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原文传递一种组件化桥梁混凝土裂缝注胶方法

专利名称：	一种组件化桥梁混凝土裂缝注胶方法
摘要：	本发明公开了一种组件化桥梁混凝土裂缝注胶方法。桥梁裂缝注胶人工作业影响裂缝治理的修补精度和效率。本发明采用的注胶机包括裂缝定位组件、裂缝清洁组件、裂缝封涂组件、第一裂缝注胶组件和第二裂缝注胶组件；本发明步骤：裂缝定位组件实现在工字梁上平移和旋转，并搭载其它组件；裂缝定位组件上安装裂缝清洁组件实现裂缝表面清洁；裂缝定位组件上安装裂缝封涂组件实现对裂缝表面的封缝胶涂抹；裂缝定位组件上安装第一裂缝注胶组件实现注胶嘴嵌入裂缝并粘在封缝胶上；裂缝定位组件上安装第二裂缝注胶组件实现将灌注器嵌入注胶嘴；灌注器自动将灌封胶由注胶嘴的中心孔注入裂缝中。本发明减少注胶治理工作对于工作人员的依赖性，注胶质量稳定。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	杭州电子科技大学
发明人：	张巨勇;王云;王荣;陈志平;李春光;李蓉
专利状态：	有效
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201810448454.3
公开号：	CN108643060A
代理机构：	杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙) 33240
代理人：	黄前泽
分类号：	E01D22/00(2006.01)I;E;E01;E01D;E01D22;E01D22/00
申请人地址：	310018 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街
主权项：	1.一种组件化桥梁混凝土裂缝注胶方法，其特征在于：该方法采用的组件化桥梁混凝土裂缝注胶机包括裂缝定位组件、裂缝清洁组件、裂缝封涂组件、第一裂缝注胶组件和第二裂缝注胶组件；所述的裂缝定位组件包括安装平台、空心转盘、第一齿轮、第一同步带、第一带轮、第一步进电机、第二带轮、滚筒、第一轴定位板、第一转轴、限位块、第二转轴、第二轴定位板、第三带轮、第三轴定位板、第三转轴、第二齿轮、第二同步带、第四带轮和第二步进电机；安装平台两端固定在两个空心转盘的外圈上，两个空心转盘的内圈固定在第一外围机架两侧；空心转盘的内圈与外圈构成旋转副；空心转盘的轴线水平设置；两个第一齿轮紧固在安装平台两端；第一步进电机的底座通过电机安装支架与第一外围机架固定，第一步进电机的输出轴与第二带轮紧固连接，第二带轮通过第一同步带与两个第一带轮连接；两个第一带轮紧固在平行且间距设置的两根第一转轴上；第一转轴水平设置，且垂直于空心转盘的轴线；第一转轴两端通过轴承与两侧的第一轴定位板分别形成转动副；第一轴定位板紧固在第一外围机架上；两个滚筒与两根第一转轴分别紧固；两根第二转轴间距设置，且均平行于第一转轴；第二转轴两端通过轴承与两侧的第二轴定位板分别形成转动副；第二轴定位板紧固在第一外围机架上；每根第二转轴上紧固有对称设置的两块限位块；第二步进电机的底座通过电机安装支架与第一外围机架固定，第二步进电机的输出轴与第四带轮紧固连接，第四带轮通过第二同步带与第三带轮连接；第三带轮紧固在第三转轴上，第三转轴两端通过轴承与两侧的第三轴定位板分别形成转动副；第三轴定位板紧固在第一外围机架上；两个第二齿轮紧固在第三转轴两端；两个第一齿轮与两个第二齿轮分别形成齿轮副；所述的裂缝清洁组件包括电动钢丝刷、挡板、高压水枪、清洁平台、第一丝杆支撑座、第一联轴器、第三步进电机、第一滚珠丝杠、第一光轴、第一螺母座、第一光轴支撑座、第二丝杆支撑座和第二外围机架；电动钢丝刷通过卧式轴承座与清洁平台形成转动副；高压水枪固定于清洁平台上，挡板位于高压水枪和电动钢丝刷之间；电动钢丝刷和高压水枪的轴线均竖直设置；清洁平台固定于第一螺母座上；第一螺母座与第一滚珠丝杠形成螺旋副，并与第一光轴构成滑动副；第一光轴与第一滚珠丝杠平行设置；第一光轴两端由第一光轴支撑座固定；第一光轴支撑座固定在第二外围机架上；第一滚珠丝杠两端分别与第一丝杆支撑座和第二丝杆支撑座构成转动副，第一丝杆支撑座和第二丝杆支撑座固定于第二外围机架上；第三步进电机的底座通过电机安装支架与第二外围机架固定，第三步进电机的输出轴通过第一联轴器与第一滚珠丝杠连接；所述的裂缝封涂组件包括第四步进电机、第二联轴器、第三丝杆支撑座、第二光轴、注胶针筒、注胶针筒安装板、顶杆、支撑杆、封涂安装板、第二螺母座、第一推杆电机、第一推杆电机安装支架、第四丝杆支撑座、第二光轴支撑座、封涂平台、第二滚珠丝杠和第三外围机架；封涂平台通过螺栓固定于第三外围机架上；两根第二光轴平行设置，第二光轴两端均通过第二光轴支撑座固定在封涂平台上；第四步进电机的底座固定在封涂平台上；第四步进电机的输出轴通过第二联轴器与第二滚珠丝杠连接；第二滚珠丝杠两端分别通过轴承与第三丝杆支撑座和第四丝杆支撑座构成转动副；第三丝杆支撑座和第四丝杆支撑座均固定在第三外围机架上；第二滚珠丝杠与第二光轴平行设置；第二螺母座固定在封涂安装板底面，且与第二滚珠丝杠构成螺旋副；第二螺母座两侧与两根第二光轴分别构成滑动副；注胶针筒固定于注胶针筒安装板上，注胶针筒轴线竖直设置；注胶针筒安装板通过螺栓固定于支撑杆上；支撑杆通过螺栓固定于封涂安装板顶面；顶杆固定于第一推杆电机的输出轴上，且与注胶针筒内壁构成滑动副；第一推杆电机的底座通过第一推杆电机安装支架固定在封涂安装板上；所述的第一裂缝注胶组件包括第一支撑座、第二推杆电机支架、注胶嘴、注胶嘴安装支架、第三光轴、第一支架轴承座、第二推杆电机、第五丝杆支撑座、注胶嘴顶块、第三推杆电机支架、第四光轴、第三光轴支撑座、第六丝杆支撑座、第三联轴器、第五步进电机、第三滚珠丝杠、第三推杆电机和第四外围机架；四个第一支撑座阵列固定于第四外围机架顶部；注胶嘴安装支架顶部开设有等距排布的多个注胶嘴安放孔，每个注胶嘴安放孔内放置一个注胶嘴；注胶嘴安放孔侧壁开设有取出槽口；注胶嘴开设有中心孔，中心孔的侧壁开设环形槽，且中心孔的底端设有锥度；第三光轴固定于注胶嘴安装支架底部；注胶嘴安装支架两端通过两侧的第一支架轴承座与第四外围机架分别形成转动副；第一支架轴承座的中心轴线与第三光轴的中心轴线平行且设有间距；第二推杆电机的输出轴输出端与第三光轴构成转动副；第二推杆电机的底座与第二推杆电机支架构成转动副；第二推杆电机的输出轴轴线倾斜朝上，且与水平面成锐角；第二推杆电机支架通过螺栓固定于第四外围机架上；第三推杆电机支架两端分别固定第三螺母座和第一滑动轴承座，第一滑动轴承座与第四光轴构成滑动副，第三螺母座与第三滚珠丝杠构成螺旋副；第四光轴通过两端的第三光轴支撑座固定于第四外围机架上；第三滚珠丝杠两端分别通过轴承与第五丝杆支撑座和第六丝杆支撑座构成转动副；第五丝杆支撑座和第六丝杆支撑座均固定在第四外围机架上；第三滚珠丝杠与第五步进电机的输出轴通过第三联轴器连接；第五步进电机的底座固定在第四外围机架上；注胶嘴顶块固定于第三推杆电机的输出轴上；第三推杆电机的底座固定在第三推杆电机支架上；所述的第二裂缝注胶组件包括第二支撑座、灌注器安装支架、第五光轴、第二支架轴承座、第四推杆电机、第四推杆电机安装支架、第五推杆电机安装支架、舵机、机械手臂、第六光轴、第四光轴支撑座、第六步进电机、第四联轴器、第七丝杆支撑座、第四滚珠丝杠、第五推杆电机、支撑块、固定杆、第八丝杆支撑座、灌注器和第五外围机架；四个第二支撑座阵列固定于第五外围机架顶部；第五光轴固定于灌注器安装支架上，灌注器安装支架侧部开设有等距排布的多个灌注器安置槽口，每个灌注器安置槽口内可拆卸连接有一个灌注器；灌注器安装支架两端通过第二支架轴承座分别与第五外围机架构成转动副；第四推杆电机的输出轴输出端与第五光轴构成转动副；第四推杆电机的底座与第四推杆电机安装支架构成转动副；第四推杆电机的输出轴轴线倾斜朝上，且与水平面成锐角；第四推杆电机安装支架通过螺栓固定于第五外围机架上；第五推杆电机安装支架两端分别固定第四螺母座和第二滑动轴承座；第二滑动轴承座与第六光轴构成滑动副，第四螺母座与第四滚珠丝杠构成螺旋副；第六光轴通过两端的第四光轴支撑座固定于第五外围机架上；第四滚珠丝杠两端分别通过轴承与第七丝杆支撑座和第八丝杆支撑座构成转动副；第七丝杆支撑座和第八丝杆支撑座均固定于第五外围机架上；第四滚珠丝杠与第六步进电机的输出轴通过第四联轴器连接；第六步进电机的底座固定在第五外围机架上；机械手臂的两个手爪由自带的舵机驱动开合；机械手臂的底座固定在第五推杆电机安装支架上，第五推杆电机的输出轴驱动机械手臂升降；机械手臂的每个手爪底部固定间距设置的两根固定杆，同一手爪上的两根固定杆底部与同一块支撑块固定；所述的灌注器包括针管、推杆、弹簧、压盖、拨块和推杆盖；针管的顶部设有环形凸起，底部与压盖固定；推杆的顶部与针管构成滑动副，且推杆顶部套有橡胶密封环；推杆穿过压盖的中心孔，压盖的中心孔处设有橡胶密封环；弹簧套置在推杆上，弹簧顶端由推杆的轴肩限位，底端由压盖限位；推杆中部设有间距排布的多个限位卡环；推杆的底部与推杆盖通过螺纹连接；两个拨块对称设置，拨块顶端与压盖铰接，底端对推杆中部的其中一个限位卡环限位；该方法具体如下：第一步，将裂缝定位组件的两个滚筒放置在工字梁顶部，滚筒轴线与工字梁长度方向垂直；裂缝定位组件平移：第一步进电机启动，驱动第二带轮旋转，通过第一同步带使得两个第一带轮旋转，从而驱动两根第一转轴和两个滚筒旋转，使得裂缝定位组件通过摩擦副实现在工字梁上的平移；裂缝定位组件安装平台旋转：启动第二步进电机，驱动第四带轮旋转，通过第二同步带使得第三带轮旋转，驱动第三转轴和两个第二齿轮旋转，第二齿轮与第一齿轮啮合传动使得安装平台旋转，安装平台旋转过程中第二转轴上的限位块压紧工字梁底部；第二步，将裂缝清洁组件的第二外围机架通过螺栓装配于裂缝定位组件的安装平台上，裂缝清洁组件和裂缝定位组件组成清洁模块；启动电动钢丝刷和高压水枪对裂缝进行清洁；裂缝清洁组件整体依靠裂缝定位组件实现平移；电动钢丝刷和高压水枪的独立平移过程：启动第三步进电机，驱动第一滚珠丝杠旋转，使得第一螺母座在第一滚珠丝杠上实现平移；清洁结束后，将裂缝清洁组件从裂缝定位组件上拆卸下来；第三步，首先将封缝胶注入注胶针筒；将裂缝封涂组件的第三外围机架通过螺栓装配于裂缝定位组件的安装平台上，裂缝封涂组件和裂缝定位组件组成封涂模块；启动第一推杆电机，驱动顶杆挤压注胶针筒，将封缝胶注入混凝土裂缝中；裂缝封涂组件整体依靠裂缝定位组件实现平移；注胶针筒的独立平移过程：启动第四步进电机，驱动第二滚珠丝杠旋转，使得第二螺母座在第二滚珠丝杠实现平移；封涂结束后，将裂缝封涂组件从裂缝定位组件上拆卸下来；第四步，首先在注胶嘴安装支架的各注胶嘴安放孔内放置注胶嘴；将第一裂缝注胶组件的第四外围机架通过螺栓装配于裂缝定位组件的安装平台上，第一裂缝注胶组件和裂缝定位组件组成第一注胶模块；启动第二推杆电机，驱动注胶嘴安装支架旋转至顶面水平后停止；启动第五步进电机驱动第三推杆电机支架使注胶嘴顶块中心轴线平移到与处于裂缝位置的注胶嘴中心孔中心轴线对齐，然后启动第三推杆电机，驱动注胶嘴顶块嵌入该注胶嘴的中心孔内，实现注胶嘴的初步定位；第二推杆电机反转，驱动注胶嘴安装支架反转，注胶嘴由取出槽口取出；第三推杆电机继续驱动注胶嘴顶块上升将注胶嘴推出至混凝土上，并粘在封缝胶上，实现注胶嘴的最终定位；最后，第三推杆电机反转，注胶嘴顶块收回；推下一个注胶嘴时，第五步进电机驱动第三推杆电机支架继续平移；第一裂缝注胶组件整体依靠裂缝定位组件实现平移；注胶嘴顶块的独立平移过程：启动第五步进电机，驱动第三滚珠丝杠旋转，使得第三推杆电机支架在第三滚珠丝杠上实现平移；第一裂缝注胶组件工作结束后，从裂缝定位组件上拆卸下；第五步，首先拉动与推杆螺纹连接的推杆盖，在灌注器中注入灌缝胶，注入完成后将推杆盖旋下；然后在灌注器安装支架的各灌注器安置槽口内分别卡入注好灌缝胶的灌注器；将第二裂缝注胶组件的第五外围机架通过螺栓装配于裂缝定位组件的安装平台上，第二裂缝注胶组件和裂缝定位组件组成第二注胶模块；启动第四推杆电机，驱动灌注器安装支架旋转至顶面水平后停止；启动第六步进电机驱动第五推杆电机安装支架使机械手臂中心轴线平移到与处于裂缝位置的灌注器中心轴线对齐；舵机驱动机械手臂闭合夹紧灌注器，然后启动第五推杆电机驱动机械手臂上升；接着，第四推杆电机反转，驱动灌注器安装支架反转，灌注器从灌注器安装支架的灌注器安置槽口内取出；第五推杆电机驱动机械手臂继续上升，直至灌注器到达粘在封缝胶上的注胶嘴位置，并将针管由注胶嘴中心孔底端的锥度面嵌入环形槽内，此时反向驱动舵机，使得机械手臂张开从而放开灌注器，同时驱动第五推杆电机，机械手臂继续上升直至两块支撑块将灌注器的两块拨块打开，使得灌注器自动将灌封胶由注胶嘴的中心孔注入裂缝中；最后，第五推杆电机反转，机械手臂收回；推下一个灌注器时，第六步进电机驱动第五推杆电机安装支架继续平移；第二裂缝注胶组件整体依靠裂缝定位组件实现平移；机械手臂的独立平移过程：启动第六步进电机，驱动第四滚珠丝杠旋转，使得第五推杆电机安装支架在第四滚珠丝杠上实现平移；第二裂缝注胶组件工作结束后，从裂缝定位组件上拆卸下。
所属类别：	发明专利