CN109183877B - 一种用于沟渠施工的挖掘成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于沟渠施工的挖掘成型装置，包括车体，车体的前端设有挖掘机构，车体的后端设有浇筑机构；挖掘机构包括固定在车体上的支撑柱，第一连接杆一端可转动的固定在支撑部上、第一连接杆的另一端可转动的连接在挖斗组件上，第一液压缸可转动的固定在支撑柱上、位于第一连接杆的下方，第一液压缸的推杆与第一连接杆相连接；浇筑机构包括斗框，斗框中设有两组送料机构，两组送料机构镜像设置；本发明实现了沟渠的一次性开挖，直接成型，同时混凝土直接浇筑，施工速度快，节省工期和成本。

Description

一种用于沟渠施工的挖掘成型装置

技术领域

本发明涉及一种挖掘成型装置，特别涉及一种用于沟渠施工的挖掘成型装置。

背景技术

排水沟渠开挖施工技术及机械设备在国内外样式较多。目前根据现有施工技术进行分析：工程中，排水沟渠开挖施工多采用传统的施工工艺进行施工，利用人工配合机械进行开挖沟槽，开挖完成一段，施工一段，完成后再进行下一段施工。该传统方法施工工序繁杂，挖掘机在前面进行开挖沟槽，人工配合在后面进行清底、修整沟槽边坡。由于人工施工效率低，增加了排水沟槽施工工期且人工施工质量不易控制，施工完成后，排水沟槽结构尺寸难以得到保证，导致沟槽施工成型后，沟槽结构整体线形效果差，难以达到现场文明施工的要求。

专利CN201621207731.4公开了一种快速开挖成型挖斗，主要用于各类排水沟渠如矩形、倒梯形、倒三角形、U型沟槽或农田灌溉沟渠的一次性快速开挖施工，所述成型挖斗主要由料斗和设置于料斗上方的连接装置组成。所述成型挖斗的开挖口与将开挖的沟槽横截面一致，有效地实现一次性快速开挖成型。在料斗顶部左右两边分别设置超出料斗边缘的挡料板，可确保开挖的沟槽顶部边缘一致，保证施工成型的排水沟槽线形整体、美观。在料斗内部设置竖向的肋板，可减小成型挖斗受到的阻力，防止变形。

专利CN201020538812.9公开了一种自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机，由掘进机和衬砌装置构成，掘进机由行走履带、掘进筒、输送筒、传送筒、减速器、绞土叶片等构成。衬砌装置由料斗、导向滑模、成形滑模、压边板、分料板和翼板构成。该机通过掘进机前端的绞土叶片和切土盘对地面进行U型沟渠掘进作业，挖掘的土方通过输送筒送至沟渠的一侧，所挖沟渠的深度可调；成形后的沟渠再由后端的衬砌装置完成防渗衬砌作业，使沟渠挖掘和防渗衬砌在一台机器上完成。该机所挖沟渠底面平整、断面标准，工作效率高，解决了现有机械所挖的沟渠深浅不一，衬砌层不密实，无法在沟渠弯角处衬砌作业的问题，适用于工农业生产中的沟渠开挖作业。

上述的装置操作繁琐，稳定性不佳，适用性和可调节性不强。

发明内容

本发明针对上述问题提出了一种用于沟渠施工的挖掘成型装置，实现了沟渠的一次性开挖，直接成型，同时混凝土直接浇筑，施工速度快，节省工期和成本。

具体的技术方案如下：

一种用于沟渠施工的挖掘成型装置，包括车体，车体的前端设有挖掘机构，车体的后端设有浇筑机构；

挖掘机构包括固定在车体上的支撑柱，第一连接杆一端可转动的固定在支撑柱上、第一连接杆的另一端可转动的连接在挖斗组件上，第一液压缸可转动的固定在支撑柱上、位于第一连接杆的下方，第一液压缸的推杆与第一连接杆相连接；

挖斗组件包括背板，背板的两侧分别铰接固定一个侧板，每个侧板的内壁上固定一个挖斗，第一连接杆的另一端固定在背板上；

挖斗包括挖斗后端和挖斗前端，挖斗后端为长方体结构，挖斗前端的上下两侧倾斜设置、使挖斗前端的截面形状呈梯形结构，挖斗后端上设有电动推杆，电动推杆与设置在挖斗后端中的推板相连接，推板为可伸缩板，电动推杆推动推板在挖斗中进行移动；

两个挖斗相接触的一侧壁上分别设有一个永磁铁，两个永磁铁的极性相反；

支撑柱与挖斗组件的背板之间还设有两个第二液压缸，第二液压缸设置在第一连接杆的上方，第二液压缸的固定端可转动的固定在支撑柱上、第二液压缸的推杆可转动的固定挖斗组件上；第二液压缸的固定端上固定一个第一支撑架，第二液压缸的推杆上固定一个第二支撑架；

第一支撑架上可转动的设有一个第二连接杆，第二连接杆与第二液压缸垂直设置，第二连接杆的中间焊接固定一个传动齿轮，传动齿轮的两侧分别设有第一外螺纹和第二外螺纹，第一外螺纹和第二外螺纹的螺纹方向相反，第一外螺纹和第二外螺纹上分别通过螺纹配合的套设一个滑块，每个滑块上分别固定一个第三液压缸，两个第三液压缸的推杆分别与两个挖斗相连接；

第二支撑架上设有齿板，齿板与传动齿轮对应设置、且可与传动齿轮相啮合；

浇筑机构包括斗框，斗框中设有两组送料机构，两组送料机构镜像设置。

进一步的，送料机构包括中空的套筒，套筒通过第一支架可转动的固定在斗框的底部，螺纹杆的一端穿过套筒设置在斗框的外部、与刮板组件相连接，螺纹杆的另一端设置转杆；

刮板组件包括弹簧杆和刮板，弹簧杆的一端焊接固定在套筒上、弹簧杆的另一端可转动的固定在刮板上，螺纹杆插入式的设置在弹簧杆的第一通道中，刮板上设有出料口，螺纹杆通过第二通道与出料口相连接；

斗框的侧壁上设有第二支架，推杆竖直且可移动的设置在第二支架上，推杆的底部可转动的固定在套筒上；

第二支架的上方设有电机，电机的输出轴上设有联动杆，联动杆上设有凸轮，凸轮对应设置在推杆的上方，凸轮的外壁设有拨杆，拨杆通过第二联动杆与设置在螺纹杆上的转杆相连接。

进一步的，第二液压缸与第一连接杆平行设置。

进一步的，推板包括推板主体，推板主体的上下两端分别设有一个延伸板，延伸板通过导向杆可移动的设置在延伸板上，导向杆上套设第一弹簧，延伸板与推板主体之间设有伸缩套。

进一步的，弹簧杆包括相互套设的两个弹簧杆体，两个弹簧杆体的外壁上套设第二弹簧。

本发明的施工方法为：

(1)将车体布设在需要进行水渠开挖的处；

(2)通过第一液压缸控制第一连杆运动和第二液压缸两者的共同控制将挖斗组件进行铲土，之后第二液压缸和第三液压缸同步收缩，此时挖斗组件内的土方被带起，当第二液压缸不断收缩使齿板与传动齿轮开始啮合时；

(3)齿板不断向上运动带动齿轮旋转使第二连接杆不断旋转，这样两个第三液压缸便在第二连接杆上面不断外移，使两个挖斗随侧板向两侧旋转，在此过程中，由于第二液压缸不断收缩，这样挖斗便不断下斜，将挖斗内的土方倒掉，完成了沟渠中心土方向两侧转移的过程；挖斗在倾倒土方的过程中，电动推杆推动推板移动以辅助推土，推板的高度根据挖斗后端的高度进行增加或减小；

(4)不断重复步骤(2)和(3)，完成了沟渠开挖的过程，形成了沟渠；

(5)基于步骤(4)，通过混凝土泵车不断向斗框内供应混凝土，通过电机带动联动杆旋转，带动凸轮和拨杆运动，此时套筒以第一支架为支点，通过凸轮下压将推杆下压推动套筒下压，从而实现套筒便不断进行上下摆动，与此同时，拨杆通过旋转也带动螺纹杆旋转，将斗框内的混凝土输送到出浆口排出到沟渠上，通过刮板不断摆动进行初步刮平，刮均；

(6)不断重复步骤(5)，对沟渠进行浇筑混凝土作业，知道施工完成为止。

本发明的有益效果为：

本发明利用合理的结构设计，实现了沟渠的一次性开挖，直接成型，同时混凝土直接浇筑，施工速度快，节省工期和成本，适合推广使用。

附图说明

图1为本发明结构图。

图2为本发明的侧视图。

图3为图1中A部分放大图。

图4为图1中B部分放大图。

图5为挖斗组件正视图。

图6为挖斗组件剖视图。

图7为推板剖视图。

图8为浇筑机构结构图。

图9为浇筑机构剖视图。

图10为套筒、螺杆和刮板组件组合状态剖视图。

图11为螺杆和刮板组件组合状态结构图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

附图标记

车体1、挖掘机构2、浇筑机构3、支撑柱4、第一连接杆5、挖斗组件6、第一液压缸7、背板8、侧板9、挖斗10、挖斗后端11、挖斗前端12、电动推杆13、推板14、永磁铁15、第二液压缸16、第一支撑架17、第二支撑架18、第二连接杆19、传动齿轮20、第一外螺纹21、第二外螺纹22、滑块23、第三液压缸24、齿板25、斗框26、送料机构27、套筒28、第一支架29、螺纹杆30、刮板组件31、弹簧杆32、刮板33、第二通道35、第二支架36、推杆37、电机38、联动杆39、凸轮40、拨杆41、第二联动杆42、推板主体43、延伸板44、导向杆45、第一弹簧46、伸缩套47、弹簧杆体48、第二弹簧49、出料口50、转杆51。

如图所示一种用于沟渠施工的挖掘成型装置，包括车体1，车体的前端设有挖掘机构2，车体的后端设有浇筑机构3；

挖掘机构包括固定在车体上的支撑柱4，第一连接杆5一端可转动的固定在支撑柱上、第一连接杆的另一端可转动的连接在挖斗组件6上，第一液压缸7可转动的固定在支撑柱上、位于第一连接杆的下方，第一液压缸的推杆与第一连接杆相连接；

挖斗组件包括背板8，背板的两侧分别铰接固定一个侧板9，每个侧板的内壁上固定一个挖斗10，第一连接杆的另一端固定在背板上；

挖斗包括挖斗后端11和挖斗前端12，挖斗后端为长方体结构，挖斗前端的上下两侧倾斜设置、使挖斗前端的截面形状呈梯形结构，挖斗后端上设有电动推杆13，电动推杆与设置在挖斗后端中的推板14相连接，推板为可伸缩板，电动推杆推动推板在挖斗中进行移动；

两个挖斗相接触的一侧壁上分别设有一个永磁铁15，两个永磁铁的极性相反；

支撑柱与挖斗组件的背板之间还设有两个第二液压缸16，第二液压缸设置在第一连接杆的上方，第二液压缸的固定端可转动的固定在支撑柱上、第二液压缸的推杆可转动的固定挖斗组件上；第二液压缸的固定端上固定一个第一支撑架17，第二液压缸的推杆上固定一个第二支撑架18；

第一支撑架上可转动的设有一个第二连接杆19，第二连接杆与第二液压缸垂直设置，第二连接杆的中间焊接固定一个传动齿轮20，传动齿轮的两侧分别设有第一外螺纹21和第二外螺纹22，第一外螺纹和第二外螺纹的螺纹方向相反，第一外螺纹和第二外螺纹上分别通过螺纹配合的套设一个滑块23，每个滑块上分别固定一个第三液压缸24，两个第三液压缸的推杆分别与两个挖斗相连接；

第二支撑架上设有齿板25，齿板与传动齿轮对应设置、且可与传动齿轮相啮合；

浇筑机构包括斗框26，斗框中设有两组送料机构27，两组送料机构镜像设置。

进一步的，送料机构包括中空的套筒28，套筒通过第一支架29可转动的固定在斗框的底部，螺纹杆30的一端穿过套筒设置在斗框的外部、与刮板组件31相连接，螺纹杆的另一端设置转杆51；

刮板组件包括弹簧杆32和刮板33，弹簧杆的一端焊接固定在套筒上、弹簧杆的另一端可转动的固定在刮板上，螺纹杆插入式的设置在弹簧杆的第一通道中，刮板上设有出料口50，螺纹杆通过第二通道35与出料口50相连接；

斗框的侧壁上设有第二支架36，推杆37竖直且可移动的设置在第二支架上，推杆的底部可转动的固定在套筒上；

第二支架的上方设有电机38，电机的输出轴上设有联动杆39，联动杆上设有凸轮40，凸轮对应设置在推杆的上方，凸轮的外壁设有拨杆41，拨杆通过第二联动杆42与设置在螺纹杆上的转杆相连接。

进一步的，第二液压缸与第一连接杆平行设置。

进一步的，推板包括推板主体43，推板主体的上下两端分别设有一个延伸板44，延伸板通过导向杆45可移动的设置在延伸板上，导向杆上套设第一弹簧46，延伸板与推板主体之间设有伸缩套47。

进一步的，弹簧杆包括相互套设的两个弹簧杆体48，两个弹簧杆体的外壁上套设第二弹簧49。

本发明的施工方法为：

(1)将车体布设在需要进行水渠开挖的处；

(2)通过第一液压缸控制第一连杆运动和第二液压缸两者的共同控制将挖斗组件进行铲土，之后第二液压缸和第三液压缸同步收缩，此时挖斗组件内的土方被带起，当第二液压缸不断收缩使齿板与传动齿轮开始啮合时；

(3)齿板不断向上运动带动齿轮旋转使第二连接杆不断旋转，这样两个第三液压缸便在第二连接杆上面不断外移，使两个挖斗随侧板向两侧旋转，在此过程中，由于第二液压缸不断收缩，这样挖斗便不断下斜，将挖斗内的土方倒掉，完成了沟渠中心土方向两侧转移的过程；挖斗在倾倒土方的过程中，电动推杆推动推板移动以辅助推土，推板的高度根据挖斗后端的高度进行增加或减小；

(4)不断重复步骤(2)和(3)，完成了沟渠开挖的过程，形成了沟渠；

(5)基于步骤(4)，通过混凝土泵车不断向斗框内供应混凝土，通过电机带动联动杆旋转，带动凸轮和拨杆运动，此时套筒以第一支架为支点，通过凸轮下压将推杆下压推动套筒下压，从而实现套筒便不断进行上下摆动，与此同时，拨杆通过旋转也带动螺纹杆旋转，将斗框内的混凝土输送到出浆口排出到沟渠上，通过刮板不断摆动进行初步刮平，刮均；

(6)不断重复步骤(5)，对沟渠进行浇筑混凝土作业，知道施工完成为止。

Claims (5)

1.一种用于沟渠施工的挖掘成型装置，其特征为，包括车体，车体的前端设有挖掘机构，车体的后端设有浇筑机构；

挖掘机构包括固定在车体上的支撑柱，第一连接杆一端可转动的固定在支撑柱上、第一连接杆的另一端可转动的连接在挖斗组件上，第一液压缸可转动的固定在支撑柱上、位于第一连接杆的下方，第一液压缸的推杆与第一连接杆相连接；

挖斗组件包括背板，背板的两侧分别铰接固定一个侧板，每个侧板的内壁上固定一个挖斗，第一连接杆的另一端固定在背板上；

挖斗包括挖斗后端和挖斗前端，挖斗后端为长方体结构，挖斗前端的上下两侧倾斜设置、使挖斗前端的截面形状呈梯形结构，挖斗后端上设有电动推杆，电动推杆与设置在挖斗后端中的推板相连接，推板为可伸缩板，电动推杆推动推板在挖斗中进行移动；

两个挖斗相接触的一侧壁上分别设有一个永磁铁，两个永磁铁的极性相反；

支撑柱与挖斗组件的背板之间还设有两个第二液压缸，第二液压缸设置在第一连接杆的上方，第二液压缸的固定端可转动的固定在支撑柱上、第二液压缸的推杆可转动的固定挖斗组件上；第二液压缸的固定端上固定一个第一支撑架，第二液压缸的推杆上固定一个第二支撑架；

第一支撑架上可转动的设有一个第二连接杆，第二连接杆与第二液压缸垂直设置，第二连接杆的中间焊接固定一个传动齿轮，传动齿轮的两侧分别设有第一外螺纹和第二外螺纹，第一外螺纹和第二外螺纹的螺纹方向相反，第一外螺纹和第二外螺纹上分别通过螺纹配合的套设一个滑块，每个滑块上分别固定一个第三液压缸，两个第三液压缸的推杆分别与两个挖斗相连接；

第二支撑架上设有齿板，齿板与传动齿轮对应设置、且可与传动齿轮相啮合；

浇筑机构包括斗框，斗框中设有两组送料机构，两组送料机构镜像设置。

2.如权利要求1所述的一种用于沟渠施工的挖掘成型装置，其特征为，送料机构包括中空的套筒，套筒通过第一支架可转动的固定在斗框的底部，螺纹杆的一端穿过套筒设置在斗框的外部、与刮板组件相连接，螺纹杆的另一端设置转杆；

刮板组件包括弹簧杆和刮板，弹簧杆的一端焊接固定在套筒上、弹簧杆的另一端可转动的固定在刮板上，螺纹杆插入式的设置在弹簧杆的第一通道中，刮板上设有出料口，螺纹杆通过第二通道与出料口相连接；

斗框的侧壁上设有第二支架，推杆竖直且可移动的设置在第二支架上，推杆的底部可转动的固定在套筒上；

第二支架的上方设有电机，电机的输出轴上设有联动杆，联动杆上设有凸轮，凸轮对应设置在推杆的上方，凸轮的外壁设有拨杆，拨杆通过第二联动杆与设置在螺纹杆上的转杆相连接。

3.如权利要求1所述的一种用于沟渠施工的挖掘成型装置，其特征为，第二液压缸与第一连接杆平行设置。

4.如权利要求1所述的一种用于沟渠施工的挖掘成型装置，其特征为，推板包括推板主体，推板主体的上下两端分别设有一个延伸板，延伸板通过导向杆可移动的设置在延伸板上，导向杆上套设第一弹簧，延伸板与推板主体之间设有伸缩套。

5.如权利要求1所述的一种用于沟渠施工的挖掘成型装置，其特征为，弹簧杆包括相互套设的两个弹簧杆体，两个弹簧杆体的外壁上套设第二弹簧。

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