一种特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备其方法 |
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| 申请号 | CN202410136761.3 | 申请日 | 2024-01-31 | 公开(公告)号 | CN117888421A | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 中铁五局集团第五工程有限责任公司; | 发明人 | 张海兰; 邹仁; 吴云鹏; 张建峰; 舒纪恒; 张林杰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于公路隧道施工技术领域，尤其是一种特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备其方法，包括移动车架，所述移动车架的上表面固定安装有密封 外壳 。该特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备其方法，通过设置行驶驱动机构、升降机构、整平机构和防滑涂层涂抹作业机构，在使用时，通过行驶驱动机构带动升降机构、整平机构和防滑涂抹作业机构进行移动作业，并在作业过程中根据实际地形，调节移动车架与路面的 水 平度，然后通过防滑涂层涂抹作业机构和整平机构配合，自动对隧道出入口进行防滑涂层涂抹施工作业，从而解决了现有的防滑涂层涂抹设备，对防滑涂层的施工作业效果和效率较差的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备，包括移动车架(1)，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 一种特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备其方法技术领域[0001] 本发明涉及公路隧道施工技术领域，尤其涉及一种特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备其方法。 背景技术[0002] 对隧道出入口增加防滑涂层，主要是为了提高车辆在进出隧道时的行驶安全性。这可以通过增加摩擦力，提高制动效果，降低事故风险以及增加驾驶员的信心来实现可以提供更好的行驶条件和驾驶舒适性，同时也有助于保障交通流畅和减少交通事故，因此，在特长公路隧道出入口的防滑涂层对于隧道的安全和顺畅运营至关重要。 [0003] 然而，现有的防滑涂层涂抹设备大多采用喷涂方式，不仅对于斜面等复杂表面的喷涂难以进行施工，且无法将防滑涂层的中的陶瓷骨料一并施工，需要人工或使用其他设备进行二次撒料施工，从而存在防滑涂层的施工作业效果和效率较差的问题。 发明内容[0004] 基于现有的防滑涂层涂抹设备，对防滑涂层的施工作业效果和效率较差技术问题，本发明提出了一种特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备其方法。 [0005] 本发明提出的一种特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备，包括移动车架，所述移动车架的上表面固定安装有密封外壳，所述移动车架的上表面固定安装有电池组，两个所述电池组架设在所述移动车架的上表面，两个所述电池组串联电性连接，所述密封外壳的表面分别固定安装有执行控制器和决策控制器，所述执行控制器和所述决策控制器均通过线缆与所述电池组电性连接。 [0006] 所述密封外壳的表面分别固定安装有通过线缆与所述决策控制器和所述电池组电性连接的摄像头和激光雷达，所述密封外壳的内顶壁和上表面分别固定安装有定位模块和无线通信模块，所述定位模块和所述无线通信模块均通过线缆与所述决策控制器和所述电池组电性连接，所述移动车架的表面固定安装有行驶驱动机构，所述移动车架的表面固定连接有升降机构，两个所述升降机构以所述移动车架的轴线为中心呈对称分布，其中一个所述升降机构的下表面固定连接有整平机构，其中另一个所述升降机构的表面固定连接有防滑涂层涂抹作业机构。 [0007] 其中，行驶驱动机构用于带动移动车架进行移动施工作业。 [0008] 其中，升降机构用于带动整平机构和防滑涂层涂抹作业机构进行升降调节。 [0009] 其中，整平机构用于对涂抹的防滑涂层进行整平。 [0010] 其中，防滑涂层涂抹作业机构用于对特长公路隧道出入口防滑涂层进行涂抹作业。 [0014] 优选地，所述从动轮轴的表面固定安装有多个呈环形阵列分布的电动伸缩杆，多个所述电动伸缩杆均通过导电滑环和线缆分别与所述执行控制器和所述电池组电性连接。 [0015] 所述电动伸缩杆的一端固定连接有从动履带轮片，所述从动履带轮片的表面通过履带与所述主动履带轮的表面传动连接。 [0016] 优选地，所述升降机构包括与所述密封外壳的上表面固定连接的电机安装座，所述电机安装座的上表面固定安装有升降驱动电机，所述升降驱动电机输出轴通过联轴器固定连接有驱动螺杆，所述驱动螺杆的一端通过轴承与所述移动车架的上表面转动连接。 [0017] 所述驱动螺杆的表面螺纹连接有升降支架，所述升降支架的表面通过直线轴承滑动连接有导向柱，两个所述导向柱以所述移动车架的轴线为中心呈对称分布，所述导向柱的一端与所述移动车架的上表面固定连接。 [0018] 优选地，所述整平机构包括与所述升降支架的下表面固定连接的整平刮板，所述整平刮板的表面呈V形状。 [0019] 优选地，所述防滑涂层涂抹作业机构包括与所述升降支架的下表面固定连接的夹持板，两个所述夹持板以所述升降支架的轴线为中心呈对称分布，所述夹持板的表面固定连接有储料桶。 [0020] 所述升降支架的表面固定连接有加强支撑架，所述加强支撑架的上表面固定连接有进料斗，所述进料斗的一端贯穿并延伸至所述储料桶的内壁，所述进料斗的内壁与所述储料桶的内壁固定连通，所述进料斗的表面铰接安装有密封盖。 [0021] 优选地，所述储料桶的内部设置有导料轴，所述导料轴的两端通过轴承与所述储料桶的两端内壁转动连接，所述导料轴的表面固定连接有导料螺旋片，两个所述导料螺旋片以所述导料轴的轴线为中心呈对称分布，两个所述导料螺旋片的旋向相反。 [0022] 其中一个所述夹持板的表面固定安装有导料电机，所述导料电机通过线缆分别与所述执行控制器和所述电池组电性连接，所述导料轴的一端通过联轴器与所述导料电机的输出轴固定连接。 [0023] 优选地，所述储料桶的下表面固定连通有出料框，所述出料框的表面滑动连接有两个以所述出料框的轴线为中心呈对称分布的挡料抹平板，所述挡料抹平板的表面开设有多个呈均匀分布的调节槽，所述调节槽的内壁滑动连接有锁紧螺栓，所述锁紧螺栓的一端与所述出料框的表面螺纹连接。 [0024] 优选地，所述加强支撑架的表面固定连接有喷涂支架，所述喷涂支架的一端固定连接有喷涂管，所述喷涂管的表面与所述出料框的表面平行设置，所述喷涂管的表面固定安装有多个呈均匀分布的涂料喷头。 [0025] 所述升降支架的上表面固定安装有通过线缆与所述执行控制器和所述电池组电性连接的喷涂泵，所述喷涂泵的输出端固定连通有一端与所述喷涂管的一端固定连接的进料管，所述进料管的内壁与所述喷涂管的内壁固定连通。 [0026] 所述密封外壳的上表面固定连接有储料罐，所述储料罐的表面固定连通有出料管，所述出料管的一端与所述喷涂泵的进料端固定连通。 [0027] 优选地，一种特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备的涂抹方法，包括以下步骤： [0028] 步骤一、首先根据隧道出入口的施工作业环境对控制程序进行设置，同时根据施工环境施工路线，对施工车辆的施工行进作业路径进行设置。 [0029] 步骤二、在对车辆作业行进路径和施工作业控制程序设置完成后，对车辆的实际位置进行定位联网后，将车辆行驶移动到施工位置后，然后通过控制两个升降驱动电机工作，升降驱动电机的输出轴通过联轴器带动驱动螺杆转动，驱动螺杆带动升降支架沿着导向柱的表面上下运动，调节整平机构和防滑涂层涂抹作业机构与路面之间的距离，然后对储料桶和储料罐内部分别加入混合有陶瓷骨料的防滑涂料和未混合陶瓷骨料的防滑涂料。 [0030] 步骤三、在进行防滑涂层施工作业时，通过执行控制器自动控制两个车辆驱动电机工作，车辆驱动电机的输出轴带动主动履带轮转动，带动从动履带轮片和履带转动，带动施工车辆运动，并根据路面弯曲和施工路径，通过两个车辆驱动电机的转速差，实现施工车辆跟随预设路径行进，同时，施工时通过摄像头、激光雷达、定位模块和无线通信模块实时对施工路面进行监测。 [0031] 在车辆行进移动的同时，储料罐内部的防滑涂料通过喷涂泵泵入喷涂管内，通过涂料喷头喷出，对路面进行防滑涂料喷涂作业，并通过靠近喷涂管的一个挡料抹平板对喷涂到路面的防滑涂料进行刮平，然后储料桶内部混合陶瓷骨料的防滑涂料通过出料框流出到喷涂防滑涂料后的路面上，并通过远离喷涂管的一个挡料抹平板进行一次抹平，最后，通过车辆行进带动整平刮板进行二次刮平，完成防滑涂层施工作业。 [0032] 本发明中的有益效果为： [0033] 1、通过设置行驶驱动机构、升降机构、整平机构和防滑涂层涂抹作业机构，在使用时，通过行驶驱动机构带动升降机构、整平机构和防滑涂抹作业机构进行移动作业，并在作业过程中根据实际地形，调节移动车架与路面的水平度，然后通过防滑涂层涂抹作业机构和整平机构配合，自动对隧道出入口进行防滑涂层涂抹施工作业，从而解决了现有的防滑涂层涂抹设备，对防滑涂层的施工作业效果和效率较差的问题。 [0034] 2、通过设置行驶驱动机构、整平机构和防滑涂层涂抹作业机构，在使用时，通过行驶驱动机构带动整平机构和防滑涂层涂抹作业机构运动，并确保整平机构和防滑涂层涂抹作业机构在施工作业时，与路面保持水平，然后通过防滑涂层涂抹作业机构对路面进行一次防滑涂料喷涂和二次陶瓷防滑混合料涂抹，实现对防滑涂层进行一次快速施工，从而达到了更好的进行防滑涂层作业施工的效果。附图说明 [0035] 图1为本发明提出的一种特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备其方法的示意图； [0036] 图2为本发明提出的一种特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备其方法的密封外壳结构立体图； [0037] 图3为本发明提出的一种特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备其方法的电池组结构立体图； [0038] 图4为本发明提出的一种特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备其方法的车辆驱动电机结构立体图； [0039] 图5为本发明提出的一种特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备其方法的升降支架结构立体图。 [0040] 图中：1、移动车架；2、密封外壳；3、电池组；4、执行控制器；5、决策控制器；6、摄像头；7、激光雷达；8、定位模块；9、无线通信模块；10、动力安装架；1001、车辆驱动电机；1002、主动履带轮；1003、从动轮轴；1004、电动伸缩杆；1005、从动履带轮片；11、电机安装座；1101、升降驱动电机；1102、驱动螺杆；1103、升降支架；1104、导向柱；12、整平刮板；13、夹持板；1301、储料桶；1302、加强支撑架；1303、进料斗；1304、密封盖；1305、导料轴；1306、导料螺旋片；1307、导料电机；1308、出料框；1309、挡料抹平板；1310、调节槽；1311、锁紧螺栓； 1312、喷涂支架；1313、喷涂管；1314、涂料喷头；1315、喷涂泵；1316、进料管；1317、储料罐； 1318、出料管。 具体实施方式[0041] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 [0042] 参照图1‑图5，一种特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备，包括移动车架1，移动车架1的上表面固定安装有密封外壳2，移动车架1的上表面固定安装有电池组3，两个电池组3架设在移动车架1的上表面，两个电池组3串联电性连接。 [0043] 在使用时，通过电池组3对车辆驱动电机1001提供驱动电能。 [0044] 密封外壳2的表面分别固定安装有执行控制器4和决策控制器5，执行控制器4和决策控制器5均通过线缆与电池组3电性连接。 [0045] 密封外壳2的表面分别固定安装有通过线缆与决策控制器5和电池组3电性连接的摄像头6和激光雷达7。 [0046] 在使用时，通过摄像头6和激光雷达7获取感知车辆周围的环境，并获取防滑涂层施工作业路面的信息，包括对路面的障碍物检测和距离测量等。 [0047] 密封外壳2的内顶壁和上表面分别固定安装有定位模块8和无线通信模块9，定位模块8和无线通信模块9均通过线缆与决策控制器5和电池组3电性连接。 [0048] 进一步地，在使用时，通过摄像头6、激光雷达7和定位模块8将施工道路信息和车辆位置信息反馈到决策控制器5，决策控制器5采用路径规划算法计算最佳施工路径，然后决策控制器5根据计算选择适当的行驶策略，并对执行控制器4发出执行控制命令电信号，通过执行控制器4控制车辆的行驶速度和转向角度等。 [0049] 较佳的，路径规划算法可采用AI算法、Dijkstra算法、RRT快速随机树算法等，用于生成安全、高效的行驶路径。 [0050] 移动车架1的表面固定安装有行驶驱动机构，移动车架1的表面固定连接有升降机构，两个升降机构以移动车架1的轴线为中心呈对称分布，其中一个升降机构的下表面固定连接有整平机构，其中另一个升降机构的表面固定连接有防滑涂层涂抹作业机构。 [0051] 其中，行驶驱动机构用于带动移动车架1进行移动施工作业。 [0052] 行驶驱动机构包括与移动车架1的上表面固定连接的动力安装架10，动力安装架10的表面固定安装有车辆驱动电机1001，两个车辆驱动电机1001以动力安装架10的轴线为中心呈对称分布。 [0053] 车辆驱动电机1001通过线缆分别与电池组3电性连接和执行控制器4电性连接，车辆驱动电机1001的输出轴贯穿并延伸至密封外壳2的表面，车辆驱动电机1001的输出轴固定安装有主动履带轮1002。 [0054] 移动车架1的表面通过轴承转动连接有从动轮轴1003，四个从动轮轴1003分别与两个主动履带轮1002呈三角形分布。 [0055] 从动轮轴1003的表面固定安装有多个呈环形阵列分布的电动伸缩杆1004，多个电动伸缩杆1004均通过导电滑环和线缆分别与执行控制器4和电池组3电性连接。 [0056] 电动伸缩杆1004的一端固定连接有从动履带轮片1005，从动履带轮片1005的表面通过履带与主动履带轮1002的表面传动连接。 [0057] 在使用时，通过车辆驱动电机1001的输出轴带动主动履带轮1002转动，主动履带轮1002通过履带带动从动履带轮片1005和从动轮轴1003转动，带动移动车架1进行运动。 [0058] 并通过控制电动伸缩杆1004的伸缩调节多个从动履带轮片1005之间的距离，调节从动履带轮的轮径，在车辆上坡行驶和下坡行驶进行路面防滑涂层涂抹施工作业时，调节对应的两个前轮从动履带轮和两个后轮从动履带轮进行直径调节，确保移动车架1前方防滑涂层涂抹作业机构和后方的整平机构始终与路面保持水平作业。 [0059] 其中，升降机构用于带动整平机构和防滑涂层涂抹作业机构进行升降调节。 [0060] 升降机构包括与密封外壳2的上表面固定连接的电机安装座11，电机安装座11的上表面固定安装有升降驱动电机1101，升降驱动电机1101输出轴通过联轴器固定连接有驱动螺杆1102，驱动螺杆1102的一端通过轴承与移动车架1的上表面转动连接。 [0061] 驱动螺杆1102的表面螺纹连接有升降支架1103，升降支架1103的表面通过直线轴承滑动连接有导向柱1104，两个导向柱1104以移动车架1的轴线为中心呈对称分布，导向柱1104的一端与移动车架1的上表面固定连接。 [0062] 其中，整平机构用于对涂抹的防滑涂层进行整平。 [0063] 整平机构包括与升降支架1103的下表面固定连接的整平刮板12，整平刮板12的表面呈V形状。 [0064] 在使用时，通过整平刮板12与涂抹后的防滑涂层表面接触，对防滑涂层进行刮平整平。 [0065] 其中，防滑涂层涂抹作业机构用于对特长公路隧道出入口防滑涂层进行涂抹作业。 [0066] 防滑涂层涂抹作业机构包括与升降支架1103的下表面固定连接的夹持板13，两个夹持板13以升降支架1103的轴线为中心呈对称分布，夹持板13的表面固定连接有储料桶1301。 [0067] 升降支架1103的表面固定连接有加强支撑架1302，加强支撑架1302的上表面固定连接有进料斗1303，进料斗1303的一端贯穿并延伸至储料桶1301的内壁，进料斗1303的内壁与储料桶1301的内壁固定连通，进料斗1303的表面铰接安装有密封盖1304。 [0068] 储料桶1301的内部设置有导料轴1305，导料轴1305的两端通过轴承与储料桶1301的两端内壁转动连接，导料轴1305的表面固定连接有导料螺旋片1306，两个导料螺旋片1306以导料轴1305的轴线为中心呈对称分布，两个导料螺旋片1306的旋向相反。 [0069] 其中一个夹持板13的表面固定安装有导料电机1307，导料电机1307通过线缆分别与执行控制器4和电池组3电性连接，导料轴1305的一端通过联轴器与导料电机1307的输出轴固定连接。 [0070] 在使用时，经过搅拌混合后的防滑陶瓷涂料，通过进料斗1303进入储料桶1301内，并通过导料电机1307带动导料轴1305转动，带动两个导料螺旋片1306转动，将防滑陶瓷涂料均匀导料到储料桶1301内。 [0071] 储料桶1301的下表面固定连通有出料框1308，出料框1308的表面滑动连接有两个以出料框1308的轴线为中心呈对称分布的挡料抹平板1309，挡料抹平板1309的表面开设有多个呈均匀分布的调节槽1310，调节槽1310的内壁滑动连接有锁紧螺栓1311，锁紧螺栓1311的一端与出料框1308的表面螺纹连接。 [0072] 在使用时，通过锁紧螺栓1311将挡料抹平板1309与出料框1308固定连接，并通过调节槽1310调节挡料抹平板1309的下表面延伸至出料框1308下表面的距离，调节出料的厚度，并根据施工时先喷涂未混合陶瓷骨料的防滑涂料的施工步骤，使位于车辆行进前方的一个挡料抹平板1309靠近地面，另一个挡料抹平板1309根据防滑涂层的厚度确定与地面的距离。 [0073] 加强支撑架1302的表面固定连接有喷涂支架1312，喷涂支架1312的一端固定连接有喷涂管1313，喷涂管1313的表面与出料框1308的表面平行设置，喷涂管1313的表面固定安装有多个呈均匀分布的涂料喷头1314。 [0074] 升降支架1103的上表面固定安装有通过线缆与执行控制器4和电池组3电性连接的喷涂泵1315，喷涂泵1315的输出端固定连通有一端与喷涂管1313的一端固定连接的进料管1316，进料管1316的内壁与喷涂管1313的内壁固定连通。 [0075] 密封外壳2的上表面固定连接有储料罐1317，储料罐1317的表面固定连通有出料管1318，出料管1318的一端与喷涂泵1315的进料端固定连通。 [0076] 在使用时，储料罐1317的内部设置有未混合陶瓷骨料的防滑涂料，在对隧道口进行防滑涂层施工时，首先通过喷涂泵1315将储料罐1317内部的防滑涂料通过涂料喷头1314均匀喷出到路面上，并在车辆作业施工行进时，通过靠近喷涂管1313的一个挡料抹平板1309对喷涂到路面的防滑涂料进行刮平。 [0077] 通过设置行驶驱动机构、整平机构和防滑涂层涂抹作业机构，在使用时，通过行驶驱动机构带动整平机构和防滑涂层涂抹作业机构运动，并确保整平机构和防滑涂层涂抹作业机构在施工作业时，与路面保持水平，然后通过防滑涂层涂抹作业机构对路面进行一次防滑涂料喷涂和二次陶瓷防滑混合料涂抹，实现对防滑涂层进行一次快速施工，从而达到了更好的进行防滑涂层作业施工的效果。 [0078] 一种特长公路隧道出入口防滑涂层智能涂抹设备的涂抹方法，包括以下步骤： [0079] 步骤一、首先根据隧道出入口的施工作业环境对控制程序进行设置，同时根据施工环境施工路线，对施工车辆的施工行进作业路径进行设置。 [0080] 步骤二、在对车辆作业行进路径和施工作业控制程序设置完成后，对车辆的实际位置进行定位联网后，将车辆行驶移动到施工位置后，然后通过控制两个升降驱动电机1101工作，升降驱动电机1101的输出轴通过联轴器带动驱动螺杆1102转动，驱动螺杆1102带动升降支架1103沿着导向柱1104的表面上下运动，调节整平机构和防滑涂层涂抹作业机构与路面之间的距离，然后对储料桶1301和储料罐1317内部分别加入混合有陶瓷骨料的防滑涂料和未混合陶瓷骨料的防滑涂料。 [0081] 步骤三、在进行防滑涂层施工作业时，通过执行控制器4自动控制两个车辆驱动电机1001工作，车辆驱动电机1001的输出轴带动主动履带轮1002转动，带动从动履带轮片1005和履带转动，带动施工车辆运动，并根据路面弯曲和施工路径，通过两个车辆驱动电机 1001的转速差，实现施工车辆跟随预设路径行进，同时，施工时通过摄像头6、激光雷达7、定位模块8和无线通信模块9实时对施工路面进行监测。 [0082] 在车辆行进移动的同时，储料罐1317内部的防滑涂料通过喷涂泵1315泵入喷涂管1313内，通过涂料喷头1314喷出，对路面进行防滑涂料喷涂作业，并通过靠近喷涂管1313的一个挡料抹平板1309对喷涂到路面的防滑涂料进行刮平，然后储料桶1301内部混合陶瓷骨料的防滑涂料通过出料框1308流出到喷涂防滑涂料后的路面上，并通过远离喷涂管1313的一个挡料抹平板1309进行一次抹平，最后，通过车辆行进带动整平刮板12进行二次刮平，完成防滑涂层施工作业。 [0083] 通过设置行驶驱动机构、升降机构、整平机构和防滑涂层涂抹作业机构，在使用时，通过行驶驱动机构带动升降机构、整平机构和防滑涂抹作业机构进行移动作业，并在作业过程中根据实际地形，调节移动车架1与路面的水平度，然后通过防滑涂层涂抹作业机构和整平机构配合，自动对隧道出入口进行防滑涂层涂抹施工作业，从而解决了现有的防滑涂层涂抹设备，对防滑涂层的施工作业效果和效率较差的问题。 [0084] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 |
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