一种公路工程混凝土试块自动拆模装置
阅读说明：本技术 一种公路工程混凝土试块自动拆模装置 (Automatic form removal device of highway engineering concrete test block ) 是由 康建荣 王战胜 王晓堂 黄礼维 李学荣 淳利容 闫粉霞 于 2021-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种公路工程混凝土试块自动拆模装置,包括试模固定架及振动模块；所述振动模块包括设置于基板的机架,在所述机架内部区域设有若干支撑定位柱及同步电机,在所述同步电机的输出轴上设有轴向水平的弧形高差转盘；所述振动模块还包括活动套置于所述机架上的支撑板,所述支撑板下表面与弧形高差转盘抵紧,使得支撑板在旋转的弧形高差转盘作用下周期性地升高及掉落,从而将试块从试模中振落并从支撑板上的竖直通孔内落下；能够有效避免传统脱模方式砸伤技术人员的安全隐患,减小了技术人员的劳动强度,有利于加快脱模速度从而加快检测进度；通过机械连接及电磁连接两种方式拼装,泛用性更强,也适用于施工现场的复杂环境。(The invention discloses an automatic form removal device for a highway engineering concrete test block, which comprises a test form fixing frame and a vibration module, wherein the test form fixing frame is fixed on a support; the vibration module comprises a rack arranged on a substrate, a plurality of supporting and positioning columns and a synchronous motor are arranged in the internal area of the rack, and an arc-shaped height difference rotary table which is horizontal in the axial direction is arranged on an output shaft of the synchronous motor; the vibration module also comprises a support plate movably sleeved on the rack, and the lower surface of the support plate is tightly propped against the arc-shaped height difference turntable, so that the support plate is periodically lifted and dropped under the action of the rotating arc-shaped height difference turntable, and a test block is vibrated down from the test mold and dropped down from a vertical through hole on the support plate; the potential safety hazard that technicians are injured by smashing in a traditional demoulding way can be effectively avoided, the labor intensity of the technicians is reduced, and the demoulding speed is accelerated, so that the detection progress is accelerated; the combined type steel pipe is assembled in two modes of mechanical connection and electromagnetic connection, so that the universal property is stronger, and the combined type steel pipe is also suitable for complex environments of construction sites.)
技术领域
本发明涉及公路工程混凝土检测装置领域，具体涉及到一种公路工程混凝土试块自动拆模装置。
背景技术
混凝土浇筑成的各种构件是公路工程的重要组成部分，混凝土的质量对公路工程质量和安全起到重要影响；混凝土抗压强度是最基础也是最重要的力学指标，规范规定采用混凝土试块标准养护后进行抗压强度检测；混凝土在浇筑现场采用立方体试摸成型后养护1至2昼夜，拆模后移至标准养护室养护至28d龄期进行立方体抗压强度检测；混凝土试块拆模是混凝土试块成型后一个重要的工序，拆模的的效果关系到混凝土试件力学性能检测结果；因混凝土试块的重量大，造成拆模工序是一个极重的体力劳动。混凝土试块拆模现有的方法主要分为两种：第一种人工提起混凝土试块利用重力自然使混凝土试块自然落出，但存在体能消耗多、容易造成试块砸伤操作人员；第二种利用小型气泵高压气体将混凝土试块从试模中挤出，但存在高压气体伤人的安全风险和试模底通气孔堵塞无法挤入高压气体的问题。
针对现有技术存在的问题，中国专利申请号为CN201710162543.7的《混泥土预制件脱模工艺》公开了一种混泥土预制件脱模工艺，包括以下步骤：搬运：将带有混泥土预制件的模盒通过叉车搬运至脱模机处；翻转：将带有混泥土预制件的模盒翻转倒放使模盒开口朝下；传输：将翻转后的模盒通过输送带从下往上传输至脱模机的转动辊上，转动辊转动将模盒传输至脱模机合适的位置；振动脱模：转动辊下降使模盒搁置到脱模机的振动架上，启动振动电机进行振动脱模；分离：通过振动电机振动后，混泥土预制件从模盒内往下掉落出来，掉落至传动带上，人工取走脱模机上的模盒。
虽然该发明公开的脱模方法能够有效避免上述技术问题，但在该技术方案中，一方面需要用到输送带及托辊，装置造价较高，另一方面并未对脱模机的具体结构做出说明。同时该脱模方式只能通过人工放置试模的方式一次脱模一个试件，脱模效率也并未取得较大提升。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种公路工程混凝土试块自动拆模装置，现有的混凝土试件脱模工序中由于混凝土试块重量大，手工脱模容易造成操作人员受伤，而通过高压气体脱模又存在高压气体伤人的安全风险及试模底部通气孔易被堵塞导致无法挤入高压气体，同时其他脱模方式效率并未取得较大提升的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种公路工程混凝土试块自动拆模装置，包括试模固定架及振动模块，所述振动模块包括垂直设置于基板上的四个机架，在所述机架内部区域设有若干支撑定位柱，所述支撑定位柱的顶部水平设置有同步电机，在所述同步电机的输出轴上轴向水平设有弧形高差转盘；所述振动模块包括通过通槽套置于所述机架内并沿机架上下活动的支撑板，所述支撑板下表面与弧形高差转盘抵紧，使得支撑板在旋转的弧形高差转盘作用下周期性地升高及掉落；在所述支撑板的上表面还设置有若干横向及纵向排布的分隔板将支撑板分隔为若干个试模放置单元，所述试模放置单元的形状与试模外壳开口端的形状匹配，且试模外壳开口朝下地卡设于所述试模放置单元内；在所述试模放置单元内还开设有用于试件掉落穿过支撑板的竖直通槽；在所述试模外壳的顶部还设置有顶板，试模固定架将顶板与试模外壳连接，且顶板下表面抵紧试模外壳的顶部；在所述试模固定架顶端通过可拆卸的紧固限位件连接顶板。
特别的，所述紧固限位件包括设置于试模固定架上的电磁铁头及与所述电磁铁头匹配的磁吸片，所述磁吸片设置于顶板下表面。
特别的，所述紧固限位件包括设置于顶板上表面的竖直贯穿孔，还包括设置于试模固定架顶部并与竖直贯穿孔形状匹配的限位板及用于占位并与竖直贯穿孔形状匹配的限位插销，它还包括在顶板上与所述竖直贯穿孔连通的横向位移通槽，所述横向位移通槽的末端连接有限位凹槽，所述限位凹槽限位板形状匹配。
更进一步的，所述限位板左端与试模固定架的左侧面平齐，限位板的右端超出试模固定架的右侧面；所述限位凹槽内设有占位凹陷，在限位插销的右端面上还设有与占位凹陷匹配的占位条。
特别的，所述弧形高差转盘包括第一半圆及第二半圆，所述第一半圆的直径大于第二半圆的直径；所述第一半圆的一个端点与第二半圆的一个端点重合且第一半圆与第二半圆的直径相向重合并固定，所述同步电机的输出轴设置在第二半圆的圆心处。
特别的，所述支撑板上设有竖直贯穿所述支撑板的转动轮，所述转动轮与弧形高差转盘共面抵紧。
特别的，在所述机架上还设有限位台，在所述限位台上固定有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧套设于机架的支撑杆上。
特别的，在试模放置单元下方的基板上还铺设有弹性垫层。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明通过支撑板与弧形高差转盘的配合实现试模的周期性振动，依靠同步电机的振动作用将试块从试模中振落，从而避免了传统小型气泵产生高压气体拆模时，高压气体对技术人员产生安全威胁的风险，也避免了高压气体拆模过程中由于透气孔堵塞而无法拆模的情况。
2、本发明避免了传统的人工提起试模并抖动对于技术人员造成砸伤的隐患。
3、本发明在装置中设置了缓冲弹簧及转动轮，通过转动轮外轮廓的弧形渐开线的方式使得装置平稳上升，并在缓冲弹簧的作用下减少试模对于装置支撑板及机架的冲击，延长了装置的使用寿命。
4、本发明通过不同紧固件以匹配施工现场复杂的施工状况，在电力不足时通过机械结构对支撑板上的试模进行限位，也可以取得与电磁装置相同的技术效果。
附图说明
图1为本发明一种公路工程混凝土试块自动拆模装置的结构示意图。
图2为支撑板俯视结构示意图。
图3为本发明一个实施例中的紧固限位件在图1中A处的结构示意图。
图4为本发明一个实施例中的紧固限位件在试模固定架顶端部分的结构示意图。
图5为图4的主视结构示意图。
图中各标号的释义为：基板—1；弹性垫层—11；机架—2；限位台—21；缓冲弹簧—22；支撑定位柱—3；同步电机—31；弧形高差转盘—4；第一半圆—41；第二半圆—42；支撑板—5；通槽—51；试模固定架—52；顶板—53；竖直贯穿孔—531；竖直通槽—54；限位板—55；横向位移通槽—56；限位凹槽—57；占位凹陷—571；限位插销—58；占位条—581；转动轮—59；分隔板—6；试模外壳—7；紧固限位件—8。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以便对本发明的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的了解。
如图1及图2所示，本发明一种公路工程混凝土试块自动拆模装置，包括试模固定架及振动模块，其特征在于，所述振动模块包括垂直设置于基板1上的四个机架2，在所述机架2内部区域设有若干支撑定位柱3，所述支撑定位柱3的顶部水平设置有同步电机31，在所述同步电机31的输出轴上轴向水平设有弧形高差转盘4；机架2呈四边形排布，为整个装置提供稳定的支持力；所述振动模块还包括套置于所述机架2内并沿机架2上下活动的支撑板5，所述支撑板5下表面与弧形高差转盘4抵紧，使得支撑板5在旋转的弧形高差转盘4的作用下周期性地升高及掉落；在所述支撑板5的上表面还设置有若干横向及纵向排布的分隔板6将支撑板5分隔为若干个试模放置单元，所述试模放置单元的形状与试模外壳7的开口端形状匹配，且试模外壳7开口朝下地卡设于所述试模放置单元内；在所述试模放置单元内还开设有用于试件掉落穿过支撑板5的竖直通槽54；通过支撑板5及弧形高差转盘4的配合，使得支撑板5在弧形高差转盘4上周期性的振动从而带动支撑板5上方的试模外壳7一同振动，从而将试块从试模外壳7中振落；在所述试模外壳7的顶部还设置有顶板53，试模固定架52将顶板53与试模外壳7连接，且顶板53下表面抵紧试模外壳7的顶部；在所述试模固定架52顶端通过可拆卸的紧固限位件8连接顶板53。
作为一个优选的实施例，所述紧固限位件8包括设置于试模固定架52上的电磁铁头及与所述电磁铁头匹配的磁吸片，所述磁吸片设置于顶板53下表面。电磁铁头与磁吸片之间的吸力不小于150KG以满足同时进行多个试模脱模的重量需求。
如图3所示，作为一个优选的实施例，所述紧固限位件8包括设置于顶板53上表面的竖直贯穿孔531，还包括设置于试模固定架52顶部并与竖直贯穿孔531形状匹配的限位板55及用于占位并与竖直贯穿孔531形状匹配的限位插销58，它还包括在顶板53上与所述竖直贯穿孔531连通的横向位移通槽56，所述横向位移通槽56的末端连接有限位凹槽57，所述限位凹槽57与限位板55形状匹配。在试模及试件放置完毕后，在试模固定架52顶部固定限位板55，并将限位板55穿过竖直贯穿孔531后沿着横向位移通槽56移动，并放置于限位凹槽57内，再将限位插销58插入竖直贯穿孔531内实现占位，避免了在装置的振动过程中出现限位板55弹起并横向移动回竖直贯穿孔531内导致顶板53滑落的问题；当在施工现场进行试件检测时，通过机械结构的紧固限位件8对顶板53及试模固定架52进行连接，配合在弧形高差转盘4上位于同步电机31另一侧的圆心位置处设置的内六角套筒，利用外接的Z形手摇把手对弧形高差转盘4施加动力，可以使得本发明脱离对于电源的依赖，以满足施工现场复杂多样的实际条件，增大装置的泛用性，保证脱模的正常进行。
如图4所示，作为一个更进一步的实施例，所述限位板55左端与试模固定架52的左侧面平齐，限位板55的右端超出试模固定架52的右侧面；所述限位凹槽57内设有占位凹陷571，在限位插销58的右端面上还设有与占位凹陷571匹配的占位条581；通过占位条使得试模固定架52上的限位板55能够平稳地放入占位凹陷内，使得试模固定架52在竖直通槽54内不会左右晃动。
作为一个优选的实施例，所述弧形高差转盘4包括第一半圆41及第二半圆42，所述第一半圆41的直径大于第二半圆42的直径；所述第一半圆41的一个端点与第二半圆42的一个端点重合且第一半圆41与第二半圆42的直径相向重合并固定，所述同步电机31的输出轴设置在第二半圆42的圆心处；通过将第一半圆41及第二半圆42拼接在一起，使得弧形高差圆盘4的外部轮廓呈螺旋渐开线的形状，使得支撑板5的高度逐步升高，并在第一半圆41及第二半圆42的高度缺口处下落，并不断重复上述过程实现周期性振动的目的，从而将试块从试模7中振落。
作为一个优选的实施例，所述支撑板5上设有竖直贯穿所述支撑板5的转动轮59，所述转动轮59与弧形高差转盘4共面抵紧。通过转动轮59配合弧形高差圆盘4，避免了弧形高差圆盘4直接与支撑板5接触，减小了弧形高差圆盘4在转动过程中受到的摩擦力，避免同步电机31过载损坏，也能够在手动转动时减少劳动强度。
作为一个优选的实施例，在所述机架2上还设有限位台21，在所述限位台21上固定有缓冲弹簧22，所述缓冲弹簧22套设于机架2的支撑杆上。通过缓冲弹簧22弱化支撑板5上的转动轮59在下落过程中对于弧形高差圆盘4的冲击，避免装置损坏。
作为一个优选的实施例，在试模放置单元下方的基板1上还铺设有弹性垫层11；所述弹性垫层11的作用在于防止试件从试模外壳7中掉落时直接掉落在基板1上，避免试件砸坏基板1，也避免了试件损坏影响后续检测。
使用时，将本发明放在坚固地面，在基板1上安装机架2，将支撑板5通过支撑定位柱3及支撑板5上的转动轮59定位并套设于机架2的限位台21上，使得缓冲弹簧22抵紧支撑板5的下表面，从而起到缓冲振动作用力的作用，防止支撑板5在下落过程中撞击到转动轮59造成装置损坏。支撑板5上方的分隔板6将支撑板分隔为若干个试模放置单元，单个带有试件的试模外壳7开口朝下地放置于单个试模放置单元中，并由分隔板6进行水平方向的限位，防止试模外壳7左右晃动；也可以制备一个整体式的试模外壳7，整体式的试模外壳7内设置有呈3*3分布的9个试件腔，每个试件腔内放置有一个试件，并且每个试件腔都正对试模放置单元上的竖直通槽54，即本发明可以使用常规试模完成若干个常规试模的脱模，也可以通过整体试模完成同一组试件的一次性脱模，以满足对于脱模的多样化需求；在试模7上方设置试模固定架52，并通过紧固限位件8连接顶板53，通过顶板53限制试模7在竖直方向上的位置，防止在振动脱模过程中试模过度上下晃动。其中，紧固限位件8分为两种结构，一种是在实验室内操作时，通过电磁铁头及磁吸片连接试模固定架52及顶板53，保证试模固定架52与顶板53之间连接牢固；另一种是在施工现场操作时，由于通常情况下施工现场环境复杂，因此利用机械连接件对顶板53及试模固定架52进行连接。具体来说，将试模固定架52上的电磁铁头拆下，更换为限位板55，并将顶板53沿宽度方向设置的竖直通槽54对正限位板55后使得限位板55穿过竖直通槽54，后将顶板53沿着横向位移通槽56横向移动，使得限位板55落入限位凹槽57内，然后在竖直通槽54内插入限位插销58，完成装置的组装。
在支撑板5的每一个试模放置单元内各放置一个开口朝下的试模，或放置一个整体式的试模，通过顶板53固定后启动同步电机31，同步电机31带动弧形高差转盘4转动，支撑板5上的转动轮59沿着弧形高差转盘4的外轮廓线逐渐上升，并在达到最高点后下落，进行一次振动脱模，不断重复上述过程，从而使得试模7内的试件在振动的作用下脱落，掉在基板1上的弹性垫层11上，完成整个试件的脱模工作。
在本发明中，顶板53由10mm钢板制成，尺寸为718*718mm，弹性垫层11厚度为30mm，尺寸为636*636mm，采用橡胶材质；分隔板6采用厚度为6mm，高20mm的金属条制成，试模7内部尺寸为150*150*150mm，顶部尺寸为186*186mm；同步电机31采用0.8KW的两相电机，弧形高差转盘4厚度8mm，第一半圆直径86mm，第二半圆直径53mm，具有33mm高度的下落缺口。
本发明可实现混凝土试块自动拆模，在不需要人工提起试块和利用高压气泵产生高压气体的情况下完成混凝土试块拆模，避免拆模过程对试验人员的伤害，且操作简便，相对传统方法和设备，劳动强度低、混凝土试块拆模后成功率高，受人为因素影响较小。能够有效降低人力成本、提升混凝土试块拆模的自动化水平。同时相较于现有的拆模装置来说，本发明结构简单，操作方便，制造所需材料均为施工现场常见材料，造价低廉，能够产生较大的经济效益。
本发明描述中出现的“连接”、“固定”，可以是固定连接、加工成型、焊接，也可以机械连接，具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明描述中，出现的术语“中心”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系仅为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有的特定的方位，因此并不能理解为对本发明的限制。
最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所描述的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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