CN218027242U

CN218027242U - 一种立柱混凝土高压水射流凿毛机器人

Info

Publication number: CN218027242U
Application number: CN202222229570.0U
Authority: CN
Inventors: 王海洋; 刘成; 张卡卡; 何华庭; 张敏; 邓凯萱; 干正非
Original assignee: Guangzhou Zhicheng Intelligent Equipment Co ltd; South China Agricultural University
Current assignee: Guangzhou Zhicheng Intelligent Equipment Co ltd; South China Agricultural University
Priority date: 2022-08-23
Filing date: 2022-08-23
Publication date: 2022-12-13
Anticipated expiration: 2032-08-23

Abstract

本实用新型公开了一种立柱混凝土高压水射流凿毛机器人，包括环形移动机构和凿毛机构；环形移动机构包括多个爬升机构和多个拉力模块以及环形轨道；爬升机构与拉力模块铰接形成环绕底盘；通过调节所述拉力模块的长度或调整爬升机构和拉力模块之间的数量来适应不同直径的柱体；环形轨道通过连接支架与环绕底盘连接；凿毛机构通过移动组件可移动安装于环形轨道上；本实用新型为桥梁墩柱等立柱形混凝土构筑物实现大高度、圆柱形凿毛工程提供凿毛机器人，以便实现沿立柱混凝土上下圆周的往复运动。同时，根据现场实际工程需要，调节环形轨道的半径和搭配爬升机构，实现不同半径的立柱形混凝土构筑物的凿毛工作，以及适应不同高度的立柱式混凝土构筑物。

Description

一种立柱混凝土高压水射流凿毛机器人

技术领域

本实用新型涉及高压水射流设备技术领域，特别地是一种立柱混凝土高压水射流凿毛机器人。

背景技术

在混凝土建筑补强工程，往往需要在已有的混凝土结构上进行再次浇筑，为了使新旧混凝土粘结良好，需要对旧混凝土界面进行拉毛或凿毛处理，使表面光滑的混凝土基层变得粗糙，保证后续施工砂浆的粘结力，使新老结合处的混凝土结合更加牢固。而针对桥梁墩柱等立柱形混凝土构筑物，由于立柱具有较高的高度，且部分立柱位于水上、悬崖等危险地段，工人在现有技术上进行凿毛作业存在一定的安全隐患，同时凿毛过程中会产生一定量的碎石废弃物，碎石飞溅对工人的生命安全存在一定的威胁。目前市场上尚未有成熟的针对立柱凿毛的设备，可以保障工人生命安全的同时，保证施工质量和施工效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于为桥梁墩柱等立柱形混凝土构筑物实现大高度、圆柱形凿毛工程提供一种立柱混凝土高压水射流凿毛机器人，以便实现沿立柱混凝土上下圆周的往复运动。同时，根据现场实际工程需要，调节环形轨道的半径，实现不同半径的立柱形混凝土构筑物的凿毛工作。同时，搭配爬升机构，可适应不同高度的立柱式混凝土构筑物。

本实用新型通过以下技术方案实现的：

一种立柱混凝土高压水射流凿毛机器人，包括环形移动机构和凿毛机构；所述环形移动机构包括多个爬升机构和多个拉力模块以及环形轨道；所述爬升机构与所述拉力模块铰接形成环绕底盘；通过调节所述拉力模块的长度或调整所述爬升机构和所述拉力模块之间的数量来适应不同直径的柱体；所述环形轨道通过连接支架与所述环绕底盘连接；所述凿毛机构通过移动组件可移动安装于所述环形轨道上。

进一步地，所述凿毛机构包括凿毛主体和高压水射流枪头；所述高压水射流枪头设置于所述凿毛主体的上端；所述高压水射流枪头通过管道与高压水源连接。

进一步地，所述移动组件包括环形齿条、移动滑座、驱动电机和移动导轮；所述环形齿条安装于所述环形轨道的圆周侧壁上；所述移动滑座通过所述移动导轮可滑动安装于所述环形轨道上；所述驱动电机固定安装于所述移动滑座上；所述驱动电机的输出轴上安装有传动齿轮；所述传动齿轮与所述环形齿条啮合。

进一步地，所述爬升机构为履带式行走组件或轮式行走组件；所述履带式行走组件包括履带、驱动轮、压轮、张紧轮、驱动马达和减速器；所述履带安装于所述驱动轮与所述张紧轮之间；所述压轮压紧在所述履带的内侧壁；所述驱动马达通过所述减速器与所述驱动轮传动连接；所述履带抵压在柱体侧壁上。

进一步地，所述拉力模块为连接杆件；多个所述连接杆件分别铰接于所述爬升机构的上下两端。

进一步地，所述凿毛机构通信连接有遥控器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型为梁墩柱等立柱形混凝土提供凿毛的专业机构，在配套设备的安装完成后，用于混凝土凿毛的执行机构能实现沿立柱混凝土上下圆周的往复运动。同时，根据现场实际工程需要，调节环形轨道的半径，实现不同半径的立柱形混凝土构筑物的凿毛工作。同时，搭配爬升机构，可适应不同高度的立柱式混凝土构筑物。本实用新型设置有遥控器，能实现远程的手动或自动往复运动，能对不同高度、不同半径的圆柱形构筑物实施连续的凿毛工作，定位精度高，工作持续连贯同时能保障一线工作人员安全，实现快速安全破拆。采用水射流拆除，混凝土粉尘等杂质与水混合，粉尘少，且噪音相对于传统机械施工，噪音小，对环境影响小，符合绿色施工要求。

附图说明

图1为本实用新型实施例高压水射流凿毛机器人与圆柱装配立体结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例高压水射流凿毛机器人与圆柱装配立体结构示意图之二；

图3为本实用新型实施例高压水射流凿毛机器人与方柱装配立体结构示意图之一；

图4为本实用新型实施例高压水射流凿毛机器人与方柱装配立体结构示意图之二；

图5为图1的A部放大示意图。

附图中：1-环形移动机构；2-凿毛机构；3-连接支架；4-移动组件；5-柱体；11-爬升机构；12-拉力模块；13-环形轨道；21-凿毛主体；22-高压水射流枪头；41-环形齿条；42-移动滑座；43-驱动电机；44-移动导轮；45-传动齿轮；100-环绕底盘。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此以本实用新型的示意下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此以本实用新型的示意性实施例及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、上端、下端、顶部、底部……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1至图5，一种立柱混凝土高压水射流凿毛机器人，包括环形移动机构1和凿毛机构2；所述环形移动机构1包括多个爬升机构11和多个拉力模块12以及环形轨道13；所述爬升机构11与所述拉力模块12铰接形成环绕底盘100；通过调节所述拉力模块12的长度或调整所述爬升机构11和所述拉力模块12之间的数量来适应不同直径的柱体5；所述环形轨道13通过连接支架3与所述环绕底盘100连接；所述凿毛机构2通过移动组件4可移动安装于所述环形轨道13上。

具体的，本实施例方案中，所述凿毛机构2包括凿毛主体21和高压水射流枪头22；所述高压水射流枪头22设置于所述凿毛主体21的上端；所述高压水射流枪头22通过管道与高压水源连接。

具体的，本实施例方案中，所述移动组件4包括环形齿条41、移动滑座42、驱动电机43和移动导轮44；所述环形齿条41安装于所述环形轨道13的圆周侧壁上；所述移动滑座42通过所述移动导轮44可滑动安装于所述环形轨道13上；所述驱动电机43固定安装于所述移动滑座42上；所述驱动电机43的输出轴上安装有传动齿轮45；所述传动齿轮45与所述环形齿条41啮合。

具体的，本实施例方案中，所述爬升机构11为履带式行走组件或轮式行走组件；所述履带式行走组件包括履带、驱动轮、压轮、张紧轮、驱动马达和减速器；所述履带安装于所述驱动轮与所述张紧轮之间；所述压轮压紧在所述履带的内侧壁；所述驱动马达通过所述减速器与所述驱动轮传动连接；所述履带抵压在柱体5侧壁上。需要说明的是，本实用新型使用时，驱动马达工作将动力通过减速器传送给驱动轮；驱动轮驱动履带转动，在张紧轮和压轮的作用下，履带紧贴在柱体5侧壁上，产生足够的摩擦力(抓地力)供本发明的爬升底盘进行升降运动，代替人工搭设脚手架和作业平台，减少了工作量，有效提高了工作效率。

具体的，本实施例方案中，所述拉力模块12为连接杆件；多个所述连接杆件分别铰接于所述爬升机构11的上下两端。连接杆件采用液压方式调节长度，在爬升过程中调整尺寸，以适应变截面柱的渐变侧壁面。

具体的，本实施例方案中，所述凿毛机构2通信连接有遥控器。

实施例：

本装置采用的是高压水射流破拆混凝土技术，其基本原理是通过但不限于大功率柴油机或电动机驱动的高压水泵对水进行加压，将低压低流速自来水转化为高压高流速水，压力一般为50MPa～2800MPa，加压后的高压水通过高压水管道运输到高压水射流枪头22，枪头复合特定的机械运动喷射左右到待处理混凝土表面，当射流压力足以克服混凝土表层颗粒之间的附着力时，混凝土表层产生裂纹，并在后续水射流的作用下，迅速扩散、延伸、交汇，从而使混凝土成片、成块的从混凝土结构上剥离下来，达到混凝土结构破拆效果。

环形轨道13采用多边形或圆形等环形方式，其作用是带动凿毛机构2实现圆周水平往返运动，根据实际工程需要可调整环形轨道13的半径，以适应不同半径的桥梁墩柱等立柱形结构。

连接杆件中部设置有爬升机构11，采用但不局限于履带式、轮式等形式，其作用是在驱动马达的驱动下，实现凿毛机构2的上下往返运动。

凿毛机构2的作用是输出高压水射流，对待处理混凝土界面进行凿毛作业。

当柱体5为圆柱时，所述爬升机构11与所述拉力模块12的数量均为3个，3个爬升机构11与3个拉力模块12首尾铰接形成六边形的环绕底盘100；若此时拉力模块12的拉力为F，则爬升机构11对柱体5侧壁的正向压了f＝F*√3≈1.73F，环形移动机构1设置有控制系统，控制系统包括控制模块、力传感器和执行器；通过力传感器和执行器调节连接拉力模块12的拉力来控制全套设备抱紧柱面的正向压力，从而确保设备具有足够的摩擦力。防止摩擦力不足下滑或者正向压力过大结构超载。

当柱体5为方柱时，所述爬升机构11与所述拉力模块12的数量均为4个，4个爬升机构11与4个拉力模块12首尾铰接形成八边形的环绕底盘100；4个爬升机构11分别抵紧在方柱的四个侧壁；环形移动机构1设置有控制系统，控制系统包括控制模块、力传感器和执行器；通过力传感器和执行器调节连接拉力模块12的拉力来控制全套设备抱紧柱面的正向压力，从而确保设备具有足够的摩擦力。防止摩擦力不足下滑或者正向压力过大结构超载。

具体实施方案为：

①测量桥梁墩柱等立柱形混凝土构筑物半径，调节上下环形轨道13，并通过连接杆件，将环形轨道13组装并安装在立柱上，紧贴立柱，保证其在立柱上不会自由滑动；

②在连接杆件上安装爬升机构11，在环形轨道13上安装凿毛机构2；

③结合环形轨道13和爬升轨道，凿毛机构2能实现手动或自动运动；

④通过编写程序，能实现凿毛机构2精确的定位和特定的形状的往复引动；

⑤通过遥控器，能够实现凿毛机构2远程有线或无线作业。

实施案例：某跨河大桥经过危险评估鉴定，需要对桥梁进行加固维修，采用扩大截面加固法，在不破坏钢筋的情况下，需要先对桥梁墩柱旧混凝土层进行凿毛，再进行新混凝土的浇筑，而该大桥桥墩位于河流上，不便于，搭设脚手架进行人工作业。本实用新型能很好适应水上桥墩凿毛作业，同时解决桥墩高空作业人员的隐患，并实现快速安全作业，加快了桥梁维修进程。

本实用新型的技术效果：

本实用新型为梁墩柱等立柱形混凝土提供凿毛的专业机构，在配套设备的安装完成后，用于混凝土凿毛的执行机构能实现沿立柱混凝土上下圆周的往复运动。同时，根据现场实际工程需要，调节环形轨道13的半径，实现不同半径的立柱形混凝土构筑物的凿毛工作。同时，搭配爬升机构11，可适应不同高度的立柱式混凝土构筑物。本实用新型设置有遥控器，能实现远程的手动或自动往复运动，能对不同高度、不同半径的圆柱形构筑物实施连续的凿毛工作，定位精度高，工作持续连贯同时能保障一线工作人员安全，实现快速安全破拆。采用水射流拆除，混凝土粉尘等杂质与水混合，粉尘少，且噪音相对于传统机械施工，噪音小，对环境影响小，符合绿色施工要求。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种立柱混凝土高压水射流凿毛机器人，其特征在于：包括环形移动机构和凿毛机构；所述环形移动机构包括多个爬升机构和多个拉力模块以及环形轨道；所述爬升机构与所述拉力模块铰接形成环绕底盘；通过调节所述拉力模块的长度或调整所述爬升机构和所述拉力模块之间的数量来适应不同直径的柱体；所述环形轨道通过连接支架与所述环绕底盘连接；所述凿毛机构通过移动组件可移动安装于所述环形轨道上。

2.根据权利要求1所述的一种立柱混凝土高压水射流凿毛机器人，其特征在于：所述凿毛机构包括凿毛主体和高压水射流枪头；所述高压水射流枪头设置于所述凿毛主体的上端；所述高压水射流枪头通过管道与高压水源连接。

3.根据权利要求1所述的一种立柱混凝土高压水射流凿毛机器人，其特征在于：所述移动组件包括环形齿条、移动滑座、驱动电机和移动导轮；所述环形齿条安装于所述环形轨道的圆周侧壁上；所述移动滑座通过所述移动导轮可滑动安装于所述环形轨道上；所述驱动电机固定安装于所述移动滑座上；所述驱动电机的输出轴上安装有传动齿轮；所述传动齿轮与所述环形齿条啮合。

4.根据权利要求1所述的一种立柱混凝土高压水射流凿毛机器人，其特征在于：所述爬升机构为履带式行走组件或轮式行走组件；所述履带式行走组件包括履带、驱动轮、压轮、张紧轮、驱动马达和减速器；所述履带安装于所述驱动轮与所述张紧轮之间；所述压轮压紧在所述履带的内侧壁；所述驱动马达通过所述减速器与所述驱动轮传动连接；所述履带抵压在柱体侧壁上。

5.根据权利要求1所述的一种立柱混凝土高压水射流凿毛机器人，其特征在于：所述拉力模块为连接杆件；多个所述连接杆件分别铰接于所述爬升机构的上下两端。

6.根据权利要求1所述的一种立柱混凝土高压水射流凿毛机器人，其特征在于：所述凿毛机构通信连接有遥控器。