CN113894952A - 一种高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置及使用方法，属于桥梁工程技术领域，其包括：车载单元，包括承载架、行走机构、动力组件，行走机构和动力组件均安装在承载架上，动力组件与行走机构驱动连接；凿毛机，可调距且可调角度地安装在承载架上；自动喷淋单元，包括设置在承载架上端的储水箱和多个喷头，多个喷头通过水管与储水箱连通；高精度激光控制单元，包括激光灯以及与激光灯发射的激光射线对应设置的激光传感器，激光灯可调距地安装在承载架上。本发明免除人工自动凿毛，解决工作人员大量尘肺问题，自动喷淋可以避免凿毛过程粉尘问题，并实现自动接收凿毛粉末，免除梁板预制场底座大量清洗难问题。

Description

一种高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置及使用方法

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置及使用方法。

背景技术

近年来，随着国家经济的快速进步，桥梁建设事业也实现了“跨越式”大发展。桥梁施工呈现周期短、质量高等特点，因此预制桥面板越来越多的被应用到实际施工中去。为了保证预制桥梁新旧混凝土良好结合，需要在新混凝土浇筑之前，对预制空心板腹板进行凿毛处理。所谓凿毛，即人工或使用凿毛机对预制空心板腹板进行击打，使其表面形成粗糙的凹痕，以便新旧混凝土更好的结合。但是在凿毛施工过程中，由于混凝土腹板强度已基本达到设计强度，在此期间会形成大量灰尘，影响施工人员健康，不利于施工现场扬尘治理，而且所形成的扬尘积落在相邻预制空心板接缝处，不易清理，对后续新旧混凝土结合造成不利影响。另外，凿毛过程中经常出现混凝土凿除过多等问题，导致预制空心板钢筋保护层厚度不能满足施工要求，对桥梁结构产生危害。另外，现有的凿毛机应用范围有限，受到腹板倾斜角度的限制，不能满足所有形状的预制空心板凿毛施工，从而大大增加了施工难度。

现有申请号为202011492521.5的中国专利虽然解决了凿毛机应用范围受限的问题，但凿毛过程中凿毛装置需上下移动，不利于快速施工，而且也没有考虑如何抑尘的问题。申请号为201620468782.6的中国专利，简单的设置了一个水桶，来达到抑尘的目的，但未考虑如何控制凿毛深度，而且带有混凝土废水沉积在相邻预制空心板腹板之间，不易清理，对后期新旧混凝土的结合质量造成了严重的危害。

综上所述，目前广泛应用于施工中的凿毛装置及方法存在以下缺点：

(1)应用范围受限，不能满足所有种类预制空心板腹板凿毛施工；

(2)凿毛产生的扬尘严重，且极易积聚在相邻预制空心板腹板之间，不易清理，对新旧混凝土结合造成不利影响；

(3)腹板凿除深度不易控制。若凿毛深度不够，不利于新旧混凝土结合；若凿毛深度过大，将会减少混凝土保护层厚度，从而威胁桥梁结构安全。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：

一种高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置，包括：

车载单元，所述车载单元包括承载架、行走机构、动力组件，所述行走机构和所述动力组件均安装在所述承载架上，所述动力组件与所述行走机构驱动连接，以实现所述行走机构带动所述承载架相对预制空心板梁移动；

凿毛机，所述凿毛机可调距且可调角度地安装在所述承载架上；

自动喷淋单元，所述自动喷淋单元包括设置在所述承载架上端的储水箱和多个喷头，多个所述喷头通过水管与所述储水箱连通；

高精度激光控制单元，所述高精度激光控制单元包括激光灯以及与所述激光灯发射的激光射线对应设置的激光传感器，所述激光灯可调距地安装在所述承载架上。

进一步地，所述承载架包括横梁和立柱，所述立柱为2个，2个所述立柱分别可调距地安装在所述横梁的两端。

进一步地，所述动力组件包括发动机、链条、主动链轮和从动链轮，所述发动机设置在所述横梁的上端，所述主动链轮与所述发动机的输出端固定连接，所述从动链轮与所述行走机构配合，并带动所述行走机构行走；所述主动链轮与所述从动链轮通过所述链条驱动连接。

进一步地，所述行走机构包括主动轮和从动轮，所述主动轮和所述从动链轮均固定连接在转轴上；所述转轴可转动地连接安装在安装架上，所述安装架固定连接在所述横梁的下端；所述从动轮可调距且可转动地安装在所述立柱远离所述横梁的一端。

进一步地，所述凿毛机通过可调距可调角机构安装在所述立柱上，所述可调距可调角机构包括固定板、支撑杆、第一伸缩件和第二伸缩件，所述凿毛机固定安装在所述固定板的一侧，所述第一伸缩件的固定端与所述立柱固定连接，所述第一伸缩件的驱动端与所述固定板的上端铰接；所述支撑杆的第一端与所述立柱的下端铰接，所述支撑杆的第二端与所述第一伸缩件的驱动端铰接；所述第二伸缩件的固定端铰接在所述支撑杆的非端部位置，所述第二伸缩件的驱动端铰接在所述固定板的非端部位置；所述第一伸缩件和第二伸缩件伸缩配合，带动所述凿毛机倾斜任意角度，以实现与任意形状、尺寸的预制空心板腹板接触。

进一步地，还包括废水收集单元，所述废水收集单元包括废水收集托盘、废水导管和废水收集箱，所述废水收集托盘通过所述废水导管安装在所述立柱的下端，并通过所述废水导管将所述废水收集托盘收集的废水导流至所述废水收集箱内，所述废水收集箱固定在所述立柱下端远离所述废水收集托盘的一侧。

一种高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置的使用方法，其特征在于，使用上述所述的高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置，所述使用方法包括以下步骤：

S10、调整承载架上2个立柱与横梁之间的距离，使承载架具有适当宽度，并将主动轮放置在预制空心板梁顶板上方；

S20、调节第一伸缩件和第二伸缩件的长度，使凿毛机倾斜一定角度，并与预制空心板梁腹板紧密切合；

S30、调整从动轮与立柱之间的距离，使所述从动轮与预制空心板梁腹板接触；

S40、设定凿毛深度，调整激光灯和激光传感器的位置，使所述激光灯发出的激光射线位于设定凿毛深度之上；

S50、开启喷头，并调节所述喷头的位置，使所述喷头的出水方向对准预制空心板梁腹板表面进行洒水；

S60、启动凿毛机，开始进行凿毛工作；

S70、启动发动机，带动主动链轮转动，主动链轮通过链条带动从动链轮转动，从动链轮带动主动轮在预制空心板梁顶板上行走；

S80、所述凿毛机进行凿毛的过程中，废水收集托盘对废水进行收集，并经废水导管排出至流入废水收集箱中。

有益效果：

本发明提供的一种高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置及使用方法，免除人工自动凿毛，解决工作人员大量尘肺问题。同时，自动喷淋，可以避免凿毛过程粉尘问题，并实现自动接收凿毛粉末，免除梁板预制场底座大量清洗难问题。

此外，激光高精度控制凿毛深度，保证梁体保护层厚度、提升梁体整体凿毛。

附图说明

图1为一种高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置的结构示意图；

其中，1、立柱；2、第三伸缩件；3、第四伸缩件；4、喷头；5、激光灯；6、主动轮；7、发动机；8、主动链轮；9、链条；10、从动链轮；11、转轴；12、储水箱；13、水管；14、横梁；15、预制空心板梁；16、从动轮；17、废水收集箱；18、废水导管；19、废水收集托盘；20、激光传感器；21、第二伸缩件；22、凿毛机；23、固定板；24、第一伸缩件。

具体实施方式

实施例1

参考图1，本发明提供了一种高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置，包括：

车载单元，车载单元包括承载架、行走机构、动力组件，行走机构和动力组件均安装在承载架上，动力组件与行走机构驱动连接，以实现行走机构带动承载架相对预制空心板梁15移动；

凿毛机22，凿毛机22可调距且可调角度地安装在承载架上；

自动喷淋单元，自动喷淋单元包括设置在承载架上端的储水箱12和多个喷头4，多个喷头4通过水管13与储水箱12连通；

高精度激光控制单元，高精度激光控制单元包括激光灯5以及与激光灯5发射的激光射线对应设置的激光传感器20，激光灯5可调距地安装在承载架上。

其中，承载架包括横梁14和立柱1，立柱1为2个，2个立柱1分别可调距地安装在横梁14的两端。

在本实施例中，立柱1与横梁14之间通过第四伸缩件3连接。

在本实施例中，激光灯5通过第三伸缩件2固定安装在立柱1靠近预制空心板梁15的一侧。

在本实施例中，凿毛机22、高精度激光控制单元均为2个，并对称安装在承载架上；与激光灯5发射的激光射线对应设置的激光传感器20固定安装在固定板23远离激光灯5的一侧。

在本实施例中，喷头4数量为4个，均匀布置在横梁14上，喷头4的喷水方向指向预制空心板梁15。

动力组件包括发动机7、链条9、主动链轮8和从动链轮10，发动机7设置在横梁14的上端，主动链轮8与发动机7的输出端固定连接，从动链轮10与行走机构配合，并带动行走机构行走；主动链轮8与从动链轮10通过链条9驱动连接。

行走机构包括主动轮6和从动轮16，主动轮6与从动链轮10均固定连接在转轴11。

在本实施例中，主动轮6为2个分别安装在转轴11的两端，从动链轮10固定连接转轴11的中间位置。

从动轮16可调距且可转动地安装在立柱1远离横梁14的一端；转轴11与安装架转动连接，安装架固定连接在横梁14的下端。

在本实施例中，凿毛机22通过可调距可调角机构安装在立柱1上，可调距可调角机构包括固定板23、支撑杆、第一伸缩件24和第二伸缩件21，凿毛机22固定安装在固定板23的一侧，第一伸缩件24的固定端与立柱1固定连接，第一伸缩件24的驱动端与固定板23的上端铰接；支撑杆的第一端与立柱1的下端铰接，支撑杆的第二端与第一伸缩件24的驱动端铰接；第二伸缩件21的固定端铰接在支撑杆的非端部位置，第二伸缩件21的驱动端铰接在固定板23的非端部位置；第一伸缩件24和第二伸缩件21伸缩配合，带动凿毛机22倾斜任意角度，以实现与任意形状、尺寸的预制空心板梁15腹板接触。

本实施例提供的高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置，还包括废水收集单元，废水收集单元包括废水收集托盘19、废水导管18和废水收集箱17，废水收集托盘19通过废水导管18安装在立柱1的下端，并通过废水导管18将废水收集托盘19收集的废水导流至废水收集箱17内，废水收集箱17固定在立柱1下端远离废水收集托盘19的一侧。

其中，废水收集单元为2个，对称安装在承载架上。

在本实施例中，第一伸缩件24、第二伸缩件21、第三伸缩件2和第四伸缩件3为液压缸、气缸或液压杆中的一种，优选为液压杆。

实施例2

一种高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置的使用方法，使用实施例1提供的高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置，使用方法包括以下步骤：

S10、调整承载架上2个立柱1与横梁14之间的距离，使承载架具有适当宽度，并将主动轮6放置在预制空心板梁15顶板上方；

S20、调节第一伸缩件24和第二伸缩件21的长度，使凿毛机22倾斜一定角度，并与预制空心板梁15腹板紧密切合；

S30、调整从动轮16与立柱1之间的距离，使从动轮16与预制空心板梁15腹板接触；

S40、设定凿毛深度，调整激光灯5和激光传感器20的位置，使激光灯5发出的激光射线位于设定凿毛深度之上；

S50、开启喷头4，并调节喷头4的位置，使喷头4的出水方向对准预制空心板梁15腹板表面进行洒水；

S60、启动凿毛机22，开始进行凿毛工作；

S70、启动发动机7，带动主动链轮8转动，主动链轮8通过链条9带动从动链轮10转动，从动链轮10带动主动轮6在预制空心板梁15顶板上行走；

S80、凿毛机22进行凿毛的过程中，废水收集托盘19对废水进行收集，并经废水导管18排出至流入废水收集箱17中。

在本实施例中，凿毛机22可以根据预制空心板梁15腹板尺寸人为更换，以保证腹板凿毛面积。

实施例3

我国北方某高速公路建设过程中，采取的施工方式就是预制拼装。预制空心板梁15横向拼接之前，需要事先对其腹板外侧进行凿毛处理。现场凿毛施工过程中，造成的灰尘较多，而且凿毛深度难以控制。在此高速公路凿毛施工过程中，可以通过本发明来降低灰尘产生，并控制其凿毛深度。

首先调整第四伸缩件3，使支撑架尺寸符合某高速公路预制空心板梁15的宽度，然后将主动轮6放到预制空心板梁15顶板上方，并根据某高速预制空心板梁15腹板的倾斜尺寸，调节凿毛机22的倾斜角度，最后根据所有凿毛深度，调整激光灯5和激光传感器20的位置。当一切准备就绪后，打开喷头4和凿毛机22，同时启动发动机7使其往前行走，对某高速公路预制空心板梁腹板开始凿毛。具体的操作方式与之前实施例2所叙述步骤相同，不再做过多赘述。通过本发明，可以有效的达到抑尘效果，并很好的控制凿毛深度，从而保护钢筋保护层的厚度。

在本实施例中，凿毛机22可以根据预制空心板梁15腹板尺寸人为更换，以保证腹板凿毛面积。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置，其特征在于，包括：

车载单元，所述车载单元包括承载架、行走机构、动力组件，所述行走机构和所述动力组件均安装在所述承载架上，所述动力组件与所述行走机构驱动连接，以实现所述行走机构带动所述承载架相对预制空心板梁移动；

凿毛机，所述凿毛机可调距且可调角度地安装在所述承载架上；

自动喷淋单元，所述自动喷淋单元包括设置在所述承载架上端的储水箱和多个喷头，多个所述喷头通过水管与所述储水箱连通；

高精度激光控制单元，所述高精度激光控制单元包括激光灯以及与所述激光灯发射的激光射线对应设置的激光传感器，所述激光灯可调距地安装在所述承载架上。

2.根据权利要求1所述的高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置，其特征在于，所述承载架包括横梁和立柱，所述立柱为2个，2个所述立柱分别可调距地安装在所述横梁的两端。

3.根据权利要求2所述的高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置，其特征在于，所述动力组件包括发动机、链条、主动链轮和从动链轮，所述发动机设置在所述横梁的上端，所述主动链轮与所述发动机的输出端固定连接，所述从动链轮与所述行走机构配合，并带动所述行走机构行走；所述主动链轮与所述从动链轮通过所述链条驱动连接。

4.根据权利要求3所述的高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置，其特征在于，所述行走机构包括主动轮和从动轮，所述主动轮和所述从动链轮均固定连接在转轴上；所述转轴可转动地连接安装在安装架上，所述安装架固定连接在所述横梁的下端；所述从动轮可调距且可转动地安装在所述立柱远离所述横梁的一端。

5.根据权利要求4所述的高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置，其特征在于，所述凿毛机通过可调距可调角机构安装在所述立柱上，所述可调距可调角机构包括固定板、支撑杆、第一伸缩件和第二伸缩件，所述凿毛机固定安装在所述固定板的一侧，所述第一伸缩件的固定端与所述立柱固定连接，所述第一伸缩件的驱动端与所述固定板的上端铰接；所述支撑杆的第一端与所述立柱的下端铰接，所述支撑杆的第二端与所述第一伸缩件的驱动端铰接；所述第二伸缩件的固定端铰接在所述支撑杆的非端部位置，所述第二伸缩件的驱动端铰接在所述固定板的非端部位置；所述第一伸缩件和第二伸缩件伸缩配合，带动所述凿毛机倾斜任意角度，以实现与任意形状、尺寸的预制空心板腹板接触。

6.根据权利要求5所述的高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置，其特征在于，还包括废水收集单元，所述废水收集单元包括废水收集托盘、废水导管和废水收集箱，所述废水收集托盘通过所述废水导管安装在所述立柱的下端，并通过所述废水导管将所述废水收集托盘收集的废水导流至所述废水收集箱内，所述废水收集箱固定在所述立柱下端远离所述废水收集托盘的一侧。

7.一种高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置的使用方法，其特征在于，使用权利要求6所述的高精度移动式预制空心板梁智能凿毛装置，所述使用方法包括以下步骤：

S10、调整承载架上2个立柱与横梁之间的距离，使承载架具有适当宽度，并将主动轮放置在预制空心板梁顶板上方；

S20、调节第一伸缩件和第二伸缩件的长度，使凿毛机倾斜一定角度，并与预制空心板梁腹板紧密切合；

S30、调整从动轮与立柱之间的距离，使所述从动轮与预制空心板梁腹板接触；

S40、设定凿毛深度，调整激光灯和激光传感器的位置，使所述激光灯发出的激光射线位于设定凿毛深度之上；

S50、开启喷头，并调节所述喷头的位置，使所述喷头的出水方向对准预制空心板梁腹板表面进行洒水；

S60、启动凿毛机，开始进行凿毛工作；

S70、启动发动机，带动主动链轮转动，主动链轮通过链条带动从动链轮转动，从动链轮带动主动轮在预制空心板梁顶板上行走；

S80、所述凿毛机进行凿毛的过程中，废水收集托盘对废水进行收集，并经废水导管排出至流入废水收集箱中。

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