CN111963215A - 一种防水布铺设台车 - Google Patents

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樊龙
郭生辉
杨喜林
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    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
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Abstract

本发明涉及隧道施工领域，尤其涉及一种防水布铺设台车。包括台车本体，以及安装于所述台车本体上用于进行防水布铺设的可伸缩式摆臂装置。本发明要解决的技术问题，在于提供一种防水布铺设台车，可将防水布自动展开，减轻工人的劳动强度，操作方便且安全。本发明具有如下优点：根据隧道的形状，通过伸缩式摆臂机构调节摆臂装置与隧道壁的距离，装配更加方便快捷。可替代卷扬机牵引小车行走轨道式的防水布铺设机构如弧形轨道、牵引系统、环向小车等，无需通过卷扬机牵引小车行走轨道牵引移动，操作更加安全。

Description

一种防水布铺设台车
技术领域
本发明涉及隧道施工领域，尤其涉及一种防水布铺设台车。
背景技术
防水布铺设台车是专为隧道施工中铺设防水布而设计的作业台车。目前使用的防水布台车主要有简易台架式和卷扬机牵引小车行走轨道式两种。简易台架式由型钢拼焊而成，操作人员在台架上铺设和压紧防水布，非常费工费时，操作时也不够安全，施工效率低。卷扬机牵引小车行走轨道式，行走小车上设置有牵引钢丝绳或牵引链条，通过台车上的卷扬机牵引移动。这种防水布台车采用钢丝绳或者链条牵引，安全风险高，不方便施工人员操作。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种防水布铺设台车，可将防水布自动展开，减轻工人的劳动强度，操作方便且安全。
本发明是这样实现的：
一种防水布铺设台车，包括台车本体，以及安装于所述台车本体上用于进行防水布铺设的可伸缩式摆臂装置。
进一步地：
所述可伸缩式摆臂装置包括：
用于收卷防水布并使防水布轴向转动的卷轴；
用于支撑所述卷轴并使所述卷轴环向移动的伸缩式摆臂机构。
更进一步地：
所述伸缩式摆臂机构包括：
垂直设置于所述卷轴两端的一级摆臂；
带动所述一级摆臂摆动的二级摆臂，所述二级摆臂与所述一级摆臂活动连接，并通过液压缸调节与所述一级摆臂的连接角度；
带动所述二级摆臂摆动的主动轴，以及驱动所述主动轴转动的驱动电机。
所述液压缸连接伺服电机，通过伺服电机控制液压缸运动。
所述伺服电机与PLC控制器连接。
所述PLC控制器采用可编程控制器控制，利用可编程控制器，计算液压缸的伸缩长度，具体如下：
设置A为隧道圆心，B为摆臂装置的旋转中心即主动轴的位置，C为卷轴位置，D为二级摆臂与一级摆臂的连接点，E为液压缸与二级摆臂的连接点，F液压缸与一级摆臂的连接点，EF为液压缸的伸缩距离，其中AB、AC、BD、CD、DF、ED长度已知，∠CBA、∠FDC、∠BDE角度已知，求FE长度；
(1)、先求出∠ACB角度
sin∠ACB＝AB/(AC/sin∠CBA)
(2)、进一步求出∠BAC角度
∠BAC＝180°-∠ACB-∠CBA
(3)、进一步求出CB的长度
CB＝BA/sin∠ACB*sin∠BAC
(4)、进一步求出∠BDC的角度
cos∠BDC＝(CD2+DB2-CB2)/(2*CD*DB)
(5)、进一步求出∠EDF的角度
∠EDF＝∠BDC-30°-6.5°
(6)、进一步求出FE的长度
FE2＝DF2+ED2-2*DF*ED*cos∠EDF。
所述台车本体包括若干个通过纵支撑杆连接的台车框架，所述台车框架包括顶梁、横梁以及固定于所述横梁底部且平行设置于所述横梁两端的纵梁，所述横梁通过若干个平行的立柱以及位于两侧对称设置的斜支撑杆与所述顶梁固定连接。所述可伸缩式摆臂装置的主动轴水平垂直设于所述横梁中心，且通过轴承座固定连接在所述纵支撑杆上。
所述斜支撑杆、所述纵梁的外侧设有若干个伸出杆。
以上所述的“若干个”指的是两个或两个以上。
本发明具有如下优点：根据隧道的形状，通过伸缩式摆臂机构调节摆臂装置与隧道壁的距离，装配更加方便快捷。可替代卷扬机牵引小车行走轨道式的防水布铺设机构如弧形轨道、牵引系统、环向小车等，无需通过卷扬机牵引小车行走轨道牵引移动，操作更加安全。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为可伸缩式摆臂装置的结构示意图。
图3为本发明的使用状态图。
图4为图1的侧视图。
图5为结构位置关系图。
具体实施方式
实施例1
请参阅图1-图4所示，一种防水布铺设台车，包括台车本体，以及安装于所述台车本体上用于进行防水布铺设的可伸缩式摆臂装置。
所述可伸缩式摆臂装置包括：用于收卷防水布并使防水布轴向转动的卷轴1，以及用于支撑所述卷轴并使所述卷轴环向移动的伸缩式摆臂机构。所述伸缩式摆臂机构包括：垂直设置于所述卷轴1两端的一级摆臂2；带动所述一级摆臂2摆动的二级摆臂3，所述二级摆臂3与所述一级摆臂2活动连接，并通过液压缸4调节与所述一级摆臂2的连接角度；带动所述二级摆臂3摆动的主动轴5，以及驱动所述主动轴5转动的驱动电机6。
其中一级摆臂2通过液压油缸4驱动调节摆臂角度，二级摆臂3通过电机减速机6驱动主动轴5旋转带动。PLC控制器控制伺服电机7，伺服电机7控制液压缸4做直线运动。控制系统采用PLC可编程控制器控制，控制方式为无线遥控操作，可以精确计算液压缸的伸缩长度。根据隧道的形状，调节二级摆臂3与一级摆臂2的连接角度，进而调节摆臂装置与隧道壁200的距离。
所述台车本体包括若干个通过纵支撑杆10连接的台车框架100，所述台车框架100包括顶梁101、横梁102以及固定于所述横梁102底部且平行设置于所述横梁102两端的纵梁103，所述横梁102通过若干个平行的立柱104以及位于两侧对称设置的斜支撑杆105与所述顶梁101固定连接。所述可伸缩式摆臂装置的的主动轴5贯穿于所有横梁102的中心并延伸至台车本体外，且通过轴承座11固定连接在所述纵支撑杆10上。
所述斜支撑杆105、所述纵梁103的外侧设有若干个伸出杆106，方便技术人员操作，还可加强台车框架100的整体稳定性。
利用PLC可编程控制器，可快速计算液压缸的伸缩长度，具体如下：
如图5所示，设置A为隧道圆心，B为摆臂装置的旋转中心即主动轴的位置，C为卷轴位置，D为二级摆臂与一级摆臂的连接点，E为液压缸与二级摆臂的连接点，F液压缸与一级摆臂的连接点，EF为液压缸的伸缩距离。
已知：AB＝2080，AC＝7200，BD＝500.25，CD＝2790.29，DF＝230，ED＝805，以上长度单位为mm；若∠CBA＝70°，∠FDC＝30°，∠BDE＝6.5°，求：FE长度。
解：
1、先求出∠ACB角度(正弦定理)
sin∠ACB＝AB/(AC/sin∠CBA)
2、进一步求出∠BAC角度(三角形内角和)
∠BAC＝180°-∠ACB-∠CBA
3、进一步求出CB的长度(正弦定理)
CB＝BA/sin∠ACB*sin∠BAC
4、进一步求出∠BDC的角度(余弦定理)
cos∠BDC＝(CD2+DB2-CB2)/(2*CD*DB)
5、进一步求出∠EDF的角度
∠EDF＝∠BDC-30°-6.5°
6、进一步求出FE的长度(余弦定理)
FE2＝DF2+ED2-2*DF*ED*cos∠EDF
最终可以得到液压缸的伸缩距离，即PLC控制器控制伺服液压油缸伸缩的长度，使卷轴上的防水布被压紧并贴合于隧道壁上。通过C点位置的变换，精确计算液压缸的伸缩长度，使防水布不断被压紧并贴合于隧道壁上，从而完成隧道防水板铺设。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种防水布铺设台车，包括台车本体，其特征在于：还包括安装于所述台车本体上用于进行防水布铺设的可伸缩式摆臂装置。
2.根据权利要求1所述的防水布铺设台车，其特征在于：所述可伸缩式摆臂装置包括：
用于收卷防水布并使防水布轴向转动的卷轴；
用于支撑所述卷轴并使所述卷轴环向移动的伸缩式摆臂机构。
3.根据权利要求1所述的防水布铺设台车，其特征在于：所述伸缩式摆臂机构包括：
垂直设置于所述卷轴两端的一级摆臂；
带动所述一级摆臂摆动的二级摆臂，所述二级摆臂与所述一级摆臂活动连接，并通过液压缸调节与所述一级摆臂的连接角度；
带动所述二级摆臂摆动的主动轴，以及驱动所述主动轴转动的驱动电机。
4.根据权利要求3所述的防水布铺设台车，其特征在于：所述液压缸连接伺服电机，通过伺服电机控制液压缸运动。
5.根据权利要求4所述的防水布铺设台车，其特征在于：所述伺服电机与PLC控制器连接。
6.根据权利要求5所述的防水布铺设台车，其特征在于：所述PLC控制器采用可编程控制器控制，利用可编程控制器，计算液压缸的伸缩长度，编程过程如下：
设置A为隧道圆心，B为摆臂装置的旋转中心即主动轴的位置，C为卷轴位置，D为二级摆臂与一级摆臂的连接点，E为液压缸与二级摆臂的连接点，F液压缸与一级摆臂的连接点，EF为液压缸的伸缩距离，其中AB、AC、BD、CD、DF、ED长度已知，∠CBA、∠FDC、∠BDE角度已知，求FE长度；
(1)、先求出∠ACB角度
sin∠ACB＝AB/(AC/sin∠CBA)
(2)、进一步求出∠BAC角度
∠BAC＝180°-∠ACB-∠CBA
(3)、进一步求出CB的长度
CB＝BA/sin∠ACB*sin∠BAC
(4)、进一步求出∠BDC的角度
cos∠BDC＝(CD2+DB2-CB2)/(2*CD*DB)
(5)、进一步求出∠EDF的角度
∠EDF＝∠BDC-30°-6.5°
(6)、进一步求出FE的长度
FE2＝DF2+ED2-2*DF*ED*cos∠EDF。
7.根据权利要求3所述的防水布铺设台车，其特征在于：所述台车本体包括若干个通过纵支撑杆连接的台车框架，所述台车框架包括顶梁、横梁以及固定于所述横梁底部且平行设置于所述横梁两端的纵梁，所述横梁通过若干个平行的立柱以及位于两侧对称设置的斜支撑杆与所述顶梁固定连接。所述可伸缩式摆臂装置的主动轴水平垂直设于所述横梁中心，且通过轴承座固定连接在所述纵支撑杆上。
8.根据权利要求7所述的防水布铺设台车，其特征在于：所述斜支撑杆、所述纵梁的外侧设有若干个伸出杆。
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