【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隧道专用机械设备，尤其涉及一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车。
技术介绍
1、交通运输基础设施建设的快速发展，大量的富水、破碎等复杂地质条件下的隧道建设急剧增加，为有效防止地层水渗涌入隧道内部，大都采用防水卷材(土工布、防水板)进行隧道防水，并通过施作钢筋混凝土二次衬砌以保证隧道在地层压力作用下支护和围岩结构的长期稳定。
2、目前，隧道土工布铺设主要是采用人工方法，首先将具有一定宽度的土工布卷材利用射钉固定于隧道一侧拱脚洞壁，然后多人将土工布紧贴于隧洞开挖轮廓并沿着环向铺设一定长度，采用利用射钉再次固定于隧道洞壁，直至土工布铺满整个二次衬砌施工范围。防水板铺设方法与土工布类似，不同之处为：①其固定方法是采用热熔方法将防水板粘贴于固定土工布的射钉尾端塑料片；②沿着隧道纵向不同幅防水板需进行环向热熔搭接，以保证防水板为完整无缝、无孔的整体结构，从而达到有效防水的目的。二衬钢筋包括环向主筋、纵向联络筋和箍筋，其安装方式为通过人工将定长环向筋与仰拱预留环向筋进行固接，通过改变环向筋的长度调整其在隧道径向的位置，进而利用人工对纵向筋和箍筋与环向筋进行焊接或绑扎，并最终形成二衬钢筋结构。
3、当前施工技术和方法存在的主要问题是：①由于土工布和防水板卷材较重且工人力量有限，只能减小土工布和防水板的单幅宽度以保证能够顺利安装，从而造成土工布环向拼缝较多，增加砂土流入防水板背后的几率，同时防水板环向热熔焊接缝撕裂漏水的可能性也大大增加；②由于隧道初次衬砌避免不平整，土工布和防水板必须进行适当松铺，但人
4、因此，亟需一种可实现自动完成超大宽幅防水卷材高质量安装、二衬钢筋精确定位、自动绑扎和接驳的隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，以解决上述问题，达到自动完成超大宽幅防水卷材高质量安装、二衬钢筋精确定位、自动绑扎和接驳的目的。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，包括：
3、主体支架，所述主体支架的底部设置有高度调节部，所述高度调节部的底部转动连接有若干滚轮，所述滚轮用于使主体支架沿隧道的开挖方向进行滑移；
4、防水卷材铺设单元，所述防水卷材铺设单元设置在所述主体支架上，所述防水卷材铺设单元的主要作用是将土工布与防水板依次铺设在隧道壁面上；
5、钢筋定位单元，所述钢筋定位单元设置在所述主体支架上，所述钢筋定位单元用于对隧道内沿隧道壁面的环纵钢筋进行位置定位，提高钢筋的铺设质量；
6、钢筋连接单元，所述钢筋连接单元设置在所述主体支架上，所述钢筋连接单元用于连接环向钢筋以及将沿隧道开挖方向的若干横向钢筋与若干环向钢筋进行捆扎，最终完成二衬钢筋的架设。
7、优选的，所述防水卷材铺设单元包括两组固定连接在所述主体支架两端的弧形轨道，所述弧形轨道与隧道的内壁相适配，两组所述弧形轨道上分别滑动连接有自走壳体，所述自走壳体与所述弧形轨道之间设置有移动驱动部，两组所述自走壳体之间转动连接有卷轴，所述卷轴水平设置，土工布或防水板分别固定套设在所述卷轴上，一所述自走壳体上固定连接有第一电机，所述第一电机的输出轴与所述卷轴的一端同轴线固定连接，两组所述自走壳体之间设置有自动固定部。
8、优选的，所述自动固定部包括固定连接在两组所述自走壳体之间的滑轨，所述滑轨水平设置，所述滑轨的底部滑动连接有两组机械臂，两组所述机械臂与所述滑轨之间设置有第一滑动驱动部，一所述机械臂的自由端可拆卸连接有射钉枪或热烘枪，另一所述机械臂的自由端连接有扫描枪，所述射钉枪用于在铺设土工布时射出专用射钉，将土工布钉在隧道壁面上，所述热烘枪用于在铺设防水板时烘烤专用射钉，将防水板与专用射钉进行粘接，所述扫描枪用于对隧道壁面进行扫描。
9、优选的，所述钢筋定位单元包括若干水平设置的支撑杆，若干所述支撑杆与所述主体支架之间分别设置有伸缩部，所述伸缩部用于调节支撑杆与隧道壁面之间的间距，所述支撑杆上设置有若干夹紧部，所述夹紧部用于夹紧环向钢筋，便于对环向钢筋进行精准定位。
10、优选的，所述伸缩部包括固定连接在所述主体支架上的若干外展液压缸，若干所述外展液压缸分别与隧道截面的径向方向重合，若干所述外展液压缸的伸缩端分别与所述支撑杆固定连接，所述支撑杆靠近所述外展液压缸的侧壁上固定连接有激光位移传感器，一所述外展液压缸的底部固定连接有镜面体，所述镜面体与所述激光位移传感器对应设置，所述激光位移传感器用于对外展液压缸的伸出长度进行监控。
11、优选的，所述夹紧部包括固定夹块和滑动夹块，所述固定夹块固定连接在所述支撑杆远离所述外展液压缸的侧壁上，所述滑动夹块滑动连接在所述支撑杆远离所述外展液压缸的侧壁上，所述固定夹块与所述滑动夹块之间设置有夹紧驱动组件，一所述环向钢筋对应设置在所述固定夹块与所述滑动夹块之间。
12、优选的，所述钢筋连接单元包括固定连接在所述主体支架上的两组内弧形轨道，两组所述内弧形轨道之间滑动连接有自走滑轨，所述自走滑轨通过第二移动驱动部与所述内弧形轨道传动连接，所述自走滑轨上滑动连接有基座，所述基座与所述自走滑轨之间设置有第二滑动驱动部，所述第二滑动驱动部用于使所述基座沿隧道的开挖方向移动，所述基座上设置有举升臂，所述举升臂的端部固定连接有旋紧壳体，所述旋紧壳体内设置有套丝旋紧部，所述套丝旋紧部用于将两环向钢筋的端部通过套管进行钢筋套丝连接，所述旋紧壳体上固定连接有钢筋捆扎机，所述钢筋捆扎机用于将环向钢筋与横向钢筋之间进行捆扎。
13、优选的，所述套丝旋紧部包括开设在所述旋紧壳体一侧的开口，所述开口的两相对侧壁上分别转动连接有夹紧轮，所述套管对应设置在两组所述夹紧轮之间，一所述夹紧轮的端部同轴线固定连接有第一皮带轮，所述旋紧壳体内固定连接有第二电机，所述第二电机的输出轴上固定套设有第二皮带轮，所述第一皮带轮和所述第二皮带轮之间绕接有皮带。
14、优选的，所述夹紧驱动组件包括转动连接在所述支撑杆内的丝杆，所述丝杆贯穿所述滑动夹块的底部且与所述滑动夹块传动连接，所述丝杆的一端固定套设有第二锥齿轮，所述固定夹块内转动连接有转杆，所述转杆的两端分别同轴线固定连接有手轮和第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮相啮合，所述手轮位于所述固定夹块的外侧。
15、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：高度调节部的主要作用是通过调整主体支架的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，其特征在于：所述防水卷材铺设单元包括两组固定连接在所述主体支架(1)两端的弧形轨道(2)，所述弧形轨道(2)与隧道的内壁相适配，两组所述弧形轨道(2)上分别滑动连接有自走壳体(3)，所述自走壳体(3)与所述弧形轨道(2)之间设置有移动驱动部，两组所述自走壳体(3)之间转动连接有卷轴(8)，所述卷轴(8)水平设置，土工布或防水板分别固定套设在所述卷轴(8)上，一所述自走壳体(3)上固定连接有第一电机(7)，所述第一电机(7)的输出轴与所述卷轴(8)的一端同轴线固定连接，两组所述自走壳体(3)之间设置有自动固定部。
3.根据权利要求2所述的一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，其特征在于：所述自动固定部包括固定连接在两组所述自走壳体(3)之间的滑轨(9)，所述滑轨(9)水平设置，所述滑轨(9)的底部滑动连接有两组机械臂(4)，两组所述机械臂(4)与所述滑轨(9)之间设置有第一滑动驱动部，一所述机械臂(4)的自由端可拆卸连
4.根据权利要求1所述的一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，其特征在于：所述钢筋定位单元包括若干水平设置的支撑杆(10)，若干所述支撑杆(10)与所述主体支架(1)之间分别设置有伸缩部，所述伸缩部用于调节支撑杆(10)与隧道壁面之间的间距，所述支撑杆(10)上设置有若干夹紧部，所述夹紧部用于夹紧环向钢筋，便于对环向钢筋进行精准定位。
5.根据权利要求4所述的一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，其特征在于：所述伸缩部包括固定连接在所述主体支架(1)上的若干外展液压缸(11)，若干所述外展液压缸(11)分别与隧道截面的径向方向重合，若干所述外展液压缸(11)的伸缩端分别与所述支撑杆(10)固定连接，所述支撑杆(10)靠近所述外展液压缸(11)的侧壁上固定连接有激光位移传感器(12)，一所述外展液压缸(11)的底部固定连接有镜面体(13)，所述镜面体(13)与所述激光位移传感器(12)对应设置，所述激光位移传感器(12)用于对外展液压缸(11)的伸出长度进行监控。
6.根据权利要求5所述的一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，其特征在于：所述夹紧部包括固定夹块(27)和滑动夹块(28)，所述固定夹块(27)固定连接在所述支撑杆(10)远离所述外展液压缸(11)的侧壁上，所述滑动夹块(28)滑动连接在所述支撑杆(10)远离所述外展液压缸(11)的侧壁上，所述固定夹块(27)与所述滑动夹块(28)之间设置有夹紧驱动组件，一所述环向钢筋对应设置在所述固定夹块(27)与所述滑动夹块(28)之间。
7.根据权利要求1所述的一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，其特征在于：所述钢筋连接单元包括固定连接在所述主体支架(1)上的两组内弧形轨道(36)，两组所述内弧形轨道(36)之间滑动连接有自走滑轨(35)，所述自走滑轨(35)通过第二移动驱动部与所述内弧形轨道(36)传动连接，所述自走滑轨(35)上滑动连接有基座(14)，所述基座(14)与所述自走滑轨(35)之间设置有第二滑动驱动部，所述第二滑动驱动部用于使所述基座(14)沿隧道的开挖方向移动，所述基座(14)上设置有举升臂(15)，所述举升臂(15)的端部固定连接有旋紧壳体(16)，所述旋紧壳体(16)内设置有套丝旋紧部，所述套丝旋紧部用于将两环向钢筋的端部通过套管进行钢筋套丝连接，所述旋紧壳体(16)上固定连接有钢筋捆扎机(23)，所述钢筋捆扎机(23)用于将环向钢筋与横向钢筋之间进行捆扎。
8.根据权利要求7所述的一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，其特征在于：所述套丝旋紧部包括开设在所述旋紧壳体(16)一侧的开口，所述开口的两相对侧壁上分别转动连接有夹紧轮(17)，所述套管对应设置在两组所述夹紧轮(17)之间，一所述夹紧轮(17)的端部同轴线固定连接有第一皮带轮(19)，所述旋紧壳体(16)内固定连接有第二电机(22)，所述第二电机(22)的输出轴上固定套设有第二皮带轮(20)，所述第一皮带轮(19)和所述第二皮带轮(20)之间绕接有皮带(21)。
9.根据权利要求6所述的一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，其特征在...
【技术特征摘要】
1.一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，其特征在于：所述防水卷材铺设单元包括两组固定连接在所述主体支架(1)两端的弧形轨道(2)，所述弧形轨道(2)与隧道的内壁相适配，两组所述弧形轨道(2)上分别滑动连接有自走壳体(3)，所述自走壳体(3)与所述弧形轨道(2)之间设置有移动驱动部，两组所述自走壳体(3)之间转动连接有卷轴(8)，所述卷轴(8)水平设置，土工布或防水板分别固定套设在所述卷轴(8)上，一所述自走壳体(3)上固定连接有第一电机(7)，所述第一电机(7)的输出轴与所述卷轴(8)的一端同轴线固定连接，两组所述自走壳体(3)之间设置有自动固定部。
3.根据权利要求2所述的一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，其特征在于：所述自动固定部包括固定连接在两组所述自走壳体(3)之间的滑轨(9)，所述滑轨(9)水平设置，所述滑轨(9)的底部滑动连接有两组机械臂(4)，两组所述机械臂(4)与所述滑轨(9)之间设置有第一滑动驱动部，一所述机械臂(4)的自由端可拆卸连接有射钉枪(33)或热烘枪(34)，另一所述机械臂(4)的自由端连接有扫描枪(37)，所述射钉枪(33)用于在铺设土工布时射出专用射钉，将土工布钉在隧道壁面上，所述热烘枪(34)用于在铺设防水板时烘烤专用射钉，将防水板与专用射钉进行粘接，所述扫描枪(37)用于对隧道壁面进行扫描。
4.根据权利要求1所述的一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，其特征在于：所述钢筋定位单元包括若干水平设置的支撑杆(10)，若干所述支撑杆(10)与所述主体支架(1)之间分别设置有伸缩部，所述伸缩部用于调节支撑杆(10)与隧道壁面之间的间距，所述支撑杆(10)上设置有若干夹紧部，所述夹紧部用于夹紧环向钢筋，便于对环向钢筋进行精准定位。
5.根据权利要求4所述的一种隧道防水卷材和二衬钢筋智能自动铺设台车，其特征在于：所述伸缩部包括固定连接在所述主体支架(1)上的若干外展液压缸(11)，若干所述外展液压缸(11)分别与隧道截面的径向方向重合，若干所述外展液压缸(11)的伸缩端分别与所述支撑杆(10)固定连接，所述支撑杆(10)靠近所述外展液压缸(11)的侧壁上固定连接有激光位移传感器(12)，一所述外展液压缸(11)的底部固定连接有镜面体(13)，所述镜面体(13)与所述激光位移传感器(12)对应设置，所述激光位移传感器(12)用于对外展液压缸(11)的伸出长度进行监控。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张强，吴培楠，吴晓锁，代万里，时林坡，王红英，韩贵雷，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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