生态护坡智能喷射机的制作方法

本发明属于护坡建造设备技术领域，具体地说，涉及一种生态护坡智能喷射机。

背景技术：

在高速公路建设迅猛发展的同时，人们对环境质量的要求也越来越高，高速公路边坡的生态恢复与重建作为一个重要的环境问题和工程边坡防护手段，已经成为了公路建设的一个重要组成部分。

生态护坡技术作为一个有效的解决方案，一般在结合工程技术稳定边坡的基础上，恢复重建边坡面植被最终达到防止水土流失、美化路域景观环境和保障交通安全的目的。但我国生态护坡技术相对滞后于工程技术，缺乏相关的专业施工设备，施工效率低，造价高。

技术实现要素：

针对现有技术中上述的不足，本发明提供一种生态护坡智能喷射机，采用自动化的施工设备建设生态护坡，提高施工效率。

为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：生态护坡智能喷射机，包括控制器、供水箱、给料装置和喷枪，所述给料装置包括外壳体、料仓、混合箱和高压泵，所述料仓和供水箱均与混合箱连通，混合箱通过高压泵与喷枪连通，所述混合箱内设有搅拌设备，混合箱与高压泵之间的出液管上设有第一自动调速阀，供水箱内的溶液和料仓内的物料进入混合箱混合后，在高压泵的作用下经喷枪喷出；所述喷枪的头部设有角度测量仪和激光测距仪，喷枪安装在调向装置上，所述调向装置包括横向调向组件和纵向调向组件；所述横向调向组件包括横向调向电机、调向杆和固定箱，喷枪的尾部与调向杆可旋转连接，调向杆的下部插入固定箱并与固定箱可旋转连接，所述横向调向电机设在固定箱内，横向调向电机的转轴上设有第一齿轮，调向杆的下部设有与第一齿轮相配合的第二齿轮；所述纵向调向组件包括调向绳、线轴和纵向调向电机，所述线轴和纵向调向电机通过安装板与调向杆固定相连，线轴的一端与纵向调向电机的转轴固定连接，调向绳的一端与喷枪的头部相连，调向绳的另一端穿过调向杆缠绕在线轴上；所述控制器的信号输入端与角度测量仪的信号输出端和激光测量仪的信号输出端相连，高压泵的信号输入端、第一自动调速阀的信号输入端、横向调向电机的信号输入端和纵向调向电机的信号输入端均与控制器的信号输出端连接。

进一步地，所述调向杆的上部固定有第一安装架，喷枪的尾部设有十字形的第二安装架，所述第一安装架与第二安装架铰接。

进一步地，所述外壳体内设有两块隔板，所述隔板将外壳体内的空间分隔为上层腔、中层腔和下层腔，所述料仓设在上层腔内，混合箱设在中层腔内，高压泵和第一自动调速阀设在下层腔内。

进一步地，所述供水箱、给料装置、控制器和调向装置均固定安装在平板小车上。

进一步地，所述供水箱内设有与混合箱连通的水泵，料仓与混合箱之间的出料管上设有第二自动调速阀，所述水泵的信号输入端和第二自动调速阀的信号输入端均与控制器的信号输出端相连。

进一步地，所述调向杆上安装有导向轮。

进一步地，所述搅拌装置包括搅拌电机、搅拌转轴和搅拌叶，所述搅拌电机固定在混合箱的侧壁，搅拌叶安装在搅拌转轴上，所述搅拌转轴的一端与搅拌电机的转动轴固定连接，搅拌转轴的另一端与混合箱侧壁可旋转连接。

进一步地，所述的搅拌叶包括碳纤维材质的蜂窝夹层和叶片蒙皮。

进一步地，所述固定箱内设有限位座，调向杆的底部插入限位座内。

本发明的有益效果是：

(1)本发明将角度测量仪、激光测距仪等传感器与高压泵、调向组件和自动调速阀配合使用，在控制器的协调控制下，对边坡进行自动化喷射作业，自动化程度高，作业高效，施工人员劳动强度低，生产成本低；

(2)喷枪的喷射方位通过横向调向组件和纵向调向组件在两个方向进行调节，设备可操控性强；

(3)横向调向组件通过转动调向杆的方式设置水平方向方位，纵向调向组件通过调向绳拉动喷枪头部的方式设置竖直方向方位，装置结构简单，反应灵敏；

(4)供水箱内设有水泵，料仓与混合箱之间的出料管上设有第二自动调速阀，水泵的信号输入端和第二自动调速阀的信号输入端均与控制器的信号输出端相连，一方面，控制器可以根据喷枪的流量调节进料和进液速度，使混合箱内物质进出达到平衡，另一方面，控制器可以根据实际工程需求的不同调节进液速度和进料速度的比例，进而调节溶液与物料的配比；

(5)供水箱内的溶液和料仓内的物料进入混合箱混合后，在高压泵的作用下经喷枪喷出搅拌，喷射机出料均匀，作业效果好；

(6)在调向绳转角的地方设置导向轮，避免调向绳被尖锐的零件磨断，同时也防止调向绳卡死在缝隙和角落中，设备稳定性强，坚固耐用；

(7)喷射机可以安装在平板小车上，便于运输和施工过程中转移位置；

(8)给料装置内设有隔板，隔板将给料装置内的空间分为三层，给料装置内各设备之间相对独立，相互影响小，同时便于检查维修；

(9)搅拌设备的搅拌叶由蜂窝夹层和叶片蒙皮组成，在保证搅拌设备具有足够结构强度的同时，降低搅拌设备重量，减少能耗，也便于搬运设备。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明给料装置的结构示意图；

图3为本发明喷枪的正视图；

图4为本发明调向装置的结构示意图；

图5为图4喷枪处的局部放大图；

图6为本发明调向装置的俯视图；

图7为本发明搅拌杆和搅拌叶的结构示意图；

图8为本发明搅拌叶的结构示意图；

图9为本发明各部件的连接关系示意框图；

附图中：

1-控制器，2-供水箱，3-给料装置，31-外壳体，32-料仓，33-混合箱，34-高压泵，35-第一自动调速阀，36-隔板，37-第二自动调速阀，4-喷枪，41-角度测量仪，42-激光测距仪，43-喷嘴，5-横向调向组件，51-横向调向电机，52-调向杆，53-固定箱，54-第一齿轮，55-第二齿轮，56-第一安装架，57-第二安装架，58-导向轮，59-限位座，6-纵向调向组件，61-调向绳，62-线轴，63-纵向调向电机，64-安装板，7-平板小车，101-搅拌电机，102-搅拌转轴，103-搅拌叶，104-蜂窝夹持，105-叶片蒙皮。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

本发明提一种生态护坡智能喷射机，如图1所示，包括控制器1、供水箱2、给料装置3和喷枪4。如图2所示，给料装置3包括外壳体31、料仓32、混合箱33和高压泵34，所述料仓32和供水箱2均与混合箱33连通，混合箱33通过高压泵34与喷枪4的中部连通，所述混合箱33内设有搅拌设备，混合箱33与高压泵34之间的出液管上设有第一自动调速阀35，供水箱2内的溶液和料仓32内的物料进入混合箱33混合后，在高压泵34的作用下经喷枪4喷出。改给料装置3的外壳体31内设有两块隔板36，所述隔板36将外壳体31内的空间分隔为上层腔、中层腔和下层腔，所述料仓32设在上层腔内，混合箱33设在中层腔内，高压泵34和第一自动调速阀35设在下层腔内。给料装置3内各设备之间相对独立，相互影响小，同时便于检查维修。

为了便于运输和施工过程中转移位置，所述供水箱2、给料装置3、控制器1和调向装置均固定安装在平板小车7上。

如图3所示，所述喷枪4的头部设有角度测量仪41和激光测距仪42，角度测量仪41和激光测距仪42设在喷嘴43的上方，喷枪4安装在调向装置上。如图5所示，所述调向杆52的上部固定有第一安装架56，喷枪4的尾部设有十字形的第二安装架57，所述第一安装架56与第二安装架57铰接。

具体地，如图4所示，所述调向装置包括横向调向组件5和纵向调向组件6；所述横向调向组件5包括横向调向电机51、调向杆52和固定箱53，调向杆52的下部插入固定箱53并与固定箱53可旋转连接，所述固定箱53内设有限位座59，调向杆52的底部插入限位座59内。为保证调向杆52能平稳转动，调向杆与固定箱53和限位座59的连接处均设有轴承。所述横向调向电机51设在固定箱53内，横向调向电机51的转轴上设有第一齿轮54，调向杆52的下部设有与第一齿轮54相配合的第二齿轮55。如图6所示，所述纵向调向组件6包括调向绳61、线轴62和纵向调向电机63，所述线轴62和纵向调向电机63通过安装板64与调向杆52固定相连，线轴62的一端与纵向调向电机53的转轴固定连接，调向绳61的一端与喷枪4的头部相连，调向绳61的另一端穿过调向杆52缠绕在线轴62上。作为进一步改进，所述调向杆52上安装有导向轮58，导向轮58设在调向绳61转角的地方，避免调向绳61被尖锐的零件磨断，同时也防止调向绳61卡死在缝隙和角落中，设备稳定性强，坚固耐用。

如图7所示，上述搅拌装置包括搅拌电机101、搅拌转轴102和搅拌叶103，所述搅拌电机101固定在混合箱33的侧壁，搅拌叶103安装在搅拌转轴102上，所述搅拌转轴102的一端与搅拌电机101的转动轴固定连接，搅拌转轴102的另一端与混合箱33侧壁可旋转连接。为了降低搅拌装置重量，减少能耗，也便于搬运设备,如图8所示，所述的搅拌叶103包括碳纤维材质的蜂窝夹层104和叶片蒙皮105。

如图9所示，控制器1的信号输入端与角度测量仪41的信号输出端和激光测量仪42的信号输出端相连，高压泵34的信号输入端、第一自动调速阀35的信号输入端、横向调向电机51的信号输入端和纵向调向电机63的信号输入端均与控制器1的信号输出端连接。将角度测量仪41、激光测距仪42等传感器与高压泵34、调向组件和自动调速阀配合使用，在控制器1的协调控制下，对边坡进行自动化喷射作业，自动化程度高，作业高效，施工人员劳动强度低，生产成本低。

作为进一步改进，所述供水箱2内设有与混合箱33连通的水泵，料仓32与混合箱33之间的出料管上设有第二自动调速阀37，所述水泵的信号输入端和第二自动调速阀37的信号输入端均与控制器1的信号输出端相连。一方面，控制器1可以根据喷枪4的流量调节进料和进液速度，使混合箱33内物质进出达到平衡，另一方面，控制器1可以根据实际工程需求的不同调节进液速度和进料速度的比例，进而调节溶液与物料的配比。

实施例：

利用生态护坡智能喷射机进行喷射作业时，过程如下：利用三维激光扫描仪扫描边坡形态，然后将图像加载到喷射机的plc控制系统中，plc控制系统根据边坡的三维数字化图像和喷枪4位置规划喷射路线；喷枪4按照规划的喷射路线转动，喷射过程中角度测量仪41将测得的喷射点仰角数据实时传给plc控制系统，激光测距仪42将测得的喷枪4与喷射点距离信息实时传给plc控制系统，plc控制系统根据获得信息控制喷射压力、流量和停留时间。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。