一种卷材防水铺设设备及卷材防水铺设方法
阅读说明：本技术 一种卷材防水铺设设备及卷材防水铺设方法 (Waterproof laying equipment and waterproof laying method for coiled material ) 是由 吴敏慧 魏利兰 常木友 于 2021-10-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种卷材防水铺设设备及卷材防水铺设方法,属于防水建筑领域,用于卷材展卷、收膜、铺设及卷材展卷、收膜、下料等防水施工过程的一体化的设备操作,包括转动连接于设备支架上的展卷轴和收膜轴,展卷轴和收膜轴上分别安装有芯轴管锁紧装置,用于锁紧、固定卷材和收膜芯轴管；展卷扭矩限制装置为展卷轴提供卷材展卷所需张力；收膜电机通过收膜扭矩限制为卷材防粘隔离膜回收提供给收膜轴所需的收膜张力。本发明主要应用于湿铺或自粘防水卷材的展卷铺设及卷材下料施工。(The invention discloses a waterproof roll laying device and a waterproof roll laying method, which belong to the field of waterproof buildings and are used for integrated equipment operation in waterproof construction processes of roll expanding, film rolling, laying, roll expanding, film rolling, blanking and the like of a roll; the unwinding torque limiting device provides tension required by unwinding of the coiled material for the unwinding shaft; and the film collecting motor is used for recovering the film collecting tension required by the film collecting shaft for the anti-sticking isolating film of the coiled material through the limitation of the film collecting torque. The invention is mainly applied to the unrolling and laying of the wet-laid or self-adhesive waterproof coiled material and the blanking construction of the coiled material.)
技术领域
本发明涉及一种建筑防水领域的施工设备及其施工方法，特别是涉及一种表面覆以防粘隔离膜的卷材防水层铺设设备，以及卷材防水铺设方法。
背景技术
防水卷材主要是用于建筑墙体底下、屋面、以及隧道、公路、桥梁等处起到抵御外界雨水、地下水渗漏的一种可卷曲成卷状的柔性建材产品，其作为工程基础与建筑物之间无渗漏连接材料，是整个工程防水的第一道屏障，对整个工程起着至关重要的作用。
目前建筑防水中常用的防水卷材中，包含一类表面带自粘胶层并在“粘胶层”之上覆以防粘隔离膜的防水卷材，如“自粘防水卷材”、“湿铺防水卷材”等，此类卷材防水施工步骤为，①现场卷材展卷→②去除卷材粘胶层表面的防粘隔离膜→③卷材防水层以“自粘”或“湿铺”方式铺贴于防水基面或根据基面具体尺寸对卷材进行裁切下料后进行防水层铺贴施工。然而目前的上述施工过程大多普遍采用手工操作的方式完成，其存在施工效率低下、劳动强度大、人工成本高、产生的废弃的防粘隔离膜垃圾体积庞大并严重污染环境等缺陷或不足。另外，手工撕膜也非常容易发生卷材粘胶层前、后误碰粘结到一起，致使施工效率低下和材料浪费的现象时有发生。
经检索相关的技术文献，发现较相关的公开文献有公告号为CN207727862U、公告日期为2020年08月14日的中国实用新型专利“一种卷材平铺成型机”和公开号为CN111717697A、申请公布日期为2020年8月14日的中国发明专利申请“一种铺设防水卷材的开卷收卷机”，虽然它们用机械施工代替了手工撕膜和人工铺设，并且均设置了防粘隔离膜回收装置，然而仍存在一些不足和缺陷。首先，在防水卷材铺设过程中，必须保证卷材展卷与防粘隔离膜回收同步，否则会发生因回收速度快而展卷速度慢造成防粘隔离膜在回收过程中被拉断，或者展卷速度快而回收不及时造成卷材带膜铺设的情况发生。而上述现有技术中的收膜辊与展卷辊均缺少同步装置，无法实现其卷材展卷与防粘隔离膜回收过程同步。如CN207727862U“一种卷材平铺成型机”中，其采用齿轮啮合的方式保证铺设辊和保护膜收卷辊同步转动，但因在施工作业中防水卷材支撑辊上的卷材半径与保护膜收卷辊上的收膜半径是实时发生变化的，所以收膜与展卷的线速度是实时发生变化的，因此其同步转动只能保证展卷与收膜过程中的角速度相对恒定，而无法保证线速度相同；又如CN111717697A“一种铺设防水卷材的开卷收卷机”中，其采用收膜电机的主动收膜方式。因此，上述现有技术均无法保证合适的收膜张力，因而都会发生当收膜线速度大于卷材展卷线速度时，卷材防粘隔离膜将被拉断；当收膜线速度小于卷材展卷线速度时，卷材保护膜将无法及时被回收，造成卷材“带膜”铺设的情况发生。其次，上述现有技术中的展卷辊均缺少卷材展卷张力的提供装置，无法对展卷卷材提供有效的拉伸张力，进而导致卷材防水层铺设过程产生褶皱等无法满足防水层铺设的质量要求的缺陷。
另外，在CN111717697A“一种铺设防水卷材的开卷收卷机”中，展卷辊采用芯轴管“胀轴”装置作为展卷卷材芯轴管的定位锁紧装置，因芯轴管胀轴装置的胀紧原理(胀轴插入卷材芯轴管内，胀轴胀紧单元膨胀致使胀轴外径变大进而胀紧卷材芯轴管)，决定其胀轴外径尺寸小于芯轴管内径尺寸的10mm范围内为最佳，当这种尺寸偏差过大时，则会胀紧失效的情况发生，所以采用胀轴胀紧卷材芯轴管的方式将导致“胀轴”无法插入因运输等因素产生外观形变的卷材芯轴管当中，致使上述外观形变的卷材无法被设备使用的缺陷发生。收膜辊上均缺少芯轴管锁紧装置，卷材防粘隔离膜直接缠绕在收膜辊上，导致卷材防粘隔离膜与收膜辊分离困难，严重降低了施工效率。
发明内容
为解决现有技术的缺陷，本发明提供一种卷材防水层铺设、卷材下料一体化施工设备，解决防水卷材铺设过程中展卷和收膜的同步，提高铺设质量。
本发明更进一步提供一种使用上述设备的卷材防水铺设及下料方法。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：
一种卷材防水铺设设备，包括转动连接于设备支架上的展卷轴和收膜轴，收膜轴与展卷轴平行，所述收膜轴与固定安装在设备支架上的收膜电机传动连接，所述的收膜电机与电控装置电连接，所述的展卷轴上安装有卷材芯轴管锁紧装置，固定安装在设备支架上的展卷扭矩限制装置的动力输出端通过第一传动装置与展卷轴之间传动连接，所述的展卷扭矩限制装置用于为展卷轴提供制动扭矩进而为卷材铺贴时提供所需的展卷张力；所述的收膜轴上安装有收膜芯轴管锁紧装置，收膜扭矩限制装置与收膜电机固定安装在设备支架上，所述的收膜电机的动力输出端通过第二传动装置与收膜扭矩限制装置的动力输入端传动连接，所述的收膜扭矩限制装置的动力输出端通过第三传动装置与收膜轴传动连接。收膜电机通过收膜扭矩限制装置为收膜轴提供限定的收膜扭矩，进而为卷材防粘隔离膜回收提供收膜张力，收膜电机提供给收膜轴的收膜线速度始终大于卷材展卷速度。电控装置安装在设备支架上，内含电源及控制装置，所述的电控装置与收膜电机等用电设施之间电连接。
进一步的，所述的卷材芯轴管锁紧装置采用卷材芯轴管锁紧夹头或胀轴锁紧形式中的一种。
当所述的卷材芯轴管锁紧装置采用卷材胀轴时，卷材胀轴同轴固定安装在展卷轴上。
为方便在施工现场锁紧固定卷材，包括其中卷材芯轴管变形的卷材，卷材芯轴管锁紧装置优选采用卷材芯轴管锁紧夹头装置。
进一步的，所述的收膜芯轴管锁紧装置采用收膜芯轴管锁紧夹头或胀轴锁紧形式中的一种。
为便于设备移动，实现卷材防水层的展卷铺设施工，在本发明的设备支架下方安装有行走机构，本发明行走机构可由人工推或拉动行走、也可以采用动力驱动的方式行走。
为更容易地实现展卷卷材在展卷轴上的安装及定位锁紧操作过程，展卷轴通过半圆轴承与设备支架转动连接，所述的半圆轴承可沿其轴承轴向中心水平面“一分为二”，可实现展卷轴与半圆轴承之间快捷拆卸或安装，将拆卸下的展卷轴与展卷卷材定位锁紧后，再重新安装回设备之上。
为提高本发明卷材下料准确度及操作效率，在本发明提供的卷材防水铺设设备中还包括计米传感器和计米读数显示屏幕，所述的计米传感器安装在设备支架上，所述的计米读数显示屏幕安装设备支架上或分体设置于设备支架之外。
为降低本发明的能耗，在本发明的设备支架上还安装有监测展卷卷材旋转展卷的监测装置，监测装置与电控装置之间电连接，当卷材展卷铺设或卷材下料操作开始时，此时监测装置检测到位于展卷轴之上的卷材开始随展卷轴一同旋转，并将产生信号传递给电控装置，再由电控装置启动收膜电机运转收膜；当展卷卷材停止工作时，监测装置信号停止，收膜电机也随之停止运转。
为进一步的提升卷材裁切效率及裁剪精准度，确保卷材裁切切口的平直度，在本发明提供的卷材防水铺设设备中还包括卷材切断装置，所述的卷材切断装置与设备支架分体设置或固定连接在下料卷材的出料端的设备支架上。
为进一步保证本发明在卷材展卷与收膜过程能够始终保持同步，在实施制造本发明前，需对本发明的展卷扭矩限制装置的最大展卷扭矩输出值T1max、收膜扭矩限制装置的最大收膜扭矩输出值T2max、收膜电机的最大收膜转速输出值S2max的参数值进行设计，同时，上述参数设计将作为设备中收膜电机、展卷扭矩限制装置及收膜扭矩限制装置的参数选用依据。
为能够提供足够的卷材展卷张力，保证展卷铺设的卷材防水层平整，所述的展卷扭矩限制装置的最大展卷扭矩输出值T1max的参数设计需满足展卷扭矩限制装置所能提供给展卷轴的最小展卷张力值应始终大于保证防水层铺设平直卷材自身所需的最大展卷张力值的条件，即：T1max＞F1max*D1max/I1，以确保展卷扭矩限制装置能够提供足够的卷材展卷张力保证防水层展卷铺设平整。其中，F1max是保证防水层铺设平直卷材自身所需的最大展卷张力值；D1max是本发明设计的卷材最大展卷半径值；I1是本发明设计的第一传动装置的传动比。
为能够提供足够的收膜张力，保证展卷卷材的防粘隔离膜能被收膜轴顺畅回收，所述的收膜扭矩限制装置的最大收膜扭矩输出值T2max的参数设计需满足收膜扭矩限制装置所能提供给收膜轴的最小收膜张力值应始终大于卷材的防粘隔离膜从卷材上剥离过程所需的最大揭膜张力值的条件，即：T2max＞F2max*D2max/I3，以确保收膜扭矩限制装置能够提供足够的收膜张力保证卷材展卷与收膜过程实现同步。其中，F2max是卷材防粘隔离膜从卷材上剥离过程所需的“最大揭膜张力”；D2max是本发明设计的收膜轴的最大收膜半径；I3是本发明设计的是第三传动装置的传动比。
为收膜轴能及时回收展卷卷材的防粘隔离膜，保证卷材展卷与卷材防粘隔离膜回收过程始终保持同步，所述的收膜电机的最大收膜转速输出值Nmax的参数设计需满足收膜电机所能提供给收膜轴的最小收膜线速度应始终大于卷材展卷的最大线速度的条件，即：Nmax＞Smax*I2*I3/(2D2min*π)，以确保展卷过程中卷材防粘隔离膜能被及时回收，进而保证卷材展卷与收膜过程始终保持同步。其中，Smax是本发明设计的卷材最大展卷线速度；D2min是本发明设计的最小收膜半径，即收膜芯轴管外圆半径；I2是本发明设计的第二传动装置的传动比。
为避免设备运行时因在“收膜张力”的作用下，拉动位于展卷轴上的卷材被动旋转展卷的情况发生，所述的最大展卷扭矩输出值T1max的参数设计同时还要满足展卷扭矩限制装置所能提供给展卷轴的最小展卷张力值应始终大于展卷轴的收膜最大张力值的条件，即：T1max＞T2max*D1max*I3/(D2min*I1)。
使用以上所述的卷材防水铺设及下料设备，本发明提供的一种卷材防水铺设及下料方法，包括以下步骤：
卷材铺设及下料准备工作：安装卷材及收膜芯轴管，通过卷材芯轴管锁紧装置将防水卷材定位、锁紧于展卷轴之上；通过收膜芯轴管锁紧装置将收膜芯轴管定位、锁紧于收膜轴之上。揭开卷材表面的防粘隔离膜并将其缠绕固定在收膜芯轴管之上；打开电控装置中的电源开关，给设备各用电装置供电，此时收膜电机工作并带动收膜轴旋转进一步将卷材防粘隔离膜收紧于收膜芯轴管之上。
卷材防水层铺设，在即将施工的基面上对正设备，并手持卷材的最外端将其拉出设备之外，由一人踩在已被拉出设备之外的卷材上定位，由另一人向相反的方向拉动或推动设备，并通过设备扶手控制其运行方向，此时，卷材将展卷铺设于防水基面之上，同时收膜轴同步转动回收展卷卷材的防粘隔离膜；
其中，当拉动或推动设备在防水基面上进行展卷铺设开始时，展卷轴所承受的扭矩逐渐增加，为卷材提供展卷张力，当展卷轴实际所承受的扭矩≥展卷扭矩限制装置的设定扭矩时，展卷扭矩限制装置将发生打滑现象，此时展卷轴被动旋转并开始进行卷材展卷铺设；
其中，当在卷材展卷收膜时，因收膜线速度始终大于卷材展卷速度，所以收膜轴实际承受的收膜扭矩将始终≥收膜扭矩限制装置的设定扭矩，即在收膜轴进行收膜的同时，收膜扭矩限制装置一直将处于“打滑”状态，以此保证卷材展卷与收膜过程始终同步；
其中，当停止拉动/推动设备时，展卷轴停止转动，此时，收膜轴将卷材防粘隔离膜持续拉紧，当收膜轴所承受的扭矩≥收膜扭矩限制装置的扭矩设定值，收膜扭矩限制装置将发生“打滑”现象，收膜轴停止转动，收膜停止；
卷材下料：在形状不规则的基面(如底板基坑、基础梁，顶板高低跨等构造部位)或立面(地库立墙、顶板主体立面、屋面女儿墙等构造部位)等不适合使用设备直接展卷铺设的防水施工部位，使用本发明作为卷材下料使用：锁住设备支架下方的车轮，阻止设备移动，手持卷材一端并将其拉出设备之外至防水基面需要的长度，过程中卷材防粘隔离膜将被同步回收，按所需材料长度截断卷材，完成卷材下料过程。
本发明的有益效果：
1、本发明展卷轴上设置了卷材展卷扭矩限制装置，通过展卷扭矩限制装置对展卷轴提供制动扭矩的作用，进而为卷材展卷提供了必要的展卷张力拉直展卷卷材，保证卷材防水层的平整铺设，克服了现有技术无张力展卷而导致防水层铺设过程易发生防水层褶皱的缺陷。
2、本发明收膜轴上设置了收膜扭矩限制装置，收膜电机通过收膜扭矩限制装置给收膜轴提供最高收膜限定扭矩带动收膜轴运转收膜，收膜电机提供给收膜轴的收膜线速度始终大于卷材展卷速度，当收膜轴承受扭矩≥收膜扭矩限制装置的限定输出扭矩时，收膜扭矩限制装置内部将发生“打滑”现象，保证展卷与收膜过程同步，克服了现有技术中收膜轴上缺少为卷材收膜提供必要的张力控制装置，当收膜线速度大于卷材展卷速度时，卷材防粘隔离膜将被拉断，而导致无法继续收膜的缺陷；
3、本发明在展卷轴上采用展卷芯轴管锁紧装置，方便实施对现场芯轴管发生形变的卷材进行夹紧固定操作，克服了现有技术中“胀轴”无法插入因运输等因素产生外观形变的卷材芯轴管当中，致使上述外观形变的卷材无法被设备使用的缺陷；
4、本发明收膜轴上设置了收膜芯轴管锁紧装置，收膜芯轴管锁紧固定在上述收膜芯轴管锁紧装置上，卷材防粘隔离膜回收于收膜芯轴管之上，更方便、快捷地实现已回收完成的卷材防粘隔离膜的换卷操作，克服了现有技术将卷材防粘隔离膜直接缠绕在收膜轴上，致使已回收完成的卷材防粘隔离膜与收膜轴分离困难，进而降低工效的缺陷；
5、本发明具有结构简单、体积更小、重量更轻、便于携带等优势，并实现了卷材展卷、收膜、铺设及卷材展卷、收膜、下料功能的设备一体化操作，不仅实现了防水大面积平面卷材铺设施工操作，还实现了不适合设备直接卷材防水铺设的基面(如立面或结构复杂的基面)作为卷材下料机使用，具有极强的施工适应性。
6、本发明大幅提升防水铺设施工效率、降低施工人员劳动强度，不仅实现了对展卷卷材防粘隔离膜及时回收，避免了废弃的防粘隔离膜对环境造成的污染，而且在防粘隔离膜回收的过程无浆料二次污染的现象发生，为回收后的防粘隔离膜被再次合理利用提供了必要条件，高度实现了环境友好。
附图说明
：图1是本发明的设备总体结构的主视示意图；
图2是本发明的设备总体结构的俯视示意图；
图3是根据图2示出的本发明设备安装卷材芯轴管和收膜芯轴管后的示意图；
图4是本发明实施例1的主视示意图；
图5是本发明实施例1的俯视示意图；
图6是图5中的i-i向放大示意图；
图7是本发明实施例2的主视示意图；
图8是本发明实施例2的俯视示意图；
图9是本发明实施例3的俯视示意图；
图10是图9中的第一推进装置25的放大图；
图11是图9中的第二推进装置37的放大图。
附图部件标号说明：10--设备支架、11--车轮、201--第一半圆轴承、202--第二半圆轴承、203--第三轴承、204--第四轴承、205--第一轴承装置、206--第二轴承装置、21--展卷轴、210--卷材芯轴管、211--第一展卷轴、212--第二展卷轴、22--卷材芯轴管锁紧装置、220--展卷胀轴、2201--胀紧旋钮、221--第一卷材芯轴管锁紧夹头、222--第二卷材芯轴管锁紧夹头、223--第三卷材芯轴管锁紧夹头、224--第四卷材芯轴管锁紧夹头、23--展卷扭矩限制装置、231--磁粉制动器、232--展卷机械式扭矩限制器、24--第一传动装置、241--第一齿轮、242--第二齿轮、25--第一推进装置、251--第一螺母、252--第一螺纹推进杆、253--第一手柄、26--卷材导向辊、301--第一轴承、302--第二轴承、303--第三轴承装置、304--第四轴承装置、305--滑轨装置、31--收膜轴、310--收膜芯轴管、311--第一收膜轴、312--第二收膜轴、32--收膜芯轴管锁紧装置、320--收膜胀轴、3201--胀紧旋钮、321--第一收膜芯轴管锁紧夹头、322--第二收膜芯轴管锁紧夹头、323--第三收膜芯轴管锁紧夹头、324--第四收膜芯轴管锁紧夹头、33--收膜扭矩限制装置、331--磁粉离合器、332--收膜机械式扭矩限制器、34--收膜电机、35--第二传动装置、36--第三传动装置、37--第二推进装置、371--第二螺母、372--第二螺纹推进杆、373--第二手柄、38--收膜导向辊、40--电控装置、51--计米传感器、52--计米读数显示屏幕、60--卷材切断装置、61--电机、62--切刀、63--走刀槽。
具体实施方式
本发明涉及一种卷材防水铺设设备，以及卷材防水铺设方法，主要适用于建筑物地下工程底板、顶板及屋面等部位防水的施工作业设备，以下结合附图对发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1、图2、图3所示，本发明由设备支架10、展卷轴21、卷材芯轴管锁紧装置22、展卷扭矩限制装置23、第一传动装置24、收膜轴31、收膜芯轴管锁紧装置32、收膜扭矩限制装置33、收膜电机34、第二传动装置35、第三传动装置36构成。本发明具体部件之间的连接关系为：
展卷轴21转动连接于设备支架10上；卷材芯轴管锁紧装置22设置在展卷轴21上，卷材芯轴管210通过卷材芯轴管锁紧装置22将卷材锁紧固定在展卷轴21上；展卷扭矩限制装置23固定安装在设备支架10上，展卷扭矩限制装置23通过第一传动装置24与展卷轴21传动连接，展卷扭矩限制装置23为展卷轴21提供制动扭矩，进而为卷材铺贴时提供所需的展卷张力，以避免防水层铺设时发生褶皱。其中，所述的展卷扭矩限制装置23采用电控扭矩控制器或机械式扭矩限制器，展卷电控扭矩控制器可采用磁粉制动器或其他电控形式控制的扭矩限制装置，展卷机械式扭矩限制器可采用滚珠式扭矩限制器、摩擦式扭矩限制器或其他机械式扭矩限制器中的一种；其中，第一传动装置可采用齿轮传动、链传动、带传动、涡轮蜗杆传动、联轴器传动或轴直连传动等一种传动形式构成。
收膜轴31与展卷轴21平行安装，收膜轴31转动连接于设备支架10上，收膜芯轴管锁紧装置32设置在收膜轴31上，收膜芯轴管310通过收膜芯轴管锁紧装置32锁紧固定在收膜轴31上；收膜扭矩限制装置33与收膜电机34固定安装在设备支架10上，收膜电机34动力输出端通过第二传动装置35与收膜扭矩限制装置33的动力输入端传动连接，收膜扭矩限制装置33的动力输出端通过第三传动装置36与收膜轴31传动连接。收膜电机34通过扭矩限制装置33给收膜轴31提供限定的收膜扭矩，进而为卷材防粘隔离膜回收提供所需的收膜张力。其中，所述的收膜扭矩限制装置是33采用电控扭矩控制器或机械式扭矩限制器，收膜电控扭矩控制器采用磁粉离合器或其他电控形式控制的扭矩限制装置，收膜机械式扭矩限制器采用滚珠式扭矩限制器、摩擦式扭矩限制器或其他机械式扭矩限制器中的一种；其中，第二传动装置、第三传动装置中均可采用齿轮传动、链传动、带传动、涡轮蜗杆传动、联轴器传动或轴直连传动等一种传动形式构成。
为方便设备移动，在本发明上还可以安装有行走机构，行走机构由安装在设备支架10下方的一个或多个车轮11组成。
实施例一：
如图4、图5、图6所示，本实施例公开一种卷材防水铺设设备,包括设备支架10、行走机构、第一半圆轴承201、第二半圆轴承202、展卷轴21、第一卷材芯轴管锁紧夹头221、第二卷材芯轴管锁紧夹头222、第一齿轮241、第二齿轮242、磁粉制动器231、卷材导向辊26、第一轴承301、第二轴承302、收膜轴31、第一收膜芯轴管锁紧夹头321、第二收膜芯轴管锁紧夹头322、磁粉离合器331、收膜电机34、第二传动装置35、第三传动装置36、收膜导向辊38及电控装置40构成。
本实施例行走机构由4个车轮11组成，安装于设备支架10的下方的四个边角处。
第一半圆轴承201和第二半圆轴承202分别固定安装于设备支架10的两侧，展卷轴21是贯穿于设备支架10两侧的一根贯通长轴，与第一半圆轴承201和第二半圆轴承202分别转动连接(半圆轴承201、半圆轴承202可沿其轴承轴向中心水平面“一分为二”，展卷轴21在垂直方向可实现快捷安装或取出)；
本实施例中，卷材芯轴管锁紧装置由第一卷材芯轴管锁紧夹头221和第二卷材芯轴管锁紧夹头222构成，第一卷材芯轴管锁紧夹头221、第二卷材芯轴管锁紧夹头222与卷材芯轴管的夹紧工作面为类锥面设计，并内设中孔，分别对称套穿在展卷轴21上；其中，第一卷材芯轴管锁紧夹头221与展卷轴21固定连接，或第一卷材芯轴管锁紧夹头221内设锁紧单元，锁紧单元与展卷轴21之间形成锁紧的固定连接形式。第二卷材芯轴管锁紧夹头222在展卷轴21上可以左右自由滑动，将第二卷材芯轴管锁紧夹头222从展卷轴21上移出后，在展卷轴21上安装卷材，同时将第一卷材芯轴管锁紧夹头221压入一侧的卷材芯轴管内；再将第二卷材芯轴管锁紧夹头222重新安装在展卷轴21之上并将其压入另一侧卷材芯轴管之内，完成对卷材的锁紧固定过程，至此，展卷轴21通过固定连接在展卷轴21上的第一卷材芯轴管锁紧夹头221给展卷卷材传递扭矩，进而传递卷材展卷所需展卷张力。需要说明的是，此处的优选方案为，在第二卷材芯轴管锁紧夹头222内增设锁紧单元，其锁紧单元可与展卷轴21之间形成锁紧的固定连接形式，展卷轴21通过固定连接在展卷轴21上的第一卷材芯轴管锁紧夹头221和第二卷材芯轴管锁紧夹头222共同传递扭矩，进而使展卷卷材左右两侧获得均衡的卷材展卷张力，进而提升防水层铺设质量。释放锁紧单元后，第二卷材芯轴管锁紧夹头222在展卷轴21可以左右自由滑动。
本实施例中，展卷扭矩控制装置23为磁粉制动器231，磁粉制动器231固定安装于设备支架10的一侧；第一传动装置24由第一齿轮241和第二齿轮242构成，第一齿轮241与磁粉制动器231的动力输出端固定连接，第二齿轮242固定安装在第一齿轮241上方对应位置的展卷轴21的一侧，第一齿轮241与第二齿轮242啮合传动(如图6所示)。本实施例采用齿轮啮合的传动方式，便于展卷轴21从设备支架10上快捷地拆卸或安装。磁粉制动器231通过第一齿轮241与第二齿轮242啮合传动为展卷轴21提供制动扭矩，进而为卷材铺贴时提供必要的卷材展卷张力，以避免防水层铺设时发生褶皱和弯曲。
卷材导向辊26设置在展卷轴21下方的设备支架10上，其两侧可与设备支架10的两侧固定连接(此处连接方式也可以采用转动连接方式)，卷材经卷材导向辊26展卷时可提供恒定卷材展卷高度，进一步保证卷材防水层的铺设精度。
第一轴承301及第二轴承302固定安装在设备支架10一侧，收膜轴31是贯穿于设备支架10两侧的一根贯通长轴，与第一轴承301及第二轴承302转动连接；
本实施例中，卷材芯轴管锁紧装置由第一收膜芯轴管锁紧夹头321和第二收膜芯轴管锁紧夹头322构成，第一收膜芯轴管锁紧夹头321和第二收膜芯轴管锁紧夹头322与卷材芯轴管的夹紧工作面为类锥面设计，并内设中孔，分别对称套穿在展卷轴31上，其中，第一收膜芯轴管锁紧夹头321与收膜轴31固定连接，或第一收膜芯轴管锁紧夹头321内设锁紧单元，锁紧单元可与收膜轴31之间形成锁紧的固定连接形式；第二收膜芯轴管锁紧夹头322在收膜轴31可以左右自由滑动，将第二收膜芯轴管锁紧夹头322从收膜轴21上移出后，在收膜轴31上安装收膜芯轴管，并将第一收膜芯轴管锁紧夹头321压入一侧的收膜芯轴管内，再将第二收膜芯轴管锁紧夹头322重新安装在收膜轴31之上并将其压入另一侧收膜芯轴管之内，完成对收膜芯轴管的锁紧固定过程，至此，收膜轴31通过固定连接在收膜轴31上的第一收膜芯轴管锁紧夹头321给收膜芯轴管传递扭矩，进而传递回收卷材防粘隔离膜所需的收膜张力。需要说明的是，此处的优选方案为，在第二收膜芯轴管锁紧夹头322内增设锁紧单元，其锁紧单元可与收膜轴31之间形成锁紧的固定连接形式，收膜轴31通过固定连接在收膜轴31上的第一收膜芯轴管锁紧夹头321和第二收膜芯轴管锁紧夹头322共同传递扭矩，进而使收膜芯轴管左右两侧获得均衡的收膜张力，进而提升收膜质量。释放第二收膜芯轴管锁紧夹头322的锁紧单元后，第二收膜芯轴管锁紧夹头322在收膜轴31上可左右自由滑动。
本实施例中，收膜扭矩限制装置为磁粉离合器331，磁粉离合器331与收膜电机34同侧固定安装在设备支架10上，第二传动装置35和第三传动装置36的传动方式是链传动，分别由链轮和链组成；收膜电机34动力输出端通过第二传动装置35与磁粉离合器331的动力输入端传动连接，磁粉离合器331的动力输出端通过第三传动装置36与收膜轴31传动连接。收膜电机34通过磁粉离合器331给收膜轴31提供所需收膜的扭矩，进而给收膜轴31提供收膜张力，通过调整磁粉离合器扭矩值来改变收膜张力的大小；
收膜导向辊38设置在展卷轴21与收膜轴31之间的设备支架10上，其两侧分别与设备支架10的两侧固定连接(此处连接方式也可以采用转动连接方式)，卷材防粘隔离膜经收膜导向辊38进一步展平。
电控装置40安装在设备支架10上，内设电源、电源开关装置及控制装置，其中控制装置包括磁粉制动器扭矩调节装置、磁粉离合器扭矩调节装置、电机控制装置，电源通过电源开关装置分别与磁粉制动器扭矩调节装置及磁粉制动器、磁粉离合器扭矩调节装置及磁粉离合器、电机控制装置及收膜电机之间电连接。电控装置40实现对本发明提供电力及相应的控制调节功能。
为保证本实施例在卷材展卷和收膜过程能够始终保持同步，对本实施例的展卷扭矩限制装置的最大展卷扭矩输出值T1max、收膜扭矩限制装置的最大收膜扭矩输出值T2max、收膜电机的最大收膜转速输出值S2max的参数值设计及磁粉制动器231、磁粉离合器331及收膜电机34的参数选定值如下：1、为保证本发明展卷与收膜同步，收膜扭矩限制装置的最大收膜扭矩输出值T2max应满足T2max＞F2max*D2max/I3的设计条件。首先根据现场应用的实际情况，确定的本实施例设计的最极端情况下的卷材本身所需的最大揭膜张力值F2max为60N、收膜轴31的最大收膜半径D2max＝0.15m、第三传动装置36的传动比I3＝1.8。再由上述设计参数值计算所得：T2max＞5Nm。依据T2max＞5Nm的设计参数条件，最终确定本实施例的磁粉离合器331最大收膜扭矩输出值T2max的选定参数为6Nm(磁粉离合器331的输出扭矩可在0-6Nm间任意调整，可根据现场不同工况调整、设定磁粉离合器331更适合的扭矩输出值)。
2、为保证本发明卷材展卷具有足够的展卷张力及卷材展卷与收膜同步，展卷扭矩限制装置的最大展卷扭矩输出值T1max应满足T1max＞F1max*D1max/I1，且T1max＞T2max*D1max*I3/(D2min*I1)的设计条件。首先根据现场应用的实际情况，确定的本实施例设计的最极端情况下卷材本身所需的最大展卷张力值F1max为100Nm、最大卷材半径值D1max＝0.15m及最小收膜半径D2min＝0.05(即卷材芯轴管外圆半径)、第一传动装置24的传动比I1＝3。由上述设计参数值计算所得：T1max＞5Nm、且同时还要满足T1max＞9Nm。依据T1max＞5Nm、T1max＞9Nm的设计参数条件，最终确定的本实施例的磁粉制动器231最大展卷扭矩输出值T1max的扭矩选定参数为10Nm(磁粉制动器231的输出扭矩可在0-10Nm间任意调整，可根据现场不同工况调整、设定磁粉制动器231更适合的扭矩输出值)。
3、为实现本发明展卷与收膜同步，设计的收膜电机34的最大收膜转速输出值Nmax应满足Nmax≥S1max*I2*I3/(2D2min*π)的设计条件。首先根据现场应用的实际情况，确定本实施例设计的收膜芯轴管310最小收膜半径D2min为0.05m(即收膜芯轴管外圆半径)、第二传动装置35的传动比I2为1：1.8、最大展卷速度S1max为20m/min。由上述设计参数值计算所得：Nmax≥115r/min。依据满足Nmax≥115r/min的设计参数条件，最终确定的本实施例的收膜电机34的最大转速输出值Nmax的选定参数为120r/min。
需要说明的是，上述设备运行参数的设计值在实际应用过程中，可根据现场设备使用的实际情况在施工过程中动态进行调节，使上述的某一参数值设置为更接近实际使用所需的实际值，以实现设备随时都能保持在最佳状态运行。
本实施例卷材铺设及下料方法：
①卷材铺设及下料的准备工作：
安装卷材，分开半圆轴承201、半圆轴承202的上半部分轴承，将卷材展卷轴21从半圆轴承201/202中取出→取下卷材展卷轴21上距第一传动装置最远端卷材芯轴管锁紧夹头222(距第一传动装置近端的卷材芯轴管锁紧夹头221与展卷轴一直保持锁紧状态)→将卷材展卷轴21插入卷材芯轴管内，并将卷材芯轴管的一端压入距第一传动装置近端的卷材芯轴管锁紧夹头221→再将已经取下的锁紧夹头222重新安装在展卷轴上并将其压入卷材芯轴管，再将该锁紧夹头与展卷轴之间定位锁紧→将展卷轴及其上固定好的卷材放回半圆轴承201/202中，并将已分开的半圆轴承201/202的上半部分重新安装好。至此，卷材安装完成。
安装收膜芯轴管，取出卷材收膜轴31上距第三传动装置36最远端的收膜芯轴管锁紧夹头322(距第三传动装置36最近端的芯轴管锁紧夹头321与收膜轴一直保持锁紧状态)→将收膜轴31压入收膜芯轴管310内，并将收膜芯轴管的一端压入芯轴管锁紧夹头321→将已经取下的锁紧夹头322重新安装在收膜轴上并将其压入收膜芯轴管，再将锁紧夹头与收膜轴定位锁紧。至此，收膜芯轴管安装完成。
揭开已安装在本发明之上卷材的下表面防粘隔离膜，并将其缠绕固定在收膜芯轴管310之上；打开电控装置中的电源开关，给设备各用电装置供电，此时收膜电机34工作并带动收膜轴31旋转进一步将卷材防粘隔离膜收紧于收膜芯轴管310之上。
②卷材防水层铺设，在即将施工的基面上对正设备，手持卷材的最外端并将其拉出设备之外，由一人踩在已被拉出设备之外的卷材上定位，由另一人向相反的方向拉动或推动设备，并通过设备扶手控制其运行方向，此时，卷材将展卷铺设于防水基面之上，同时收膜轴同步转动回收展卷卷材的防粘隔离膜。
其中，当拉动或推动设备在防水基面上进行展卷铺设开始时，展卷轴21所承受的扭矩逐渐增加，为卷材提供展卷张力，当展卷轴21实际所承受的扭矩≥磁粉制动器231的设定扭矩时，磁粉制动器231将发生打滑现象，此时展卷轴21被动旋转并开始进行卷材展卷铺设。
其中，当在卷材展卷收膜时，因收膜线速度始终大于卷材展卷速度，所以收膜轴实际承受的收膜扭矩将始终≥磁粉离合器331的设定扭矩，即在收膜轴31进行收膜的同时，磁粉离合器331一直将处于“打滑”状态，以此保证卷材展卷与收膜过程始终同步。
其中，当停止拉动/推动设备时，展卷轴停止转动，此时，收膜轴31将卷材防粘隔离膜持续拉紧，当收膜轴31所承受的扭矩≥磁粉离合器331的扭矩设定值，磁粉离合器331将发生“打滑”现象，收膜轴停止转动，收膜停止。
③卷材下料：在形状不规则的基面(如底板基坑、基础梁，顶板高低跨等构造部位)或立面(地库立墙、顶板主体立面、屋面女儿墙等构造部位)等不适合使用设备直接展卷铺设的防水施工部位，使用本发明作为卷材下料使用：锁住设备支架下方的车轮，阻止设备移动，手持卷材一端并将其拉出设备之外至防水基面需要的长度，过程中卷材防粘隔离膜将被同步回收，按所需材料长度截断卷材，完成卷材下料过程。
实施例二：
如图7、图8所示，本实施例公开一种卷材防水铺设设备，包括设备支架10、第三轴承203、第四轴承204、展卷轴21、展卷胀轴220、展卷胀轴锁紧旋钮2201展卷机械式扭矩限制器232、第一传动装置24、第一齿轮241、第二齿轮242、卷材导向辊26、第一轴承301、第二轴承302、收膜轴31、收膜涨轴320、收膜涨轴锁紧旋钮3201、收膜机械式扭矩限制器332、收膜电机34、第二传动装置35、第三传动装置36、电控装置40、计米传感器51、计米读数显示屏幕52、卷材切断装置60、切膜电机61、切刀62、走刀槽63构成。
第三轴承203和第四轴承204固定安装于设备支架10的一侧，展卷轴21与第三轴承203和第四轴承204转动连接；展卷胀轴220与展卷轴21同轴固定连接，展卷胀轴220的另一端设有锁紧旋钮2201，通过旋转锁紧旋钮2201，实现对卷材芯轴管的胀紧或胀紧解除。
本实施例的展卷扭矩限制装置采用展卷机械式扭矩限制器232，展卷机械式扭矩限制器232固定安装在展卷轴21下方设备支架10的一侧上，展卷机械式扭矩限制器232的动力输出端通过第一传动装置24与展卷轴21传动连接。
卷材导向辊26设置在展卷轴21下方的设备支架10上，其两端可与设备支架10的两侧固定连接(此处连接方式也可以采用转动连接方式)，卷材经卷材导向辊26展卷时可提供恒定卷材展卷高度，进一步保证卷材防水层的铺设精度。
第一轴承301及第二轴承302固定安装于设备支架10的一侧，收膜轴31与第一轴承301和第二轴承302转动连接；收膜胀轴320与收膜轴31同轴固定连接，收膜胀轴320的另一端设有锁紧旋钮3201，通过旋转锁紧旋钮3201，实现对收膜芯轴管310的胀紧或胀紧解除。需要说明的是：收膜胀轴320还可以采用电动锁紧胀轴、气动锁紧胀轴等其他动力胀紧形式。
收膜机械式扭矩限制器332与收膜电机34同侧固定安装在设备支架10上，收膜电机34动力输出端通过第二传动装置35与收膜机械式扭矩限制器332的动力输入端传动连接，收膜机械式扭矩限制器332的动力输出端通过第三传动装置36与收膜轴31一侧传动连接。其中，第二传动装置35的传动方式是链传动，分别由链轮和链组成；第三传动装置36的传动方式为轴直连，收膜电机34通过收膜机械式扭矩限制器332给收膜轴31提供所需收膜的扭矩，进而给收膜轴31提供收膜张力；
电控装置40固定安装在设备支架10上，内含电源及控制装置。
为提高本发明使用的准确度、操作效率及降低设备能耗，本发明还设有计米传感器51、计米读数显示屏幕52，计米传感器51铰接于设备支架10上，计米传感器装置与设备支架间连接固定有弹簧，其弹簧提供给计米传感器一个向上的拉力，始终保证计米传感器51与展卷轴上固定安装的卷材外表面接触，同时计米传感器51与计米读数显示屏幕52及电控装置40之间电连接；当卷材展卷铺设或卷材下料操作时，位于展卷轴上的卷材旋转并带动计米传感器51旋转，此时计米传感器51将产生的计米信号传递给计米读数显示屏幕52，并在计米读数显示屏幕52上显示卷材长度数值，计米读数显示屏幕52安装于设备支架10之上或与设备支架10分体安装。同时，计米传感器51也作为监测位于展卷轴21之上的卷材旋转的“监测装置”，当计米传感器51旋转时，即监测到位于展卷轴之上的卷材开始旋转，此时计米传感器51将产生信号传递给电控装置40，电控装置40启动收膜电机34运转收膜；当位于展卷轴之上的卷材停止旋转时，计米传感器51信号中断，收膜电机34停止运转，收膜停止。需要说明的是：“监测装置”可以是直接监测位于展卷轴21之上的卷材旋转，也可以通过监测展卷轴21的旋转情况判断展卷卷材是否旋转展卷。
为提高本发明卷材下料准确度及操作效率，本发明还设有卷材切断装置60，卷材切断装置60与设备支架10之间分体或固定连接安装，卷材切断装置60在卷材下料时切断下料卷材。本实施例卷材切断装置60由电机61、切刀62、走刀槽63等部件组成，其工作原理为电机61带动切刀62在走刀槽63中左右进行往复运动，进而切断置于卷材切断装置60之上的卷材。
为实现对本发明提供电力及相应的控制调节功能，电源通过电源开关装置与收膜电机、计米传感器51、计米读数显示屏幕52、卷材切断装置60等用电装置之间分别电连接，为其用电装置或设备提供电源及相关控制功能。
实施例三：
如图9、图10、图11所示，本实施例公开一种卷材防水铺设设备，包括设备支架10、行走机构、第一轴承装置205、第二轴承装置206、第一展卷轴211、第二展卷轴212、第三卷材芯轴管锁紧夹头223、第四卷材芯轴管锁紧夹头224、磁粉制动器231、第一传动装置24、第一推进装置25、第一螺母251、第一螺纹推进杆252、第一手柄253、第三轴承装置303、第四轴承装置304、第一收膜轴311、第二收膜轴312、第三收膜芯轴管锁紧夹头323、第四收膜芯轴管锁紧夹头324、磁粉离合器331、收膜电机34、第二传动装置35、第三传动装置36、第二推进装置37、第二螺母371、第二螺纹推进杆372、第二手柄373及电控装置40构成。具体部件之间的构造关系为：
本实施例行走机构由4个车轮11由组成，安装于设备支架10的下方的四个边角处，其中车轮11中的一个或多个为驱动轮。行走机构为现有技术，此处不再赘述。
本实施例中，展卷轴21由一对同轴安装于设备支架10的两侧的第一展卷轴211和第二展卷轴212构成，在第一展卷轴211和第二展卷轴212上分别同轴、对称、固定安装有第三卷材芯轴管锁紧夹头223和第四卷材芯轴管锁紧夹头224。第一展卷轴211与固定安装在设备支架10一侧的第一轴承装置205悬臂转动连接，第二展卷轴212与固定安装在设备支架10另一侧的第二轴承装置206悬臂转动连接，且第二展卷轴212相对于第二轴承装置206之间可沿展卷轴轴向方向左右自由滑动；
第一推进装置25为螺杆推进装置，由第一螺母251、第一螺纹推进杆252、第一手柄253构成，第一螺母251与第二轴承装置206同侧固定在设备支架10上，第一螺纹推进杆252的一端与第二展卷轴212的最外侧一端铰接，第一螺纹推进杆252的另一端固定安装有第一手柄253；通过旋转第一手柄253可实现第一螺纹推进杆252在第一螺母251内的伸缩，推/拉动第二展卷轴212沿轴向左右移动，进而夹紧定位或释放位于第一展卷轴211和第二展卷轴212之间的防水卷材。
其中，需要说明的是：第一推进装置25还可以是电动螺杆推进装置或气压缸、油压缸等推进装置中的一种构成；
其中，需要说明的是：第二展卷轴212相对于第二轴承装置206之间还可以采用轴向固定的转动连接方式，而第二轴承装置206通过固定在设备支架10上沿第二展卷轴212轴向方向滑轨装置滑动连接，第一推进装置25通过推动轴承装置204沿展卷轴轴向方向左右滑动的推进形式，实现夹紧定位或释放位于第一展卷轴211和第二展卷轴212之间的防水卷材。
磁粉制动器231固定安装在设备支架10上，磁粉制动器231的动力输出端与第一展卷轴211通过第一传动装置24传动连接。此处第一传动装置24的传动方式为轴直连，即磁粉制动器231的动力输出端与第一展卷轴211的最外侧端面固定连接传动；进而给第一展卷轴211提供卷材展卷张力。
本实施例中，收膜轴31由一对同轴安装于设备支架10的两侧的第一收膜轴311和第二收膜轴312构成，在第一收膜轴311和第二收膜轴312上分别对称、同轴、固定安装有第三收膜芯轴管锁紧夹头323和第四收膜芯轴管锁紧夹头324。需要说明的是，此处的第三收膜芯轴管锁紧夹头323和第四收膜芯轴管锁紧夹头324也可以分别选用胀轴锁紧的方式进行替换。
第一收膜轴311与固定安装在设备支架10一侧的第三轴承装置303转动连接，第二收膜轴312与设备支架10另一侧的第四轴承装置304转动连接；滑轨装置305固定在设备支架10上，第四轴承装置304固定安装在滑轨装置305的可滑动的滑块上，第四轴承装置304相对于滑轨装置305可沿收膜轴轴向方向自由滑动；
第二推进装置37为螺杆推进装置，由第二螺母371、第二螺纹推进杆372、第二手柄373构成，第二螺母371与第四轴承装置304同侧固定在设备支架10上，第二螺纹推进杆372的一端与第四轴承装置304的最外侧一端铰接，第二螺纹推进杆372的另一端固定安装有第二手柄373；通过旋转第二手柄373可实现第二螺纹推进杆372在第二螺母371内的伸缩，推/拉动第四轴承装置304沿第二收膜轴312轴的轴向左右移动，进而夹紧定位或释放位于第一收膜轴311和第二收膜轴312之间的收膜芯轴管。
其中，需要说明的是：第二推进装置37还可以是电动螺杆推进装置或气压缸组件、油压缸组件及其他具有推进功能装置中的一种构成；
其中，需要说明的是：第二收膜轴312相对于第四轴承装置304之间还可以采用转动连接并第二收膜轴312可沿其收膜轴轴向方向与第四轴承装置304之间滑动连接的连接形式，而第四轴承装置304与设备支架10之间固定连接，第二推进装置37直接推动第二收膜轴312沿其轴向方向左右滑动的推进形式，实现夹紧定位或释放位于第一收膜轴311和第二收膜轴312之间的收膜芯轴管。
磁粉离合器331和收膜电机34固定安装在设备支架10上，收膜电机34的动力输出端通过第二传动装置35与磁粉离合器331的动力输入端传动连接，磁粉离合器331的动力输出端与第一收膜轴311通过第三传动装置36传动连接；此处第三传动装置36的传动方式为轴直连，即磁粉离合器331的动力输出端与第一收膜轴311的最外侧端面固定连接传动。收膜电机34通过磁粉离合器331给第一收膜轴311传递扭矩，并带动收膜轴311转动收膜。
电控装置40安装在设备支架10上，电控装置40内设电源、电源开关装置及控制装置，其中控制装置包括磁粉制动器扭矩调节装置、磁粉离合器扭矩调节装置、电机控制装置，电源通过电源开关装置分别与磁粉制动器扭矩调节装置及磁粉制动器、磁粉离合器扭矩调节装置及磁粉离合器、电机控制装置及收膜电机、驱动控制装置之间电连接。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，但本领域的技术人员依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
需要说明的是，在本文中所述的“前”、“后”、“左”、“右”、“侧”等方位名词是相较于设备工作运行的方向而言，与设备工作运行方向相同的为“前”、相反的为“后”、垂直的为“侧”；本文中所述的“上”、“下”是相较于施工基面(地面)的方向而言，靠近基面(地面)的一方为“下”、反之为“上”。
需要理解的是，上述相关的方位名词，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位或特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
以上实施例仅限于明本发明中可能的具体实施方式的详细说明，而非囊括了在本发明技术方案下的所有可能的实施方式，凡是参照了本发明技术方案对本实施例进行的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
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