自动压紧装置及隧道防水板铺装机器人论文和设计

全文摘要

本实用新型涉及隧道防水技术领域，公开了自动压紧装置及隧道防水板铺装机器人。本实用新型中的压紧装置包括架体和压紧模组，压紧模组包含液压缸、连接杆和压紧件，连接杆的一端连接有压紧件，另一端连接于液压缸连接，在本装置中可以对液压缸设定恒定的压力值，当连接杆给予液压缸的力大于恒定压力值时，连接杆带动压紧件向液压缸内收缩，当连接杆给予液压缸的力小于恒定压力值时，连接杆带动压紧件向液压缸外伸出，这种方式避免了刚性连接产生的径向冲击载荷对压紧装置造成的损伤，本实用新型还涉及了一种隧道铺设设备，该隧道铺设设备包括压紧装置和铺设设备，当压紧装置将待铺设材料压紧在隧道内壁上时，铺设设备将待铺设材料铺设于隧道内壁上。

主设计要求

1.自动压紧装置，包括架体，其特征在于，所述架体上包含有压紧模组，所述压紧模组包括液压缸、连接杆和压紧件，所述压紧件位于所述连接杆的一端，所述连接杆的另一端与所述液压缸相连接，所述液压缸能够设定恒定压力值；当连接杆给予所述液压缸的压力大于所述恒定压力值时，所述连接杆带动所述压紧件向所述液压缸内部进行收缩，当连接杆给予所述液压缸的压力小于所述恒定压力值时，所述连接杆带动所述压紧件向所述液压缸外部进行伸出。

设计方案

2.根据权利要求1所述的自动压紧装置，其特征在于，所述液压缸的内部设有弹簧，当所述连接杆向所述液压缸内部收缩时，所述弹簧产生收缩性弹性形变，当所述连接杆带动所述压紧件向所述液压缸外部伸出时，所述弹簧恢复形变。

3.根据权利要求1所述的自动压紧装置，其特征在于，所述压紧件为压紧轮。

4.根据权利要求3所述的自动压紧装置，其特征在于，所述压紧模组包括两个所述压紧轮，两个所述压紧轮并排设置，并与所述连接杆连接，形成Y字形结构。

5.根据权利要求1所述的自动压紧装置，其特征在于，还包括油管，所述油管将所有所述液压缸串联。

6.根据权利要求1所述的自动压紧装置，其特征在于，所述架体还设有激光传感器。

7.根据权利要求1所述的自动压紧装置，其特征在于，还包括支撑杆，所述架体上固定连接有转动轴，所述转动轴的两端各设置一个转动杆，所述转动杆的一端通过连接件可转动的连接于转动轴上，所述转动杆的另一端与所述支撑杆可拆卸的固定连接，所述转动杆能够通过所述转动轴带动所述支撑杆相对所述架体转动。

8.根据权利要求7所述的自动压紧装置，其特征在于，所述转动轴上包括固定连接的定位件，所述定位件至少包括两个沿所述转动轴的不同径向角度伸出的支角，当所述转动杆相对所述架体进行转动，以使所述转动杆运动至某一处所述支角时，该所述支角能够与所述转动杆固定连接，以使得压紧模组与所述支撑杆之间的位置相对固定。

9.根据权利要求7所述的自动压紧装置，其特征在于，所述转动轴的两端分别设有法兰盘，通过所述法兰盘，所述架体可与外部驱动设备相连接。

10.隧道防水板铺装机器人，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的压紧装置。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及隧道防水技术领域，尤其涉及自动压紧装置及隧道防水板铺装机器人。

背景技术

防水处理是隧道建设过程中的关键步骤，而复合衬砌防水技术是目前普遍采用的隧道防水技术，主要是通过在隧道初期支护断面上铺设防水材料达到防水的目的。现阶段，我国大多数防水材料的铺设仍采用施工台架辅助人工操作来进行，需通过人工将防水材料从一侧至另一侧逐步挪动进行铺设，费时费力，成本高，效率低。现有技术中的一些自动化铺设台车，普遍不能有效避免刚性连接产生的径向冲击载荷对压紧装置造成的损伤，使得装置的使用寿命有限。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了自动压紧装置，避免压紧装置被径向冲击载荷损伤。

本实用新型还提供了一种隧道防水板铺装机器人。

自动压紧装置，包括架体，架体上包含有压紧模组，压紧模组包括液压缸、连接杆和压紧件，压紧件位于连接杆的一端，连接杆的另一端与液压缸相连接，液压缸能够设定恒定压力值；当连接杆给予液压缸的压力大于恒定压力值时，连接杆带动压紧件向液压缸内部进行收缩，当连接杆给予液压缸的压力小于恒定压力值时，连接杆带动压紧件向液压缸外部进行伸出。

作为对上述技术方案的改进，液压缸的内部设有弹簧，当连接杆向液压缸内部收缩时，弹簧产生压缩弹性形变，当连接杆带动压紧件向液压缸外部伸出时，弹簧恢复形变。

作为对上述技术方案的进一步改进，压紧件为压紧轮。

作为对上述技术方案的进一步改进，压紧模组包括两个压紧轮，两个压紧轮并排设置，并与连接杆连接，形成Y字形结构。

作为对上述技术方案的进一步改进，还包括油管，油管将所有液压缸串联。

作为对上述技术方案的进一步改进，架体还设有激光传感器。

作为对上述技术方案的进一步改进，还包括支撑杆，架体上固定安装有转动轴，转动轴的两端各设置一个转动杆，转动杆的一端通过连接件可转动的连接于转动轴上，转动杆的另一端与支撑杆可拆卸的固定连接，转动杆能够通过转动轴带动支撑杆相对架体转动。

作为对上述技术方案的进一步改进，转动轴上包括固定连接的定位件，定位件至少包括两个沿转动轴的不同径向角度伸出的支角，当转动杆相对架体进行转动，以使转动杆运动至某一处支角时，该支角能够与转动杆固定连接，以使得压紧模组与支撑杆之间的位置相对固定。

作为对上述技术方案的进一步改进，转动轴的两端分别设有法兰盘，通过法兰盘，架体可与外部驱动设备相连接。

隧道防水板铺装机器人，包括压紧装置。

本实用新型的有益效果是：通过对液压缸设定恒定压力值，使得连接有压紧件的连接杆对液压缸的力大于恒定压力值时，连接杆带动压紧件向液压缸内部进行收缩；当连接杆对所述液压缸的压力小于恒定压力值时，连接杆带动压紧件向液压缸外部进行伸出，这种方式避免了刚性连接产生的径向冲击载荷对压紧装置造成的损伤。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例的立体示意图；

图2是本实用新型一个实施例的另一个方向立体示意图；

图3是图1中压紧模组的立体示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明实用新型。本文所使用的术语“及\/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

参照图1至图3，图1是本实用新型一个实施例的立体示意图。图2是本实用新型一个实施例的另一个方向立体示意图，图3是图1中压紧模组的立体示意图，其中包括：架体1、支撑杆2、转动杆3、压紧模组4、压紧轮41、连接杆42、液压缸43、定位件5、支角51、支角定位孔52、激光传感器6、法兰盘7、油管8、轴承9和转动轴10。

作为本实用新型的一种实施例，压紧装置包括架体1，架体1上设有数个压紧模组4，压紧模组4包含液压缸43、连接杆42和压紧件，作为一种实施例，液压缸43可以是油缸，所有的液压缸43通过油管8串联，通过油管8，可以将所有液压缸43设定相同的恒定压力值，当连接杆42给予液压缸43的力大于恒定的压力值时，连接杆42向液压缸43内部进行收缩，当连接杆42给予液压缸43的力小于恒定的压力值时，连接杆42向液压缸43外部进行伸出，这种方式避免了刚性连接产生的径向冲击载荷对压紧装置造成的损伤。

连接杆42的一端与液压缸43连接，连接杆42的另一端伸出分支与压紧件相连接，作为一种实施例，压紧件为两个压紧轮41，两个压紧轮41并排设置，且两个压紧轮41和连接杆42形成Y字形结构，压紧轮41的中心处的轮轴与连接杆42的分支固定连接，使得压紧轮41可以围绕压紧轮41和连接杆42的连接处轮轴自由转动。

当连接杆42相对于液压缸43进行伸出或收缩运动时，连接于连接杆42的压紧轮41也在连接杆42的带动下进行伸缩运动。

液压缸43内部设有弹簧，当连接杆42向液压缸43内部进行收缩时，弹簧产生压缩性弹性形变，当连接杆42向液压缸43外部进行伸出时，弹簧开始恢复形变，其产生的弹力使得连接杆42和压紧轮41可以快速的伸出。

在本实用新型中，压紧件由两个压紧轮41组成，且两个压紧轮41和连接杆42形成Y字形结构，当压紧轮41对需要铺设的防水材料进行压紧时，由于压紧轮41为两个，并且压紧轮41还可以围绕压紧轮41和连接杆42的连接处轮轴进行转动，使得防水材料在被压紧的过程中更容易被铺设开，不易造成材料堆叠、浪费材料的情况，同时两个压紧轮41并排设置使得压紧轮41和隧道内壁的压紧面积增大，结合连接杆42可带动压紧轮41相对于液压缸43进行伸缩的运动，可有效的避免在贴合过程中发生贴合死角的现象。

架体1上相对于压紧模组4的另一侧设有转动轴10，架体1的两侧各设有一个转动杆3，转动杆3的一端通过轴承9可转动的连接于转动轴10上，另一端可拆卸的固定连接于支撑杆2上，由于转动杆3与支撑杆2为可拆卸固定连接，当松开连接转动杆3和支撑杆2之间的紧固件时，可以将支撑杆2替换成其他的支撑件。由于转动杆3通过轴承9可转动的连接于转动轴10上，与转动杆3可拆卸固定连接的支撑杆2可通过转动杆3以转动轴10为轴心做转动。

架体1的两端分别固定连接有一个定位件5，定位件5以转动轴10为轴心分别在不同角度上设有支角51，支角51上还设有支角定位孔52，转动杆3上设有转动杆固定孔，转动杆3带动支撑杆2围绕转动轴10转动时，当转动杆3上的转动杆固定孔和固定件上的支角定位孔52位置相互重合时，便可通过固定件将二者进行固定，使得转动杆3和支撑杆2相对于转动轴10处于固定状态，进而使得转动杆3和支撑杆2相对于压紧模组4处于固定状态。

架体1上还包括激光传感器6，在铺设材料之前，激光传感器6可对待铺设地点的轮廓进行检测，查看是否有挖掘超过限度的情况，使得后面隧道的铺设工作更有保障。

架体1的两个端部各设有一个法兰盘7，通过法兰盘7，可以将与转动杆3固定连接的轴承9连接于转动轴10上，限定转动杆3在转动轴10轴向上的位移。并且，外部设备还可以通过法兰盘7对本装置进行移位，使得本实用新型的压紧装置被移动到相应的位置。

本实用新型的压紧装置使用方法如下：

首先通过隧道内壁的情况调整每个压紧模组4上液压缸43的恒定压力值，由于各个液压缸43为串联连接，所以每个压紧模组4上的液压缸43的恒定压力值相等，通过轴承9调整转动杆3相对于转动轴10的角度，调整好角度后，通过转动杆3连接孔和支角定位孔52，并对转动杆3进行固定，使得转动杆3相对于转动轴10处于静止状态，将转动杆3相对于转动轴10的另一端通过紧固件与支撑杆2固定连接，完成前期的准备工作。

通过法兰盘7，外部设备将本实用新型的压紧装置移动到需要压紧的预设位置，通过位于架体1上的激光传感器6检测预设位置的隧道内壁是否有挖掘超过限度的情况，若不存在此问题，通过法兰盘7，外部结构使得压紧模组4上的压紧轮41将待铺设的材料压紧在预定位置上，由于在本实用新型中，压紧件与连接杆42形成Y字形结构，两个压紧轮41并排布置，且压紧轮41可围绕与连接杆42之间连接处的轮轴进行旋转，使得压紧件与待铺设材料的接触面积增大的同时，可使得待铺设的材料更好的在隧道内壁上展开，并且连接杆42上相对于压紧轮41的另一端与液压缸43相连接，液压缸43内设有恒定压力值，隧道内部对于压紧轮41产生的力通过连接杆42传动到液压缸43内，当这个力大于恒定压力值时，连接杆42带动压紧轮41向液压缸43内部进行收缩，当这个力小于恒定压力值时，连接杆42带动压紧轮41向液压缸43外部进行伸出，这种工作方式使得压紧轮41在遇到坚硬隧道内壁的凸起结构时可以自动收缩，当遇到隧道内壁的凹陷结构时自动伸出，可以较为贴合的将待铺设材料压紧在隧道内壁上，既避免压紧模组4刚性连接产生冲击载荷，限制设备的使用寿命，同时，也使得压紧模组4可以应对凹凸不平的隧道内壁，使得待铺设材料更加平整的贴合于隧道内壁上。

当完成一次单边行程的隧道内壁压紧工作后，转动架体1和转动轴10保持位置不变，转动杆3带着支撑杆2围绕转动轴10转动，直到与转动轴10上定位件5的另一个支角51重合，通过该支角51上的支角定位孔52和转动杆3上的转动杆固定孔，将二者进行固定，这时支撑杆2相对于压紧模组4的角度发生变化，由于压紧模组4的位置保持不变，使得支撑杆2与压紧模组4的位置发生调换，并可以开始从另一侧重新进行对隧道内壁压紧工作，实现了铺设过程中的无缝对接，减少了大量由于更换防水板铺设位置带来的时间成本。

本实用新型还包括隧道防水板铺装机器人，该设备包括上述描述的压紧装置和铺设设备，通过压紧装置将待铺设的材料压紧在隧道内壁上，再通过铺设设备将待铺设材料铺设在隧道内壁上，完成整个铺设工作。

以上是对本实用新型的较佳实施进行的具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

设计图

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