本發(fā)明屬于水銑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種路橋鋪裝層水銑機器人。

背景技術(shù)：

高壓水破除工程技術(shù)，也叫水銑技術(shù)（為了敘述簡便，以下文字在描述高壓水破除工程技術(shù)和高壓水射流技術(shù)時，統(tǒng)一簡稱為水銑技術(shù)，在描述應(yīng)用于此領(lǐng)域的機器人時統(tǒng)稱為水銑機器人），是由高壓水射流傳遞的巨大能量來破除目標(biāo)物的技術(shù)，具體為水被高壓泵加壓經(jīng)噴嘴射出后形成高壓水束，高壓水束撞擊目標(biāo)物的同時將攜帶的能量瞬間釋放，在目標(biāo)物表面及細(xì)微裂紋處產(chǎn)生水楔效應(yīng)，致目標(biāo)物破碎。一般應(yīng)用于建筑物混凝土破除、氧化鋁管道結(jié)疤破除、機場跑道胎膠去除、船體除銹等領(lǐng)域。該技術(shù)的特點是不產(chǎn)塵、效率高，應(yīng)用于混凝土破除領(lǐng)域時可以做到不傷配筋、不對原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋擴展，且能夠顯著提高生產(chǎn)力。

隨著國家對項目環(huán)保方面的要求越來越高，同時人們的環(huán)保意識也逐漸增強，采用有利于環(huán)境保護的破碎技術(shù)是被允許和認(rèn)可的。水銑技術(shù)采用水為介質(zhì)，無污染、不產(chǎn)塵，很容易被市場接受。安全方面，根據(jù)水銑的作用原理與實際應(yīng)用可知，在破除氧化鋁溶出管道結(jié)疤時高壓水只會對表面含有微裂紋并且疲勞極限低的結(jié)疤產(chǎn)生破壞作用，并不會損壞金屬管道，確保了設(shè)備安全。在破除建筑物混凝土?xí)r，采用人工風(fēng)鎬或機械銑挖等方法不僅會傷及配筋，更會引起母體結(jié)構(gòu)的二次開裂，而采用水銑技術(shù)不僅能彌補以上不足，還可同時對結(jié)構(gòu)配筋的露出部分進(jìn)行除銹，可見水銑技術(shù)能夠保證施工質(zhì)量，對結(jié)構(gòu)也是安全的。一般認(rèn)為高壓力、大流量的水射流才會對氧化鋁結(jié)疤及建筑物混凝土產(chǎn)生明顯的破除效果，但這也給人身安全帶來了隱患，采用水銑機器人代替人在危險環(huán)境下工作，即保證了工程項目的順利進(jìn)行又使人身安全得到了保障。

在建筑物混凝土破除領(lǐng)域，當(dāng)橋梁需加寬改擴建時，一般采用的是人工風(fēng)鎬破除橋梁邊部混凝土，再將新舊橋梁的鋼筋連接，之后澆灌混凝土，采用這種工藝的弊端是風(fēng)鎬會傷害橋梁母體與鋼筋，而采用水銑技術(shù)來破除橋梁混凝土，不僅不產(chǎn)塵、效率高，而且不傷橋梁母體與鋼筋，可保證新舊橋梁鋼筋的有效焊接。在修路及舊樓動遷時，普遍采用挖掘機配液壓錘進(jìn)行施工作業(yè)，不僅效率不高而且會產(chǎn)生粉塵，給居民生活帶來影響。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料，2010年前建成的水泥砼路面有123.1萬千米，若每年有1%的里程需要砼體破除維修，維修里程就超過1萬千米。

以水銑機器人在建筑物混凝土破除領(lǐng)域的應(yīng)用為例計算年需求量，根據(jù)交通運輸部綜合規(guī)劃司的《2010年公路水路交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》，我國2010年（含）前建成的水泥砼路面有逾137萬千米，由于過渡繁榮的國內(nèi)交通運輸業(yè)導(dǎo)致部分路面提早進(jìn)入翻修養(yǎng)護期，需要對水泥砼路面的混凝土進(jìn)行破除。保守估計，若每年有10%（13.7萬千米）的里程需要砼體破除維修，寬度按15米（雙向四車道）、深度按0.15米計算，則每年有近3095萬立方米的砼體需要破除。按目前水銑機器人的作業(yè)效率1.5立方米/小時計算，在全年無休、每天24小時連續(xù)作業(yè)的情況下，需要水銑機器人逾2萬臺，但這個數(shù)字僅僅計算了破除水泥砼路面所需機器人的數(shù)量，不包含破除路橋橋墩、隧道、大壩、港口、樓宇等砼體的機器人用量，更不包括在氧化鋁管道結(jié)疤破除、機場跑道胎膠去除、船體除銹等領(lǐng)域應(yīng)用的機器人數(shù)量?？梢娝姍C器人在未來的國內(nèi)市場上前景廣闊。

綜上所述，相關(guān)行業(yè)對水銑技術(shù)的需求很迫切，水銑設(shè)備的研發(fā)十分必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提供一種路橋鋪裝層水銑機器人，其噴槍可實現(xiàn)橫向往復(fù)運動和縱向往復(fù)擺動，完成噴槍工作運行的正弦曲線，實現(xiàn)對路橋鋪裝層的水銑作業(yè)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

路橋鋪裝層水銑機器人，它包括噴槍、噴槍夾座、噴槍行走車和噴槍行走軌道，噴槍安裝在噴槍夾座上，噴槍夾座與噴槍行走車之間設(shè)置有縱向往復(fù)擺動結(jié)構(gòu)，噴槍行走車與噴槍行走軌道之間設(shè)置有橫向往復(fù)運動結(jié)構(gòu)，所述縱向往復(fù)擺動結(jié)構(gòu)包括沿縱向布置的連桿、安裝在噴槍行走車上的第一馬達(dá)以及與第一馬達(dá)傳動連接的偏心輪，連桿的一端與偏心輪連接，連桿的另一端與噴槍夾座鉸接連接，噴槍夾座與噴槍行走車鉸接連接；

所述橫向往復(fù)運動結(jié)構(gòu)包括齒條、安裝在噴槍行走車上的第二馬達(dá)以及與第二馬達(dá)傳動連接的齒輪，噴槍行走軌道沿橫向布置，且噴槍行走車與噴槍行走軌道滑動配合，齒條沿橫向布置并固設(shè)在噴槍行走軌道的外側(cè)，該齒條與所述齒輪相嚙合。

所述噴槍行車軌道由兩條等間距設(shè)置的導(dǎo)軌組成。

所述噴槍豎向設(shè)置，并位于所述噴槍行走軌道的兩條導(dǎo)軌之間。

所述噴槍夾座與噴槍行走車鉸接連接的設(shè)置方式如下：噴槍夾座由夾座本體和安裝座組成，其中夾座本體鉸接在安裝座上，安裝座鉸接在噴槍行走車上，且夾座本體與安裝座之間的鉸接軸沿橫向布置，安裝座與噴槍行走車之間的鉸接軸沿縱向布置，所述噴槍設(shè)置在夾座本體上。

所述安裝座與噴槍行走車之間設(shè)有用于調(diào)節(jié)噴槍夾座擺動角度的第一調(diào)節(jié)裝置，第一調(diào)節(jié)裝置包括沿橫向布置的第一伸縮油缸，第一伸縮油缸的一端與噴槍行走車鉸接連接，第一伸縮油缸的另一端與安裝座鉸接連接，且第一伸縮油缸與安裝座的鉸接部位于安裝座與噴槍行走車的鉸接部的上方或下方。

它還包括車身架以及安裝在車身架上的前輪和后輪，前輪配設(shè)有前輪進(jìn)給裝置，后輪配設(shè)有后輪轉(zhuǎn)向裝置；

車身架的前端設(shè)置有起落架，所述噴槍行走軌道安裝在起落架上。

所述起落架與車身架之間設(shè)置有用于調(diào)節(jié)噴槍行走軌道起落角度的第二調(diào)節(jié)裝置，第二調(diào)節(jié)裝置包括沿縱向布置且后端朝下傾斜的第二伸縮油缸，起落架的上部與車身架通過銷軸鉸接連接，第二伸縮油缸的前端與起落架的中部鉸接連接，第二伸縮油缸的后端與車身架鉸接連接。

所述起落架與噴槍行走軌道之間有第三調(diào)節(jié)裝置，第三調(diào)節(jié)裝置包括沿橫向布置在起落架上的第三伸縮油缸以及設(shè)置在起落架前側(cè)的卡槽，噴槍行走軌道與卡槽形成橫向的滑動配合，第三伸縮油缸的缸筒與起落架固定連接，第三伸縮油缸的活塞桿與噴槍行走軌道連接。

所述噴槍行走軌道的外側(cè)圍設(shè)有防護罩，所述噴槍的噴槍口位于防護罩內(nèi)。

所述第一馬達(dá)和第二馬達(dá)為液壓馬達(dá)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的路橋鋪裝層水銑機器人能夠完成自身的行走、轉(zhuǎn)向、噴槍工作時進(jìn)給動作、噴槍工作時運行的正弦曲線、噴槍工作換向時調(diào)整噴槍對標(biāo)的物的銑刨角度、調(diào)整噴槍對標(biāo)的物的靶距等動作，其中所述的正弦曲線包括噴槍的橫向往復(fù)運動和噴槍的縱向往復(fù)擺動。

本發(fā)明包括車身架以及安裝在車身架上的前輪和后輪，前輪配設(shè)有前輪進(jìn)給裝置，后輪配設(shè)有后輪轉(zhuǎn)向裝置，前輪與前輪進(jìn)給裝置配合來完成自身行走時的前進(jìn)和倒退，以及在噴槍工作時帶動噴槍完成進(jìn)給動作；后輪與后輪轉(zhuǎn)向裝置配合來完成自身的轉(zhuǎn)向動作。

本發(fā)明中噴槍夾座與噴槍行走車之間設(shè)置有縱向往復(fù)擺動結(jié)構(gòu)，縱向往復(fù)擺動結(jié)構(gòu)包括沿縱向布置的連桿、安裝在噴槍行走車上的第一馬達(dá)以及與第一馬達(dá)傳動連接的偏心輪，連桿的一端與偏心輪連接，連桿的另一端與噴槍夾座鉸接連接，噴槍夾座與噴槍行走車鉸接連接；通過上述結(jié)構(gòu)帶動噴槍按照控制命令來完成所述正弦曲線中的縱向往復(fù)擺動。

噴槍行走車與噴槍行走軌道之間設(shè)置有橫向往復(fù)運動結(jié)構(gòu)，橫向往復(fù)運動結(jié)構(gòu)包括齒條、安裝在噴槍行走車上的第二馬達(dá)以及與第二馬達(dá)傳動連接的齒輪，噴槍行走軌道沿橫向布置，且噴槍行走車與噴槍行走軌道滑動配合，齒條沿橫向布置并固設(shè)在噴槍行走軌道的外側(cè)，該齒條與所述齒輪相嚙合，通過上述結(jié)構(gòu)使噴槍行走車在噴槍行走軌道上做直線往復(fù)運動，從而完成上面所述的正弦曲線中的橫向往復(fù)運動。

所述噴槍夾座與噴槍行走車鉸接連接的設(shè)置方式如下：噴槍夾座由夾座本體和安裝座組成，其中夾座本體鉸接在安裝座上，安裝座鉸接在噴槍行走車上，且夾座本體與安裝座之間的鉸接軸沿橫向布置，安裝座與噴槍行走車之間的鉸接軸沿縱向布置，所述噴槍設(shè)置在夾座本體上，上述設(shè)置方式使夾座本體與安裝座之間的鉸接軸和安裝座與噴槍行走車之間的鉸接軸相垂直，避免了噴槍的縱向往復(fù)擺動與第一調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)之間發(fā)生干涉。

所述噴槍夾座與噴槍行走車之間設(shè)有用于調(diào)節(jié)噴槍夾座擺動角度的第一調(diào)節(jié)裝置，第一伸縮油缸通過執(zhí)行控制命令，直接帶動噴槍夾座，再由噴槍夾座帶動噴槍來完成噴槍調(diào)頭時調(diào)整噴槍與標(biāo)的物的角度的動作。

所述起落架與車身架之間設(shè)置有用于調(diào)節(jié)噴槍行走軌道起落角度的第二調(diào)節(jié)裝置，第二調(diào)節(jié)裝置包括后端朝下傾斜設(shè)置的第二伸縮油缸，起落架的上部與車身架通過銷軸鉸接連接，第二伸縮油缸的前端與起落架的中部鉸接連接，第二伸縮油缸的后端與車身架鉸接連接，通過控制第二伸縮油缸的伸縮來完成對噴槍行走軌道的升降，從而完成噴槍對標(biāo)的物靶距的調(diào)整。

所述起落架與噴槍行走軌道之間有第三調(diào)節(jié)裝置，第三調(diào)節(jié)裝置包括沿橫向布置在起落架上的第三伸縮油缸以及設(shè)置在起落架前側(cè)的卡槽，噴槍行走軌道與卡槽形成橫向的滑動配合，第三伸縮油缸的缸筒與起落架固定連接，第三伸縮油缸的活塞桿與噴槍行走軌道連接；通過第三伸縮油缸的伸縮來完成噴槍行走軌道的橫向移動，延長噴槍的橫向運動行程。

所述噴槍行走軌道的外側(cè)圍設(shè)有防護罩，所述噴槍的噴槍口位于防護罩內(nèi)，在噴槍工作時具有防止混凝土飛濺的作用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖；

圖4是圖3的俯視圖；

圖5是圖1中的噴槍行走車4部位的放大圖；

圖6是本發(fā)明中第一調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是圖6的調(diào)節(jié)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作詳細(xì)說明。

如圖1至圖7所示，本發(fā)明的路橋鋪裝層水銑機器人，它包括噴槍3、噴槍夾座9、噴槍行走車4和噴槍行走軌道5，噴槍3安裝在噴槍夾座9上，噴槍夾座9與噴槍行走車4之間設(shè)置有縱向往復(fù)擺動結(jié)構(gòu)，噴槍行走車4與噴槍行走軌道5之間設(shè)置有橫向往復(fù)運動結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的路橋鋪裝層水銑機器人能夠完成自身的行走、轉(zhuǎn)向、噴槍工作時進(jìn)給動作、噴槍工作時運行的正弦曲線、噴槍工作換向時調(diào)整噴槍對標(biāo)的物的銑刨角度、調(diào)整噴槍對標(biāo)的物的靶距等動作，其中所述的正弦曲線包括噴槍的橫向往復(fù)運動和噴槍的縱向往復(fù)擺動。

所述縱向往復(fù)擺動結(jié)構(gòu)包括沿縱向布置的連桿116、安裝在噴槍行走車4上的第一馬達(dá)112以及與第一馬達(dá)112傳動連接的偏心輪115，連桿116的一端與偏心輪連接，連桿116的另一端與噴槍夾座9鉸接連接，噴槍夾座9與噴槍行走車4鉸接連接。通過上述結(jié)構(gòu)帶動噴槍3按照控制命令來完成所述正弦曲線中的縱向往復(fù)擺動。

所述橫向往復(fù)運動結(jié)構(gòu)包括齒條120、安裝在噴槍行走車4上的第二馬達(dá)113以及與第二馬達(dá)113傳動連接的齒輪118，噴槍行走軌道5沿橫向布置，且噴槍行走車4與噴槍行走軌道5滑動配合，齒條120沿橫向布置并固設(shè)在噴槍行走4軌道的外側(cè)，該齒條120與所述齒輪118相嚙合。通過上述結(jié)構(gòu)使噴槍行走車4在噴槍行走軌道5上做直線往復(fù)運動，從而完成上面所述的正弦曲線中的橫向往復(fù)運動。

本實施例中，所述噴槍行車軌道5由兩條等間距設(shè)置的導(dǎo)軌組成，所述噴槍3豎向設(shè)置，并位于所述噴槍行走軌道5的兩條導(dǎo)軌之間。

本實施例中，所述噴槍夾座9與噴槍行走車4鉸接連接的設(shè)置方式如下：噴槍夾座9由夾座本體91和安裝座92組成，其中夾座本體91鉸接在安裝座92上，安裝座92鉸接在噴槍行走車4上，且夾座本體91與安裝座92之間的鉸接軸a沿橫向布置，安裝座92與噴槍行走車4之間的鉸接軸b沿縱向布置，所述噴槍直接設(shè)置在夾座本體91上。該設(shè)置方式使夾座本體91與安裝座92之間的鉸接軸a和安裝座92與噴槍行走車4之間的鉸接軸b相垂直，避免了噴槍3的縱向往復(fù)擺動與下述第一調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)之間發(fā)生干涉。

所述安裝座92與噴槍行走車4之間設(shè)有用于調(diào)節(jié)噴槍夾座9擺動角度的第一調(diào)節(jié)裝置，第一調(diào)節(jié)裝置包括沿橫向布置的第一伸縮油缸114，第一伸縮油缸114的一端與噴槍行走車5鉸接連接，第一伸縮油缸114的另一端與安裝座92鉸接連接，且第一伸縮油缸114與安裝座92的鉸接部位于安裝座92與噴槍行走車5的鉸接部的上方。第一伸縮油缸114通過執(zhí)行控制命令，直接帶動噴槍夾座9，再由噴槍夾座9帶動噴槍3來完成噴槍調(diào)頭時調(diào)整噴槍與標(biāo)的物的角度的動作。

本發(fā)明的路橋鋪裝層水銑機器人還包括車身架1以及安裝在車身架1上的前輪7和后輪8，前輪7配設(shè)有前輪進(jìn)給裝置，后輪8配設(shè)有后輪轉(zhuǎn)向裝置（前輪進(jìn)給裝置和后輪轉(zhuǎn)向裝置為本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，其具體結(jié)構(gòu)不再詳述）。前輪7與前輪進(jìn)給裝置配合來完成自身行走時的前進(jìn)和倒退，以及在噴槍工作時帶動噴槍完成進(jìn)給動作；后輪8與后輪轉(zhuǎn)向裝置配合來完成自身的轉(zhuǎn)向動作。

車身架1的前端設(shè)置有起落架2，所述噴槍行走軌道5安裝在起落架2上。所述起落架2與車身架1之間設(shè)置有用于調(diào)節(jié)噴槍行走軌道5起落角度的第二調(diào)節(jié)裝置，第二調(diào)節(jié)裝置包括沿縱向布置且后端朝下傾斜的第二伸縮油缸119，起落架2的上部與車身架1通過銷軸鉸接連接，第二伸縮油缸119的前端與起落架2的中部鉸接連接，第二伸縮油缸119的后端與車身架1鉸接連接，通過控制第二伸縮油缸119的伸縮來完成對噴槍行走軌道5的升降，從而完成噴槍對標(biāo)的物靶距的調(diào)整。

所述起落架2與噴槍行走軌道2之間有第三調(diào)節(jié)裝置，第三調(diào)節(jié)裝置包括沿橫向布置在起落架2上的第三伸縮油缸13以及設(shè)置在起落架2前側(cè)的卡槽12，噴槍行走軌道5與卡槽12形成橫向的滑動配合，第三伸縮油缸13的缸筒與起落架2固定連接，第三伸縮油缸13的活塞桿與噴槍行走軌道5連接；通過第三伸縮油缸13的伸縮來完成噴槍行走軌道5的橫向移動，延長噴槍的橫向運動行程。

本發(fā)明的路橋鋪裝層水銑機器人還配設(shè)有控制總成，其包括電磁閥組、液壓站組、冷卻系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，該控制總成為本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，其具體結(jié)構(gòu)不再詳述。

本實施例中，所述噴槍行走軌道5的外側(cè)圍設(shè)有防護罩，所述噴槍3的噴槍口位于防護罩5內(nèi)，在噴槍工作時具有防止混凝土飛濺的作用。

本實施例中，第一馬達(dá)112和第二馬達(dá)113為液壓馬達(dá)。

以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。