离心摆臂式铁路箱梁锚穴凿毛器的制作方法

1.本发明涉及一种用于对铁路箱梁的穴进行凿毛的凿毛器，属于混凝土的加工工具领域。


背景技术：

2.我国铁路建设的桥梁占比很大，其中大多是标准跨度简支梁桥。这些桥梁在建设时需要制造大量的铁路预制箱梁。在铁路预制箱梁制造中，混凝土浇筑在脱模之后，需要经过张拉、压浆、锚穴孔封堵等工序，其中锚穴孔封堵对桥梁后期使用的寿命有至关重要的作用。
3.锚穴孔封堵时，由于梁体已经张拉结束，锚穴孔内壁干燥、光滑，填充的新混凝土与梁体不易充分粘接，因此容易出现空洞、干缩而导致裂缝出现。由此目前在封堵锚穴孔之前，都需要对内壁进行凿毛处理。
4.现有的凿毛工具，如公开号cn211518096u的中国专利公开的一种梁端锚穴孔凿毛工具，其原理是通过驱动电机带动敲击刀片对锚穴混凝土面进行高速撞击达到凿毛的目的，但其刀片尺寸一致，无法对箱梁锚穴内环形橡胶套凹槽进行凿毛，因此凿毛效果不彻底。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是提供一种提升凿毛效果的离心摆臂式铁路箱梁锚穴凿毛器，以解决现有技术中箱梁打磨不彻底、质量控制难等问题。
6.为达到上述目的，本公开采用如下技术方案：一种离心摆臂式铁路箱梁锚穴凿毛器，包括：动力组件，其具有输出旋转动力的输出端；凿毛刀架，安装于所述输出端被所述动力组件驱动旋转；所述凿毛刀架包括刀架连接板、刀架下支架板、刀架上支架板；所述刀架连接板固定连接所述输出端；所述刀架下支架板沿轴向固定连接于刀架连接板一侧，所述刀架连接板和所述刀架下支架板之间通过多个在周向上平行排布的第一连接支柱固定连接；所述刀架上支架板连接于刀架下支架板远离所述刀架连接板的一侧；所述刀架上支架板和所述刀架下支架板之间通过多个在周向上平行排布的第二连接支柱固定连接；凿毛摆臂体，包括摆臂以及凿毛头；所述摆臂的一端可转动地套设在第二连接支柱上，另一端安装所述凿毛头；所述凿毛头上分布有多个凿毛凸起；所述凿毛凸起在所述凿毛刀架旋转时凿毛头围绕第二连接支柱向外旋转摆动。
7.作为一种优选的实施方式，所述凿毛刀架上还设有偏压弹性件；所述偏压弹性件用于向所述凿毛摆臂体施加使其向内转动的偏压力。
8.作为一种优选的实施方式，所述刀架下支架板和刀架上支架板之间还设有第一限位柱；所述第一限位柱的轴线所在的外径大于所述第二连接支柱的轴线所在的外径；所述
第一限位柱相对于所述凿毛头位于所述第二连接支柱的另一侧；所述偏压弹性件包括套设于所述第二连接支柱外的扭簧；所述扭簧的一端被所述第一限位柱限位，另一端被摆臂限位，向摆臂施加使其向内转动的偏压力；所述摆臂的外侧壁面具有用于与所述第一限位柱接触限位的限位面。
9.作为一种优选的实施方式，所述刀架下支架板为圆环形板；所述刀架上支架板为环形板，所述刀架上支架板的外边具有多个沿周向排布的容纳槽；所述摆臂具有连接第二连接支柱的连接板端、以及连接所述凿毛头的夹持头端；所述连接板端套设在所述刀架下支架板和刀架上支架板，所述扭簧套设于所述第二连接支柱外并位于所述连接板端的下方；所述夹持头端具有沿轴向相对的上夹持板和下夹持板，所述凿毛头可转动地夹设在上夹持板和下夹持板之间；相对于所述刀架下支架板，所述上夹持板与所述刀架上支架板高度相同；在静止状态下，所述扭簧使所述夹持头端容纳在所述容纳槽中。
10.作为一种优选的实施方式，所述刀架下支架板和刀架上支架板之间还设有第二限位柱；所述第二限位柱位于所述摆臂的内侧；所述摆臂与所述第二限位柱接触限位时，所述夹持头端容纳在所述容纳槽中，且，所述上夹持板与所述容纳槽的槽底壁互不接触。
11.作为一种优选的实施方式，所述动力组件包括液压马达、以及安装所述液压马达的连接架；所述连接架包括支撑所述液压马达底部的快接法兰板、支撑杆、上连接板；多个支撑杆沿周向平行排布固定连接在上连接板和快接法兰板之间；所述上连接板固定连接一轴承套外；所述轴承套和所述输出端之间设有支撑轴承。
12.作为一种优选的实施方式，所述输出端包括马达输出轴；所述轴承套和所述马达输出轴之间设有支撑轴承；所述马达输出轴沿动力输出方向在所述支撑轴承的下游固定连接所述刀架连接板。
13.作为一种优选的实施方式，离心摆臂式铁路箱梁锚穴凿毛器还包括防尘罩；所述防尘罩罩设在所述刀架连接板和所述上连接板周围，并与所述上连接板固定连接。
14.作为一种优选的实施方式，所述第一连接支柱的直径大于第二连接支柱的直径；所述第一连接支柱和所述第二连接支柱同轴设置。
15.作为一种优选的实施方式，所述防尘罩为橡胶材质，其上设有用于外接吸尘器的连接孔；所述上连接板和所述下连接板具有径向向外凸出的凸出部；多个凸出部沿周向排布，并沿轴向一一对应设置，所述支撑杆连接于轴向相对的两个凸出部之间；所述快接法兰板为带有多个螺栓孔的钢板。
16.本发明的有益效果是（1）、本发明提供了一种离心摆臂式铁路箱梁锚穴凿毛器，能通过快接法兰板提供的法兰盘与机械手臂相连接，安装方便快捷。
17.（2）、该离心摆臂式铁路箱梁锚穴凿毛器通过液压马达的驱动带动凿毛摆臂体高速转动，实现对一定范围内任意位置混凝土的凿毛，从而实现对锚穴内壁形成无死角的凿毛。
18.参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。
19.针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多
个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
20.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
21.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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本公开实施例提供的离心摆臂式铁路箱梁锚穴凿毛器立体示意图；图2是图1卸除防尘罩后的立体示意图；图3是图1的俯视图；图4是图1的凿毛摆臂体细节图；图5是图1的正视图；图6是图5的a-a剖面图。
23.图中，1、连接架；11、快接法兰板；12、支撑杆；13、上连接板；14、轴承套；15、轴承；2、液压马达；21、输出轴；22、上连接套；3、防尘罩；4、凿毛摆臂体；40、摆臂；41、连接板端；42、夹持头端；421、上夹持板；422、下夹持板；43、连接轴；45、凿毛头；48、扭簧；5、凿毛刀架；50、刀架连接板；51、刀架下支架板；52、刀架上支架板；521、容纳槽；53、第一连接支柱；54、第二连接支柱；55、第一限位柱；56、第二限位柱。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
25.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。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，并不表示是唯一的实施方式。
26.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方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和／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。
27.如图1至图6所示，本公开一个实施例提供一种离心摆臂式铁路箱梁锚穴凿毛器，包括：动力组件，凿毛刀架5，凿毛摆臂体4。
28.其中，动力组件具有输出旋转动力的输出端。具体的，所述动力组件包括液压马达2、以及安装所述液压马达2的连接架1。液压马达2通过螺栓连接固定在连接架1。所述连接架1包括支撑所述液压马达2底部的快接法兰板11、支撑杆12、上连接板13；多个支撑杆12沿周向平行排布固定连接在上连接板13和快接法兰板11之间；所述上连接板13固定连接一轴承套14外；所述轴承套14和所述输出端（21）之间设有支撑轴承15。所述输出端包括马达输出轴21。所述轴承套14和所述马达输出轴21之间设有支撑轴承15。
29.所述上连接板13和所述快接法兰板11，同轴设置，二者形状大致相同，均具有径向向外凸出的凸出部131。多个凸出部131沿周向排布，并沿轴向一一对应设置，所述支撑杆12连接于轴向相对的两个凸出部131之间,。所述快接法兰板11为带有多个螺栓孔的钢板。
30.凿毛刀架5安装于所述输出端被所述动力组件驱动旋转。凿毛刀架5与输出端同轴设置。凿毛刀架5和输出轴21之间通过上连接套22进行固定连接。所述凿毛刀架5包括刀架连接板50、刀架下支架板51、刀架上支架板52。所述刀架连接板50固定连接所述输出端（21）。刀架连接板50带有多个螺栓孔的钢板，其中心开设中心孔以与液压马达2相连，通过液压马达2的输出轴21的转动带动凿毛刀架5的整体转动。
31.所述刀架下支架板51沿轴向固定连接于刀架连接板50一侧（在面对图1时为上侧），所述刀架连接板50和所述刀架下支架板51之间通过多个在周向上平行排布的第一连接支柱53固定连接；所述刀架上支架板52连接于刀架下支架板51远离所述刀架连接板50的一侧。所述马达输出轴21沿动力输出方向在所述支撑轴承15的下游固定连接所述刀架连接板50。
32.所述刀架上支架板52和所述刀架下支架板51之间通过多个在周向上平行排布的第二连接支柱54固定连接。为更稳定地传递转动，所述第一连接支柱53的直径大于第二连接支柱54的直径。具体的，所述第一连接支柱53和所述第二连接支柱54同轴设置。所述第一连接支柱53和所述第二连接支柱54为一体结构，第二连接支柱54位于第一连接支柱53的上端，第一连接支柱53直径更大，以更好的带动刀架上支架板52和所述刀架下支架板51所构成的凿毛主体。第二连接支柱54位于第一连接支柱53数量相同，相应的，凿毛摆臂体4的数量与第二连接支柱54的数量相等。
33.在本实施例中，凿毛摆臂体4包括摆臂40以及凿毛头45。所述摆臂40的一端（41）可转动地套设在第二连接支柱54上，另一端（42）安装所述凿毛头45。第二连接支柱54不仅作为刀架上支架板52和所述刀架下支架板51之间的连接部件，为两个支架板提供连接支撑，还作为凿毛摆臂体4的枢转轴，为凿毛摆臂体4的离心摆动提供旋转支撑，这是避免额外在刀架上支架板52和所述刀架下支架板51之间添加其他枢转轴而在刀架上支架板52和所述刀架下支架板51上进行额外开孔导致结构强度降低，还能够提升结构的集成度。
34.所述凿毛头45上分布有多个凿毛凸起。凿毛凸起为锥形结构。较佳的，凿毛头45为刚性结构，以具备足够的强度进行凿毛处理。多圈凿毛凸起均匀布置在凿毛头45的侧壁上。所述凿毛凸起在所述凿毛刀架5旋转时凿毛头45围绕第二连接支柱54向外旋转摆动。
35.所述凿毛刀架5上还设有偏压弹性件。所述偏压弹性件用于向所述凿毛摆臂体4施加使其向内转动的偏压力。所述刀架下支架板51和刀架上支架板52之间还设有第一限位柱55。所述第一限位柱55位于所述第二连接支柱54的偏移径向的外侧。所述第一限位柱55的轴线所在的外径大于所述第二连接支柱54的轴线所在的外径。所述第一限位柱55相对于所
述凿毛头45位于所述第二连接支柱54的另一侧。第一限位柱55对夹持头端42的最外位置进行限位。
36.该离心摆臂式铁路箱梁锚穴凿毛器的凿毛摆臂体4在旋转时形成甩刀结构，旋转过程中凿毛头45受到旋转的离心力而张开，并在凿毛过程中还受到锚穴壁或壁上凸起的反作用力，使其旋转过程中形成刮擦凿毛，进一步地还会形成断续的离心摆动，更易凿毛的形成，提升毛壁生成效率。
37.在图3中，凿毛头45朝向顺时针方向，凿毛刀架5的旋转方向与凿毛头45的朝向相反。凿毛头45的轴向长度小于所述刀架上支架板52和所述刀架下支架板51之间的轴向间隔，部分凿毛头45进而在初始位置时可以收容在所述刀架上支架板52和所述刀架下支架板51之间，避免干涉整个凿毛摆臂体4的复位。
38.具体的，第一连接支柱53为钢棒，通过其两端螺纹将刀架连接板50及刀架下支架板51连接起来。刀架下支架板51为带有多个螺栓孔的钢板。第二连接支柱54为钢棒，通过其两端螺纹将刀架下支架板51与刀架上支架板52连接起来。
39.所述偏压弹性件包括套设于所述第二连接支柱54外的扭簧48。所述扭簧48的一端被所述第一限位柱55限位，另一端被摆臂40限位，向摆臂40施加使其向内转动的偏压力；所述摆臂40的外侧壁面具有用于与所述第一限位柱55接触限位的限位面。限位面可以为单个平面，还可以为相邻两个平面所构成的折面。
40.第一限位柱55限制所述凿毛摆臂体4的最大摆动幅度（角度）低于90度，避免在凿毛时过渡摆动而难以复位，进一步地，凿毛摆臂体4的最大摆动幅度（角度）低于75度。凿毛摆臂体4与第一限位柱55（处于最外位置）接触限位时，凿毛摆臂体4依然位于第二连接支柱54（或穿过第二连接支柱54的直径所在的直线）的逆时针方向一侧，凿毛摆臂体4的最外位置和最内位置均位于第二连接支柱54的同一侧。
41.进一步地，第一限位柱55的位置可调，以改变凿毛摆臂体4的最外位置，也即改变凿毛摆臂体4的最大摆动幅度位置。第一限位柱55的两端可分别伸出刀架上支架板52和所述刀架下支架板51，并通过螺帽连接，借此固定压紧在刀架上支架板52和所述刀架下支架板51上实现定位，刀架上支架板52和所述刀架下支架板51上具备相对的形状相同的长孔，或者相对设置的分散的多个连接孔，第一限位柱55通过定位于长孔的不同位置，或者连接于不同位置的连接孔上，实现第一限位柱55的位置可调，借此实现凿毛摆臂体4能凿毛打磨第一限位柱55所限定幅度内的任意混凝土面。
42.所述刀架下支架板51为圆环形板。所述刀架上支架板52为环形板，所述刀架上支架板52的外边具有多个沿周向排布的容纳槽521。容纳槽521的形状与上夹持板421的形状大致匹配。多个容纳槽521沿周向均匀排布。
43.所述摆臂40具有连接第二连接支柱54的连接板端41、以及连接所述凿毛头45的夹持头端42。所述连接板端41套设在所述刀架下支架板51和刀架上支架板52，所述扭簧48套设于所述第二连接支柱54外并位于所述连接板端41的下方。所述夹持头端42具有沿轴向相对的上夹持板421和下夹持板422。夹持头端42的重量大于连接板端41的重量，以更好地甩出进行凿毛。所述凿毛头45可转动地夹设在上夹持板421和下夹持板422之间。相对于所述刀架下支架板51，所述上夹持板421与所述刀架上支架板52高度相同。在静止状态下，所述扭簧48使所述夹持头端42容纳在所述容纳槽521中。
44.所述刀架下支架板51和刀架上支架板52之间还设有第二限位柱56。所述第二限位柱56位于所述摆臂40的内侧。第二连接支柱54与第一限位柱55、第二限位柱56通过螺纹连接在刀架下支架板51和刀架上支架板52。所述摆臂40与所述第二限位柱56接触限位时，所述夹持头端42容纳在所述容纳槽521中，且，所述上夹持板421与所述容纳槽521的槽底壁互不接触。通过第一限位柱55和第二限位柱56进行内外限位。
45.当然，在一个可行的实施例中第一限位柱55还能够对夹持头端42的最内位置进行限位。在摆臂40向内转动时，连接板端41位于第二连接支柱54远离凿毛头45一侧的部分与第一限位柱55构成接触限位。而夹持头端42位于最外位置时，摆臂40位于凿毛头45同一侧的部分与第一限位柱55构成接触限位。
46.离心摆臂式铁路箱梁锚穴凿毛器还包括防尘罩3。所述防尘罩3罩设在所述刀架连接板50和所述上连接板13周围，并与所述上连接板13固定连接。所述防尘罩3为橡胶材质，其上设有用于外接吸尘器的连接孔。
47.在一个可行的实施例中，凿毛刀架5偏心安装于液压马达2的输出轴上，形成类偏心轮或凸轮结构，进而在旋转时为凿毛摆臂体4不仅提供旋转动力，而且凿毛刀架5形成偏心转动，使得其上的凿毛摆臂体4受到不断变化地离心力，在凿毛过程中提供变化地交变载荷，提升凿毛效率。
48.在使用时，将离心摆臂式铁路箱梁锚穴凿毛器外接机械臂及吸尘器，启动机器。通过外接机械臂将离心摆臂式铁路箱梁锚穴凿毛器伸入锚穴中。凿毛摆臂体4的凿毛头45对锚穴混凝土面高速撞击实现凿毛。此时，液压马达2带动凿毛刀架5快速转动，凿毛摆臂体4受到的离心力大于受到扭簧48的偏压力而被甩出，带动凿毛头45对锚穴内混凝土面高速撞击，达到凿毛的目的。最后，通过机械臂带动凿毛器同时缓慢向锚穴外移动，实现锚穴整个范围的凿毛。
49.而对于凿毛摆臂40的位置，凿毛刀架5高速旋转的过程中凿毛摆臂体4甩出的范围受第一限位柱55的限位，只有能达到一定幅度，凿毛摆臂体4能凿毛打磨第一限位柱55和第二限位柱56所限定幅度内的任意混凝土面。液压马达2停止后离心力消失，由于扭簧48的压力，被收入凿毛刀架5内。
50.本文引用的任何数值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量（例如温度、压力、时间等）的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
51.除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
52.披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由
…
构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
53.多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
54.应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。