CN110258441A - 碳纤维布加固航道护岸的自动修复机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械设备技术领域，公开了一种碳纤维布加固航道护岸的自动修复机，包括外部固定支撑模块和内部行走施工模块，外部固定支撑模块包括固定板、连接杆和支撑板，固定板的上端伸出连接杆且设有配重块，连接杆为伸缩杆，连接杆上设有控制连接杆伸缩的第一液压机，支撑板上安装有轨道，行走施工模块与轨道滑动连接，行走施工模块包括行走小车，行走小车上设有位于轨道内的滑轮，行走小车远离支撑板的一端设有清理***、出胶***和出碳纤维布***。通过固定板、连接杆和支撑板的设置，行走小车可悬于航道护岸的外壁处，固定板和连接杆对行走小车进行支撑，从而使得行走小车能够对竖直面上的航道护岸进行修复。

Description

碳纤维布加固航道护岸的自动修复机

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，特别涉及一种碳纤维布加固航道护岸的自动修复机。

背景技术

长三角地区内河航道建造了大量直立式护岸，经长期使用及船行波和水流作用，出现了一定程度的破损。在现代社会中对航道护岸的补强加固技术进行开发研究已显得非常必要，且具有重要的社会效益和巨大的经济效益。

碳纤维增强复合材料(CarbonFiber-ReinforcedPolymer，简称CFRP)是由增强纤维材料,如玻璃纤维,碳纤维,芳纶纤维等,与基体材料经过缠绕,模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。由于碳纤维增强复合材料具有如下特点：（1）比强度高，比模量大；（2）材料性能具有可设计性；（3）抗腐蚀性和耐久性能好；（4）热膨胀系数与混凝土的相近。这些特点使得CFRP材料能满足现代结构向大跨、重载、轻质高强以及在恶劣条件下工作发展的需要，同时也能满足现代建筑施工工业化发展的要求，因此被越来越广泛地应用于各种民用建筑、桥梁、公路、海洋、水工结构以及地下结构等领域中。

公告号为CN105862660B的中国专利公开了一种碳纤维布加固高桩码头梁式构件的全自动施工机，包括外部固定支撑模块和内部行走施工模块，外部固定支撑模块用于将设备固定于梁式构件上，并为内部行走施工模块提供支撑，所述外部固定支撑模块包括液压杆固定装置、支撑底板和外部固定支撑模块箱壁，所述支撑底板相对的两侧上均安装有外部固定支撑模块箱壁，面面相对的外部固定支撑模块箱壁的顶部均安装有液压杆固定装置；该装置可以实现全程自动施工，无需控制，施工稳定方便且快捷。克服了对高桩码头梁式构件进行人工加固修复工作困难且危险的问题，使得用碳纤维布对高桩码头梁式构件的加固得以方便有效的实施。

上述的全自动施工机能够对梁式构件进行修复，但是对航道护岸进行修复时，航道护岸的表面为竖直面，梁式构件的表面为水平面。上述装置难以安装，不便修复航道护岸。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳纤维布加固航道护岸的自动修复机，具有方便修复航道护岸的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种碳纤维布加固航道护岸的自动修复机，包括外部固定支撑模块和内部行走施工模块，所述外部固定支撑模块包括固定板、连接杆和支撑板，固定板和连接杆的一端垂直相连，支撑板与连接杆的另一端垂直固定相连，所述固定板的上端伸出连接杆且设有配重块，所述连接杆为伸缩杆，所述连接杆上设有控制连接杆伸缩的第一液压机，所述支撑板上安装有轨道，所述行走施工模块与轨道滑动连接，所述行走施工模块包括行走小车，行走小车上设有位于轨道内的滑轮，所述行走小车远离支撑板的一端设有清理***、出胶***和出碳纤维布***。

通过采用上述技术方案，航道护岸的上端一般都会高出地面形成防洪墙。固定板的下端夹持在防洪墙的侧面，连接板位于防洪墙的上方，防洪墙对连接板进行支撑。支撑板悬在航道护岸的外侧，行走小车与航道护岸的破碎处正对。配重块对行走小车进行平衡，第一液压机启动，连接板收缩，使得行走小车与航道护岸的外壁抵触。行走小车启动，沿轨道运行，行走小车上的清理***对航道护岸进行清理，出胶***喷胶，出碳纤维布***排出碳纤维布在航道护岸表面铺出航道护岸。通过固定板、连接杆和支撑板的设置，行走小车可悬于航道护岸的外壁处，固定板和连接杆对行走小车进行支撑，从而使得行走小车能够对竖直面上的航道护岸进行修复。

进一步的，所述支撑板包括支撑底板和可伸缩机械臂，所述可伸缩机械臂上连有与连接杆相连的第二液压机，所述支撑底板与可伸缩机械臂远离第二液压机的一端相连，所述轨道安装于支撑底板上。

通过采用上述技术方案，第二液压机可带动可伸缩机械臂上下运动，从而可带动支撑底板上下运动，支撑底板带动行走小车上下运动，从而可调节行走小车的位置高度，以对不同高度的航道护岸进行修复。

进一步的，所述支撑板的下端固定有与连接杆相平行的保护板，所述保护板远离支撑板的端部开设有内凹的保护槽，所述保护槽内滑动连接有抗压板，所述抗压板与保护槽的底部之间设有保护弹簧。

通过采用上述技术方案，第一液压机带动连接杆伸缩，从而调节行走小车与航道护岸之间的距离，第一液压机带动支撑板和保护板朝向航道护岸运动。抗压板与航道护岸抵触，抗压板压动保护弹簧，抗压板收缩，直至抗压板无法运动，此时，第一液压机无法继续带动连接杆收缩。抗压板和保护板对行走小车进行保护，防止行走小车与航道护岸之间的压力过大导致行走小车损坏。

进一步的，所述保护槽的底部设有压力传感器，所述保护弹簧的端部与压力传感器抵触，所述压力传感器与第一液压机电连接。

通过采用上述技术方案，抗压板与航道护岸抵触，抗压板所受压力传递到压力传感器上。当压力超过一定数额时，压力传感器控制第一液压机停止工作，从而对行走小车进行保护。

进一步的，所述轨道由若干条形的导轨组成，所述导轨与导轨之间铰接相连。

通过采用上述技术方案，轨道由导轨铰接而成，使用时展开，运输时收起，节约空间，使用方便。

进一步的，所述清理***包括依次设置的烘烤机构、刮铲机构和清扫机构，所述烘烤机构包括出风管，所述出风管的端口处设有加热丝，所述出风管连有鼓风机；所述刮铲机构包括铲刀和支杆，所述铲刀通过支杆倾斜设置，所述清扫机构包括电动软毛刷头，所述电动软毛刷头包括刷头和与刷头相连的往复电机。

通过采用上述技术方案，航道护岸由于直接和水接触，航道护岸的表面很容易产生很多的青苔，青苔会影响碳纤维布的铺设，因此需要通过清理***将其去除。行走小车行走时，清理***跟着运动，鼓风机吹风，加热丝对鼓风机吹出的风进行加热从而对航道护岸上的青苔进行烘干。青苔经过烘烤后变干，铲刀对青苔进行铲除，大部分青苔被铲落，最终软毛刷头对航道护岸表面进行清刷，将参与的青苔扫除。三个机构相互配合对航道护岸的表面的青苔进行清理，从而提高清理效果，便于碳纤维布的铺设。

进一步的，所述清理***还包括收集机构，所述收集机构包括收集箱，所述收集箱上连有收集板，所述收集板与铲刀相平行且位于铲刀的竖直下方。

通过采用上述技术方案，铲刀将青苔铲落青苔落在收集板上并沿收集板落入收集箱内。收集箱和收集板对铲除的青苔进行收集，避免青苔落入水中，影响水质。

进一步的，所述收集箱包括箱体和与箱体相连通的收集管，所述收集管与出风管相连通，所述收集管上开设有收集口，所述收集板位于收集口处。

通过采用上述技术方案，出风管和收集管相连通，鼓风机吹出的风部分从出风管排出，另一部分进入收集管内。收集管内的风速较快，会在收集口处产生吸力，从而将青苔快速吸入收集管内排出，防止青苔大量残留在收集板上影响后续青苔的收集。

进一步的，所述收集管的端部连有收集布袋，所述箱体上开设有若干通风孔。

通过采用上述技术方案，青苔进入收集管内后被风吹入收集布袋内，收集布袋对青苔进行收集，便于集中处理。通风孔对箱体内的气压进行平衡。

进一步的，所述行走小车上滑动连接有清理座，所述清理***设于清理座上，所述出风管内转动连接有竖直设置的转动轴，所述转动轴的一端固定有位于出风管内的转动叶轮，所述转动轴的另一端穿过清理座指向行走小车且固定有不完全齿轮，所述行走小车上固定有两条相互平行的行走齿条，所述不完全齿轮位于两条行走齿条之间，所述不完全齿轮包括与行走齿条相啮合的轮齿，所述轮齿至多同时与一条行走齿条相啮合。

通过采用上述技术方案，鼓风机启动，风从出风管吹出时，风吹动转动叶轮，转动叶轮带动转动轴和不完全齿轮转动。不完全齿轮上的轮齿与其中一条行走齿条相啮合，不完全齿轮沿该行走齿条滚动，从而带动清理座在行走小车上移动。不完全齿轮的轮齿与该行走齿条脱离，与另一条行走齿条啮合时，由于两条行走齿条位于不完全齿轮的两侧，因此清理座运动方向发生改变。转动叶轮在转动时，不完全齿轮在两条行走齿条之间转动与两条行走齿条交替配合，从而带动清理座和清理***在行走小车上不断进行往复运动。清理***在清理小车上往复行走，清理***对航道护岸进行往复清理，从而提高清理效果。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过固定板、连接杆和支撑板的设置，行走小车可悬于航道护岸的外壁处，固定板和连接杆对行走小车进行支撑，从而使得行走小车能够对竖直面上的航道护岸进行修复；

2.通过烘烤机构、刮铲机构、清扫机构和收集机构的设置，四个机构相互配合对航道护岸的表面的青苔进行清理，从而提高清理效果，便于碳纤维布的铺设。

附图说明

图1是实施例的结构示意图；

图2是实施例中支撑底板的结构示意图；

图3是实施例中行走小车的结构示意图；

图4是实施例中行走小车的剖视图；

图5是实施例中收集机构的结构示意图；

图6是实施例中转动轴与出风管的连接示意图。

图中，11、固定板；111、配重块；12、连接杆；121、第一液压机；13、支撑板；131、支撑底板；132、可伸缩机械臂；133、第二液压机；14、轨道；141、导轨；142、锁紧螺栓；15、保护板；151、保护槽；152、保护弹簧；153、压力传感器；16、抗压板；2、行走小车；21、清理座；211、导向块；22、转动轴；221、转动叶轮；222、不完全齿轮；2221、轮齿；2222、轮盘；23、行走齿条；24、滑轮；26、导向槽；31、出风管；32、加热丝；41、铲刀；42、支杆；5、电动软毛刷头；51、刷头；52、往复电机；6、收集箱；61、箱体；611、通风孔；612、舱门；62、收集管；621、收集口；63、收集板；64、收集布袋；7、鼓风机；81、输送胶管；82、液压活塞；84、涂胶滚筒；91、碳纤维卷材；92、碳纤维卷材安放滚筒；93、碳纤维转向滚筒；94、碳纤维挤压滚筒。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：

一种碳纤维布加固航道护岸的自动修复机，如图1，包括外部固定支撑模块和内部行走施工模块。外部固定支撑模块于航道护岸相连，并对内部行走施工模块进行支撑，保证内部行走施工模块施工的稳定性。内部行走施工模块对航道护岸进行修复。

如图1，外部固定支撑模块包括固定板11、连接杆12和支撑板13。固定板11和支撑板13垂直连接于连接杆12的两端。连接杆12的端部与固定板11中间偏上位置相连，即固定板11的上下两端都伸出连接杆12。固定板11的上端固定有配重块111。

如图1，航道护岸的上端一般都会高出路面形成防洪墙，固定板11的下端与连接杆12形成的折角处卡在防洪墙的上端处，连接杆12位于防洪墙的上端，支撑板13与防洪墙的侧面正对。固定板11和配重块111对支撑板13进行平衡和支撑。

如图1，连接杆12为伸缩杆，连接杆12上连有第一液压机121，第一液压机121对连接杆12的伸缩进行控制，从而调节支撑板13与航道护岸之间的距离，便于施工。

如图1，支撑板13包括支撑底板131和可伸缩机械臂132，可伸缩机械臂132的上端与连接杆12的端部垂直相连，支撑底板131与可伸缩机械臂132的下端固定相连。支撑底板131与航道护岸的侧壁相平行。可伸缩机械臂132上连有第二液压机133，第二液压机133队可伸缩机械臂132的伸缩进行控制，从而调节支撑底板131的高度，可对航道护岸不同高度的破损处进行修复。

如图2，支撑底板131朝向航道护岸的表面设有轨道14，轨道14由若干条形的导轨141组成，所述导轨141与导轨141之间铰接相连，导轨141和导轨141的铰接处连接有锁紧螺栓142。平时存放或运输时，将导轨141进行折叠收起，减小空间占用。使用时，将导轨141沿水平方向展开，并通过锁紧螺栓142将导轨141与导轨141之间锁紧固定，以便行走施工模块的运行。

如图1，行走施工模块包括行走小车2，行走小车2上设有位于轨道14内的滑轮24，滑轮24连有驱动电机（图中未画出），滑轮24可沿轨道14滑动，从而在水平方向上运动对航道护岸进行修复。

如图1，行走小车2上设有朝向航道护岸的清理***、出胶***和出碳纤维布***。使用时，第一液压机121控制连接杆12伸缩，改变行走小车2与航道护岸之间的距离，使得行走小车2上清理***、出胶***和出碳纤维布***能够与航道护岸抵触以便正常修复。

如图1，不同的航道护岸的厚度不同，连接杆12的伸缩距离不同，行走小车2与航道护岸之间的距离需要进行控制，避免行走小车2与航道护岸之间的压力过大致使行走小车2损坏。

如图2，支撑底板131上设有对行走小车2进行保护的保护机构，保护机构包括保护板15。保护板15垂直固定于支撑底板131的下端，保护板15水平放置。保护板15远离支撑底板131的端部开设有内凹的保护槽151，保护槽151内画的连接有抗压板16，保护槽151的底部设有压力传感器153，压力传感器153与抗压板16之间设有保护弹簧152。保护弹簧152一端与抗压板16相连，另一端与压力传感器153相连。压力传感器153与第一液压机121（见图1）之间通过控制器电连接。

如图1和图2，保护弹簧152处于自然状态时，抗压板16部分伸出保护槽151，且抗压板16的端部与航道护岸之间的距离不大于行走小车2与航道护岸之间的距离。连接杆12收缩时，抗压板16和行走小车2向航道护岸运动。抗压板16与航道护岸抵触，保护弹簧152受压，抗压板16逐渐缩于保护槽151内。随着连接杆12不断的收缩，保护弹簧152的变形量逐渐变大，压力传感器153所受的压力逐渐变大。压力传感器153实时将所受压力传递给控制器。当压力传感器153所受压力达到一个峰值时，控制器控制第一液压机121停止工作，此时，行走小车2的端部也与航道护岸抵触，可以进行正常施工，且行走小车2与航道护岸之间的压力不会过大导致行走小车2损坏。

如图1，行走小车2与航道护岸相贴后，行走小车2行走，开始对航道护岸的表面进行修复。航道护岸的表面长期与水接触，会长出大量的青苔，青苔会影响碳纤维布的铺设，因此需要行走小车2上的清理***进行去除。

如图3，行走小车2上开设有与行走小车2行走方向一致的导向槽26，行走小车2上滑动连接有清理座21，清理座21上固定有滑动连接于导向槽26内的导向块211。清理座21可沿导向槽26线性往复运动。清理***安装于清理座21上，行走小车2在运行过程中，清理***往复运动，清理***对航道护岸表面的青苔进行往复去除，提高清理效果。

如图4，清理***包括依次设置的烘烤机构、刮铲机构和清扫机构，刮铲机构的竖直正下方设有收集机构。烘烤机构对青苔进行加热烘干，刮铲机构对青苔进行铲除，清扫机构将青苔进行清扫，收集机构对青苔进行收集，防止青苔落入水中影响水质。

如图4，烘烤机构包括固定于清理座21上的出风管31，出风管31上连有鼓风机7，出风管31的端口指向航道护岸，出风管31的端口内安装有加热丝32。鼓风机7启动，风经过加热丝32得到加热，并从出风管31喷出对青苔进行烘烤加热，使得青苔变干变脆，为刮铲机构的刮铲做准备。

如图5，刮铲机构包括铲刀41和支杆42，支杆42一端与清理座21固定相连，另一单与铲刀41固定相连，铲刀41倾斜设置，铲刀41与航道护岸倾斜抵触，行走小车2运动带动铲刀41运动，铲刀41将青苔进行铲除。

如图4，清扫机构包括电动软毛刷头515，电动软毛刷头515包括刷头51和与刷头51相连的往复电机52。往复电机52带动刷头51对航道护岸的表面进行清扫，将参与的青苔进行扫除，从而提高清理效果。

如图5，收集机构包括收集箱6，收集箱6包括箱体61和与箱体61相连通的收集管62，所述收集管62与出风管31相连通，所述收集管62上开设有收集口621，收集口621处设有倾斜设置的收集板63，收集板63与铲刀41相平行且位于铲刀41的竖直下方。鼓风机7出风，部分风从出风管31排出，部分风进入收集管62内，收集管62内的风速较快，收集口621处产生负压吸力。青苔被铲除后落在倾斜的收集板63上，青苔从收集口621被吸入收集管62内。

如图4和图5，收集管62的端部连有收集布袋64，收集布袋64位于箱体61内，箱体61上开设有若干通风孔611，箱体61上铰接有舱门612。青苔进入收集管62被吹入收集布袋64内，收集布袋64对青苔进行收集，而且可打开舱门612对收集布袋64进行清理。通风孔611对箱体61内的空气进行排出，保证气压平衡。

如图4和图6，出风管31内竖直转动连接有转动轴22，转动轴22的上端位于出风管31内且固定有转动叶轮221，转动轴22的下端穿过清理座21指向行走小车2且固定有不完全齿轮222。行走小车2朝向清理座21的表面固定有两条相互平行的行走齿条23，两条行走齿条23的齿部相互正对，不完全齿轮222位于两条行走齿条23之间。

如图4和图6，不完全齿轮222包括轮盘2222和轮齿2221，轮盘2222为圆形，轮齿2221占轮盘2222周长的四分之一，轮齿2221至多同时与一条行走齿条23相啮合。鼓风机7启动，风力带动转动轴22转动，转动轴22带动不完全齿轮222转动，不完全齿轮222在两条行走齿条23之间转动与两条行走齿条23交替配合，从而带动清理座21和清理***在行走小车2上不断进行往复运动。清理***在清理小车上往复行走，清理***对航道护岸进行往复清理，从而提高清理效果。

如图4，清理***将青苔清理之后，出胶***喷出环氧树脂胶结剂，出碳纤维布***将碳纤维布进行铺设。

如图4，出胶***包括输送胶管81，输送胶管81的顶部安装有涂胶滚筒84，输送胶管81的底部安装有液压活塞82。

如图4，出碳纤维布***包括碳纤维卷材91、碳纤维卷材安放滚筒92、碳纤维转向滚筒93、碳纤维挤压滚筒94；碳纤维卷材91依次绕过碳纤维卷材安放滚筒92、碳纤维转向滚筒93和碳纤维挤压滚筒94。

具体实施过程：将固定板11安装于航道护岸的上端，行走小车2安装于支撑底板131上，第一液压机121启动，行走小车2与航道护岸的外壁抵触。行走小车2启动，清理***对航道护岸的外壁进行清理，主要将青苔进行去除。出胶***喷出环氧树脂胶结剂，出碳纤维布***将碳纤维布进行铺设。从而对航道护岸进行修复。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种碳纤维布加固航道护岸的自动修复机，包括外部固定支撑模块和内部行走施工模块，其特征在于：所述外部固定支撑模块包括固定板（11）、连接杆（12）和支撑板（13），固定板（11）和连接杆（12）的一端垂直相连，支撑板（13）与连接杆（12）的另一端垂直固定相连，所述固定板（11）的上端伸出连接杆（12）且设有配重块（111），所述连接杆（12）为伸缩杆，所述连接杆（12）上设有控制连接杆（12）伸缩的第一液压机（121），所述支撑板（13）上安装有轨道（14），所述行走施工模块与轨道（14）滑动连接，所述行走施工模块包括行走小车（2），行走小车（2）上设有位于轨道（14）内的滑轮（24），所述行走小车（2）远离支撑板（13）的一端设有清理***、出胶***和出碳纤维布***。

2.根据权利要求1所述的碳纤维布加固航道护岸的自动修复机，其特征在于：所述支撑板（13）包括支撑底板（131）和可伸缩机械臂（132），所述可伸缩机械臂（132）上连有与连接杆（12）相连的第二液压机（133），所述支撑底板（131）与可伸缩机械臂（132）远离第二液压机（133）的一端相连，所述轨道（14）安装于支撑底板（131）上。

3.根据权利要求1所述的碳纤维布加固航道护岸的自动修复机，其特征在于：所述支撑板（13）的下端固定有与连接杆（12）相平行的保护板（15），所述保护板（15）远离支撑板（13）的端部开设有内凹的保护槽（151），所述保护槽（151）内滑动连接有抗压板（16），所述抗压板（16）与保护槽（151）的底部之间设有保护弹簧（152）。

4.根据权利要求3所述的碳纤维布加固航道护岸的自动修复机，其特征在于：所述保护槽（151）的底部设有压力传感器（153），所述保护弹簧（152）的端部与压力传感器（153）抵触，所述压力传感器（153）与第一液压机（121）电连接。

5.根据权利要求1所述的碳纤维布加固航道护岸的自动修复机，其特征在于：所述轨道（14）由若干条形的导轨（141）组成，所述导轨（141）与导轨（141）之间铰接相连。

6.根据权利要求1所述的碳纤维布加固航道护岸的自动修复机，其特征在于：所述清理***包括依次设置的烘烤机构、刮铲机构和清扫机构，所述烘烤机构包括出风管（31），所述出风管（31）的端口处设有加热丝（32），所述出风管（31）连有鼓风机（7）；所述刮铲机构包括铲刀（41）和支杆（42），所述铲刀（41）通过支杆（42）倾斜设置，所述清扫机构包括电动软毛刷头（5），所述电动软毛刷头（5）包括刷头（51）和与刷头（51）相连的往复电机（52）。

7.根据权利要求6所述的碳纤维布加固航道护岸的自动修复机，其特征在于：所述清理***还包括收集机构，所述收集机构包括收集箱（6），所述收集箱（6）上连有收集板（63），所述收集板（63）与铲刀（41）相平行且位于铲刀（41）的竖直下方。

8.根据权利要求7所述的碳纤维布加固航道护岸的自动修复机，其特征在于：所述收集箱（6）包括箱体（61）和与箱体（61）相连通的收集管（62），所述收集管（62）与出风管（31）相连通，所述收集管（62）上开设有收集口（621），所述收集板（63）位于收集口（621）处。

9.根据权利要求8所述的碳纤维布加固航道护岸的自动修复机，其特征在于：所述收集管（62）的端部连有收集布袋（64），所述箱体（61）上开设有若干通风孔（611）。

10.根据权利要求6所述的碳纤维布加固航道护岸的自动修复机，其特征在于：所述行走小车（2）上滑动连接有清理座（21），所述清理***设于清理座（21）上，所述出风管（31）内转动连接有竖直设置的转动轴（22），所述转动轴（22）的一端固定有位于出风管（31）内的转动叶轮（221），所述转动轴（22）的另一端穿过清理座（21）指向行走小车（2）且固定有不完全齿轮（222），所述行走小车（2）上固定有两条相互平行的行走齿条（23），所述不完全齿轮（222）位于两条行走齿条（23）之间，所述不完全齿轮（222）包括与行走齿条（23）相啮合的轮齿（2221），所述轮齿（2221）至多同时与一条行走齿条（23）相啮合。