一种隧道二衬模板全自动打磨机器人的制作方法

本发明涉及模板打磨机器人，尤其涉及一种隧道二衬模板全自动打磨机器人。

背景技术：

1、隧道二衬模板是隧道二次衬砌混凝土浇筑施工的专用成型工装，多为钢制弧形模板，是二衬台车的核心工作部件，它由多块单元模板拼接而成，整体轮廓与隧道设计内断面完全匹配，施工时紧贴隧道初期支护面围合成封闭腔体，用于现浇混凝土的成型定型，待混凝土凝固达到强度后脱模，随二衬台车向前移动循环周转使用，二衬模板的表面质量直接决定二衬混凝土的外观平整度、成型精度与防水效果，模板每次脱模后表面会粘结混凝土残渣、水泥硬结垢、锈迹与拼接毛刺，需清理打磨后才能再次投入使用，隧道二衬模板面积大、为连续弧形面，且隧道施工环境封闭狭小，传统人工打磨方式存在诸多局限，全自动打磨机器人是提升模板清理效率、保障施工质量、降低作业风险的核心装备。

2、模板每次脱模后表面会粘结混凝土残渣、水泥硬结垢、锈迹与拼接毛刺，若不彻底打磨清理，会造成后续浇筑粘模、表面麻面等缺陷，影响二衬施工质量，因此每次周转前必须进行打磨处理；传统二衬模板打磨多采用人工作业方式，隧道内空间封闭狭小，打磨过程粉尘浓度高，作业人员长期吸入水泥粉尘易引发职业健康损伤；且模板为连续弧形高空曲面，人工作业站位困难，易发生坠落等安全事故，作业安全风险高；人工打磨作业效率低、质量稳定性差，二衬模板单幅面积大，人工逐面打磨耗时久，直接制约二衬台车的周转效率，拖慢隧道整体施工进度；同时人工打磨力度、走速不均，易出现漏磨、过磨问题，清理不彻底影响二衬质量，过度打磨则减薄模板壁厚，缩短模板使用寿命；现有部分机械打磨设备调节自由度不足，难以适配不同曲率、不同断面的弧形模板，打磨轮与曲面贴合度差，无法精准覆盖模板拼接缝等细节部位，难以满足不同规格隧道二衬模板的精细化打磨需求。

3、针对上述问题，为此，提出一种隧道二衬模板全自动打磨机器人。

技术实现思路

1、为了弥补以上不足，本发明提供了一种隧道二衬模板全自动打磨机器人，旨在改善人工打磨二衬模板效率低、质量稳定性差，既制约二衬台车周转与施工进度，又易因打磨不均损伤模板；现有机械打磨设备调节自由度不足，难以适配不同规格弧形模板的精细化打磨需求的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种隧道二衬模板全自动打磨机器人，包括底座，所述底座的内壁固定安装有安装板，所述安装板的内壁设置有驱动组件，所述底座的顶部设置有升降组件，所述升降组件的顶部设置有移动组件，所述移动组件的顶部设置有调节组件；

3、所述升降组件包括多个安装座一，多个所述安装座一均固定安装在底座的顶部左右两侧，左侧所述安装座一的内壁固定安装有电机三，所述电机三的输出端固定连接有驱动杆一，所述驱动杆一的外壁滑动连接有移动块，所述移动块的顶部转动连接有绞架，所述绞架的顶部转动连接有连接板一。

4、作为上述技术方案的进一步描述：

5、所述底座的内壁右侧顶部固定安装有控制板，所述底座的内壁右侧底部固定安装有检测器。

6、作为上述技术方案的进一步描述：

7、所述移动组件包括固定板一，所述固定板一固定安装在连接板一的顶部，所述固定板一的右侧固定安装有电机四，所述电机四的输出端固定连接有驱动杆二，所述驱动杆二的外壁滑动连接有移动板一，所述移动板一的前后两侧均滑动连接有，所述移动板一的后侧固定安装有电机五，所述电机五的输出端固定连接有驱动杆三，所述驱动杆三的外壁滑动连接有移动板三，所述移动板三的底部左右两侧均固定安装有多个滑块一，多个所述滑块一的内壁均滑动连接有滑轨一。

8、作为上述技术方案的进一步描述：

9、所述调节组件包括固定板二，所述固定板二固定安装在移动板三的顶部，所述固定板二的顶部后侧固定安装有安装座二，所述安装座二的内壁转动连接有气缸，所述气缸的输出端转动连接有连接板二，所述连接板二的前侧底部转动连接有l型杆，所述l型杆的内壁底部转动连接有安装座三，所述连接板二的内壁固定安装有驱动器，所述驱动器的输出端固定安装有打磨轮。

10、作为上述技术方案的进一步描述：

11、所述驱动组件包括安装架，所述安装架固定安装在安装板的顶部，所述安装架的内壁底部固定安装有电机一，所述电机一的输出端固定连接有驱动轮，所述驱动轮的外壁套设有皮带，所述皮带的内壁套设有从动轮，所述从动轮的底部固定安装有转向轮，所述转向轮的内壁固定安装有电机二，所述安装板的底部前后两侧具能转动连接有移动轮。

12、作为上述技术方案的进一步描述：

13、所述滑轨一固定安装于固定板一的顶部前后两侧，所述移动板一的前后两侧壁分别与两侧滑轨一的内侧壁滑动配合，所述驱动杆二沿横向贯穿移动板一的侧壁，所述驱动杆二的外壁与移动板一的内壁螺纹配合。

14、作为上述技术方案的进一步描述：

15、所述滑轨一沿前后方向固定于移动板一的顶部表面，所述滑块一的底部与滑轨一的顶部滑动配合，所述驱动杆三沿前后方向贯穿移动板三的侧壁，所述驱动杆三的外壁与移动板三的内壁螺纹配合。

16、作为上述技术方案的进一步描述：

17、所述控制板嵌装固定于底座的右侧内壁上部槽口内，所述检测器固定安装于底座的右侧内壁下部安装槽内，所述检测器的检测端朝向底座的外侧方向布置。

18、作为上述技术方案的进一步描述：

19、所述安装座三的底部端面与固定板二的顶部前侧固定连接，所述l型杆的水平段杆体与安装座三的内壁转动连接，所述气缸的输出端端部与连接板二的后侧底部通过销轴转动连接。

20、作为上述技术方案的进一步描述：

21、所述安装板沿水平方向嵌装固定于底座的内壁中部，所述安装板的四周边缘与底座的内壁固定连接，所述安装架的底部端面与安装板的顶部表面固定连接。

22、本发明具有如下有益效果：

23、1、本发明中，通过驱动组件、升降组件与移动组件的多维度联动，实现模板全断面自动连续打磨，大幅提升作业效率,驱动组件带动机身沿模板纵向行进，升降组件通过丝杆传动带动打磨机构竖向升降，适配不同高度的模板区域；移动组件实现横向与前后双方向进给调节，精准控制打磨位置，配合调节组件的角度调整，可连续覆盖完整弧形模板面，无需人工逐段移位作业，大幅缩短模板打磨周期，加快二衬台车周转效率，提升隧道整体施工进度。

24、2、本发明中，通过自动化作业模式替代人工打磨，有效改善作业环境，降低安全与健康风险，打磨机器人设备由控制板集中控制，自动完成走行、定位与打磨全流程，作业人员可远程操控设备，远离打磨工位的高粉尘环境，无需在高空弧形模板面作业，有效规避水泥粉尘的职业健康侵害与高空坠落的安全风险，适配隧道封闭狭小的施工环境。

25、3、本发明中，通过多自由度精准调节与恒速打磨控制，保障打磨质量均匀稳定，延长模板使用寿命，移动组件与升降组件精准控制打磨轨迹，调节组件通过气缸驱动连杆结构调整打磨轮的俯仰角度，使打磨轮始终贴合弧形模板表面，打磨力度与走速均匀稳定，可精准处理模板拼接缝等细节部位，既彻底清除混凝土残渣与硬结垢，又避免过度磨损模板基体，使打磨质量的保持一致性，延长模板使用寿命，提升二衬混凝土的成型质量与外观效果。

26、4、本发明中，通过多维度可调结构与检测器配合，适配多样施工工况，实现标准化作业，多组调节机构可适配不同直径、不同弧度的隧道二衬模板，自动匹配不同高度与曲面位置；配合检测器识别模板表面残渣厚度，自适应调整打磨参数，作业流程标准化，无需人工反复调试，可满足各类隧道工程的二衬模板打磨需求。