CN1598218A - 混凝土面层压实抹光机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土面层压实抹光机，包括动力传动系统、四组抹光组件、设有座椅的方形机架及行走联动机构，抹光组件含有四个抹光刀片，四组抹光组件通过垂直传动轴的轴承壳分别固定在方形机架的四个角上，四个垂直传动轴通过动力传动系统使相邻两轴互为反向旋转，对角位的两轴同向旋转；行走联动机构由纵向、横向两转轴及曲臂、曲柄组成以各自转轴为支点的活动关节。通过手动或脚踏操作使联动机构带动垂直传动轴的下端产生径向偏移，抹光刀片转至载重重心的一侧时阻力加大，而另一侧阻力减小，利用两侧的阻力差异使抹光刀片在旋转抹地的同时产生位移而行走。工作效率高，而且有一定的载重能力。

Description

混凝土面层压实抹光机

技术领域

本发明涉及一种混凝土面层压实抹光机，用于对混凝土或水泥砂浆面层在凝固前作压实抹光作业，属建筑机械。

背景技术

在混凝土或水泥路面、地面施工中，需在凝固前对其表面作压实抹光作业。现有的抹光机是由动力机、减速机、一组抹光组件和手推柄等组成。抹光组件含有四个与地面略呈角度的抹光刀片，即刀片的后侧着地，前侧离地(迎着旋转方向一侧为前侧)。工作时，操作人员站在混凝土上，手扶手柄推动抹光机行走作业。刀片旋转经过的表面被抹平或抹光。这种手扶抹光机的缺点是：操作者在混凝土表面踩踏出的脚印较深，需要一定时间的反复抹括才能将脚印抹平，但刀片抹进脚坑的均是浆水，并无骨料，待混凝土水份挥发浆水收缩后，脚印仍会出现；此外，现有抹光机只有一组反动抹光组件，工作效率较低，当气温较高，混凝土凝固的较快时，或混凝土浇灌量较大的情况下，难以适时完成所需抹光的工作面，还需配备大量人力或组织几台抹光机同时来完成所需完成的工作面。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土面层压实抹光机，它能解决目前手推式抹光机存在的缺陷，提高对混凝土或水泥砂浆面层进行压实抹光作业的工作效率和质量，降低抹光作业的劳动强度。

本抹光机包含动力传动系统、四组抹光组件、设有座椅的方形机架及行走联动机构，行走联动机构连有行走操纵机构；每组抹光组件由定位底座和四个设有加强条的抹光刀片组成，四组抹光组件各设有一根垂直传动轴，四根垂直传动轴通过上部的轴承壳分别固定在方形机架的四个角上，并通过传动部件与动力传动相连，所说的动力传动系统的设计应满足：四根垂直传动轴中，相邻两轴互为反向旋转，对角位的两轴为同向旋转；所说的行走联动机构含有纵向、横向两转轴，各转轴的两端分别连有曲柄，各曲柄两端铰接一对曲臂，位于纵向或横向转轴两端的曲臂与曲柄组成以该转轴为支点的活动关节，四对曲臂与四个垂直传动轴的下轴承座联接成四方形联动机构，所说的四方形联动机构由纵、横转轴的两端分别通过定位板支悬挂在方形机架的四个悬臂上，曲臂在曲柄两端的连接方式应满足：当纵向或横向转轴旋转时，该转轴一端的一对曲臂随曲柄联动向内收拢，转轴另一端的曲臂随曲柄联动向两侧伸展；所说的行走操纵机构包括与横向转轴相连的左、右行走脚踏机构造，与纵向转轴相连的前进、后退手柄和与横向转轴右侧曲臂相连的转向手柄。

本发明所说的动力传动系统是链轮链条传动系统，四个垂直传动轴固定的传动部件是从动链轮，它们与动力输出主动链轮及链条、导向链轮组成动力传动系统，所说的四个从动链轮依次相间地位于链条的内侧和外侧。

本发明所说的传动系统是由齿轮传动机构组成，四个垂直传动轴的传动部件是锥形齿轮，四根垂直传动轴分别通过锥形齿轮啮合与三根水平传动轴(一根横向两根纵向)形成П形布局的传动关系，减速机输出轴与横向水平传动轴以锥形齿轮啮合传动。

本发明所说的传动系统也可以是啮合齿轮及链轮、链条联合传动，减速机动力输出轴的两侧设有左右两个纵向水平传动轴，四个垂直传动轴分别与各纵向水平传动轴两端的锥形齿轮啮合，减速机动力输出轴与其中一个纵向水平传动轴以链轮链条传动，与另一个纵向水平传动轴通过导向啮合齿轮及链轮链条传动。

以上传动系统的设计均能达到相邻两根垂直传动轴互为反向旋转，而对角位的两垂直传动轴同向旋转的目的。

综上所述，本抹光机的四组抹光组件通过四根垂直传动轴与四方形联动机构及方形机架相连，并通过传动部件与动力源组成传动系统，使四组抹光组件同时同步旋转。四抹光组件两两排列，相邻者互为逆向旋转，对角位者为同向旋转，这样的旋转关系使相邻两组抹光组件的各抹光刀片之间不会互相干扰；四组抹光组件同时工作，不仅同时工作效率高，而且有一定的载重能力。

本机未设行走动力但有行走功能，其动力是通过改变抹光刀片在运转中的磨擦阻力而形成的。当手动或脚踏操作对使联动机构某些关节发生动作时，垂直传动轴的下端即被带动而向某一侧产生径向移位，造成抹光组件的载重重心向另一侧偏移，致使抹光刀片转至载重重心的一侧时阻力加大，而另一侧阻力减小，利用两侧的这种阻力差异使抹光刀片在旋转抹地的同时产生位移动力，四组抹光组件边旋转作业，边向同一方向位移，实现了整机行走的作业的目的。操作者坐在座位上通过脚踏或手动操作控制机械行进方向，操作简便省力，本机即可对混凝土压实抹光又保证了混凝土表面的平整光洁。

本机中，垂直传动轴由上轴和下轴组成，下轴上端以一段微凸的弧面外壁与上轴套接，二者通过滑槽和螺栓连接。此设计使垂直传动轴的下部(即下轴)有较好的径向摆动效果。此外，下轴的上端设有弹簧腔，腔内的弹簧上端与上轴相抵。利用弹簧的弹力对抹光组件起高低补偿作用，使四组抹光刀片作业时始终与地面接触平稳，且机械不会未经操作自行转向。

为了便于调节抹光刀片的水平倾斜度，刀片之间以螺旋式设置，各刀片加强条上固定有角度调节支架，该支架位于刀片上翘的一侧与一个水平升降杆连接，着地的一侧与刀片定位底座以以固定支点连接(该侧也是刀片的受力支点)，垂直传动轴的下轴内设有垂直升降调节螺杆，抹光组件的四个水平升降杆固定在该调节螺杆上。需要调节刀片角度时，只需转动该调节螺杆使它上升或下降，即可带动水平升降杆使刀片上翘的一侧提升或下降，从而达到改变刀片倾角的目的。在调节刀片角度时机身重量不会压在刀片翘起的部位，使刀片调节轻便。刀片以螺旋式固定有利于使面层多余的浆水将随着刀片的斜向滑向内侧底座下，浆水被刀片挤压而随底座移动，如遇混凝土表面有局部低坑时，多余浆水将其填充，该设计也减少了刀片在运转中的阻力。

附图说明

图1是混凝土面层压实抹光机的整体机立体结构示意图。

图2表示四组抹光组件呈四方形两两排列形式立体图。

图3是机架的立体结构图。

图4是链轮链条与齿轮和轴混合传动系统图。

图5是齿轮与轴传动系统图。

图6是链轮链条传动系统图。

图7是垂直传动轴—实施例结构剖视图。

图8是行走联动机构结构示意图。

图9、图10是倾斜度可调式抹光组件实施例俯视图。

图11是适用于图10倾斜度可调抹光组件的垂直传动轴结构实施例剖视图。

具体实施方式

下面根据图1～图10说明本抹光机的具体实施方式。

图1中，1-座椅，2-1-前后行走手柄，2-2-转向手柄，3-1-左行走脚踏杆，3-2-右行走脚踏杆，4-减速机，5-动力传动系统，6-机架，7-行走联动机构，8-抹光组件，9-垂直传动轴，10-防护罩，91-轴承壳；图2中，81-刀片固定底座，82-抹光刀片，85-刀片加强条；图3中，61、62、63、64、64-1、64-2、64-3、64-4、65、66、67各标号分别为联动机构相应部件的连接点，将与图8一同说明。

图1表示本发明抹光机整体结构实施例，下面结合图2和图3对图1进行说明。图1中的四组抹光组件8由刀片固定底座81和抹光刀片82组成(参见图2)。各抹光组件8分别设有垂直传动轴9。方形机架6(结构参见图3)为本机各部分的定位主体，座椅1、减速机4、动力传动系统5、行走联动机构7、四个垂直传动轴9及防护罩10均固定在支架6上，手柄2-1、2-2、脚踏机构3-1、3-2是行走联动机构7的执行构件，它们与行走联动机构7相连，四个垂直传动轴9由轴承壳91固定在机架6的四个转角上(参见图3)。在动力传动系统5的带动下四个垂直传动轴9旋转。

图2可见，四组抹光组件8两两排列四方形，各相邻两组互为反方向旋转，处于对角位的两组为同向旋转。各抹光刀片82固定装有加强条85。加强条85的底面为斜面，刀片固定在斜面上，使其迎着旋转方向的一边(即前侧)略上翘，另一边(即后侧)着地将混凝土地面抹光。

图4是链条与齿轮相结合的传动系统示意图，图中31-1、31-2-导向传动齿轮，32-1、32-2、32-3、32-4-传动链轮，33-1、33-2-纵向水平传动轴，34、35-传动链条，36减速机输出轴，37、38锥形传动齿轮，39-轴承，58-分别固定在四根垂直传动轴9上的锥形齿轮。

如图4，四个垂直传动轴9上各装有锥形齿轮58，四个锥形齿轮58分别与纵向水平传动轴33-1、33-2两端的锥形齿轮38啮合传动；减速机输出轴36直接传动链轮32-2，并通过链条34、链轮32-1使纵向水平传动轴33-1与轴36同向旋转；同时，传动齿轮31-1、31-2带动链轮32-3、链条35、链轮32-4，使纵向水平传动轴33-2与轴36反向旋转。从而使四个垂直传动轴9中，相邻者相反方向旋转，对角位者同方向旋转(见图中箭头方向)。

图5是齿轮传动系统图，图中54、54-1、54-2-水平传动轴，55-轴承，56-水平传动轴输入锥形齿轮，57-水平传动轴两端的锥形齿轮，58固定在垂直传动轴9上的锥形齿轮，59减速机动力输出锥形齿轮。

如图5，四个垂直传动轴9分别装有锥形齿轮58，并与水平传动轴上锥形齿轮57啮合传动，减速机4输出轴通过锥形齿轮59、56啮合将动力传输给水平传动轴54，通过轴54两端的锥形齿轮57、58带动水平传动轴54-1和54-2及该两轴端的锥形齿轮组旋转，形成一个整体的同步传动系统，使四个垂直传动轴9同时时旋转。此传动系统运转时，四个垂直传动轴9的旋转方向如箭头所示，即相邻者相反方向旋转，对角位者同方向旋转。

图6表示链条传动系统图，图中，51-与减速机4相连的主动链轮，52-传动链条，51-1固定在垂直传动轴9上的从动链轮，53-导向链轮。

从图6可见，四个垂直传动轴9上的四个从动链轮51-1依次交替地设置在链条52的内、外两侧，从而当传动系统转动时，相邻者旋转方向相反，对角位者旋转方向相同。

图7是垂直传动轴9的一个实施例结构剖视图，图中9-1-上轴，9-2-下轴，9-11-上轴承，9-12-滑槽，9-21-螺栓，9-22-补偿弹簧，9-23-下轴承，91-上轴承壳，92-下轴承座，9-24-底座定位孔，9-25-弧形面，其余标号同前。

如图7，垂直传动轴9由上轴9-1和下轴9-2套接，并通过螺栓9-21在上轴9-1的滑槽9-12内可上F滑动，下轴9-2的上部外壁呈向外微鼓的弧面9-25，可使下轴9-2产生适当的径向摆动。下轴的上部壁腔内装有补偿弹簧9-22，弹簧的上端紧抵上轴9-1。上轴承9-11的轴承壳91与机架6相连(见图3)。下轴承9-23的轴承座92与图8联动机构相连。

图7垂直传动轴中，固定在轴上端的锥形齿轮58同时与两个锥形齿轮57啮合(相当于图5的A向连接关系)，通过锥形齿轮57与水平传动轴54、54-2(参见图5)相连，通过图5的传动系统被带动旋转。

当本机需要对含坡度的作业面进行抹光时，各垂直传动轴即自动通过各自的补偿弹簧9-22的伸缩作用，使下轴在滑槽9-12的范围内产生轴向位移，以确保各抹光刀片与所在地平稳接触，受力均匀。

图8是行走联动机构的结构示意图。图中2-1-前后行走手柄，2-11-手柄方向调节叉，2-2-转向手柄，2-21-转向曲柄，3-1-左行走脚踏杆，3-2-右行走脚踏杆，3-11、3-21-脚踏连杆，71-横向转轴，72-纵向转轴，71-1、71-2，71-3、71-4，72-1、72-2，72-3、72-4-分别为四对曲臂，71-5、71-6、72-5、72-6-四个联动定位板，71-7、71-8、72-7、72-8-分别为四个曲柄，92-下轴承座，d1～d10-分别与机架相连的十个旋转支点。

如图8所示，横向转轴71两端分别设有曲柄71-8、71-7，纵向转轴72两端分别设有曲柄72-7、72-8，八个曲臂71-1、71-2，71-3、71-4，72-1、72-2，72-3、72-4依次两两成对地铰接在以上曲柄的两端，而另一端则分别与垂直传动轴9的下轴承座92连接形成四方联动机构。

以上四方联动机构通过纵向转轴72两端的定位板72-5、72-6的支点d3、d8与图3机架6的固定悬臂64-1、64-2连接；横向转轴71通过支点d7、d9与图3机架6的固定悬臂64-3、64-4连接。

脚踏杆3-1、3-2分别通过支点d2、d4与图3机架6中的固定悬臂66、67连接。当踩动脚踏杆3-1，使它绕支点d2旋转时，连杆3-11被向前拉动，带动横向转轴71向前旋转一定角度，此时，位于该转轴71左端的一对曲臂71-1、71-2随曲柄71-8向内收拢，而位于转轴71右端的一对曲臂71-3、71-4随曲柄71-7向外两侧伸展。同理，当踩动脚踏杆3-2时，转轴71向后旋转一定角度，则曲臂71-1、71-2伸展，曲臂71-3、71-4收拢。

前后行走操纵手柄2-1通过方向调节叉2-11与横向转轴72相连，手柄2-1及方向调节叉2-11分别以支点d1、d10固定在图3机架6的两个固定点61、63上，当向前推动手柄2-1使它绕支点d1旋转一定角度时，调节叉2-11绕支点d10逆时针旋转而带动纵向转轴72向左旋转，转轴72两端的曲柄72-8和72-7随之旋转并产生以下联动：曲臂72-3、72-4向内收拢，曲臂72-1、72-2向两侧伸展。同理，当向后拉动手柄2-1时，转轴72向右旋转，则曲臂72-3、72-4向两侧伸展，72-1、72-2向内收拢。

如上被收拢或伸展的曲臂通过下轴承座92对垂直传动轴下轴9-2的下端及与之相连的抹光组件产生向内或向外移位(其受力重心始终在垂直传动轴的垂直下方不变)，使各抹光刀片转至受力重心的一侧时阻力增大，而转至另一侧则阻力减少，利用两侧的阻力差使整机向刀片阻力增大时的转向后方位移动。由于相邻两垂直传动轴相对方向旋转，而且它们的下轴(摆动轴)受曲臂作用所产生的摆动方向也是相反的，这两个相反设计的结果，得到了预想的效果，即无论是脚踏杆3-1、3-2或手柄2-1的动作，四组抹光组件均产生一致方向的“爬行”动作，达到整机平稳移动行走的目的。图8中，踩左脚踏杆3-1整机左行，踩右脚踏杆3-2整机右行；手柄2-1向前推时，整机前行，向后拉时，整机倒退行走。绕孤形行走时应使用组合操作来完成，如逆时针方向行走操作：踩动左脚踏杆3-1的同时渐渐向后拉动前后行走手柄2-1，两者力度相等后慢慢减轻左脚踏杆3-1的操作力度，直至完全放弃左脚踏杆3-1的操作，再渐渐踩下右行走脚踏杆3-2，两者力度相等后慢慢放弃手柄2-1的倒退行走操作，完全放弃后，此时右行走操作仍在执行，但已经完成了绕圆孤行走180度的整个操作动作(操作力度应由轻到重后再由重到轻逐步增加或减少)。由此可见，通过两个操作动作的组合可以完成绕孤形行走90度，依次完成四组合操作动作则绕孤形行走一周。

转向操纵手柄2-2、曲柄2-21分别以支点d5、d6与图3中机架6的支点62、悬臂65相连，它只控制与其在同一侧的两组抹光组件，当操纵转向手柄2-2绕支点d5向前或向后转动时，两曲臂将位于其两端的前后两组抹光组件向前或后作同一方向移位，促使两组组件产生向左或右呈相反方向的“爬行”动作，将整机钮转转向，执行此项操作时应放弃其它操作。

图9、图10和图11表示刀片角度可调的抹光组件及配套使用的垂直传动轴的实施例结构，图中，9-26-六角沉孔，9-27-升降螺杆，9-29-定位器，83-水平升降杆，84-刀片角度调节支架，86-刀片固定支点。标号81、82、85同图2。

如图9和图10所示，四个抹光刀片82呈螺旋排列(形似螺旋浆的形式)，各刀片的加强条85上安装一个角度调节支架84，调节支架前侧(即刀片翘起的一侧)与一个水平升降杆83活动连接，角度调节支架84后侧(刀片着地的一侧)以固定支点86与刀片固定底座81活动连接。水平升降杆83向上提升时，调节支架84的前侧抬高，使刀片起翘角度增大，反之，当水平升降杆83向下移动时，则调节支架84前侧降低，刀片起翘角度减小。

图11表示与图10抹光组件配套的垂直传动轴的结构及与抹光组件的连接关系。垂直传动轴的下轴9-2内的设置一个与下轴9-2的内壁以螺纹连接的升降螺杆9-27，装有连接架84的四个刀片82通过各自的水平升降杆83与升降螺杆9-27下端连接。螺杆9-27通过旋转上升或下降时，带动刀片的四个水平升降杆83一同升或降，达到调节刀片角度的目的。

升降螺杆9-27的上端为六角沉孔9-26，通过专用的六角端摇柄从上轴9-1的中心孔伸入沉孔中，旋转摇柄，调节螺杆9-27高度至刀片达适当的倾角即可。升降螺杆9-27通过与其外壁顶端齿面啮合的四脚定位器9-29定位。

图10呈螺旋形排列的各抹光刀片82随垂直传动轴施转时，刀片后侧斜向着地，向转动方向的前方迎进，刀片转动抹平时，混凝土表面多余浆水将沿着刀片的斜边滑向内侧，并随机移动，填充至浆水欠缺处，使其补平。此外还减轻了刀片的旋转阻力。

Claims (7)

1.混凝土面层压实抹光机，其特征是包括动力传动系统(5)、四组抹光组件(8)、设有座椅(1)的方形机架(6)及行走联动机构(7)，行走联动机构连有行走操纵机构；每组抹光组件由定位底座(81)和四个设有加强条(85)的抹光刀片(82)组成，四组抹光组件(8)各设有一根垂直传动轴(9)，四根垂直传动轴通过上部的轴承壳(91)分别固定在方形机架(6)的四个角上，并通过传动部件与动力传动系统相连，所说的动力传动系统的设计应满足：四根垂直传动轴(9)中，相邻两轴互为反向旋转，对角位的两轴为同向旋转；所说的行走联动机构(7)含有纵向、横向两转轴(72)、(71)，各转轴两端设有一对曲柄(72-7)、(72-8)和(71-7)、(71-8)，各曲柄两端分别铰接一对曲臂(72-1)、(72-2)，(72-3)、(72-4)，(71-1)、(71-2)，(71-3)、(71-4)，位于纵向或横向转轴两端的曲柄与曲臂组成以该转轴为支点的活动关节，四对曲臂与四个垂直传动轴(9)的下轴承座(92)联接成四方形联动机构；所说的四方形联动机构(7)由纵、横转轴(72)、(71)的两端通过定位板((72-6)、(72-5)、(71-6)、(71-5)的支点(d8)、(d3)、(d9)、(d7)将其悬挂在方形机架(6)的四个悬臂(64-2)(64-1)、((64-4)、(64-3)上，曲臂在曲柄两端的连接方式应满足：当纵向或横向(72)或(71)转轴旋转时，该转轴一端的一对曲臂随曲柄联动向内收拢，转轴另一端的曲臂随曲柄联动向两侧伸展；所说的行走操纵机构包括与横向转轴(71)相连的左、右行走脚踏杆(3-1)、(3-2)，与纵向转轴(72)相连的前进、后退手柄(2-1)和与横向转轴右侧曲臂相连的转向手柄(2-2)。

2.根据权利要求1所述的混凝土面层压实抹光机，其特征是所说的四个垂直传动轴(9)的传动部件是从动链轮(51-1)，它们与主动链轮(51)、链条(52)、导向链轮(53)组成动力传动系统，所说的四个从动链轮依次相间地位于链条的内侧和外侧。

3.根据权利要求1所述的混凝土面层压实抹光机，其特征是所说的传动系统是由齿轮传动机构组成，四个垂直传动轴(9)的传动部件是锥形齿轮(58)，四根垂直传动轴分别通过锥形齿轮(58)、(57)啮合，与三根水平传动轴(54)、(54-1)、(54-2)形成H形布局的传动关系，减速机输出轴与其中的横向水平传动轴(54)以锥形齿轮(59)、(56)啮合传动。

4.根据权利要求1所述的混凝土面层压实抹光机，其特征是所说的传动系统是齿轮啮合、链轮与链条联合传动，减速机动力输出轴(36)的两侧设有左右两个纵向水平传动轴(33-2)、(33-1)，四个垂直传动轴(9)分别与各纵向水平传动轴两端以锥形齿轮(58)、(57)啮合，减速机动力输出轴(36)与其中一个纵向水平传动轴(33-2)以链轮链条(32-3)、(324)传动，与另一个纵向水平传动轴(33-1)通过导向啮合齿轮(31-1)、(31-2)及链轮链条机构(32-1)、(32-2)(34)传动。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的混凝土面层压实抹光机，其特征是垂直传动轴(9)由上轴(9-1)和下轴(9-2)组成，下轴上端以一段微凸的弧面外壁((9-25)与上轴(9-1)套接，二者通过滑槽(9-12)和螺栓(9-25)连接，下轴(9-2)的上端设有弹簧腔，腔内的弹簧(9-22)上端与上轴(9-1)相抵。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的混凝土面层压实抹光机，其特征是各抹光刀片(82)之间以螺旋式排列，各刀片加强条(85)上固定有角度调节支架(84)，该支架位于刀片(82)上翘的一侧与一个水平升降杆(83)活动连接，着地的一侧与刀片定位座(81)以固定支点(86)连接，垂直传动轴的下轴(9-2)内设有垂直升降调节螺杆(9-27)，抹光组件的四个水平升降杆(83)固定在该调节螺杆上。

7.根据权利要求1所述的混凝土面层压实抹光机，其特征是机架装(6)有防护(10)

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