凸起为一个，位于内轴117的上表面上，如图6所示，凸起伸出内轴表面的一端同样为尖角结构。在卷筒圆锥形端部插入内轴圆锥形孔洞内时，该内轴上的凸起的尖角端滑入到卷筒上的两个凸块124的尖角端内的间距内卡合固定，使内轴和卷筒固定更牢固和稳定，特别是在内轴带动卷筒正向或反向转动时，凸起和凸块互为制约，保证了卷筒端部与内轴在转动的过程中不会因圆锥形端部从圆锥形孔洞中滑脱而松动，从而保证土工布卷筒120来高效的收放土工布卷筒。

为了使张合臂112，113能够自动张合，在张合臂112，113上连接有张合油缸140。通过张合油缸140提供动力来控制张合臂112，113的张合。一些实施例中，张合油缸伸缩距离约为20cm。使张合臂112，113能沿主支架111方向向外张开，并能返回原位，从而方便装卸土工布卷。一些实施例中，张合油缸140连接在可行走的动力装置300的油压系统上，由可行走的动力装置统一提供动力，并通过可行走的动力装置300来操控张合臂113的张合。

为了达到卷筒120卷放土工布的目的，第一张合臂112的轮毂114连接液压马达130，具体的，该液压马达120连接在第一张合臂112的轮毂的内轴117上，该液压马达130使内轴117转动，带动与之连接的土工布卷筒120转动，土工布卷筒120再带动第二张合臂113的轮毂内轴转动，从而使土工布卷筒120相对主支架111转动，实现土工布卷筒120收和放土工布的功能。一些实施例中，液压马达130与可行走的动力装置300的液压系统连接。具体的，液压马达的动力来源是对可行走的动力装置的液压系统进行改装或加装(增装液压系统)，在可行走的动力装置的驾驶室内加装针对液压马达的操纵阀组。通常，对液压马达配置的基本要求：转速：0～250转/分，转动扭力500～1000公斤。

一些实施例中，如液压马达转速过快，可在其前部加装减速机构。在按装液压马达时，尽可能将液压马达平行贴在第一张合臂112上安装，以免宽度太宽，容易在作业时将液压马达130撞坏。

一些具体的实施例中，液压马达130采用行星液压马达，能够自如的控制0-300转的转速并实现快慢可控。

如图9所示，1为油箱，2为进路油路，3为液压泵，4为液压换向阀，5为液压马达，6为控制动臂的提升和下放的液压换向阀，7为控制动臂的提升和下放的液压油缸，8为控制张合臂张合的液压换向阀，9为控制张合臂张合的液压油缸，10为回油油路。本发明中共设计三条油路，分别为A,B,C路，通过三条油路共用一个液压泵和油箱的方式来实现土工布卷放设备的自动卷放操作。其中，A油路控制液压马达的正转和反转，从而实现控制土工布卷筒的卷收和铺摊的功能。B油路控制可行走的动力装置的动臂，使动臂带动土工布卷放装置的提升和下放，满足搬运和卷放土工布卷筒的需要。C油路控制张合臂的张合，使安装和拆卸土工布卷筒至支架上更方便快捷。

一些实施例中，土工布卷筒120具有多个。方便土工布卷放装置100和设备200的铺设和卷放土工布，安装一个土工布卷筒至土工布卷放装置和设备上，铺设施工表面完成后，更换下一个土工布卷筒，使操作效率提高。一些实施例中，每个卷筒120可卷6米×100米土工布，卷筒的数量取决于总覆盖面积，每一只卷筒采用直径为φ159mm的钢管制作，卷筒的二边相距6.3m的位置焊接二块直径达0.8m的钢板圆盘(作为土工布的挡盘123)，挡盘123外侧制成圆锥形。该卷筒120所卷的6m×100m土工布，每块面积为600㎡，按照土工布的出厂重量为1000g/㎡，考虑到土工布用旧以后及摊铺以后会粘染上水、冰、泥沙等杂物，重量放大到1500g/㎡，每卷重量即为：600㎡×1500g/㎡＝900kg+(卷筒自重约)100kg＝合计约1000kg(1吨)。

一些具体的实施例中，第一张合臂112和第二张合臂113端部的轮毂114为轴承，同时将加工好的锥形轴套(孔洞)镶嵌在轴承上，以便于卷筒两端的圆锥形轴能够和锥形轴套结合，提起卷筒120后能卷放旋转自如。

下面就本发明土工布卷放装置和设备卷放土工布的方法进行详细描述。

一、准备阶段

1.把每块6m×100m的土工布的一头人工分别固在每个空卷筒上。

2.把每卷土工布都卷起来堆放在作业面外的空地上

二、土工布的铺摊：

1.将土工布卷放设备开动至土工布卷筒堆放处；初始状态时，土工布卷放设备的动臂以及支架处于提升状态；操作人员进入可行走的动力装置操作间，将土工布卷放设备开动至土工布卷筒堆放处。

2.操作人员操控使动臂以及支架下放，并使支架的第一张合臂和第二张合臂分别位于一个卷筒的两端部。

3.操作人员操控使张合臂张开，即使第一张合臂与第二张合臂之间的距离增大，也即使第一张合臂与第二张合臂之间的距离大于卷筒的长度。

4.操作人员操控使两个张合臂的轮毂内轴的孔洞与卷筒端部的圆锥端相互插合；操作人员操控使张合臂合上，即恢复到原来的位置，并同时使张合臂的轮毂轴套的孔洞与卷筒另一端部的圆锥端插合；同时，第一张合臂轮毂轴套上的凸起尖端与卷筒上凸块尖端对应卡合固定。

5.提升动臂，使整个土工布卷放装置被提升。

6.操作人员将土工布卷放设备开动至需铺设的施工地点处。

7.操作人员操作使土工布卷筒正向转动的同时使可行走的动力装置倒退运动，使位于土工布卷筒上的土工布被顺序的铺摊到可行走的动力装置倒退行驶过的施工表面上。

8.提升动臂和支架后，将土工布卷放设备开动至土工布卷筒堆放处。

9.重复2-8动作，直至所有的施工表面被铺摊完成；土工布卷放设备即离开作业面。

三、土工布的卷收

1.将土工布卷放设备开动至土工布卷筒铺设位置，将动臂以及支架处于提升状态的土工布卷放设备开动至土工布卷筒空筒堆放处。

2.操作人员操控使动臂以及支架下放，并使支架的第一张合臂和第二张合臂位于一个空卷筒的两端部。

3.操作人员操控使两个张合臂张开，即使第一张合臂与第二张合臂之间的距离增大，也即使第一张合臂与张合臂之间的距离大于卷筒的长度。

4.操作人员操控使两个张合臂的轮毂内轴的孔洞与卷筒端部的圆锥端相互插合；操作人员操控使张合臂合上，即恢复到原来的位置，并同时使张合臂的轮毂内轴的孔洞与卷筒另一端部的圆锥端插合；同时，第一张合臂轮毂内轴的凸起尖端与卷筒上凸块尖端对应卡合固定。

5.提升动臂，使整个土工布卷放装置被提升。

6.操作人员将土工布卷放设备开动至需收卷的施工地点处。

7.下放动臂和土工布卷放装置，人工将土工布固定在土工布卷筒上。

8.操作人员操作使土工布卷筒反向转动的同时使可行走的动力装置前进运动，使位于土工布卷筒上的土工布被卷收到土工布卷筒上。

9.当一匹土工布被卷收完后，提升土工布卷放装置，然后开动土工布卷放设备至土工布卷筒堆放处。

10.下放土工布卷放装置，张开张合臂，拆卸土工布卷筒。

11.提升动臂和支架后，将土工布卷放设备开动至土工布卷筒空筒堆放处。

12.重复2-11，直至所有的施工表面土工布被卷收完成；土工布卷放设备即离开作业面。

Claims (10)

1.一种土工布卷放装置，其特征在于：该土工布卷放装置包括土工布卷筒，支架；所述支架包括主支架和分别活动连接在主支架两侧边的两个张合臂：第一张合臂和第二张合臂；所述土工布卷筒分别与两个张合臂相连接；所述土工布卷筒与两个张合臂为可拆卸式连接；土工布卷筒为中部圆筒形、两端为圆锥形结构；张合臂端部连接有轮毂；轮毂具有内轴和外套，内轴位于外套内，该内轴可以相对轮毂的外套转动；轮毂的内轴具有圆锥形孔洞；土工布卷筒中部圆筒形端部周向设有两个以上的具有尖角的凸块，凸块邻近连接第一张合臂的圆锥形端部；第一张合臂端部轮毂的内轴的上表面上设有一个具有尖角的凸起；当土工布卷筒圆锥形端部插入第一张合臂端部轮毂内轴的圆锥形孔洞内时，内轴上的凸起的尖角端滑入到卷筒上的两个凸块的尖角端内的间距内卡合固定。

2.根据权利要求1所述的土工布卷放装置，其特征在于：所述土工布卷筒圆筒形与圆锥形连接处具有凸起的土工布挡盘；所述凸块位于土工布挡盘与圆锥形结构之间。

3.根据权利要求1所述的土工布卷放装置，其特征在于：张合臂通过绞接座和铰接销连接在主支架侧边。

4.根据权利要求3所述的土工布卷放装置，其特征在于：支架还包括限位块，所述限位块连接在主支架和张合臂连接处。

5.根据权利要求1所述的土工布卷放装置，其特征在于：还包括连接在两个张合臂上的张合油缸；所述张合油缸控制两个张合臂的张合。

6.根据权利要求5所述的土工布卷放装置，其特征在于：还包括连接在第一张合臂端轮毂内轴上的液压马达；所述液压马达控制第一张合臂端轮毂内轴的转动。

7.一种土工布卷放设备，其特征在于，采用权利要求1-6任意一项所述的土工布卷放装置，所述设备还包括可行走的动力装置；可行走的动力装置包括可以上下运动的动臂；所述土工布卷放装置的支架连接在动臂上。

8.根据权利要求7所述的土工布卷放设备，其特征在于：通过张合臂合拢，使土工布卷的圆锥形端部插入轮毂内轴圆锥形孔洞，使土工布卷筒与张合臂夹持连接；通过张合臂张开，使土工布卷筒的圆锥形端部脱离轮毂内轴圆锥形孔洞，使土工布卷筒与张合臂脱卸。

9.根据权利要求8所述的土工布卷放设备，其特征在于：土工布卷放装置包括连接在张合臂上的张合油缸，所述张合油缸控制张合臂的张合；所述张合油缸连接在可行走的动力装置的油压系统上。

10.根据权利要求9所述的土工布卷放设备，其特征在于：土工布卷放装置还包括连接在第一张合臂端轮毂上的液压马达；液压马达连接在可行走的动力装置的液压系统上。