多功能砂浆喷头机构的制作方法

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种多功能砂浆喷头机构。

背景技术：

建筑施工前需要先开挖基坑，然后在基坑内进行建筑基础的施工。为了防止基坑坡面出现垮塌，一般需要对基坑坡面进行加固，常用加固方式为钢筋网架水泥砂浆，即现在坡面上铺设钢筋网然后在坡面上喷涂水泥砂浆。然而由于钢筋网的铺设工序在喷浆工序之前，因此喷浆作业时钢筋网会对浆液产生一定阻挡，使浆液无法充分填充钢丝正下方的区域，却导致护坡面层出现空鼓现象，影响施工质量。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种多功能砂浆喷头机构，能够提高喷涂砂浆层的充实度，避免空鼓。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种多功能砂浆喷头机构，包括固定管和回旋管，所述固定管与安装盘固接，所述回旋管包括主管以及从主管的一端分叉设置的两分支管，主管远离分支管的一端与固定管转动连接，两分支管分别沿主管径向两个相反的方向延伸设置，两分支管的端部分别设有一回转喷头，回转喷头与分支管转动连接且转轴与分支管的长度方向平行，回转喷头的喷射方向与分支管的长度方向垂直；所述回转喷头被装配为在以下两工位间活动：工位一，回转喷头的喷射方向与主管的轴线成夹角设置，此工位下回转喷头喷射砂浆时产生的反作用力能够推动回旋管转动；工位二，回转喷头的喷射方向与主管的轴线方向平行，此工位下回旋管相对于固定管静止；还包括用于驱动回转喷头在工位一和工位二之间切换的切换机构；所述固定管与喷灰管和喷水管连通。

还包括回转臂，所述回转臂与回旋管固接，回转喷头通过轴承与回转臂转动连接；所述切换机构包括与回转臂上设置的浮动滚轮，所述浮动滚轮转动设置在滚轮支架上，浮动滚轮的轴线沿主管的径向设置，滚轮支架滑动设置在回转臂上且滑动方向与主管的轴线方向平行，所述安装盘上设有与浮动滚轮配合的环形滚道；所述滚轮支架与回转臂之间设有第一压簧，第一压簧被装配为其弹力能够驱使滚轮支架向靠近环境滚道的方向滑动；所述环形滚道上设有伸缩块，伸缩块与安装盘滑动连接，伸缩块具有工位a和工位b，当伸缩块处于工位a时伸缩块与环形滚道平齐，此时浮动滚轮能够沿环形滚道连续行走，当伸缩块处于工位b时伸缩块向远离浮动滚轮的方向滑动并在环形滚道上形成凹坑，此时浮动滚轮能够在第一压簧的作用下陷入凹坑内；滚轮支架与回转喷头之间设有第一联动机构，第一联动机构被装配为当浮动滚轮在环形滚道上行走时能够使回转喷头保持在工位一，且当浮动滚轮陷入凹坑时能够将处于工位一的回转喷头切换至工位二。

所述第一联动机构包括与回转臂转动连接的过渡轴，所述过渡轴上固接有第一齿轮，回转喷头上固接有第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，所述过渡轴上还固接有摆杆，摆杆沿过渡轴径向凸伸设置，摆杆的端部设有销杆，所述滚轮支架上固接有推块，推块上设有腰型槽，所述腰型槽与销杆滑动枢接。

所述安装盘滑动设置在一转台上且滑动方向与主管的轴线方向平行，安装盘沿该滑动方向具有第一位置和第二位置，所述伸缩块、安装盘和转台之间设有第二联动机构，第二联动机构被装配为当安装盘从第一位置向第二位置运动时能够使伸缩块从工位a运动至工位b，当安装盘从第二位置向第一位置运动时能够使伸缩块从工位b运动至工位a；转台上设有用于驱动安装盘滑动的活塞缸。

所述第二联动机构包括与伸缩块固接的顶杆，所述顶杆与安装盘上设置的支架滑动连接，所述顶杆上固接有第一楔形块，所述支架上滑动设置有第一楔形驱动块，第一楔形驱动块的滑动方向与主管的轴线方向垂直，第一楔形驱动块上固接有第二楔形块，转台上设有第二楔形驱动块；第一楔形块与第一楔形驱动块构成斜面传动配合，第二楔形块与第二楔形驱动块构成斜面传动配合，当安装盘自第二位置向第一位置滑动时第二斜楔驱动块驱动第二楔形块和第一楔形驱动块滑动，第一楔形驱动块再驱动第一楔形块滑动进而通过顶杆驱动伸缩块自工位b运动至工位a；第一楔形驱动块与支架之间设有第二压簧，当安装盘自第一位置向第二位置滑动时，第二楔形块与第二楔形驱动块逐渐脱离，第一楔形驱动块在第二压簧的作用下逐渐与第一楔形块脱离，此时伸缩块能够在浮动滚轮的挤推作用下自工位a运动至工位b。

所述伸缩块设有两对，即第一伸缩块和第二伸缩块，第一伸缩块和第二伸缩块沿安装盘周向间隔90°设置，安装盘还具有第三位置，第一位置位于第二位置和第三位置之间；当安装盘位于第一位置时，第一伸缩块对应的第二楔形块和第二楔形驱动块相互抵紧，第二伸缩块对应的第二楔形块和第二楔形驱动块相互抵紧；当安装盘位于第二位置时，第一伸缩块对应的第二楔形块和第二楔形驱动块相互脱离，第二伸缩块对应的第二楔形块和第二楔形驱动块相互抵紧；当安装盘位于第三位置时，第一伸缩块对应的第二楔形块和第二楔形驱动块相互抵紧，第二伸缩块对应的第二楔形块和第二楔形驱动块相互脱离。

所述滚轮支架上设有插块，插块的宽度大于滚轮直径且与伸缩块的宽度一致，插块上朝向伸缩块的一端的边缘以及伸缩块所在的滑动通道朝向插块的一端的边缘均设有倒角。

所述环形滚道的两侧设有侧护板，两侧护板之间设有挡泥环，所述挡泥环与回转臂固接。

所述回转喷头的喷射口为扁平状，且喷射口的长度方向与回转喷头的回转轴线方向平行。

一种基坑护坡喷浆机械手，包含所述的多功能砂浆喷头机构。

本发明取得的技术效果为：本发明的喷头机构具有回旋喷射和垂直喷射两种状态，回旋喷射状态下砂浆能够斜向喷涂到钢筋网下方的区域，确保钢筋网下方空间被砂浆充分填充，而垂直喷射状态下能够对砂浆表面进行修整，喷射更均匀，确保护坡面表面平整度。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的基坑护坡施工的原理图；

图2是本发明的实施例所提供的喷浆机械手的立体图；

图3是本发明的实施例所提供的喷浆机械手的俯视图；

图4是图3的a向剖视图；

图5是图4的i局部放大视图；

图6是图4的ii局部放大视图；

图7是图3的b-b剖视图；

图8是图3的c-c剖视图；

图9是本发明的实施例所提供的回转喷头转向结构的立体图；

图10是本发明的实施例所提供的锁紧机构的立体图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

实施例1

如图2所示，一种基坑护坡喷浆机械手，包括摆臂机构以及安装在摆臂机构前端的多功能砂浆喷头机构；所述摆臂机构包括转台22、滑台21、摆臂21、中间座30和大臂40，所述多功能砂浆喷头机构安装在转台22上，所述转台22转动设置在滑台21上，滑台21沿摆臂21长度方向与摆臂21滑动连接，摆臂21与中间座30转动连接，中间座30与大臂40转动连接，摆臂21和中间座30之间的转轴与中间座30和大臂40之间的转轴相互垂直，转台22的转轴与摆臂21和中间座30之间的转轴平行；所述转台22、摆臂21和回转臂之间设有第三联动机构，第三联动机构被装配为当上摆臂21相对于中间座30转动时能够同时驱动转台22相对于滑台21转动，且转台22的转动角速度与摆臂21的转动角速度相同、转台22的转动方向与摆臂21的转动方向相反。

当摆臂21摆动时，第三联动机构能够使转台22保持姿态不变，摆臂21摆动过程中滑台21沿摆臂21滑动，摆动动作与滑动动作相叠加就能够实现多种不同路径的喷涂，如直线路径或波浪形路径，进而能够灵活避让护坡面上的锚杆、排水管等凸伸构件，机械手在对一定范围进行喷涂时大臂40不需要运动，最大限度简化了机械臂运动过程，降低了设备能耗。

多功能砂浆喷头机构包括固定管11和回旋管12，所述固定管11与安装盘10固接，所述安装盘10滑动设置在转台22上且滑动方向与主管的轴线方向平行，所述回旋管12包括主管以及从主管的一端分叉设置的两分支管，主管远离分支管的一端与固定管11转动连接，两分支管分别沿主管径向两个相反的方向延伸设置，两分支管的端部分别设有一回转喷头13，回转喷头13与分支管转动连接且转轴与分支管的长度方向平行，回转喷头13的喷射方向与分支管的长度方向垂直；所述回转喷头13被装配为在以下两工位间活动：工位一，回转喷头13的喷射方向与主管的轴线成夹角设置，此工位下回转喷头13喷射砂浆时产生的反作用力能够推动回旋管12转动；工位二，回转喷头13的喷射方向与主管的轴线方向平行，此工位下回旋管12相对于固定管11静止；还包括用于驱动回转喷头13在工位一和工位二之间切换的切换机构；所述固定管11与喷灰管和喷水管连通。

本发明的喷头机构具有回旋喷射和垂直喷射两种状态，回旋喷射状态下砂浆能够斜向喷涂到钢筋网下方的区域，确保钢筋网下方空间被砂浆充分填充，而垂直喷射状态下能够对砂浆表面进行修整，喷射更均匀，确保护坡面表面平整度。

具体的，如图2、4、5、8、9所示，还包括回转臂14，所述回转臂14与回旋管12固接，回转喷头13通过轴承与回转臂14转动连接；所述切换机构包括与回转臂14上设置的浮动滚轮15，所述浮动滚轮15转动设置在滚轮支架151上，浮动滚轮15的轴线沿主管的径向设置，滚轮支架151滑动设置在回转臂14上且滑动方向与主管的轴线方向平行，所述安装盘10上设有与浮动滚轮15配合的环形滚道；所述滚轮支架151与回转臂14之间设有第一压簧152，第一压簧152被装配为其弹力能够驱使滚轮支架151向靠近环境滚道的方向滑动；所述环形滚道上设有伸缩块102，伸缩块102与安装盘10滑动连接，伸缩块102具有工位a和工位b，当伸缩块102处于工位a时伸缩块102与环形滚道平齐，此时浮动滚轮15能够沿环形滚道连续行走，当伸缩块102处于工位b时伸缩块102向远离浮动滚轮15的方向滑动并在环形滚道上形成凹坑，此时浮动滚轮15能够在第一压簧152的作用下陷入凹坑内；滚轮支架151与回转喷头13之间设有第一联动机构，第一联动机构被装配为当浮动滚轮15在环形滚道上行走时能够使回转喷头13保持在工位一，且当浮动滚轮15陷入凹坑时能够将处于工位一的回转喷头13切换至工位二。

本发明利用浮动滚轮15和伸缩块102的配合一方面实现了回转喷头13的自动锁定，另一方面驱动回转喷头13自动调向，当回转喷头13被锁定的同时能够切换成垂直喷射状态，结构设计巧妙，设备成本低。

具体的，如图5、8、9所示，所述第一联动机构包括与回转臂14转动连接的过渡轴16，所述过渡轴16上固接有第一齿轮161，回转喷头13上固接有第二齿轮131，第一齿轮161与第二齿轮131啮合，所述过渡轴16上还固接有摆杆162，摆杆162沿过渡轴16径向凸伸设置，摆杆162的端部设有销杆163，所述滚轮支架151上固接有推块153，推块153上设有腰型槽，所述腰型槽与销杆163滑动枢接。

优选的，安装盘10沿自身滑动方向具有第一位置和第二位置，所述伸缩块102、安装盘10和转台22之间设有第二联动机构，第二联动机构被装配为当安装盘10从第一位置向第二位置运动时能够使伸缩块102从工位a运动至工位b，当安装盘10从第二位置向第一位置运动时能够使伸缩块102从工位b运动至工位a；转台22上设有用于驱动安装盘10滑动的活塞缸；如图6、7、10所示，所述第二联动机构包括与伸缩块102固接的顶杆103，所述顶杆103与安装盘10上设置的支架滑动连接，所述顶杆103上固接有第一楔形块17，所述支架上滑动设置有第一楔形驱动块171，第一楔形驱动块171的滑动方向与主管的轴线方向垂直，第一楔形驱动块171上固接有第二楔形块172，转台22上设有第二楔形驱动块221；第一楔形块17与第一楔形驱动块171构成斜面传动配合，第二楔形块172与第二楔形驱动块221构成斜面传动配合，当安装盘10自第二位置向第一位置滑动时第二斜楔驱动块驱动第二楔形块172和第一楔形驱动块171滑动，第一楔形驱动块171再驱动第一楔形块17滑动进而通过顶杆103驱动伸缩块102自工位b运动至工位a；第一楔形驱动块171与支架之间设有第二压簧，当安装盘10自第一位置向第二位置滑动时，第二楔形块172与第二楔形驱动块221逐渐脱离，第一楔形驱动块171在第二压簧的作用下逐渐与第一楔形块17脱离，此时伸缩块102能够在浮动滚轮15的挤推作用下自工位a运动至工位b。

进一步的，所述伸缩块102设有两对，即第一伸缩块102和第二伸缩块102，第一伸缩块102和第二伸缩块102沿安装盘10周向间隔90°设置，安装盘10还具有第三位置，第一位置位于第二位置和第三位置之间；当安装盘10位于第一位置时，第一伸缩块102对应的第二楔形块172和第二楔形驱动块221相互抵紧，第二伸缩块102对应的第二楔形块172和第二楔形驱动块221相互抵紧；当安装盘10位于第二位置时，第一伸缩块102对应的第二楔形块172和第二楔形驱动块221相互脱离，第二伸缩块102对应的第二楔形块172和第二楔形驱动块221相互抵紧；当安装盘10位于第三位置时，第一伸缩块102对应的第二楔形块172和第二楔形驱动块221相互抵紧，第二伸缩块102对应的第二楔形块172和第二楔形驱动块221相互脱离。

本发明利用安装盘10的上下浮动实现回转喷喷头状态的切换，参照图6、7所示，当安装盘10处于图6、7所示位置时，此时第一楔形块17被压紧，伸缩块102无法上行，从而使浮动辊轮能够沿环形滚道连续滚动；当安装盘10相对于转台22上行时，图6中的第二楔形块172与第二楔形驱动块221脱离，而图7中的第二楔形块172不会与第二楔形驱动块221脱离，进而实现其中一组伸缩块102的释放；相反的，安装盘10相对于转台22下行时，图7中的第二楔形块172与第二楔形驱动块221分离，而图6中的第二楔形块172不会与第二楔形驱动块221分离，从而实现另一组伸缩块102的释放；以此实现了回转喷头13在两个不同方向上的固定，进而适应不同喷涂工艺的需求。

如图8所示，所述滚轮支架151上设有插块154，插块154的宽度大于滚轮直径且与伸缩块102的宽度一致，插块154上朝向伸缩块102的一端的边缘以及伸缩块102所在的滑动通道朝向插块154的一端的边缘均设有倒角；所述环形滚道的两侧设有侧护板104，两侧护板104之间设有挡泥环141，所述挡泥环141与回转臂14固接；所述回转喷头13的喷射口为扁平状，且喷射口的长度方向与回转喷头13的回转轴线方向平行。

当浮动滚轮15陷入凹坑时插块154能够与凹坑紧密插合避免浮动滚轮15在凹坑的晃动。而喷头设置为扁平状能够使砂浆呈扇形向外喷出，喷射面积广且喷涂更均匀。

具体的，如图3所示，所述第三联动机构包括与转台22固接的第一链轮23、与中间座30固接的第二链轮24，以及张紧在第一链轮23与第二链轮24之间的环形链条25，所述第一链轮23与转台22的转轴同轴设置，第二链轮24与摆臂21的转轴同轴设置；第一链轮23与第二链轮24之间设有活动张紧机构，活动张紧机构被装配为当转台22随滑台21在摆臂21上滑动时能够使第一链轮23和第二链轮24之间的链条保持张紧状态；所述活动张紧机构包括滑座26，所述滑座26沿摆臂21长度方向与摆臂21滑动连接，滑座26被装配为其滑动方向与滑台21始终相同且滑动速度始终为滑台21的0.5倍；所述滑座26上对称设置有两个第一导轮261，所述摆臂21上对称设置有两个第二导轮203，第一链轮23和第二链轮24之间的两平行段链条分别依次绕过两第一导轮261和第二导轮203，且链条的各直线段相互平行；第一导轮261和第二导轮203均为链轮。

在摆臂21摆动过程中由于第二链轮24是相对于中间座30固定的，所以第二链轮24相对于摆臂21转动，进而带动第一链轮23相对于摆臂21转动，且转动的角度取决于摆臂21摆动的角度，而转动的方向与摆臂21的摆动方向相反，所以实际上第一链轮23相对于地面是没有发生自转的。本发明不仅要解决转台22的自转问题，还要考虑转台22随滑台21的滑动问题，为确保转台22滑动过程第三联动机构能够始终有效，本发明设置了链条张紧机构，链条张紧机构能够随着转台22的滑动将链条缩短，此处所说的缩短实际上就是让链条的折叠区域增加，从而在整体上使链条的跨度缩短。

进一步的，还包括牵引绳28，以及用于引导牵引绳28的第三导轮262、第四导轮204和第五导轮205，其中第三导轮262位于滑座26上，第四导轮204位于摆臂21上靠近第二链轮24的一端，第五导轮205位于摆臂21上远离第二链轮24的一端；牵引绳28的一端固定在摆臂21上靠近第二链轮24的一端，牵引绳28自该端依次绕过第三导轮262、第四导轮204和第五导轮205，然后固定在滑台21上，牵引绳28的各直线段均相互平行；所述摆臂21上转动设置有一丝杠27，所述滑座26上设有螺母块，所述丝杠27与螺母块构成螺纹配合，丝杠27与伺服电机的主轴固接用于驱动滑座26滑动。

本发明不仅利用滑座26解决了链条的收紧问题，同时还利用一根牵引绳28与链条配合实现了滑座26对滑台21的双向牵引，解决了滑台21和滑座26的成比例运动问题。

优选的，所述滑台21上还设有两个第六导轮206，两第六导轮206对称设置在第一链轮23的两侧。

优选的，如图4所示，所述中间座30上设有一固定轴301，固定轴301与中间座30固接，第二链轮24固定在该固定轴301上，所述摆臂21上固定设置有一管轴201，管轴201套设在固定轴301上并与固定轴301转动连接，管轴201上设有第三齿轮202，中间座30上设有电机，该电机的主轴上设有第四齿轮302，第四齿轮302与第三齿轮202啮合，用于驱动摆臂21转动；所述牵引绳28为钢丝绳；所述大臂40上设有用于驱动中间座30相对于大臂40转动的俯仰驱动电机。

实施例2

如图1所示，一种基坑护坡施工方法，包括如下步骤：

步骤1：用于挖掘机修整基坑护坡面；

步骤2：在护坡面上钻孔并预埋排水管3和垂直于护坡面的锚杆1；

步骤3：在护坡面上铺设、绑扎钢筋网2，将钢筋网2靠近锚杆1处的结点与锚杆1焊接固定；

步骤4：对护坡面喷射水泥砂浆；

所述步骤4中，在喷射水泥砂浆时，先使喷头相对于护坡面倾斜一定角度，并采用回转路径进行喷涂，使水泥砂浆充分填充钢筋网2下部空间；当水泥砂浆厚度与钢筋网2平齐时，再使喷头垂直与护坡面并沿直线路径进行喷涂。

所述步骤4中，喷涂采用实施例1所述基坑护坡喷浆机械手进行施工。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

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