本發(fā)明涉及海底隧道養(yǎng)護(hù)，具體涉及一種海底隧道一體化維養(yǎng)裝置及工作方法。

背景技術(shù)：

1、這里的陳述僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)，而不必然地構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

2、海底隧道面臨上覆無限海水補(bǔ)給、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多變、高鹽高滲侵蝕強(qiáng)烈、地震活躍等復(fù)雜嚴(yán)酷海洋環(huán)境，隧道病害/災(zāi)害頻發(fā)，結(jié)構(gòu)功能不斷喪失，長壽命安全運(yùn)營面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。海底隧道病害防治和維養(yǎng)方法包括注漿、噴涂等，治理裝備包括制漿裝備、注漿準(zhǔn)備、噴涂裝備。當(dāng)前隧道維養(yǎng)治理裝備多采用傳統(tǒng)只具有單一功能的設(shè)備如注漿設(shè)備、制漿設(shè)備、噴涂設(shè)備，需人工進(jìn)行單獨(dú)操作施工。隧道傳統(tǒng)單一功能維養(yǎng)設(shè)備主要存在以下問題：

3、1.制漿、注漿、噴涂設(shè)備只具備單一功能，每個(gè)設(shè)備多依賴于工程經(jīng)驗(yàn)需人工手動(dòng)單獨(dú)操作使用，注漿漿液多由人工配漿，操作步驟繁瑣，人工需求量大，消耗時(shí)間長。

4、2.每臺(tái)設(shè)備需要人工運(yùn)送到施工場(chǎng)地，設(shè)備體積、重量大難以跟隨施工場(chǎng)地變更同步跟進(jìn)，耗時(shí)時(shí)間長、經(jīng)費(fèi)花銷大。

5、3.噴涂作業(yè)時(shí)往往采用人工手持噴涂裝置進(jìn)行噴涂，噴涂角度、高度、面積有限，無法做到智能化精確噴涂，且人工手持噴涂時(shí)，噴涂材料易對(duì)人體產(chǎn)生危害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種海底隧道一體化維養(yǎng)裝置及工作方法，集成了制漿、注漿和噴涂功能，減少了人工需求量，提高了施工效率。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種海底隧道一體化維養(yǎng)裝置，包括行走車，行走車上安裝有機(jī)械臂，機(jī)械臂的前方設(shè)有安裝在行走車體的噴涂泵，噴涂泵的一側(cè)設(shè)有空壓機(jī)，機(jī)械臂的兩側(cè)均設(shè)有儲(chǔ)物箱，儲(chǔ)物箱的頂面固定有水箱，其中一側(cè)的儲(chǔ)物箱內(nèi)設(shè)有涂料桶，涂料桶通過泵體及輸料管與噴涂泵連接，所述機(jī)械臂的后方設(shè)有氣罐，氣罐通過氣管與空壓機(jī)連接，氣罐的后方設(shè)有注漿泵，氣罐和注漿泵所在區(qū)域的兩側(cè)均設(shè)有制漿機(jī)構(gòu)，制漿機(jī)構(gòu)通過水管和水泵與水箱連接，制漿機(jī)構(gòu)通過漿液管與注漿泵連接；

4、還包括夾爪機(jī)構(gòu)和噴嘴機(jī)構(gòu)，夾爪機(jī)構(gòu)用于固定連接在注漿泵的注漿管，噴嘴機(jī)構(gòu)用于與氣罐和噴涂泵連接，夾爪機(jī)構(gòu)和噴嘴機(jī)構(gòu)能夠可拆卸的連接在機(jī)械臂末端。

5、可選的，所述制漿機(jī)構(gòu)包括攪拌桶，攪拌桶設(shè)有攪拌機(jī)構(gòu)，攪拌桶通過水管和水泵與位于同一側(cè)的水箱連接，攪拌桶的出料口通過漿液管連接至注漿泵，攪拌桶的上方設(shè)有定量輸送桶，定量輸送桶內(nèi)設(shè)有輸送機(jī)構(gòu)，輸送機(jī)構(gòu)的末端連接至攪拌桶，定量輸送桶的上方設(shè)有儲(chǔ)料倉，用于存儲(chǔ)物料干料。

6、可選的，所述攪拌桶和定量輸送桶之間設(shè)有壓力檢測(cè)元件以檢測(cè)定量輸送桶和儲(chǔ)料倉的重量。

7、可選的，所述機(jī)械臂包括底座，底座與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接以實(shí)現(xiàn)繞豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，底座與第一伸縮臂的底端連接，第一伸縮臂的頂端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一擺臂的一端，第一擺臂與第一伸縮件的一端鉸接，第一伸縮件的另一端與第一伸縮臂的伸縮部鉸接，第一擺臂的另一端與第二伸縮臂的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第一擺臂與第二伸縮件的一端鉸接，第二伸縮件的另一端與第二伸縮臂的固定部鉸接，第二伸縮臂的伸縮部端部通過擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)件連接有第二擺臂，第二擺臂的末端用于連接夾爪機(jī)構(gòu)或噴嘴機(jī)構(gòu)。

8、可選的，所述噴嘴機(jī)構(gòu)包括噴嘴和紫外線照射燈，紫外線照射燈安裝在支撐架上，支撐架與機(jī)械臂末端可拆卸連接，支撐架上設(shè)有移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與噴嘴連接，噴嘴通過氣體管路與氣罐連接，噴嘴通過涂料管路與噴涂泵連接。

9、可選的，所述水箱設(shè)有浮球液位開關(guān)，所述水箱的出水口所連接的水管設(shè)有電控球閥以調(diào)節(jié)出水量。

10、可選的，所述注漿泵的出漿口設(shè)置有流量檢測(cè)元件和壓力檢測(cè)元件。

11、可選的，所述行走車包括車體，車體底部安裝有多個(gè)公路行走機(jī)構(gòu)和多個(gè)軌道行走機(jī)構(gòu)，公路行走機(jī)構(gòu)與安裝在車體的第一行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，軌道行走機(jī)構(gòu)安裝在升降架上并與升降架上的第二行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，升降架與安裝在車體的升降機(jī)構(gòu)連接。

12、可選的，至少一個(gè)公路行走機(jī)構(gòu)與安裝在車體的第一行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，作為主動(dòng)行走機(jī)構(gòu)，其余公路行走機(jī)構(gòu)作為從動(dòng)行走機(jī)構(gòu)，至少一個(gè)作為從動(dòng)行走機(jī)構(gòu)的公路行走機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)連接。

13、第二方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種海底隧道一體化維養(yǎng)裝置的工作方法：

14、注漿管連接在注漿泵的出漿口處，啟動(dòng)制漿機(jī)構(gòu)和注漿泵，制漿機(jī)構(gòu)對(duì)漿液進(jìn)行制備，注漿泵將制漿機(jī)構(gòu)制備好的漿液送入注漿管，對(duì)于第一維養(yǎng)區(qū)域，機(jī)械臂通過夾爪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)注漿管運(yùn)動(dòng)，依次插入第一維養(yǎng)區(qū)域預(yù)先施工好的注漿孔中，對(duì)第一維養(yǎng)區(qū)域進(jìn)行注漿，對(duì)于第二維養(yǎng)區(qū)域，直接將注漿管插入第二維養(yǎng)區(qū)域預(yù)先施工好的注漿孔中進(jìn)行注漿；

15、其中，第一維養(yǎng)區(qū)域的高度高于第二維養(yǎng)區(qū)域的高度；

16、注漿完成后，將夾持機(jī)構(gòu)拆下，并安裝噴嘴機(jī)構(gòu)，啟動(dòng)噴涂泵、空壓機(jī)和噴嘴機(jī)構(gòu)，機(jī)械臂帶動(dòng)噴嘴機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，對(duì)維養(yǎng)區(qū)域進(jìn)行噴涂涂層。

17、本發(fā)明的有益效果如下：

18、1.本發(fā)明的一體化維養(yǎng)裝置，行走車上安裝有機(jī)械臂、噴涂泵、空壓機(jī)、氣罐、制漿機(jī)構(gòu)和注漿泵，機(jī)械臂末端能夠連接夾爪機(jī)構(gòu)或噴嘴機(jī)構(gòu)，能夠利用夾爪機(jī)構(gòu)、制漿機(jī)構(gòu)和注漿泵實(shí)現(xiàn)隧道維養(yǎng)區(qū)域的注漿作業(yè)，能夠通過噴涂泵、空壓機(jī)和噴嘴機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)隧道維養(yǎng)區(qū)域的噴涂作業(yè)，從而使得海底隧道維養(yǎng)所用的注漿、制漿和噴涂集成到一臺(tái)設(shè)備上，注漿、制漿和噴涂能夠協(xié)同工作，減少了維養(yǎng)所需的人工數(shù)量，降低了人工成本，提高了施工效率，同時(shí)注漿、制漿和噴涂所需要的設(shè)備可以一次送到施工場(chǎng)地，耗時(shí)時(shí)間短，降低了施工成本。

19、2.本發(fā)明的一體化維養(yǎng)裝置，機(jī)械臂前方設(shè)置噴涂泵，后方依次設(shè)置氣罐和注漿泵，氣罐和注漿泵所在區(qū)域的兩側(cè)設(shè)置制漿機(jī)構(gòu)，機(jī)械臂的兩側(cè)設(shè)置儲(chǔ)物箱，儲(chǔ)物箱上方設(shè)有水箱，其中一側(cè)的儲(chǔ)物箱內(nèi)設(shè)有涂料桶，噴涂泵的一側(cè)設(shè)置空壓機(jī)，所有設(shè)備在行走車上的布局合理，使得行走車的結(jié)構(gòu)緊湊，在同一套裝置上集成制漿、注漿和噴涂設(shè)備的同時(shí)，最大程度的減少了整個(gè)裝置的體積，使得裝置更加靈活，便于操作，對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性強(qiáng)。

20、3.本發(fā)明的一體化維養(yǎng)裝置，機(jī)械臂設(shè)有第一伸縮臂、第二伸縮臂、第一擺臂、第二擺臂，相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械臂，增加了第一伸縮臂和第二伸縮臂，對(duì)于任意輪廓形狀及尺寸的隧道，機(jī)械臂末端的移動(dòng)范圍能夠覆蓋任意所需要維養(yǎng)的區(qū)域，且噴涂高度、角度和噴涂面積能夠?qū)崿F(xiàn)智能化精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，保證了維養(yǎng)效果，提高了一體化維養(yǎng)裝置的適用性，且噴涂施工不會(huì)對(duì)施工人員造成人身傷害。

21、4.本發(fā)明的一體化維養(yǎng)裝置，攪拌桶和定量輸送桶之間設(shè)有重量傳感器，能夠?qū)M(jìn)入攪拌桶的物理重量進(jìn)行控制，同時(shí)所述水箱的出水口處設(shè)有電控閥門以調(diào)節(jié)出水量，重量傳感器和電控閥門能夠協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)智能配漿，無需人工配漿，操作簡單，降低了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

技術(shù)特征：

1.一種海底隧道一體化維養(yǎng)裝置，其特征在于，包括行走車，行走車上安裝有機(jī)械臂，機(jī)械臂的前方設(shè)有安裝在行走車體的噴涂泵，噴涂泵的一側(cè)設(shè)有空壓機(jī)，機(jī)械臂的兩側(cè)均設(shè)有儲(chǔ)物箱，儲(chǔ)物箱的頂面固定有水箱，其中一側(cè)的儲(chǔ)物箱內(nèi)設(shè)有涂料桶，涂料桶通過泵體及輸料管與噴涂泵連接，所述機(jī)械臂的后方設(shè)有氣罐，氣罐通過氣管與空壓機(jī)連接，氣罐的后方設(shè)有注漿泵，氣罐和注漿泵所在區(qū)域的兩側(cè)均設(shè)有制漿機(jī)構(gòu)，制漿機(jī)構(gòu)通過水管和水泵與水箱連接，制漿機(jī)構(gòu)通過漿液管與注漿泵連接；

2.如權(quán)利要求1所述的海底隧道一體化維養(yǎng)裝置，其特征在于，所述制漿機(jī)構(gòu)包括攪拌桶，攪拌桶設(shè)有攪拌機(jī)構(gòu)，攪拌桶通過水管和水泵與位于同一側(cè)的水箱連接，攪拌桶的出料口通過漿液管連接至注漿泵，攪拌桶的上方設(shè)有定量輸送桶，定量輸送桶內(nèi)設(shè)有輸送機(jī)構(gòu)，輸送機(jī)構(gòu)的末端連接至攪拌桶，定量輸送桶的上方設(shè)有儲(chǔ)料倉，用于存儲(chǔ)物料干料。

3.如權(quán)利要求2所述的海底隧道一體化維養(yǎng)裝置，其特征在于，所述攪拌桶和定量輸送桶之間設(shè)有壓力檢測(cè)元件以檢測(cè)定量輸送桶和儲(chǔ)料倉的重量。

4.如權(quán)利要求1所述的海底隧道一體化維養(yǎng)裝置，其特征在于，所述機(jī)械臂包括底座，底座與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接以實(shí)現(xiàn)繞豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，底座與第一伸縮臂的底端連接，第一伸縮臂的頂端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一擺臂的一端，第一擺臂與第一伸縮件的一端鉸接，第一伸縮件的另一端與第一伸縮臂的伸縮部鉸接，第一擺臂的另一端與第二伸縮臂的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第一擺臂與第二伸縮件的一端鉸接，第二伸縮件的另一端與第二伸縮臂的固定部鉸接，第二伸縮臂的伸縮部端部通過擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)件連接有第二擺臂，第二擺臂的末端用于連接夾爪機(jī)構(gòu)或噴嘴機(jī)構(gòu)。

5.如權(quán)利要求1所述的海底隧道一體化維養(yǎng)裝置，其特征在于，所述噴嘴機(jī)構(gòu)包括噴嘴和紫外線照射燈，紫外線照射燈安裝在支撐架上，支撐架與機(jī)械臂末端可拆卸連接，支撐架上設(shè)有移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與噴嘴連接，噴嘴通過氣體管路與氣罐連接，噴嘴通過涂料管路與噴涂泵連接。

6.如權(quán)利要求1所述的海底隧道一體化維養(yǎng)裝置，其特征在于，所述水箱設(shè)有浮球液位開關(guān)，所述水箱的出水口所連接的水管設(shè)有電控球閥以調(diào)節(jié)出水量。

7.如權(quán)利要求1所述的海底隧道一體化維養(yǎng)裝置，其特征在于，所述注漿泵的出漿口設(shè)置有流量檢測(cè)元件和壓力檢測(cè)元件。

8.如權(quán)利要求1所述的海底隧道一體化維養(yǎng)裝置，其特征在于，所述行走車包括車體，車體底部安裝有多個(gè)公路行走機(jī)構(gòu)和多個(gè)軌道行走機(jī)構(gòu)，公路行走機(jī)構(gòu)與安裝在車體的第一行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，軌道行走機(jī)構(gòu)安裝在升降架上并與升降架上的第二行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，升降架與安裝在車體的升降機(jī)構(gòu)連接。

9.如權(quán)利要求8所述的海底隧道一體化維養(yǎng)裝置，其特征在于，至少一個(gè)公路行走機(jī)構(gòu)與安裝在車體的第一行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，作為主動(dòng)行走機(jī)構(gòu)，其余公路行走機(jī)構(gòu)作為從動(dòng)行走機(jī)構(gòu)，至少一個(gè)作為從動(dòng)行走機(jī)構(gòu)的公路行走機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)連接。

10.一種權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)海底隧道一體化維養(yǎng)裝置的工作方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種海底隧道一體化維養(yǎng)裝置及工作方法，屬于海底隧道維養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有隧道維養(yǎng)時(shí)需要多臺(tái)設(shè)備的缺陷，包括行走車，行走車上安裝有機(jī)械臂，機(jī)械臂的前方設(shè)有噴涂泵，噴涂泵的一側(cè)設(shè)有空壓機(jī)，機(jī)械臂的兩側(cè)設(shè)有儲(chǔ)物箱，儲(chǔ)物箱的頂面固定水箱，其中一側(cè)的儲(chǔ)物箱內(nèi)設(shè)有涂料桶，涂料桶與噴涂泵連接，機(jī)械臂的后方設(shè)有氣罐，氣罐與空壓機(jī)連接，氣罐的后方設(shè)有注漿泵，氣罐和注漿泵所在區(qū)域的兩側(cè)設(shè)有制漿機(jī)構(gòu)，制漿機(jī)構(gòu)通過水管和水泵與水箱連接，制漿機(jī)構(gòu)通過漿液管與注漿泵連接，還包括夾爪機(jī)構(gòu)和噴嘴機(jī)構(gòu)，夾爪機(jī)構(gòu)和噴嘴機(jī)構(gòu)能夠可拆卸的連接在機(jī)械臂末端，本發(fā)明的維養(yǎng)裝置集成度高，節(jié)省了人工。

技術(shù)研發(fā)人員：李夢(mèng)天,韓春旺,張慶松,王漢鵬,蔣華,熊錦鋒,杜欣睿
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2