CN115522955A - 一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置，包括车体，车体安装有机械臂，机械臂的末端设有支架，支架沿由前至后方向，依次设置有注浆机构、储胶桶和钻孔机构，钻孔机构包括动力部件，动力部件与第一移动机构连接，动力部件连接有穿过储胶桶的钻杆，储胶桶内部具有钻杆穿过的分隔管，储胶桶的前端设有与储胶桶内部空间连通的涂胶组件，注浆机构包括注浆管，注浆管前端设有注浆头，注浆管与支撑件滑动连接，支撑件设有与注浆头连接的转动驱动机构，支撑件还与固定在支架的升降机构连接以使得注浆管能够与钻杆同轴，采用本发明的装置省时省力，提高了隧道病害处理的效率。
Description
技术领域
本发明涉及隧道病害处理技术领域，具体涉及一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
隧道衬砌注浆是隧道病害整治过程中的重要环节，通常在治理隧道裂缝、渗漏水、空洞的病害时需要更换涂抹装置、注浆装置与钻孔装置，这使得需要额外的更换装置的时间，运营期隧道空窗期短，不利于实现快速整治。现有的病害整治方法也多依赖于搭建脚手架后人工手持涂抹、钻孔、注浆装备进行整治，这增加了整治的风险，和搭建脚手架的时间。
现有整治方案多凭借肉眼寻找病害位置，人工手持单一设备进行修复，在进行其他类型修复时需要更换设备，这种方法风险大、耗费时间长、修复效果难以保障。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置，隧道衬砌诊治工作效率高，省时省力。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
本发明的实施例提供了一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置，包括车体，车体安装有机械臂，机械臂的末端设有支架，支架沿由前至后方向，依次设置有注浆机构、储胶桶和钻孔机构，钻孔机构包括动力部件，动力部件与第一移动机构连接，动力部件连接有穿过储胶桶的钻杆，储胶桶内部具有钻杆穿过的分隔管，储胶桶的前端设有与储胶桶内部空间连通的涂胶组件，注浆机构包括注浆管，注浆管前端设有注浆头，注浆管与支撑件滑动连接，支撑件设有与注浆头连接的转动驱动机构，支撑件还与固定在支架的升降机构连接以使得注浆头能够与钻杆同轴。
可选的，所述第一移动机构采用设置在支架内部的皮带传送机构，皮带传送机构与滑动板连接，动力部件固定在滑动板上，滑动板与支架滑动连接。
可选的，所述涂抹组件包括涂胶管，涂胶管一端与储胶桶连接，另一端设有碗状的且由柔性材质制成的涂抹头。
可选的，所述支撑件包括底板，底板与升降机构连接，底板固定有竖向架，竖向架顶部设有导向管，导向管设有用于注浆管伸出的滑槽，注浆管通过滑槽与导向筒滑动连接。
可选的，所述转动驱动机构采用皮带传动机构，其中皮带传动机构的主动带轮与安装在支撑件的电机连接，从动带轮与注浆头连接，其中注浆头截面为多边形，从动带轮设有与注浆头相匹配的多边形孔以使得注浆头能够沿自身轴线方向运动的同时还能够在从动带轮的作用下绕自身轴线转动。
可选的，注浆头通过旋转接头与注浆管连接。
可选的，支架的前端还设置有导向板，涂胶组件穿过所述导向板，导向板还设置有用于钻杆和注浆头穿过的导向孔。
可选的，所述升降机构采用气缸，气缸的缸体与支架固定，气缸的活塞杆通过升降板与支撑件固定。
可选的，所述支架的前端设置有雷达探测器，后端设置有图像采集部件，图像采集部件的两侧设有补光部件。
可选的，所述注浆头的前端包裹有膨胀管。
本发明的有益效果：
1.本发明的隧道衬砌渗漏诊治一体装置，具有注浆机构、钻孔机构、储胶桶及涂胶组件，而且能够利用机械臂进行位姿调节，将隧道衬砌出现渗漏水、裂缝等病害时，采用一套装置能够同时进行空洞的涂抹、钻孔和注浆，无需更换设备，而且利用机械臂、注浆机构、钻孔机构和涂胶组件能够对病害处理工作自动进行，无需施工人员搭设脚手架后手动进行，能够之间在地面进行操控，省时省力，安全风险低，工作效率高。
2.本发明的隧道衬砌渗漏诊治一体装置，通过升降机构的设置，能够使得注浆机构与钻杆同轴，因此能够通过钻杆的运动将注浆机构的注浆头插入钻孔内部，无需额外设置与注浆头配合的移动机构，减少了占用空间，节省了制作成本。
3.本发明的隧道衬砌渗漏诊治一体装置，设有雷达探测器和图像采集部件，能够实现精准的定位涂胶、钻孔和注浆的位置。
4.本发明的隧道衬砌渗漏诊治一体装置，注浆头外部包裹有膨胀管，当进行注浆时，可以避免注浆头过软导致的弯曲，使膨胀管充水的状态下成稳定的圆柱形，从而使浆液的流动速度更为稳定，注浆更加密实，提升注浆效果。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为本发明实施例1整体结构示意图；
图2为本发明实施例1整体结构主视图；
图3为本发明实施例1注浆机构、钻孔机构及储胶桶与支架装配图；
图4为本发明实施例1注浆机构整体结构示意图；
图5为本发明实施例1储胶桶与涂胶组件装配示意图；
其中，1.电动平台车，2.回转平台，3.机械臂支座，4.第一臂部，5.第二臂部，6.摆动气缸，7.伸缩气缸，8.转动驱动电机，9.摆动架，10.支架，11.注浆机构，12.储胶桶，13.钻孔机构，14.涂胶组件，15.导轨，16.导向板，17.升降气缸，18.膨胀管，19.雷达监测设备，20.摄像头；
11-1.底板，11-2.竖向架，11-3.导向管，11-4.旋转接头，11-5.注浆管， 11-6.注浆头，11-7.主动带轮，11-8.从动带轮，11-9.传动皮带，11-10.注浆驱动电机；
12-1.分隔管，12-2.注胶管；
13-1.外壳，13-2.钻杆；
14-1.涂胶管，14-2.涂抹头。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置，如图1-图5所示，包括车体，车体上安装有机械臂。
本实施例中，车体采用现有的电动平台车1即可，其具体结构在此不进行详细叙述，电动平台车1通过无线传输模块与地面工作站的控制系统连接，施工人员能够通过地面工作站控制电动平台车1的运动。
所述电动平台1车上安装有回转平台2，回转平台2采用现有回转平台即可，能够输出绕竖直轴线的转动，回转平台2上安装有机械臂支座3，机械臂支座3 与机械臂的首端转动连接，通过回转平台2能够带动机械臂360°转动，机械臂采用二级伸缩壁，包括伸缩连接的第一臂部4和第二臂部5，第一臂部4与机械臂支座3转动连接，第一臂部4与机械臂支座3之间设有摆动驱动件，摆动驱动件用于带动机械臂进行俯仰运动。
摆动驱动件采用液压缸或气缸，本实施例中，摆动驱动件采用摆动气缸6，摆动气缸6的缸体与机械臂支座3铰接，其活塞杆与第一臂部4铰接，摆动气缸 6的活塞杆的伸缩运动能够带动整个机械臂做俯仰运动。
所述第一臂部4和第二臂部5之间设有伸缩驱动件，伸缩驱动件采用液压缸或气缸，本实施例中的伸缩驱动件采用伸缩气缸7，伸缩气缸7的缸体与第一臂部4固定，伸缩气缸7的活塞杆与第二臂部5固定，伸缩气缸7的活塞杆的伸缩运动能够带动第一臂部4和第二臂部5产生伸缩运动。
第二臂部5的末端设置有转动驱动件，转动驱动件采用转动驱动电机8，转动驱动电机8的输出轴沿第二臂部的轴线方向设置，转动驱动电机8的输出轴通过锥齿轮传动与摆动架9连接，摆动架9与支架10连接，本实施例中，支架10 长1716mm，宽157mm，通过转动驱动件，能够带动支架10转动，进而调节支架 10的角度。本实施例中，摆动架9的摆动角度范围为270°。
本实施例中，定义支架10在使用过程中朝向衬砌的一端为前端，另一端为后端，沿支架前端至后端的方向，支架上依次设置有注浆机构11、储胶桶12和钻孔机构13，储胶桶12连接有涂胶组件14。
当衬砌存在大裂缝或内部衬砌空洞时，能够利用钻孔机构13对对应位置进行钻孔，然后利用注浆机构11对钻孔内部进行注浆，当衬砌存在微小裂缝时，利用涂胶组件14对微小裂缝处进行涂胶，对微小裂缝进行处理。
支架10内部具有空腔，空腔延伸至支架10顶部，使得支架顶部敞口设置，空腔内部安装有第一移动机构，第一移动机构能够输出沿支架后端至前端或前端至后端方向的运动。
第一移动机构与钻孔机构13连接，能够带动钻孔机构运动，进而实现对衬砌进行钻孔。
本实施例中，第一移动机构采用皮带传动机构，包括主动带轮、从动带轮和绕接在主动带轮和从动带轮之间的传动皮带，主动带轮通过蜗轮蜗杆减速机与电机连接，传动皮带通过一个连接架与钻孔机构连接。
钻孔机构包括外壳13-1，外壳13-1通过连接架与传动皮带连接，外壳13-1 底面还设置有滑块，滑块与支架顶部设置的导轨15滑动连接，导轨15长1400mm，外壳内部设置有动力部件，动力部件与钻杆13-2连接，能够带动钻杆13-2沿自身轴线转动，本实施例中，钻杆13-2直径为25mm，其前端具有尖状结构，方便钻孔。
动力部件采用钻孔电机，钻孔电机的输出轴与钻杆13-2连接，使用时，钻孔电机带动钻杆13-2转动，第一移动机构带动钻杆13-2朝向衬砌运动，进而实现了钻孔。
钻杆13-2穿过储胶桶12设置，避免了储胶桶12影响钻杆13-2的工作。
储胶桶12采用圆柱型桶，储胶桶通过储胶桶支座固定在支架10上，储胶桶内部设置有分隔管12-1，分隔管12-1与储胶桶12的前后桶壁固定，且储胶桶 12的前后桶壁开设有与分隔管12-1内部空间连通的通孔，分隔管12-1的位置设置在储胶桶12中心下方位置，与钻杆13-2的位置相对应，以使得钻杆13-2能够通过分隔管12-1穿过储胶桶，同时分隔管12-1外部空间作为注入胶的空间，注入的胶不会产生泄漏。
分隔管12-1将储胶桶12内部空间分隔为用于注入胶的第一空间和用于钻杆 13-2穿过的第二空间。
储胶桶的桶壁上设置有注胶管12-2，注胶管12-2设置在储胶桶12的顶部与第一空间相连通，用于注入修补胶。
所述储胶桶12的前筒壁中心位置设置有涂胶组件14，涂胶组件包括涂胶管 14-1，涂胶管14-1的一端与储胶桶12的前桶壁连接，具体的，前桶壁上设置有接头，涂胶管14-1与接头螺纹连接，涂胶管14-1的另一端设有碗状的涂抹头 14-2，涂抹头14-2采用柔性材质制成，优选的，涂抹头14-2采用硅胶材质制成，通过涂抹头14-2将修补胶均匀的涂抹在裂缝位置处，本实施例中，涂胶管14-1 用于与涂抹头14-2连接的端部设置有一端直径渐缩段，渐缩段内的修补胶流通通道直径小于涂胶管14-1其他部分的流体通道直径，且与涂抹头14-2内部空间连通，用于控制修补胶的出胶位置，保证将修补胶准确的涂抹在裂缝位置处。
本实施例中，支架10的前端还设置有导向板16，涂胶管14-1穿过导向板 16，利用导向板16进行支撑，防止涂胶管14-1产生弯曲变形。
导向板16的下方设置有导向孔，导向孔与分隔管12-1和钻杆13-2同轴设置，用于钻杆13-2的穿过。
所述注浆机构包括支撑件、注浆头及注浆管，支撑件包括底板11-1，底板 11-1的上表面固定有竖向架11-2，竖向架11-2底部与底板11-1固定，竖向架 11-2的顶部固定有导向管11-3，导向管11-3的轴线与分隔管12-1的轴线平行设置。
导向管11-3的管壁上设置有一个沿其轴线方向设置的滑槽。
导向管11-3内部设置有旋转接头11-4，旋转接头11-4的一个接口通过牛油头与注浆管11-5连接，注浆管11-5通过滑槽伸出至导向管11-3外部，注浆管 11-5通过滑槽与导向管11-3滑动连接，旋转接头11-4的另一个接口通过牛油头与注浆头11-6的一端连接。
注浆头11-6的截面为多边形，本实施例中，注浆头11-6的截面为正六边形，注浆头11-6与设置在支撑件的转动驱动机构连接，转动驱动机构能够带动注浆头绕自身轴线转动。
同时由于注浆管与滑槽配合，旋转接头不会发生转动。
所述转动驱动机构采用皮带传动机构，包括主动带轮11-7、从动带轮11-8 和绕接在主动带轮11-7和从动带轮11-8之间的传动皮带11-9，其中主动带轮 11-7与注浆驱动电机11-10的输出轴连接，注浆驱动电机11-10固定在底板11-1 上，所述从动带轮11-8转动连接在导向管11-3前方的支撑件部分上，从动带轮 11-8中心设置有与注浆头11-6相匹配的正六边形孔，从动带轮11-8通过正六边形孔与注浆头11-6配合，能够带动注浆头11-6绕自身轴线转动的同时，不会妨碍注浆头11-6沿自身轴线方向的运动。
所述底板11-1与设置在支架内部的升降机构连接，升降机构采用升降气缸 17，升降气缸17的缸体固定在支架10内部，升降气缸17的活塞杆连接有升降板，升降板与底板11-1固定，通过升降气缸17能够带动整个注浆机构做升降运动，因此当需要注浆时，通过升降气缸17带动注浆机构的注浆头11-6与钻杆13-2 同轴，因此能够利用钻杆13-2推动注浆头11-6进入钻孔内部。
采用此种设置方式，无需额外设置与注浆头11-6配合的移动机构，减少了占用空间，节省了制作成本，同时提高了整个装置的灵活性。
初始状态下，整个注浆机构位于钻杆13-2对应位置的下方，注浆头11-6能够与导向板16接触，使得非注浆状态下，注浆头11-6不会滑动，只有升降气缸 17将注浆头11-6举升至与导向孔同轴时，注浆头11-6才能够沿自身轴线方向运动。
本实施例中，注浆头11-6的前端包裹有膨胀管18，注浆时，膨胀管18能够膨胀，膨胀管18充水的状态下成稳定的圆柱形，从而使浆液的流动速度更为稳定，注浆更加密实，提升注浆效果。
所述支架的前端设置有雷达探测设备19，采用现有设备即可，支架10后端的中心部位设置有图像采集部件，图像采集部件采用摄像头20，摄像头的两侧设置有补光部件，补光部件采用LED灯21，使得整个装置能够适应隧道内光线较暗的情况。
本实施例中，涂抹头14-2设置在雷达探测设备19的前方，以避免雷达探测设备19影响涂抹头14-2工作。
雷达探测设备19和摄像头20均与地面工作站的控制系统连接，能够将检测得到的信息传输给控制系统，从而实现远程高精度控制，精准定位涂胶位置、钻孔和注浆的位置。
本实施例中，第一移动机构、摆动气缸、伸缩气缸、升降气缸、钻孔电机、回转平台、转动驱动件等电控部件均与地面工作站的控制系统连接，能够接收控制系统的指令进行工作。
本实施例的工作方法为：
电动平台车带动整个轨交隧道衬砌渗漏一体装置进入隧道内部，回转平台，机械臂配合动作，利用雷达探测设备19和摄像头20采集隧道衬砌的信息，当发现病害位置时，回转平台，伸缩气缸、摆动驱动气缸、转动驱动件配合工作，将支架移动至设定位置，对病害类型进行判断，当病害为细小裂纹时，将进胶管12-2 连通供胶机构，供胶机构相储胶桶12内注入修补胶，直至修补胶经过涂胶管14-1 和涂抹头14-2后流出至裂纹位置，回转平台、机械臂、转动驱动件协同工作，利用涂抹头14-2将裂纹处的修补胶涂抹均匀，完成细小裂纹的修补。
当发现病害为大裂缝或者衬砌内部空洞时，注浆管11-5连接供浆设备，钻孔电机工作，带动钻杆13-2转动，第一移动机构，带动钻杆13-2向前移动，钻杆13-2穿过导向板16的导向孔后对衬砌进行打孔。
打孔完成后，第一移动机构将钻杆13-2复位，此时升降气缸17工作，将注浆机构提升至注浆头11-6与钻杆13-2同轴，然后第一移动机构再次工作，钻杆 13-2推动注浆头11-6运动，注浆头11-6插入钻孔内部，同时转动驱动机构工作，带动注浆头11-6绕自身轴线转动，供浆设备启动，进行注浆操作，注浆完成后，人工左右晃动旋转接头11-4，使得注浆头11-6与旋转接头11-4的牛油头脱离，注浆头11-6留在钻孔内部实现二次加固，此时机械臂回复原位，完成了病害修复工作。
采用本实施例的装置，采用一套装置能够同时进行空洞的涂抹、钻孔和注浆，无需更换设备，而且利用机械臂、注浆机构、钻孔机构和涂胶组件能够对病害处理工作自动进行，无需施工人员搭设脚手架后手动进行，能够之间在地面进行操控，省时省力，安全风险低，工作效率高。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置，其特征在于，包括车体，车体安装有机械臂，机械臂的末端设有支架，支架沿由前至后方向，依次设置有注浆机构、储胶桶和钻孔机构，钻孔机构包括动力部件，动力部件与第一移动机构连接，动力部件连接有穿过储胶桶的钻杆，储胶桶内部具有钻杆穿过的分隔管，储胶桶的前端设有与储胶桶内部空间连通的涂胶组件，注浆机构包括注浆管，注浆管前端设有注浆头，注浆管与支撑件滑动连接，支撑件设有与注浆头连接的转动驱动机构，支撑件还与固定在支架的升降机构连接以使得注浆管能够与钻杆同轴。
2.如权利要求1所述的一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置，其特征在于，所述第一移动机构采用设置在支架内部的皮带传送机构，皮带传送机构与滑动板连接，动力部件固定在滑动板上，滑动板与支架滑动连接。
3.如权利要求1所述的一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置，其特征在于，所述涂胶组件包括涂胶管，涂胶管一端与储胶桶连接，另一端设有碗状的且由柔性材质制成的涂抹头。
4.如权利要求1所述的一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置，其特征在于，所述支撑件包括底板，底板与升降机构连接，底板固定有竖向架，竖向架顶部设有导向管，导向管设有用于注浆管伸出的滑槽，注浆管通过和滑槽与导向筒滑动连接。
5.如权利要求1所述的一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置，其特征在于，所述转动驱动机构采用皮带传动机构，其中皮带传动机构的主动带轮与安装在支撑件的电机连接，从动带轮与注浆头连接，其中注浆头截面为多边形，从动带轮设有与注浆头相匹配的多边形孔以使得注浆头能够沿自身轴线方向运动的同时还能够在从动带轮的作用下绕自身轴线转动。
6.如权利要求1所述的一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置，其特征在于，注浆头通过旋转接头与注浆管连接。
7.如权利要求1所述的一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置，其特征在于，支架的前端还设置有导向板，涂胶组件穿过所述导向板，导向板还设置有用于钻杆和注浆头穿过的导向孔。
8.如权利要求1所述的一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置，其特征在于，所述升降机构采用气缸，气缸的缸体与支架固定，气缸的活塞杆通过升降板与支撑件固定。
9.如权利要求1所述的一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置，其特征在于，所述支架的前端设置有雷达探测器，后端设置有图像采集部件，图像采集部件的两侧设有补光部件。
10.如权利要求1所述的一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置，其特征在于，所述注浆头的前端包裹有膨胀管。
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|---|---|---|---|
| CN202210987682.4A CN115522955A (zh) | 2022-08-17 | 2022-08-17 | 一种轨交隧道衬砌渗漏诊治一体装置 |
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| CN115522955A true CN115522955A (zh) | 2022-12-27 |
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ID=84695277
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Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116164797A (zh) * | 2023-04-20 | 2023-05-26 | 河北拓森建筑装饰工程有限公司 | 一种道路桥梁隧道衬砌检测装置 |
| CN117365644A (zh) * | 2023-11-17 | 2024-01-09 | 重庆交通大学 | 一种低影响交通的隧道衬砌裂缝病害处治平台及方法 |
-
2022
- 2022-08-17 CN CN202210987682.4A patent/CN115522955A/zh active Pending
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