CN109338859B - 适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置，旋入式挂线桩包括圆柱状的外壳、设置于外壳内的圆柱状同轴定位座和设置于外壳与定位座之间的滚动轴承，外壳外侧壁上设有用于破土的螺旋和用于与安装装置配合的驱动凸台，滚动轴承的内圈沿轴向固定外套于定位座上，安装装置包括三角操作平台、螺杆、行星轮、太阳轮套筒、三角行星架、驱动电机Ⅰ、螺杆沿竖向垂直固定于三角操作平台的底部，三角行星架的中部以及三个角分别设有轴承Ⅰ和轴承Ⅱ，轴承Ⅱ的内圈外套于螺杆上且内圈内侧设有与螺杆配合的螺纹，轴承Ⅱ的内圈向下延伸形成驱动圈，驱动电机Ⅰ的输出轴适形穿过轴承Ⅰ并同轴固定于太阳轮套筒顶部。

Description

适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置

技术领域

本发明涉及市政施工领域，特别涉及一种适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置。

背景技术

随着建筑行业的蓬勃发展，国家对于建筑施工质量的要求越发严格，而路面平整度作为市政道路建设质量的衡量标准之一，其重要性不可忽视，而挂线式摊铺是现如今路面施工中最常用的施工方法，但是传统挂线式摊铺先是通过人工进行打桩，进而根据每个桩的测量摊铺高程数据用刻度尺进行手动调节，然后再进行挂线，这种方式具有很大弊端，第一、费时费力、效率低下、精确度低、人工成本投入巨大，而且还常常受人为因素影响导致施工质量不合格，造成不必要的经济损失，第二、针对于特殊地质施工(例如冻土或硬土)，由于土质较坚硬，人工很难将挂线桩打入路床，导致施工无法进行。

因此，急需开发一种挂线装置，不仅能提高挂线效率和精确度，减少人工和时间投入，有效规避人为因素影响，保证施工质量，避免不必要的经济损失，而且还能无视特殊地质影响，方便快捷的将挂线桩打入路床中，确保施工正常进行。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置，不仅能提高挂线效率和精确度，而且还能减少人工和时间投入，有效规避人为因素影响，保证施工质量，避免不必要的经济损失，而且还能无视特殊地质影响，方便快捷的将挂线桩打入路床中，确保施工正常进行。

本发明的一种适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置，所述旋入式挂线桩包括圆柱状的外壳、设置于外壳内的圆柱状同轴定位座和设置于外壳与定位座之间的滚动轴承，所述外壳外侧壁上设有用于破土的螺旋和用于与安装装置配合的驱动凸台，所述驱动凸台位于螺旋上方，所述驱动凸台包括多个并沿外壳周向均匀分布，所述滚动轴承的内圈沿轴向固定外套于定位座上，所述滚动轴承外圈的外侧适形贴合于外壳的内侧并固定连接，所述安装装置包括三角操作平台、螺杆、行星轮、太阳轮套筒、三角行星架、驱动电机Ⅰ、所述螺杆包括三根，沿竖向垂直固定于三角操作平台的底部并均匀分布于三角平台的三端，所述三角行星架的中部以及三个角分别设有轴承Ⅰ和轴承Ⅱ，所述轴承Ⅱ的内圈外套于螺杆上且内圈内侧设有与螺杆配合的螺纹，所述轴承Ⅱ的内圈向下延伸形成驱动圈，所述行星轮固定套接于驱动圈上，所述太阳轮套筒的外侧壁设有与行星轮相啮合的驱动齿，所述驱动齿位于太阳轮套筒的上端，所述太阳轮套筒的底部设有与驱动凸台配合的凹槽，所述驱动电机Ⅰ的输出轴适形穿过轴承Ⅰ并同轴固定于太阳轮套筒顶部，所述驱动电机Ⅰ的输出轴的轴身与轴承Ⅰ的内圈固定连接。

进一步，所述旋入式挂线桩包括沿竖向单自由度滑动内套于定位座的中空的升降柱、用于驱动升降柱上下运动的升降驱动机构和控制升降驱动机构进行高度调节的控制模块。

进一步，所述升降柱的顶端设置有对升降柱轴向下移时进行限位的限位密封盘，所述限位密封盘的侧面沿周向设置有环形收纳槽。

进一步，所述升降驱动机构包括设置于定位座内的驱动电机Ⅱ和转动设置于定位座内且齿轮轴与驱动电机Ⅱ的输出轴传动配合的驱动齿轮，所述升降柱的外缘沿轴向形成与驱动齿轮啮合的条形齿，所述驱动电机Ⅱ通过驱动驱动齿轮转动进而控制升降柱的高度。

进一步，还包括转动设置于定位座内的从动齿轮，所述从动齿轮与驱动齿轮沿升降柱的轴向对称布置且从动齿轮与设置于升降柱外缘的另一条形齿啮合。

进一步，所述控制模块包括电机控制器和信号线，所述电机控制器设置于限位密封盘内，所述电机控制器具有接受信号的输入端和输出信号的输出端Ⅰ，所述信号线设置于升降柱内且两端分别与输出端Ⅰ和驱动电机Ⅱ电连接。

进一步，所述信号线位于升降柱内的部分成螺旋状。

进一步，所述输入端的上沿与限位密封盘的上表面齐平。

本发明的有益效果：本发明的一种适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置，通过外壳在安装装置的驱动下旋转，破土螺旋在旋转的过程中对硬土或冻土进行切削，从而方便快捷的将挂线桩钻入路床中，确保施工正常进行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的旋入式挂线桩的剖视图；

图2为本发明的旋入式挂线桩的正视图；

图3为本发明的旋入式挂线桩的后视图；

图4为本发明的旋入式挂线桩的俯视剖视图；

图5为本发明的安装装置的结构示意图；

图6为本发明的安装装置的A处局部放大图。

图7为本发明的安装装置的俯视图；

图8为本发明的安装装置的C-C的剖视图；

图9为本发明与导线及微型计算机的连接示意图。

具体实施方式

图1为本发明的旋入式挂线桩的剖视图，图2为本发明的旋入式挂线桩的正视图，图3为本发明的旋入式挂线桩的后视图，图4为本发明的旋入式挂线桩的俯视剖视图，图5为本发明的安装装置的结构示意图，图6为本发明的安装装置的A处局部放大图，图7为本发明的安装装置的俯视图，图8为本发明的安装装置的C-C的剖视图，图9为本发明与导线及微型计算机的连接示意图，如图所示：本实施例的一种适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置，所述旋入式挂线桩1包括圆柱状的外壳5、设置于外壳5内的圆柱状同轴定位座6和设置于外壳5与定位座6之间的滚动轴承7，所述外壳5外侧壁上设有用于破土的螺旋8和用于与安装装置2配合的驱动凸台9，所述驱动凸台9位于螺旋8上方，所述驱动凸台9包括多个并沿外壳5周向均匀分布，所述滚动轴承7的内圈沿轴向固定外套于定位座6上，所述滚动轴承7外圈的外侧适形贴合于外壳5的内侧并固定连接，针对与特殊地质(硬土或冻土)施工，由于土质坚硬，传统挂线方式通过人工很难将挂线桩打入路床内，即使能打入路床内，也十分耗费人力和时间成本，影响或拖慢施工的正常进行，而本发明通过安装装置2驱动驱动凸台9从而带动外壳5旋转，所述破土螺旋8在旋转的过程中对硬土或冻土进行切削，从而方便快捷的将挂线桩钻入路床中，不仅省时省力，而且还能不影响施工正常进行，所述安装装置2包括三角操作平台10、螺杆11、行星轮12、太阳轮套筒13、三角行星架14、驱动电机Ⅰ15、所述螺杆11包括三根，沿竖向垂直固定于三角操作平台10的底部并均匀分布于三角操作平台10的三端，所述三角行星架14的中部以及三个角分别设有轴承Ⅰ16和轴承Ⅱ17，所述轴承Ⅱ17的内圈外套于螺杆11上且内圈内侧设有与螺杆11配合的螺纹，所述轴承Ⅱ17的内圈向下延伸形成驱动圈18，所述行星轮12固定套接于驱动圈18上，所述太阳轮套筒13的外侧壁设有与行星轮12相啮合的驱动齿19，所述驱动齿19位于太阳轮套筒13的上端，所述太阳轮套筒13的底部设有与驱动凸台9配合的凹槽20，所述驱动电机Ⅰ15的输出轴适形穿过轴承Ⅰ16的内圈并同轴固定于太阳轮套筒13顶部,所述驱动电机Ⅰ15的输出轴的轴身与轴承Ⅰ16的内圈固定连接，所述螺杆11底部为棱锥状以便于更好插入路床实现定位，所述太阳轮套筒13与驱动凸台9均为磁性材料制成，所以当具体施工过程中，操作人员只需将旋入式挂线桩1顶端驱动凸台9适形卡入凹槽20内，在磁力的作用下，旋入式挂线桩1吸附于太阳轮套筒13内，然后打开驱动电机Ⅰ15，驱动电机Ⅰ15带动太阳轮套筒13旋转，进入外壳5旋转带动破土螺旋8对冻土或硬土进行切削，致使旋入式挂线桩1整体钻入路床，而且由于破土螺旋8的作用增大了旋入式挂线桩1与土质层的接触面积，从而提升了旋入式挂线桩1的抗拉拔性，避免了日常施工中由于人为因素造成的挂线桩被拔起或倾倒而导致的施工停顿，影响摊铺连续性，由于旋入式挂线桩1在破土螺旋8的作用下会不断下沉，为了保证太阳轮套筒13与旋入式挂线桩1紧密配合，所以太阳轮套筒13必须也要有一个与下沉深度相等的进给量，因此在本发明中，所述太阳轮套筒13在自转的过程中通过驱动齿19还会带动行星轮12旋转，所述行星轮12带动驱动圈18及Ⅱ的内圈旋转，通过丝杆作用，所述行星轮12向下移动，而由于轴承Ⅱ17与轴承Ⅰ16通过行星架14固定连接且驱动电机Ⅰ15的输出轴的轴身与轴承Ⅰ16的内圈固定连接，所以行星轮12在下移的过程中还会带动太阳轮套筒13同时下移，而这时只需要通过现有计算公式计算出下移进给量或下沉深度与行星轮12与太阳轮套筒13之间传动比的关系，就可以通过调整行星轮12与太阳轮套筒13之间的传动比进而保持下移进给量和下沉深度一致，从而实现太阳轮套筒13与旋入式挂线桩1的紧密配合，所述三角操作平台10内还设置有用于控制电机正反转的控制电路，此为现有技术，在此不再赘述，当施工结束后，操作人员可以通过控制电路控制驱动电机Ⅰ15反转，从而通过太阳轮套筒13将旋入式挂线桩1取出，所述旋入式挂线桩1以及其安装装置2还包括与之配套的具有数据传输功能的导线3和可将测量所得摊铺高程数据进行分类标记处理的微型计算机4，所述旋入式挂线桩1包括多个且沿路缘方向依次间隔插入路床，所述导线3连接于相邻旋入式挂线桩1之间，所述微型计算机4通过导线3与位于路床起始端的旋入式挂线桩1电连接并将标记数据输出，所述旋入式挂线桩1可对标记数据进行筛选截取，所述旋入式挂线桩1可根据所截取的标记数据自行调节高度并将其余数据传输给下一旋入式挂线桩1，所述导线3的内部设有可用于传输信号的光纤，但为了保证导线3的的韧性，所述导线3外层设置为钢丝编织层，在本实施方式中，施工人员可以将测量所得摊铺高程数据录入微型计算机4中，所述微型计算机4对测量摊铺高程数据进行分类标记处理，例如在每组测量摊铺高程数据后面均自动生成不同的后缀地址，然后所述微型计算机4将带有不同的后缀地址的测量摊铺高程数据通过导线3传递给旋入式挂线桩1，所述旋入式挂线桩1再根据不同后缀对所得测量摊铺高程数据进行筛选甄别，然后根据筛选出对应的测量摊铺高程数据进行高度调节并将筛选后的测量摊铺高程数据传递给下一个旋入式挂线桩1，依次类推，直至所有旋入式挂线桩1调节到最佳高度为止，然后施工人员就可指挥设备根据导线3进行精准摊铺，而传统的挂线摊铺时沿纵向每10米安插一个钢筋钉桩，然后人工根据测量摊铺高程数据手动依次用扎线将导线直接捆绑在钢筋钉桩上，或在钢筋钉桩上加装一个镙杆，将导线直接放在镙杆上，摊铺机的滑杆传感器沿着导线向前进行路面铺筑摊铺，由于控制高程的导线是捆绑在钢筋钉桩上，施工过程中，导线或螺杆容易上下滑动，影响高程控制和摊铺厚度，并且手动对每根钢筋钉桩进行高度调节，不仅人为误差可能性较大，而且费时费力，所以由此可见本发明不仅提高了挂线效率和精确度，而且还能减少人工和时间投入，有效规避人为因素影响，保证施工质量，避免不必要的经济损失。

本发明的有益效果：本发明的一种适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置，通过外壳在安装装置的驱动下旋转，破土螺旋在旋转的过程中对硬土或冻土进行切削，从而方便快捷的将挂线桩钻入路床中，确保施工正常进行。

本实施例中，所述旋入式挂线桩1包括沿竖向单自由度滑动内套于定位座6的中空的升降柱21、用于驱动升降柱21上下运动的升降驱动机构22和根据导线3所传信号控制升降驱动机构22进行高度调节的控制模块23，所述控制模块23可根据导线3所传标记后的测量摊铺高程数据进行进行筛选甄别，然后根据筛选出对应的测量摊铺高程数据控制升降驱动机构22对升降柱21的高度进行调节并将筛选后的测量摊铺高程数据传递给下一个旋入式挂线桩1中的控制模块23，依次类推，直至所有旋入式挂线桩1上升调节到最佳高度为止，然后施工人员就可指挥设备根据导线3进行精准摊铺，而当施工结束对旋入式挂线桩1进行回收时，施工人员可选择通过微型计算机4将标记后的测量摊铺高程数据的更改成负值，使控制模块23控制升降驱动机构22对升降柱21进行反向驱动，从而完成升降柱21的复位，然后再进行回收，当然也可以在回收旋入式挂线桩1时，手动推动升降柱21复位，两种方式可任意切换，具体视施工情况而定。

本实施例中，所述升降柱21的顶端设置对轴向下移时的升降柱21进行限位的限位密封盘24，所述限位密封盘24的作用包括两点，一、对升降柱21在回收复位时进行轴向限位，避免手动复位用力过大将升降柱21推入定位座6内部，导致下次使用时高度调节不准，二、当旋入式挂线桩1复位后，所述限位密封盘24还可以对升降柱21及定位座6内腔形成密封，避免杂质进入定位座6内腔损坏设备，从而延长设备的使用寿命。

本实施例中，所述限位密封盘24的侧面沿周向设置有环形收纳槽25，当施工结束后，施工人员可以将导线3缠绕在环形收纳槽25内，方便使用结束后的导线3进行整理收纳，方便下次使用。

本实施例中，所述升降驱动机构22包括设置于定位座6内的驱动电机Ⅱ26和转动设置于定位座6内且齿轮轴与驱动电机Ⅱ26的输出轴传动配合的驱动齿轮27，所述升降柱21的外缘沿轴向形成与驱动齿轮27啮合的条形齿28，所述驱动电机Ⅱ26通过驱动驱动齿轮27转动进而控制升降柱21的高度，所述定位座6可为正方体或圆柱结构，其内部沿竖向设置过孔29，升降柱21竖向穿过过孔29，所述过孔29的内壁设置有缺口，驱动齿轮27穿过缺口与升降柱21外圆的条形齿28啮合，所述升降柱21的外圆形成用于容纳驱动齿轮27的容纳槽30，驱动齿轮27的齿轮轴转动支撑安装于容纳槽30内，所述驱动电机Ⅱ26优选步进式电机，所述定位座6内还设置有与驱动电机Ⅱ26相配的蓄电池31，所述蓄电池31与驱动电机Ⅱ26电连接，所述蓄电池31还具有设置于定位座6外侧壁上的插头32，施工人员在施工结束后可通过插头32对蓄电池31进行充电，从而保证设备下次正常使用。

本实施例中，所述升降驱动机构22还包括转动设置于定位座6内的从动齿轮33，所述从动齿轮33与驱动齿轮27沿升降柱21的轴向对称布置且从动齿轮33与设置于升降柱21外缘的另一条形齿28啮合，这样设计是为了使驱动齿轮27与从动齿轮33配合对升降柱21形成夹持，利于升降柱21运动平衡稳定。

本实施例中，所述控制模块23包括电机控制器34和信号线35，所述电机控制器34设置于限位密封盘24内，所述电机控制器34具有输入端36、输出端Ⅰ37和输出端Ⅱ38，所述输入端36通过导线3与上一旋入式挂线桩1电连接，所述输出端Ⅱ38通过导线3与下一旋入式挂线桩1电连接，所述信号线35设置于升降柱21内且两端分别与输出端Ⅰ37和驱动电机Ⅱ26电连接，所述电机控制器34将输入端36接收而来的标记数据进行筛选甄别，然后将对应的标记数据通过信号线35传递给驱动电机Ⅱ26，从而控制升降柱21的高度调节，而输出端Ⅱ38则将筛选后的标记数据传递至下一个旋入式挂线桩1，以此类推，所述电机控制器34采用51单片机等现有控制器，在此不再赘述。

本实施例中，所述信号线35位于升降柱21内的部分成螺旋状，所述信号线35设计为螺旋状使其具有了一定延伸性和弹性，从而保证升降柱21在进行高度调节的过程中，所述信号线35也随之拉长，避免由于升降柱21上升过高将信号线35拉断，影响设备的正常使用,而且在升降柱21在下移复位的过程中，所述信号线35在自身弹力的作用下也随之复位，利于信号线35收纳。

本实施例中，所述输入端36的上沿与输出端Ⅱ38的上沿均与限位密封盘24的上表面齐平，这样设计的目的是为了避免导线3与限位密封盘24的上表面形成高度差，从而影响摊铺精度和摊铺机滑杆在导线3上滑行的平顺性和连续性，保证了施工质量，目前路面施工中当摊铺机滑杆走到钢筋钉桩处时需人工将传感器暂时关闭，再把传感器绕过钢筋钉桩后，再将滑杆传感器放在导线3上，然后开启滑杆传感器，避免滑杆传感器与挂线桩抵持导致滑杆打断，这样首先在钢筋钉桩处会影响摊铺的连续性，其次由于人为疏忽，常常会导致滑杆传感器打断，严重影响施工的高程控制，造成施工无法继续进行和不必要的经济损失，而本发明导线3的输入端36的上沿与输出端Ⅱ38的上沿均与限位密封盘24的上表面齐平，所以完全不存在滑杆传感器阻挡问题，保证了施工的连续性和平顺过渡，而且不用耗费人力实时监察，最大程度节省人力成本。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置，其特征在于：所述旋入式挂线桩包括圆柱状的外壳、设置于外壳内的圆柱状同轴定位座和设置于外壳与定位座之间的滚动轴承，所述外壳外侧壁上设有用于破土的螺旋和用于与安装装置配合的驱动凸台，所述驱动凸台位于螺旋上方，所述驱动凸台包括多个并沿外壳周向均匀分布，所述滚动轴承的内圈沿轴向固定外套于定位座上，所述滚动轴承外圈的外侧适形贴合于外壳的内侧并固定连接；

所述安装装置包括三角操作平台、螺杆、行星轮、太阳轮套筒、三角行星架、驱动电机Ⅰ，所述螺杆包括三根，沿竖向垂直固定于三角操作平台的底部并均匀分布于三角平台的三端，所述三角行星架的中部以及三个角分别设有轴承Ⅰ和轴承Ⅱ，所述轴承Ⅱ的内圈外套于螺杆上且内圈内侧设有与螺杆配合的螺纹，所述轴承Ⅱ的内圈向下延伸形成驱动圈，所述行星轮固定套接于驱动圈上，所述太阳轮套筒的外侧壁设有与行星轮相啮合的驱动齿，所述驱动齿位于太阳轮套筒的上端，所述太阳轮套筒的底部设有与驱动凸台配合的凹槽，所述驱动电机Ⅰ的输出轴适形穿过轴承Ⅰ并同轴固定于太阳轮套筒顶部，所述驱动电机Ⅰ的输出轴的轴身与轴承Ⅰ的内圈固定连接,所述旋入式挂线桩包括沿竖向单自由度滑动内套于定位座的中空的升降柱、用于驱动升降柱上下运动的升降驱动机构和控制升降驱动机构进行高度调节的控制模块。

2.根据权利要求1所述的适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置，其特征在于：所述升降柱的顶端设置有对升降柱轴向下移时进行限位的限位密封盘，所述限位密封盘的侧面沿周向设置有环形收纳槽。

3.根据权利要求1所述的适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置，其特征在于：所述升降驱动机构包括设置于定位座内的驱动电机Ⅱ和转动设置于定位座内且齿轮轴与驱动电机Ⅱ的输出轴传动配合的驱动齿轮，所述升降柱的外缘沿轴向形成与驱动齿轮啮合的条形齿，所述驱动电机Ⅱ通过驱动驱动齿轮转动进而控制升降柱的高度。

4.根据权利要求3所述的适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置，其特征在于：所述旋入式挂线桩还包括转动设置于定位座内的从动齿轮，所述从动齿轮与驱动齿轮沿升降柱的轴向对称布置且从动齿轮与设置于升降柱外缘的另一条形齿啮合。

5.根据权利要求1所述的适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置，其特征在于：所述控制模块包括电机控制器和信号线，所述电机控制器设置于限位密封盘内，所述电机控制器具有接受信号的输入端和输出信号的输出端Ⅰ，所述信号线设置于升降柱内且两端分别与输出端Ⅰ和驱动电机Ⅱ电连接。

6.根据权利要求5所述的适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置，其特征在于：所述信号线位于升降柱内的部分成螺旋状。

7.根据权利要求6所述的适用于硬土施工的旋入式挂线桩及其安装装置，其特征在于：所述输入端的上沿与限位密封盘的上表面齐平。

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