CN113337967A - 一种移动式土工材料铺缝剪裁一体机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种移动式土工材料铺缝剪裁一体机，涉及土工材料铺设技术领域，本发明提供的移动式土工材料铺缝剪裁一体机包括拖拽系统、材料固定装置、材料铺设装置以及材料缝剪系统，其中：所述材料固定装置与所述拖拽系统连接，所述材料固定装置用于承载土工材料；所述材料铺设装置与所述材料固定装置连接，所述材料铺设装置用于将所述土工材料铺设在地面上；所述材料缝剪系统与所述材料铺设装置连接，所述材料缝剪系统用于缝制以及剪裁所述土工材料。本发明提供的移动式土工材料铺缝剪裁一体机可同时实现土工材料的铺设、缝制以及剪裁，取代了人力劳动，具有便捷、高效、安全、低成本等优点。

Description

一种移动式土工材料铺缝剪裁一体机

技术领域

本发明涉及土工材料铺设技术领域，尤其是涉及一种移动式土工材料铺缝剪裁一体机。

背景技术

近年来，土工材料因实际工程的不断需求得到了快速发展，已经成为一种新型的岩土工程材料。兼具加筋、排水和固砂作用的土工织物编织袋目前也广泛应用于大型尾矿库模袋法堆坝技术中，而土工材料在现场实际应用过程中往往需要安排诸多人员进行土工材料的搬运、铺设、缝制和裁剪，不但影响施工进度，人力成本也较高，同时由于技术人员技能和经验的参差不齐，最终导致土工材料的铺设平整度和缝制严实度都存在较大差异，甚至存在人员懈怠而局部漏封的情况。尤其是在一些人力紧张的高原地区更需要用机械来替代人力实现快速筑坝和生产。

因此，如何提供一种能够同时实现土工材料的铺设、缝制以及剪裁的移动式土工材料铺缝剪裁一体机是本领域技术人员需解决的技术问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动式土工材料铺缝剪裁一体机，能够同时实现土工材料的铺设、缝制以及剪裁，提高施工效率，保证施工安全。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种移动式土工材料铺缝剪裁一体机，包括拖拽系统、材料固定装置、材料铺设装置以及材料缝剪系统，其中：

所述材料固定装置与所述拖拽系统连接，所述材料固定装置用于承载土工材料；

所述材料铺设装置与所述材料固定装置连接，所述材料铺设装置用于将所述土工材料铺设在地面上；

所述材料缝剪系统与所述材料铺设装置连接，所述材料缝剪系统用于缝制以及剪裁所述土工材料。

进一步地，所述拖拽系统包括动力驱动装置以及安装于所述动力驱动装置上的材料装卸装置，所述材料固定装置与所述动力驱动装置连接。

进一步地，所述材料装卸装置包括操作杆、起吊臂以及转运爪；

所述操作杆设置于所述动力驱动装置上；

所述起吊臂和所述转运爪均与所述操作杆电连接，所述起吊臂的一端转动安装于所述动力驱动装置上，所述起吊臂的另一端与所述转运爪连接。

进一步地，所述材料固定装置包括活动支撑架、固定支撑架和承载组件；

所述固定支架与所述材料铺设装置连接；

所述活动支架与所述固定支架转动连接，所述拖拽系统与所述活动支架连接；

所述承载组件插装于所述活动支架上，所述承载组件用于安装所述土工材料。

进一步地，所述材料铺设装置包括机架、横撑辊组和压辊；

所述机架与所述材料固定装置连接；

所述横撑辊组包括多个与所述机架转动连接的辊子，所述辊子用于搭接土工材料；

所述压辊与所述机架转动连接，且所述压辊用于将所述土工材料压设在地面上。

进一步地，所述机架具有用于清除地面杂物的清障件，沿铺设方向所述清障件位于所述压辊的前方。

进一步地，所述材料缝剪系统包括均安装于所述材料铺设装置上的材料缝制装置和材料剪裁装置。

进一步地，所述材料缝制装置包括：

安装于所述材料铺设装置两侧的侧边封边机；

滑动安装于所述材料铺设装置上的横向封边机，所述横向封边机的滑动方向垂直于铺设方向。

进一步地，所述材料剪裁装置滑动安装于所述材料铺设装置上，且所述材料剪裁装置与所述横向封边机一体设置。

进一步地，还包括与所述材料缝剪系统电连接的界面控制系统，所述界面控制系统用于控制所述材料缝剪系统的缝剪状态。

本发明提供的一种移动式土工材料铺缝剪裁一体机能产生如下有益效果：

在上述移动式土工材料铺缝剪裁一体机工作时，土工材料安装在材料固定装置上，拖拽系统拖拽材料固定装置沿铺设方向移动，材料铺设装置跟随拖拽系统的移动将土工材料铺设在地面上，与此同时材料缝剪系统对土工材料进行缝制，拖拽系统到达指定位置，缝制完毕后，材料缝剪系统对土工材料进行剪裁。相对于现有技术来说，本发明提供的移动式土工材料铺缝剪裁一体机可同时实现土工材料的铺设、缝制以及剪裁，取代了人力劳动，具有便捷、高效、安全、低成本等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种移动式土工材料铺缝剪裁一体机的三维结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种移动式土工材料铺缝剪裁一体机的侧视图；

图3为本发明实施例提供的一种材料装卸装置的三维结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种材料固定装置、材料铺设装置以及材料缝剪系统装配时的三维结构示意图。

图标：1－拖拽系统；11－动力驱动装置；12－材料装卸装置；121－起吊臂；1211－第一支架；1212－第二支架；1213－驱动机构；1214－第一吊臂；1215－第二吊臂；1216－第三吊臂；122－转运爪；2－材料固定装置；21－活动支撑架；211－第二连接板；212－连接杆；22－固定支撑架；221－第一连接板；222－限位件；23－承载组件；3－材料铺设装置；31－机架；311－清障件；32－横撑辊组；321－第一辊子；322－第二辊子；33－压辊；4－材料缝剪系统；41－料缝制装置；411－侧边封边机；412－横向封边机；42－材料剪裁装置；5－界面控制系统。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本实施例在于提供一种移动式土工材料铺缝剪裁一体机，如图1和图2所示，包括拖拽系统1、材料固定装置2、材料铺设装置3以及材料缝剪系统4，其中：材料固定装置2与拖拽系统1连接，材料固定装置2用于承载土工材料；材料铺设装置3与材料固定装置2连接，材料铺设装置3用于将土工材料铺设在地面上；材料缝剪系统4与材料铺设装置3连接，材料缝剪系统4用于缝制以及剪裁土工材料。

上述移动式土工材料铺缝剪裁一体机可同时实现土工材料的铺设、缝制以及剪裁，提高施工效率以及施工质量，降低人力成本。

其中，拖拽系统1可以仅包括牵拉设备，牵拉设备为材料固定装置2、材料铺设装置3以及材料缝剪系统4提供向前移动的动力，随着牵拉设备的前移，材料固定装置2以及材料铺设装置3上的土工材料逐渐放卷，实现土工材料的铺设。

在一些其他的实施例中，如图1和图2所示，拖拽系统1包括动力驱动装置11以及安装于动力驱动装置11上的材料装卸装置12，材料固定装置2与动力驱动装置11连接。

其中，动力驱动装置11提供前进的动力；材料装卸装置12能够辅助工人将土工材料装配至材料固定装置2上。由于工程现场经常会出现土工材料堆置于距离铺设地点的较远位置或者高陡边坡上，通过材料装卸装置12可快速的将土工材料抓吊至指定地点，节约人力，提高装配效率，降低工人劳动强度。

在至少一个实施例中，如图1所示，动力驱动装置11为牵引车，可以根据预定的铺设速度选择不同的档位前进，材料装卸装置12布置于牵引车车头的一侧。

材料装卸装置12可以为伸缩臂，也可以为机械转运爪等。

在一些实施例中，如图3所示，材料装卸装置12包括操作杆121、起吊臂121以及转运爪122；操作杆121设置于动力驱动装置11上；起吊臂121和转运爪122均与操作杆121电连接，起吊臂121的一端转动安装于动力驱动装置11上，起吊臂121的另一端与转运爪122连接。

在使用时，工人可以通过操作杆控制起吊臂121以及转运爪122动作，实现土工材料的转运。

起吊臂121可以包括多段，如图3所示，起吊臂121包括第一支架1211、第二支架1212、驱动机构1213、第一吊臂1214、第二吊臂1215和第三吊臂1216；第一支架1211安装于动力驱动装置11上；第一吊臂1214的两端分别与第一支架1211和第二支架1212转动连接；第二支架1212上安装有电机；第二吊臂1215的一端与电机的动力输出轴连接，另一端与第三吊臂1216连接。

在使用时，驱动机构1213可以在竖直平面上调节第一吊臂1214的起升角度，驱动机构具体可以为液压缸、气压缸等；电机可以在水平面上调节第二吊臂1215的转角。

具体地，沿第三吊臂1216的延伸方向，第三吊臂1216上设有多个第一连接孔，第二吊臂1215与第三吊臂1216配合的一端设置有第二连接孔，第二连接孔可以通过连接件与合适的第一连接孔连接，以调节第三吊臂1216相对于第二吊臂1215的高度，更便于材料装卸装置12的使用。

另外，转运爪122可以仅具有承载土工材料的作用，也可以具有拾取以及释放土工材料的作用。

在一些实施例中，当转运爪122在起吊臂122的带动下到达存放土工材料的位置时，转运爪122抓取成卷的土工材料，并将成卷的土工材料转运至材料固定装置2的上方，等待安装。

在一些实施例中，如图4所示，材料固定装置2包括活动支撑架21、固定支撑架22和承载组件23；固定支撑架22与材料铺设装置3连接；活动支撑架21与固定支撑架22转动连接，拖拽系统1与活动支撑架21连接；承载组件23插装于活动支撑架21上，承载组件23用于安装土工材料。

当第一次安装成卷土工材料或者更换土工材料时，可抬起活动支撑架21，面向图4的方向，活动支撑架21相对于固定支撑架22逆时针转动，拆下承载组件23并将成卷的土工材料放置至合适位置后再将承载组件23穿过材料并与活动支撑架21左右固定，完成土工材料的更换。

上述材料固定装置2结构简单，便于土工材料的安装，且能够保证铺设土工材料时，土工材料稳定放卷。

具体地，固定支撑架22包括两个相对设置的第一连接板221，第一连接板221的一端与材料铺设装置3连接，第一连接板221的另一端与活动支撑架21铰接，每一个第一连接板221上均连接有用于限定活动支撑架21转动角度的限位件222。活动支撑架21包括两个相对设置的第二连接板211以及两个相对设置的连接杆212，第二连接板位于第一连接板221的内侧，第二连接板211的一端与第一连接板221铰接且连接有连接杆212，第二连接板211的另一端连接有承载组件23，连接杆212与动力驱动装置11延伸出的杆件铰接。

当完成土工材料的更换时，第二连接板211搭接于限位件222上，限位件222能够将第二连接板211以及土工材料支撑至距地面一定高度的水平位置。

具体地，承载组件23包括直杆以及两个旋转盖帽(图中未示出)，直杆的一端具有外螺纹，旋转盖帽具有与外螺纹配合的内螺纹，活动支撑架21上具有用于插装直杆的通孔。

固定和更换土工材料时，将直杆拆下并穿过成卷土工材料后，将直杆带螺纹的端部贯穿上述通孔并使用两个旋转盖帽将直杆锁定于活动支撑架21上即可。

在一些实施例中，如图4所示，材料铺设装置3包括机架31、横撑辊组32和压辊33；机架31与材料固定装置2连接；横撑辊组32包括多个与机架31转动连接的辊子，辊子用于搭接土工材料；压辊33与机架31转动连接，且压辊33用于将土工材料压设在地面上。

以图4为例进行具体说明，机架31与固定支撑架22连接，横撑辊组32包括与机架31同高度铰接的第一辊子321和第二辊子322，自承载组件23延伸出的土工材料搭接在第一辊子321和第二辊子322上并延伸至压辊33，自压辊33的底部伸出在压辊33的压设下平铺在地面上。

其中，机架31起到支撑固定支撑架22、横撑辊组32和压辊33的作用；横撑辊组32起到了水平向撑紧、撑平的作用，保证土工材料能够平整的放卷，避免出现褶皱或不平面的现象；压辊33能够使得土工材料紧贴地面，提高铺设质量。因此上述材料铺设装置3综合考虑到了土工材料铺设过程中的稳定性和平整性，相对于人工铺设来说，铺设效果更佳。

具体地，第一辊子321和第二辊子322均较承载组件23高50－80cm。

需要说明的是，辊子的个数并不限于两个，也可以为一个、三个或四个。

另外，压辊33的最底端基本与铺设地面齐平，以保证铺设于地面的土工材料与地面基本平行。

在至少一个实施例中，压辊33的两端连接有支座，压辊33与支座转动连接，支座可拆卸安装于机架31上。当处于非工作状态时，可将支座自机架31上拆下，以取消压辊22与机架31的连接，便于一体机在其他道路上行驶。

其中，支座与机架31可以采用螺栓连接、销接等连接方式。

在一些实施例中，机架31不仅起到支撑的作用，其还具有清障的功能，如图4所示，机架31具有用于清除地面杂物的清障件311，沿铺设方向清障件311位于压辊33的前方，清障件311可以清除压辊33前方的杂物，保证土工布能够平整的铺设于地面上。

其中清障件311可以采用多种结构，例如清障件311可以包括一排垂直于铺设方向设置的刷子，或者如图4所示，清障件可以为一根横杆，横杆垂直于铺设方向设置，或者清障件可以为一根V形杆，V形杆的两端与机架31连接，沿铺设方向，V形杆的尖端正对机架31的中部，以将杂物推向直机架31两侧，或者清障件可以为一垂直于路面设置的V形板，V形板的两端与机架31连接，沿铺设方向，V形板的尖端正对机架31的中部。

在一些实施例中，为更便于对土工材料进行剪裁以及全面缝制，如图4所示，材料缝剪系统4包括均安装于材料铺设装置3上的材料缝制装置41和材料剪裁装置42。

在一些实施例中，如图4所示，材料缝制装置41包括：安装于材料铺设装置3两侧的侧边封边机411；滑动安装于材料铺设装置3上的横向封边机412，横向封边机412的滑动方向垂直于铺设方向。

横向封边机412首先会将土工材料最外端进行封边，随着成卷土工材料的放卷，侧边封边机411持续对土工材料的两侧进行缝制，沿某一方向铺设完毕后，横向封边机412将土工材料最末段进行封边，最终完成土工材料的前后左右全部封边。

具体地，每个侧边封边机411上安置前后两个缝针实现前后两道封边，保证缝制质量。

在一些实施例中，为保证切割彻底，材料剪裁装置42滑动安装于材料铺设装置3上，且材料剪裁装置42与横向封边机412一体设置。

材料剪裁装置42主要实现铺设至指定位置后对土工材料进行裁剪的功能。具体地，材料剪裁装置42与横向封边机412位于同一个机器盒内，该机器盒内设有封边机以及锋利刀片切割机，且切割机位于封边机前侧靠近拖拽系统1方向。当材料铺设至指定位置时位于后侧的封边机先进行材料的缝制工作，而后切割机再对土工材料进行切割保证了切割不影响缝制。

在一些实施例中，上述移动式土工材料铺缝剪裁一体机还包括与材料缝剪系统4电连接的界面控制系统5，界面控制系统5用于控制材料缝剪系统4的缝剪状态。

具体地，界面控制系统5主要有左侧边封边机按钮、右侧边封边机按钮、横向封边机按钮、裁剪切割按钮、启闭按钮等组成。分别控制各个封边机以及切割机的运转，在操作人员驱动拖拽系统1前进的同时快速操作按钮实现铺设、缝制、裁剪的自由切换与使用。

其中，启闭按钮主要是用于控制整个界面控制系统的开启与关闭。

如图1所示，界面控制系统5安装于动力驱动装置11上。

具体使用过程如下：

平整地面土工材料铺设、缝制以及裁剪：启动动力驱动装置11的机车头，通过手动操作机车头部位的操作杆121控制起吊臂121和转运爪122将远离铺设地点的土工材料抓起，并转运至材料固定装置2上方，拆下材料固定装置2并通过起吊臂121将土工材料安置于固定位置后再将承载组件23中的直杆穿入，旋紧两端的旋转盖帽。手动将土工材料分别穿过材料铺设系统的横撑辊组32和压辊33，延长一段放置于地面，对折后现场利用几个固定杆件将土工材料固定于待铺设地面，至此土工材料安置完毕。启动界面控制系统5的启闭按钮，并启动横向封边机412将最外端土工材料进行封边，封边完毕后关闭横向封边机412，开动机车头，同时开启左右向侧边封边机411，保持与侧边封边机411相适应的速度向前推进，同时侧边封边机411的前端清障件311对行进路线上地面进行简单的平整，待机车头到达指定位置时关闭侧边封边机411，开启横向封边机412，再次完成横向封边。最后开启界面控制系统5的切割裁剪系统按钮，将土工材料进行来回裁剪直至土工材料脱落至地面，至此完成整个指定路线的土工材料装卸、铺设、缝制以及裁剪全套流程，此时关闭界面控制系统5的关闭按钮，取下压辊33端部支座上的销轴，收起压辊33，使得压辊33脱离地面，机车头开出铺设位置，至此完成整个操作。

较小坡度的斜面土工材料铺设、缝制以及裁剪：根据配置的机车头情况确定能够承受的最大斜面爬坡角度，确定好后即可按照上述实施例的流程完成斜面土工材料的铺设、缝制以及裁剪等功能。

同时，在整个实施过程中可根据现场实际情况选择铺设、缝制、裁剪等功能的应用情况，可同时全部使用也可使用其中一部分功能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种移动式土工材料铺缝剪裁一体机，其特征在于，包括拖拽系统(1)、材料固定装置(2)、材料铺设装置(3)以及材料缝剪系统(4)，其中：

所述材料固定装置(2)与所述拖拽系统(1)连接，所述材料固定装置(2)用于承载土工材料；

所述材料铺设装置(3)与所述材料固定装置(2)连接，所述材料铺设装置(3)用于将所述土工材料铺设在地面上；

所述材料缝剪系统(4)与所述材料铺设装置(3)连接，所述材料缝剪系统(4)用于缝制以及剪裁所述土工材料。

2.根据权利要求1所述的移动式土工材料铺缝剪裁一体机，其特征在于，所述拖拽系统(1)包括动力驱动装置(11)以及安装于所述动力驱动装置(11)上的材料装卸装置(12)，所述材料固定装置(2)与所述动力驱动装置(11)连接。

3.根据权利要求2所述的移动式土工材料铺缝剪裁一体机，其特征在于，所述材料装卸装置(12)包括操作杆、起吊臂(121)以及转运爪(122)；

所述操作杆设置于所述动力驱动装置(11)上；

所述起吊臂(121)和所述转运爪(122)均与所述操作杆电连接，所述起吊臂(121)的一端转动安装于所述动力驱动装置(11)上，所述起吊臂(121)的另一端与所述转运爪(122)连接。

4.根据权利要求1所述的移动式土工材料铺缝剪裁一体机，其特征在于，所述材料固定装置(2)包括活动支撑架(21)、固定支撑架(22)和承载组件(23)；

所述固定支撑架(22)与所述材料铺设装置(3)连接；

所述活动支撑架(21)与所述固定支撑架(22)转动连接，所述拖拽系统(1)与所述活动支撑架(21)连接；

所述承载组件(23)插装于所述活动支撑架(21)上，所述承载组件(23)用于安装所述土工材料。

5.根据权利要求1所述的移动式土工材料铺缝剪裁一体机，其特征在于，所述材料铺设装置(3)包括机架(31)、横撑辊组(32)和压辊(33)；

所述机架(31)与所述材料固定装置(2)连接；

所述横撑辊组(32)包括多个与所述机架(31)转动连接的辊子，所述辊子用于搭接土工材料；

所述压辊(33)与所述机架(31)转动连接，且所述压辊(33)用于将所述土工材料压设在地面上。

6.根据权利要求5所述的移动式土工材料铺缝剪裁一体机，其特征在于，所述机架(31)具有用于清除地面杂物的清障件(311)，沿铺设方向所述清障件(311)位于所述压辊(33)的前方。

7.根据权利要求1所述的移动式土工材料铺缝剪裁一体机，其特征在于，所述材料缝剪系统(4)包括均安装于所述材料铺设装置(3)上的材料缝制装置(41)和材料剪裁装置(42)。

8.根据权利要求7所述的移动式土工材料铺缝剪裁一体机，其特征在于，所述材料缝制装置(41)包括：

安装于所述材料铺设装置(3)两侧的侧边封边机(411)；

滑动安装于所述材料铺设装置(3)上的横向封边机(412)，所述横向封边机(412)的滑动方向垂直于铺设方向。

9.根据权利要求8所述的移动式土工材料铺缝剪裁一体机，其特征在于，所述材料剪裁装置(42)滑动安装于所述材料铺设装置(3)上，且所述材料剪裁装置(42)与所述横向封边机(412)一体设置。

10.根据权利要求1所述的移动式土工材料铺缝剪裁一体机，其特征在于，还包括与所述材料缝剪系统(4)电连接的界面控制系统(5)，所述界面控制系统(5)用于控制所述材料缝剪系统(4)的缝剪状态。

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