CN101577403B - 柔性地锚钻、取机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性地锚钻、取机，包括可行走的原动机和设置在原动机上的龙门架，龙门架上设有进给机构、驱动油缸和地锚钻取机构，驱动油缸通过进给机构与地锚钻取机构传动连接。其还包括支腿和拉杆，支腿竖直设在原动机上且位于龙门架附近，拉杆两端分别与原动机和龙门架铰接，龙门架下部与原动机铰接。本发明把行走和作业结合成一个专用设备，以液压动力旋转螺旋片进入土中一定深度，依靠螺旋片对土体的抗拔力构成锚定力，并可取出使用后的柔性地锚再次重复使用，实现了机械化施工，大幅度提高线路施工准备工作的效率。

Description

柔性地锚钻、取机

技术领域

本发明属于电力施工技术领域，尤其涉及一种柔性地锚钻、取机。

背景技术

地锚是送电线路施工中大量使用的一种承力装置，经常使用的地锚有两种形式，一种是埋入式圆木或铁地锚。目前，国内在送电线路施工过程中，普遍采用的是地锚，目前还没有一种机械化埋设地锚的设备和工艺，施工准备的效率非常低，所采用的地锚形式是所有地锚中最落后的。在施工中，埋设一个小地锚两个工人需要半天时间，而埋设一个较大地锚就需要一天时间。如果再计入使用过的地锚再挖出来的时间，设置地锚的时间平均需要一天。另一种为地钻，仅使用于稻田等软地基，使用时以人力推动杠杆把地钻旋入土中。这种地钻使用范围窄，承载力小，初始入土比较困难，每个锚固点需要三个以上的地钻组成地钻群来承力；人工旋入工作量大，每处锚点设置时间约需要半天，且此种地钻受力后容易弯曲变形，不易取出重复利用，也会造成一定的浪费。

这些地锚或地钻在同一工程中反复使用，消耗大量的时间和人工。根据统计，施工中埋设地锚所占的时间大约占施工准备时间的一半左右。因此，提高地锚的埋设效率是提高线路施工效率的重要方面。同时，随着电力建设的发展，送电线路架设的任务越来越重，工期也越来越短，这对施工设备提出了更高的要求，必须全面实行机械化施工，提高工作效率，缩短工期。

国外的加拿大和日本有机械装置在使用。加拿大所采用的主要形式是在吊车的吊臂上附着一个钻入装置来拧入地钻。这种方式是用固定在吊臂上的液压马达来输出转矩带动地钻旋转，依靠吊臂的降落来对地钻施加向下的压力，使其入土。此种方式和人工拧入地钻相比，提高了工作效率，但是，因为吊车吊臂与地钻的连接处在向下运动时的轨迹是一个圆弧，而地钻入土的轨迹是直线，这样钻杆就会受到弯矩的作用，很容易被折弯。钻杆在运动过程中也会严重扰动周围的土壤，影响整个钻杆的抗拔力和安全性。另外，往往由于吊臂对地钻施加的下压力和地钻的旋转速度不匹配，容易造成地钻的损坏或土壤的破坏，超量的下压力会使地钻压溃土壤，而不足的下压力会导致土壤的搅动。另外，这种形式的主要问题是设置地锚时间需要开动吊车，因此，成本和使用费用很高。

日本常用的是一种施工用支架和套筒扳手，各部分均可拆卸搬运，使用方法与机械拧入相似，只是必须由人力转动手柄，通过管式套筒扳手将地钻拧入地下。日本还有一种地钻液压拧入机，它是用小型可移动的液压源，产生压力油去驱动活塞作往复运动，活塞带动棘爪使棘轮转动，通过驱动地钻轴的套筒扳手旋转，拧锚入土。这两种方式都采用了套筒，但是由于套筒一般都比较粗，会使拧入阻力增大，影响作业效率。

现有的地锚包括一根竖直的刚性锚杆，锚杆的下端固定连接有单螺旋锚片，地锚在用于电力施工时，是将地锚的单螺旋锚片旋入土层，仅露出锚杆的顶部，然后连接上带圆形孔的用于拉紧电线的卸扣。然而锚杆受到倾斜方向的拉力时，如果承受载荷过大会被拉弯。同时也就无法再将地锚从土中取出，地锚也就无法重复使用，只能留在土内，造成了很大的浪费。

另外，锚杆的长度是固定的，有时因为土质的不同，地锚植入的深度也不相同，锚杆有时可能会露在地面一截。如果露在土壤外边的锚杆长度过长，就很容易被拉弯，使用起来也很不方便。再者，这种地锚比较笨重，放置时占用空间较大，运送也不方便。

地锚植入地下再取出相当麻烦，因此一般都将使用过的地锚留在地下，这不但存在着一定的安全隐患，而且也是一种浪费。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种设计新颖、结构简单、使用方便可靠、工人劳动强度低、工作效率高的柔性地锚钻、取机。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：柔性地锚钻、取机，包括可行走的原动机和设置在原动机上的龙门架，龙门架上设有进给机构、驱动油缸和地锚钻取机构，驱动油缸通过进给机构与地锚钻取机构传动连接。

其还包括支腿和拉杆，支腿竖直设在原动机上且位于龙门架附近，拉杆两端分别与原动机和龙门架铰接，龙门架下部与原动机铰接。

所述龙门架由上横梁、下横梁和上横梁与下横梁之间竖直设置的两根导轨组成；所述进给机构包括滑动块和设在上、下横梁上的四个链轮，其中上横梁和下横梁左右两侧分别设有两个链轮；上横梁和下横梁右侧的两个链轮上下对应且位于两根导轨之间；左侧的导轨上固定连接有与滑动块滑动连接的滑动块导轨，滑动块上部和下部分别设有一个与上、下横梁左侧两个链轮上下对应的链轮，滑动块位于驱动油缸上方并与驱动油缸的活塞杆连接；滑动块上部的链轮以及上横梁上的左、右两个链轮通过上链条传动连接，下链条与滑动块下部的链轮以及下横梁上的左、右两个链轮通过下链条传动连接，上、下链条的一端均与龙门架连接，上、下链条的另一端分别与地锚钻取机构上部和下部连接。

所述地锚钻取机构包括马达、减速器、卡槽座，马达与减速器传动连接并安装在卡槽座上，上、下链条分别与卡槽座上部和下部固定连接；卡槽座左右两侧均设有卡槽，卡槽与导轨滑动连接；减速器下部的动力输出轴连接有驱动套，驱动套下部可拆卸连接有地锚植入工具或地锚取出工具。

所述地锚植入工具包括同轴竖直设置且依次固定连接的植入连接件、植入连接杆和植入头，植入连接件与驱动套连接，植入连接杆和植入头均为中空结构，植入头下端部径向设有正向螺旋孔。

所述地锚取出工具包括同轴竖直设置且依次固定连接的取出连接件、取出连接杆、导向套和取出头，取出连接件与驱动套连接，取出连接杆、导向套和取出头均为中空结构，取出头下端部径向设有反向螺旋孔，导向套与取出头之间设有连接筒。

所述地锚植入工具连接有柔性地锚，柔性地锚包括锚杆，锚杆下端设有锚尖，锚杆上设有螺旋状的锚叶和插销，插销位于锚叶上方并对称设置两个，锚杆上部设有柔性杆，锚杆上部和柔性杆安装在植入连接杆和植入头内，插销与正向螺旋孔配合。

所述柔性杆为钢绞线。

所述柔性杆上端设有拉环。

所述柔性杆与锚杆之间设有连接件，柔性杆两端分别与连接件和拉环螺接或压接。

采用上述结构，本发明把行走和作业结合成一个专用设备，以动力旋转螺旋状的锚叶进入土中一定深度，依靠锚叶对土体的抗拔力构成锚定力。从根本上提高了送电线路的施工效率和机械化施工水平，改变了施工准备过程中地锚埋设工艺的落后面貌。除了埋设地锚外，本装置还可加挂拖斗用于施工队小型工器具和材料的运输，包括螺旋片本身的运输。液压动力装置安装在一台原动机上，行走和旋入地锚共用一台发动机作为动力，可以自行到需要埋设地锚的施工现场进行地锚埋设作业。柔性地锚沿龙门架两侧的导轨向下作直线运动，对土壤的扰动小，更安全可靠；采用进给机构，驱动油缸牵引滑动块带动上下链条运动，这样活塞杆仅需导轨一半的行程即可带动卡槽座沿导轨整个的行程行走，同时这也降低了整个机构的高度，便于运输；在地钻入土以后，给柔性地锚提供下压力的驱动油缸会卸荷，保证了柔性地锚的入土质量，提高了施工的安全性。液压马达、减速器以及柔性地锚可以正反转，当柔性地锚使用完毕后，可以将地锚植入工具换成地锚取出工具，其反向螺旋孔与柔性地锚上的插销连接配合，通过反转取出柔性地锚，这样柔性地锚就可以回收再利用。柔性地锚解决了现有锚杆在使用中容易被拉弯而无法使用的的问题，钢绞线为柔性物体，可以适应多个方向的拉力，满足了实际施工时的需要，有效避免现有地锚使用时被拉弯后不能重复使用的缺点；当地锚钻入的深度不需要太深时，钢丝绳可露出地面一部分，而不会像刚性的锚杆一样被拉弯后无法多次使用。

本发明实现了机械化施工，大幅度提高线路施工准备工作的效率。根据初步研究，两个人使用本钻取机，只需几分钟就能拧入一根地钻，大大降低了劳动强度，提高了工作效率。本发明的整体结构简单、重量轻，体积小，移动方便，适用各种地形和土质作业，工作方便可靠，作业效率高，可为企业创造良好的生产效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明当中龙门架、进给机构以及地锚钻取机构的结构示意图；

图3是本发明当中地锚植入工具的结构示意图；

图4是本发明当中地锚取出工具的结构示意图；

图5是本发明当中柔性地锚的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的柔性地锚钻、取机，包括原动机1和龙门架2，龙门架2的中段由拉杆4连接在原动机1上，龙门架2的下端通过轴16与原动机1铰接，取下拉杆4后，龙门架2绕轴16可向左转动一定角度，拉杆4的长度以使龙门架2可直立为宜，拉杆4起到调整龙门架2倾斜角度的作用。在龙门架2两侧的原动机1上还设有支腿3，支腿3为液压油缸。

如图2所示，龙门架2为一框架，上下各有一横梁18、19，横梁18、19之间由竖向设置两平行的导轨8固定连接。龙门架2左侧设有进给机构，进给机构包括四个链轮14、滑动块12以及其上的两个链轮21。上横梁18和下横梁19左半部分均设有两个链轮14。左侧的导轨8外侧竖直固定有滑动块导轨11，滑动块导轨11上端固定在上横梁18上，滑动块导轨11下端固定在左侧导轨8的中段。在滑动块导轨11上滑动连接有滑动块12，滑动块12右侧设有孔，孔的大小与滑动块导轨11的直径相适配。滑动块12左侧上下设有两个链轮21，链轮21的位置与上横梁18、下横梁19上左侧的链轮14位置相对应。在左侧导轨8上还固定连接有固定块20，固定块20位于滑动块导轨11下方，固定块20也可以固定连接在下横梁19上。

两个导轨8之间滑动连接有地锚钻取机构，地锚钻取机构包括安装在龙门架2上的液压马达10、减速器9、驱动套7和地锚植入工具6。液压马达10、减速器9固定连接在卡槽座22上，卡槽座22左右两侧分别设有卡槽17，卡槽17与导轨8滑动连接。在卡槽座22上侧还固定连接有液压马达10，卡槽座22中部固定连接有减速器9，液压马达10与减速器9传动连接，减速器9的输出轴上设有驱动套7，地锚植入工具6和驱动套7通过销轴连接，方便拆卸，地锚植入工具6与驱动套7连接处的端部形状和驱动套7内孔形状相适配，地锚植入工具6内安装有柔性地锚30。上横梁18、下横梁19上靠右的两个链轮14位于两个导轨8的中间。在滑动块12与下横梁19之间竖直设有驱动油缸5，驱动油缸5下端与下横梁19铰接，驱动油缸5的活塞杆15与滑动块12连接，活塞杆15的运动方向与滑动块导轨11平行。上链条13的一端固定连接在上横梁18上，上链条13从滑动块12上侧的链轮21绕过，然后依次从上横梁18上的两个链轮14上绕过，上链条13的另一端固定连接在卡槽座22上。下链条23的一端固定连接在固定块20上，下链条23从滑动块12下侧的链轮21绕过，然后依次从下横梁19上的两个链轮14上绕过，下链条23的另一端固定连接在卡槽座22上。

如图3所示，地锚植入工具6包括同轴竖直设置且依次固定连接的植入连接件40、植入连接杆41和植入头42，植入连接件41与驱动套7连接，植入连接杆41和植入头42均为中空结构，植入头42下端部径向设有正向螺旋孔43。

如图4所示，地锚取出工具包括同轴竖直设置且依次固定连接的取出连接件44、取出连接杆45、导向套46和取出头47，取出连接件44与驱动套7连接，取出连接杆45、导向套46和取出头47均为中空结构，取出头47下端部径向设有反向螺旋孔48，导向套46与取出头47之间设有连接筒49。

如图5所示，柔性地锚30包括锚杆50，锚杆50下端设有锚尖51，锚杆50上设有螺旋状的锚叶52和插销53，插销53位于锚叶52上方并对称设置两个，锚杆50上部设有柔性杆54，柔性杆54为钢绞线，锚杆50上部和柔性杆54安装在植入连接杆41和植入头42内，插销53可以分别与正向螺旋孔43或反向螺旋孔48配合。柔性杆54上端设有拉环55，柔性杆54与锚杆50之间设有连接件56，柔性杆54两端分别与连接件56和拉环55螺接或压接。

工作时，原动机1停在欲植入地锚的地方，将拉杆4调节固定好，使龙门架2直立，同时原动机1的液压装置供油，支腿3的油缸工作，利用支腿3来减轻龙门架2及地钻旋转对轮胎的压力。

当地锚植入工具6带动柔性地锚30开始钻入时，驱动油缸5的活塞杆15向上运动，带动滑动块12沿滑动块导轨11向上运动，上、下链条13、23拉动卡槽座22沿导轨8运动，液压马达10通过减速器9驱动地锚植入工具6转动，地锚植入工具6下端植入头42上径向设有正向螺旋孔43与柔性地锚30上的插销53顶压配合，其可以共同正向旋转，驱动油缸5为钻入提供向下的压力，方便钻入。柔性地锚30上的锚叶52完全入土后，驱动油缸5卸荷，滑动块12不再受驱动油缸5作用，在链条拉动下沿滑动块导轨11运动。地锚植入工具6依靠液压马达10扭矩和螺旋片本身的轴向力使柔性地锚30继续向下运动，达到合适的深度。然后，液压马达10反向旋转，地锚植入工具6的正向螺旋孔43脱离插销53，驱动油缸5活塞杆向下运动，带动卡槽座22向上运动，从而将地锚植入工具6拉出，柔性地锚30留在土中。拉出后，取下地锚植入工具6，将支腿3的油缸收回，同时把拉杆4取下，然后将龙门架2向左倾斜放置，开动原动机1即可行进至下一个作业地点进行下一次作业。这就完成一个柔性地锚30的植入作业。

柔性地锚30使用后可以取出再次使用，此时需要将地锚植入工具6换成地锚取出工具，把柔性杆54竖直拉直，地锚取出工具的取出连接杆45、导向套46、连接筒49和取出头47的内腔通过柔性杆54向地下反向旋钻，当取出头47下端的反向螺旋孔48刚好与插销53卡接，继续反向旋转，即可把柔性地锚30取出。

Claims (8)

1.柔性地锚钻、取机，其特征在于：包括可行走的原动机和设置在原动机上的龙门架，龙门架上设有进给机构、驱动油缸和地锚钻取机构，驱动油缸通过进给机构与地锚钻取机构传动连接；其还包括支腿和拉杆，支腿竖直设在原动机上且位于龙门架附近，拉杆两端分别与原动机和龙门架铰接，龙门架下部与原动机铰接；所述龙门架由上横梁、下横梁和上横梁与下横梁之间竖直设置的两根导轨组成；所述进给机构包括滑动块和设在上、下横梁上的四个链轮，其中上横梁和下横梁左右两侧分别设有两个链轮；上横梁和下横梁右侧的两个链轮上下对应且位于两根导轨之间；左侧的导轨上固定连接有与滑动块滑动连接的滑动块导轨，滑动块上部和下部分别设有一个与上、下横梁左侧两个链轮上下对应的链轮，滑动块位于驱动油缸上方并与驱动油缸的活塞杆连接；滑动块上部的链轮以及上横梁上的左、右两个链轮通过上链条传动连接，下链条与滑动块下部的链轮以及下横梁上的左、右两个链轮通过下链条传动连接，上、下链条的一端均与龙门架连接，上、下链条的另一端分别与地锚钻取机构上部和下部连接。

2.根据权利要求1所述的柔性地锚钻、取机，其特征在于：所述地锚钻取机构包括马达、减速器、卡槽座，马达与减速器传动连接并安装在卡槽座上，上、下链条分别与卡槽座上部和下部固定连接；卡槽座左右两侧均设有卡槽，卡槽与导轨滑动连接；减速器下部的动力输出轴连接有驱动套，驱动套下部可拆卸连接有地锚植入工具或地锚取出工具。

3.根据权利要求2所述的柔性地锚钻、取机，其特征在于：所述地锚植入工具包括同轴竖直设置且依次固定连接的植入连接件、植入连接杆和植入头，植入连接件与驱动套连接，植入连接杆和植入头均为中空结构，植入头下端部径向设有正向螺旋孔。

4.根据权利要求2所述的柔性地锚钻、取机，其特征在于：所述地锚取出工具包括同轴竖直设置且依次固定连接的取出连接件、取出连接杆、导向套和取出头，取出连接件与驱动套连接，取出连接杆、导向套和取出头均为中空结构，取出头下端部径向设有反向螺旋孔，导向套与取出头之间设有连接筒。

5.根据权利要求3所述的柔性地锚钻、取机，其特征在于：所述地锚植入工具连接有柔性地锚，柔性地锚包括锚杆，锚杆下端设有锚尖，锚杆上设有螺旋状的锚叶和插销，插销位于锚叶上方并对称设置两个，锚杆上部设有柔性杆，锚杆上部和柔性杆安装在植入连接杆和植入头内，插销与正向螺旋孔配合。

6.根据权利要求5所述的柔性地锚钻、取机，其特征在于：所述柔性杆为钢绞线。

7.根据权利要求6所述的柔性地锚钻、取机，其特征在于：所述柔性杆上端设有拉环。

8.根据权利要求7所述的柔性地锚钻、取机，其特征在于：所述柔性杆与锚杆之间设有连接件，柔性杆两端分别与连接件和拉环螺接或压接。

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