一种混凝土的水下定向切割装置及其切割方法与流程

1.本发明属于船闸建设领域，具体涉及一种混凝土的水下定向切割装置及其切割方法。


背景技术：

2.船闸是通航建筑物的一种，主要用于船只在河流上下游的通航。在扩建船闸的施工中，船闸主体结构在围堰内完成施工后会将围堰进行拆除，围堰主体结构是大体量水下混凝土，自身强度大，而且相比于传统的混凝土拆除，围堰主体设置在水中，因此实际拆除过程更加繁琐，安全隐患更大。现有的围堰拆除过程为拆除工人人工对位于水面上的围堰部分进行拆除，对于水下的部分则通过专门的潜水员潜入水中，通过专门的防水切割设备进行拆卸。
3.对于水上的部分虽然安全隐患小，但是人力物力耗费大，并且拆除效率低；对于水下的部分不仅操作难度大，而且存在较大的安全隐患。因此设计一种能够适用于水上和水下，且自动化程度高，人力物力付出少，安全高效的混凝土拆除设备是符合实际需要的。
4.针对上述提出的问题，现设计一种混凝土的水下定向切割装置及其切割方法。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种混凝土的水下定向切割装置及其切割方法，解决了现有技术中围堰拆除过程中需要人工进行切割拆除，不仅整体拆除过程效率低，而且对于水下的部分需要由专门的潜水员潜入水下进行切割拆除，安全隐患较大的问题。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种混凝土的水下定向切割装置，包括拆卸架，所述拆卸架内设有升降拆除模块，所述升降拆除模块包括底板，所述底板上设有转动连接的转台，所述底板的下端固定设有第二电机，所述第二电机的输出端连通底板，并与转台固定连接。
8.所述转台的上端固定设有支撑板，所述支撑板的上端固定设有竖直设置的竖板，所述竖板上固定设有安装台，所述竖板内固定设有圆环，所述圆环的内壁上设有齿槽。
9.所述竖板的一侧固定设有连接架，所述连接架的一侧固定设有第五电机，所述连接架的另一侧设有转动连接的第一传动杆，所述第五电机的输出端连通连接架，并与第一传动杆固定连接。
10.所述第一传动杆的一端设有转动连接的第二齿轮，所述第二齿轮与圆环啮合。所述第二齿轮的一侧设有转动连接的第二传动杆。所述竖板的另一侧设有竖直设置的滑杆，所述滑杆内设有滑槽，所述滑槽内设有滑动连接的第一滑块，所述第二传动杆的一端与第一滑块转动连接，所述第一滑块的一侧设有固定连接的第一齿条。
11.所述竖板的另一侧固定设有u型杆，所述u型杆上设有滑动连接的第二滑块，所述第二滑块之间固定设有移动板，所述移动板上固定设有第一安装杆和第二安装杆，所述第
一安装杆之间设有转动连接的第一转轴，所述第一转轴上固定设有第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮与第一齿条啮合。
12.所述第一转轴上固定设有蜗杆，所述第二安装杆之间设有转动连接的第二转轴，所述第二转轴上固定设有第五齿轮，所述第五齿轮与第四齿轮啮合。
13.进一步的，所述拆卸架的一侧固定设有水平架，所述水平架的一侧固定设有水平板，所述水平架上固定设有第一滑轮组，所述拆卸架的上端固定设有第二滑轮组，所述拆卸架的下端固定设有第三滑轮组。
14.所述拆卸架内竖直设有第一导杆和第一丝杆，所述第一导杆与拆卸架固定连接，所述第一丝杆与拆卸架转动连接，所述拆卸架的上端固定设有第一电机，所述第一电机的输出端连通拆卸架，并与第一丝杆固定连接。
15.所述拆卸架内设有第一连接板，所述第一连接板之间设有转动连接的第二丝杆，所述第二丝杆与升降拆除模块螺纹配合，一个所述第一连接板的一侧固定设有第二电机，所述第二电机的输出端连通第一连接板，并与第二丝杆固定连接，所述第一丝杆和第一导杆贯穿第一连接板，所述第一丝杆与第一连接板螺纹配合，所述第一导杆与第一连接板滑动连接。
16.进一步的，所述底板的下端固定设有安装块，所述安装块上设有螺纹孔，所述第二丝杆穿过螺纹孔，并与安装块螺纹配合。
17.所述安装台上固定设有第一连接块，所述第一连接块之间设有转动连接的第二丝杆，一个所述第一连接块的一侧固定设有第三电机，所述第三电机的输出端连通第一连接块，并与第二丝杆固定连接。
18.所述安装台上设有转动连接的第一齿轮，所述安装台的上端设有滑动连接的双侧齿条，所述第一齿轮置于双侧齿条的两侧，并与双侧齿条啮合，所述双侧齿条上固定设有固定块，所述第二丝杆贯穿固定块，并与固定块螺纹配合。
19.所述第一齿轮上固定设有第一圆杆，所述第一圆杆上固定设有第一转杆，所述第一转杆的一端固定设有第一u型框，所述第一u型框内阵列设有转动连接的横向切割刀，所述第一u型框的下端固定设有第四电机，所述第四电机的输出端连通第一u型框，并与横向切割刀传动连接。
20.进一步的，所述第二转轴上固定设有第二转杆，所述第二转杆的一侧设有第二u型框，所述第二u型框内设有转动连接的纵向切割刀，所述第二u型框的一侧固定设有第六电机，所述第六电机的输出端连通第二u型框，并与纵向切割刀传动连接。
21.所述第二u型框的侧端固定设有第一固定框，所述第一固定框内固定设有第一紧固杆，所述第二转杆的一端与第一紧固杆固定连接。
22.进一步的，所述移动板上设有转动连接的第六齿轮，所述第六齿轮上固定设有竖直设置的第二圆杆，所述第二圆杆的一端固定设有涡轮，所述涡轮与蜗杆啮合。
23.所述涡轮的一侧设有第三u型框，所述第三u型框内固定设有滑动框，所述滑动框内设有转动连接的第三丝杆，所述滑动框的一侧设有第七电机，所述第七电机的输出端连通滑动框，并与第三丝杆固定连接。
24.所述第三u型框内设有竖直设有的调节板，所述第三丝杆贯穿调节板，并与调节板螺纹配合，所述调节板的一侧固定设有阵列分布的液压缸，所述液压缸的输出端贯穿调节
板，并与第一锤击块固定连接。
25.所述第三u型框的一侧固定设有第二固定框，所述第二固定框内固定设有第二紧固杆，所述第二固定框内设有滑动连接的第三滑块，所述第二紧固杆贯穿第三滑块，并与第三滑块滑动连接，所述第三滑块和涡轮之间设有转动连接的连杆。
26.进一步的，所述移动板上设有滑动连接的第二齿条，所述第二齿条之间固定设有第一连接柱，所述移动板上固定设有第二连接块，所述第二连接块之间固定设有第二导杆，所述第二导杆贯穿第一连接柱，并与第一连接柱滑动连接。
27.所述移动板上设有转动连接的第七齿轮，所述第二齿条与第六齿轮和第七齿轮啮合，所述第七齿轮上固定设有第一锥齿轮，所述移动板上固定设有竖直设置的安装柱，所述安装柱的一侧转动设有水平设置的第四丝杆，所述第四丝杆上固定设有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，所述第四丝杆的一端设有转动连接的限位杆。
28.所述第四丝杆上设有移动台，所述第四丝杆与移动台螺纹配合，所述移动台的上端设有转动连接的圆块，所述移动台的下端固定设有第八电机，所述第八电机的输出端连通移动台，并与圆块固定连接，所述移动台的下端设有转动连接的连接臂，所述连接臂的一端固定设有第二锤击块。
29.进一步的，所述移动台的上端固定设有第三连接块，所述第三连接块之间固定设有第三导杆，所述移动台的上端设有转动连接的第八齿轮，所述第八齿轮连通移动台，并与连接臂固定连接。
30.所述移动台的上端设有滑动连接的第三齿条，所述第三齿条之间固定设有第二连接柱，所述第三导杆贯穿第二连接柱，并与第二连接柱滑动连接，所述第八齿轮与第三齿条啮合，所述第二连接柱与第三转杆的一端转动连接，所述第三转杆的另一端与第四转杆的一端转动连接，所述第四转杆的另一端与圆块转动连接。
31.一种混凝土的水下定向切割装置的切割方法，包括如下步骤：
32.s1、将整体装置架设在待拆除的围堰处，并将割绳机放置在水平板上；
33.s2、调节整体升降拆除模块的位置，使其靠近围堰；
34.s3、将升降拆除模块移动至最高处，并调节液压缸输出端的伸缩长度、调节板相对于第三u型框的位置以及移动台的位置；
35.s4、启动第五电机，控制移动板往复运动，并控制整体升降拆除模块向下运动，使得第一锤击块撞击围堰的混凝土结构进行主体松垮工作；
36.s5、再将升降拆除模块抬升至最高处，关闭第五电机，启动第八电机，再控制升降拆除模块向下运动，使得第二锤击块对松垮后的部分进一步松垮；
37.s6、通过转台使得支撑板转动180
°
，接着调节第一u型框和第二u型框的位置，使得第一u型框和第二u型框保持水平且正对混凝土结构；
38.s7、控制纵向切割刀和横向切割刀转动，并调整升降拆除模块的位置，使得纵向切割刀和横向切割刀对松垮的混凝土进行切割，同时控制升降拆除模块自上而下移动，将整体混凝土进行切割；
39.s8、切割之后将升降拆除模块移动至拆卸架内，并将割绳机的切割绳依次绕过各滑轮，再对混凝土进行切割。
40.本发明的有益效果：
41.1、本发明提出的混凝土的水下定向切割装置，能够代替人工对围堰的混凝土结构进行拆除，整体拆除过程为先破坏后切割，提高了实际拆除的便捷性，并且能够代替人工完成水下的拆除工作，减少了施工人员的劳动强度，减少了拆除施工中存在的安全隐患，具有较强的实用性，整体安全性高；
42.2、本发明提出的混凝土的水下定向切割装置，通过联动结构能够同时完成多种施工工序，实际拆除效率高；
43.3、本发明提出的混凝土的水下定向切割装置，应用面广，操作便捷，能够广泛适用于多种工程施工领域。
附图说明
44.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
45.图1是本发明实施例的整体结构示意图；
46.图2是本发明实施例的升降拆除模块结构示意图；
47.图3是本发明实施例的升降拆除模块结构示意图；
48.图4是本发明实施例的部分结构示意图；
49.图5是本发明实施例的部分结构示意图；
50.图6是本发明实施例的部分结构示意图；
51.图7是图6的a处放大结构示意图；
52.图8是本发明实施例的部分结构示意图；
53.图9是本发明实施例的部分结构示意图；
54.图10是图9的b处放大结构示意图。
具体实施方式
55.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
56.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
57.如图1所示，一种混凝土的水下定向切割装置，包括拆卸架1，所述拆卸架1内设有升降拆除模块2，所述拆卸架1的一侧固定设有水平架3，所述水平架3的一侧固定设有水平板4，所述水平板4用于放置割绳机。所述水平架3上固定设有第一滑轮组5，所述拆卸架1的上端固定设有第二滑轮组8，所述拆卸架1的下端固定设有第三滑轮组9，所述第一滑轮组5、第二滑轮组8和第三滑轮组9用于引导割绳机的切割绳。所述拆卸架1内竖直设有第一导杆13和第一丝杆6，所述第一导杆13与拆卸架1固定连接，所述第一丝杆6与拆卸架1转动连接，
所述拆卸架1的上端固定设有第一电机7，所述第一电机7的输出端连通拆卸架1，并与第一丝杆6固定连接。所述拆卸架1内设有第一连接板10，所述第一连接板10之间设有转动连接的第二丝杆12，所述第二丝杆12与升降拆除模块2螺纹配合，一个所述第一连接板10的一侧固定设有第二电机11，所述第二电机11的输出端连通第一连接板10，并与第二丝杆12固定连接。所述第一丝杆6和第一导杆13贯穿第一连接板10，所述第一丝杆6与第一连接板10螺纹配合，所述第一导杆13与第一连接板10滑动连接。
58.如图2、图3所示，所述升降拆除模块2包括底板21，所述底板21的下端固定设有安装块27，所述安装块27上设有螺纹孔29，所述第二丝杆12穿过螺纹孔29，并与安装块27螺纹配合。所述底板21的上端设有转动连接的转台210，所述底板21的下端固定设有第二电机28，所述第二电机28的输出端连通底板21，并与转台210固定连接。所述转台210的上端固定设有支撑板22，所述支撑板22的上端固定设有竖直设置的竖板24。所述竖板24上固定设有安装台211。
59.如图4所示，所述安装台211的上端固定设有第一连接块214，所述第一连接块214之间设有转动连接的第二丝杆216，一个所述第一连接块214的一侧固定设有第三电机217，所述第三电机217的输出端连通第一连接块214，并与第二丝杆216固定连接。所述安装台211上设有转动连接的第一齿轮212，所述安装台211的上端设有滑动连接的双侧齿条213，所述第一齿轮212置于双侧齿条213的两侧，并与双侧齿条213啮合。所述双侧齿条213上固定设有固定块215，所述第二丝杆216贯穿固定块215，并与固定块215螺纹配合。所述第一齿轮212上固定设有第一圆杆218，所述第一圆杆218上固定设有第一转杆219，所述第一转杆219的一端固定设有第一u型框26，所述第一u型框26内阵列设有转动连接的横向切割刀220，所述第一u型框26的下端固定设有第四电机221，所述第四电机221的输出端连通第一u型框26，并与横向切割刀220传动连接。
60.如图5、图6、图7所示，所述竖板24内固定设有圆环224，所述圆环224的内壁上设有齿槽。所述竖板24的一侧固定设有连接架222，所述连接架222的一侧固定设有第五电机223，所述连接架222的另一侧设有转动连接的第一传动杆242，所述第五电机223的输出端连通连接架222，并与第一传动杆242固定连接。所述第一传动杆242的一端设有转动连接的第二齿轮243，所述第二齿轮243与圆环224啮合。所述第二齿轮243的一侧设有转动连接的第二传动杆244。所述竖板24的另一侧设有竖直设置的滑杆230，所述滑杆230内设有滑槽245，所述滑槽245内设有滑动连接的第一滑块246，所述第二传动杆244的一端与第一滑块246转动连接。所述第一滑块246的一侧设有固定连接的第一齿条229。
61.所述竖板24的另一侧固定设有水平设置的u型杆231，所述u型杆231上设有滑动连接的第二滑块232，所述第二滑块232之间固定设有移动板23，所述移动板23的上端固定设有竖直设置的第一安装杆233和第二安装杆227，所述第一安装杆233之间设有转动连接的第一转轴237，所述第一转轴237上固定设有第三齿轮240和第四齿轮238，所述第三齿轮240与第一齿条229啮合。所述第一转轴237上固定设有蜗杆239。所述第二安装杆227之间设有转动连接的第二转轴236，所述第二转轴236上固定设有第五齿轮241，所述第五齿轮241与第四齿轮238啮合。所述第二转轴236上固定设有第二转杆228，所述第二转杆228的一侧设有第二u型框25，所述第二u型框25内阵列设有转动连接的纵向切割刀225，所述第二u型框25的一侧固定设有第六电机226，所述第六电机226的输出端连通第二u型框25，并与纵向切
割刀225传动连接。所述第二u型框25的侧端固定设有第一固定框234，所述第一固定框234内固定设有第一紧固杆235，所述第二转杆228的一端与第一紧固杆235固定连接。所述安装台211和第一u型框26置于第二u型框25的下方。
62.如图8、图9、图10所示，所述移动板23上设有转动连接的第六齿轮247，所述第六齿轮247上固定设有竖直设置的第二圆杆248，所述第二圆杆248的一端固定设有涡轮249，所述涡轮249与蜗杆239啮合。所述涡轮249的一侧设有第三u型框252，所述第三u型框252内固定设有滑动框(图中未标注)，所述滑动框内设有转动连接的第三丝杆258，所述滑动框的一侧设有第七电机259，所述第七电机259的输出端连通滑动框，并与第三丝杆258固定连接。所述第三u型框252内设有竖直设有的调节板255，所述第三丝杆258贯穿调节板255，并与调节板255螺纹配合。所述调节板255的一侧固定设有阵列分布的液压缸256，所述液压缸256的输出端贯穿调节板255，并与第一锤击块257固定连接。所述第三u型框252的一侧固定设有第二固定框251，所述第二固定框251内固定设有第二紧固杆235，所述第二固定框251内设有滑动连接的第三滑块254，所述第二紧固杆235贯穿第三滑块254，并与第三滑块254滑动连接。所述第三滑块254和涡轮249之间设有转动连接的连杆250。
63.所述移动板23上设有滑动连接的第二齿条260，所述第二齿条260之间固定设有第一连接柱263，所述移动板23上固定设有第二连接块261，所述第二连接块261之间固定设有第二导杆262，所述第二导杆262贯穿第一连接柱263，并与第一连接柱263滑动连接。所述移动板23上设有转动连接的第七齿轮267，所述第二齿条260与第六齿轮247和第七齿轮267啮合。所述第七齿轮267上固定设有第一锥齿轮268，所述移动板23上固定设有竖直设置的安装柱264，所述安装柱264的一侧转动设有水平设置的第四丝杆265，所述第四丝杆265上固定设有第二锥齿轮266，所述第一锥齿轮268与第二锥齿轮266啮合，所述第四丝杆265的一端设有转动连接的限位杆269。所述第四丝杆265上设有移动台270，所述第四丝杆265与移动台270螺纹配合。所述移动台270的上端设有转动连接的圆块273，所述移动台270的下端固定设有第八电机274，所述第八电机274的输出端连通移动台270，并与圆块273固定连接。所述移动台270的下端设有转动连接的连接臂271，所述连接臂271的一端固定设有第二锤击块272。
64.所述移动台270的上端固定设有第三连接块275，所述第三连接块275之间固定设有第三导杆276。所述移动台270的上端设有转动连接的第八齿轮279，所述第八齿轮279连通移动台270，并与连接臂271固定连接。所述移动台270的上端设有滑动连接的第三齿条277，所述第三齿条277之间固定设有第二连接柱278，所述第三导杆276贯穿第二连接柱278，并与第二连接柱278滑动连接。所述第八齿轮279与第三齿条277啮合，所述第二连接柱278与第三转杆280的一端转动连接，所述第三转杆280的另一端与第四转杆281的一端转动连接，所述第四转杆281的另一端与圆块273转动连接。
65.一种混凝土的水下定向切割装置的切割方法，包括如下步骤：
66.s1、将整体装置架设在待拆除的围堰处，并将割绳机放置在水平板4上；
67.s2、调节整体升降拆除模块2的位置，使其靠近围堰；
68.s3、将升降拆除模块2移动至最高处，并调节液压缸256输出端的伸缩长度、调节板255相对于第三u型框252的位置以及移动台270的位置；
69.s4、启动第五电机223，控制移动板23往复运动，并控制整体升降拆除模块2缓慢向
下运动，使得第一锤击块257撞击围堰的混凝土结构进行主体松垮工作；
70.s5、再将升降拆除模块2抬升至最高处，关闭第五电机233，启动第八电机274，再控制升降拆除模块2缓慢向下运动，使得第二锤击块272对松垮后的部分进一步松垮；
71.s6、通过转台210使得支撑板22转动180
°
，接着调节第一u型框26和第二u型框25的位置，使得第一u型框26和第二u型框25保持水平且正对混凝土结构；
72.s7、控制纵向切割刀225和横向切割刀220转动，并适当调整升降拆除模块2的位置，使得纵向切割刀225和横向切割刀220对松垮的混凝土进行切割，同时控制升降拆除模块2自上而下缓慢移动，将整体混凝土进行切割；
73.s8、切割之后将升降拆除模块2移动至拆卸架1内，并将割绳机的切割绳依次绕过各滑轮，再对混凝土进行切割即可。
74.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
75.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。