CN108716411A - 混凝土布料机终端机构及多自由度混凝土布料系统 - Google Patents

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王浩
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Abstract

本发明属于隧道衬砌中混凝土输送技术领域。一种混凝土布料机终端机构及多自由度混凝土布料系统，其连接设置在混凝土布料机的出料管上，包括活动管，活动管与所述出料管连通设置，且所述活动管通过回转组件支撑设置在所述出料管端部；布料软管与所述活动管连通，且在所述活动管与所述布料软管之间设置有摆动组件；回转组件驱动活动管和布料软管绕出料管回转动作，摆动组件驱动所述布料软管相对于所述活动管浮摆动作。本申请能够实现混凝土在一个半球面上的多自由度调节，从而大大提高了混凝土布料机的实用性，从而满足在隧道二次衬砌作业中的混凝土输送要求，减少整个设备的挪移和混凝土输送方位的调整，使得作业效率得到有效的提高。

Description

混凝土布料机终端机构及多自由度混凝土布料系统
技术领域
本发明属于隧道衬砌中混凝土输送技术领域，具体涉及一种混凝土布料机终端机构及多自由度混凝土布料系统。
背景技术
目前，在建筑工地的混凝土施工当中，采用混凝土布料机进行施工。混凝土布料机的作用是将泵压来的混凝土通过管道送到浇筑位置。一般情况下，混凝土布料机的终端连接一条软管，软管下垂，混凝土通过软管下落到浇筑位置。在隧道二次衬砌混凝土的施工当中，需要管道终端能够实现混凝土的横向或向上的输送。常规方式不能实现混凝土的横向或向上输送，无法实现多自由度的调整，调整过程中复杂，导致混凝土的输送布料效率低下。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种混凝土布料机终端机构及多自由度混凝土布料系统，其结构设计合理、紧凑，能够实现混凝土的多自由度调整，从而完成横向方位或向上方位的混凝土输送。
为达到上述目的，所采取的技术方案是：
一种混凝土布料机终端机构，其连接设置在混凝土布料机的出料管上，包括：活动管，其与所述出料管连通设置，且所述活动管通过回转组件支撑设置在所述出料管端部；和布料软管，其与所述活动管连通，且在所述活动管与所述布料软管之间设置有摆动组件；其中，所述回转组件驱动所述活动管和布料软管绕所述出料管回转动作，且所述摆动组件驱动所述布料软管相对于所述活动管浮摆动作。
所述回转组件包括：回转盘，其枢接设置在所述出料管上，且所述活动管固定设置在所述回转盘上；和驱动所述回转盘旋转的回转动力源；所述回转盘中部设置有连通腔，所述出料管和活动管通过连通腔连通。
所述回转组件包括：回转管，其与所述出料管通过回转管箍连接，所述活动管与回转管固定对接连通；和驱动所述回转管旋转的回转动力源。
所述回转组件为回转油缸，所述回转油缸中部设置有连通腔，所述出料管和所述活动管通过所述连通腔连通。
所述摆动组件包括：夹持单元，其枢接设置在所述活动管上，且所述布料软管支撑设置在所述夹持单元内；和摆动动力推杆，其设置在所述夹持单元和所述活动管之间，并驱动所述夹持单元和布料软管摆动。
所述活动管上设置有铰接支撑座，所述摆动动力推杆与所述铰接支撑座的其中一端铰接，所述夹持单元与所述铰接支撑座的另一端铰接。
所述夹持单元包括：两软管护套，两所述软管护套均滑动套设在所述布料软管上，靠近活动管的所述软管护套与活动管枢接；连杆，其两端分别与两所述软管护套枢接；和驱动环，其设置在所述连杆上，且所述驱动环与所述摆动动力推杆的动作端枢接。
所述摆动动力推杆为液压油缸。
所述活动管包括直管段和弯管段，所述直管段和弯管段通过管夹连通固定。
一种多自由度混凝土布料系统，包括：混凝土布料机；如上述的混凝土布料机终端机构，其对应设置在所述混凝土布料机的出料管上；和控制系统，其调节所述回转组件和摆动组件的的回转角度和摆动幅度，从而实现多自由度的调节混凝土输送方位。
采用上述技术方案，所取得的有益效果是：
本申请整体结构设计合理，其通过回转组件和摆动组件，从而能够实现混凝土在一个半球面上的多自由度调节，从而大大提高了混凝土布料机的实用性，从而满足在隧道二次衬砌作业中的混凝土输送要求，使得隧道衬砌作业中，减少整个设备的挪移和混凝土输送方位的调整，使得作业效率得到有效的提高。
本申请应用于隧道衬砌作业中，由于工作空间大小和空间结构的限制，导致混凝土输送需要实现多自由度的调节，满足各个不同方位的浇筑作业，相较于传统的混凝土布料系统，本申请能够优化整个隧道衬砌的浇筑作业工艺，降低人员的投入，保障混凝土浇筑作业的连续性，实现实时调节浇筑方位，保证浇筑质量，其能够根据浇筑区位的结构特征，通过控制系统控制回转组件和摆动组件的动作，合理规划混凝土输送的轨迹，实现自动化控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1为本申请混凝土布料机终端机构的结构示意图之一。
图2为图1的俯视结构示意图。
图3为本申请混凝土布料机终端机构的结构示意图之二。
图4为图3的俯视结构示意图。
图5为本申请混凝土布料机终端机构的结构示意图之三。
图中序号：100为出料管、200为回转组件、201为回转盘、202为回转油缸、203为回转管、204为轴承座、205为回转电机、206为主动齿轮、207为从动齿轮、300为活动管、301为直管段、302为弯管段、400为布料软管、500为摆动组件、510为摆动动力推杆、520为夹持单元、521为软管护套、522为连杆、523为驱动环、524为铰接支撑座、601为管夹、602为回转管箍、603为支撑管夹、604为铰接轴、605为底座。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术特征和技术效果更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1-图5，本申请公开了一种混凝土布料机终端机构，其连接设置在混凝土布料机的出料管100上，用来调节混凝土的输送方向，具体的包括活动管300和布料软管400，活动管300与出料管100连通设置，且活动管300通过回转组件200支撑设置在出料管100端部；布料软管400与活动管300连通，且在活动管300与布料软管400之间设置有摆动组件500；其中，回转组件200驱动活动管300和布料软管400绕出料管100回转动作，且摆动组件500驱动布料软管400相对于活动管300浮摆动作，为了提高混凝土的输送方位的调节范围，本实施例中将活动管300设置为直管段和弯管段，直管段301和弯管段302通过管夹601连通固定，此时，当进行回转时，布料软管400的出料口能够在一个相对大的回转轨迹上运动，结合摆动组件500的浮摆动作，从而能够在回转轨迹上的任一点上实现前后摆动，从而实现了在一个半球形的范围内进行多自由度的调节，进而满足隧道二次衬砌作业的混凝土输送的需求。
具体的，针对活动管与出料管之间的回转组件的结构可以采用多种形式，其第一种形式为：如图1和图2所示，回转组件200包括回转盘201和驱动回转盘旋转的回转动力源，其回转盘枢接设置在出料管100上，且活动管300固定设置在回转盘201上，其回转动力源可以采用回转电机和主动齿轮，在回转盘外侧设置外齿圈，从而由驱动电机带动主动齿轮旋转，进一步通过驱动齿轮与外齿圈的啮合实现回转盘的旋转，还可以通过蜗轮蜗杆结构，将回转盘设置为涡轮回转盘，回转电机带动螺杆旋转，从而带动涡轮回转盘旋转；在回转盘中部设置有连通腔，出料管和活动管通过连通腔连通，如果存在密封问题，在活动管300与连通腔之间、出料管100与连通腔之间设置密封圈等密封结构。
回转组件的第二种形式为：如图3和图4所示，回转组件200包括回转管203和驱动回转管旋转的回转动力源，其回转管203与出料管100通过回转管箍602连接，实现回转密封连接，活动管300与回转管203通过法兰盘固定对接连通，回转管203通过轴承座204固定在混凝土布料机上或单独设置的底座605上，出料管100通过支撑管夹603固定在混凝土布料机或底座上，其回转动力源在布料机或底座上设置回转电机，在回转管上设置从动齿轮207，回转电机205的输出端固定主动齿轮206，从而带动回转管的旋转。
回转组件的第三种形式为：如图5所示，回转组件200为回转油缸202，回转油缸202的回转轴中部设置有连通腔，出料管与回转轴通过回转管箍等回转结构回转连接，活动管与回转轴固定连接，且出料管和活动管通过连通腔连通，从而通过回转油缸实现回转动作的驱动和方位控制。
上述结构的目的在于保障回转结构的稳定性，同时优化保障混凝土输送过程中对回转结构的作用力，实现整个结构的稳定性。
本实施例中，为了保障布料软管调节过程中的稳定性和运动轨迹的可控性，其摆动组件的具体结构包括夹持单元520和摆动动力推杆510，本实施例中的，摆动动力推杆510为液压油缸。夹持单元520包括两软管护套521、连杆522和驱动环523，两软管护套521均滑动套设在布料软管400上，活动管300上设置有铰接支撑座524，摆动动力推杆与铰接支撑座524的其中一端铰接，靠近活动管300的软管护套521与铰接支撑座524的另一端铰接，连杆522两端分别通过铰接轴604与两软管护套521枢接；驱动环523设置在连杆522上，且驱动环523与摆动动力推杆510的动作端枢接。
本申请还公开了一种多自由度混凝土布料系统，包括混凝土布料机、如上述实施例的混凝土布料机终端机构和控制系统，混凝土布料机终端机构对应设置在混凝土布料机的出料管上；控制系统调节回转组件和摆动组件的的回转角度和摆动幅度，从而实现多自由度的调节混凝土输送方位。
在工作过程中，根据隧道断面结构和尺寸，结合施工工艺，从而确定布料软管的行走轨迹，通过控制系统对回转组件和摆动组件进行程序设置，控制终端机构的动作，沿相应的行走轨迹动作，实现隧道衬砌过程中对混凝土输送方位的要求。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种混凝土布料机终端机构，其连接设置在混凝土布料机的出料管上，其特征在于，包括：
活动管，其与所述出料管连通设置，且所述活动管通过回转组件支撑设置在所述出料管端部；
和布料软管，其与所述活动管连通，且在所述活动管与所述布料软管之间设置有摆动组件；
其中，所述回转组件驱动所述活动管和布料软管绕所述出料管回转动作，且所述摆动组件驱动所述布料软管相对于所述活动管浮摆动作。
2.根据权利要求1所述的混凝土布料机终端机构，其特征在于，所述回转组件包括：
回转盘，其枢接设置在所述出料管上，且所述活动管固定设置在所述回转盘上；
和驱动所述回转盘旋转的回转动力源；
所述回转盘中部设置有连通腔，所述出料管和活动管通过连通腔连通。
3.根据权利要求1所述的混凝土布料机终端机构，其特征在于，所述回转组件包括：
回转管，其与所述出料管通过回转管箍连接，所述活动管与回转管固定对接连通；
和驱动所述回转管旋转的回转动力源。
4.根据权利要求1所述的混凝土布料机终端机构，其特征在于，所述回转组件为回转油缸，所述回转油缸中部设置有连通腔，所述出料管和所述活动管通过所述连通腔连通。
5.根据权利要求1所述的混凝土布料机终端机构，其特征在于，所述摆动组件包括：
夹持单元，其枢接设置在所述活动管上，且所述布料软管支撑设置在所述夹持单元内；
和摆动动力推杆，其设置在所述夹持单元和所述活动管之间，并驱动所述夹持单元和布料软管摆动。
6.根据权利要求5所述的混凝土布料机终端机构，其特征在于，所述活动管上设置有铰接支撑座，所述摆动动力推杆与所述铰接支撑座的其中一端铰接，所述夹持单元与所述铰接支撑座的另一端铰接。
7.根据权利要求5或6所述的混凝土布料机终端机构，其特征在于，所述夹持单元包括：
两软管护套，两所述软管护套均滑动套设在所述布料软管上，靠近活动管的所述软管护套与活动管枢接；
连杆，其两端分别与两所述软管护套枢接；
和驱动环，其设置在所述连杆上，且所述驱动环与所述摆动动力推杆的动作端枢接。
8.根据权利要求5所述的混凝土布料机终端机构，其特征在于，所述摆动动力推杆为液压油缸。
9.根据权利要求1所述的混凝土布料机终端机构，其特征在于，所述活动管包括直管段和弯管段，所述直管段和弯管段通过管夹连通固定。
10.一种多自由度混凝土布料系统，其特征在于，包括：
混凝土布料机；
如权利要求1-9任一所述的混凝土布料机终端机构，其对应设置在所述混凝土布料机的出料管上；
和控制系统，其调节所述回转组件和摆动组件的回转角度和摆动幅度，从而实现多自由度的调节混凝土输送方位。
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