智能濕噴臺車臂架結構設計及計算

張曉晴，趙振威，董 恰

（1.中鐵工程裝備集團 隧道設備制造有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000；2.中鐵高新工業(yè)股份有限公司，北京 100160）

0 引言

混凝土濕噴臺車是一種將預拌好的混凝土經(jīng)管道輸送至噴嘴，在噴嘴處由混流有速凝劑的高壓空氣吹出，經(jīng)快速凝結形成混凝土支護層的工程機械［1］。目前，隧道初支濕噴技術已全面被施工方接受并推廣，國內(nèi)濕噴臺車在引進發(fā)達國家濕噴技術的基礎上，經(jīng)近些年的迅速發(fā)展，已形成了較為成熟的產(chǎn)品。

隨著“德國工業(yè)4.0”和“中國制造2025”的出臺，智能化、信息化已明確成為未來的發(fā)展方向，國內(nèi)外一些實力雄厚的濕噴企業(yè)也把創(chuàng)新的重點逐步轉(zhuǎn)移到智能化、信息化技術上來，智能濕噴臺車的應用和推廣成為發(fā)展的必然趨勢。

1 智能濕噴臺車臂架結構分析

智能化濕噴臺車在常規(guī)濕噴臺車功能的基礎上，需增加隧道輪廓的掃描及檢測、自動定位、濕噴臂架運動軌跡規(guī)劃及控制、噴射信息的處理及傳輸、噴射數(shù)據(jù)和姿態(tài)的反饋及優(yōu)化等功能。這些功能要求智能臂架關節(jié)處能加裝傳感器，完成臂架動作的控制和檢測，因此智能臂架系統(tǒng)是智能濕噴臺車的關鍵組成部分。

常規(guī)濕噴臺車臂架結構如圖1所示，系統(tǒng)包括上支座、大臂系統(tǒng)、中臂系統(tǒng)、小臂系統(tǒng)和噴頭五個部分，具有大臂回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮，中臂俯仰，小臂回轉(zhuǎn)和伸縮，噴嘴旋轉(zhuǎn)、擺動和刷動共九個動作。臺車的最大作業(yè)高度是17m，最大作業(yè)寬度是30m，最大作業(yè)深度是8m，滿足單洞雙線等大型高鐵隧道及部分水工隧道的作業(yè)要求。……