一种隧道防水施工热熔衬垫自动射钉固定装置

1.本发明属于隧道防水施工技术领域，具体涉及一种隧道防水施工热熔衬垫自动射钉固定装置。


背景技术：

2.隧道防水施工过程中，首先需要在初期支护混凝土基面上铺设土工布缓冲层，并使用热熔衬垫为压紧件使用射钉将土工布锚定在初期支护上。热熔衬垫射钉固定要求具有足够的强度，不漏点位。
3.目前，热熔衬垫在初期支护面上对土工布的固定是通过工人手工操作完成的。在完成土工布的铺设后，工人首先根据施工要求以梅花形定距划定热熔衬垫锚定的定位，然后手动拿取热熔衬垫定点贴紧土工布并将其压紧在混凝土面上，工人再手持射钉枪，将枪口垂直对正热熔衬垫的中心并扣动扳机，触发射钉动作，从而将热熔衬垫压紧土工布，固定在初期支护表面上。
4.随着隧道施工装置自动化程度要求越来越高，以及土工布自动铺设台车的出现及成熟，热熔衬垫手动定位和射钉固定的人工操作方式由于一致性差，效率低，已不能满足要求。因此有必要设计一种土工布热熔衬垫自动射钉固定装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种隧道防水施工热熔衬垫自动射钉固定装置。实现隧道土工布铺设后自动台车进行全自动上料、射钉固定土工布缓冲层。全自动操作、施工质量高，可配合隧道台车实现隧道施工的自动化改造。
6.本发明是通过以下技术方案实现的：
7.一种隧道防水施工热熔衬垫自动射钉固定装置，包括活动部进给机构、射钉枪保险处理机构、射钉枪固定机构、热熔衬垫定位待机机构、热熔衬垫输送机构、热熔衬垫储料机构和射钉枪；
8.所述活动部进给机构包括基础面板、滑盒、活动部动力机构及活动部导向机构；所述活动部动力机构位于滑盒的侧部，用于驱动滑盒沿活动部导向机构上下滑动；
9.所述射钉枪保险处理机构，包括击发辅助气缸、击发辅助滑板和顶枪板，所述击发辅助气缸固定安装在滑盒侧壁上，所述击发辅助滑板通过辅助导轨滑动安装在滑盒侧壁上，以使击发辅助滑板能够沿辅助导轨上下滑动；击发辅助气缸的动作端与所述击发辅助滑板连接，进而击发辅助气缸能够驱动击发辅助滑板上下滑动；所述顶枪板安装在滑盒的底部，用于为射钉枪保险取消提供硬挡；
10.所述射钉枪安装在击发辅助滑板上；
11.所述热熔衬垫定位待机机构安装在滑盒的底部，包括安装在滑盒底面上的衬垫待机位板及对称安装在衬垫待机位板上的两个卡簧片，卡簧片在热熔衬垫进入待机位板时被向两侧撑开，并依靠卡簧片的内括形状通过恢复力对进入的热熔衬垫完成夹紧定位；
12.所述热熔衬垫存储机构，包括衬垫存储桶和压料执行机构，热熔衬垫叠存储于衬垫存储桶中，由压料执行机构将衬垫存储桶中的热熔衬垫持续柔性下压；
13.所述热熔衬垫输送机构安装在基础面板上，包括衬垫输送动力机构和衬垫输送导向机构，用于为衬垫存储桶到衬垫待机位板的输送提供动力和导向。
14.在上述技术方案中，所述活动部动力机构位于滑盒的侧部，包括安装在基础面板上的主气缸座和安装在主气缸座上的主推送气缸，主推送气缸的顶部通过连接块与滑盒连接，进而通过主推送气缸可驱动滑盒上下运动。
15.在上述技术方案中，所述活动部导向机构的数量为多个，安装在滑盒的侧部，用于为滑盒提供滑动导向；所述活动部导向机构包括竖直安装在基础面板上的直线导轨和安装在直线导轨上的滑块，滑块与滑盒固定连接。
16.在上述技术方案中，所述射钉枪通过射钉枪固定机构安装在击发辅助滑板上，射钉枪固定机构包括枪身固定机构和手柄固定机构两部分；枪身固定机构包括枪身垫板和枪身压板，枪身垫板固定安装在击发辅助滑板内壁上，枪身通过螺栓固定安装在枪身垫板上，所述枪身压板为三面框架形状，固定在枪身垫板上，将射钉枪的枪身包围住；所述手柄固定机构包括手柄支撑垫板和手柄压板，手柄支撑垫板通过螺栓固定安装在击发辅助滑板上，手柄压板为三面框架形状，手柄压板固定在手柄支撑垫板上，将射钉枪的手柄压紧在手柄支撑垫板上。
17.在上述技术方案中，所述衬垫压料机构，包括压料气缸、压料气缸安装架、连接臂、压料柱和弹簧，所述压料气缸安装架竖向架设在基础面板上，压料气缸竖向安装在压料气缸安装架上，连接臂的一端与压料气缸的动滑台连接，压料柱竖直贯穿安装在连接臂的另一端，在压料柱的底部设置有一圆盘，所述弹簧套装在压料柱上并位于圆盘和连接臂之间，用于为压料柱提供向下的弹力；并且压料柱位于衬垫存储桶中，用于对衬垫存储桶中的热熔衬垫持续柔性下压。
18.在上述技术方案中，所述衬垫输送导向机构包括衬垫固定滑道和衬垫随动滑道，衬垫固定滑道安装在储料部垫板上，储料部垫板装配在基础面板上并位于所述衬垫存储桶底部，衬垫随动滑道固定在衬垫待机位板上，随着滑盒上下移动；待机情况下衬垫固定滑道和衬垫随动滑道对齐，提供热熔衬垫的导向通道；所述衬垫输送动力机构包括输送气缸，输送气缸的滑动部分上装配连接板，连接板前端连接衬垫推送板，衬垫推送板用于将衬垫存储桶中的热熔衬垫沿导向通道推送至衬垫待机位板的两个卡簧片之间。
19.隧道防水施工热熔衬垫自动射钉固定装置的工作方法如下：
20.首先，热熔衬垫输送机构的输送气缸启动，驱动衬垫推送板移动，衬垫推送板以衬垫存储桶下端的缺口为导向推动衬垫存储桶中最底层的热熔衬垫，使热熔衬垫沿着对齐的衬垫固定滑道和衬垫随动滑道推送到衬垫待机位板上的两片卡簧片之间，并被夹紧；之后，输送气缸带动连接板和衬垫推送板恢复到初始状态；
21.然后，主推送气缸启动，驱动滑盒以活动部导向机构为导向穿过基础面板上的孔位向下伸出到设定行程；
22.之后，击发辅助气缸启动，推动击发辅助滑板，击发辅助滑板带着固定在其上的射钉枪向前进给，射钉枪前端抵压顶枪板，自动解除射钉保险；
23.之后，控制系统控制射钉枪击发；
24.之后，辅助气缸和主推送气缸受控缩回，装置恢复初始状态，至此一个工作流程结束。
25.本发明的优点和有益效果为：
26.1.本发明配置射钉枪保险处理机构，保证市场上大多数的连续安全射钉枪能够适用于本装置。
27.2.射钉枪固定结构采用枪身和手柄双固定，并适配异形垫板稳定支撑固定射钉枪，为射钉枪提供了稳定可靠支撑，解决了主机装置动作过程中对射钉枪稳定性的影响。
28.3.设计了热熔衬垫定位待机机构，采用卡簧片弹性固定热熔衬垫，并能产生自适应定位功能，保证热熔衬垫在待机工位处于设定位置。
29.4.连接板与衬垫推送板采用分离式方孔方轴连接，推送弯板提供对副板的动力，副板的导向由衬垫存储桶提供，动力和导向的分离避免了因为加工精度造成的推送弯板变形导致的与储料筒摩擦卡死问题。
30.5.衬垫压料采用气缸动力输出与螺旋压簧调整的双压力协调输出方案，保证对储料筒内的热熔衬垫的压力适度可调，避免了压力太小造成的衬垫倾斜卡顿在储料筒上，以及压力太大造成的衬垫推送困难等问题。
31.本发明实现了隧道土工布铺设后自动台车进行全自动上料、射钉固定土工布缓冲层，全自动操作、施工质量高，可配合隧道台车实现隧道施工的自动化改造。
附图说明
32.图1是本发明的隧道防水施工热熔衬垫自动射钉固定装置的结构示意图。
33.图2是本发明的隧道防水施工热熔衬垫自动射钉固定装置的另一视角的结构示意图。
34.图3是本发明的隧道防水施工热熔衬垫自动射钉固定装置的背面视角的结构示意图。
35.图4是本发明的隧道防水施工热熔衬垫自动射钉固定装置的俯视图。
36.图5是本发明的隧道防水施工热熔衬垫自动射钉固定装置去掉热熔衬垫储料机构和射钉枪后的结构示意图。
37.图6是本发明中的热熔衬垫输送机构的局部放大结构图。
38.图7是本发明的隧道防水施工热熔衬垫自动射钉固定装置的侧面视角的结构示意图。
39.对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
40.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
41.本发明提供一种隧道防水施工热熔衬垫自动射钉固定装置，如图所示，包括活动部进给机构、射钉枪保险处理机构、射钉枪固定机构、热熔衬垫定位待机机构、热熔衬垫输送机构、热熔衬垫储料机构和射钉枪。
42.所述活动部进给机构包括基础面板101、滑盒102、活动部动力机构103及活动部导向机构104。参见附图3，所述活动部动力机构103位于滑盒102的侧部，包括安装在基础面板101上的主气缸座1031和安装在主气缸座1031上的主推送气缸1032，主推送气缸1032的顶部通过连接块1033与滑盒102连接，进而通过主推送气缸1032可驱动滑盒102上下运动。所述活动部导向机构104的数量优选为3个，参见附图3，3个活动部导向机构104分别安装在滑盒102的上侧及右侧(上侧设置一个，右侧设置两个)，滑盒102在活动部动力机构103的驱动下能够沿活动部导向机构104上下滑动。具体的讲，参见附图3，所述活动部导向机构104包括竖直安装在基础面板101上的直线导轨1041和安装在直线导轨1041上的滑块1042，滑块1042与滑盒102固定连接，进一步的说在直线导轨1041和基础面板101之间还设置有加强筋板1043，保证直线导轨1041的稳定性。
43.所述射钉枪保险处理机构，包括击发辅助气缸201、击发辅助滑板202和顶枪板203，所述击发辅助气缸201固定安装在滑盒102侧壁上，击发辅助气缸201的动作端朝下设置；所述击发辅助滑板202通过辅助导轨204滑动安装在滑盒102侧壁上，以使击发辅助滑板202能够沿辅助导轨204上下滑动；击发辅助气缸201的动作端与所述击发辅助滑板202通过螺栓连接，进而击发辅助气缸201可以驱动击发辅助滑板202上下滑动；所述顶枪板203安装在滑盒102的底部，用于为射钉枪保险取消提供硬挡。
44.所述射钉枪固定机构安装在击发辅助滑板202上，包括枪身固定机构和手柄固定机构两部分，可将射钉枪7固定在击发辅助滑板202上，对射钉枪7形成稳定可靠的固定。
45.具体的讲，枪身固定机构包括枪身垫板3011和枪身压板3012(见图5)，枪身垫板3011通过螺栓固定安装在击发辅助滑板202内壁上，枪身通过螺栓固定安装在枪身垫板3011上，所述枪身压板3012为三面框架形状，固定在枪身垫板3011上，将射钉枪7的枪身包围住；所述手柄固定机构包括手柄支撑垫板3021和手柄压板3022，手柄支撑垫板3021通过螺栓固定安装在击发辅助滑板202上，手柄压板3022为三面框架形状，手柄压板3022固定在手柄支撑垫板3021上，将射钉枪7的手柄压紧在手柄支撑垫板3021上。
46.参见附图5和6，所述热熔衬垫定位待机机构安装在滑盒102的底部，包括安装在滑盒102底面上的衬垫待机位板401及对称安装在衬垫待机位板401上的两个卡簧片402，卡簧片402在热熔衬垫进入待机位板时被向两侧撑开，并依靠卡簧片的内括形状通过恢复力对进入的热熔衬垫完成夹紧定位。
47.参见附图5和6，所述热熔衬垫输送机构安装在基础面板101上，包括衬垫输送动力机构501和衬垫输送导向机构502，用于为衬垫存储桶601到衬垫待机位板401的输送提供动力和导向。其中，所述衬垫输送动力机构501中的输送气缸5011固定在基础面板101上，输送气缸5011的滑动部分上装配连接板5012，连接板5012前端设有方孔，与衬垫推送板5013一端的方轴形成配合；所述衬垫输送导向机构502中的储料部垫板5023装配在基础面板101上，其上装配衬垫固定滑道5021，衬垫随动滑道5022固定在衬垫待机位板401上，随着滑盒上下移动；正常待机情况下衬垫固定滑道5021和衬垫随动滑道5022对齐，提供热熔衬垫的导向通道。
48.所述热熔衬垫存储机构，包括衬垫存储桶601和压料执行机构602，衬垫存储桶601安装在储料部垫板5023上，热熔衬垫层叠存储于存储桶601中，由压料执行机构602将衬垫存储桶601中的热熔衬垫持续柔性下压。具体的讲，参见附图7，所述衬垫压料机构602，包括
压料气缸6021、压料气缸安装架6022、连接臂6023、压料柱6024和弹簧6025，所述压料气缸安装架6022竖向架设在基础面板101上，压料气缸6021竖向安装在压料气缸安装架6022上，连接臂6023的一端与压料气缸6021的动滑台连接，压料柱6024竖直贯穿安装在连接臂6023的另一端(连接臂6023上设置有用于安装压料柱6024的通孔)，在压料柱6024的底部设置有一圆盘6026，所述弹簧6025套装在压料柱6024上并位于圆盘6026和连接臂6023之间，用于为压料柱6024提供向下的弹力；并且压料柱6024位于衬垫存储桶601中，用于对衬垫存储桶601中的热熔衬垫持续柔性下压。
49.隧道防水施工热熔衬垫自动射钉固定装置的工作方法如下：
50.首先，热熔衬垫输送机构的输送气缸5011启动，驱动衬垫推送板5013移动，衬垫推送板5013以衬垫存储桶601下端的缺口为导向推动衬垫存储桶601中最底层的热熔衬垫，使热熔衬垫沿着对齐的衬垫固定滑道5021和衬垫随动滑道5022推送到衬垫待机位板401上的两片卡簧片402中，并被夹紧；之后，输送气缸5011带动连接板5012和衬垫推送板5013恢复到初始状态。
51.然后，主推送气缸1032启动，驱动滑盒102以活动部导向机构104为导向穿过基础面板101上的孔位向下伸出到设定行程。
52.之后，击发辅助气缸201启动，推动击发辅助滑板202，击发辅助滑板202带着固定在其上的射钉枪7向前进给，射钉枪7前端抵压顶枪板203，自动解除射钉保险。
53.之后，控制系统控制射钉枪击发。
54.之后，辅助气缸201和主推送气缸1032受控缩回，装置恢复初始状态，至此一个工作流程结束。
55.为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
56.而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
57.以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。