一种车载浮力式挡水坝及其应用方法与流程

本发明涉及防洪墙、挡水坝施工领域，具体涉及一种浮力式膜结构挡水坝的车载式机械化构筑装置。

背景技术：

我公司于2017年9月申请并公开了一项名为“一种可移动的浮力式膜结构挡水坝”的专利申请，申请号为(201710872722.x)，其基本内容是：一种可移动的浮力式膜结构挡水坝，其结构包括：挡水坝布、支架、浮力体、缆绳、锚桩，如附图9、附图10所示，所述膜结构挡水坝的挡水坝布是一个开敞的膜结构体，分为上部挡水坝布和底部基础坝布；所述膜结构挡水坝的浮力体是柱状气囊结构，沿坝体水平方向固定在上部挡水坝布的迎水面上；所述膜结构挡水坝的支架是一个金属结构，包括基础支架、支撑杆两部分，其中，基础支架是平放在基础面上的一个“工”字型金属结构，由中心杆件和两端的横杆构成，支撑杆是一根直杆，其下端通过一个铰支座铰接在中心杆件的后部，上端通过一个自锁吊扣与挡水坝布的上端相连；缆绳的一端与支撑杆的上端相连，另一端连接在基础支架的后横杆上；所述膜结构挡水坝支架的前端压在挡水墙基础坝布下面，并通过一个紧固结构与基础坝布相连，后端用锚桩固定在基础上。3、现有公开技术存在的问题：经过一年多的实际应用，充分验证了“浮力式挡水坝”(一种可移动的浮力式膜结构挡水坝的产品名称)这种新型挡水结构的科学性和实用性，但是，浮力式挡水坝的实际应用仍然停留在人工操作的层面，无论挡水坝的展开、布设，还是基础支架的搬运、安装、固定等都要依靠人工来实现，工作强度大、构筑速度慢、抢险效率低，不能很好的满足防汛应急快速响应的需求，离现代化的防汛救灾的目标和要求还很远，因此，现有公开技术还有待进一步的提升。

技术实现要素：

本发明的目的就是通过机械自动化、车辆工程等技术的应用，对现有的浮力式挡水坝的安装构筑方式进行现代化技术优化提升，设计发明一种安全高效、快速灵活的浮力式挡水坝的车载式机械化构筑安装装置。

本发明是通过以下技术方案实现上述目的的：

一种车载浮力式挡水坝，它是通过将浮力式挡水坝的挡水坝体和支架分别进行模块化设计，形成坝体模块和支架模块，然后将这两个模块整合在一辆运载车辆上形成的一种浮力式膜结构挡水坝的车载式机械化构筑安装装置，所述车载浮力式挡水坝的结构包括：动力模块、坝体模块、支架模块、运载模块四部分；所述动力模块由发电机组、空气压缩站、液压站构成，为整套设备的运行提供动力来源；所述坝体模块是将浮力式挡水坝的坝体卷收在一个电力驱动的滚筒结构上形成的，类似于老式照相机的胶卷结构，由卷收装置、导向装置、提升装置等构成，它既可以将挡水坝体以一定的速度卷放出来，也可以逆向地将挡水坝体再卷收回去；所述支架模块是一个集成了自动化仓储和传动功能的方箱结构，由支架存储槽、支架捕捉存储器、支架转运装置、支架施放装置构成，它的功能是将挡水坝的支架集储在一起，并能够按一定的间隔将支架顺次布设出来，还能够将支架再顺次回储回去；所述运载模块是一个带有液压驱动模式的低底盘挂车系统，底盘最低离地间隙≥600mm，设计最高速度100km/h，在液压驱动模式下可低速自行，底盘顶部预留动力模块、坝体模块、支架模块的安装接口，方便维修保养，它是整个车载系统的运载平台。

在本实施例中，所述动力模块安装在运载模块的前端，集成在箱体中，由发电机组、空气压缩站、液压工作站构成；发电机组输出的电能，一部分用于驱动坝体模块的卷筒电机、滚筒电机等实现坝体的施放、卷收，另一部分用于驱动空气压缩机，为支架模块的气缸、执行器等提供气动动力，再有一部分用于运载模块的液压驱动。

在本实施例中，所述坝体模块安装在运载模块的中部及右侧边，由坝布卷收装置、导向装置、坝体提升装置构成，所述卷收装置由卷筒、框架、变频电机、磁力耦合离合器、链条传动构成，它能够实现电机随卷筒的卷径大小的变化而调整转速，从而达到坝体均匀卷收和施放的目的；所述导向装置由弹性托辊、动力托辊、阻尼托辊等构成，弹性托辊给坝体施加张力，确保坝体卷收时收紧坝体，动力托辊在坝体施放时，逆向提供动力，确保坝体施放时也呈收紧状态，阻尼托辊在坝体卷收、施放时提供一定的阻力，以保证竖直拉平坝体，使坝体卷收时不产生褶皱；所述坝体提升装置由滑轨和滑轮组成，滑轨是一根“u”型断面的导轨，安装在车载浮力式挡水坝车体的外侧面上，前端高后端低，呈斜坡状，滑轮等间距夹持在坝体坝布的上边缘上，当卷收坝体时，将滑轮逐个挂到滑轨中，在卷筒的卷收作用下，滑轮沿着滑轨就会逐渐地把坝布提升起来。

在本实施例中，所述支架模块安装在运载模块的后部，由支架储存槽、支架捕捉存储器、支架转运装置、支架施放装置构成；支架储存槽是并排的多个框架槽结构，每个支架储存槽里可以叠摞多个支架，每个储存槽的下端有气动结构的支架限位执行器，起到承托和固定支架的作用；支架捕捉存储器位于支架储存槽的下面，由捕捉臂和位移滑轨构成，捕捉臂是一个气动伸缩夹持结构，位移滑轨是一个滚珠丝杠滑轨结构，捕捉臂可在水平坐标内沿位移滑轨前后左右移动，支架捕捉存储器的作用是实现支架在储存槽内的存储或释放；支架转运装置布置在支架存储装槽的下方，是一个传送带结构，两条平行的传送带分列在支架捕捉存储器的两侧，施放支架时，负责把每个储存槽释放的支架转运到尾部，收取支架时，负责把支架从尾部转运到储存槽下方；所述支架施放装置布置在支架模块的后部，支架转运装置的尾端上方，是气动伸缩抓取结构，依靠视觉识别系统对支架寻位，它由施放工作臂和伸缩滑轨构成，施放支架时，抓取传送带尾端的支架，伸出挂车尾部，然后把支架放置在地面，回收支架时，把支架从地面抓起，放置到支架转运装置的尾端。

在本实施例中，所述支架模块的工作程序是：施放支架时，支架捕捉存储器在一个储存槽的下方抓住最下面的支架，同时，支架限位执行器回缩，然后支架捕捉存储器下移一个支架位，支架限位执行器复位，托住储存槽内的其他支架，支架捕捉存储器继续下移，将支架放置在支架转运装置上，支架转运装置将支架传送转运到模块的尾端，在尾端，支架施放装置识别到支架，施放工作臂抓取支架，通过伸缩滑轨伸出车体尾部，将支架放置到地面上；回收支架时，支架施放装置先伸出车体尾部，当识别到支架时，施放工作臂抓取支架，回缩，将支架放置到支架转运装置的尾端，支架转运装置逆向运行，将支架转运到某一个支架储存槽的下方，在这个支架储存槽的下面，支架捕捉存储器抓住支架，向上推举，同时，这个储存槽底部的支架限位执行器回缩，待到支架捕捉存储器向上推举了一个支架位后，支架限位执行器复位，托住支架，支架捕捉存储器放开支架，回缩复位，当把一个支架储存槽装满后，支架捕捉存储器通过位移滑轨移动到下一个支架储存槽的工位上去，直至将所有的支架都回收存储到储存槽内。

上述车载浮力式挡水坝的应用方法(以堤防防洪应急加高为例但不限于此)，包括如下内容：

汛期，当某一河流预计将会发生超标准洪水，为防止堤防漫溢险情的发生，车载浮力式挡水坝在牵引车的牵引下，快速赶到指定防御堤段，在堤防顶面沿堤防轴线方向开始进行浮力式挡水坝的布设，首先，将挡水坝的第一个支架定位固定好，并将挡水坝坝体端头拉出，联结固定在这第一个支架上，然后，随着车载浮力式挡水坝在液压驱动模式下缓慢匀速的前移，坝体模块连续不断的释放出坝体坝布，支架模块每间隔一定距离施放出一个支架，置于坝体坝布后的堤防顶面上，随后，车体后边跟随的工作人员两人一组，将挡水坝的支架与坝体逐个连接好，并将支架锚固在堤防顶面上，完成挡水坝的构筑；当超标准洪水退去后，工作人员将支架与经过清洁的挡水坝体分拆开，放平支架，拆除支架的固定锚桩，车载浮力式挡水坝沿堤防轴线方向逆向后退，在坝体模块和支架模块相互配合，共同协作下，坝布卷收装置连续不断的卷收坝布，同时，支架施放抓取装置连续拾取支架，实现挡水坝的快速回储，最后，在牵引车的牵引下车载浮力式挡水坝撤离堤防。

有益效果在于：通过机械自动化、车辆工程等技术的应用，对现有的浮力式膜结构挡水坝的安装构筑方式进行现代化技术提升，极大的提高了浮力式膜结构挡水坝的构筑速度和工作效率，可在短时间内，构筑大范围的防洪堤，快速提升堤坝的防蓄洪水的能力，构筑速度快，挡水效果好，生态环保。

附图说明

图1车载浮力式挡水坝整体布置图；

图中：1、动力模块；2、坝体模块；3、支架模块；4、运载模块；

图2车载浮力式挡水坝的坝体模块的立体图；

图中：5、卷收装置；6、导向装置；7、提升装置；

图3车载浮力式挡水坝的坝体模块卷收装置的立体图；

图中：8、框架；9、卷筒；10、变频电机；11、电磁离合器；12、链条传动装置；

图4是车载浮力式挡水坝的坝体模块导向装置的立体图；

图中：13、阻尼托辊；14、动力托辊；15、弹性托辊；

图5是车载浮力式挡水坝的支架模块的立体图；

图中：16、支架存储槽；17、支架捕捉储存器；19、支架施放装置；

图6是车载浮力式挡水坝的支架模块的正视图；

图中：16、支架存储槽；17、支架捕捉储存器；18、支架转运装置；20、支架限位执行器；23、伸缩滑轨；24、施放工作臂；26、支架。

图7是支架捕捉存储器的立体图；

图中：21、位移滑轨；22、捕捉臂；

图8是支架模块俯视平面图；

18、支架转运装置；19、支架施放装置；20、支架限位执行器；21、位移滑轨；22、捕捉臂；26、支架。

图9是浮力式挡水坝立体示意图；

图10是浮力式挡水坝实物图(未挡水)。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

一种车载浮力式挡水坝，其结构包括：动力模块1、坝体模块2、支架模块3、运载模块4。所述动力模块1安装在运载模块4的前端，集成在箱体中，由发电机组、空气压缩站，液压工作站构成，为整个系统的运行提供动力来源；所述坝体模块2安装在运载模块4的中部及右侧边，由卷收装置5、导向装置6、提升装置7等构成，作用是实现挡水坝体的施放、卷收；所述支架模块3安装在运载模块4的后部，由支架存储槽16、支架捕捉存储器17、支架转运装置18、支架施放装置19构成，实现支架的施放和回收；所述运载模块4是一个带有液压驱动模式的低底盘挂车系统，底盘最低处离地间隙600mm，设计最高速度100km/h，在液压驱动模式下可低速自行，底盘顶部预留动力模块1、坝体模块2、支架模块3的安装接口，方便维修保养，是整个车载系统的运载平台。

在本实施例中，所述坝体模块2的卷收装置由框架8、卷筒9、变频电机10、电磁耦合器11、链条传动装置12等构成，能够实现电机随卷筒卷径的变化而同步调整转速，从而达到坝体均匀卷收的目的；所述坝体模块2的导向装置6由阻尼托辊13、动力托辊14、弹性托辊15等构成，弹性托辊15给坝体施加张力，确保坝体卷收时收紧，动力托辊14在坝体施放时，逆向提供动力，确保坝体施放时也呈收紧状态，阻尼托辊13在坝体卷收、施放时提供阻力，以保证竖直拉平坝体，使坝体卷收时不产生褶皱。所述坝体模块2的提升装置7由滑轨和滑轮组成，滑轨是一根“u”型断面的导轨，安装在车载浮力式挡水坝车体的外侧面上，前端高后端低，呈斜坡状，滑轮等间距夹持在坝体坝布的上边缘上，当卷收坝体时，将滑轮逐个挂到滑轨中，在卷筒装置8的卷收作用下，滑轮沿着滑轨就会逐渐地把坝体提升起来，直至坝体呈竖直悬垂状态，以方便坝体的卷收。

在本实施例中，所述支架模块3的支架储存槽16是并排的多个框架槽结构，每个支架储存槽里可以叠摞多个支架，每个储存槽结构的下端有气动结构的支架限位执行器20，起到承托和固定支架的作用；所述支架模块3的支架捕捉存储器17位于储存槽16的下面，由捕捉臂22和位移滑轨21构成，捕捉臂22是一个气动伸缩夹持结构，位移滑轨21是一个滚珠丝杠滑轨结构，捕捉臂22可在水平坐标内沿位移滑轨21前后左右移动，功能是实现支架在储存槽16内的存储或释放；所述支架模块3的支架转运装置18布置在支架存储槽16的下方，是一个传送带结构，两条平行的传送带分列在支架捕捉存储器17的两侧，施放支架时，负责把每个储存槽16释放的支架转运到尾部，收取支架时，负责把支架从尾部转运到储存槽16下方；所述支架模块3的支架施放装置19布置在整个模块结构的后部，支架转运装置18的尾端上方，由伸缩滑轨23和施放工作臂24构成，依靠视觉识别系统对支架寻位，支架施放时，抓取支架转运装置尾端的支架，伸出挂车尾部，然后把支架放置在地面，支架回收时，把支架从地面抓起，放置到支架转运装置18的尾端。

在本实施例中，所述支架模块3的工作程序是：施放支架时，支架捕捉存储器17在一个储存槽16的下方抓住最下面的那个支架26，同时，支架限位执行器20回缩，然后支架捕捉存储器17下移一个支架位，支架限位执行器20复位，托住储存槽内的其他支架，支架捕捉存储器17继续下移，将支架放置在支架转运装置18上，支架转运装置18将支架26传送转运到模块的尾端，在尾端，支架施放装置19识别到支架26，施放工作臂24抓取支架26，通过伸缩滑轨23伸出车体尾部，将支架放置到地面上；回收支架时，支架施放装置先伸出车体尾部，当识别到地面上的支架26时，施放工作臂24抓取支架，回缩，将支架放置到支架转运装置18的尾端，支架转运装置18逆向运行，将支架转运到某一个支架储存槽16的下方，在这个支架储存槽的下面，支架捕捉存储器17抓住支架26，向上推举，同时，这个储存槽底部的支架限位执行器20回缩，待到支架捕捉存储器17向上推举了一个支架位后，支架限位执行器20复位，托住支架，支架捕捉存储器17放开支架，回缩复位，当把一个支架储存槽装满后，支架捕捉存储器17通过位移滑轨21移动到下一个支架储存槽的工位上去，直至将所有的支架都回收存储到储存槽内。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。