CN115233526A - 轨道式机场道面切割作业机械机及切割缝精切成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开轨道式机场道面切割作业机械及切割缝精切成型方法，涉及机场道面装配式施工技术领域，作业机械包括U形框架、伸缩式行走装置、直线行走机构、直线导轨机构、安装板、组合式切割机构、切割深度控制机构、切割线定位机构、控制器。本发明通过设置组合式切割机构将同一切割缝通过多个锯片式切割装置在精密控制下协作完成，通过分工设置，不同的锯片负责不同深度的层面切割，最后一个锯片对切割缝精切打磨，最终使切割缝整体成型，充分满足道面板伸缩或修补的需要。

Description

轨道式机场道面切割作业机械机及切割缝精切成型方法

技术领域

本发明涉及机场道面装配式施工技术领域，具体涉及轨道式机场道面切割作业机械及切割缝精切成型方法。

背景技术

机场跑道局部维修要保证时效性，要快速，并且具备一定的经济性和环保性能。机场跑道混凝土板块的切除和清理工作作为关键工序，对作业效率、环保都有非常高的要求。

我国机场相对较多，区域分散，存在常年使用过程局部损坏、突发性道面破坏的情况，需要对机场跑道局部结构层均进行快速更新作业。目前机场跑道局部结构性破坏维修作业基本采用一般的切割机进行有限深度切割，然后破碎锤破除清理的方式，不但切割效率低、耗费人工，而且切割精度难以保障。

发明内容

本发明提供了轨道式机场道面切割作业机械，目的是解决现有技术中存在的问题。

为达到上述目的，本发明技术方案为：

轨道式机场道面切割作业机械，包括倒置的U形框架，所述的U形框架的底端向外沿水平方向翻折构成支撑板，2个支撑板处均配置有伸缩式行走装置，在U形框架内的顶部设有直线行走机构；

所述的直线行走机构下方所在的U形框架内沿水平方向设有直线导轨机构，所述的直线导轨机构上滑动连接有安装板，所述的安装板下方设有组合式切割机构，所述的组合式切割机构设有若干锯片式切割装置，若干锯片式切割装置彼此配合完成同一切割缝不同深度的切割作业、并最终对切割缝精切成型；

所述的安装板上方连接有若干与锯片式切割装置一一对应并相互连接的切割深度控制机构，所述的切割深度控制机构的顶端与直线行走机构连接；所述的U形框架内且位于直线导轨机构上方的两侧内壁上分别设有切割线定位机构，在U形框架的外侧设有控制器；

所述的控制器与电源电连，并配置为对直线行走机构、组合式切割机构、切割深度控制机构、伸缩式行走装置及切割线定位机构进行控制，所述的控制器还通过电缆连接有手持式控制面板。

优选的，所述的直线行走机构包括沿水平设置的丝杠以及驱动电机，所述的丝杠的两端分别与U形框架的内壁转动连接，其中一端贯穿U形框架并与设于U形框架外表面的驱动电机的输出轴固定连接；

所述的丝杠上螺接有移动块，所述的移动块的底端与切割深度控制机构的顶端固定连接，在驱动电机的带动下，移动块沿丝杠来回直线运动，所述的驱动电机通过导线与控制器电连接。

优选的，所述的直线导轨机构包括2个相互平行设置的横梁，所述的横梁的两端与U形框架的内表面固定连接，2个横梁的相对端分别设有直线滑槽，所述的安装板的前后端分别与对应的直线滑槽滑动连接。

优选的，所述的安装板上均匀分布有若干沿纵向设置的导套，所述的导套贯通安装板的上下表面，并在导套内滑动连接有导柱；

所述的锯片式切割装置包括固定设于导柱底端的固定板、固定安装于固定板一侧的切割电机、沿纵向设于固定板另一侧的锯片，所述的切割电机的输出轴可转动的贯穿固定板并与锯片固定连接，所述的切割电机通过导线与控制器电连接。

优选的，所述的锯片式切割装置设有4组，4个锯片从右到左均匀排列，且4个锯片沿垂直轴向的中分平面共面，4个锯片中，位于最左侧或最右侧锯片的厚度大于其余3个锯片的厚度，其余3个锯片的厚度相同。

优选的，最左侧或最右侧锯片的厚度比其余3个锯片的单个厚度厚0.5mm。

优选的，所述的切割深度控制机构为电动缸或气缸或油缸，所述的切割深度控制机构的固定端与移动块的底端固定连接，伸缩端通过压力传感器与与导柱的顶端固定连接，所述的切割深度控制机构通过导线与控制器电连接。

优选的，所述的切割线定位机构包括连接板、固定设于连接板一侧的转动电机，所述的转动电机的输出轴可转动的贯穿连接板，并在输出轴端部固定连接有安装座，所述的安装座的端部并排设有激光发射器及视觉传感器；

所述的连接板分别与U形框架左侧或右侧的内表面固定连接，所述的激光发射器发射的光线与锯片的中分平面共面；所述的激光发射器及视觉传感器分别通过导线与控制器电连接。

优选的，所述的伸缩式行走装置包括反力板、支撑气缸及万向轮，所述的支撑板上设有供万向轮通过的贯通口，所述的贯通口上方设有反力板，所述的反力板与U形框架的外表面固定连接，所述的支撑气缸22的固定端与反力板的下表面固定连接，伸缩端与万向轮固定连接；所述的支撑气缸通过导线与控制器电连接。

本发明的另一目的在于提供一种混凝土板块切割缝精切成型方法。

本发明为了实现上述目的，采用的技术方案是：

一种混凝土板块切割缝精切成型方法，包括如下步骤：

(1)切割前定位：在施工地面画好切割线，将轨道式机场跑道混凝土板块高精快速切割设备推动至施工位置，通过手持式控制面板打开2个激光发射器，通过移动设备并控制转动电机转动使2个激光发射器发射的光线与切割线相交；通过手持式控制面板控制支撑气缸收缩，使支撑板与地面相抵；

(2)切割作业：

a、通过手持式控制面板控制驱动电机带动移动块移动、并使第一个锯片移动至切割起始位置；

b、第一个切割深度控制机构伸长，使第一个锯片与地面相抵，并保持一定压力，开始切割，并切割至第一设定深度；在此基础上，通过直线行走机构带动第一个锯片沿切割线切割并渐进移动；

c、通过第二切割深度控制机构将第二个锯片底端与第一个锯片切割出的缝隙底部相抵，保持一定压力下，使第二锯片开始切割，并切割至第二设定深度，第二设定深度要大于第一设定深度，在此基础上，通过直线行走机构带动第二个锯片沿切割线与第一个锯片一起工作；

d、使第三个锯片的底端在第三切割深度控制机构的控制下与第二个锯片切割出的缝隙底部相抵，并保持一定压力，使第三个锯片开始切割，并切割至第三设定深度，第三设定深度为切割缝的设定深度，在此基础上，在直线行走机构的带动下第三个锯片、第二个锯片及第一个锯片协同工作，对同一切割缝分工切割；

e、使第四个锯片插入第三个锯片切出的切割缝内，使第四个锯片的底端与第三个锯片切割出的切割缝底部间隙配合，并开始对切割缝精切打磨；

f、在行进过程中，当第一个锯片完成切割任务后，在第一个切割深度控制机构的控制下上升，并脱离切割位置；依次类推，直到第四个锯片完成全部切割缝的精切打磨，切割作业完成。

(3)通过手持式控制面板控制气缸伸长，使支撑板与地面脱离，万向轮伸出，将轨道式机场跑道混凝土板块高精快速切割设备推动至下一个施工位置。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置组合式切割机构将同一切割缝通过多个锯片式切割装置在精密控制下协作完成，通过分工设置，不同的锯片负责不同深度的层面切割，最后一个锯片对切割缝精切打磨，最终使切割缝整体成型，充分满足道面板伸缩或修补的需要。通过上述设置，不需要使用一个锯片来回切割，单个锯片的工作强度低，使用寿命长，锯片发热损毁的几率大幅度降低，避免了更换锯片导致的施工延误，同时，本发明以这种方式保障了切割效率，通过逐层加深的切割方式可以使切割缝一次成型，并通过分层切割最后一次性精切打磨的方式保障了切割质量。

2、本发明通过设置直线行走机构、组合式切割机构、切割深度控制机构、伸缩式行走装置及切割线定位机构，可以确保切割线定位准确，并精确控制切割缝的深度、走向的水平直度、垂直度及宽度，通过控制器可实现道面板切割施工的自动化控制，通过手持式控制面板则可使操作人员以操控按钮的方式控制切割作业，可节省人工，降低劳动强度。

附图说明

图1、本发明的正面剖视结构示意图；

图2、本发明的正面结构示意图；

图3、本发明A-A向的剖视图；

图4、本发明的工作原理示意图；

1、U形框架；2、丝杠；3、驱动电机；4、支撑板；5、移动块；6、切割深度控制机构；7、横梁之间的缝隙；8、压力传感器；9、导柱；10、导套；11、安装板；12、固定板；13、切割电机；14、锯片；15、第四个锯片；16、连接板；17、安装座；18、激光发射器；19、视觉传感器；20、控制器；21、反力板；22、支撑气缸；23、万向轮；24、贯通口；25、横梁；26、直线滑槽；27、光线；28、切割线；29、转动电机。

具体实施方式

以下所述，是以阶梯递进的方式对本发明的实施方式详细说明，该说明仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“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、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1、

轨道式机场道面切割作业机械，如图1-4所示，包括倒置的U形框架1，所述的U形框架1的底端向外沿水平方向翻折构成支撑板，2个支撑板处均配置有伸缩式行走装置；在U形框架1内的顶部设有直线行走机构，所述的直线行走机构下方所在的U形框架内沿水平方向设有直线导轨机构，所述的直线导轨机构上滑动连接有安装板11，所述的安装板11下方设有组合式切割机构，所述的组合式切割机构设有若干锯片式切割装置，若干锯片式切割装置彼此配合完成同一切割缝不同深度的切割作业、并最终对切割缝精切成型，所述的安装板11上方连接有若干与锯片式切割装置一一对应并相互连接的切割深度控制机构，所述的切割深度控制机构的顶端与直线行走机构连接；所述的U形框架内且位于直线导轨机构上方的两侧内壁上分别设有切割线定位机构，在U形框架的外侧设有控制器20，所述的控制器20与电源电连，并配置为对直线行走机构、组合式切割机构、切割深度控制机构、伸缩式行走装置及切割线定位机构进行控制，所述的控制器还通过电缆连接有手持式控制面板(图中未画出)。

如图1、2所示，所述的直线行走机构包括沿水平设置的丝杠2以及驱动电机3，所述的丝杠2的两端分别与U形框架的内壁转动连接，其中一端贯穿U形框架1并与设于U形框架1外表面的驱动电机3的输出轴固定连接，所述的丝杠上螺接有移动块5，所述的移动块5的底端与切割深度控制机构的顶端固定连接，在驱动电机3的带动下，移动块沿丝杠来回直线运动，所述的驱动电机通过导线与控制器电连接。

如图1、3所示，所述的直线导轨机构包括2个相互平行设置的横梁25，所述的横梁25的两端与U形框架1的内表面固定连接，2个横梁25的相对端分别设有直线滑槽26，所述的安装板的前后端分别与对应的直线滑槽26滑动连接。

如图1、3所示，所述的安装板上均匀分布有若干沿纵向设置的导套10，所述的导套10贯通安装板的上下表面，并在导套10内滑动连接有导柱9，所述的锯片式切割装置包括固定设于导柱9底端的固定板12、固定安装于固定板12一侧的切割电机13、沿纵向设于固定板另一侧的锯片14，所述的切割电机的输出轴可转动的贯穿固定板并与锯片14固定连接，所述的切割电机13通过导线与控制器20电连接。

如图1、2所示，所述的锯片式切割装置设有4组，4个锯片从右到左均匀排列，且4个锯片沿垂直轴向的中分平面共面(确保切割位置统一)，4个锯片中，位于最左侧或最右侧锯片的厚度大于其余3个锯片的厚度，其余3个锯片的厚度相同。当厚的锯片设于最左侧时，切割行进方向向右，反之向左。

最左侧或最右侧锯片(即下述的第四个锯片)的厚度比其余3个锯片的单个厚度厚0.5mm。

如图1所示，所述的切割深度控制机构6为电动缸或气缸或油缸，所述的切割深度控制机构6的固定端与移动块5的底端固定连接，伸缩端通过压力传感器与8与导柱9的顶端固定连接，所述的切割深度控制机构通过导线与控制器电连接。压力传感器的作用是控制锯片与切割面具有一定压力，使压力不会过小，无法切割，也不会太大，导致锯片受力过大。同时压力传感器作为一个信号源，供控制器判断锯片向下移动至与地面或切割缝底部相抵。

如图1、2所示，所述的切割线定位机构包括连接板16、固定设于连接板16一侧的转动电机29，所述的转动电机29的输出轴可转动的贯穿连接板，并在输出轴端部固定连接有安装座17，所述的安装座17的端部并排设有激光发射器18及视觉传感器19，所述的连接板16分别与U形框架左侧或右侧的内表面固定连接，所述的激光发射器18发射的光线27与锯片的中分平面共面(确保定位的位置即是切割缝的位置)；所述的激光发射器及视觉传感器分别通过导线与控制器电连接。

如图1、2、3所示，所述的伸缩式行走装置包括反力板21、支撑气缸22及万向轮23，所述的支撑板上设有科通万向轮通过的贯通口24，所述的贯通口24上方设有反力板21，所述的反力板21与U形框架1的外表面固定连接，所述的支撑气缸22的固定端与反力板21的下表面固定连接，伸缩端与万向轮23固定连接；所述的支撑气缸22通过导线与控制器20电连接。支撑气缸伸长，4个万向轮可作为行走装置供设备移动，缩短时，万向轮收纳入贯通口内侧，支撑板直接与地面相抵，保持设备工作时的稳定性。

本发明的具体原理详见实施例2所述。

实施例2、

在实施例1的基础上，本实施例进一步公开了：

一种混凝土板块切割缝精切成型方法，如图1-4所示，包括如下步骤：

(1)切割前定位：在施工地面画好切割线28，将轨道式机场跑道混凝土板块高精快速切割设备推动至施工位置，通过手持式控制面板打开2个激光发射器18，通过移动设备并控制转动电机转动使2个激光发射器发射的光线27与切割线28相交，由于光线与锯片的中分平面共面，锯片垂直设置，共面所在的面即为垂直面，当2条光线与切割线相交时，代表了切割线位于垂直面内，即完成了切割前定位；通过手持式控制面板控制支撑气缸收缩，使支撑板与地面相抵，避免切割过程中产生震动使设备移动，此时，U形框架还起到配重作用。

(2)切割作业：

a、通过手持式控制面板控制驱动电机3带动移动块5移动、并使第一个锯片(最右侧的锯片)移动至切割起始位置。

b、第一个切割深度控制机构6伸长，使第一个锯片与地面相抵，并保持一定压力，开始切割，并切割至第一设定深度；在此基础上，通过直线行走机构带动第一个锯片沿切割线切割并渐进移动(即向右移动)。

c、通过第二切割深度控制机构(即与第二个锯片对应的切割深度控制机构)将第二个锯片底端与第一个锯片切割出的缝隙底部相抵，保持一定压力下，使第二锯片开始切割，并切割至第二设定深度，第二设定深度要大于第一设定深度，在此基础上，通过直线行走机构带动第二个锯片沿切割线与第一个锯片一起工作。

d、使第三个锯片的底端在第三切割深度控制机构的控制下与第二个锯片切割出的缝隙底部相抵，并保持一定压力，使第三个锯片开始切割，并切割至第三设定深度，第三设定深度为切割缝的设定深度(即比第二设定深度要深，达到预设的切割缝的深度)，在此基础上，在直线行走机构的带动下第三个锯片、第二个锯片及第一个锯片协同工作，对同一切割缝分工切割(即分别切割不同深度的层面)。

e、使第四个锯片15插入第三个锯片切出的切割缝内，使第四个锯片15的底端与第三个锯片切割出的切割缝底部间隙配合，并对切割缝精切打磨(由于前三个锯片已经切割出切割缝的初步轮廓，而第四个锯片的厚度大于前三个锯片的单个厚度，故第四个锯片起到了进一步精切打磨的作用，使切割缝达到更高的精度，充分满足道面板伸缩的需要)。

f、在行进过程中，当第一个锯片完成切割任务后，在第一个切割深度控制机构的控制下上升，并脱离切割位置；依次类推，直到第四个锯片完成全部切割缝的精切打磨，切割作业完成。

(3)通过手持式控制面板控制气缸伸长，使支撑板与地面脱离，万向轮伸出，将轨道式机场跑道混凝土板块高精快速切割设备推动至下一个施工位置。

Claims (10)

1.轨道式机场道面切割作业机械，其特征为：包括倒置的U形框架，所述的U形框架的底端向外沿水平方向翻折构成支撑板，2个支撑板处均配置有伸缩式行走装置，在U形框架内的顶部设有直线行走机构；

所述的直线行走机构下方所在的U形框架内沿水平方向设有直线导轨机构，所述的直线导轨机构上滑动连接有安装板，所述的安装板下方设有组合式切割机构，所述的组合式切割机构设有若干锯片式切割装置，若干锯片式切割装置彼此配合完成同一切割缝不同深度的切割作业、并最终对切割缝精切成型；

所述的安装板上方连接有若干与锯片式切割装置一一对应并相互连接的切割深度控制机构，所述的切割深度控制机构的顶端与直线行走机构连接；所述的U形框架内且位于直线导轨机构上方的两侧内壁上分别设有切割线定位机构，在U形框架的外侧设有控制器；

所述的控制器与电源电连，并配置为对直线行走机构、组合式切割机构、切割深度控制机构、伸缩式行走装置及切割线定位机构进行控制，所述的控制器还通过电缆连接有手持式控制面板。

2.如权利要求1所述的轨道式机场道面切割作业机械，其特征为：所述的直线行走机构包括沿水平设置的丝杠以及驱动电机，所述的丝杠的两端分别与U形框架的内壁转动连接，其中一端贯穿U形框架并与设于U形框架外表面的驱动电机的输出轴固定连接；

所述的丝杠上螺接有移动块，所述的移动块的底端与切割深度控制机构的顶端固定连接，在驱动电机的带动下，移动块沿丝杠来回直线运动，所述的驱动电机通过导线与控制器电连接。

3.如权利要求2所述的轨道式机场道面切割作业机械，其特征为：所述的直线导轨机构包括2个相互平行设置的横梁，所述的横梁的两端与U形框架的内表面固定连接，2个横梁的相对端分别设有直线滑槽，所述的安装板的前后端分别与对应的直线滑槽滑动连接。

4.如权利要求3所述的轨道式机场道面切割作业机械，其特征为：所述的安装板上均匀分布有若干沿纵向设置的导套，所述的导套贯通安装板的上下表面，并在导套内滑动连接有导柱；

所述的锯片式切割装置包括固定设于导柱底端的固定板、固定安装于固定板一侧的切割电机、沿纵向设于固定板另一侧的锯片，所述的切割电机的输出轴可转动的贯穿固定板并与锯片固定连接，所述的切割电机通过导线与控制器电连接。

5.如权利要求4所述的轨道式机场道面切割作业机械，其特征为：所述的锯片式切割装置设有4组，4个锯片从右到左均匀排列，且4个锯片沿垂直轴向的中分平面共面，4个锯片中，位于最左侧或最右侧锯片的厚度大于其余3个锯片的厚度，其余3个锯片的厚度相同。

6.如权利要求5所述的轨道式机场道面切割作业机械，其特征为：最左侧或最右侧锯片的厚度比其余3个锯片的单个厚度厚0.5mm。

7.如权利要求6所述的轨道式机场道面切割作业机械，其特征为：所述的切割深度控制机构为电动缸或气缸或油缸，所述的切割深度控制机构的固定端与移动块的底端固定连接，伸缩端通过压力传感器与与导柱的顶端固定连接，所述的切割深度控制机构通过导线与控制器电连接。

8.如权利要求7所述的轨道式机场道面切割作业机械，其特征为：所述的切割线定位机构包括连接板、固定设于连接板一侧的转动电机，所述的转动电机的输出轴可转动的贯穿连接板，并在输出轴端部固定连接有安装座，所述的安装座的端部并排设有激光发射器及视觉传感器；

所述的连接板分别与U形框架左侧或右侧的内表面固定连接，所述的激光发射器发射的光线与锯片的中分平面共面；所述的激光发射器及视觉传感器分别通过导线与控制器电连接。

9.如权利要求8所述的轨道式机场道面切割作业机械，其特征为：所述的伸缩式行走装置包括反力板、支撑气缸及万向轮，所述的支撑板上设有供万向轮通过的贯通口，所述的贯通口上方设有反力板，所述的反力板与U形框架的外表面固定连接，所述的支撑气缸22的固定端与反力板的下表面固定连接，伸缩端与万向轮固定连接；所述的支撑气缸通过导线与控制器电连接。

10.一种混凝土板块切割缝精切成型方法，其特征为：采用如权利要求9所述的轨道式机场道面切割作业机械，包括如下步骤：

(1)切割前定位：在施工地面画好切割线，将轨道式机场跑道混凝土板块高精快速切割设备推动至施工位置，通过手持式控制面板打开2个激光发射器，通过移动设备并控制转动电机转动使2个激光发射器发射的光线与切割线相交；通过手持式控制面板控制支撑气缸收缩，使支撑板与地面相抵；

(2)切割作业：a、通过手持式控制面板控制驱动电机带动移动块移动、并使第一个锯片移动至切割起始位置；

b、第一个切割深度控制机构伸长，使第一个锯片与地面相抵，并保持一定压力，开始切割，并切割至第一设定深度；在此基础上，通过直线行走机构带动第一个锯片沿切割线切割并渐进移动；

c、通过第二切割深度控制机构将第二个锯片底端与第一个锯片切割出的缝隙底部相抵，保持一定压力下，使第二锯片开始切割，并切割至第二设定深度，第二设定深度要大于第一设定深度，在此基础上，通过直线行走机构带动第二个锯片沿切割线与第一个锯片一起工作；

d、使第三个锯片的底端在第三切割深度控制机构的控制下与第二个锯片切割出的缝隙底部相抵，并保持一定压力，使第三个锯片开始切割，并切割至第三设定深度，第三设定深度为切割缝的设定深度，在此基础上，在直线行走机构的带动下第三个锯片、第二个锯片及第一个锯片协同工作，对同一切割缝分工切割；

e、使第四个锯片插入第三个锯片切出的切割缝内，使第四个锯片的底端与第三个锯片切割出的切割缝底部间隙配合，并开始对切割缝精切打磨；

f、在行进过程中，当第一个锯片完成切割任务后，在第一个切割深度控制机构的控制下上升，并脱离切割位置；依次类推，直到第四个锯片完成全部切割缝的精切打磨，切割作业完成。

(3)通过手持式控制面板控制气缸伸长，使支撑板与地面脱离，万向轮伸出，将轨道式机场跑道混凝土板块高精快速切割设备推动至下一个施工位置。

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