:本實(shí)用新型涉及混凝土施工技術(shù)領(lǐng)域,具體地講是混凝土濕噴自行走噴漿支護(hù)機(jī)器人;用于地下工程、巖土工程、市政工程等領(lǐng)域的施工。
背景技術(shù)::噴漿即噴射混凝土。當(dāng)用“鉆爆法”開挖出隧道或巷道后,就在其頂部和兩幫的巖石上噴射一層混凝土,混凝土凝固后,就起到支護(hù)作用。噴漿支護(hù)是目前廣泛流行的礦山巷道、各類隧道、地下建筑和高層建筑基坑等施工中采用的支護(hù)方法,己取代了傳統(tǒng)的木材和鋼梁支護(hù),大部分取代了砌碹?,F(xiàn)在有些隧道(如地鐵等),雖然從外觀看是砌碹的,但在砌碹前,己經(jīng)噴有30cm-40cm厚的混凝土層,因此噴漿層起了支護(hù)的決定性作用,砌碹層只起支護(hù)的次要作用,這里砌碹更主要的是起裝飾和規(guī)范化的作用。近年來濕噴混凝土成為鐵路、公路及水工隧道成主流施工工藝,但目前廣泛應(yīng)用小型濕噴機(jī)械人工噴漿,人工噴漿很難克服噴射速度慢,易損件損耗大的弊病,一般單臺(tái)噴射量小于2.5m3/小時(shí),雖然可以多臺(tái)組合同時(shí)作業(yè)提高速度,但隧道內(nèi)空間有限,所以,人工噴漿的應(yīng)用越來越受到限制。小型濕噴機(jī)械人工噴漿存在如下不足:1、噴漿作業(yè)時(shí),混凝土回彈率高達(dá)30%-50%,即大量混凝土彈落回地面,造成材料的嚴(yán)重浪費(fèi);2、作業(yè)現(xiàn)場粉塵飛揚(yáng),嚴(yán)重危害工人健康;3、大斷面隧道高度一般在6m-9m,甚至更高,人工噴漿時(shí)需用腳手架,這樣不僅進(jìn)度慢,而且費(fèi)工、費(fèi)料,作業(yè)效率低;4、工程質(zhì)量無法控制。研究指出,解決上述問題的主要措施之一是采用機(jī)械手或機(jī)器人噴漿。雖經(jīng)多年研究,都未達(dá)到實(shí)用化水平,存在的主要問題是結(jié)構(gòu)不合理、自動(dòng)化水平低和可靠性差,不適應(yīng)地下工程的惡劣環(huán)境;另外還存在價(jià)格高且維修及配件都很困難的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素::本實(shí)用新型的目的是克服上述已有技術(shù)的不足,而提供一種混凝土濕噴自行走噴漿支護(hù)機(jī)器人;主要解決現(xiàn)有的機(jī)械手或機(jī)器人噴漿存在結(jié)構(gòu)不合理、自動(dòng)化水平低、可靠性和適應(yīng)性差、價(jià)格高及維修配件困難等問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:混凝土濕噴自行走噴漿支護(hù)機(jī)器人,包括由行走底盤和駕駛室組成的濕噴車體,行走底盤的前端上方設(shè)駕駛室,駕駛室下方設(shè)動(dòng)力系統(tǒng),駕駛室前端下方設(shè)前支腿,駕駛室內(nèi)部設(shè)無線遙控接收裝置,行走底盤的中部下方設(shè)電控部分;行走底盤的后部下方設(shè)后支腿;其特殊之處在于,行走底盤后端設(shè)混凝土泵送裝置;駕駛室前端上方設(shè)機(jī)械手,機(jī)械手連接噴射組;混凝土泵送裝置通過管路連接噴射組。進(jìn)一步的,所述的機(jī)械手包括機(jī)械手底座,機(jī)械手底座上設(shè)機(jī)械手立柱,機(jī)械手立柱與機(jī)械手大臂后端連接,在機(jī)械手立柱與機(jī)械手底座的連接點(diǎn)和與機(jī)械手大臂的連接點(diǎn)之間設(shè)機(jī)械手升降油缸,機(jī)械手大臂的前端連接機(jī)械手小臂一端,二者的連接點(diǎn)與機(jī)械手小臂之間設(shè)機(jī)械手小臂升降油缸;在機(jī)械手小臂下設(shè)小臂旋轉(zhuǎn)油缸,在機(jī)械手小臂的另一端連接噴射組,二者的連接點(diǎn)處設(shè)擺動(dòng)缸和旋轉(zhuǎn)缸。進(jìn)一步的,所述的濕噴車體為柴油動(dòng)力、液壓傳動(dòng)、四輪轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型所述的混凝土濕噴自行走噴漿支護(hù)機(jī)器人與已有技術(shù)相比具有如下積極效果:1、快速性:(1)噴射機(jī)器人噴射速度快,效率高;在正常工況下施工,該機(jī)器人的噴漿量范圍為7~25m3/h,平均為18m3/h;而現(xiàn)有的小型濕噴機(jī)械人工噴漿量為3~4m3/h;兩者相比,1臺(tái)的效率相當(dāng)于5臺(tái)小型濕噴機(jī)械人工噴漿的作業(yè)量;(2)準(zhǔn)備時(shí)間短;該機(jī)器人行走和噴射臂由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)作動(dòng)力,行走采用四輪驅(qū)動(dòng),行走速度快,噴射機(jī)組到達(dá)工作面時(shí),前后支腿支起,使用遙控器將大臂和小臂移動(dòng)到待噴部位,整個(gè)過程只需要10min左右;若使用TK500型濕噴機(jī),則需要用裝載機(jī)分別將4臺(tái)機(jī)器和放料盤并排放置在待噴部位,然后依次連接電機(jī)電纜、高壓風(fēng)管及速凝劑管等,整個(gè)過程需要30min以上;(3)噴射范圍廣且移動(dòng)方便,能提高作業(yè)循環(huán)的速度;噴射組的大臂和小臂通過油缸都可以伸縮2m的行程,在噴射組不移動(dòng)的情況下,噴射高度可達(dá)16m,寬度可達(dá)28m,特別是采用三臂鑿巖臺(tái)車進(jìn)行新增工作面和主隧道的開挖過程中,體現(xiàn)了沒有噴漿臺(tái)架利用噴射組進(jìn)行噴漿的方便快捷性。2、經(jīng)濟(jì)性:采用小型濕噴機(jī)械人工噴漿與采用本實(shí)用新型機(jī)器人統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析比較,如下表:采用本實(shí)用新型機(jī)器人,通過噴射組可以使速凝劑摻量得以控制,降低噴射的反彈率并且減少混凝土罐車放料和等待噴射的時(shí)間。同時(shí),在施工過程中可最大程度的降低設(shè)備的故障率和操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,使施工效率和經(jīng)濟(jì)效益得到明顯提高。3、安全性:該機(jī)器人在噴漿支護(hù)的過程中,噴射操作手通過無線遙控器(控制距離為100m)操作噴射臂的噴射位置和噴嘴的角度,而使用小型濕噴機(jī)械人工噴漿進(jìn)行噴漿支護(hù)作業(yè)時(shí),噴射操作手要手持噴頭和噴漿管,靠近施噴面近距離進(jìn)行操作。相比而言,使用噴射組進(jìn)行噴漿作業(yè),可以避免掌子面由于圍巖較差而掉落石塊傷人、噴射反彈料傷人等事故,同時(shí)可減少操作人員吸入大量噴射混凝土的粉塵而危害身體。因此,具有較好的安全性。附圖說明:圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本實(shí)用新型的機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式:為了更好地理解與實(shí)施,下面結(jié)合附圖給出具體實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型;所舉實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型,并非用于限制本實(shí)用新型的范圍。實(shí)施例1,參見圖1、2,根據(jù)設(shè)計(jì)需要選擇合適的濕噴車體6,濕噴車體6為柴油動(dòng)力、液壓傳動(dòng)、四輪轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu);濕噴車體6由行走底盤10和駕駛室3組成,行走底盤10的前端上方是駕駛室3,駕駛室3是防傾倒駕駛室,在駕駛室3下方安裝動(dòng)力系統(tǒng)2,在駕駛室3前端下方安裝前支腿1,駕駛室3內(nèi)部安裝無線遙控接收裝置11,在行走底盤10的中部下方安裝電控部分9;行走底盤10的后部下方安裝后支腿8,在行走底盤10后端安裝混凝土泵送裝置7;在駕駛室3前端上方安裝機(jī)械手4,機(jī)械手4包括機(jī)械手底座4-1,機(jī)械手底座4-1上安裝機(jī)械手立柱4-9,機(jī)械手立柱4-9與機(jī)械手大臂4-3后端連接,在機(jī)械手立柱4-9與機(jī)械手底座4-1的連接點(diǎn)和與機(jī)械手大臂4-3的連接點(diǎn)之間安裝機(jī)械手升降油缸4-2,機(jī)械手大臂4-3的前端連接機(jī)械手小臂4-8一端,在二者的連接點(diǎn)與機(jī)械手小臂4-8之間安裝機(jī)械手小臂升降油缸4-4;在機(jī)械手小臂4-8下安裝小臂旋轉(zhuǎn)油缸4-5,在機(jī)械手小臂4-8的另一端連接噴射組5,二者的連接點(diǎn)處安裝擺動(dòng)缸4-6和旋轉(zhuǎn)缸4-7;將機(jī)械手4連接噴射組(5),最后將混凝土泵送裝置7通過管路連接噴射組5。本實(shí)用新型所述的凝土濕噴自行走噴漿支護(hù)機(jī)器人,噴射組的噴槍以混凝土泵送為基礎(chǔ);機(jī)械手有多個(gè)自由度,即大臂回轉(zhuǎn)、大臂俯仰、大臂伸縮、小臂旋轉(zhuǎn)、小臂俯仰、小臂伸縮、手腕轉(zhuǎn)動(dòng)、噴槍轉(zhuǎn)動(dòng)和噴槍擺動(dòng),利用壓縮空氣或其它動(dòng)力,將按一定比例配合的拌和料通過管道輸送并高速噴射,到受噴面上凝結(jié)硬化,從而形成混凝土支護(hù)層;其操作簡單、動(dòng)作靈活、噴射均勻無死角,能完全達(dá)到隧道濕噴的工藝要求。本實(shí)用新型的凝土濕噴自行走噴漿支護(hù)機(jī)器人,混凝土濕噴的工藝流程為:粗細(xì)骨料(沙石)、水泥和外加劑在攪拌機(jī)中攪拌,加水在攪拌機(jī)中攪拌均勻,通過攪拌車運(yùn)輸,由機(jī)器人的混凝土泵送裝置加壓輸送至噴射組的噴槍,使加速凝劑用壓縮空氣從噴槍嘴噴出,在受噴基面與錨桿網(wǎng)板粘結(jié)快速凝固,形成混凝土支護(hù)層;混凝土進(jìn)入機(jī)器人后應(yīng)控制泵送裝置的壓力、出口壓力及壓縮空氣、速凝劑的壓力和流量,保證噴漿要求。