柔模挂袋辅助作业装置

1.本发明涉及沿空留巷隔墙浇筑混凝土技术领域，特别涉及一种柔模挂袋辅助作业装置。


背景技术：

2.沿空留巷常使用浇筑混凝土墙体的方法，该方法适应性广，承载力高，能够形成足够的切顶强度，安全可靠。
3.授权公告号为cn208168932u的中国实用新型公开了一种自动接顶混凝土填充模袋，包括接接顶模袋和基础模袋，接顶模袋固定地设置在基础模袋上部，接顶模袋和基础模袋互不连通；基础模袋的侧壁上设置有水平的横肋筒和竖直的竖肋筒，基础模袋的侧壁上还设置有预设数量个正相对的注浆口a、抽采瓦斯孔、锚杆孔；接顶模袋的侧壁上设置有注浆口b；基础模袋上部设置有水平的吊挂带筒；本实用新型填充时采用分时填充，下部基础模袋内充填常规混凝土，待下部凝固后，接顶时在接顶模袋内充填发泡混凝土材料，实现膨胀主动接顶；接顶处无缝隙、承压更加稳定均匀、改善填充成形效果；避免了由于模袋形变以及混凝土自身重力作用下，混凝土下沉，出现的接顶不紧密的情况。
4.上述技术方案，需要将钢筋穿入竖肋筒，再将钢筋锚固在巷道顶面挂起固定，以此保证接顶。而锚固过程多为人工，效率低下且存在一定的安全隐患。


技术实现要素：

5.有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种柔模挂袋辅助作业装置。
6.一种柔模挂袋辅助作业装置，包括挂袋支架，所述挂袋支架包括矩形框体、支架本体，所述矩形框体上设有第一连接点、第二连接点、第三连接点，所述第一连接点、第二连接点均为矩形框体的顶点，所述第一连接点、第二连接点、第三连接点为直角三角形的三个顶点，所述第二连接点为直角顶点，所述第一连接点、第二连接点位于矩形框体的同侧，所述支架本体包括第一伸缩件、第二伸缩件、第三伸缩件、支梁，所述矩形框体通过第一连接点和第二连接点与支梁转动连接，所述第一伸缩件、第二伸缩件相对平行设置，所述第一伸缩件的伸缩端与支梁的一端连接，所述第二伸缩件的伸缩端与支梁的另一端连接，所述第三伸缩件的固定端与第一伸缩件的固定端连接，所述第三伸缩件的伸缩端与第三连接点转动连接。
7.优选地，所述挂袋支架还包括模袋，所述袋体悬挂于矩形框体上。
8.优选地，所述挂袋支架还包括第一加固筋，所述矩形框体上设有第四连接点，所述第三连接点、第四连接点均位于矩形框体的顶点处，在第一连接点与第二连接点之间的中点设有第五连接点，在第三连接点与第四连接点之间的中点设有第六连接点，所述第一加固筋的两端分别与第五连接点、第六连接点连接。
9.优选地，所述挂袋支架还包括第二加固筋，在第五连接点与第一连接点之间的中点设有第七连接点，在第六连接点与第四连接点之间的中点设有第八连接点，所述第二加
固筋的两端分别与第七连接点、第八连接点连接。
10.优选地，所述挂袋支架还包括第三加固筋，所述第三加固筋的两端分别与第五连接点、第八连接点连接。
11.优选地，所述挂袋支架还包括第四加固筋，所述第四加固筋的两端分别与第八连接点、第一连接点连接。
12.优选地，所述挂袋支架还包括第五加固筋，在第四加固筋的中点设有第九连接点，所述第五加固筋的两端分别与第四连接点、第九连接点连接。
13.优选地，在第一连接点和第二连接点之间的矩形框体上均布数个第十连接点，所述矩形框体通过第十连接点与支梁转动连接。
14.优选地，所述支架本体还包括两个限位组件，所述限位组件设于支梁的底壁，两个限位组件以支梁的中心对称设置，所述限位组件由两块间隔设置且相互平行的矩形限位板组成。
15.优选地，所述柔模挂袋辅助作业装置还包括搬运机构，所述搬运机构用于转运挂袋支架。
16.本发明的有益效果：利用专用的支架本体，将矩形框体与巷道顶面接触，利用矩形框体将模袋挂起，较之现有技术，省去了人工锚固过程，提高了效率，降低了安全隐患。
附图说明
17.图1为所述挂袋支架的轴测图。
18.图2为所述支座的轴测图。
19.图3为所述搬运机构装载挂袋支架的示意图。
20.图4为所述柔模挂袋辅助作业装置在巷道内使用状态示意图。
21.图5为加装第一加固筋的矩形框体的示意图。
22.图6为所述杆
①
的受力分析示意图。
23.图7为所述杆
③
的受力分析示意图。
24.图8为所述杆
②
的受力分析示意图。
25.图中：挂袋支架10、矩形框体11、支架本体12、第一伸缩件121、第二伸缩件122、第三伸缩件123、支梁124、模袋13、第一加固筋14、第二加固筋15、第三加固筋16、第四加固筋17、第五加固筋18、限位组件19、搬运机构20、基板21、第四伸缩件22、滚轮23、支座24、第五伸缩件241、第六伸缩件242、平衡板243、第七伸缩件244、第八伸缩件245、巷道30。
具体实施方式
26.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
27.参见图1，本发明实施例提供了一种柔模挂袋辅助作业装置，包括挂袋支架10，挂袋支架10包括矩形框体11、支架本体12，矩形框体11上设有第一连接点、第二连接点、第三连接点，第一连接点、第二连接点均为矩形框体11的顶点，第一连接点、第二连接点、第三连接点为直角三角形的三个顶点，第二连接点为直角顶点，第一连接点、第二连接点位于矩形
框体11的同侧，支架本体12包括第一伸缩件121、第二伸缩件122、第三伸缩件123、支梁124，矩形框体11通过第一连接点和第二连接点与支梁124转动连接，第一伸缩件121、第二伸缩件122相对平行设置，第一伸缩件121的伸缩端与支梁124的一端连接，第二伸缩件122的伸缩端与支梁124的另一端连接，第三伸缩件123的固定端与第一伸缩件121的固定端连接，第三伸缩件123的伸缩端与第三连接点转动连接。
28.支架本体12通过搬运机构20转运至巷道30预定位置，将矩形框体11对应安装在支架本体12上，将模袋13安装在矩形框体11上，启动第一伸缩件121和第二伸缩件122，矩形框体11的一侧接顶，启动第三伸缩件123，矩形框体11的另一侧接顶，模袋13相对巷道30顶面固定，将混凝土打入模袋13，混凝土凝固，与矩形框体11一同形成墙体，通过搬运机构20将支架本体12转运至下一位置，重复上述过程。
29.本发明的有益效果：利用专用的支架本体12，将矩形框体11与巷道30顶面接触，利用矩形框体11将模袋13挂起，较之现有技术，省去了人工锚固过程，提高了效率，降低了安全隐患。
30.参见图4，进一步，挂袋支架10还包括模袋13，袋体悬挂于矩形框体11上。模袋13由柔性材质制成，例如针织布料，模袋13为柔性材质围成的长方体中空封闭结构。
31.参见图1，进一步，挂袋支架10还包括第一加固筋14，矩形框体11上设有第四连接点，第三连接点、第四连接点均位于矩形框体11的顶点处，在第一连接点与第二连接点之间的中点设有第五连接点，在第三连接点与第四连接点之间的中点设有第六连接点，第一加固筋14的两端分别与第五连接点、第六连接点连接。
32.参见图1，进一步，挂袋支架10还包括第二加固筋15，在第五连接点与第一连接点之间的中点设有第七连接点，在第六连接点与第四连接点之间的中点设有第八连接点，第二加固筋15的两端分别与第七连接点、第八连接点连接。
33.参见图1，进一步，挂袋支架10还包括第三加固筋16，第三加固筋16的两端分别与第五连接点、第八连接点连接。
34.参见图1，进一步，挂袋支架10还包括第四加固筋17，第四加固筋17的两端分别与第八连接点、第一连接点连接。
35.参见图1，进一步，挂袋支架10还包括第五加固筋18，在第四加固筋17的中点设有第九连接点，第五加固筋18的两端分别与第四连接点、第九连接点连接。
36.由于相邻两个墙体之间无缝对接，矩形框体11在接顶时，只能被支架本体12三点支撑，矩形框体11的一个顶点处于悬空状态，受墙体的拉力，矩形框体11悬空顶点位置变形较大，导致接顶不充分。
37.参见图5至图8，第一加固筋14在下文也表述为杆
②
，矩形框体11包括杆
①
、杆
③
、杆
④
、杆
⑤
，为方便描述，通过对杆
①
、杆
②
、杆
③
受力分析来探讨矩形框体11的加固方案；ei为弯曲刚度；杆
①
、杆
②
、杆
③
的自重分别为q1、q2、q3，杆
①
、杆
②
、杆
③
的长度为l1、l2、l3；杆
①
上任意一点距离第二连接点的距离x1，杆
②
上任意一点距离第五连接点的距离x2，杆
③
上任意一点距离第三连接点的距离x3；如下以l1为1200mm、l3为3000mm为例。
38.参见图6，对杆
①
受力分析：
39.杆
⑤
受支梁124的向上载荷，挠度可忽略不计。fb为第三连接点受到第三伸缩件123施加的力，fa为支梁124对杆
①
施加的力；
40.由平衡条件∑ma＝0，∑mb＝0，得
41.由弯矩方程并结合挠曲线近似微分方程得
42.计算得挠度表达式
43.约束条件，当x1＝0时，ωa＝0，当x1＝l1时，ωb＝0；
44.得
45.最大挠度发生在处，即挠度最大值发生在处，对于杆
①
，挠度最大值为即
46.参见图7，对杆
③
受力分析：
47.理论最大挠度应发生在自由端，弯矩方程结合挠曲线近似微分方程，得
48.计算得挠度表达式
49.约束条件，当x3＝0时，ω3＝0；
50.得自由端的转角和挠度最大，将x3＝l3代入上式，得对于杆
③
，拟对其进行支撑，在支梁124和杆
③
焊接杆
②
。
51.参见图8，对杆
②
受力分析，以确定杆
②
的焊接位置：
52.杆
②
的理论最大挠度应发生在自由端，通过杆
③
上挠度值与杆
②
最大挠度相等的点，以此确定杆
②
的焊接位置，分析过程同杆
③
，得令ω
2max
＝ω
3max
，得x2＝x3＝1200mm，即在
③
杆上，靠近杆
①
0-1200mm范围内，ω3＜ω2，在1200-3000mm范围内，ω3＞ω2，故在此范围内焊接杆
②
杆可起减小变形。
53.基于上述分析，为降低杆
③
自由端的挠度，在杆
③
中点位置焊接杆
②
，在杆
②
靠近自由端四分之一处焊接第二加固筋15，并设置第三加固筋16、第四加固筋17、第五加固筋18，从而降低杆
③
自由端的挠度，挂袋支架10的最终设计方案如图1所示。
54.参见图1，进一步，在第一连接点和第二连接点之间的矩形框体11上均布数个第十连接点，矩形框体11通过第十连接点与支梁124转动连接。
55.参见图1，进一步，支架本体12还包括两个限位组件19，限位组件19设于支梁124的底壁，两个限位组件19以支梁124的中心对称设置，限位组件19由两块间隔设置且相互平行的矩形限位板组成。
56.参见图3，进一步，柔模挂袋辅助作业装置还包括搬运机构20，搬运机构20用于转运挂袋支架10。
57.参见图3，进一步，搬运机构20包括基板21、第四伸缩件22、滚轮23，在基板21的四个角各设一个第四伸缩件22，第四伸缩件22的固定端与基板21连接，第四伸缩件22的伸缩端安装有滚轮23，第四伸缩件22的伸缩端向下延伸。
58.参见图2，进一步，搬运机构20还包括支座24，支座24设于基板21上，支座24为两个，两个支座24沿基板21的长度方向间隔布置，支座24包括第五伸缩件241、第六伸缩件242、平衡板243、第七伸缩件244、第八伸缩件245，第五伸缩件241的固定端与基板21的上表面连接，第五伸缩件241的伸缩端向上延伸，第五伸缩件241的伸缩端与平衡板243连接，第六伸缩件242的固定端与平衡板243转动连接，第六伸缩件242的伸缩端水平延伸，第七伸缩件244的固定端与平衡板243的一端转动连接，第七伸缩件244的伸缩端与第六伸缩件242的固定端转动连接，第八伸缩件245的固定端与第五伸缩件241的固定端转动连接，第八伸缩件245的伸缩端与平衡板243的另一端转动连接。
59.第五伸缩件241的伸缩端最好与平衡板243的中心连接，在一个较佳的实施例中，第五伸缩件241的伸缩端最好与平衡板243的中心转动连接。第七伸缩件244和平衡板243与第六伸缩件242连接点位于第六伸缩件242的固定端的两端，两个限位板之间的距离略大于第六伸缩件242的伸缩端的宽度。
60.参见图2，进一步，第六伸缩件242的伸缩端端部上翘。
61.伸缩件不限于为液压缸，第一伸缩件121的固定端、第二伸缩件122的固定端、第四伸缩件22的伸缩端可支撑于地面上。
62.参见图1至图4，柔模挂袋辅助作业装置使用方法：
63.基板21通过滚轮23移动至待转运支架本体12处；
64.第四伸缩件22收缩，基板21与地面接触，增加基板21的稳定性；
65.第五伸缩件241收缩，第六伸缩件242伸长，第五伸缩件241伸长，将支架本体12搭载在第六伸缩件242的伸缩端：
66.第六伸缩件242收缩，将支架本体12转移至基板21的上方；
67.第五伸缩件241收缩，支架本体12与基板21接触；
68.第四伸缩件22伸长，基板21与地面分离；
69.基板21通过滚轮23移动至待安装支架本体12处；
70.第四伸缩件22收缩，基板21与地面接触；
71.第五伸缩件241伸长，支架本体12与基板21脱离；
72.第六伸缩件242伸长，第五伸缩件241收缩，第六伸缩件242收缩，将支架本体12转运至巷道30预定位置。
73.本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
74.本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
75.以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种柔模挂袋辅助作业装置，其特征在于：包括挂袋支架，所述挂袋支架包括矩形框体、支架本体，所述矩形框体上设有第一连接点、第二连接点、第三连接点，所述第一连接点、第二连接点均为矩形框体的顶点，所述第一连接点、第二连接点、第三连接点为直角三角形的三个顶点，所述第二连接点为直角顶点，所述第一连接点、第二连接点位于矩形框体的同侧，所述支架本体包括第一伸缩件、第二伸缩件、第三伸缩件、支梁，所述矩形框体通过第一连接点和第二连接点与支梁转动连接，所述第一伸缩件、第二伸缩件相对平行设置，所述第一伸缩件的伸缩端与支梁的一端连接，所述第二伸缩件的伸缩端与支梁的另一端连接，所述第三伸缩件的固定端与第一伸缩件的固定端连接，所述第三伸缩件的伸缩端与第三连接点转动连接。2.如权利要求1所述的柔模挂袋辅助作业装置，其特征在于：所述挂袋支架还包括模袋，所述袋体悬挂于矩形框体上。3.如权利要求1所述的柔模挂袋辅助作业装置，其特征在于：所述挂袋支架还包括第一加固筋，所述矩形框体上设有第四连接点，所述第三连接点、第四连接点均位于矩形框体的顶点处，在第一连接点与第二连接点之间的中点设有第五连接点，在第三连接点与第四连接点之间的中点设有第六连接点，所述第一加固筋的两端分别与第五连接点、第六连接点连接。4.如权利要求3所述的柔模挂袋辅助作业装置，其特征在于：所述挂袋支架还包括第二加固筋，在第五连接点与第一连接点之间的中点设有第七连接点，在第六连接点与第四连接点之间的中点设有第八连接点，所述第二加固筋的两端分别与第七连接点、第八连接点连接。5.如权利要求4所述的柔模挂袋辅助作业装置，其特征在于：所述挂袋支架还包括第三加固筋，所述第三加固筋的两端分别与第五连接点、第八连接点连接。6.如权利要求5所述的柔模挂袋辅助作业装置，其特征在于：所述挂袋支架还包括第四加固筋，所述第四加固筋的两端分别与第八连接点、第一连接点连接。7.如权利要求6所述的柔模挂袋辅助作业装置，其特征在于：所述挂袋支架还包括第五加固筋，在第四加固筋的中点设有第九连接点，所述第五加固筋的两端分别与第四连接点、第九连接点连接。8.如权利要求1所述的柔模挂袋辅助作业装置，其特征在于：在第一连接点和第二连接点之间的矩形框体上均布数个第十连接点，所述矩形框体通过第十连接点与支梁转动连接。9.如权利要求1所述的柔模挂袋辅助作业装置，其特征在于：所述支架本体还包括两个限位组件，所述限位组件设于支梁的底壁，两个限位组件以支梁的中心对称设置，所述限位组件由两块间隔设置且相互平行的矩形限位板组成。10.如权利要求1所述的柔模挂袋辅助作业装置，其特征在于：所述柔模挂袋辅助作业装置还包括搬运机构，所述搬运机构用于转运挂袋支架。

技术总结
一种柔模挂袋辅助作业装置，包括挂袋支架，所述挂袋支架包括矩形框体、支架本体，所述矩形框体上设有第一连接点、第二连接点、第三连接点，所述支架本体包括第一伸缩件、第二伸缩件、第三伸缩件、支梁，所述矩形框体通过第一连接点和第二连接点与支梁转动连接，所述第一伸缩件、第二伸缩件相对平行设置，所述第一伸缩件的伸缩端与支梁的一端连接，所述第二伸缩件的伸缩端与支梁的另一端连接，所述第三伸缩件的固定端与第一伸缩件的固定端连接，所述第三伸缩件的伸缩端与第三连接点转动连接，利用支架本体，将矩形框体与巷道顶面接触，利用矩形框体将模袋挂起，较之现有技术，省去了人工锚固过程，提高了效率，降低了安全隐患。降低了安全隐患。降低了安全隐患。


技术研发人员：慕松 桑海洋 刘新华 刘伟 胡相捧
受保护的技术使用者：宁夏大学
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/9/14