CN110566148B - 一种钻斗和旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钻斗和旋挖钻机，涉及工程机械技术领域，包括：连接部与钻杆连接；筒体包括相互对合的第一半筒体和第二半筒体，第一半筒体与连接部铰接，第二半筒体与连接部连接；第一连接杆和第二连接杆的端部相连，同时，第一连接杆的另一端与第一半筒体的内壁连接，第二连接杆的另一端可以与动力头压盘连接。即通过第二连接杆到第一连接杆再到第一半筒体形成杠杆结构，当动力头压盘相对于钻杆产生相对位移时，驱动第二连接杆相对筒体产生相对运动，继而带动第一连接杆运动，推动第一半筒体朝向远离第二半筒体的方向转动，完成卸土。

Description

一种钻斗和旋挖钻机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体而言，涉及一种钻斗和旋挖钻机。

背景技术

在基础设施施工过程中，通常需要进行钻孔施工，随着科技的进步，自动化程度的提高，一般使用旋挖钻机完成钻孔施工。旋挖钻机是一种综合性的钻机，其可以配合多种不同类型的钻斗满足不同地层的钻孔需求。也因此，旋挖钻机得到了较为广泛的应用。

钻斗在随旋挖钻机的驱动钻杆旋转下压而持续钻进的过程中，同时还将土屑通过钻斗底部的活门装入斗中。至斗满后，移出钻孔，并打开底门，靠泥土的自重实现卸土的目的。

但在土质粘性较大的地区进行钻孔施工时，粘性较大的泥土通常会粘在钻斗的内壁上导致无法完全脱落，进而影响施工效率。尽管钻杆可以进行高速旋转达到甩土的目的，但钻斗的高速旋转不仅使泥土因离心力与钻斗内壁贴得更紧，在卸土时还会受到转速的制约。转速较低无法进行卸土，转速较高则会因动力头有很大的质量，导致反复快速正反转动钻斗对动力头马达产生很大的冲击损伤。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种钻斗和旋挖钻机，以解决现有钻斗难以对粘性较大的土质进行卸土作业的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

本发明实施例的一方面，提供一种钻斗，包括：端部相连的第一连接杆和第二连接杆、连接部以及筒体；连接部用于与钻杆连接；筒体包括相互对合的第一半筒体和第二半筒体，第一半筒体与连接部铰接，第二半筒体与连接部连接，第一半筒体可向远离第二半筒体的方向转动；第一连接杆的另一端与第一半筒体的内壁连接，第二连接杆的另一端用于连接动力头压盘，第二连接杆在动力头压盘驱动下带动第一连接杆推动第一半筒体转动。

可选的，第一半筒体包括本体以及在本体的内壁上固定设置的固定块，第一连接杆的端部与固定块铰接。

可选的，第一连接杆的端部与第一半筒体焊接。

可选的，第一连接杆位于筒体内部，在第一半筒体靠近连接部的一端还设置有限位孔，第二连接杆穿过限位孔与第一连接杆连接。

可选的，在第二连接杆上还设置有凸起，凸起位于筒体外，在第二连接杆上还套设有弹性件，弹性件位于凸起和筒体之间。

可选的，在连接部上还设置有限位部，限位部与凸起抵接以限制第二连接杆位于筒体内部的深度。

可选的，钻斗还包括端部相连的第三连接杆和第四连接杆；第二半筒体与连接部铰接，第二半筒体可向远离第一半筒体的方向转动；第三连接杆的另一端与第二半筒体的内壁连接，第四连接杆的另一端用于连接动力头压盘。

可选的，钻斗还包括第五连接杆，第二连接杆和第四连接杆分别与第五连接杆的两端部连接。

可选的，在第一半筒体和第二半筒体远离连接部的一端分别设置有斗齿。

本发明实施例的另一方面，提供一种旋挖钻机，包括钻杆、动力头压盘以及上述任一种的钻斗；钻斗的连接部与钻杆连接，钻斗的第二连接杆的端部与动力头压盘连接；当钻斗还包括第四连接杆时，第四连接杆的端部与动力头压盘连接。

本发明的有益效果包括：

本发明提供了一种钻斗，包括：第一连接杆、第二连接杆、连接部以及筒体。连接部可以与钻杆连接；筒体包括相互对合的第一半筒体和第二半筒体，第一半筒体与连接部铰接，第二半筒体与连接部连接；第一连接杆和第二连接杆的端部相连，同时，第一连接杆的另一端与第一半筒体的内壁连接，第二连接杆的另一端可以与动力头压盘连接。即通过第二连接杆到第一连接杆再到第一半筒体形成杠杆结构，当动力头压盘相对于钻杆产生相对位移时，驱动第二连接杆相对筒体产生相对运动，继而带动第一连接杆运动，使得第一连接杆在杠杆原理下能够推动第一半筒体朝向远离第二半筒体的方向转动，使得原本对合形成完整筒体的第一半筒体和第二半筒体之间形成开口，此时，存在于筒体内部的土屑随着第一半筒体的转动，其在重力方向的合力逐渐增大，从而能够对粘性较大的土屑进行卸土。避免钻斗开合容易受到转速的制约，导致难以完成卸土。

本发明还提供了一种旋挖钻机，将上述的钻斗应用与旋挖钻机上，将钻斗的连接部和钻杆连接在一起。对应的，将第二连接杆和第四连接杆分别连接至动力头压盘，从而使得该旋挖钻机可以在土层粘性较大时，可以在保护机械不因转速受损的情况下，顺利完成卸土。进而提高了作业的效率，加快了施工的进度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种钻斗的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的一种钻斗的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的一种钻斗的结构示意图之三；

图4为本发明实施例提供的一种钻斗的结构示意图之四。

图标：100-连接部；101-筒体；1011-第一半筒体；1012-第二半筒体；102-第二连接杆；103-第一连接杆；104-固定块；105-限位孔；106-凸起；107-弹性件；108-限位部；109-第五连接杆；110-第四连接杆；111-第三连接杆；112-斗齿。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的各个特征可以相互结合，结合后的实施例依然在本发明的保护范围内。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在实际的钻孔施工中，无论采用何种钻斗，通常其作业流程均为将钻斗安装在钻杆上，并在钻杆的驱动下沿既定钻孔路径边旋转边下压的方式进行钻进。在钻进的过程中，土屑则通过活门进入钻斗内部，当斗满后，关闭活门，并将钻斗移出钻孔，到卸土区域，进行卸土。在使用常规的双底捞砂斗时，其对于粘度较大的土屑，仅能进行少部分卸土，甚至是无法卸土。而采用体开斗进行卸土时，依赖于高速转动从而达到开启钻斗卸土的目的，但高转速会对动力马达造成损伤，缩短其使用寿命。尤其是通过高速正反转来完成卸土时对马达造成的损伤更大。因此，本申请提供了一种新的钻斗，尤其是对粘性较大的土屑能够进行有效的卸土。

本发明实施例的一方面，参照图1和图2，提供一种钻斗，包括：端部相连的第一连接杆103和第二连接杆102、连接部100以及筒体101；连接部100用于与钻杆连接；筒体101包括相互对合的第一半筒体1011和第二半筒体1012，第一半筒体1011与连接部100铰接，第二半筒体1012与连接部100连接，第一半筒体1011可向远离第二半筒体1012的方向转动；第一连接杆103的另一端与第一半筒体1011的内壁连接，第二连接杆102的另一端用于连接动力头压盘，第二连接杆102在动力头压盘驱动下带动第一连接杆103推动第一半筒体1011转动。

示例的，参照图1，在连接部100的一端连接有筒体101，为了便于对粘性较大的土屑进行卸土，可以采用由第一半筒体1011和第二半筒体1012对合形成筒体101的结构。其中，第一半筒体1011和连接部100采用铰接的方式连接，第二半筒体1012可以与连接部100采用连接的方式连接。同时，还设置有开合机构，从而可以在开合机构的带动下，推动第一半筒体1011朝向远离或靠近第二半筒体1012的方向完成开启或闭合。当开启时，第一半筒体1011相对第二半筒体1012远离，两者之间形成夹角，在底门端形成一个卸土的开口，随着开口的增大，位于筒体101内靠近中心的土屑则会在重力的作用下优先掉落，位于筒体101内靠近内壁的土屑，随着夹角的增大，阻碍其掉落的力，例如摩擦力等会逐渐减小，即土屑在重力方向的合力会逐渐增大，从而可以很好的促使其掉落，使得钻斗不依靠高转速而顺利完成卸土。

参照图2，当开合机构包括有第一连接杆103和第二连接杆102时，两者的端部相互连接，且第一连接杆103的另一端连接至第一半筒体1011的内壁，第二连接杆102的另一端则连接至动力头压盘，即以动力头压盘作为开合机构的动力源。从第一连接杆103至第二连接杆102形成类似杠杆的结构。其中，动力头压盘与第二连接杆102的端部作为施力端，第一半筒体1011和第一连接杆103的端部作为被作用端。当动力头压盘是以钻杆的轴向进行伸缩运动时，在初始状态(第一半筒体1011与第二半筒体1012闭合)下，第一连接杆103与第二连接杆102在相连的端部的夹角应不等于90度，即当本申请中的钻斗是以竖直方向设置时(其在竖直钻孔中的设置状态)，第一连接杆103在水平面上投影的轴向长度应不大于其本体的轴向长度。从而保证其可以基于杠杆原理，在动力头压盘的驱动下，由第二连接杆102带动第一连接杆103推动或拉动第一半筒体1011朝向远离或靠近第二半筒体1012的方向转动。避免钻斗开合容易受到转速的制约，导致难以完成卸土。进而提高作业的效率，加快了施工的进度。同时，其开合机构较为简单，制造成本较低，适合推广使用。

以下将以杠杆结构在实际的工作过程中开合方式为例，进行示例性的说明。将第一连接杆103和第二连接杆102按照图2中方式进行连接后，在需要卸土时，动力头压盘沿钻杆的轴向朝向钻斗的方向运动，驱动第二连接杆102沿动力头压盘的运动方向运动，即使得第一连接杆103与第二连接杆102相连接的端部沿钻杆或筒体101的轴线方向下移。此时第一连接杆103在水平方向上投影的轴向长度逐渐增长，同时推动第一半筒体1011沿铰接部朝向远离第二半筒体1012的方向转动，从而完成卸土。当需要闭合时，控制动力头压盘朝向远离钻斗的方向运动，驱动第二连接杆102与动力头压盘连接的端部远离钻斗，带动第一连接杆103拉动第一半筒体1011靠近第二半筒体1012直至两者完成对合为止。需要说明的，第一，连接部100与钻杆的连接方式可以是花键连接，也可以是螺纹连接等等可拆卸的方式进行连接。第二，第一连接杆103和第二连接杆102可以是弯杆，也可以是直杆，其材质可以是钢制，也可以是铁制等等多种形式。第三，开合的角度可以是45度，也可以是60度等等合理值。

可选的，第一半筒体1011包括本体以及在本体内壁上固定设置的固定块104，第一连接杆103的端部与固定块104铰接。

示例的，为了便于使第一连接杆103与第一半筒体1011的内壁进行稳定的连接，如图2所示，还可以在第一半筒体1011的本体的内壁上固定设置固定块104，可以通过销轴连接的方式，将固定块104和第一连接杆103的端部连接在一起。其中，固定块104可以是一块，也可以是如图2设置两块，将第一连接杆103的端部设置在两块固定块104之间，三者使用销轴进行连接。既可以进一步的提高安装的便利性，同时也可以使得第一连接杆103与本体的内壁连接的更加稳固。

可选的，第一连接杆103的端部与第一半筒体1011焊接。

示例的，第一连接杆103的端部还可以是和第一半筒体1011的内壁以焊接的方式进行固定。可以提高连接强度的同时，确保第一半筒体1011能够和第二半筒体1012进行可靠的开合动作。同时，采用焊接的稳定性更高，工艺较为成熟，可以降低制造成本。

可选的，第一连接杆103位于筒体101内部，在第一半筒体1011靠近连接部100的一端还设置有限位孔105，第二连接杆102穿过限位孔105与第一连接杆103连接。

示例的，为了尽可能的避免在实际施工的过程中，钻孔等外部环境对开合机构造成干涉，影响其开合，如图2所示，还可以将作水平运动的第一连接杆103置于筒体101内部，从而仅使得第二连接杆102的一部分位于筒外，由于第二连接杆102穿过第一半筒体1011的限位孔105与筒体101内的第一连接杆103连接，且限位孔105的大小可以是和第二连接杆102的杆身直径相配合的，可以使得其仅作沿筒体101轴线方向的直线运动，故外部环境对其产生的干涉较小。可以有效的保证开合机构的作用效果。此外，该限位孔105还可以是沿第二连接杆102的运动方向进行延伸，从而配合其沿非竖直方向动作。

可选的，在第二连接杆102上还设置有凸起106，凸起106位于筒体101外，在第二连接杆102上还套设有弹性件107，弹性件107位于凸起106和筒体101之间。

示例的，在第二连接杆102上还可以设置凸起106，该凸起106可以是如图2中所示的绕第二连接杆102一周的环形凸起106，也可以是半环形凸起106或不规则凸起106等等多种形式。同时，在第二连接杆102上还可以套设弹性件107，为了能够使得第二连接杆102在朝向筒体101方向运动的过程中有较好的缓冲，避免驱动力过大或突然变化时，对开合机构造成一定程度的损伤。因此，弹性件107靠近筒体101的端部可以抵接在筒体101上，当弹性件107是弹簧时，即限位孔105的直径应小于弹簧的直径，从而可以使得弹簧的两端部分别抵接在凸起106和筒体101上，完成缓冲作用。

可选的，在连接部100上还设置有限位部108，限位部108与凸起106抵接以限制第二连接杆102位于筒体101内部的深度。

示例的，当第二连接杆102朝向远离筒体101的方向运动时，此时第一连接杆103会拉动第一半筒体1011靠近第二半筒体1012，为了避免在第一半筒体1011已经完成和第二半筒体1012对合后，因第二连接杆102继续运动，导致第一半筒体1011受损，如图2所示，在连接部100上还可以设置有限位部108，当第一半筒体1011上的凸起106运动到限位部108，并与之形成抵接关系后，此时可以停止第二连接杆102继续运动的趋势，即表示第一半筒体1011和第二半筒体1012完成对合。具体操作方式可以是在限位部108和凸起106上设置距离传感器或压力传感器等等多种形式，也可以是通过操作员进行观察。从而可以实现筒体101稳定对合的同时，有效的保护筒体101或开合机构不受损。此外，当限位部108为图2中的板状结构，且在板状结构上形成有通孔，第二连接杆102穿过该通孔，且该通孔的孔径与第二连接杆102的径向长度相匹配，还能够完成对第二连接杆102在水平方向上的限位，进一步的提高其直线动作的准确度。

可选的，钻斗还包括端部相连的第三连接杆111和第四连接杆110；第二半筒体1012与连接部100铰接，第二半筒体1012可向远离第一半筒体1011的方向转动；第三连接杆111的另一端与第二半筒体1012的内壁连接，第四连接杆110的另一端用于连接动力头压盘。

示例的，可以将上述的开合机构应用于第二半筒体1012上，即钻斗还包括有第三连接杆111和第四连接杆110时，如图3所示，对应参照第一半筒体1011上的开合机构的设置，将第三连接杆111的一端与第二半筒体1012的内壁连接，另一端与第四连接杆110的一端连接，第四连接杆110的另一端与动力头压盘连接。从而形成和第一半筒体1011上的开合机构相对称的结构。其实际动作过程参照第一半筒体1011的开合过程。同时，需要说明的是，在开合过程中，由于第二连接杆102和第四连接杆110均连接在同一动力头压盘上，故，第二连接杆102和第四连接杆110的动作时同步进行的，即，在筒体101处于卸土张开状态时，第一半筒体1011和第二半筒体1012会在动力头压盘驱动下分别经第二连接杆102和第四连接杆110，分别带动第一连接杆103和第三连接杆111推动第一半筒体1011和第二半筒体1012分别朝向远离对方的一侧转动，从而形成类似八字形开启形状。该种设置可以进一步的提高钻斗的卸土能力，使得靠近第二半筒体1012的土屑也能具有较好的掉落能力，尤其对于一些粘性较大的土层。同时，也避免了钻斗开合及卸土完全依赖于马达提供的高转速。此外，第二半筒体1012还可以包括多个第三半筒体101、第四半筒体101等等，即多个半筒体101均与连接部100铰接，且在各半筒体101内壁上均设置有上述类似的开合机构，继而完成在动力头压盘的驱动下带动开合机构完成各半筒体101的张开，并进行更加有效的卸土。还需要说明的是，第三连接杆111与第二半筒体1012之间的连接也可以参照第一连接杆103与第一半筒体1011之间的设置方式，例如，在第二半筒体1012的内壁上也设置有固定块104，或第三连接杆111与第二半筒体1012之间采用焊接的形式，在第二半筒体1012上也可以是形成限位孔105，在第四连接杆110上形成有凸起106，在连接部100的对应位置形成有限位部108等等。

可选的，钻斗还包括第五连接杆109，第二连接杆102和第四连接杆110分别与第五连接杆109的两端部连接。

示例的，如图2所示，当钻斗还包括有第五连接杆109时，第二连接杆102和第四连接杆110则分别连接至第五连接杆109的两端部(可以是端面，也可以是靠近端面的侧壁)，从而能够进一步的提高第一半筒体1011和第二半筒体1012的同步动作能力，使得两半筒之间开启和对合关闭能够更为协调同步，保证其对合后的稳定性以及在实际作业时，钻斗闭合后的筒体101轴线始终能够保持在竖直方向。

可选的，在第一半筒体1011和第二半筒体1012远离连接部100的一端分别设置有斗齿112。

示例的，为了提高钻斗在钻进过程中的掘进能力，在第一半筒体1011和第二半筒体1012靠近底门的方向设置有斗齿112。例如图4中所示，斗齿112为斜向设置。关于斗齿112的具体设置形状，可以根据土层的性质设置，例如短螺旋钻头或回转斗钻头等等。

本发明实施例的另一方面，提供一种旋挖钻机，包括钻杆、动力头压盘以及上述任一种的钻斗；钻斗的连接部100与钻杆连接，钻斗的第二连接杆102的端部与动力头压盘连接；当钻斗还包括第四连接杆110时，第四连接杆110的端部与动力头压盘连接。

示例的，如图4所示，将上述的钻斗应用与旋挖钻机上，将钻斗的连接部100和钻杆连接在一起。对应的，将第二连接杆102和第四连接杆110分别连接至动力头压盘。在实际操作时，在筒体101需要卸土时，操作旋挖钻机的操作员控制第一半筒体1011和第二半筒体1012在动力头压盘驱动下分别经第二连接杆102和第四连接杆110，分别带动第一连接杆103和第三连接杆111推动第一半筒体1011和第二半筒体1012分别朝向远离对方的一侧转动，从而形成类似八字形开启形状，完成卸土。当需要闭合时，操作员控制动力头压盘逆向运动，从而带动第一半筒体1011和第二半筒体1012相互靠近，并在竖直线方向完成对合，操作员将钻斗移入钻孔内，进行下一循环作业，从而完成钻孔的持续钻进。采用上述钻斗可以使得该旋挖钻机可以在土层粘性较大时，在保护机械不因转速受损的情况下，顺利完成卸土。进而提高了作业的效率，加快了施工的进度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钻斗，其特征在于，包括：端部相连的第一连接杆和第二连接杆、连接部以及筒体；所述连接部用于与钻杆连接；所述筒体包括相互对合的第一半筒体和第二半筒体，所述第一半筒体与所述连接部铰接，所述第二半筒体与所述连接部连接，所述第一半筒体可向远离所述第二半筒体的方向转动；所述第一连接杆的另一端与所述第一半筒体的内壁连接，所述第二连接杆的另一端用于连接动力头压盘，所述第二连接杆在所述动力头压盘驱动下带动所述第一连接杆推动所述第一半筒体转动；

所述第一连接杆位于所述筒体内部，在所述第一半筒体靠近所述连接部的一端还设置有限位孔，所述第二连接杆穿过所述限位孔与所述第一连接杆连接；

在所述第二连接杆上还设置有凸起，所述凸起位于所述筒体外，在所述第二连接杆上还套设有弹性件，所述弹性件位于所述凸起和所述筒体之间；

在所述连接部上还设置有限位部，所述限位部与所述凸起抵接以限制所述第二连接杆位于所述筒体内部的深度；

在所述限位部和所述凸起上设置距离传感器或者压力传感器，以在所述凸起运动至与所述限位部抵接的位置处时，停止所述第二连杆继续运动的趋势。

2.如权利要求1所述的钻斗，其特征在于，所述第一半筒体包括本体以及在所述本体的内壁上固定设置的固定块，所述第一连接杆的端部与所述固定块铰接。

3.如权利要求1所述的钻斗，其特征在于，所述第一连接杆的端部与所述第一半筒体焊接。

4.如权利要求1至3任一项所述的钻斗，其特征在于，还包括端部相连的第三连接杆和第四连接杆；所述第二半筒体与所述连接部铰接，所述第二半筒体可向远离所述第一半筒体的方向转动；所述第三连接杆的另一端与所述第二半筒体的内壁连接，所述第四连接杆的另一端用于连接所述动力头压盘。

5.如权利要求4所述的钻斗，其特征在于，还包括第五连接杆，所述第二连接杆和所述第四连接杆分别与所述第五连接杆的两端部连接。

6.如权利要求1所述的钻斗，其特征在于，在所述第一半筒体和所述第二半筒体远离所述连接部的一端分别设置有斗齿。

7.一种旋挖钻机，其特征在于，包括钻杆、动力头压盘以及如权利要求1至6任一项所述的钻斗；所述钻斗的连接部与所述钻杆连接，所述钻斗的第二连接杆的端部与所述动力头压盘连接；当所述钻斗还包括第四连接杆时，所述第四连接杆的端部与所述动力头压盘连接。