CN209493797U - 一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及路面工程设备技术领域，具体是一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置，包括行走装置、平台、开沟装置、桁架三自由度机械手、填土装置和压土装置，平台设置在行走装置上方，平台上设置有投料口；行走装置带动平台、开沟装置、桁架三自由度机械手、填土装置和压土装置向前移动，转轮后面的清槽片对沟槽里面的碎土进行清理，使沟槽的底面平整，本装置可以凭借较高的自动化水平、操纵方便、施工精准等优点，大大地提高基层摊铺的施工质量，不需要人工立模、拆模，节约施工时间、人力及物力，同时也可以广泛的运用到各级公路路面的摊铺施工中。

Description

一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置

技术领域

本实用新型涉及路面工程设备技术领域，尤其涉及一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置。

背景技术

在半刚性基层材料摊铺施工过程中，我们为了保障半刚性基层材料路基的压实性、线形的美观和平整性及半刚性基层材料的板边和板角的强度、密实度，国内外目前大多普遍采用的是传统的人工立模、涂隔离剂、人工拆模的施工方法，模板大多为木板或钢板，且用钢签挡固模板，防止半刚性基层的挤压变形，再进一步的搬运、安装模板，逐步向前推进，CN 104988839 A公开了一种路基路面摊铺边缘无立模施工铺助机械设备，该铺助机械设备包括摊铺机，摊铺机的慰平梁上安装滚动碾压轮支架，滚动碾压轮支架上经滚动轴承安装滚动碾压轮，摊铺机的慰平梁上安装调压支架，调压螺杆顶端安装在调压支架上，调压螺杆的底端连接滚动碾压轮，调压螺杆上安装调压螺母，摊铺机的慰平梁侧端上连接模板，该试验装置用于路基路面摊铺时，如采用上述试验装置仍存在以下缺点：边缘虽然不需人工立模，但是仍然需要机械立模，模具仍然需要人工支撑挡固处理，待摊铺层有一定强度后还是需要人工拆模，整个过程仍然需要人工处理模具。

实用新型内容

针对上述存在的问题，本实用新型提供了一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置，能够借较高的自动化水平、操纵方便等特点，无需进行立模施工，并同步、精确、一体化的完成半刚性基层材料的摊铺。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置，包括行走装置、平台、开沟装置、桁架三自由度机械手、填土装置和压土装置，所述的平台设置在行走装置上方，所述的平台上设置有投料口；行走装置带动平台、开沟装置、桁架三自由度机械手、填土装置和压土装置向前移动，

所述的开沟装置设置在平台的前方，开沟装置包括第一支撑架、第二支撑架、转轮、刀具、防护罩、第一液压缸和清槽片，所述的第二支撑架一端与平台前侧铰接，第二支撑架的另一端与转轮铰接，所述的转轮上方设置有防护罩，所述的转轮下方设置有清槽片，所述的转轮、防护罩和清槽片都设置在第一支撑架上；开沟装置的转轮位置在清槽片的前方，转轮通过电机或其他动力装置带动链条从而带动转轮转动，转轮带动刀片转轮完成切槽动作，转轮后面的清槽片对沟槽里面的碎土进行清理，使沟槽的底面平整；

所述的桁架三自由度机械手包括立架、横架、纵向驱动装置、竖直驱动装置、横向驱动装置和夹具，所述的立架设置在平台上方，所述的横架设置在立架上，所述的纵向驱动装置设置在横架一侧，纵向驱动装置驱动横向驱动装置在横架上纵向往返运动，所述的横向驱动装置在横架之间往返运动，所述的竖直驱动装置设置在横向驱动装置上，所述的竖直驱动装置驱动夹具上下往返运动；纵向驱动装置、竖直驱动装置、横向驱动装置是控制夹具夹取模具的整个系统，模具放置在平台上桁架三自由度机械手通过夹取模具将模具放入前面清理好的沟槽中，使模具代替立模板；

根据上述技术方案，进一步的，所述的平台后方设置有填土装置，所述的填土装置包括两个覆土铲，所述的覆土铲设置在填土支撑架上，该覆土铲设置在已开沟槽的两侧，覆土铲将沟槽两边的土堆叠至模具上方，

根据上述技术方案，所述的平台后方还设有压土装置，所述的压土装置包括压土支撑架一，所述的压土支撑架一的前端与平台后侧铰接，所述的压土支撑架一的后铰接设置有第一滚轮，

根据上述技术方案，进一步的，所述的压土支撑架一的后端还铰接有压土支撑架二，所述的压土支撑架二的后端设置有第二滚轮，第一滚轮用于轻轧，第二滚轮用于重轧，行走装置可以为履带式或者轮胎式，所述的行走装置可以设置动力装置独立进行模具的预埋，也可以将其安装在摊铺机的两侧在进行半刚性基层材料摊铺过程中进行预埋，该预埋程序理应设置在摊铺程序的前面，所以整个设备应设置在摊铺机的侧前方；

所述的纵向驱动装置包括动力电机、传动轴和同步带，所述的动力电机设置在横架上，传动轴设置在横架两端，传动轴之间配合有同步带；所述的横向驱动装置包括滑块和无杆气缸，所述的滑块包括两个分别设置在两端的同步带上，无杆气缸通过连杆设置在两个滑块之间；所述的竖向驱动装置为气缸并设置在无杆气缸上，所述的夹具设置在竖向驱动装置的气缸的顶杆上，动力电机通过皮带带动传动轴转动，传动轴包括主动轴和从动轴，分别设置在横架两端，传动轴的两端设有同步带轮，同步带轮之间通过同步带连接，滑块设置在同步带中间，但只与同步带的上方或者下方固定连接，滑块之间的连杆供无杆气缸滑动，竖向驱动装置的气缸控制夹具上下运动，

所述的夹具包括夹具支架、夹具气缸、铰接杆和夹板，所述的夹具支架设置在竖向驱动装置的气缸的顶杆上，所述的夹具支架上设置有相向排列的夹具气缸，夹具气缸的顶杆连接铰接杆的一端，铰接杆的另一端与夹板连接，夹具气缸运动带动铰接杆绕铰接点转动，铰接杆为曲杆，通过夹具气缸的往复运动带动铰接杆的一端往复运动，两边相向设置的铰接杆带动两个夹板的夹紧与松开，

所述的第二支撑架上设置有第一液压缸，所述的第一液压缸的支座铰接的设置在立架之间，所述的第一液压缸的顶杆与两个第二支撑架之间的连杆铰接，

所述的压土支撑架一上设置有第二液压缸，所述的第二液压缸的支座铰接的设置在立架之间，所述的第二液压缸的顶杆铰接的设置在填土支撑架上，所述的填土支撑架上设在两个压土支撑架一之间，

该实用新型的有益效果是：

1、该摊铺一体化装置可以凭借较高的自动化水平、操纵方便、施工精准等优点，大大地提高基层摊铺的施工质量，不需要人工立模、拆模，节约施工时间、人力及物力，同时也可以广泛的运用到各级公路路面的摊铺施工中；

2、开沟装置的转轮位置在清槽片的前方，转轮通过电机或其他动力装置带动链条从而带动转轮转动，转轮带动刀片转轮完成切槽动作，转轮后面的清槽片对沟槽里面的碎土进行清理，使沟槽的底面平整；

3、纵向驱动装置、竖直驱动装置、横向驱动装置是控制夹具夹取模具的整个系统，模具放置在平台上桁架三自由度机械手通过夹取模具将模具放入前面清理好的沟槽中，使模具代替立模板；

4、第一液压缸可以升降转轮，用来调节所切沟槽的深度，第二液压缸可以升降覆土铲，可以根据沟槽深度和沟槽两侧散土的量调节高度。

附图说明

附图1为本实用新型轴测图一；

附图2为本实用新型主视图；

附图3为本实用新型俯视图；

附图4为本实用新型仰视图；

附图5为本实用新型图左视图；

附图6为本实用新型右视图；

图1—6中，1、行走装置，2、平台，21、投料口，3、开沟装置，31、第一支撑架，32、第二支撑架，33、转轮，34、刀具，35、防护罩，36、第一液压缸36，37、清槽片37，4、桁架三自由度机械手，41、立架，42、横架，43，纵向驱动装置，431、动力电机，432、同步带，433、传动轴，44、竖直驱动装置，45、横向驱动装置，451、滑块，46、夹具，461、夹具支架，462、夹具气缸，463、铰接杆，464、夹板，5、填土装置，51、第二液压缸，52、覆土铲， 53、填土支撑架，6、压土装置，61、压土支撑架一，62、第一滚轮，63、压土支撑架二，64、第二滚轮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型专利所提出的一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置做进一步的解释说明。

实施例一：如图1所示：一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置，包括行走装置1、平台2、开沟装置3、桁架三自由度机械手4、填土装置5和压土装置6，所述的平台2设置在行走装置1上方，所述的平台2上设置有投料口 21；行走装置1带动平台2、开沟装置3、桁架三自由度机械手4、填土装置5 和压土装置6向前移动，所述的开沟装置3设置在平台2的前方，开沟装置3 包括第一支撑架31、第二支撑架32、转轮33、刀具34、防护罩35、第一液压缸36和清槽片37，所述的第二支撑架32一端与平台2前侧铰接，第二支撑架 32的另一端与转轮33铰接，所述的转轮33上方设置有防护罩35，所述的转轮 33下方设置有清槽片37，所述的转轮33、防护罩35和清槽片37都设置在第一支撑架31上；开沟装置3的转轮33位置在清槽片37的前方，转轮33通过电机或其他动力装置带动链条从而带动转轮33转动，转轮33带动刀片转轮33完成切槽动作，转轮33后面的清槽片37对沟槽里面的碎土进行清理，使沟槽的底面平整；

所述的桁架三自由度机械手4包括立架41、横架42、纵向驱动装置43、竖直驱动装置44、横向驱动装置45和夹具46，所述的立架41设置在平台2上方，所述的横架42设置在立架41上，所述的纵向驱动装置43设置在横架42 一侧，纵向驱动装置43驱动横向驱动装置45在横架42上纵向往返运动，所述的横向驱动装置45在横架42之间往返运动，所述的竖直驱动装置44设置在横向驱动装置45上，所述的竖直驱动装置44驱动夹具46上下往返运动；纵向驱动装置43、竖直驱动装置44、横向驱动装置45是控制夹具46夹取模具的整个系统，模具放置在平台2上桁架三自由度机械手4通过夹取模具将模具放入前面清理好的沟槽中，使模具代替立模板；

根据上述技术方案，进一步的，所述的平台2后方设置有填土装置5，所述的填土装置5包括两个覆土铲52，所述的覆土铲52设置在填土支撑架53上，该覆土铲52设置在已开沟槽的两侧，覆土铲52将沟槽两边的土堆叠至模具上方，

根据上述技术方案，所述的平台2后方还设有压土装置6，所述的压土装置6包括压土支撑架一61，所述的压土支撑架一61的前端与平台2后侧铰接，所述的压土支撑架一61的后铰接设置有第一滚轮62，

根据上述技术方案，进一步的，所述的压土支撑架一61的后端还铰接有压土支撑架二63，所述的压土支撑架二63的后端设置有第二滚轮64，第一滚轮 62用于轻轧，第二滚轮64用于重轧，行走装置1可以为履带式或者轮胎式，所述的行走装置1可以设置动力装置独立进行模具的预埋，也可以将其安装在摊铺机的两侧在进行半刚性基层材料摊铺过程中进行预埋，该预埋程序理应设置在摊铺程序的前面，所以整个设备应设置在摊铺机的侧前方；

实施例二：根据上述实施例，所述的纵向驱动装置43包括动力电机431、传动轴433和同步带422，所述的动力电机431设置在横架42上，传动轴433 设置在横架42两端，传动轴433之间配合有同步带422；所述的横向驱动装置 45包括滑块和无杆气缸，所述的滑块包括两个分别设置在两端的同步带422上，无杆气缸通过连杆设置在两个滑块之间；所述的竖向驱动装置为气缸并设置在无杆气缸上，所述的夹具46设置在竖向驱动装置的气缸的顶杆上，动力电机431 通过皮带带动传动轴433转动，传动轴433包括主动轴和从动轴，分别设置在横架42两端，传动轴433的两端设有同步带轮，同步带轮之间通过同步带连接，滑块设置在同步带中间，但只与同步带422的上方或者下方固定连接，滑块之间的连杆供无杆气缸滑动，竖向驱动装置的气缸控制夹具46上下运动。

根据上述技术方案，进一步的，所述的夹具46包括夹具支架461、夹具气缸462、铰接杆463和夹板464，所述的夹具支架设置在竖向驱动装置的气缸的顶杆上，所述的夹具支架461上设置有相向排列的夹具气缸462，夹具气缸462 的顶杆连接铰接杆463的一端，铰接杆463的另一端与夹板464连接，夹具气缸462运动带动铰接杆463绕铰接点转动，铰接杆463为曲杆，通过夹具气缸 462的往复运动带动铰接杆463的一端往复运动，两边相向设置的铰接杆463带动两个夹板464的夹紧与松开。

根据上述技术方案，进一步的，所述的第二支撑架32上设置有第一液压缸 36，所述的第一液压缸36的支座铰接的设置在立架41之间，所述的第一液压缸36的顶杆与两个第二支撑架32之间的连杆铰接。

根据上述技术方案，进一步的，所述的压土支撑架一61上设置有第二液压缸51，所述的第二液压缸51的支座铰接的设置在立架41之间，所述的第二液压缸51的顶杆铰接的设置在填土支撑架53上，所述的填土支撑架53上设在两个压土支撑架一61之间。

工作原理：使用本实用新型所涉及的一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置时，首先行走装置1可以为带动力的或者无动力的履带式或者轮式行走结构，上方固定设置有平，该平台2用来放置制作好的模具，例如选用尺寸为 500mmX120mmX300mm的素混凝土模具，该半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置一般设置在摊铺机的两侧的侧前方，开沟装置3的转轮33位置在清槽片37的前方，转轮33通过电机或其他动力装置带动链条从而带动转轮33转动，转轮 33带动刀片转轮33完成切槽动作，转轮33后面的清槽片37对沟槽里面的碎土进行清理，使沟槽的底面平整，模具放入平台2时优选的方案是按照一定的规律去排列，这样可以减少桁架三自由度机械手4的程序，目前桁架三自由度机械手4多采用的是PLC或者单片机为控制器，可以根据模具的放置位置，再根据控制器的编程从而控制将模具放入沟槽中，优选的比如模具为在平台2上4 ×2×3排列，可通过控制程序写入轻易的选取并夹取模具，夹取过程为：动力电机431带动传动轴433转动，从而带动皮带转动，皮带带动滑块移动，移动到纵向位置后，横向驱动装置45的无杆气缸在滑块之间移动，移动到指定位置后，竖直驱动装置44的气缸向下运动，到指定位置后，开启夹具气缸462将模具夹起，再按照一定的轨迹路程到达出料口，放入至沟槽中，这些都可以根据气缸的行程和电机的运动时间来控制，这是本领域技术人员很容易实现的，覆土铲52设置在填土支撑架53上，该覆土铲52设置在已开沟槽的两侧，覆土铲 52将沟槽两边的土堆叠至模具上方，第一液压缸36可以升降转轮33，用来调节所切沟槽的深度，第二液压缸51可以升降覆土铲52，可以根据沟槽深度和沟槽两侧散土的量调节高度，后面的两个滚轮就可以将模具压平。

一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置的使用方法，包括以下步骤：

A、制作模具，所述模具材料为素混凝土，

B、将模具排列在平台2上，

C、将行走装置1安装在摊铺机的侧前方，开启摊铺机，然后开启开槽装置的动力装置，转轮33转动，摊铺机向前行进，随即开启第一液压缸36，第一液压缸36通过第二支撑架32将第一支撑架31下压，下压的同时转轮33切割地面，形成沟槽，转轮33下方的清槽片37随第一支撑架31向前行进将沟槽底面的碎土清理至沟槽底面的边缘位置，

D、摊铺机带动行走装置1行至一段距离后，平台2的出料口到达前面清理好的沟槽处时，开启桁架三自由度机械手4，根据模具的位置，竖直驱动装置 44、横向驱动装置45以及竖向驱动装置的共同运动使夹具46到达平台2的指定模具处并夹取模具，然后将模具放入清理好的沟槽内，随着行走装置1的行进，模具被以此放入沟槽内，

E、根据所挖沟槽的深度调节覆土铲52的高度，行走装置1向前行进，覆土铲52将已放入模具的沟槽两侧的散土聚拢平整填埋，填埋过后第一滚轮62 和第二滚轮64对模具进行压平。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置，包括行走装置(1)、平台(2)、开沟装置(3)、桁架三自由度机械手(4)、填土装置(5)和压土装置(6)，其特征在于：所述的平台(2)设置在行走装置(1)上方，所述的平台(2)上设置有投料口(21)；行走装置(1)带动平台(2)、开沟装置(3)、桁架三自由度机械手(4)、填土装置(5)和压土装置(6)向前移动，所述的开沟装置(3)设置在平台(2)的前方，开沟装置(3)包括第一支撑架(31)、第二支撑架(32)、转轮(33)、刀具(34)、防护罩(35)、第一液压缸(36)和清槽片(37)，所述的第二支撑架(32)一端与平台(2)前侧铰接，第二支撑架(32)的另一端与转轮(33)铰接，所述的转轮(33)上方设置有防护罩(35)，所述的转轮(33)下方设置有清槽片(37)，所述的转轮(33)、防护罩(35)和清槽片(37)都设置在第一支撑架(31)上；

所述的开沟装置(3)设置在平台(2)的前方，开沟装置(3)包括第一支撑架(31)、第二支撑架(32)、转轮(33)、刀具(34)、防护罩(35)、第一液压缸(36)和清槽片(37)，所述的第二支撑架(32)一端与平台(2)前侧铰接，第二支撑架(32)的另一端与转轮(33)铰接，所述的转轮(33)上方设置有防护罩(35)，所述的转轮(33)下方设置有清槽片(37)，所述的转轮(33)、防护罩(35)和清槽片(37)都设置在第一支撑架(31)上；

所述的桁架三自由度机械手(4)包括立架(41)、横架(42)、纵向驱动装置(43)、竖直驱动装置(44)、横向驱动装置(45)和夹具(46)，所述的立架(41)设置在平台(2)上方，所述的横架(42)设置在立架(41)上，所述的纵向驱动装置(43)设置在横架(42)一侧，纵向驱动装置(43)驱动横向驱动装置(45)在横架(42)上纵向往返运动，所述的横向驱动装置(45)在横架(42)之间往返运动，所述的竖直驱动装置(44)设置在横向驱动装置(45)上，所述的竖直驱动装置(44)驱动夹具(46)上下往返运动。

2.如权利要求1所述的一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置，其特征在于：所述的平台(2)后方设置有填土装置(5)，所述的填土装置(5)包括两个覆土铲(52)，所述的覆土铲(52)设置在填土支撑架(53)上，该覆土铲(52)设置在已开沟槽的两侧，覆土铲(52)将沟槽两边的土堆叠至模具上方。

3.如权利要求2所述的一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置，其特征在于：所述的平台(2)后方还设有压土装置(6)，所述的压土装置(6)包括压土支撑架一(61)，所述的压土支撑架一(61)的前端与平台(2)后侧铰接，所述的压土支撑架一(61)的后铰接设置有第一滚轮(62)。

4.如权利要求3所述的一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置，其特征在于：所述的压土支撑架一(61)的后端还铰接有压土支撑架二(63)，所述的压土支撑架二(63)的后端设置有第二滚轮(64)。

5.如权利要求1所述的一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置，其特征在于：所述的纵向驱动装置(43)包括动力电机(431)、传动轴(433)和同步带(422)，所述的动力电机(431)设置在横架(42)上，传动轴(433)设置在横架(42)两端，传动轴(433)之间配合有同步带(422)。

6.如权利要求5所述的一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置，其特征在于：所述的夹具(46)包括夹具支架(461)、夹具气缸(462)、铰接杆(463)和夹板(464)，所述的夹具支架(461)设置在竖向驱动装置的气缸的顶杆上，所述的夹具支架(461)上设置有相向排列的夹具气缸(462)，夹具气缸(462)的顶杆连接铰接杆(463)的一端，铰接杆(463)的另一端与夹板(464)连接，夹具气缸(462)运动带动铰接杆(463)绕铰接点转动，铰接杆(463)为曲杆。

7.如权利要求4所述的一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置，其特征在于：所述的第二支撑架上设置有第一液压缸(36)，所述的第一液压缸(36)的支座铰接的设置在立架(41)之间，所述的第一液压缸(36)的顶杆与两个第二支撑架(32)之间的连杆铰接。

8.如权利要求7所述的一种半刚性基层材料无立模摊铺一体化装置，其特征在于：所述的压土支撑架一(61)上设置有第二液压缸(51)，所述的第二液压缸(51)的支座铰接的设置在立架(41)之间，所述的第二液压缸(51)的顶杆铰接的设置在填土支撑架(53)上，所述的填土支撑架(53)上设在两个压土支撑架一(61)之间。