一种曲面连续凿毛设备的制作方法

本发明涉及铁路隧道施工领域，具体涉及一种曲面连续凿毛设备。

背景技术：

1、我国是世界上隧道工程最多、最复杂、发展最快的国家，随着我国交通事业的快速发展，高等级公路、铁路建设步伐的加速，其中对隧道进行维护和修理工作显得尤为重要。为保证在有限的“天窗”时间内实现隧道病害的快速整治、降低灾害治理成本，因此保证隧道的施工质量和提高施工效率是非常有必要的。

2、在既有线铁路病害整治中的凿毛方法分为人工凿毛和机械化凿毛。人工凿毛需要人工手持工具在隧道表面凿毛，凿毛效果参差不齐、效率低且安全风险大；采用机载式的机械化凿毛机由于隧道曲率限制一般只能用一排的凿毛头进行凿毛作业，在一定程度上提高了施工效率，但急需一种可用于既有线铁路隧道的自适应凿毛装置，以满足既有线铁路隧道病害整治高效、高质量的凿毛作业需求。

3、在实际工程实践中，存在以下问题：

4、一、现有技术的凿毛机不能实现大面积的凿毛作业；单纯的提高凿毛机尺寸反而妨害了凿毛机的灵活性；同时无法实现凿毛机的连续作业。

5、二、现有技术的凿毛机如果增加了灵活性、稳定性会相应降低。

6、三、现有技术中的凿毛作业时易产生灰尘，对于隧道灰尘一般采用单独的喷淋设备，然而这需要增加转用的喷淋车等，成本较高，且额外的喷淋会存在时间延迟，即灰尘蔓延后才得以喷淋。

7、四、现有技术的凿毛机、往往针对平面作业，针对曲面作业的技术并未成熟。

技术实现思路

1、为了克服上述问题，本发明提出同时解决上述多种问题的方案。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种曲面连续凿毛设备，包括凿毛控制杆、凿毛总成；其中所述凿毛控制杆包括伸缩油缸、伸缩本体、旋转驱动机构、主连杆、延长杆、延伸板；所述凿毛总成包括凿毛单元、多级伸缩杆；所述凿毛单元分为主凿毛单元、连接凿毛单元、卡合凿毛单元；每个凿毛单元均包括凿毛头、凿毛支架、雾化喷淋头、导向轮、导向轮支架；

3、其中所述伸缩本体可在所述伸缩油缸中伸缩，所述伸缩本体为圆杆，圆杆上设有平面部，所述平面部的两端各设置有一个延伸板，两个延伸板之间设置有所述主连杆，所述旋转驱动机构驱动所述主连杆转动；所述主连杆上设置有四个延长杆；四个延长杆连接所述主凿毛单元；

4、所述主凿毛单元两侧各转动连接有一个连接凿毛单元，两个连接凿毛单元的外侧各转动连接有一个卡合凿毛单元，其中一个卡合凿毛单元上设置有两个卡接块、另一个卡合凿毛单元上设置有两个卡合槽；主凿毛单元与连接凿毛单元之间通过多级伸缩杆控制转动，卡合凿毛单元与连接凿毛单元之间通过多级伸缩杆控制转动，从而实现五个凿毛单元的展开与围拢，在围拢状态下，所述卡接块卡合入所述卡合槽中；

5、在每个凿毛单元中，所述凿毛支架构成为块状，所述凿毛支架上设置有若干个凿毛头以及三个雾化喷淋头，所述凿毛支架上还设置有导向轮支架；所述导向轮支架包括上板、下板以及弹性模块，弹性模块设置在上板与下板之间，所述下板上设置有轮架，所述轮架上设置有所述导向轮。

6、优选的，所述旋转驱动机构包括齿轮组、驱动马达。

7、优选的，所述齿轮组包括主动齿轮、从动齿轮。

8、优选的，所述驱动马达驱动所述主动齿轮转动。

9、优选的，所述从动齿轮连接所述主连杆。

10、优选的，所述多级伸缩杆数量为八。

11、优选的，每个凿毛单元上设置有两个导向轮支架。

12、优选的，所述凿毛头呈三排布置。

13、优选的，相邻两排的凿毛头相互错开。

14、优选的，相邻两个凿毛单元之间设置有枢接结构。

15、本发明的有益效果是：

16、发明点一、针对背景技术提出的第一点，采用了方案一，构建了一种多模块凿毛设备，主凿毛单元两侧各连接一个连接凿毛单元，连接凿毛机外侧连接卡合凿毛单元，各凿毛单元之间铰接连接，且通过伸缩杆推动相互转动；各凿毛单元构成的整体单元包括展开与围拢两个状态，在展开状态提供了一种可实现大面积凿毛作业的凿毛设备；在围拢状态可以实现更灵活、小面积的凿毛作业；从而兼顾了大面积的凿毛作业与灵活性。

17、发明点二、针对背景技术提出的第一点，采用了方案二解决连续性问题，通过滑轮以及滑轮支架的设计，在滑轮抵靠作业面时实现定位执行凿毛作业，通过滑轮支架确定上述定位的定位距离；且在更换作业位置时，借助滑轮滑动即可，无需脱离工作位，从而实现了连续作业。

18、发明点三、针对背景技术提出的第二点，设计了两个卡合凿毛机，在凿毛设备围拢状态下，两个卡合凿毛机相互卡合，从而实现了围拢状态下的稳定性，从而兼顾了灵活性与稳定性。

19、发明点四、针对背景技术提出的第三点，在凿毛机中集成了喷淋结构，由于集成喷淋结构后、喷淋配件如管路、水箱(水箱可选的设置在执行端或者远端)等的设置问题，因此通过延伸板、延长杆两组结构实现了二次延伸、构建成两级延伸结构支撑起执行杆与凿毛设备之间的更大空间。

20、发明点五、针对背景技术提出的第四点，凿毛控制杆可通过伸缩油缸和旋转驱动机构带动凿毛总成实现两种运动功能“位置移动和旋转”，可实现凿毛总成更换工作位置时工作表面始终贴合隧道曲面，保证凿毛的质量和效率。

技术特征：

1.一种曲面连续凿毛设备，其特征在于：包括凿毛控制杆、凿毛总成；其中所述凿毛控制杆包括所述伸缩油缸、所述伸缩本体、旋转驱动机构、主连杆、延长杆、延伸板；所述凿毛总成包括凿毛单元、多级伸缩杆；所述凿毛单元分为主凿毛单元、连接凿毛单元、卡合凿毛单元；每个凿毛单元均包括凿毛头、凿毛支架、雾化喷淋头、导向轮、导向轮支架；

2.根据权利要求1所述的一种曲面连续凿毛设备，其特征在于：所述旋转驱动机构包括齿轮组、驱动马达。

3.根据权利要求2所述的一种曲面连续凿毛设备，其特征在于：所述齿轮组包括主动齿轮、从动齿轮。

4.根据权利要求3所述的一种曲面连续凿毛设备，其特征在于：所述驱动马达驱动所述主动齿轮转动。

5.根据权利要求4所述的一种曲面连续凿毛设备，其特征在于：所述从动齿轮连接所述主连杆。

6.根据权利要求1所述的一种曲面连续凿毛设备，其特征在于：所述多级伸缩杆数量为八。

7.根据权利要求1所述的一种曲面连续凿毛设备，其特征在于：每个凿毛单元上设置有两个导向轮支架。

8.根据权利要求1所述的一种曲面连续凿毛设备，其特征在于：所述凿毛头呈三排布置。

9.根据权利要求8所述的一种曲面连续凿毛设备，其特征在于：相邻两排的凿毛头相互错开。

10.根据权利要求1所述的一种曲面连续凿毛设备，其特征在于：相邻两个凿毛单元之间设置有枢接结构。

技术总结
一种曲面连续凿毛设备，包括凿毛控制杆、凿毛总成；其中所述凿毛控制杆包括伸缩油缸、伸缩本体、旋转驱动机构、主连杆、延长杆、延伸板；所述凿毛总成包括凿毛单元、多级伸缩杆；所述凿毛单元分为主凿毛单元、连接凿毛单元、卡合凿毛单元；每个凿毛单元均包括凿毛头、凿毛支架、雾化喷淋头、导向轮、导向轮支架。

技术研发人员：彭学军,罗灿,刘化平,刘云龙,汤宇,魏波,刘翔,陈武林,史小龙,尹来容,涂宇,占金青,李靓,李强,鲁新,凌涛
受保护的技术使用者：中铁五局集团第一工程有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16