一种高效的脉冲摆振移动喷浆方法

技术领域

本发明涉及混凝土喷浆作业的技术领域，尤其涉及一种高效的脉冲摆振移动喷浆方法。

背景技术

混凝土喷浆是在基础设施或矿山的隧道、巷道、护坡等建设中进行钢筋混凝土支护加固的一个作业工序，能够起到充填裂隙、填补凹穴、加固岩层的作用，是现代建设施工中广泛采用的支护方法。

喷浆作业多采用人工手持喷枪喷射或遥控摆动喷射，由于仅仅喷嘴摆动，人工操作遥控移动，喷射均布性和重叠粘结层不均匀，容易造成喷射混凝土喷射不均匀和跌落，对反弹率控制不佳，同时薄厚不匀速凝不均容易造成过喷、超喷，除了浪费混凝土外，还容易造成后续剥离超喷的工作量和成本，延误工期。

近几年来市面上也出现了几款自动摇摆喷浆的喷枪产品或喷浆机器人，如：申请号为CN202111463369.2的中国发明专利申请公开了一种智能喷浆机器人，喷枪只具有摆动和转动功能，可根据不同条件安装多个喷枪或每个喷枪配多个喷头，由于功能单一，喷浆机器人只能通过不断移动喷枪位置达到预期喷浆效果。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种高效的脉冲摆振移动喷浆方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种高效的脉冲摆振移动喷浆方法，具体为：混凝土通过浆料软管将加压混凝土输送至混凝土喷浆头，从装有混凝土喷嘴的混凝土喷浆头喷射到需要覆盖混凝土的设计施工作业面的表面，混凝土喷浆头安装在摆振马达的摆动轴上，由摆振马达驱动产生往复微幅振动模拟脉冲，混凝土喷浆头和摆振马达的总成安装在摆动马达的摆动轴上，在微幅振动垂直方向通过摆动马达按照覆盖需要设定中幅或者小幅往复摆动喷射带宽，混凝土喷浆头、摆振马达和摆动马达的总成安装在在伸缩臂臂端，伸缩臂装在移动回转驱动组件的转盘上，通过控制伸缩臂和移动回转驱动组件按照要喷浆的表面设定或操作移动方向、移动轨迹以及喷射靶距，来实现需要喷浆表面的均匀高效高粘结全覆盖喷浆。

摆振马达、摆动马达采用液压比例驱动、液压伺服驱动、数控电动伺服驱动、电磁摆动驱动、电缸摆动驱动中的一种；移动回转驱动组件采用液压比例驱动、液压伺服驱动、数控电动伺服驱动中的一种；伸缩臂根据精度和系统的需要采用液压比例驱动的油缸、伺服驱动的油缸、伺服电缸、伺服电机驱动齿轮齿条中的一种。

根据需要，预设或者调整微幅振动频率和振幅、在垂直方向往复摆动频率和带宽、同往复摆动垂直的移动速度。

用于微幅振动频率、在垂直方向往复摆动频率和带宽、同往复摆动垂直的移动速度是与混凝土的配方和被喷射的表面特征相关联的，根据设计要求形成算法进行控制或人工遥控控制。

用于半自动遥控喷浆或智能自动喷浆，在智能自动喷浆时与预存BIM三维图谱、三维激光视觉实时采集分析建模比对而生成作业轨迹来规划脉冲摆振移动喷浆的路径图。

本发明的有益效果是：本发明采用摆振和移动结合的喷浆方法，以微幅振喷叠加中小幅摆动下进行定向移动的动作实现脉冲喷浆、重复叠加和定向定速控制移动高效喷浆。

附图说明

图1为本发明的脉冲摆振移动喷浆方法轨迹示意图；

图2为本发明中实施结构的示意图；

图中：1-混凝土喷浆头；2-摆振马达；3-摆动马达；4-伸缩臂；5-移动回转驱动组件；6-浆料软管；

以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

一种高效的脉冲摆振移动喷浆方法，如图1和图2所示，具体为：混凝土通过浆料软管6将加压混凝土输送至混凝土喷浆头1，从装有混凝土喷嘴的混凝土喷浆头1喷射到需要覆盖混凝土的设计施工作业面的表面，混凝土喷浆头1安装在摆振马达2的摆动轴上，由摆振马达2驱动产生往复微幅振动模拟脉冲，混凝土喷浆头1和摆振马达2的总成安装在摆动马达3的摆动轴上，在微幅振动垂直方向通过摆动马达3按照覆盖需要设定中幅或者小幅往复摆动喷射带宽，混凝土喷浆头1、摆振马达2和摆动马达3的总成安装在在伸缩臂4臂端，伸缩臂4装在移动回转驱动组件5的转盘上，通过控制伸缩臂4和移动回转驱动组件5按照要喷浆的表面设定或操作移动方向、移动轨迹以及喷射靶距，来实现需要喷浆表面的均匀高效高粘结全覆盖喷浆。

摆振马达2、摆动马达3采用液压比例驱动、液压伺服驱动、数控电动伺服驱动、电磁摆动驱动、电缸摆动驱动中的一种，电磁摆动驱动、电缸摆动驱动可以控制和设定速度和摆动幅度。

移动回转驱动组件5采用液压比例驱动、液压伺服驱动、数控电动伺服驱动中的一种；伸缩臂4根据精度和系统的需要采用液压比例驱动的油缸、伺服驱动的油缸、伺服电缸、伺服电机驱动齿轮齿条中的一种。

根据需要，预设或者调整微幅振动频率和振幅、在垂直方向往复摆动频率和带宽、同往复摆动垂直的移动速度。

用于微幅振动频率、在垂直方向往复摆动频率和带宽、同往复摆动垂直的移动速度是与混凝土的配方和被喷射的表面特征相关联的，根据设计要求形成算法进行控制或人工遥控控制。

用于半自动遥控喷浆或智能自动喷浆，在智能自动喷浆时与预存BIM三维图谱、三维激光视觉实时采集分析建模比对而生成作业轨迹来规划脉冲摆振移动喷浆的路径图。

本发明不管采用什么样式的喷嘴喷射混凝土，无论是干喷还是湿喷混凝土，无论是人工手持还是遥控半自动还是智能全自动喷射混凝土，无论是在隧道施工还是矿山施工或任何喷射混凝土施工均可以应用。

本发明采用摆振和移动结合的喷浆方法，以微幅振喷叠加中小幅摆动下进行定向移动的动作实现脉冲喷浆、重复叠加和定向定速控制移动高效喷浆。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。