一种适用于狭窄空间的凿毛装置的制作方法

本实用新型涉及隧道施工设备，尤其涉及一种适用于狭窄空间的凿毛装置。

背景技术：

在隧道施工过程中，要对二次衬砌混凝土进行凿毛处理，以提高混凝土表面的附着力，使两个施工阶段的施工面粘结牢固。目前，隧道凿毛方式主要有人工凿毛、机载式凿毛机凿毛。人工凿毛主要是工人使用小型的手持式凿毛机或电镐、液压镐进行凿毛，这种凿毛方式效率低下、劳动强度大而且不能保证凿毛质量，凿毛质量不达标会导致两个施工面粘结不牢，出现渗水或开裂等情况。机载式凿毛机一般装在挖掘机或者简易桁架上进行凿毛，由于隧道横向空间有限(特别是小截面隧道，例如单线隧道等)，设备在隧道内的活动容易受到限制，同时这种施工方式也会影响到其他隧道施工机械的进出。此外，气动凿毛机、电动镐及液压镐等施工工具，要求尽量垂直作业面，对于较平整的作业面基本能满足要求，但是对于隧道侧壁，施工工具随机械手沿着曲面移动时，稳定性较差，不利于保持与作业曲面垂直。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、适用于狭窄空间的凿毛装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种适用于狭窄空间的凿毛装置，包括底座、凿毛单元及机械臂，所述底座上设回转机构，所述机械臂包括设于回转机构上的水平伸缩臂、设于水平伸缩臂的摆动伸缩臂、以及用于驱动摆动伸缩臂摆动的第一摆动驱动件，所述摆动伸缩臂上设有用于驱动所述凿毛单元摆动的第二摆动驱动件。

作为上述技术方案的进一步改进：所述水平伸缩臂包括第一外箱体、第一内箱体及用于驱动第一内箱体伸缩的第一伸缩驱动件，所述摆动伸缩臂包括第二外箱体及第二内箱体，所述第一摆动驱动件连接于所述第一内箱体与所述第二外箱体之间，所述第二摆动驱动件连接于所述第二外箱体与所述凿毛单元之间。

作为上述技术方案的进一步改进：所述第一摆动驱动件和所述第二摆动驱动件均为伸缩油缸，所述第二外箱体为弯折结构且弯折处与所述第一内箱体铰接，第一摆动驱动件一端与所述第一内箱体铰接，第一摆动驱动件另一端与所述第二外箱体一端铰接，所述第二外箱体另一端套设于所述第二内箱体后端外周，所述第二内箱体前端与所述凿毛单元铰接，所述第二摆动驱动件两端分别与所述第二外箱体和所述凿毛单元铰接。

作为上述技术方案的进一步改进：所述底座上设有滑轨，所述滑轨上设有滑动座，所述滑动座配设有滑动驱动组件，所述回转机构设于所述滑动座上，所述滑动驱动组件包括齿条、齿轮及齿轮驱动件，所述滑轨设有两条，所述齿条布置于两条所述滑轨之间，所述齿轮驱动件设于所述滑动座上，所述齿轮与所述齿轮驱动件相连并与所述齿条啮合。

作为上述技术方案的进一步改进：所述凿毛单元包括凿毛部件安装座、凿毛部件及两组限位滚轮，所述凿毛部件安装座设于所述摆动伸缩臂上，所述凿毛部件及限位滚轮设于所述凿毛部件安装座上，两组所述限位滚轮分设于所述凿毛部件的左右两侧。

作为上述技术方案的进一步改进：各组所述限位滚轮包括两个并分设于所述凿毛部件的上下两侧，所述凿毛部件与上下两侧的限位滚轮中心点连线的中垂线平行布置。

作为上述技术方案的进一步改进：所述凿毛部件与凿毛部件安装座之间设有隔振部件。

作为上述技术方案的进一步改进：所述隔振部件为空气弹簧或橡胶弹簧。

作为上述技术方案的进一步改进：所述凿毛单元配设有粗糙度检测部件。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型公开的适用于狭窄空间的凿毛装置，底座上设有滑轨，滑轨上设有滑动座，滑动座配设有滑动驱动组件，滑动座上设有回转机构，机械臂设于回转机构上，凿毛单元设于机械臂上，机械臂将运动主要分解为水平伸缩、摆动伸缩等几个简单运动，便于实现机械臂动作的控制。当用于诸如单线隧道等小截面隧道时，通过回转机构带动机械臂、凿毛单元旋转即可完成隧道两侧壁的凿毛工作，避免狭窄空间内掉头不方便或无法掉头的问题，同时也可以解决底座与隧道长度方向存在大于零的夹角时，导致不可回转的凿毛单元与作业面凿毛处达不到垂直的问题。通过滑动驱动组件可以驱动滑动座、回转机构及机械臂等整体沿着滑轨移动，或者说相对底座移动，机械臂的覆盖范围更大、动作更灵活，同时设备整体所需的就位次数减少，有利于实现全隧道长度自动化凿毛。

附图说明

图1是本实用新型适用于狭窄空间的凿毛装置实施例一的主视结构示意图。

图2是本实用新型中的机械臂的剖视结构示意图。

图3是本实用新型适用于狭窄空间的凿毛装置实施例一的俯视结构示意图。

图4是图2的局部放大图。

图5是本实用新型适用于狭窄空间的凿毛装置实施例二的主视结构示意图。

图6是本实用新型适用于狭窄空间的凿毛装置实施例二的俯视结构示意图。

图中各标号表示：1、底座；11、滑轨；12、滑动座；13、齿条；2、凿毛单元；21、凿毛部件安装座；22、凿毛部件；23、隔振部件；24、限位滚轮；3、机械臂；31、水平伸缩臂；311、第一外箱体；312、第一内箱体；313、第一伸缩驱动件；32、摆动伸缩臂；321、第二外箱体；322、第二内箱体；33、第一摆动驱动件；34、第二摆动驱动件；4、回转机构；5、作业面。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一

图1至图3示出了本实用新型适用于狭窄空间的凿毛装置的一种实施例，本实施例的适用于狭窄空间的凿毛装置，包括底座1、凿毛单元2及机械臂3，底座1上设有回转机构4，机械臂3包括设于回转机构4上的水平伸缩臂31、设于水平伸缩臂31的摆动伸缩臂32、以及用于驱动摆动伸缩臂32摆动的第一摆动驱动件33，摆动伸缩臂32上设有用于驱动凿毛单元2摆动的第二摆动驱动件34。工作时，由水平伸缩臂31、摆动伸缩臂32的伸缩运动，带动凿毛单元2向作业面5移动，由第一摆动驱动件33驱动摆动伸缩臂32及凿毛单元2整体摆动、第二摆动驱动件34驱动凿毛单元2相对摆动伸缩臂32摆动，调整凿毛单元2的角度至与作业曲面7接近垂直，保证凿毛质量。其中，底座1可以是带行走轮的小车；回转机构4可以是常见的回转支撑、回转轴承等。

该适用于狭窄空间的凿毛装置，在底座1上设置有回转机构4，机械臂3设于回转机构4上，凿毛单元2设于机械臂3上，当用于诸如单线隧道等小截面隧道时，通过回转机构4带动机械臂3、凿毛单元2旋转即可完成隧道两侧壁的凿毛工作，避免狭窄空间内掉头不方便甚至无法掉头的问题，同时也可以解决底座1与隧道长度方向存在大于零的夹角时，导致不可回转的凿毛设备与作业面5凿毛处达不到垂直的问题。

进一步地，本实施例中，水平伸缩臂31包括第一外箱体311、第一内箱体312及用于驱动第一内箱体312伸缩的第一伸缩驱动件313，摆动伸缩臂32包括第二外箱体321及第二内箱体322，第一摆动驱动件33连接于第一内箱体312与第二外箱体321之间，第二摆动驱动件34连接于第二外箱体321与凿毛单元2之间。作为优选的技术方案，第一摆动驱动件33和第二摆动驱动件34均为伸缩油缸，第二外箱体321为弯折结构且弯折处与第一内箱体312铰接，第一摆动驱动件33一端与第一内箱体312铰接，第一摆动驱动件33另一端与第二外箱体321一端铰接，第二外箱体321另一端套设于第二内箱体322后端外周，第二内箱体322前端与凿毛单元2铰接，第二摆动驱动件34两端分别与第二外箱体321和凿毛单元2铰接。使用时，由第一伸缩驱动件313驱动第一内箱体312相对第一外箱体311水平伸缩，第一内箱体312带动摆动伸缩臂32、凿毛单元2整体水平移动，由第一摆动驱动件33驱动摆动伸缩臂32及凿毛单元2整体摆动调整角度，由第二摆动驱动件34驱动第二内箱体322相对第二外箱体321伸缩，同时使得凿毛单元2相对第二内箱体322摆动，调整凿毛单元2的角度至与作业曲面7接近垂直，一举两得，有利于使凿毛单元2紧贴于作业面5上；机械臂3的水平伸缩臂31可将摆动伸缩臂32进行水平进给，在不影响摆动伸缩臂32最大摆动角度的前提下，扩大整个摆动伸缩臂32的工作范围，解决设备横向偏置放在隧道中，因距左右隧道矮边墙的距离差别比较大而只有一侧矮边墙在工作范围内的情况。

实施例二

图5至图6示出了本实用新型适用于狭窄空间的凿毛装置的另一种实施例，在实施例一的基础上，本实施例中，底座1上设有滑轨11，滑轨11上设有滑动座12，回转机构4设于滑动座12上，滑动座12配设有滑动驱动组件。通过滑动驱动组件可以驱动滑动座12、回转机构4及机械臂3等整体沿着滑轨11移动，或者说相对底座1移动，机械臂3的覆盖范围更大、动作更灵活，同时设备整体所需的就位次数减少，有利于实现全隧道长度自动化凿毛。

进一步地，本实施例中，滑动驱动组件包括齿条13、齿轮及齿轮驱动件(图中未示出)，齿轮驱动件例如可以是伺服电机、液压马达等，滑轨11设有两条，齿条13布置于两条滑轨11之间，齿轮驱动件设于滑动座12上，齿轮与齿轮驱动件相连并与齿条13啮合。工作时，齿轮驱动件驱动齿轮旋转，通过齿轮与齿条13的啮合传动，实现滑动座12、回转机构4及机械臂3等整体沿着滑轨11移动，结构简单、可靠。

实施例三

图4示出了本实用新型用于狭窄空间的凿毛装置的另一种实施例，在实施例一或实例二的基础上，本实施例中，凿毛单元2包括凿毛部件安装座21、凿毛部件22及两组限位滚轮24，凿毛部件安装座21设于机械臂3(具体为第二内箱体322)上，凿毛部件22及限位滚轮24设于凿毛部件安装座21上，两组限位滚轮24分设于凿毛部件22的左右两侧。凿毛部件安装座21绕机械臂3的摆动配合机械臂3的伸缩、摆动，可使凿毛部件22沿作业面5弧面方向移动时始终紧贴；凿毛部件22左右两侧的限位滚轮24，一方面贴紧凿毛曲面(本实施例中具体为作业面5)，保证凿毛部件22能够垂直于凿毛曲面处的切线施工，另一方面防止凿毛部件22施工前直接与作业面5接触，因为凿毛部件22开始施工前就贴紧凿毛面会使凿毛部件22施工时没有足够的冲击行程，会影响凿毛质量。其中，凿毛部件22例如可以是常用的气动凿毛机等。

进一步地，本实施例中，各组限位滚轮24包括两个并分设于凿毛部件22的上下两侧，凿毛部件22与上下两侧的限位滚轮24中心点连线的中垂线平行布置。当上下两侧的限位滚轮24均与作业面5贴紧时，由于凿毛部件22是与上下两侧的限位滚轮24中心点连线的中垂线平行布置，此时凿毛部件22与上下两侧的限位滚轮24之间的作业面5在中垂线处的切线垂直。

进一步地，本实施例中，凿毛部件22与凿毛部件安装座21之间设有隔振部件23。隔振部件23例如可以是空气弹簧或者橡胶弹簧等，隔振部件23同时具有轴向和径向的隔振作用，也能传递扭矩，因此除了可以减少或隔绝从凿毛部件22传递至凿毛部件安装座21、机械臂3的振动外，还可以在凿毛部件22与凿毛部件安装座21相对于机械臂3倾斜时可以使凿毛部件22保持平衡，结构简单、可靠。

进一步地，本实施例中，凿毛单元2配设有粗糙度检测部件(图中未示出)。粗糙度检测部件例如可以是粗糙度传感器，利用粗糙度检测传感器检测凿毛部件22所在位置是否已经被凿毛。如果否，则进行凿毛；如果是，则继续移动，直至到达未凿毛区域，如此循环，直至待凿毛区域完全被凿毛，防止多次重复凿毛同一个曲面，也可以提高凿毛效率。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。