CN106284351A - 具有高精度定位的光伏打桩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高精度定位的光伏打桩机，包括：移动平台，其上设置有旋转机构；钻桅，其设置在所述旋转机构上，所述钻桅上设置有第一天线；振动锤，其垂直滑动设置在所述钻桅上，所述振动锤为高频液压振动锤，所述振动锤下端设置有用于固定管桩的夹具，所述振动锤顶部设置有第二天线，所述第二天线与所述夹具不在同一垂直线上。在现有的履带式旋挖钻机的基础上进行改制，结合成熟的智能引导控制系统使用GNSS定位技术、传感器技术和软件技术，将GPS/BDS的高精度智能引导控制系统应用于光伏打桩机，实现GPS高精度光伏基础打桩作业。本发明的打桩机解决了在现有打桩机打桩精度差且打桩成本高的技术问题。

Description

具有高精度定位的光伏打桩机

技术领域

本发明涉及一种打桩机，更具体地说，本发明涉及一种具有高精度定位的光伏打桩机。

背景技术

目前，现有的光伏打桩机产品大多是在挖掘机基础上增加液压振动锤，利用振动锤的高频振动传给桩体，导致桩周围的土体结构因振动发生变化，强度降低，减少桩侧与土体的摩擦阻力，然后以挖机下压力、振动锤与桩身自重将桩沉入土中。

但这种光伏打桩机产品主要存在以下两个问题：

第一，精度不高，现有的打桩机都是通过现场测绘工程对桩基点位进行方向，打桩机根据放好线的点位进行施工，平面内误差较大，且现有的产品对桩身的垂直度很难控制，目前大部分是靠现场工人肉眼观察控制，垂直度精度也较差。

第二，需要辅助的工人较多，前期防线工作量也较大。现有打桩机目前需要的辅助工人包括：1名机手，2名工人扶桩兼观测垂直度，1名工人负责观测标高，至少需要配置4人。

因此，现有的光伏打桩机产品打桩精度差、人员配置多及前期防线工作量大等缺陷，不仅给施工过程增加了难度，而且施工成本高。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种具有高精度定位的光伏打桩机，在现有的履带式旋挖钻机的基础上进行改制，结合成熟的智能引导控制系统使用GNSS定位技术、传感器技术和软件技术，将GPS/BDS的高精度智能引导控制系统应用于光伏打桩机，实现GPS高精度光伏基础打桩作业。本发明的打桩机解决了在现有打桩机打桩精度差且打桩成本高的技术问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种具有高精度定位的光伏打桩机，包括：

移动平台，其上设置有旋转机构；

钻桅，其设置在所述旋转机构上，所述钻桅上设置有第一天线；

振动锤，其垂直滑动设置在所述钻桅上，所述振动锤为高频液压振动锤，所述振动锤下端设置有用于固定管桩的夹具，所述振动锤顶部设置有第二天线，所述第二天线与所述夹具不在同一垂直线上。

优选的，所述移动平台为履带式移动平台，所述旋转机构360°自由转动设置在所述移动平台上。

优选的，所述钻桅垂直设置在所述旋转机构上，所述第一天线设置在所述钻桅的侧壁上。

优选的，所述钻桅外侧壁上垂直开设有滑轨，所述滑轨上设置有滑块，所述滑块限制在所述滑轨上移动，所述滑块的外侧壁与所述振动锤固定。

优选的，所述钻桅的上端设置有主卷扬系统和副卷扬系统，所述主卷扬系统通过钢丝绳与振动锤上端连接，所述副卷扬系统通过钢丝绳与所述管桩连接。

优选的，所述夹具通过螺栓与所述振动锤连接，所述夹具的夹口朝下开设，所述管桩上端垂直夹设在所述夹口中，所述管桩的上端通过所述夹具抵顶所述振动锤的下端面。

优选的，所述移动平台上还设置有控制系统，所述控制系统与所述第一天线、第二天线以及地面基站通讯连接。

优选的，所述滑轨上部的所述钻桅上套设有弹簧，所述弹簧的上端固定在所述钻桅的顶部，且所述弹簧处于所述滑块的移动路径上。

优选的，所述钻桅下部设置有若干个拉簧，所述拉簧的下端与所述钻桅底部连接，所述拉簧的上端与滑块底部连接，所述拉簧自然状态时，拉簧的上端不超过所述滑轨的最下端。

优选的，所述滑块上开设有垂直开设有滑槽，所述滑槽卡设在所述滑轨上移动，所述滑槽内壁上设置有减震垫，所述减震垫的外壁上固定有导靴，所述导靴限制在所述滑轨上移动。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明的打桩机结合成熟的智能引导控制系统，打桩机采用GPS定位系统，实现了全自动定位功能，省去了桩基础点位前期放线的工作，实现GPS定位高精度高效率光伏打桩工作，平面内打桩精度达到10mm，标高精度达到20mm，而旧式打桩机需要前期专业的测绘人员进行放线工作，且平面内和标高精度为30-50mm；

2、打桩机可以满足混凝土管桩基础和钢桩基础施工，适用桩长可达11.5m；而旧式打桩机施工长度为6米左右；

3、打桩机可以夜间作业，实现24h全天候作业，大大提升了作业效率；而旧式打桩机只能白天作业；

4、打桩机具有卷扬加压、提升功能，加压力、提拔力为8t，加压、提升速度可调，最大可达0.85m/s；而旧式打桩机拔桩工作困难繁琐；

5、打桩机使用夹持的方式对桩基础端部进行固定，大大提升了锤击力，锤击力可达48t，满足不同土质状况的项目施工；而旧式打桩机利用高频击打桩顶的原理进行打桩施工，容易损坏桩体。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为所述光伏打桩机的结构示意图；

其中，图中1.移动平台；2.副卷扬系统；3.主卷扬系统；4.钻桅；5.第二天线；6.振动锤；7.钢丝绳；8.夹具；9.第一天线；10.管桩。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本发明提供一种具有高精度定位的光伏打桩机，包括：

移动平台1，其上设置有旋转机构，所述移动平台为履带式移动平台，所述旋转机构360°自由转动设置在所述移动平台上；

钻桅4，其通过支座设置在所述旋转机构上，所述钻桅4与所述旋转机构同步转动，所述钻桅与地面垂直，所述钻桅上设置有第一天线，优选的，所述第一天线设置在所述钻桅的侧壁上；

振动锤6，其垂直滑动设置在所述钻桅上，所述振动锤为高频液压振动锤，所述振动锤下端设置有用于固定管桩的夹具8，管桩10夹在夹具的底部，管桩为光伏基础预制管桩，管径在300mm，具体的，所述夹具通过螺栓与所述振动锤底部连接，夹具与振动锤同中心轴设置，同时，所述夹具的夹口朝下开设，所述管桩上端垂直夹设在所述夹口中，也就是说，管桩固定后，管桩与钻桅4保持平行，管桩与振动锤的运动方向在同一轴线上，从而提高打桩效率，管桩垂直向下打入地面，且管桩不易受力变形，所述管桩的上端通过所述夹具抵顶所述振动锤的下端面，也就是管桩上端直接受力，一方面避免振动锤打击管桩上端也使其变形，另一方面，振动锤的下压力直接传递到管桩，中间不存在打击损耗，进一步提高了打桩效率。

本发明的振动锤是通过夹具与高频液压振动锤连接的，打桩机使用夹持的方式对桩基础端部进行固定，管桩与振动锤的连接和脱离更加方便高效，同时大大提升了锤击力，锤击力可达48t，满足不同土质状况的项目施工，而旧式打桩机利用高频击打桩顶的原理进行打桩施工，容易损坏桩体。

所述振动锤顶部设置有第二天线5，所述第二天线与所述夹具不在同一垂直线上，由此，所述移动平台上还设置有控制系统，地面上设置有基站，所述控制系统与所述第一天线9、第二天线5以及地面基站通讯连接，从而形成GPS定位系统，高精度GPS定位系统通过两个GPS系统天线协调工作完成，其中GPS系统第一天线安装位于钻桅4侧面，GPS系统第二天线安装位于高频液压振动锤顶面平台处。GPS系统调试时需要根据两个天线位置和夹具中心店位置三个坐标进行平面内相对位置建模，将地形信息以及需要打桩点位置显示在控制系统中，打桩机工作时可以实时显示预制管桩中心点坐标，从而实行智能化的光伏管桩的打桩。另外，GPS系统第二天线安装在高频液压振动锤上面，同时负责实时监测管桩顶部的标高，从而实现对光伏基础打桩作业的平面位置，桩顶标高和倾角的精准控制。

另一实施例中，本发明的光伏打桩机可以在现有的履带式旋挖钻机的基础上进行改制，去掉原有旋挖钻机上的旋挖钻头部分，改成高频液压振动锤6，与主卷扬系统3通过钢丝绳7连接，夹具8与高频液压振动锤6通过螺栓连接，从而本发明的打桩机可以满足混凝土管桩基础和钢桩基础施工，打桩应用范围更广，同时，结合成熟的智能引导控制系统使用GNSS定位技术、传感器技术和软件技术，将GPS/BDS的高精度智能引导控制系统应用于光伏打桩机，实现GPS高精度光伏基础打桩作业，本实施例中，打桩机采用GPS定位系统，实现了全自动定位功能，省去了桩基础点位前期放线的工作，平面内的打桩精度达到10mm，管桩的标高精度可以达到20mm，相对于旧式打桩机需要前期专业的测绘人员进行放线工作，有效节省了人力支出，同时提高了打桩效率，并且相对于旧式打桩机平面内和标高的打桩精度为30～50mm，本发明的打桩精度显著得到提升。同时，通过高精度智能引导控制打桩过程，无需人员来引导作业，打桩机可以夜间作业，实现24h全天候作业，大大提升了作业效率，有效缩短了工期，而旧式打桩机只能白天作业。

另一种实施例中，光伏打桩机的所述钻桅外侧壁上垂直开设有滑轨，所述滑轨上设置有滑块，所述滑块限制在所述滑轨上移动，所述滑块的外侧壁与所述振动锤固定，也就是说振动锤通过滑块与滑轨与所述钻桅滑动连接，同时，在所述钻桅的上端设置有主卷扬系统3和副卷扬系统2，所述主卷扬系统通过钢丝绳与振动锤上端连接，打桩时，通过控制主卷扬系统来控制振动锤的高度位置，振动锤通过滑块限制在所述钻桅上垂直上下移动，来调整管桩的高度位置，并进行打桩操作，所述副卷扬系统通过钢丝绳与所述管桩连接，管桩安装时，所述副卷扬系统将管桩吊装到振动锤下端，使得管桩上端与夹具对接，实现管桩与振动锤的固定，在打桩过程中，管桩保持与副卷扬系统连接，一方面用来加强管桩与振动锤的连接稳定性，防止从夹具上脱落，另一方面，减小管桩在打桩过程中的晃动，提高打桩精度。

本实施例中的振动锤垂直运动在所述钻桅上，高度方向上的移动路径即为所述钻桅的高度，可移动范围更大，从而本实施例中的打桩机适用桩长可达11.5m，相对于旧式打桩机施工长度为6米左右，提高了可进行打桩的光伏管桩打桩长度。

同时，打桩机具有卷扬加压、提升功能，主卷扬系统配合高频液压振动锤，施加在管桩上的加压力、提拔力可达到8t，加压、提升速度可调，最大可达0.85m/s，而相对于旧式打桩机拔桩工作困难繁琐，本发明的打桩机打桩效率更高。

另一种实施例中，所述滑轨上部的所述钻桅上套设有弹簧，用于进一步提高振动锤的下压力，提高打桩下压力和打桩效率，所述弹簧的上端固定在所述钻桅的顶部，弹簧下端为自由端，同时所述弹簧处于所述滑块的移动路径上，当振动锤通过主卷扬机上升到钻桅上端时，滑块压缩弹簧，当振动锤向下移动打桩时，弹簧释放，提高振动锤的下行速度和下压力，进一步提高了打桩效率。

另一种实施例中，所述钻桅下部设置有若干个拉簧，所述拉簧的下端与所述钻桅底部连接，所述拉簧的上端与滑块底部连接，所述拉簧自然状态时，拉簧的上端不超过所述滑轨的最下端，避免阻碍打桩的下行过程，所述拉簧与钻桅平行，拉簧用于进一步提高振动锤的下压力，提高打桩下压力和打桩效率，所述拉簧处于所述滑块的移动路径上，当振动锤通过主卷扬机上升到钻桅上端时，滑块拉伸拉簧，当振动锤向下移动打桩时，拉簧回缩，提高振动锤的下行速度和下压力，进一步提高了打桩效率。

另一种实施例中，所述滑块上开设有垂直开设有滑槽，所述滑槽卡设在所述滑轨上移动，所述滑槽内壁上设置有减震垫，用于减少吸收打桩过程中管桩与地面碰撞产生的震动，进而减少打桩机本体的震动，一方面提高了乘坐的舒适性，同时打桩点不易因震动而偏离，提高打桩精度，所述减震垫的外壁上固定有导靴，所述导靴限制在所述滑轨上移动导靴起到了很好的导向作用，减小滑块在滑轨上的摩擦阻力。

由上所述，本发明的打桩机结合成熟的智能引导控制系统，打桩机采用GPS定位系统，实现了全自动定位功能，省去了桩基础点位前期放线的工作，实现GPS定位高精度高效率光伏打桩工作，平面内打桩精度达到10mm，标高精度达到20mm，而旧式打桩机需要前期专业的测绘人员进行放线工作，且平面内和标高精度为30-50mm；同时，打桩机可以满足混凝土管桩基础和钢桩基础施工，适用桩长可达11.5m；而旧式打桩机施工长度为6米左右；进一步的，打桩机可以夜间作业，实现24h全天候作业，大大提升了作业效率；而旧式打桩机只能白天作业；并且，打桩机具有卷扬加压、提升功能，加压力、提拔力为8t，加压、提升速度可调，最大可达0.85m/s；而旧式打桩机拔桩工作困难繁琐；最后，打桩机使用夹持的方式对桩基础端部进行固定，大大提升了锤击力，锤击力可达48t，满足不同土质状况的项目施工；而旧式打桩机利用高频击打桩顶的原理进行打桩施工，容易损坏桩体。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种具有高精度定位的光伏打桩机，其特征在于，包括：

移动平台，其上设置有旋转机构；

钻桅，其设置在所述旋转机构上，所述钻桅上设置有第一天线；

振动锤，其垂直滑动设置在所述钻桅上，所述振动锤为高频液压振动锤，所述振动锤下端设置有用于固定管桩的夹具，所述振动锤顶部设置有第二天线，所述第二天线与所述夹具不在同一垂直线上。

2.如权利要求1所述的具有高精度定位的光伏打桩机，其特征在于，所述移动平台为履带式移动平台，所述旋转机构360°自由转动设置在所述移动平台上。

3.如权利要求2所述的具有高精度定位的光伏打桩机，其特征在于，所述钻桅垂直设置在所述旋转机构上，所述第一天线设置在所述钻桅的侧壁上。

4.如权利要求3所述的具有高精度定位的光伏打桩机，其特征在于，所述钻桅外侧壁上垂直开设有滑轨，所述滑轨上设置有滑块，所述滑块限制在所述滑轨上移动，所述滑块的外侧壁与所述振动锤固定。

5.如权利要求4所述的具有高精度定位的光伏打桩机，其特征在于，所述钻桅的上端设置有主卷扬系统和副卷扬系统，所述主卷扬系统通过钢丝绳与振动锤上端连接，所述副卷扬系统通过钢丝绳与所述管桩连接。

6.如权利要求5所述的具有高精度定位的光伏打桩机，其特征在于，所述夹具通过螺栓与所述振动锤连接，所述夹具的夹口朝下开设，所述管桩上端垂直夹设在所述夹口中，所述管桩的上端通过所述夹具抵顶所述振动锤的下端面。

7.如权利要求6所述的具有高精度定位的光伏打桩机，其特征在于，所述移动平台上还设置有控制系统，所述控制系统与所述第一天线、第二天线以及地面基站通讯连接。

8.如权利要求7所述的具有高精度定位的光伏打桩机，其特征在于，所述滑轨上部的所述钻桅上套设有弹簧，所述弹簧的上端固定在所述钻桅的顶部，且所述弹簧处于所述滑块的移动路径上。

9.如权利要求7所述的具有高精度定位的光伏打桩机，其特征在于，所述钻桅下部设置有若干个拉簧，所述拉簧的下端与所述钻桅底部连接，所述拉簧的上端与滑块底部连接，所述拉簧自然状态时，拉簧的上端不超过所述滑轨的最下端。

10.如权利要求7所述的具有高精度定位的光伏打桩机，其特征在于，所述滑块上开设有垂直开设有滑槽，所述滑槽卡设在所述滑轨上移动，所述滑槽内壁上设置有减震垫，所述减震垫的外壁上固定有导靴，所述导靴限制在所述滑轨上移动。