一种智能型隧道衬砌台车

1.一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：包括门形主钢架、混凝土浇注信息化监控体系、端头模板、模板清洗及表面润滑系统、自动行走装置和分层逐窗浇注及清洗系统；所述混凝土浇注信息化监控体系包括限位传感器、弹簧片、微动开关、摄像机、激光扫描仪、操作台、平板电脑、端头模板和模板单元；多个模板单元依次连接并形成拱形结构且在所述拱形结构内侧形成浇注区域，在多个模板单元所形成拱形结构内侧的周向和轴向上均匀设置多个安装孔，安装孔内设有弹簧片和微动开关，所述弹簧片设置于所述微动开关的下侧，所述端头模板上配置有观察口，所述摄像机配置于所述观察口的外侧，从而实现对浇注区域的监测，所述限位传感器设置于模板拱顶的端部边缘；所述门形主钢架上设有支撑件，所述激光扫描仪配置在所述支撑件上，从而实现对衬砌面的扫描，经平板电脑的计算而得出每一模混凝土砂浆的浇注量，实现定量浇注；所述限位传感器和所述微动开关均与操作台电路连接，所述操作台上具有控制隧道衬砌台车进行作业的控制开关，所述操作台与所述平板电脑通过应用软件实现信息交互，所述平板电脑具有显示混凝土砂浆浇注的液位、进度条、压力、温度、湿度、目标浇注量、实际浇注量和现场浇注视频实时状态和参数的应用软件，应用软件还可将混凝土砂浆的浇注过程以动画的形式显示在平板电脑上，所述平板电脑将隧道衬砌台车每次作业的各项信息通过因特网上传至铁总监管中心进行储存，方便随时调用；所述分层逐窗浇注及清洗系统，包括模板单元、注浆口、浇注口、管道系统以及布料系统，多个所述模板单元依次连接并形成拱形结构且在拱形结构的内侧形成浇注区域，所述模板单元上具有观察窗，多个所述注浆口配置在所述拱形结构外侧的拱顶位置，多个浇注口在所述拱形结构的周向和轴向上配置于所述拱形结构上，所述观察窗上设有对应的密封门，密封门采用玻璃钢材质，在密封门位于浇注区域的外侧配置LED灯，所述管道系统包括多个混凝土管道，所述多个混凝土管道的一端分别通向每个浇注口，其另一端连接在注浆口上，布料系统包括混凝土泵、水泵、送水管、送料管、布料小车以及布料台架，混凝土泵和水泵分别通过送料管和送水管与布料小车连接，布料小车具有换向阀，布料台架上设置有轨道，布料小车在轨道上移动，布料小车上有送料口，所述送料口与注浆口相对应；所述自动行走装置，包括导轨、第二动力单元、第二减速机、小链轮、安装件、支撑框、第一支撑轴、第二支撑轴、第一走轮、第二走轮、支撑单元、连接销、连接块以及锁紧单元；两个所述支撑单元安装在支撑框中部且其设有与连接销相配合的孔，所述连接块设有与连接销相配合的孔，所述连接销穿入两个所述支撑单元和所述连接块的孔内使两个所述支撑单元和连接块形成连接，所述的第一支撑轴和第二支撑轴安装在支撑框内部，所述第一走轮安装在第一支撑轴上，所述第二走轮安装在第二支撑轴上，所述第一走轮和所述第二走轮在所述导轨上滚动，所述安装件固定在所述支撑框上，所述第二减速机与所述第二动力单元的输出机构连接并与第二动力单元一同安装在所述安装件上，所述小链轮安装在所述第二减速机的输出轴上，所述锁紧单元固定在支撑框外部；所述模板清洗及表面润滑系统包括毛刷、弹簧、滑道、弧形管道、行走机构和由圆盘、摇杆和滑块组成的曲柄滑块机构；所述行走机构与曲柄滑块机构连接，所述行走机构与滑道连接，所述曲柄滑块机构的滑块在滑道内滑动，所述弹簧一端与滑块相连接另一端与弧形管道相连接，在所述弧形管道的周向和轴向上均匀设置有若干通孔，所述毛刷均匀地覆盖在所述弧形管道的外壁上；所述端头模板包括背贴式止水带、中埋式止水带、气囊、钩针，端头模板和连接机构；所述端头模板包括上部模板和下部模板，所述中埋式止水带一端设于上部模板和下部模板之间，所述下部模板上设有凹槽，所述钩针具有一向后弯曲的尖锐端部和一柄部，所述钩针置于所述凹槽中且其向后弯曲的尖锐端部插入所述中埋式止水带中，所述钩针的柄部在所述凹槽的轴向上延伸设置，所述上部模板在远离中埋式止水带一侧垂直设有一安装板，所述下部模板设有截面为直角三角形的弧形档条且弧形档条上形成一个圆弧面和一个圆锥面，所述弧形档条的圆弧面和隧道衬砌台车的模板相配合，而圆锥面与端头模板以及隧道衬砌台车的模板共同形成浇注区域，所述背贴式止水带设置于浇注区域的拱顶位置，所述气囊设置于所述背贴式止水带以及安装板之间，所述下部模板通过连接机构连接在隧道衬砌台车的前端的主构架上；所述的行走机构包括机构架、齿条、第一动力单元、第一减速机、齿轮轴、滚轮和滚轮轴；所述齿条的背面设有供滚轮滚动的轨道且其固定在衬砌台车的主钢架上，所述机构架穿过齿条并与齿条的正面和背面分别形成上容置腔和下容置腔，所述第一动力单元的输出机构与第一减速机的输入机构相连接并一同安装在机构架上，所述齿轮轴与第一减速机的输出机构连接并通过轴承安装于机构架的上容置腔内且其轴部伸出所述机构架，所述齿轮轴和所述齿条形成啮合，所述滚轮安装在滚轮轴上并设置于机构架的下容置腔中，所述滚轮在所述齿条背面滚动。 2.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述门形主钢架包括连接基座、多个升降装置和多个主钢架体，所述连接基座包括两个主横梁和多个支撑柱，所述两个主横梁可滑动的连接在多个支撑柱上，所述主钢架体可拆卸的连接在所述主横梁上，所述升降装置连接在所述支撑柱上，所述主钢架体与所述升降装置连接。 3.根据权利要求2所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述的升降装置包括升降油缸，所述升降油缸连接在所述支撑柱上，所述主钢架体与所述升降油缸连接。 4.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述混凝土浇注信息化监控体系还包括振捣单元，所述振捣单元在所述多个模板单元所形成的拱形结构外侧或内侧的周向和轴向上均匀分布，所述振捣单元与所述操作台电路连接。 5.根据权利要求4所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述振捣单元采用附着式外部振捣器、内部振捣器或浮球式振捣器。 6.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述模板单元的浇注区域设置多个压力传感器，多个压力传感器在所述拱形结构内侧的拱顶位置上均匀分布，所述压力传感器与所述操作台电路连接。 7.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述模板单元的浇注区域设置多个温湿度传感器，多个温湿度传感器在所述拱形结构内侧的肩部位置上均匀分布，所述温湿度传感器与所述操作台电路连接。 8.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述混凝土浇注信息化监控体系还包括多拍贴片传感器，多排贴片传感器沿轴向均匀配置在敷设于衬砌面的防排水板上，所述贴片传感器与所述操作台电路连接。 9.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述观察口采用玻璃钢材质。 10.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：还包括温度计和混凝土流量计，所述温度计和混凝土流量计设置于混凝土泵的出料阀门位置处且均与所述操作台电路连接。 11.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述上部模板和下部模板在靠近中埋式止水带处分别设有与上部模板垂直的上支撑部和与下部模板垂直的下支撑部，所述上支撑部和下支撑部均抵接在所述中埋式止水带上。 12.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述凹槽为半圆形槽且其贯穿设置在下部模板的下支撑部上，其尺寸与钩针的尺寸相匹配。 13.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述端头模板还包括定型构件，所述定型构件设置于所述弧形档条在前一模二衬端面所形成的空槽内。 14.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述的连接机构包括一组第一插销、一组第一连接板、一组第二连接板、一组销钉以及一组螺栓和一组凸轮，还包括第二插销、连接杆和拉杆，所述第一连接板设置在上部模板上且其设有第一长圆孔和第二长圆孔，所述第二连接板设置在下部模板且其设有第一孔，第二孔和第三孔，所述下部模板上开设有一组“U”形插槽，所述销钉设置在第二长圆孔和第二孔上从而将上部模板和下部模板连接，所述第一插销设置于第一长圆孔和第一孔上从而将上部模板和下部模板固定，所述螺栓穿过下部模板的“U”形插槽进而固定在衬砌台车前端的主构架上且其位于第二连接板内侧，所述凸轮具有臂部且其设置于所述螺栓和所述第二连接板之间，所述连接杆穿过凸轮以及螺栓使凸轮及其臂部实现围绕连接杆轴心的转动，所述拉杆设置于凸轮的臂部之间，所述第二插销设置于所述第三孔上从而将拉杆固定。 15.根据权利要求14所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述第一插销、第一连接板、第二连接板、销钉、“U”形插槽、螺栓、凸轮均设置为两个，所述第一连接板之间设有加强筋。 16.根据权利要求14所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述连接机构还包括角钢，角钢固定于下部模板和凸轮之间，且其上设有与“U”形插槽相配合的槽部。 17.根据权利要求14所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述连接机构具有放松位置和锁紧位置，当拉杆被第二插销固定时凸轮和下部模板处于压紧状态，则使连接机构处于锁紧位置，从而使端头模板固定；当第二插销被拔掉并拉起拉杆时凸轮和下部模板处于放松状态，则使连接机构处于放松位置，从而使端头模板抽出。 18.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述的安装板一端设有凸起部，所述凸起部与所述安装板具有圆弧形的过渡段，使所述气囊紧贴在安装板上。 19.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述钩针的柄部在所述凹槽的轴向上延伸至中埋式止水带位于浇注区域部分的三分之一至二分之一位置处。 20.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述的第一动力单元采用电动机。 21.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述的曲柄滑块机构的圆盘安装在上述行走机构的齿轮轴端部并置于上述机构架的外侧，所述曲柄滑块机构的摇杆与圆盘上某一偏心位置处铰接连接并与滑块铰接连接。 22.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述滑道垂直固定在上述行走机构的机构架上，其几何中心位置与上述曲柄滑块机构的圆盘的圆心位置相对应。 23.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述弧形管道的弧度与衬砌台车模板外周的弧度相匹配。 24.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述的行走机构、曲柄滑块机构、滑道和弹簧在所述弧形管道的两端均有布置，且弧形管道两端的曲柄滑块机构的圆盘与摇杆的铰接连接位置处在角度上相差180°。 25.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述的支撑框内部中央设有方形钢块，其将所述第一走轮和所述第二走轮分隔开，在所述支撑框外部两端设有加强筋板。 26.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述支撑单元包括相互垂直设置的长方形钢板和三角形钢板，所述支撑单元对称设置在支撑框中部两端，在所述支撑单元上设有加强筋板，在两个所述三角形钢板上设有与连接销相配合的孔。 27.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述的连接块包括方钢板和两个垂直固定在该方钢板上的三角形钢板，在两个所述三角形钢板之间设有凸块，在两个所述三角形钢板和所述凸块上设有与上述连接销相配合的孔。 28.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述第一走轮包括轮体部、端盖以及链轮部，所述轮体部中央同轴设置有圆柱形孔，所述圆柱形孔内设有两组轴承，所述端盖和所述链轮部沿所述轮体部轴向通过螺栓对称固定在所述轮体部两端且所述链轮部设置于所述端盖外侧，所述第一走轮通过所述轮体部设置的轴承装配在上述第一支撑轴上。 29.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述第二走轮包括轮体部、端盖以及链轮部，所述轮体部中央同轴设置有圆柱形孔，所述圆柱形孔内设有两组轴承，所述端盖沿所述轮体部轴向通过螺栓对称固定在所述轮体部两端，所述链轮部通过螺栓固定在所述轮体部一端的所述端盖外侧，所述第二走轮通过所述轮体部设置的轴承装配在上述第二支撑轴上。 30.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述锁紧单元包括“U”形基座、支撑杆、限位套、锁紧杆以及两个压杆，所述“U”形基座固定在上述支撑框上，所述支撑杆通过螺栓安装在“U”形基座的两个侧壁上，所述两个压杆的根部穿过所述支撑杆并置于“U”形基座的两个侧壁之间，其头部搭接在上述导轨的轨头部的两侧，所述限位套套设在支撑杆上并置于所述两个压杆的根部之间，所述锁紧杆穿过所述两个压杆并通过螺栓安装于所述两个压杆的中部。 31.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述的第二减速机采用蜗轮蜗杆式第二减速机。 32.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述的第二动力单元采用电动机。 33.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述自动行走装置还包括链条，所述链条分别设于所述小链轮与所述第一走轮上和所述第一走轮与所述第二走轮上使所述小链轮与所述第一走轮和所述第一走轮与所述第二走轮分别形成链传动。 34.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述注浆口具有“喇叭口”形端口。 35.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述多个混凝土管道沿拱形结构的轴向排布在布料台架的两侧且其端口与所述注浆口连接，布料小车通过在所述轨道上的移动使得送料口与所述注浆口相对应。 36.根据权利要求35所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述布料小车的送料口上可翻转地连接有对位结构，包括有伸缩管端、对接口和液压驱动结构，伸缩管端与液压驱动结构连接，并受其伸缩控制，对接口与所述注浆口的对应设置，对接口上边缘有密封垫。 37.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述送料管和所述送水管均由多段管路连接形成且各段管路之间均通过换向闸阀连接，所述送料管向下与混凝土泵和隧道衬砌台车底部的混凝土搅拌机连接，所述送料管外包裹有保温层，保温层的厚度不小于5cm，所述送水管向下与水泵和储水容器连接。 38.根据权利要求37所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述混凝土泵、混凝土搅拌机、水泵以及储水容器均设置在拖泵车上，拖泵车在台车下方随着台车移动。 39.根据权利要求38所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述拖泵车上配备有混凝土流量计、温度计、操作台和平板电脑，所述混凝土流量计与混凝土泵的出料阀门连接，操作台上具有针对混凝土泵和混凝土搅拌机的控制开关，所述操作台与混凝土流量计和温度计电路连接而与平板电脑通过应用软件实现信息交互，所述平板电脑上显示混凝土流量计和温度计的计数。 40.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述浇注口包括拉伸单元、活塞单元以及与浇注口连通的混凝土进口，活塞单元设置于注浆口内部且可在注浆口内部滑动从而形成封口位置和浇注位置，所述拉伸单元固定在所述浇注口上且其输出端与活塞单元形成连接。 41.根据权利要求1所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：多个模板单元所形成的拱形结构上具有与浇注口相匹配的通孔，所述浇注口与所述通孔连通。 42.根据权利要求40所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述混凝土进口具有筒部和端部，筒部与浇注口形成连接，端部呈“喇叭口”形。 43.根据权利要求40所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述活塞单元具有顶部、底部和连接部，顶部和底部均和注浆口内部结构相匹配，所述连接部连接于顶部和底部之间且其外径小于所述注浆口内壁的直径，活塞单元的顶部滑动至拱形结构的通孔且与拱形结构的内壁齐平时形成封口位置，活塞单元的顶部向远离拱形结构通孔的方向滑动直至使混凝土进口与通孔完全连通时形成浇注位置。 44.根据权利要求40所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述拉伸单元采用液压油缸，所述液压油缸固定在浇注口上且其输出端与活塞单元的底部形成连接，从而实现活塞单元在注浆口内的作动。 45.根据权利要求33所述的一种智能型隧道衬砌台车，其特征在于：所述布料系统配置的混凝土泵和水泵均为一个，送料管和送水管均为一根，一个混凝土泵和一个水泵分别通过一个送料管和一个送水管与所述布料小车连接，相应地，所述布料小车上配置一个送料口，所述一个送料口每次与一个注浆口相对应。