CN101736741B - 一种两栖桩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及打桩设备技术领域，公开了一种两栖桩机。该两栖桩机包括底盘、设于所述底盘上的工作装置、设于所述底盘底部的高架浮箱，所述底盘包括配重、动力装置、传动装置和控制装置，所述两栖桩机还包括：两组履带行走装置，两组履带行走装置分别设于所述底盘的底部两侧；每组所述履带行走装置包括两个并排设置的履带机构，且两个履带机构通过连接机构连接；伸缩支腿装置，用于在不同水深工况时调整高架浮箱的高度，所述伸缩支腿装置分别连接所述连接机构和所述高架浮箱；所述动力装置在所述控制装置控制下，将动力输出至所述传动装置，并经所述传动装置驱动所述履带行走装置。该两栖桩机可以快速、安全可靠地实现近海滩涂区域的打桩施工。

Description

一种两栖桩机

技术领域

本发明涉及打桩设备技术领域，尤其涉及一种两栖桩机。

背景技术

随着能源形势的日益严峻，近年来风电产业保持快速发展，沿海滩涂地的风资源得以有效的利用，但还处于初步开发阶段，其中一个难题就是在近海滩涂风场的施工建设中，缺少机动性强、转场方便和安全可靠的桩机，而现有桩机设备有两种类型：陆上桩机和海上桩机。

其中，对于陆上的打桩设备，如履带式桩机和静压桩机，尽管其陆上转场机动性好，施工简单，但其行驶和打桩时要求地面承载力较高(MPa级)，滩涂区退潮时不能直接在滩涂施工(滩涂地面承载力小于50KPa级)，设备易发生沉陷与倾覆；对于海上的打桩设备，如施工时采用搭设施工平台或专用打桩船进行基础施工，虽然具有很强的机动性，并可实现海上快速运输，但其吨位大、吃水较深，而且不能搁浅，在潮间带区域也不适用。另外，近海滩涂地域广阔，地质复杂，承载力低且分布不均，水位较浅，一日两潮，海上天气变化无常，上述两种起重打桩设备都无法较好的应用，故进行打桩施工是近海滩涂区域施工作业的一大难题。

有鉴于此，为了解决近海滩涂区域的正常打桩施工问题，亟待研制开发实用、高效、经济与安全的两栖打桩设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种两栖桩机，该两栖桩机可以快速、安全可靠地实现近海滩涂区域的打桩施工。

为了实现上述目的，本发明提供了一种两栖桩机，包括底盘、设于所述底盘上的工作装置、设于所述底盘底部的高架浮箱，所述底盘包括配重、动力装置、传动装置和控制装置，所述两栖桩机还包括：

两组履带行走装置，两组履带行走装置分别设于所述底盘的底部两侧；每组所述履带行走装置包括两个并排设置的履带机构，且两个履带机构通过连接机构连接；

伸缩支腿装置，用于在不同水深工况时调整高架浮箱的高度，所述伸缩支腿装置分别连接所述连接机构和所述高架浮箱；

所述动力装置在所述控制装置控制下，将动力输出至所述传动装置，并经所述传动装置驱动所述履带行走装置。

优选的，所述伸缩支腿装置为伸缩油缸，该伸缩油缸的一端通过法兰与所述连接机构连接，另一端通过螺栓与所述高架浮箱连接。

优选的，所述伸缩油缸的活塞杆的端部通过法兰与所述连接机构连接，伸缩油缸缸体置于所述高架浮箱内，且该伸缩油缸缸体的端部通过螺栓与所述高架浮箱的骨架连接。

优选的，所述伸缩油缸的数量为四个，每组所述履带行走装置与所述高架浮箱之间均通过两个所述伸缩油缸连接。

优选的，所述底盘通过回转平台与高架浮箱连接。

优选的，所述履带机构包括履带浮箱、设置于所述履带浮箱周向的浮箱式履带、用于驱动所述浮箱式履带的驱动轮；所述驱动轮与所述传动装置连接，在所述传动装置的驱动下带动所述浮箱式履带转动。

优选的，所述履带行走装置的两个履带机构的两个履带浮箱通过所述连接机构固定连接。

优选的，所述浮箱式履带包括履带主板、履带辅板、链轨、导向轮、支重轮。

优选的，所述履带主板为方形履带板。

优选的，所述高架浮箱的数量不少于两个，各高架浮箱并排设置，相邻高架浮箱通过连接件固定连接。

优选的，所述高架浮箱包括左浮箱、中浮箱和右浮箱，所述中浮箱通过所述回转平台与所述底盘连接，所述伸缩支腿装置与所述左浮箱或所述右浮箱连接。

优选的，所述工作装置包括抱桩器、锤桩机、桅杆、斜撑和变幅机构。

优选的，所述桅杆为折叠式导杆。

优选的，所述锤桩机为柴油锤或液压锤。

优选的，所述抱桩器包括：

导向机构，用于调节桩身的垂直度；

工作平台，用于人工作业；

导向滑轮，用于减小桩身与所述导向机构之间的摩擦；

伸缩装置，用于控制所述导向机构的开合。

优选的，所述动力装置为液压泵。

优选的，所述配重前端设有防浪板。

优选的，该两栖桩机的机身上设有锚装置。

本发明提供的两栖桩机与现有技术相比，包括两组履带行走装置，两组履带行走装置分别设置于底盘的底部两侧，该两栖桩机通过两组履带行走装置支撑于地面或水底，每组所述履带行走装置包括两个并排设置的履带机构，且两个履带机构通过连接机构连接；并排设置的四个履带机构可以有效减小履带行走装置在滩涂软土地面的回转阻力，减小对土体的破坏，提高两栖桩机的通过性；履带行走装置与地面或水底的接触面积较大，使得该两栖桩机不易发生沉陷与倾覆，可实现安全可靠地进行打桩施工；机动性能更好，转场更方便，工作效率较高；履带行走装置与底盘底部的高架浮箱通过伸缩支腿装置连接，伸缩支腿装置用于在不同水深工况时调整高架浮箱的高度，在工作区域开始涨潮时，通过伸缩支腿装置调整高架浮箱的高度，使得底盘始终位于水面以上，减小海浪的冲击，可以保证安全与稳定地继续进行打桩工作或行驶。同时随车带有高架浮箱，可保证水深大于安全水位时的设备安全，可实现安全、可靠地在近海滩涂区域打桩施工。

附图说明

图1为本发明提供的两栖桩机的一种具体实施方式的立体结构示意图；

图2为图1中两栖桩机的主视图；

图3为图1中两栖桩机的俯视图；

图4为图1中两栖桩机的侧视图；

图5为图1中履带行走装置的立体结构示意图；

图6为图5中I部隐藏驱动轮上两块履带主板后的放大图；

图7为图5中履带浮箱的立体结构示意图；

图8为本发明提供的两栖桩机在软基滩涂地面工况时的结构示意图；

图9为本发明提供的两栖桩机在水深小于1.8m的浅水位工况时的结构示意图；

图10为本发明提供的两栖桩机在水深1.8m～3.0m工况时的结构示意图；

图11为本发明提供的两栖桩机在水深大于3.0m的深水位工况时的结构示意图；

其中，图1-图11中：

工作装置1、桩11、锤桩机12、桅杆13、滑轮组14、抱桩器15、斜撑16、变幅机构17、支承座18、底盘2、车架21、驾驶室22、配重23、回转平台24、高架浮箱3、履带行走装置4、履带机构41、浮箱式履带411、履带主板411-1、履带浮箱412、驱动轮413、连接机构42、伸缩油缸5、伸缩油缸缸体51、活塞杆52、锚装置6。

具体实施方式

本发明的核心在于，针对近海滩涂或浅海区域的特点，提供一种两栖桩机，该两栖桩机可以快速、安全可靠地实现近海滩涂区域的打桩施工。

为了使本技术领域的技术人员更好的理解本发明的方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参看图1，图1为本发明提供的两栖桩机的一种具体实施方式的立体结构示意图。

如图1所示，本发明提供的两栖桩机包括工作装置1、底盘2、高架浮箱3、履带行走装置4，伸缩支腿装置。

为了详细说明本发明提供的两栖桩机的具体结构，请一并参看图2、图3、图4，图2为图1中两栖桩机的主视图；图3为图1中两栖桩机的俯视图；图4为图1中两栖桩机的侧视图。

工作装置1设置于底盘2上，工作装置1具体包括桩11、锤桩机12、桅杆13、滑轮组14、抱桩器15、斜撑16、变幅机构17、支承座18，工作装置1不是本发明的发明点所在，工作装置1的具体结构及其工作原理与现有技术大致相同，在本发明的实施例中将不对工作装置1的具体结构进行详细阐述。

底盘2主要包括车架21、驾驶室22、配重23、动力装置、传动装置和控制装置，驾驶室22、配重23固定在车架21上，动力装置在控制装置控制下，将动力输出至传动装置，并经传动装置驱动履带行走装置4。

高架浮箱3为中空结构，高架浮箱3设于底盘2的底部。

优选方案中，高架浮箱3与底盘2通过回转平台24连接，底盘2可随回转平台24在平面内360°范围内做回转运动。这种结构可以在履带行走装置4不移动的情况下，调整底盘2上的工作装置1的平面位置，与变幅机构17配合，可以在工作半径以内的360°的平面范围内任意位置进行打桩施工。这种结构与固定式底盘相比，需要调整作业位置时，不用移动履带行走装置4，可以避免履带反复碾压地面，从而可以减低地面液化程度，提高打桩设备作业的安全性。

两组履带行走装置4分别设置底盘2底部的两侧，具体方案中，两组履带行走装置4分别设于高架浮箱3的下方。

高架浮箱3与履带行走装置4之间通过伸缩支腿装置连接，伸缩支腿装置用于在不同水深工况时调整高架浮箱3的高度，即调整底盘2的高度。

每个履带行走装置4包括两个并排设置的履带机构41，两个履带机构41通过连接机构42连接，连接机构42能够将并排设置的履带机构41固定连接在一起，且连接机构42的上端面设有可以固定伸缩支腿装置的连接部，伸缩支腿装置分别连接高架浮箱3和连接机构42。

优选方案中，伸缩支腿装置为伸缩支腿装置，进一步的方案中，伸缩支腿装置为伸缩油缸5，伸缩油缸5包括伸缩油缸缸体51、活塞杆52，伸缩油缸5的一端通过法兰与连接机构42连接，伸缩油缸5的另一端通过螺栓与高架浮箱3连接。

在一种具体的实施方式中，伸缩油缸5的活塞杆52的端部通过法兰与连接机构42连接，伸缩油缸缸体52置于高架浮箱3内，伸缩油缸缸体51的端部通过螺栓与高架浮箱3的骨架连接。伸缩油缸缸体51若置于高架浮箱3外，由于伸缩油缸5在不同工况下可能会处于水面以下，伸缩油缸5容易被腐蚀，本发明将伸缩油缸5置于高架浮箱3内，可以保护伸缩油缸，减小其被腐蚀的程度；而且伸缩油缸缸体置于高架浮箱3内，可使得整机的结构更加紧凑。

优选方案中，伸缩油缸5的数量为四个，每个履带行走装置4与高架浮箱3之间均通过两个伸缩油缸5连接，为了保证高架浮箱3及底盘2能处于平衡状态，四个伸缩油缸5对称设置。

可以理解，只要能保证高架浮箱3及底盘2能处于平衡状态，每个履带行走装置4与高架浮箱3之间可以设置一个或多个伸缩油缸，均应在本发明的保护范围内。

履带行走装置4的具体结构请参看图5，图5为图1中履带行走装置的立体结构示意图。

如图5所示，履带行走装置4包括两个并排设置的履带机构41，两个履带机构41通过连接机构42连接固定，连接机构42用于固定连接两个履带机构41，且连接机构42的上端面设有与伸缩油缸5固定的连接部，连接机构42可与伸缩油缸5的活塞杆52通过法兰连接。

履带机构41如图6所示，图6为图5中I部隐藏驱动轮上两块履带主板后的放大图。履带机构41包括浮箱式履带411、履带浮箱412、驱动轮413，浮箱式履带411设置于履带浮箱412的周向，驱动轮413用于驱动浮箱式履带411转动，在所述传动装置的驱动下带动浮箱式履带411转动。

优选方案中，动力装置为液压泵，液压泵通过传动装置输出压力油至液压马达，将液体的压力能转换为液压马达输出轴输出的旋转形式的机械能，经减速箱减速并增大输出扭矩后输出至履带机构41的驱动轮413。

其中，履带浮箱412的结构如图7所示，图7为图5中履带浮箱的立体结构示意图。履带浮箱412为中空结构，当履带式行走装置4位于水中时，履带浮箱412可提供一定的浮力，可减小履带行走装置4的接地比压，有效防止履带行走装置4沉陷于地面或水底。两个履带机构41的两个履带浮箱412通过连接机构42连接，将两个履带机构41连接固定。

优选方案中，浮箱式履带411采用间隔式履带板结构，浮箱式履带主要包括履带主板411-1、履带辅板、链轨、导向轮及支重轮等。履带主板411-1优选为方形履带板，方形履带板接地面积大，接地比压小。履带辅板位于浮箱式履带内部，用于保护履带浮箱，可有效防止履带浮箱412磨损。

以下结合附图介绍本发明提供的两栖桩机的工作原理。

请参看图8、图9、图10、图11，图8为本发明提供的两栖桩机在软基滩涂地面工况时的结构示意图；图9为本发明提供的两栖桩机在水深小于1.8m的浅水位工况时的结构示意图；图10为本发明提供的两栖桩机在水深1.8m～3.0m工况时的结构示意图；图11为本发明提供的两栖桩机在水深大于3.0m的深水位工况时的结构示意图。

通常情况下，两栖桩机主要在滩涂软基地面或水深0.5m～1.8m的浅水位工作。

如图8所示，潮落后，两栖桩机到达工作地点，展开桅杆13，操作人员通过控制装置下达指令给动力装置，经传动装置输出至变幅机构17，打桩前应用两台经纬仪对打桩机进行垂直度调整，使桅杆13垂直，卷扬提升预制桩，之后进行正常打桩施工，此时伸缩油缸5处于缩回状态。

随着施工的进行，工作区域开始涨潮，如图9所示，当潮水涨至0.5m～1.8m时，操作人员通过控制装置控制伸缩油缸5内的油压，使得活塞杆52伸出，此时活塞杆52推动高架浮箱3及底盘2上升，进而避免海浪的冲击，保证安全、稳定地进行打桩工作。

进一步，当潮水继续上涨，当潮水上涨至1.8m～3.0m时，如图10所示，伸缩油缸5的活塞杆52继续伸出，继续提升高架浮箱3，使得底盘2始终保持在水面之上，此时打桩施工停止，桅杆13可放置水平以降低重心，等潮水下降至1.8m以下时可再次启动施工。

需要说明的是，随着潮水的不断上涨，只有极少数情况下水深会超过3m，但是当水深超过3m时，若两栖桩机不能及时撤出该深海区时，海浪的冲击将严重影响施工设备和人员的安全，潮水将淹没车身、损坏物料及设备等。

由于本发明提供的两栖桩机还包括高架浮箱3，可以解决上述技术问题，如图11所示，当潮水涨至3m以上时，伸缩油缸5的活塞杆52缩回，打桩施工停止，在高架浮箱3的浮力作用下，两栖桩机处于漂浮状态，此时履带行走装置4的履带浮箱412也可提供部分浮力，可使两栖装置漂浮，使得底盘2位于水面之上，保证设备和操作人员的安全。

优选的方案中，为了提高两栖桩机在海浪的冲击下的稳定性，两栖桩机的机身上设有锚装置6，两栖桩机处于漂浮状态时，通过锚装置6与海底固定，提高两栖桩机的稳定性，防止两栖桩机发生倾翻。

本发明提供的两栖桩机与现有技术相比，包括两组履带行走装置，两组履带行走装置分别设置于底盘的底部两侧，该两栖桩机通过两组履带行走装置支撑于地面或水底，每组所述履带行走装置包括两个并排设置的履带机构，且两个履带机构通过连接机构连接；并排设置的四个履带机构可以有效减小履带行走装置在滩涂软土地面的回转阻力，减小对土体的破坏，提高两栖桩机的通过性；履带行走装置与地面或水底的接触面积较大，使得该两栖桩机不易发生沉陷与倾覆，可实现安全可靠地进行打桩施工；机动性能更好，转场更方便，工作效率较高；履带行走装置与底盘底部的高架浮箱通过伸缩支腿装置连接，伸缩支腿装置用于在不同水深工况时调整高架浮箱的高度，在工作区域开始涨潮时，通过伸缩支腿装置调整高架浮箱的高度，使得底盘始终位于水面以上，减小海浪的冲击，可以保证安全与稳定地继续进行打桩工作或行驶。同时随车带有高架浮箱，可保证水深大于安全水位时的设备安全，可实现安全、可靠地在近海滩涂区域打桩施工。

优选方案中，高架浮箱3可采用分体式结构，高架浮箱3的数量可以有多个，优选方案，高架浮箱3可以为三个，具体可以包括左浮箱、中浮箱及右浮箱，相邻的高架浮箱通过连接件固定连接。这种结构的高架浮箱拆卸迅速，方便陆上运输。

在一种具体的实施方式中，所述中浮箱通过回转平台24与底盘2连接，伸缩支腿装置与所述左浮箱或所述右浮箱连接。

优选方案中，桅杆13采用可折叠的折叠式导杆，使得整车的结构更加紧凑。

优选方案中，配重23的前端设有防浪板，两栖桩机行驶时用于抵御前方的海浪。

优选方案中，锤桩机12可选用柴油锤或液压锤。

优选方案中，抱桩器15包括：导向机构，用于调节桩身的垂直度；工作平台，用于人工作业；导向滑轮，用于减小桩身与所述导向机构之间的摩擦；伸缩装置，用于控制所述导向机构的开合。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种两栖桩机，包括底盘、设于所述底盘上的工作装置、设于所述底盘底部的高架浮箱，所述底盘包括配重、动力装置、传动装置和控制装置，其特征在于，所述两栖桩机还包括：

两组履带行走装置，两组履带行走装置分别设于所述底盘的底部两侧；每组所述履带行走装置包括两个并排设置的履带机构，且两个履带机构通过连接机构连接；

伸缩支腿装置，用于在不同水深工况时调整高架浮箱的高度，所述伸缩支腿装置分别连接所述连接机构和所述高架浮箱；

所述动力装置在所述控制装置控制下将动力输出至所述传动装置，并经所述传动装置驱动所述履带行走装置。

2.根据权利要求1所述的两栖桩机，其特征在于，所述伸缩支腿装置为伸缩油缸，该伸缩油缸的一端通过法兰与所述连接机构连接，另一端通过螺栓与所述高架浮箱连接。

3.根据权利要求2所述的两栖桩机，其特征在于，所述伸缩油缸的活塞杆的端部通过法兰与所述连接机构连接，伸缩油缸缸体置于所述高架浮箱内，且该伸缩油缸缸体的端部通过螺栓与所述高架浮箱的骨架连接。

4.根据权利要求3所述的两栖桩机，其特征在于，所述伸缩油缸的数量为四个，每组所述履带行走装置与所述高架浮箱之间均通过两个所述伸缩油缸连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的两栖桩机，其特征在于，所述底盘通过回转平台与所述高架浮箱连接。

6.根据权利要求1所述的两栖桩机，其特征在于，所述履带机构包括履带浮箱、设置于所述履带浮箱周向的浮箱式履带、用于驱动所述浮箱式履带的驱动轮；所述驱动轮与所述传动装置连接，在所述传动装置的驱动下带动所述浮箱式履带转动。

7.根据权利要求6所述的两栖桩机，其特征在于，所述履带行走装置的两个履带机构的两个履带浮箱通过所述连接机构固定连接。

8.根据权利要求6所述的两栖桩机，其特征在于，所述浮箱式履带包括履带主板、履带辅板、链轨、导向轮、支重轮。

9.根据权利要求8所述的两栖桩机，其特征在于，所述履带主板为方形履带板。

10.根据权利要求5所述的两栖桩机，其特征在于，所述高架浮箱的数量不少于两个，各高架浮箱并排设置，相邻高架浮箱通过连接件固定连接。

11.根据权利要求10所述的两栖桩机，其特征在于，所述高架浮箱包括左浮箱、中浮箱和右浮箱，所述中浮箱通过所述回转平台与所述底盘连接，所述伸缩支腿装置与所述左浮箱或所述右浮箱连接。

12.根据权利要求1所述的两栖桩机，其特征在于，所述工作装置包括抱桩器、锤桩机、桅杆、斜撑和变幅机构。

13.根据权利要求12所述的两栖桩机，其特征在于，所述桅杆为折叠式导杆。

14.根据权利要求12所述的两栖桩机，其特征在于，所述锤桩机为柴油锤或液压锤。

15.根据权利要求12所述的两栖桩机，其特征在于，所述抱桩器包括：

导向机构，用于调节桩身的垂直度；

工作平台，用于人工作业；

导向滑轮，用于减小桩身与所述导向机构之间的摩擦；

伸缩装置，用于控制所述导向机构的开合。

16.根据权利要求1所述的两栖桩机，其特征在于，所述动力装置为液压泵。

17.根据权利要求1所述的两栖桩机，其特征在于，所述配重前端设有防浪板。

18.根据权利要求1所述的两栖桩机，其特征在于，该两栖桩机的机身上设有锚装置。

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