CN206298811U - 一种可转位多功能道路养护机具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可转位多功能道路养护机具，其包括平衡转台和控制系统，在平衡转台上通过关节机械臂连接机具集中平台；机具集中平台包括固定平台和转动平台，固定平台和转动平台通过工位丝杠螺母机构连接，工位丝杠螺母机构通过涡轮蜗杆组件与工位变换齿轮组连接，工位变换齿轮组通过变换工位离合器连接，变换工位离合器与安装在液压马达输出轴上的驱动传动齿轮组连接，驱动传动齿轮组与切割组件、铣刨组件连接并驱动其工作；本实用新型其集成了铣刨、切割和灌缝等多种功能，通过一个动力源，给铣刨组件和切割组件提供动力，自动化程度高、操作更加方便，适用于路面早期破坏的修复，并可对路面的小裂缝、小坑槽进行精准定位，自动养护。

Description

一种可转位多功能道路养护机具

技术领域

本实用新型属于沥青路面养护领域，具体涉及一种可转位多功能道路养护机具。

背景技术

已经修筑的道路使用一段时间之后，经常会出现路面裂缝和小的坑槽等病害，这些病害如果不及时修复，就会演变为更大的病害，增加养护成本和难度。目前，道路养护车都是通过在养护车上配置灌缝机处理裂缝，配置铣刨机和切割机处理坑槽。然而，独立配置这些设备，存在如下问题：

(1)需要采用专用的起吊设备对切割、铣刨等设备进行起吊，这些养护设备往往质量较大，因此在起吊过程存在安全隐患。

(2)养护设备的自动化程度低。施工过程需要养护工人直接去操作，施工过程中振动大、切割和破碎过程中灰尘多，对工人身体损害大。

(3)设备之间动力优化程度低。道路养护车配置的切割机、铣刨机等养护设备，采用独立柴油机供能，没有对动力进行优化，资源浪费严重。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种可转位的多功能道路养护机具，其集成了铣刨、切割和灌缝等多种功能，通过一个动力源，给铣刨组件和切割组件提供动力，自动化程度高、操作更加方便，适用于路面早期破坏的修复。借助图像监测传感器，可对路面的小裂缝、小坑槽进行精准定位，自动养护。

为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

该可转位多功能道路养护机具，包括安装在车底盘上的平衡转台和安装在平衡转台上的控制系统，在平衡转台上通过关节机械臂连接机具集中平台；

所述机具集中平台包括固定平台和转动平台，在固定平台上设置有固定齿盘，在转动平台上与固定齿盘相应的位置上设置有可与固定齿盘相互啮合的活动齿盘；固定平台和转动平台通过工位丝杠螺母机构连接，工位丝杠螺母机构通过涡轮蜗杆组件与工位变换齿轮组连接，工位变换齿轮组与变换工位离合器连接，变换工位离合器与安装在液压马达输出轴上的驱动传动齿轮组连接，驱动传动齿轮组通过切割旋转离合器和铣刨旋转离合器分别与切割组件、铣刨组件连接并驱动切割组件和铣刨组件工作；在转动平台上还设置有灌缝组件，并且灌缝组件与切割组件、铣刨组件分别分布在转动平台的不同侧面上，并且通过转动平台调整灌缝组件、切割组件以及铣刨组件与待养护工作面相对；

所述变换工位离合器、切割旋转离合器和铣刨旋转离合器分别与控制系统电连接。

进一步，上述灌缝组件包括用于监控路面的灌缝位置的灌缝监控图像传感器、通过沥青控制阀与沥青箱连通的沥青喷头以及通过高压空气控制阀与空压箱连通的高压空气喷头，灌缝监控图像传感器、沥青控制阀以及高压空气控制阀分别通过导线与控制系统连接。

进一步，上述切割组件是由切割面保护轮、切割齿轮传动组件、切割升降离合器、切割监控图像传感器、切割丝杠传动机构以及切割刀具组成，切割面保护轮设置在转动平台的切割面，并固定在切割面的边缘或者顶角位置，切割刀具设置在转动平台的切割面中部，切割刀具的转轴通过切割齿轮传动组件与切割丝杠传动机构连接，切割齿轮传动组件是用于实现切割组件中的动力传动，通过切割齿轮传动组件使切割丝杠传动机构与切割升降离合器连接、切割升降离合器与切割旋转离合器连接，切割监控图像传感器用于采集切割深度信息，切割监控图像传感器与切割升降离合器分别与控制系统电连接。

进一步，上述铣刨组件是由铣刨面支撑轮、铣刨齿轮传动组件、铣刨升降离合器、铣刨监控图像传感器、铣刨丝杠传动机构以及铣刨刀具组成，铣刨面支撑轮安装在转动平台的铣刨面，并固定在铣刨面的边缘或者顶角位置，铣刨齿轮传动组件是用于实现铣刨组件中的动力传动，通过切割齿轮传动组件使铣刨升降离合器与铣刨丝杠传动机构连接、铣刨丝杠传动机构与铣刨刀具连接以及铣刨升降离合器与铣刨旋转离合器连接，铣刨监控图像传感器用于采集路面铣刨深度和铣刨面积信息，并通过导线与控制系统连接。

进一步，上述切割刀具可采用双刀片切割刀具。

与现有技术相比，本实用新型的可转位多功能道路养护机具具有以下优点：

(1)在养护机具集中平台上集成了铣刨、切割等多种功能，相比于传统在养护车上配置小型铣刨机、切割机的办法，通过一个动力源，即可给铣刨组件和切割组件提供动力，不但节约了动力源的成本，而且设备体积更小，集成化程度更高，通过关节机器人对其操作更加方便，施工过程中，最大限度的避免了搬运起吊铣刨机、切割机等设备的体力消耗，施工过程更加安全。

(2)本实用新型的切割组件所采用的切割刀片可以设计为双刀片，对路面一次切割清理即可清理出裂缝，相比传统的单刀片切割机，本实用新型的切割组件作业过程效率更高，同时采用液压动力源，可以过载保护，可以实现大范围调速。

(3)本实用新型设计的关节机械臂通过控制系统进行控制，养护工人通过控制室内的控制系统即可控制和观察整个过程，施工过程自动化程度更高，使工人可以远离恶劣的施工环境，此外通过图像传感器、位置传感器等监测元件，实时监测到路面信息，实现自动清理裂缝、自动灌缝、自动清理坑槽等操作，因此智能化程度高。

(4)本实用新型通过固定平台和转动平台之间齿盘啮合、工位丝杠螺母机构活动连接，保证工作时旋转平台连接牢固，不容易松动，确保定位精准，利用涡轮蜗杆组件传动使旋转平台能够正向反向旋转调整工作界面，实现各个工作面灵活调整，将铣刨、切割和灌缝一体化。

(5)本实用新型适用于路面早期伤害的修复，可针对于路面的小裂缝、小坑槽可以精准定位，灵活修复。

附图说明

图1是养护机具结构示意图。

图2是图1中机具集中平台传动原理示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是图2的左视图。

图中：1底盘，2平衡转台，3控制系统，4关节机械臂，41第一臂，42第二臂，43第一液压缸，44第二液压缸，5连接杆，6固定平台，7转动平台，8固定齿盘8，9活动齿盘9，10工位丝杠螺母机构，11涡轮蜗杆组件，12液压马达，13工位变换齿轮组，14变换工位离合器，15切割旋转离合器，16铣刨旋转离合器，17切割组件，18铣刨组件，19灌缝组件；171切割面保护轮，172切割齿轮传动组件，173切割升降离合器，174切割监控图像传感器，175切割丝杠传动机构，176切割刀具；181铣刨面支撑轮，182铣刨齿轮传动组件，183铣刨升降离合器，184铣刨监控图像传感器，185铣刨丝杠传动机，186铣刨刀具；191灌缝监控图像传感器，192沥青控制阀，193沥青喷头，194高压空气控制阀，195高压空气喷头。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细地说明。

图1是本实用新型的养护机具在道路养护车上安装的结构示意图。图中平衡转台2安装在养护车的底盘1上，是常用的回转平台结构，控制系统3安装在平衡转台2的顶部，用于实现整个机具的自动化控制。在平衡转台2的侧部铰接关节机械臂4，本实施例的关节机械臂4包括第一臂41和第二臂42，第一臂41通过第一液压缸43与平衡转台2连接，由第一液压缸43控制第一臂41的变幅，第二臂42通过第二液压缸44与第一臂41连接，由第二液压缸44控制第二臂42与第一臂41之间的角度，在第二臂42的末端连接有两个连接杆5，通过连接杆5与机具集中平台连接，通过关节机械臂4调整机具集中平台的位置。

参见图2、3和4，本实施例的机具集中平台包括固定平台6和转动平台7，固定平台6的中心通过固定铰与其中一个连接杆5固定连接，在固定平台6的侧面安装有固定齿盘8，在固定平台6的中心位置通过工位丝杠螺母机构10与转动平台7连接，转动平台7是一个四方箱体结构，其一个侧面与固定平台6相对，剩余三个侧面分别为切割工作面、铣刨工作面以及灌缝工作面，分别安装切割组件17、铣刨组件18、灌缝组件19。转动平台7与固定平台6相对的一侧面上也安装有可以与固定齿盘8啮合的活动齿盘9，通过固定齿盘8和活动齿盘9啮合可以使固定平台6和转动平台7连接牢固，在工作过程中不容易松动。工位丝杠螺母机构10的丝杠一端延伸至固定在固定平台6中部的螺母中，通过丝杠在螺母中转动使螺母产生的水平位移，将转动平台7向外侧推移，与固定平台6之间形成一定的空间距离。工位丝杠螺母机构10的丝杠另一端与涡轮蜗杆组件11的涡轮固定，涡轮在蜗杆上传动带动丝杠转动，涡轮蜗杆组件11的蜗杆与工位变换齿轮组13连接，通过工位变换齿轮组13、变换工位离合器14与液压马达12连接。液压马达12为所有工作装置提供动力，通过液压油管与液压动力系统连接，液压马达12的启动开关通过导线与控制系统3连接，通过控制系统3自动控制液压马达12转动。液压马达12的输出轴上安装工位变换齿轮组13，通过工位变换齿轮组13的齿轮传动将动力传输到切割组件17或者铣刨组件18或者通过涡轮蜗杆组件11传动带动转动平台7转动，调整工位。本实施例的工位变换齿轮组13是由锥齿轮和圆柱齿轮配合组成，在液压马达12的输出轴上安装有锥齿轮组，将液压马达12的动力从不同方向传递，一是通过与锥齿轮同轴的圆柱齿轮、变换工位离合器14与涡轮蜗杆组件11连接，调整转动平台7的工作面；二是通过切割旋转离合器15驱动切割组件17工作；三是通过铣刨旋转离合器16驱动铣刨组件18工作。为了实现自动控制，变换工位离合器14、切割旋转离合器15和铣刨旋转离合器16均采用电控离合器，其分别与控制系统3电连接。

上述的切割组件17是由切割面保护轮171、切割齿轮传动组件172、切割升降离合器173、切割监控图像传感器174、切割丝杠传动机构175以及切割刀具176组成，切割面保护轮171设置在转动平台7的切割面的四个顶角位置，当切割面位于工作位置时，切割面保护轮171在路面上，能够支撑切割面并将切割面与路面之间保持一定的距离，使安装在切割面上的切割刀具176等其他部件免受伤害。切割刀具176采用双刀片式切割刀具176，切割速度快、效率高，也可以采用单刀片切割刀具176，其通过转轴固定在切割面的中心位置处，转轴的一端通过切割齿轮传动组件172与切割丝杠传动机构175连接，本实施例的切割齿轮传动组件172也是由切割大锥齿轮、切割小锥齿轮、多个圆柱齿轮、切割连接轴以及齿轮组相互啮合形成连接和传动组件，其具体的组装方式是：切割刀具176的转轴与第一圆柱齿轮的中心轴连接，该第一圆柱齿轮通过与之啮合的第二圆柱齿轮以及切割连接轴与切割小锥齿轮连接，通过该切割小锥齿轮与另一个切割大锥齿轮连接，该切割大锥齿轮的轴采用内外花键连接的两根连接轴、第三圆柱齿轮与切割旋转离合器15连接。同时，与切割旋转离合器15连接的第三圆柱齿轮通过与之啮合的第四圆柱齿轮与切割升降离合器173连接，切割升降离合器173通过第五圆柱齿轮与切割丝杠传动机构175的丝杠连接，切割丝杠传动机构175的螺母推动切割大锥齿轮移动，从而控制切割刀具176的升降即切割的深度，为了能够实时监控切割刀具176的切割位置和切割深度信息，在切割刀具176的一侧的切割面上还安装有切割监控图像传感器174，该切割监控图像传感器174和切割升降离合器173均与控制系统3电连接，将切割信号实时反馈到控制系统3并由控制系统3发出指令给切割升降离合器173，控制切割升降离合器173的闭合和断开以及闭合后控制切割刀具176的上升、下降幅度。

上述的铣刨组件18是由铣刨面支撑轮181、铣刨齿轮传动组件182、铣刨升降离合器183、铣刨监控图像传感器184、铣刨丝杠传动机185构以及铣刨刀具186组成，铣刨面支撑轮181与切割面保护轮171的作用相同，安装在转动平台7的铣刨面的四个角上，用于支撑铣刨面，铣刨齿轮传动组件182用于实现铣刨组件18中的动力传动，其具体的组装方式与上述的切割齿轮传动组件172的组装方式相同，通过锥齿轮、圆柱齿轮以及连接轴的配合将铣刨升降离合器183与铣刨丝杠传动机185构连接、铣刨丝杠传动机185构与铣刨刀具186连接以及铣刨升降离合器183与铣刨旋转离合器16连接，其具体的组装方式是：铣刨刀具186的转轴与第六圆柱齿轮的中心轴连接，该第六圆柱齿轮通过与之啮合的第七圆柱齿轮以及铣刨连接轴与铣刨小锥齿轮连接，通过该铣刨小锥齿轮与另一个铣刨大锥齿轮连接，该铣刨大锥齿轮的中心通过铣刨内外花键连接的两根连接轴、第八圆柱齿轮与铣刨旋转离合器16连接。同时，与铣刨旋转离合器16连接的第八圆柱齿轮通过与之啮合的第九圆柱齿轮与铣刨升降离合器183连接，铣刨升降离合器183通过第十圆柱齿轮与铣刨丝杠传动机185构的丝杠连接，铣刨丝杠传动机185构的螺母推动铣刨大锥齿轮移动，从而控制铣刨刀具186的升降即铣刨的深度。由此可知，即铣刨升降离合器183、铣刨丝杠传动机185构、铣刨刀具186以及铣刨旋转离合器16之间的连接方式与切割组件17中对应部件的连接方式相同，其工作原理也对应相同。在铣刨面上还安装有铣刨监控图像传感器184用于采集路面铣刨深度和铣刨面积信息，该铣刨监控图像传感器184和铣刨升降离合器183分别通过导线与控制系统3连接，控制系统3发出指令给铣刨升降离合器183，控制铣刨升降离合器183的闭合和断开以及闭合后控制铣刨刀具186的上升、下降幅度。

上述灌缝组件19包括用于监控路面的灌缝位置的灌缝监控图像传感器191、通过沥青控制阀192与沥青箱连通的沥青喷头193以及通过高压空气控制阀194与空压箱连通的高压空气喷头195，灌缝监控图像传感器191、沥青控制阀192以及高压空气控制阀194分别通过导线与控制系统3连接，灌缝监控图像传感器191向控制系统3反馈灌缝信息，控制系统3控制沥青控制阀192以及高压空气控制阀194的开启与关闭，由高压空气喷头195对路面进行清理，沥青喷头193进行灌缝。

使用时，控制系统3控制液压马达12工作、变换工位离合器14闭合，液压马达12驱动工位变换齿轮组13和涡轮蜗杆组件11传动，带动工位丝杠螺母机构10的丝杠转动，推动转动平台7与固定平台6分开，再通过涡轮蜗杆组件11驱动转动平台7正向或者反向转动90°变换到切割工作面上，转动平台7旋转到位后重新通过工位丝杠螺母机构10调整使固定平台6与转动平台7通过固定齿盘8、活动齿盘9啮合，变换工位离合器14断开，控制系统3控制切割旋转离合器15和切割升降离合器173闭合，并通过切割齿轮传动组件172传动调整切割刀具176到合适位置，控制系统3根据切割监控图像传感器174反馈的路面切割信息对切割升降离合器173发送命令，通过切割丝杠传动机构175调整切割刀具176的高度即控制切割刀具176的切割深度并驱动切割刀具176对路面进行切缝。直至达到要求的切割深度。切割完成后，变换工位离合器14再次闭合使转动平台7旋转180°，利用灌缝监控图像传感器191，灌缝沥青喷头193和高压空气喷口，对切割的缝隙进行清理和灌缝。若需要对路面铣刨时，变换工位离合器14闭合，液压马达12驱动工位变换齿轮组13和涡轮蜗杆组件11传动，调整转动平台7的铣刨面到工作面，与工作路面平行，变换工位离合器14断开，铣刨面支撑轮181支撑铣刨面，控制系统3控制铣刨旋转离合器16和铣刨升降离合器183闭合，并通过铣刨齿轮传动组件182传动调整铣刨刀具186到合适位置，控制系统3根据铣刨监控图像传感器184反馈的路面铣刨信息对铣刨升降离合器183发送命令，通过铣刨丝杠传动机185构调整铣刨刀具186的高度即控制铣刨刀具186的铣刨深度，驱动铣刨刀具186对坑槽路面进行铣刨。

Claims (5)

1.一种可转位多功能道路养护机具，包括安装在车底盘(1)上的平衡转台(2)和安装在平衡转台(2)上的控制系统(3)，其特征在于：在平衡转台(2)上通过关节机械臂(4)连接机具集中平台；

所述机具集中平台包括固定平台(6)和转动平台(7)，在固定平台(6)上设置有固定齿盘(8)，在转动平台(7)上与固定齿盘(8)相应的位置上设置有可与固定齿盘(8)相互啮合的活动齿盘(9)；固定平台(6)和转动平台(7)通过工位丝杠螺母机构(10)连接，工位丝杠螺母机构(10)通过涡轮蜗杆组件(11)与工位变换齿轮组(13)连接，工位变换齿轮组(13)与变换工位离合器(14)连接，变换工位离合器(14)与安装在液压马达(12)输出轴上的驱动传动齿轮组连接，驱动传动齿轮组通过切割旋转离合器(15)和铣刨旋转离合器(16)分别与切割组件(17)、铣刨组件(18)连接并驱动切割组件(17)和铣刨组件(18)工作；在转动平台(7)上还设置有灌缝组件(19)，灌缝组件(19)与切割组件(17)、铣刨组件(18)分别分布在转动平台(7)的不同侧面上，并且通过转动平台(7)调整灌缝组件(19)、切割组件(17)以及铣刨组件(18)与待养护工作面相对；

所述变换工位离合器(14)、切割旋转离合器(15)和铣刨旋转离合器(16)分别与控制系统(3)电连接。

2.根据权利要求1所述的可转位多功能道路养护机具，其特征在于：所述灌缝组件(19)包括用于监控路面的灌缝位置的灌缝监控图像传感器(191)、通过沥青控制阀(192)与沥青箱连通的沥青喷头(193)以及通过高压空气控制阀(194)与空压箱连通的高压空气喷头(195)，灌缝监控图像传感器(191)、沥青控制阀(192)以及高压空气控制阀(194)分别通过导线与控制系统(3)连接。

3.根据权利要求1所述的可转位多功能道路养护机具，其特征在于：所述切割组件(17)是由切割面保护轮(171)、切割齿轮传动组件(172)、切割升降离合器(173)、切割监控图像传感器(174)、切割丝杠传动机构(175)以及切割刀具(176)组成，切割面保护轮(171)设置在转动平台(7)的切割面，并固定在切割面的边缘或者顶角位置，切割刀具(176)设置在转动平台(7)的切割面中部，切割刀具(176)的转轴通过切割齿轮传动组件(172)与切割丝杠传动机构(175)连接，切割齿轮传动组件(172)是用于实现切割组件(17)中的动力传动，通过切割齿轮传动组件(172)使切割丝杠传动机构(175)与切割升降离合器(173)连接、切割升降离合器(173)与切割旋转离合器(15)连接，切割监控图像传感器(174)用于采集切割深度信息，切割监控图像传感器(174)与切割升降离合器(173)分别与控制系统(3)电连接。

4.根据权利要求1所述的可转位多功能道路养护机具，其特征在于：所述铣刨组件(18)是由铣刨面支撑轮(181)、铣刨齿轮传动组件(182)、铣刨升降离合器(183)、铣刨监控图像传感器(184)、铣刨丝杠传动机构(185)以及铣刨刀具(186)组成，铣刨面支撑轮(181)安装在转动平台(7)的铣刨面，并固定在铣刨面的边缘或者顶角位置，铣刨齿轮传动组件(182)是用于实现铣刨组件(18)中的动力传动，通过切割齿轮传动组件(172)使铣刨升降离合器(183)与铣刨丝杠传动机构(185)连接、铣刨丝杠传动机构(185)与铣刨刀具(186)连接以及铣刨升降离合器(183)与铣刨旋转离合器(16)连接，铣刨监控图像传感器(184)用于采集路面铣刨深度和铣刨面积信息，并通过导线与控制系统(3)连接。

5.根据权利要求3所述的可转位多功能道路养护机具，其特征在于：所述切割刀具(176)采用双刀片切割刀具。