一种隧道防水材料铺设装置的制作方法

本发明是一种隧道防水材料铺设装置，属于隧道防水材料铺设设备领域。

背景技术：

在现代的隧道防水工程中，复合衬砌防水技术得到了普遍应用；其施工过程中需要在隧道的断面上先后铺设土工布和防水板等防水材料，以达到防止隧道内渗漏水的目的，目前，国内隧道防水材料的铺设多采用传统的脚手架人工棍棒托顶铺设，此种施工方法劳动强度大、搭建花费时间多，铺设效率低、人工搭接尺寸误差大，难以满足施工进度和施工质量的要求。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种隧道防水材料铺设装置，以解决此种施工方法劳动强度大、搭建花费时间多，铺设效率低、人工搭接尺寸误差大，难以满足施工进度和施工质量的要求的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种隧道防水材料铺设装置，其结构包括夹取机械手、安装头、旋转头、夹板、小壳体、支架、电机、底板、升降旋转系统、底架，所述的底板正中间设有升降旋转系统，所述的升降旋转系统三分之一处夹有一个夹板，所述的夹板通过底架固定在底板上，所述的升降旋转系统旁设有小壳体，所述的小壳体通过支架垂直底板固定在底板上，所述的升降旋转系统和电机机械连接，所述的升降旋转系统顶部设有旋转头，所述的旋转头和升降旋转系统配合，所述的升降旋转系统顶端通过安装头安装有一个夹取机械手。

所述的升降旋转系统设有梯形支撑架、内杆、旋转结构、联动结构、往复机构、中间隔板、同步传动结构、顶升机构、底壳，所述的梯形支撑架和内杆固定在一起，所述的内杆安装在底壳内部，所述的内杆内部设有里杆，所述的里杆和内杆螺纹连接，所述的旋转头的底端和旋转结构固定在一起，所述的旋转结构和联动结构传动连接，所述的底壳靠近电机的那侧内部垂直焊接有一个中间隔板，所述的中间隔板安装在中间隔板与底壳之间并与电机传动连接，所述的旋转结构的正下方安装有一个顶升机构，所述的顶升机构通过位于其下方的同步传动结构和联动结构传动结构，所述的顶升机构和内杆固定在一起，所述的梯形支撑架上固定有安装头。

进一步地，所述的旋转头设有连接板、联动轴、固定挂耳，所述的连接板被联动轴贯穿后固定在固定挂耳上，所述的固定挂耳垂直固定在底壳顶面。

进一步地，所述的旋转结构设有旋转带动杆、扇形盘、阻拦块、衔接块、扇形弧杆、固定转轴、固定螺块、第一齿轮、中心安装盘、阻拦杆、第二齿轮、第一传动轴、第一传动皮带，所述的旋转带动杆一端被联动轴固定在连接板上，所述的旋转带动杆另一端和位于固定挂耳正下方的扇形盘的外弧固定在一起，所述的扇形盘两侧安装有一个阻拦块，所述的阻拦块和阻拦杆活动触碰，所述的扇形盘、中心安装盘、第一齿轮的圆心被固定转轴贯穿，所述的固定转轴两端固定在底壳内壁，所述的扇形弧杆设有两根以上并通过衔接块衔接构成一个扇形圆，这个扇形圆的两边焊接有固定螺块，所述的固定螺块上固定安装有一个阻拦杆，所述的阻拦杆另一端固定在中心安装盘，所述的第一齿轮和位于其一侧第二齿轮啮合，所述的第二齿轮被第一传动轴贯穿后固定在底壳内壁，所述的第一传动轴通过第一传动皮带和联动结构传动连接。

进一步地，所述的联动结构设有联动转盘、回形杆、第二传动轴、第一拉绳，所述的联动转盘位于往复机构上方，所述的联动转盘的正中间被第二传动轴贯穿，而第二传动轴的两端嵌于底壳内壁，所述的联动转盘偏离圆心的位置固定安装有一个回形杆，所述的回形杆和往复机构机械连接，所述的第二传动轴通过第一拉绳和同步传动结构活动连接，所述的同步传动结构还通过第一传动皮带和位于其斜上方的第一传动轴传动连接。

进一步地，所述的往复机构设有u型缺口、鱼尾转叶、衔接柱、一字旋转杆、第三旋转轴、绳子，所述的鱼尾转叶设有四片并且其首端固定在一起，两片所述的鱼尾转叶之间的空间为u型缺口，所述的u型缺口中间设有一个衔接柱，所述的衔接柱上固定设有一字旋转杆，所述的一字旋转杆另一端被第三旋转轴固定在底壳内壁上，所述的第三旋转轴通过绳子和输出轴缠绕在一起；鱼尾转叶还通过回形杆和联动转盘固定在一起电机。

进一步地，所述的同步传动结构设有第一固定座、线轮、第二传动皮带、第二线轮、第二固定座、同步转轴、第一锥形轮、第三传动皮带。

进一步地，所述的线轮设有两个并通过第一固定座水平固定在中间隔板背对往复机构的那侧面，所述的顶升机构的正下方安装有一根同步转轴，所述的同步转轴的中间套有两个第一锥形轮，所述的第一锥形轮和顶升机构啮合，所述的同步转轴的两端通过第二传动皮带和位于其正下方的第二线轮连接，所述的第二线轮设有两个并通过第二固定座垂直焊接在底壳内壁，两个所述的线轮通过第三传动皮带传动连接，所述的第一拉绳一端和第二传动轴系在一起，所述的第一拉绳另一端和绕过两个线轮和靠近中间隔板的第二线轮传动连接。

进一步地，所述的顶升机构设有环形顶板、连接板、螺旋上升装置，所述的环形顶板顶端里杆底端活动接触，所述的环形顶板底端和连接板正中间焊接在一起，所述的连接板底部两侧安装有螺旋上升装置，所述的螺旋上升装置和第一锥形轮啮合。

进一步地，所述的螺旋上升装置设有限位块、滑动块、第一小臂、第一联动块、橡胶块、万向柱、螺纹柱、第二小臂、第二锥形轮，所述的螺纹柱和同步转轴互相垂直，所述的螺纹柱的底端固定安装有一个第二锥形轮，所述的第二锥形轮和第一锥形轮垂直啮合，所述的螺纹柱的顶部安装有一个限位块并且其顶面和连接板底面焊接在一起，所述的第一小臂一端通过滑动块和螺纹柱滑动配合，所述的螺纹柱上下两端皆套有一个滑动块，所述的滑动块位于限位块的下方，所述的第一小臂另一端通过第一联动块和万向柱机械连接，所述的万向柱上下两端皆安装有第一联动块，位于万向柱下方的第一联动块通过位于第二小臂下方的第二小臂和螺纹柱底端的滑动块固定在一起，所述的橡胶块胶接在底壳的内壁并与万向柱相对，所述的万向柱和橡胶块通过弹簧弹性连接。

有益效果

本发明一种隧道防水材料铺设装置，用夹取机械手夹取防水材料，材料被夹取后，电机运转，让一字旋转杆发生旋转让鱼尾转叶相继旋转，环形旋转具有反复的作用，不用电机反转就可以让旋转结构逆向旋转，反复进行推拉使得回形杆拉动联动转盘转动，带动与之固定的第二传动轴旋转，同时带动同步传动结构和第二齿轮旋转，联动转盘是一个传动过渡元件也让第二传动轴的转动比较稳定，不会发生偏移，同步传动结构的同步转轴的两端被第二传动皮带同时带动，让第一锥形轮的频率和转速同步，从而带动两个螺旋上升装置同步平稳升降，与连接板固定的环形顶板被螺旋旋转上顶，继而将内杆的里杆螺旋上升，实现高度上升，同时第一小臂、第二小臂拉直上升，弹簧被拉直，当里杆螺旋下降的时候，弹簧和万向柱会碰触到橡胶块，橡胶块具有缓冲的作用，与第二齿轮啮合的第一齿轮可以也随之运转，齿轮传动结构更精细，不易出错，让与之固定的扇形盘带动内杆发生旋转，达到调节角度的目的，当旋转达到一定角度时，扇形盘的阻拦块会碰触阻拦杆，起到限位的作用，防止内杆因为反向垂直碰触底面让夹取机械手损坏，而衔接块、扇形弧杆起到固定的作用，避免阻拦杆经过长期碰撞而发生松动或者歪斜，稳定性能较高，高度调节和角度调节更适合隧道防水材料的贴合。

本发明采用夹取机械手进行夹取防水布料，抓取牢固，不易发生松动或者掉落，通过联动结构带动旋转结构和顶升机构运作，边上升和旋转，让上升的高度和隧道的半径等同儿后旋转铺料，不需要搭建支撑架，铺料花费的时间成本减少，采用机械进行旋转铺料，耗费时间短，劳动强度减弱，尺寸误差小，直接提高施工的效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种隧道防水材料铺设装置的结构示意图。

图2为本发明升降旋转系统的结构示意图。

图3为本发明升降旋转系统的详细结构示意图。

图4为图3中a的结构放大图。

图中：夹取机械手-1、安装头-2、旋转头-3、夹板-4、小壳体-5、支架-6、电机-7、底板-8、升降旋转系统-9、底架-10、梯形支撑架-91、内杆-92、旋转结构-93、联动结构-94、往复机构-95、中间隔板-96、同步传动结构-97、顶升机构-98、底壳-99、连接板-31、联动轴-32、固定挂耳-33、旋转带动杆-931、扇形盘-932、阻拦块-933、衔接块-934、扇形弧杆-935、固定转轴-936、固定螺块-937、第一齿轮-938、中心安装盘-939、阻拦杆-9310、第二齿轮-9311、第一传动轴-9312、第一传动皮带-9313、联动转盘-941、回形杆-942、第二传动轴-943、第一拉绳-944、u型缺口-951、鱼尾转叶-952、衔接柱-953、一字旋转杆-954、第三旋转轴-955、绳子-956、第一固定座-971、线轮-972、第二传动皮带-973、第二线轮-974、第二固定座-975、同步转轴-976、第一锥形轮-977、第三传动皮带-978、环形顶板-981、连接板-982、螺旋上升装置-983、限位块-9831、滑动块-9832、第一小臂-9833、第一联动块-9834、橡胶块-9835、万向柱-9836、螺纹柱-9837、第二小臂-9838、第二锥形轮-9839。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例

请参阅图1-图4，本发明提供一种隧道防水材料铺设装置，其结构包括夹取机械手1、安装头2、旋转头3、夹板4、小壳体5、支架6、电机7、底板8、升降旋转系统9、底架10，所述的底板8正中间设有升降旋转系统9，所述的升降旋转系统9三分之一处夹有一个夹板4，所述的夹板4通过底架10固定在底板8上，所述的升降旋转系统9旁设有小壳体5，所述的小壳体5通过支架6垂直底板8固定在底板8上，所述的升降旋转系统9和电机7机械连接，所述的升降旋转系统9顶部设有旋转头3，所述的旋转头3和升降旋转系统9配合，所述的升降旋转系统9顶端通过安装头2安装有一个夹取机械手1；

所述的升降旋转系统9设有梯形支撑架91、内杆92、旋转结构93、联动结构94、往复机构95、中间隔板96、同步传动结构97、顶升机构98、底壳99，所述的梯形支撑架91和内杆92固定在一起，所述的内杆92安装在底壳99内部，所述的内杆92内部设有里杆，所述的里杆和内杆92螺纹连接，所述的旋转头3的底端和旋转结构93固定在一起，所述的旋转结构93和联动结构94传动连接，所述的底壳99靠近电机7的那侧内部垂直焊接有一个中间隔板96，所述的中间隔板96安装在中间隔板96与底壳99之间并与电机7传动连接，所述的旋转结构93的正下方安装有一个顶升机构98，所述的顶升机构98通过位于其下方的同步传动结构97和联动结构94传动结构，所述的顶升机构98和内杆92固定在一起，所述的梯形支撑架91上固定有安装头2。

所述的旋转头3设有连接板31、联动轴32、固定挂耳33，所述的连接板31被联动轴32贯穿后固定在固定挂耳33上，所述的固定挂耳33垂直固定在底壳99顶面。

所述的旋转结构93设有旋转带动杆931、扇形盘932、阻拦块933、衔接块934、扇形弧杆935、固定转轴936、固定螺块937、第一齿轮938、中心安装盘939、阻拦杆9310、第二齿轮9311、第一传动轴9312、第一传动皮带9313，所述的旋转带动杆931一端被联动轴32固定在连接板31上，所述的旋转带动杆931另一端和位于固定挂耳33正下方的扇形盘932的外弧固定在一起，所述的扇形盘932两侧安装有一个阻拦块933，所述的阻拦块933和阻拦杆9310活动触碰，所述的扇形盘932、中心安装盘939、第一齿轮938的圆心被固定转轴936贯穿，所述的固定转轴936两端固定在底壳99内壁，所述的扇形弧杆935设有两根以上并通过衔接块934衔接构成一个扇形圆，这个扇形圆的两边焊接有固定螺块937，所述的固定螺块937上固定安装有一个阻拦杆9310，所述的阻拦杆9310另一端固定在中心安装盘939，所述的第一齿轮938和位于其一侧第二齿轮9311啮合，所述的第二齿轮9311被第一传动轴9312贯穿后固定在底壳99内壁，所述的第一传动轴9312通过第一传动皮带9313和联动结构94传动连接。

所述的联动结构94设有联动转盘941、回形杆942、第二传动轴943、第一拉绳944，所述的联动转盘941位于往复机构95上方，所述的联动转盘941的正中间被第二传动轴943贯穿，而第二传动轴943的两端嵌于底壳99内壁，所述的联动转盘941偏离圆心的位置固定安装有一个回形杆942，所述的回形杆942和往复机构95机械连接，所述的第二传动轴943通过第一拉绳944和同步传动结构97活动连接，所述的同步传动结构97还通过第一传动皮带9313和位于其斜上方的第一传动轴9312传动连接。

所述的往复机构95设有u型缺口951、鱼尾转叶952、衔接柱953、一字旋转杆954、第三旋转轴955、绳子956，所述的鱼尾转叶952设有四片并且其首端固定在一起，两片所述的鱼尾转叶952之间的空间为u型缺口951，所述的u型缺口951中间设有一个衔接柱953，所述的衔接柱953上固定设有一字旋转杆954，所述的一字旋转杆954另一端被第三旋转轴955固定在底壳99内壁上，所述的第三旋转轴955通过绳子956和输出轴缠绕在一起；鱼尾转叶952还通过回形杆942和联动转盘941固定在一起电机7。

所述的同步传动结构97设有第一固定座971、线轮972、第二传动皮带973、第二线轮974、第二固定座975、同步转轴976、第一锥形轮977、第三传动皮带978。

所述的线轮972设有两个并通过第一固定座971水平固定在中间隔板96背对往复机构95的那侧面，所述的顶升机构98的正下方安装有一根同步转轴976，所述的同步转轴976的中间套有两个第一锥形轮977，所述的第一锥形轮977和顶升机构98啮合，所述的同步转轴976的两端通过第二传动皮带973和位于其正下方的第二线轮974连接，所述的第二线轮974设有两个并通过第二固定座975垂直焊接在底壳99内壁，两个所述的线轮974通过第三传动皮带978传动连接，所述的第一拉绳944一端和第二传动轴943系在一起，所述的第一拉绳944另一端和绕过两个线轮972和靠近中间隔板96的第二线轮974传动连接。

所述的顶升机构98设有环形顶板981、连接板982、螺旋上升装置983，所述的环形顶板981顶端里杆底端活动接触，所述的环形顶板981底端和连接板982正中间焊接在一起，所述的连接板982底部两侧安装有螺旋上升装置983，所述的螺旋上升装置983和第一锥形轮977啮合。

所述的螺旋上升装置983设有限位块9831、滑动块9832、第一小臂9833、第一联动块9834、橡胶块9835、万向柱9836、螺纹柱9837、第二小臂9838、第二锥形轮9839，所述的螺纹柱9837和同步转轴976互相垂直，所述的螺纹柱9837的底端固定安装有一个第二锥形轮9839，所述的第二锥形轮9839和第一锥形轮977垂直啮合，所述的螺纹柱9837的顶部安装有一个限位块9831并且其顶面和连接板982底面焊接在一起，所述的第一小臂9833一端通过滑动块9832和螺纹柱9837滑动配合，所述的螺纹柱9837上下两端皆套有一个滑动块9832，所述的滑动块9832位于限位块9831的下方，所述的第一小臂9833另一端通过第一联动块9834和万向柱9836机械连接，所述的万向柱9836上下两端皆安装有第一联动块9834，位于万向柱9836下方的第一联动块9834通过位于第二小臂9838下方的第二小臂9838和螺纹柱9837底端的滑动块9832固定在一起，所述的橡胶块9835胶接在底壳99的内壁并与万向柱9836相对，所述的万向柱9836和橡胶块9835通过弹簧弹性连接。

用夹取机械手1夹取防水材料，材料被夹取后，电机7运转，让一字旋转杆954发生旋转让鱼尾转叶952相继旋转，环形旋转具有反复的作用，不用电机7反转就可以让旋转结构93逆向旋转，反复进行推拉使得回形杆942拉动联动转盘941转动，带动与之固定的第二传动轴943旋转，同时带动同步传动结构97和第二齿轮9311旋转，联动转盘941是一个传动过渡元件也让第二传动轴943的转动比较稳定，不会发生偏移，同步传动结构97的同步转轴976的两端被第二传动皮带973同时带动，让第一锥形轮977的频率和转速同步，从而带动两个螺旋上升装置983同步平稳升降，与连接板982固定的环形顶板981被螺旋旋转上顶，继而将内杆92的里杆螺旋上升，实现高度上升，同时第一小臂9833、第二小臂9838拉直上升，弹簧被拉直，当里杆螺旋下降的时候，弹簧和万向柱9836会碰触到橡胶块9835，橡胶块9835具有缓冲的作用，与第二齿轮9311啮合的第一齿轮938可以也随之运转，齿轮传动结构更精细，不易出错，让与之固定的扇形盘932带动内杆92发生旋转，达到调节角度的目的，当旋转达到一定角度时，扇形盘932的阻拦块933会碰触阻拦杆9310，起到限位的作用，防止内杆因为反向垂直碰触底面让夹取机械手1损坏，而衔接块934、扇形弧杆935起到固定的作用，避免阻拦杆9310经过长期碰撞而发生松动或者歪斜，稳定性能较高，高度调节和角度调节更适合隧道防水材料的贴合。

本发明所述的电机7采用正反电路控制电机进行逆时针或顺时针进行旋转的设备。

本发明解决的问题是此种施工方法劳动强度大、搭建花费时间多，铺设效率低、人工搭接尺寸误差大，难以满足施工进度和施工质量的要求，本发明通过上述部件的互相组合，本发明采用夹取机械手1进行夹取防水布料，抓取牢固，不易发生松动或者掉落，通过联动结构94带动旋转结构93和顶升机构98运作，边上升和旋转，让上升的高度和隧道的半径等同儿后旋转铺料，不需要搭建支撑架，铺料花费的时间成本减少，采用机械进行旋转铺料，耗费时间短，劳动强度减弱，尺寸误差小，直接提高施工的效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。