CN108643012A - 装配式路面铺设系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种装配式路面铺设系统，包括送板小车，用于将铺面板运送至铺设作业区；预拼装设备，包括第一真空吸盘，可通过该第一真空吸盘将多块待铺设的该铺面板沿第一方向依次排列，以形成铺面板组；吊装设备，包括第二真空吸盘，可通过该第二真空吸盘将该铺面板组吊装至指定铺设位置。本发明提供了的装配式路面铺设系统，包括预拼装设备和吊装设备，增加了一次吊装完成的铺设面积。在实际操作过程中，预拼装设备和吊装设备可同时进行工作，流水化作业，从而可提高铺设效率。

Description

装配式路面铺设系统

技术领域

本发明涉及道路建设领域，尤其是涉及一种装配式路面铺设系统。

背景技术

目前世界上道路建设多采用现浇混凝土路面结构，道路施工流程自动化程度低，现场施工周期长，劳动力密集，基本不具备可回收二次利用的能力，施工过程中对施工周边环境产生一定的污染。装配式路面是为克服传统混凝土路面的缺点而提出的新型路面铺设理念，其利用可回收的铺面板组装成路面，施工现场不产生建筑垃圾，施工过程绿色环保。目前，装配式路面的主要铺设方法为：首先制作铺面板，再将铺面板运送至待铺设区域，在铺设现场利用普通吊车将铺面板组装成路面。

但是，现有的铺设设备落后，铺设效率低。

发明内容

本发明的一个目的在于提高装配式路面的铺设效率。

本发明提供了一种装配式路面铺设系统，包括：送板小车，用于将铺面板运送至铺设作业区；预拼装设备，包括第一真空吸盘，可通过所述第一真空吸盘将多块待铺设的所述铺面板沿第一方向依次排列，以形成铺面板组；吊装设备，包括第二真空吸盘，可通过所述第二真空吸盘将所述铺面板组吊装至指定铺设位置。

可选地，所述铺面板组沿所述第一方向的长度可覆盖所述待铺设路面的宽度。

可选地，还包括顶推设备，可沿所述第一方向顶推所述铺面板组，以消除多块所述铺面板之间的间隙。

可选地，还包括存储设备，用于存储所述送板小车运输至所述铺设作业区的所述铺面板。

可选地，所述预拼装设备、所述吊装设备、所述顶推设备和所述存储设备集成于一辆铺路设备车上。

可选地，所述送板小车上设置有传输辊轮，用于向所述铺路设备车传输所述铺面板。

可选地，所述送板小车和/或所述送板小车上设置有自动行驶装置，所述自动行驶装置包括：路径规划模块，用于接收待铺设道路的路径坐标数据；定位模块，用于测量所述送板小车和/或所述铺路设备车的位置信息；行驶控制模块，根据所述路径坐标数据和所述位置信息，控制所述送板小车和/或所述铺路设备车行驶至所述铺设作业区。

可选地，所述第一真空吸盘上设置有机器视觉智能辨识系统，用于辨识所述铺面板的标识信息，并根据所述标识信息选定待铺设的所述铺面板，并确定所述铺面板的拼装位置。

可选地，所述标识信息包括以下一种或几种：所述铺面板的轮廓形状；所述铺面板的颜色；所述铺面板的表面花纹；所述铺面板的外形尺寸。

可选地，所述第二真空吸盘上设置有机器视觉智能辨识系统，可识别所述指定铺设位置。

可选地，所述装配式路面铺设系统还可用于从所述装配式路面上拆除所述铺面板。

本发明提供了一种装配式路面铺设系统，包括预拼装设备和吊装设备，增加了一次吊装完成的铺设面积。在实际操作过程中，预拼装设备和吊装设备可同时进行工作，流水化作业，从而可提高铺设效率。

附图说明

图1a为一种铺面板的结构图；

图1b为一种装配式道路示意图；

图2为本发明提供的铺路系统以及铺路设备车的示意图；

图3为图2(铺设过程)的俯视图；

图4为图2的左视图；

图5为图2(拆除过程)的俯视图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

本发明中，相同部件采用相同的附图标记表示。

图1a示出了一种铺面板F的结构，该图示中的铺面板为异形铺面板，铺面板的轮廓为不规则形状。图1b示出了利用图1a中的铺面板铺设而成的道路2，相邻铺面板的侧边相互嵌合在一起，最后拼装成完整的路面。可以理解，铺面板F也可以是其他形状(规则的或不规则的)，同一道路2上的铺面板F也包含多种不同的规格形状，只需能拼装成完整路面即可。本发明对道路2也不作限定，可以是普通道路，也可是临时道路，广场道路等。

请参考图1b，本发明提供了一种装配式路面铺设系统1，用于铺设道路2。以虚线M为界，左侧为已完成铺设的路面21，右侧为待铺设的路面22，铺设系统1在铺设作业区S内作业。

具体地，请参考图2和图3，本发明提供的铺设系统1包括：

送板小车11：用于将铺面板F运送至铺设作业区S，这里，铺面板F可以是在车间里事先制作而成的；

预拼装设备12，包括第一真空吸盘121，可通过第一真空吸盘121将多块待铺设的铺面板F沿第一方向A依次排列，以形成铺面板组P。也就是说，铺面板组P包括沿第一方向A依次排列的多块铺面板F；

吊装设备13，包括第二真空吸盘131，可通过第二真空吸盘131将铺面板组P吊装至指定铺设位置，以完成该位置的路面铺设。

本发明提供的铺设系统1，通过预拼装设备12和吊装设备13的结合，增加了一次吊装完成的铺设面积。在实际操作过程中，预拼装设备12和吊装设备13可同时进行工作，流水化作业，从而可提高铺设效率。另外，本发明中，通过真空吸盘来吊运铺面板F/铺面板组P，可减少铺面板F/铺面板组P在吊运过程中的变形。

本实施例，预拼装完成后的铺面板组P在第一方向A上的长度可覆盖待铺设路面22的宽度，这样，吊装设备13每完成一次吊装，均可完成一段完整路面的铺设。通过该设置，铺设系统1在铺设过程中，只需沿道路2的延伸方向前进即可，而不需要往复折返。可以理解，“可覆盖待铺设路面22的宽度”指覆盖待铺设路面22在宽度方向上需要铺设的部分，而忽略其宽度方向两侧的留边。在其它实施例中，铺面板F组在第一方向A上的长度也可小于待铺设路面2的宽度，例如，为待铺设路面22宽度的一半，这样，在该实施例中，吊装设备13每完成一次吊装，可完成相应路段一半宽度的铺设。

本实施例中，铺设系统1还包括顶推设备，可沿第一方向A顶推铺面板组P，即对铺面板组P施加沿第一方向A的挤压力，以消除铺面板组P的各铺面板F之间在第一方向A上的间隙。本发明对顶推设备的具形式不作限定，只要具备顶推功能即可。铺面板F之间的空隙被消除之后，可免去后续的修补填缝步骤，提高铺设效率，也可避免在使用装配式路面的过程中，铺面板F之间发生相对移动。

进一步地，铺设系统1还可包括存储设备15，用于存储送板小车11运送至铺设作业区S的铺面板F，有利于铺面板F的连续供应，避免铺面板F断供时影响铺设效率。

可将上述预拼装设备12、吊装设备13、顶推设备和存储设备15中的至少两种集成在一辆铺路设备车3上，以提高铺设系统1的模块化程度，方便整体协调控制和运行管理。

参考图2～4，本发明提供了一种铺路设备车3，至少包括：车体31，用于承载各种铺路设备，并包括预拼装区域；预拼装设备12，设置在车体31上，预拼装设备12通过第一真空吸盘121将多块待铺设的铺面板F运送至车体31上的预拼装区域，并在预拼装区域内，将多块铺面板F沿车体31的宽度方向W(对应于上文所述的第一方向A)依次排列，从而形成铺面板组P。可选地，如上文所述，铺面板组P的长度可覆盖待铺设路面22的宽度；吊装设备13，设置在车体31上，通过第二真空吸盘131将铺面板组P吊装至指定铺设位置。

预拼装设备12为折臂吊车，折臂吊车包括设置在车体31上的竖直转柱122以及可转动连接在竖直转柱122上的水平转臂123。水平转臂123可以是一根转臂，也可以是多根首尾相连的转臂，多根转臂之间可通过竖直铰轴连接，以实现相互之间的水平转动(从而形成折臂)。设置多根转臂有利于扩大折臂吊车的工作范围。在本实施例中，如图4所示，水平转臂123包括两根通过竖直铰轴连接的转臂。进一步地，第一真空吸盘121通过升降机构124与水平转臂123的自由端相连，即第一真空吸盘121可通过升降机构124实现上下升降动作。升降机构124的具体形式不作限定，例如油缸、钢丝绳升降系统、齿轮齿条、螺母丝杆等，只需能实现升降功能即可。

本发明对折臂吊车的数量不作限定，本实施例中，折臂吊车的数量为两台，沿车体31的宽度方向W间隔设置。设置多台折臂吊车可在不影响工作范围的前提下，减小水平转臂123的长度，从而改善折臂吊车的受力条件，减小其自重。

参考图2和图3，吊装设备13设置于车体31的头部，该设置使得待铺设路面22位于铺路设备车3的前方，即铺路设备车3行驶在已完成铺设的路面21上，该设置是由于已完成铺设的路面21具有更大的承载能力。

具体地，吊装设备13包括：纵行大车132，可沿车体31的长度方向L行走；结合图4所示，横移小车133，设置在纵行大车132上，可相对纵行大车132沿车体31的宽度方向W行走；吊具134，设置在横移小车133的下方，第二真空吸盘131设置在吊具134下方；起升机构135，设置在横移小车133上且与吊具134连接，可控制吊具134的升降。通过该设置，第二真空吸盘131可实现立体空间内三个方向的运动，从而可在各个方向上进行位置调节，具有尽可能大的工作范围。与折臂吊车的升降机构124类似，本发明对起升机构135的具体形式不作限定。在本实施例中，起升机构135包括设置在横移小车133上的卷扬机以及缠绕在卷扬机上的钢丝绳，吊具134与卷扬机通过钢丝绳相连。

参考图4，横移小车133的下表面与吊具134的上表面之间设置有可伸缩的导向管136，导向管136可在吊具134的升降过程中为吊具134提供导向，以确保吊装位置精准。

参考图2，车体31沿其宽度方向W的两侧分别设置有一套门架结构137，每套门架结构137分别包括沿长度方向L延伸的横梁137a和位于横梁137a下方的用于支撑横梁137a的立柱137b；同时，纵行大车132沿宽度方向W延伸，其两端分别设置有行走机构，行走机构的轨道设置在横梁137a的上方并沿长度方向L延伸。门架结构137可提高吊装设备13的空间高度，从而可增加吊装系统的工作范围。

铺路设备车3的车体31上还设置有顶推设备，用于消除铺面板F在车体31的宽度方向W(对应于上文第一方向A)上的间隙。具体地，在本实施例中，顶推设备为至少一对顶推油缸，每对顶推油缸包括两个油缸，分别设置在车体31沿其宽度方向W的两侧，用于分别从两个方向顶推铺面板组P。

参考图2和图3，铺路设备车3的车体31尾部还设置有存储设备15，本发明中，存储设备15包括纵向传输辊轮151，纵向传输辊轮151可沿车体31的长度方向L传输铺面板F，以将铺面板F传输至合适的存储位置。利用辊轮装置传输铺面板F可减小铺面板F在传输过程中的变形。可选地，送板小车11上也设置有传输辊轮，以将铺面板F传输至铺路设备车3上。

本实施例中，存储设备15包括两组纵向传输辊轮151，每一组纵向传输辊轮151均可包括多个传输辊，两组纵向传输辊分别设置在车体31的沿宽度方向W的两侧，且在该方向上间隔设置。两组纵向传输辊轮151之间还设置有横向传输辊轮152，横向传输辊轮152可沿宽度方向W传输铺面板F，横向传输辊轮152也可包括多个传输辊。进一步地，其中，各组传输辊轮可沿高度方向独立升降。通过上述设置，可增加铺面板F的存储数量。

参考图3，对各传输辊轮的工作过程进行示例性说明。(1)铺面板F首先通过外部设备(例如，送板小车11)运送至铺路设备车3的尾部，调整左侧的纵向传输辊轮151高度，使其与运送过来的铺面板F的高度相对应；(2)开启左侧纵向传输辊轮151的传输辊，将铺面板F朝前运送；(3)待铺面板F被运送到与横向传输辊轮152对齐的位置之后，左侧纵向传输辊轮151停止传送；(4)横向传输辊轮152上升至与铺面板F的高度相适应，左侧的纵向传输辊轮151下降；(6)开启横向传输辊轮152的传输辊，将铺面板F朝右侧运送与右侧纵向传输辊轮151相重叠的位置，停止传送；(7)右侧纵向传输辊轮151上升至与铺面板F的高度相适应，横向传输辊轮152下降；(8)开启右侧纵向传输辊轮151的传输辊，将铺面板F继续朝右侧运送，直至铺面板F离开与横向传输辊轮152相重叠的区域。从上述过程可以看出，本实施例设置多组可独立升降的传输辊轮，铺面板F不仅可存储在左侧的传输辊轮上，还可存储在横向传输辊轮152以及右侧的传输辊轮上，增加了可存储的数量。

参考图2和图3，车体31包括车轮312和支撑于车轮312上方的平板结构311，平板结构311用于布置铺路设备车3上的各设备，例如预拼装设备12、吊装设备13、顶推设备以及存储设备15等。由于平板结构311上方空间开阔，可方便各设备的布置。

参考图2，铺路设备车3包括三对以上的车轮312。这是因为铺路设备车3自重较大(因为铺路设备车3上布置了较多的设备)，设置多对车轮312可以减小每个车轮312上的轮压，避免在道路2上施加过大的压力，对路面造成损坏。在本实施例中，铺路设备车3设置有8对车轮312。

为提高自动化水平，铺路系统还可包括以下一项或多项设置：

(1)送板小车11和/或送板小车11上设置有自动行驶装置，自动行驶装置包括：路径规划模块，用于接收待铺设道路2的路径坐标数据；定位模块，用于测量送板小车11和/或铺路设备车3的位置信息，本实施例中，定位模块为GPS定位设备和/或全站仪；行驶控制模块，根据路径坐标数据和位置信息，控制送板小车11和/或铺路设备车3行驶至铺设作业区S，同时也可控制送板小车11行驶至铺路设备车3的车尾位置，以便于向铺路设备车3供应铺面板F。

(2)第一真空吸盘121上设置有机器视觉智能辨识系统，用于辨识铺面板F的标识信息，并根据标识信息选定待铺设的铺面板F，并确定铺面板F的拼装位置。该设置有利于实现预拼装设备12的自动化。本实施例中，标识信息包括以下一种或几种：铺面板F的轮廓形状；铺面板F的颜色；铺面板F的表面花纹；铺面板F的外形尺寸。

(3)第二真空吸盘131上设置有机器视觉智能辨识系统，可识别指定铺设位置，该设置有利于实现吊装设备13的自动化。

以下对本发明提供的铺设系统1以及铺路设备车3的工作过程进行示例性说明。

Step1：首先根据施工要求规划施工路径，将路径坐标数据导入铺路设备车3和送板小车的路径规划模块，自动行驶装置控制铺路设备车3根据定位模块(GPS和/或全站仪等)获得的位置信息自动沿设定路线开始铺设，同时送板小车运载铺面板F自动行驶至铺路设备车3的车尾。然后送板小车将铺面板F通过传输辊轮传输至存储设备15上的存储区；

Step2：折臂吊车通过第一真空吸盘121上的机器视觉智能识别系统辨识铺面板F的标识信息，确定其拼装位置，再由折臂吊车的第一真空吸盘121吸取铺面板F，将多块铺面板F送至铺路设备车3中部的预拼装区域，以形成铺面板组P；

Step3：利用顶推设备的顶推油缸，沿铺路设备车3的车体31宽度方向W顶推铺面板组P，消除铺面板F之间的间隙；

Step4：第二真空吸盘131上的机器视觉智能识别系统判断需要铺设的位置，纵行大车132和横移小车133通过机器视觉智能识别系统反馈的数据，将铺面板组P移至指定铺设位置的正上方；

Step5：启动横移小车133上的卷扬机，吊装铺面板组P至指定铺设位置，与之前已铺设好的铺面板F相契合，完成铺面板组P的单次铺设工作；

循环上述步骤，直至完成道路2的铺设工作。

需要说明的是，上文所述的铺路设备车3以及铺设系统1还可从装配式路面上拆除和回收铺面板F，下面结合图2和图5详述具体过程。

Step1：首先根据施工要求规划施工路径，将路径坐标数据导入铺路设备车3和送板小车的路径规划模块，自动行驶装置控制铺路设备车3根据定位模块(GPS和/或全站仪等)获得的位置信息自动沿设定路线开始回收，同时空载的送板小车运载铺面板F自动行驶至铺路设备车3的车尾；

Step2：第二真空吸盘131上的机器视觉智能识别系统自动识别出待回收的铺面板F，利用起升机构135和第二真空吸盘131吊取已铺设的铺面板组P，通过传输辊轮将铺面板组P传送至铺路设备车3的预拼装区域进行，准备进行拆除；

Step3：折臂吊车通过第一真空吸盘121上的机器视觉智能识别系统辨识铺面板F标识信息，确定铺面板F的拆除顺序，再由第一真空吸盘121依次吸取铺面板F，将铺面板F分块送至存储设备15上的存储区。

Step4：通过传输辊轮，将铺面板F传输至送板小车，自动行驶装置控制送板小车运载已拆除的铺面板F自动行驶至铺面板F存放区，以备下次使用。

循环上述步骤，直至完成道路2的拆除工作。

综上所述，本发明提供的上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种装配式路面铺设系统，其特征在于，包括：

送板小车，用于将铺面板运送至铺设作业区；

预拼装设备，包括第一真空吸盘，可通过所述第一真空吸盘将多块待铺设的所述铺面板沿第一方向依次排列，以形成铺面板组；

吊装设备，包括第二真空吸盘，可通过所述第二真空吸盘将所述铺面板组吊装至指定铺设位置。

2.根据权利要求1所述的装配式路面铺设系统，其特征在于，所述铺面板组沿所述第一方向的长度可覆盖所述待铺设路面的宽度。

3.根据权利要求1所述的装配式路面铺设系统，其特征在于，还包括顶推设备，可沿所述第一方向顶推所述铺面板组，以消除多块所述铺面板之间的间隙。

4.根据权利要求3所述的装配式路面铺设系统，其特征在于，还包括存储设备，用于存储所述送板小车运输至所述铺设作业区的所述铺面板。

5.根据权利要求4所述的装配式路面铺设系统，其特征在于，所述预拼装设备、所述吊装设备、所述顶推设备和所述存储设备集成于一辆铺路设备车上。

6.根据权利要求5所述的装配式路面铺设系统，其特征在于，所述送板小车上设置有传输辊轮，用于向所述铺路设备车传输所述铺面板。

7.根据权利要求5所述的装配式路面铺设系统，其特征在于，所述送板小车和/或所述送板小车上设置有自动行驶装置，所述自动行驶装置包括：

路径规划模块，用于接收待铺设道路的路径坐标数据；

定位模块，用于测量所述送板小车和/或所述铺路设备车的位置信息；

行驶控制模块，根据所述路径坐标数据和所述位置信息，控制所述送板小车和/或所述铺路设备车行驶至所述铺设作业区。

8.根据权利要求1所述的装配式路面铺设系统，其特征在于，所述第一真空吸盘上设置有机器视觉智能辨识系统，用于辨识所述铺面板的标识信息，并根据所述标识信息选定待铺设的所述铺面板，并确定所述铺面板的拼装位置。

9.根据权利要求8所述的装配式路面铺设系统，其特征在于，所述标识信息包括以下一种或几种：

所述铺面板的轮廓形状；

所述铺面板的颜色；

所述铺面板的表面花纹；

所述铺面板的外形尺寸。

10.根据权利要求1所述的装配式路面铺设系统，其特征在于，所述第二真空吸盘上设置有机器视觉智能辨识系统，可识别所述指定铺设位置。

11.根据权利要求1所述的装配式路面铺设系统，其特征在于，所述装配式路面铺设系统还可用于从所述装配式路面上拆除所述铺面板。