CN108590220B - 适用于变截面肋型结构的碳纤维布加固自动施工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于变截面肋型结构的碳纤维布加固自动施工装置，本发明包括滑动安装的涂胶粘贴模块，涂胶粘贴模块能在构件表面刷涂黏胶及粘贴碳纤维布。为了适应变截面结构，在涂胶粘贴模块侧面包含沿截面边行走的裁剪装置。裁剪装置包括弹簧，弹簧上安装有滚轮，滚轮位于涂胶滚筒和碳纤维布卷之间，且滚轮上安装有不随滚轮转动用于裁剪布卷的切割刀片。本发明可以解决施工中复杂截面碳纤维布粘贴繁琐的问题，对复杂截面(主要是斜坡式变截面肋型结构)结构进行碳纤维布全面加固，自动化程度高，施工质量稳定，且装置轻便，便于工人操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种可对钢闸门结构或混凝土结构交叉处进行碳纤维布加固防腐的机械装置，具体涉及一种可固定于结构交叉处并沿肋型结构运行，进行涂胶，粘贴并可在变截面上进行切割的施工设备。
背景技术
传统的建筑结构，如混凝土结构，钢结构，在其荷载的长期作用及外界环境的侵蚀作用下，面临着越来越多的变形，结构破坏等严重问题。因此，对此类结构的防腐补强工作显得尤为重要。传统的防护补强方法不仅耗时耗力，而且应对二次破坏的能力有限，很不经济。
碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber-Reinforced Polymer，简称CFRP)是60年代以来随航天工业等尖端技术对复合材料的苛刻要求而发展起来的新材料，70、80年代期间，主要用于航空航天、汽车等高技术领域，近年来由于其具有轻质高强良好的耐腐蚀性的特点，克服了其他加固方法所遇到的材料腐蚀问题，具有传统的加固方法无法比拟的技术优势，目前CFRP已经在土木工程中广泛应用，成为工程界研究的一个热点。
碳纤维布具有抗拉强度高，体积重量小，施工难度较小的特点，它不仅能大大改善结构的力学性能，并且由于其包裹在结构表面，因此能起到保护结构，减轻外部环境造成的侵蚀作用，具有“一举两得”的功效。在钢结构等易腐蚀结构中，它能起到很好的防腐作用，并能对已腐蚀区域迅速进行防腐隔绝并补强。
由于碳纤维布的材料特点，在其施工工程中，需要人工在结构上刷涂黏胶，并将碳纤维布裁剪成需要的形状，再进行粘贴，这些步骤繁琐，耗时，尤其是在复杂结构处(如结构交接处)，其裁剪粘贴更为复杂，因此，专门设计一种对结构交叉处进行碳纤维布粘贴补强的机械设备是十分必要的。
发明内容
本发明需要解决的问题是在对结构交界处及变截面结构上进行碳纤维布粘贴施工繁琐，难度大的问题，设计一种可固定于结构交叉处并沿肋型结构运行，进行涂胶，粘贴并可在变截面上进行切割的施工设备。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种适用于变截面肋型结构的碳纤维布加固自动施工装置，包括转动装置，所述转动装置上转动安装有若干导轨，所述导轨可在水平面上绕转动装置转动，所述导轨上均滑动安装有涂胶粘贴模块，所述涂胶粘贴模块包括顶部、左部和右部，所述顶部位于左部和右部的上侧，所述顶部连接左部和右部，所述左部和右部相互对称，所述左部和右部之间留有用于处理构件的空间，所述涂胶粘贴模块的顶部与导轨滑动连接，所述左部和右部与顶部远离导轨的端面固定连接；
所述涂胶粘贴模块上的顶部、左部和右部中均安装有电子伸缩装置、涂胶滚筒和碳纤维布卷，所述电子伸缩装置包括连杆一和连杆二，所述连杆连接涂胶滚筒，所述连杆二连接碳纤维布卷；所述顶部中的涂胶滚筒和碳纤维布卷均水平设置，所述顶部中的涂胶滚筒和碳纤维布卷相互对称平行，所述左部和右部中的涂胶滚筒和碳纤维布卷均竖直设置，所述左部中的涂胶滚筒和碳纤维布卷相互对称平行，所述右部中的涂胶滚筒和碳纤维布卷相互对称平行；
所述涂胶粘贴模块上的左部和右部均安装有裁剪装置，所述裁剪装置包括滑动模，所述滑动模中安装有弹簧，所述弹簧竖直设置，所述弹簧的底端固定连接滑动模，所述弹簧的上端安装有可随弹簧伸缩而滑动的连接杆，所述连接杆水平设置，所述连接杆一端连接弹簧，所述连接杆另一端伸出滑动模连接有滚轮，所述滚轮与顶部中的涂胶滚筒的转动方向一致，所述滚轮位于左部、右部上的涂胶滚筒和碳纤维布卷之间，且所述滚轮上安装有不随滚轮转动用于裁剪布卷的切割刀片；
所述涂胶粘贴模块连接有输胶模块，所述输胶模块包括相互连通的储胶桶、胶泵和输胶管，所述输胶管的出口连接涂胶滚筒。
进一步的，所述涂胶粘贴模块通过电子伸缩杆三滑动安装在导轨上，所述电子伸缩杆三一端连接转动装置，所述电子伸缩杆三另一端连接涂胶粘贴模块的顶部。
进一步的，所述顶部、左部和右部上的涂胶滚筒的表面均开设有若干个通孔，且所述顶部、左部和右部上的涂胶滚筒的表面均安装有刷毛。
进一步的，所述输胶模块中还安装有用于加热胶水的加热器。
进一步的，所述涂胶粘贴模块中活动安装有闸刀。
进一步的，所述闸刀通过活动臂安装在涂胶粘贴模块中。
进一步的，所述输胶管上安装有用于切换通断状态的开关。
进一步的，所述电子伸缩杆三由安装在转动装置上的电机控制。
进一步的，所述电子伸缩装置和闸刀均通过导线连接至电源及控制器。
本发明的有益效果为：
(1)本发明能实现碳纤维布的自动粘贴，高速高效，能大量减少人力成本，实现了防腐补强的自动化。
(2)本发明针对变截面结构，能有效的实现粘贴碳纤维布时沿结构进行裁剪的繁杂操作，使粘贴工作变得简单。
(3)本发明对于肋型结构交叉处十分实用，避免了人工粘贴复杂结构时费时费力，施工质量差的问题。
附图说明
图1是本发明装置的俯视示意图；
图2是本发明装置中涂胶粘贴模块的工作状态示意图；
图3是本发明装置中涂胶粘贴模块的结构示意图；
图4是本发明装置中裁剪装置的结构示意图。
附图标记说明：
1-电源、2-控制器、3-导线、4-转动装置、5-电机、6-储胶桶、7-加热器、8-胶泵、9-输胶管、10-涂胶及粘贴模块、12-导轨、13-涂胶滚筒、14-碳纤维布卷、15-电子伸缩杆三、16-卡扣、17-弹簧、18-切割刀片、19-滚轮、20-待加固构件、21-电子伸缩装置、211-连杆一、212-连杆二、22-闸刀。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
如图1至图4所示，一种适用于变截面肋型结构的碳纤维布加固自动施工装置，包括装置主体，装置主体可采用圆盘形结构，装置主体上部安装有电源1。装置主体上安装有转动装置4，转动装置4上转动安装有若干导轨12，导轨12可在水平面上绕转动装置4转动，转动装置4的设置正是为了调节导轨12的角度从而对应待处理构件的角度。导轨12上均滑动安装有涂胶粘贴模块10，涂胶粘贴模块10包括顶部、左部和右部这三个部分，顶部位于左部和右部的上侧，顶部连接左部和右部，左部和右部相互对称，左部和右部之间留有用于处理构件的空间，涂胶粘贴模块10的顶部与导轨12滑动连接，左部和右部与顶部远离导轨12的端面固定连接。涂胶粘贴模块10通过电子伸缩杆三15滑动安装在导轨12上，电子伸缩杆三15一端连接转动装置4，电子伸缩杆三15另一端连接涂胶粘贴模块10的顶部，电子伸缩杆三15由电机5控制，能推动涂胶粘贴模块10在导轨12上行走。
涂胶粘贴模块10上的顶部、左部和右部中均安装有电子伸缩装置21、涂胶滚筒13和碳纤维布卷14，本发明中采用的涂胶滚筒13都是相同的涂胶滚筒，只是设置方向不同，本发明中采用的碳纤维布卷14也都是相同的碳纤维布卷，只是设置方向不同。电子伸缩装置21包括连杆一211和连杆二212，连杆一211连接涂胶滚筒，连杆二212连接碳纤维布卷。通过电子伸缩装置21对连杆一211和连杆二212的控制，可以调节涂胶滚筒13和碳纤维布卷14的工作，在粘贴之前及结束之后，电子伸缩装置21能通过伸缩使涂胶滚筒13及碳纤维布卷14紧贴或离开所贴表面。顶部中的涂胶滚筒和碳纤维布卷均水平设置，顶部中的涂胶滚筒和碳纤维布卷相互对称平行，左部和右部中的涂胶滚筒和碳纤维布卷均竖直设置，左部中的涂胶滚筒和碳纤维布卷相互对称平行，右部中的涂胶滚筒和碳纤维布卷相互对称平行。顶部、左部和右部上的涂胶滚筒的表面均开设有若干个通孔，且顶部、左部和右部上的涂胶滚筒的表面均安装有致密刷毛。涂胶粘贴模块10中活动安装有闸刀22，闸刀22通过活动臂安装在涂胶粘贴模块10中。电子伸缩装置21和闸刀22均通过导线3连接至电源1及控制器2。
左部和右部在对斜面涂胶粘贴时，需要随时对布卷进行裁剪。所以涂胶粘贴模块10上的左部和右部均安装有裁剪装置，裁剪装置包括滑动模，滑动模中安装有弹簧17，弹簧17竖直设置，弹簧17的底端固定连接滑动模，弹簧17的上端安装有可随弹簧17拉伸而移动的连接杆，连接杆水平设置，连接杆一端连接弹簧17，连接杆另一端伸出滑动模连接有滚轮19，滚轮19与顶部中的涂胶滚筒的转动方向一致，滚轮19位于左部、右部上的涂胶滚筒和碳纤维布卷之间，且滚轮19上安装有不随滚轮19转动用于裁剪布卷的切割刀片18，在滚轮19滚动时，切割刀片18进行布卷的裁剪。
涂胶粘贴模块10连接有输胶模块，输胶模块包括相互连通的储胶桶6、胶泵8和输胶管9，输胶管9的出口连接涂胶滚筒，输胶模块中还安装有用于加热胶水的加热器7。输胶模块能将胶加热使其流动性能更佳，通过电子胶泵8将胶输送至每个涂胶滚筒13，每个涂胶粘贴模块10的输胶管9头部都有开关能控制管道是否流通，能避免某个模块不工作时胶不会流通。
本发明装置的实施例如下：
现对一钢结构十字交叉处进行防腐补强工作(梁为变截面梁)，采用粘贴碳纤维布进行防腐补强工作，由于交叉处结构情况复杂，且梁为变截面梁，碳纤维布的裁剪，粘贴工作依靠人工完成不仅费时费力，而且很难保证施工质量。现决定采用本发明(适用于变截面肋型结构的碳纤维布加固自动施工装置)对结构进行粘贴碳纤维布的工作。
首先在施工之前应做好施工前准备工作，对结构表面进行除锈，清灰等工作。待准备工作完成后，转动转向装置4，如图1所示，将本施工装置安装的四个涂胶粘贴模块10对准十字结构的四根梁，并套上相应梁，打开伸缩导轨12并调整至合适长度，使之能与待加固构件20吻合。
步骤完成后，打开电源1，由于每个涂胶粘贴模块10都需工作，因此需通过控制器2使每个涂胶粘贴模块10侧面的电子伸缩装置21伸长，使涂胶粘贴模块10能紧贴待加固构件20表面。由于待加固构件20的侧面为变截面，截面高度越来越小。因此，在施工开始之前，打开弹簧切割装置的卡扣16，此时，此装置的滚轮19紧紧压在待加固构件20斜面上。
上述步骤完成后，打开胶泵8及相应输胶管9，同时打开输胶系统加热器7，使胶的流动性更佳。片刻后打开所有电子伸缩杆三15，使四个涂胶粘贴模块10沿着待加固构件20缓慢移动，涂胶及粘贴工作随之进行。对于待加固构件20的侧面，随着涂胶粘贴模块10的移动，涂胶粘贴模块10左部和右部上的涂胶滚筒和碳纤维布卷也进行移动工作，同时位于左部、右部上的涂胶滚筒和碳纤维布卷之间的滚轮19也进行移动，并且滚轮19上的切割刀片18随着涂胶模块10的移动，不断裁剪多出来的碳纤维布卷，从而使得粘贴工作时多出来的布卷不会搅乱，适应变截面高度的变化。
涂胶粘贴模块10行进至待加固构件20端部时，停止电子伸缩杆三15。打开闸刀22，切断粘贴至构件端部的碳纤维布。
上述操作完成后，首先由控制器2使每个涂胶粘贴模块10的侧面电子伸缩装置21回缩，然后使电子伸缩杆三15回缩，使涂胶粘贴模块10回归原位。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种适用于变截面肋型结构的碳纤维布加固自动施工装置，其特征在于：包括转动装置(4)，所述转动装置(4)上转动安装有若干导轨(12)，所述导轨(12)可在水平面上绕转动装置(4)转动，所述导轨(12)上均滑动安装有涂胶粘贴模块(10)，所述涂胶粘贴模块(10)包括顶部、左部和右部，所述顶部位于左部和右部的上侧，所述顶部连接左部和右部，所述左部和右部相互对称，所述左部和右部之间留有用于处理构件的空间，所述涂胶粘贴模块(10)的顶部与导轨(12)滑动连接，所述左部和右部与顶部远离导轨(12)的端面固定连接；
所述涂胶粘贴模块(10)上的顶部、左部和右部中均安装有电子伸缩装置(21)、涂胶滚筒和碳纤维布卷，所述电子伸缩装置(21)包括连杆一(211)和连杆二(212)，所述连杆一(211)连接涂胶滚筒，所述连杆二(212)连接碳纤维布卷；所述顶部中的涂胶滚筒和碳纤维布卷均水平设置，所述顶部中的涂胶滚筒和碳纤维布卷相互对称平行，所述左部和右部中的涂胶滚筒和碳纤维布卷均竖直设置，所述左部中的涂胶滚筒和碳纤维布卷相互对称平行，所述右部中的涂胶滚筒和碳纤维布卷相互对称平行；
所述涂胶粘贴模块(10)上的左部和右部均安装有裁剪装置，所述裁剪装置包括滑动模，所述滑动模中安装有弹簧(17)，所述弹簧(17)竖直设置，所述弹簧(17)的底端固定连接滑动模，所述弹簧(17)的上端安装有可随弹簧(17)伸缩而滑动的连接杆，所述连接杆水平设置，所述连接杆一端连接弹簧(17)，所述连接杆另一端伸出滑动模连接有滚轮(19)，所述滚轮(19)与顶部中的涂胶滚筒的转动方向一致，所述滚轮(19)位于左部、右部上的涂胶滚筒和碳纤维布卷之间，且所述滚轮(19)上安装有不随滚轮(19)转动用于裁剪布卷的切割刀片(18)；
所述涂胶粘贴模块(10)连接有输胶模块，所述输胶模块包括相互连通的储胶桶(6)、胶泵(8)和输胶管(9)，所述输胶管(9)的出口连接涂胶滚筒。
2.如权利要求1所述的一种适用于变截面肋型结构的碳纤维布加固自动施工装置，其特征在于：所述涂胶粘贴模块(10)通过电子伸缩杆三(15)滑动安装在导轨(12)上，所述电子伸缩杆三(15)一端连接转动装置(4)，所述电子伸缩杆三(15)另一端连接涂胶粘贴模块(10)的顶部。
3.如权利要求1所述的一种适用于变截面肋型结构的碳纤维布加固自动施工装置，其特征在于：所述顶部、左部和右部上的涂胶滚筒的表面均开设有若干个通孔，且所述顶部、左部和右部上的涂胶滚筒的表面均安装有刷毛。
4.如权利要求1所述的一种适用于变截面肋型结构的碳纤维布加固自动施工装置，其特征在于：所述输胶模块中还安装有用于加热胶水的加热器(7)。
5.如权利要求1所述的一种适用于变截面肋型结构的碳纤维布加固自动施工装置，其特征在于：所述涂胶粘贴模块(10)中活动安装有闸刀(22)。
6.如权利要求5所述的一种适用于变截面肋型结构的碳纤维布加固自动施工装置，其特征在于：所述闸刀(22)通过活动臂安装在涂胶粘贴模块(10)中。
7.如权利要求1所述的一种适用于变截面肋型结构的碳纤维布加固自动施工装置，其特征在于：所述输胶管(9)上安装有用于切换通断状态的开关。
8.如权利要求2所述的一种适用于变截面肋型结构的碳纤维布加固自动施工装置，其特征在于：所述电子伸缩杆三(15)由安装在转动装置(4)上的电机(5)控制。
9.如权利要求2所述的一种适用于变截面肋型结构的碳纤维布加固自动施工装置，其特征在于：所述电子伸缩装置(21)和闸刀(22)均通过导线(3)连接至电源(1)及控制器(2)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20200403 |
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