CN110805085A - 用于清除深基坑成槽孔内高强孤石实施方法 - Google Patents

Abstract

一种用于清除深基坑成槽孔内高强孤石实施方法，包括切割‑抓取‑吸紧如下步骤：步骤一，固定装置。步骤二，移动调整至精准定位。步骤三，切割。步骤四，抓取、吸紧。当孤石切割完毕，控制切割电机驱使液压切割伸缩臂将伸出的臂缩回，然后，控制抓取电机驱使抓取伸缩杆向下伸出L型抓刀为抓取孤石做准备；然后，利用控制器控制滚盘步进电机驱使滚盘转动以带动滚轴的转动，通过滚轴的转动实现吸盘的上下移动；当L型抓刀接触孤石的同时，通过控制器控制吸盘底部的倒Y型吸爪与孤石10接触，然后控制吸盘移动气泵向主气体通道内部输入高压气体到达倒Y型吸爪，使倒Y型吸爪通过高压气体的压力紧紧的与孤石吸紧；步骤五，上移孤石，完成任务。

Description

用于清除深基坑成槽孔内高强孤石实施方法

技术领域

本发明涉及一种用于清除深基坑成槽孔内高强孤石实施方法，属于城市地铁车站深基坑施工领域和地铁区间盾构隧道施工领域。

背景技术

随着城市地铁建设规模的不断扩大，遇到的技术难题也越来越多，特别是滨海多山城市的隧道及地下工程开发，经常面临地形高低起伏、地层上软下硬、孤石群无序分布、高压沼气广泛分布等，特别是孤石的存在，由于工程勘察不能探测每一处孤石的精确位置，因而无法判断孤石的形貌、大小、深度、厚度、强度等，导致地铁车站深基坑地下连续墙成槽施工困难，使投入项目的各类机械如铣槽机、成槽机、旋挖钻、冲击锤等无法成槽，且钻头损耗极大，施工工效极低，严重影响工程的进度。

现有的孤石清除方法主要有架设钻机进行扫孔做业、钢护筒底部清渣作业、回旋钻机钻头更换为打捞筒钻、盾构机将孤石顶推落入收容室、盾构刀盘前孤石爆破处理、激光切割隧道前方孤石等，这些方法的提出对清除孤石具有积极意义。但是由于孤石赋存的环境不同，其形状难以描述，埋藏深度也无法准确定位，特别是滨海地区软硬复合地层，由于地下水丰富，地层主要是淤泥质土和粉砂土，地质情况复杂，由于高强度孤石的存在，深基坑地下连续墙成槽施工时，致使孤石在地层中受力不均匀，导致孤石滑动偏离其原来的位置，尤其是与成槽孔等直径的孤石，由于其本身强度大且厚薄不均，普通成槽机无法破碎高强度孤石和抓取孤石，使其抓土成槽困难。如果改用铣槽机、旋挖钻、冲击锤等机械，即使优先选用抓铣结合成槽、铣槽机成槽等工艺，但是由于孤石强度大，最大达130MPa，且分布无序，冲击锤和旋挖钻引孔比较困难，铣槽机每进尺一定深度需更换全部钻头，钻头损耗极大，大大增加地下连续墙成槽的成本，严重影响工程的进度。因此，如何快速清除地铁深基坑地下连续墙成槽孔施工中遇到的孤石，不仅关系到地下连续墙施工的质量，而且也关系到工程的施工成本和进度以及机械化水平。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本申请的目的是提供一种用于清除深基坑成槽孔内高强孤石实施方法，该具有精准切割孤石、准确抓取孤石、大吸力吸取孤石以及成本低、性能可靠、工效高的特点。

为了实现上述目标，本申请提供了如下技术方案：

一种用于清除深基坑成槽孔内高强孤石实施方法，其特征在于，包括切割-抓取-吸紧如下步骤

步骤一，固定装置

存在孤石10的槽孔11处，在地面上搭建固定基座系统9，用于固定和搭建槽孔11内的实施专用装置；

步骤二，移动调整至精准定位

在槽孔11内，当需要对孤石10进行精准定位时，通过控制器102控制齿轮系统5中的8个齿轮电机工作，然后通过齿轮电机带动对应的8个主轮轴转动，通过8个主轮轴的转动分别带动其对应的8个主齿轮工作，然后通过8个齿轮同步带连接8个主齿轮对应的次齿轮，利用主齿轮的转动分别带动对应的8个次齿轮转动；主齿轮与主轮上导轨和主轮下导轨啮合，次齿轮与次轮上导轨和次轮下导轨啮合，而切割系统2中的液压切割伸缩臂上端与次轮下导轨焊接连接，同时抓取系统3中的上抓取固定器顶端也与次轮下导轨底端焊接，因而通过控制器102驱使主齿轮和次齿轮同步在导轨上移动以带动切割系统2中的切刀和抓取系统3中的L型抓刀的左右移动，寻找并趋近孤石10的精准位置；

步骤三，切割

当切刀到达孤石10的预定切割位置时，通过控制器102控制切割电机驱使液压切割伸缩臂适应孤石10的体积、深度等调整伸缩臂的长度，然后通过液压切割伸缩臂带动锥形切刀向下切割孤石10，同时通过压力传感器和位移传感器对切割过程进行全过程监控；

步骤四，抓取、吸紧

当孤石切割完毕，通过控制器102控制切割电机驱使液压切割伸缩臂将伸出的臂缩回，

然后，通过控制器102控制抓取电机驱使抓取伸缩杆向下伸出L型抓刀为抓取孤石10做准备；

然后，利用控制器102控制滚盘步进电机421驱使滚盘414转动以带动滚轴419的转动，通过滚轴419的转动实现吸盘402的上下移动；

当L型抓刀接触孤石的同时，通过控制器102控制吸盘402底部的倒Y型吸爪与孤石10接触，然后控制吸盘移动气泵411向主气体通道401内部输入高压气体到达倒Y型吸爪，使倒Y型吸爪通过高压气体的压力紧紧的与孤石10吸紧，同时通过气压传感器、压力传感器和位移传感器对吸取过程进行全过程监控；

步骤五，上移孤石，完成任务

L型抓刀和倒Y型吸爪全部与孤石10接触后，利用控制器102控制滚盘步进电机421驱使滚盘414转动以带动滚轴419的转动，通过滚轴419的转动实现吸盘402的上移动。

本申请与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1.本发明通过齿轮电机带动对应的主轮轴转动，通过主轮轴的转动带动对应的主齿轮工作，然后通过齿轮同步带连接主齿轮对应的次齿轮，利用主齿轮的转动带动对应的次齿轮转动，而次齿轮主要与次轮导轨啮合，而次轮导轨与液压切割伸缩臂焊接连接，因而通过控制器102驱使主齿轮和次齿轮同步在导轨上移动以带动切割系统2中的切刀和抓取系统3中的L型抓刀的左右移动。

2.本发明通过控制器102控制切割电机驱使液压切割伸缩臂依据孤石10的体积、深度等调整伸缩臂的长度，然后通过液压切割伸缩臂带动锥形切刀向下切割孤石10，同时通过压力传感器和位移传感器对切割过程进行全过程监控。

3.本发明通过控制器102控制抓取电机驱使抓取伸缩杆向下伸出L型抓刀以抓取孤石10，同时通过压力传感器和位移传感器对抓取过程进行全过程监控。

4.本发明利用控制器102控制滚盘步进电机421驱使滚盘414转动以带动滚轴419的转动，通过滚轴419的转动实现吸盘402的上下移动；当L型抓刀接触孤石的同时，通过控制器102控制吸盘402底部的倒Y型吸爪与孤石10接触，然后控制吸盘移动气泵411向主气体通道401内部输入高压气体到达倒Y型吸爪，使倒Y型吸爪通过高压气体的压力紧紧的与孤石10吸紧，同时通过气压传感器、压力传感器和位移传感器对吸取过程进行全过程监控；

5.本申请具有切割抓取吸紧相结合的优点，在装置中有切割系统2、抓取系统3和吸取系统4，在抓取孤石操作时，只需技术人员在地面就能操作，既简单又方便，也节约了成本，提高了工效。

附图说明

图1为本申请实施例提供的用于清除深基坑成槽孔内高强孤石的切割抓取吸紧装置的正剖面示意图。

图2为图1顺时针旋转90°结构示意剖视图。

图3为图1的AA平面的剖视图。

图4为图3的1-1’平面的正剖面示意图(往北看)。

图5为图4顺时针旋转90°结构示意剖视图。

图6为图1中齿轮系统正剖面示意图。

图7为图2中齿轮系统正剖面示意图。

图8为齿轮系统中主次齿轮的对应关系示意图。

图9为图6中次齿轮连接详图示意。

图10为图6中主轮轴平面的剖视图。

图11为图6中次轮轴平面的剖视图。

图12为图1中切割系统详图示意。

图13为图4中抓取系统详图示意。

图14为图1中吸盘详图示意。

图15为图1的B-B平面的剖视图。

图16为图1的CC平面的剖视图。

图17为图1的DD平面的剖视图。

图18为图1的EE平面的剖视图。

图19为本发明方法过程流程图。

图中，控制系统1、电源101、控制器102、控制保护箱103、

切割系统2、第一液压切割伸缩臂201、第二液压切割伸缩臂202、第三液压切割伸缩臂203、第四液压切割伸缩臂204、第一锥形切刀205、第二锥形切刀206、第三锥形切刀207、第四锥形切刀208、第一切割电机209、第二切割电机210、第三切割电机211、第四切割电机212、

抓取系统3、第一L型抓刀301、第二L型抓刀302、第三L型抓刀303、第四L型抓刀304、第一抓取伸缩杆305、第二抓取伸缩杆306、第三抓取伸缩杆307、第四抓取伸缩杆308、第一抓取固定器309、第二抓取固定器310、第三抓取固定器311、第四抓取固定器312、第五抓取固定器313、第六抓取固定器314、第七抓取固定器315、第八抓取固定器316、第一抓取电机317、第二抓取电机318、第三抓取电机319、第四抓取电机320、

吸取系统4、主气体通道401、吸盘402、第一倒Y型吸爪403、第二倒Y型吸爪404、第三倒Y型吸爪405、第四倒Y型吸爪406、第五倒Y型吸爪407、第六倒Y型吸爪408、第七倒Y型吸爪409、第八倒Y型吸爪410、吸盘移动气泵411、滚盘保护器412、气体输送管413、滚盘414、第一滚盘圆环滚珠415、第二滚盘圆环滚珠416、第三滚盘圆环滚珠417、第四滚盘圆环滚珠418、滚轴419、滚轴圆环滚珠420、滚盘步进电机421、第一吸盘孔422、第二吸盘孔423、第三吸盘孔424、第四吸盘孔425、第五吸盘孔426、第六吸盘孔427、第七吸盘孔428、第八吸盘孔429、环形滚盘稳固扣430、滚盘保护孔431、

齿轮系统5、第一主齿轮501、第二主齿轮502、第三主齿轮503、第四主齿轮504、第五主齿轮505、第六主齿轮506、第七主齿轮507、第八主齿轮508、第一次齿轮509、第二次齿轮510、第三次齿轮511、第四次齿轮512、第五次齿轮513、第六次齿轮514、第七次齿轮515、第八次齿轮516、第一主轮轴517、第二主轮轴518、第三主轮轴519、第四主轮轴520、第五主轮轴521、第六主轮轴522、第七主轮轴523、第八主轮轴524、第一次轮轴525、第二次轮轴526、第三次轮轴527、第四次轮轴528、第五次轮轴529、第六次轮轴530、第七次轮轴531、第八次轮轴532、第一齿轮同步带533、第二齿轮同步带534、第三齿轮同步带535、第四齿轮同步带536、第五齿轮同步带537、第六齿轮同步带538、第七齿轮同步带539、第八齿轮同步带540、第一主轮上导轨549、第二主轮上导轨550、第三主轮上导轨551、第四主轮上导轨552、第一主轮下导轨553、第二主轮下导轨554、第三主轮下导轨555、第四主轮下导轨556、第一次轮上导轨557、第二次轮上导轨558、第三次轮上导轨559、第四次轮上导轨560、第一次轮下导轨561、第二次轮下导轨562、第三次轮下导轨563、第四次轮下导轨564、第一导轨稳固架565、第二导轨稳固架566、第三导轨稳固架567、第四导轨稳固架568、第五导轨稳固架569、第六导轨稳固架570、第七导轨稳固架571、第八导轨稳固架572、第一齿轮电机573、第二齿轮电机574、第三齿轮电机575、第四齿轮电机576、第五齿轮电机577、第六齿轮电机578、第七齿轮电机579、第八齿轮电机580、键581、第一井字形稳固架582、第二井字形稳固架583、同步带运行孔584、

主保护罩6、

多芯传导线7、

传感系统8、第一压力传感器801、第二压力传感器802、第三压力传感器803、第四压力传感器804、第五压力传感器805、第六压力传感器806、第七压力传感器807、第八压力传感器808、第九压力传感器809、第一位移传感器810、第二位移传感器811、第三位移传感器812、第四位移传感器813、第五位移传感器814、第六位移传感器815、第七位移传感器816、第八位移传感器817、第九位移传感器818、气压传感器819、

固定基座系统9、门式框架901、短臂固定连接件902、主接钢丝绳903、第一连接螺栓904、第二连接螺栓905、第三连接螺栓906、第一框架底座907、第二框架底座908、底座入地螺钉909、短臂固定孔910、第一箱体连接孔911、第二箱体连接孔912、孤石10、成槽孔11、线圈保护罩12。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及其附图对本申请提供的技术方案作进一步说明。结合下面说明，本申请的优点和特征将更加清楚。

方法实施方案

如图19所示，一种用于清除深基坑成槽孔内高强孤石实施方法，其特征在于，包括切割-抓取-吸紧如下步骤

步骤一，固定装置

存在孤石10的槽孔11处，在地面上搭建固定基座系统9，用于固定和搭建槽孔11内的实施专用装置；

步骤二，移动调整至精准定位

在槽孔11内，当需要对孤石10进行精准定位时，通过控制器102控制齿轮系统5中的8个齿轮电机工作，然后通过齿轮电机带动对应的8个主轮轴转动，通过8个主轮轴的转动分别带动其对应的8个主齿轮工作，然后通过8个齿轮同步带连接8个主齿轮对应的次齿轮，利用主齿轮的转动分别带动对应的8个次齿轮转动；主齿轮与主轮上导轨和主轮下导轨啮合，次齿轮与次轮上导轨和次轮下导轨啮合，而切割系统2中的液压切割伸缩臂上端与次轮下导轨焊接连接，同时抓取系统3中的上抓取固定器顶端也与次轮下导轨底端焊接(注：如图18所示，液压切割伸缩臂与上抓取固定器是各自独立的结构，分别与次轮下导轨焊接。也就是说，切割系统2、抓取系统3是各自独立的系统，通过各自的液压切割伸缩臂、上抓取固定器分别与次轮下导轨焊接连接)，因而通过控制器102驱使主齿轮和次齿轮同步在导轨上移动以带动切割系统2中的切刀和抓取系统3中的L型抓刀的左右移动，寻找并趋近孤石10的精准位置；

步骤三，切割

当切刀到达孤石10的预定切割位置时，通过控制器102控制切割电机驱使液压切割伸缩臂适应孤石10的体积、深度等调整伸缩臂的长度，然后通过液压切割伸缩臂带动锥形切刀向下切割孤石10，同时通过压力传感器和位移传感器对切割过程进行全过程监控；(注：液压切割伸缩臂的伸缩实现锥形切刀的上下运动)

步骤四，抓取、吸紧

当孤石切割完毕，通过控制器102控制切割电机驱使液压切割伸缩臂将伸出的臂缩回，

然后，通过控制器102控制抓取电机驱使抓取伸缩杆向下伸出L型抓刀为抓取孤石10做准备；

然后，利用控制器102控制滚盘步进电机421驱使滚盘414转动以带动滚轴419的转动，通过滚轴419的转动实现吸盘402的上下移动；

当L型抓刀接触孤石的同时，通过控制器102控制吸盘402底部的倒Y型吸爪与孤石10接触，然后控制吸盘移动气泵411向主气体通道401内部输入高压气体到达倒Y型吸爪，使倒Y型吸爪通过高压气体的压力紧紧的与孤石10吸紧，同时通过气压传感器、压力传感器和位移传感器对吸取过程进行全过程监控；

步骤五，上移孤石，完成任务

L型抓刀和倒Y型吸爪全部与孤石10接触后，利用控制器102控制滚盘步进电机421驱使滚盘414转动以带动滚轴419的转动，通过滚轴419的转动实现吸盘402的上移动。

以上，通过控制器102控制切割系统2、抓取系统3、吸取系统4、齿轮系统5实现孤石的切割、吸紧和抓取。

为实现本发明方案，给出专用的装置。作为实施例，如图1～图18所示，具体详细结构：

一种用于清除深基坑成槽孔内高强孤石的切割-抓取-吸紧装置，包括控制系统1、切割系统2、抓取系统3、吸取系统4、齿轮系统5、主保护罩6、多芯传导线7、传感系统8、固定基座系统9、孤石10、成槽孔11、线圈保护罩12。

控制系统1，

包括：电源101、控制器102、控制保护箱103。如图1所示。

电源101的左端与外接电源连接，右端通过多芯传导线7与控制器102的左端连接；电源101、控制器102均放置于控制保护箱103内部；控制保护箱103设于地面，主要作用是防水和防触电。

控制器102的右端通过多芯传导线7分别与切割系统2中的第一切割电机209、第二切割电机210、第三切割电机211、第四切割电机212连接；与抓取系统3中的第一抓取电机317、第二抓取电机318、第三抓取电机319、第四抓取电机320连接；与吸取系统4中的滚盘步进电机421和吸盘移动气泵411连接；与齿轮系统5中的第一齿轮电机573、第二齿轮电机574、第三齿轮电机575、第四齿轮电机576、第五齿轮电机577、第六齿轮电机578、第七齿轮电机579、第八齿轮电机580连接；与传感系统8中的第一压力传感器801、第二压力传感器802、第三压力传感器803、第四压力传感器804、第五压力传感器805、第六压力传感器806、第七压力传感器807、第八压力传感器808、第九压力传感器809连接；与传感系统8中的第一位移传感器810、第二位移传感器811、第三位移传感器812、第四位移传感器813、第五位移传感器814、第六位移传感器815、第七位移传感器816、第八位移传感器817、第九位移传感器818连接；与传感系统8中的气压传感器819连接。

切割系统2，

包括：第一液压切割伸缩臂201、第二液压切割伸缩臂202、第三液压切割伸缩臂203、第四液压切割伸缩臂204、

包括第一锥形切刀205、第二锥形切刀206、第三锥形切刀207、第四锥形切刀208、

包括第一切割电机209、第二切割电机210、第三切割电机211、第四切割电机212。

它们的关系为：

第一液压切割伸缩臂201的底端与第一锥形切刀205顶端焊接连接，第二液压切割伸缩臂202的底端与第二锥形切刀206的顶端焊接连接，第三液压切割伸缩臂203的底端与第三锥形切刀207的顶端焊接连接，第四液压切割伸缩臂204的底端与第四锥形切刀208的顶端焊接连接；

第一液压切割伸缩臂201的顶端与第一次轮下导轨561的底端焊接连接，第二液压切割伸缩臂202的顶端与第二次轮下导轨562的底端焊接连接，第三液压切割伸缩臂203的顶端与第三次轮下导轨563的底端焊接连接，第四液压切割伸缩臂204的顶端与第四次轮下导轨564的底端焊接连接；

第一液压切割伸缩臂201的右上端通过多芯传导线7与第一切割电机209连接，第二液压切割伸缩臂202的左上端通过多芯传导线7与第二切割电机210连接，第三液压切割伸缩臂203的右上端通过多芯传导线7与第三切割电机211连接，第四液压切割伸缩臂204的左上端通过多芯传导线7与第四切割电机212连接。

抓取系统3，

包括：第一L型抓刀301、第二L型抓刀302、第三L型抓刀303、第四L型抓刀304、

还包括第一抓取伸缩杆305、第二抓取伸缩杆306、第三抓取伸缩杆307、第四抓取伸缩杆308、

还包括第一抓取固定器309、第二抓取固定器310、第三抓取固定器311、第四抓取固定器312、第五抓取固定器313、第六抓取固定器314、第七抓取固定器315、第八抓取固定器316、

包括第一抓取电机317、第二抓取电机318、第三抓取电机319、第四抓取电机320；

它们的连接关系为：

第一L型抓刀301的顶端与第五抓取固定器313的底端焊接连接，第二L型抓刀302的顶端与第六抓取固定器314的底端焊接连接，第三L型抓刀303的顶端与第七抓取固定器315的底端焊接连接，第四L型抓刀304的顶端与第八抓取固定器316的底端焊接连接；

第一抓取伸缩杆305的下端伸入第五抓取固定器313的内部铰接连接，第二抓取伸缩杆306的下端伸入第六抓取固定器314的内部铰接连接，第三抓取伸缩杆307的下端伸入第七抓取固定器315的内部铰接连接，第四抓取伸缩杆308的下端伸入第八抓取固定器316的内部铰接连接；

第一抓取伸缩杆305的上端伸入第一抓取固定器309的内部铰接连接，第二抓取伸缩杆306的上端伸入第二抓取固定器310的内部铰接连接，第三抓取伸缩杆307的上端伸入第三抓取固定器311的内部铰接连接，第四抓取伸缩杆308的上端伸入第四抓取固定器312的内部铰接连接；

第一抓取固定器309的顶端与第一次轮下导轨56的底端焊接连接，第二抓取固定器310的顶端与第二次轮下导轨562的底端焊接连接，第三抓取固定器311的顶端与第三次轮下导轨563的底端焊接连接，第四抓取固定器312的顶端与第四次轮下导轨564的底端焊接连接；

第一抓取伸缩杆305的右上端通过多芯传导线7与第一抓取电机317连接，第二抓取伸缩杆306的左上端通过多芯传导线7与第二抓取电机318连接，第三抓取伸缩杆307的右上端通过多芯传导线7与第三抓取电机319连接，第四抓取伸缩杆308的左上端通过多芯传导线7与第四抓取电机320连接。

吸取系统4，

包括：主气体通道401、吸盘402、第一倒Y型吸爪403、第二倒Y型吸爪404、第三倒Y型吸爪405、第四倒Y型吸爪406、第五倒Y型吸爪407、第六倒Y型吸爪408、第七倒Y型吸爪409、第八倒Y型吸爪410、吸盘移动气泵411、滚盘保护器412、气体输送管413、滚盘414、第一滚盘圆环滚珠415、第二滚盘圆环滚珠416、第三滚盘圆环滚珠417、第四滚盘圆环滚珠418、滚轴419、滚轴圆环滚珠420、滚盘步进电机421、第一吸盘孔422、第二吸盘孔423、第三吸盘孔424、第四吸盘孔425、第五吸盘孔426、第六吸盘孔427、第七吸盘孔428、第八吸盘孔429、环形滚盘稳固扣430、滚盘保护孔431。

它们的关系为：

主气体通道401为中空圆形钢质管道，其底端与吸盘402焊接连接；

吸盘402为中空圆台形钢制构造，其底部预设第一吸盘孔422、第二吸盘孔423、第三吸盘孔424、第四吸盘孔425、第五吸盘孔426、第六吸盘孔427、第七吸盘孔428、第八吸盘孔429；

第一倒Y型吸爪403的顶端通过第一吸盘孔422与吸盘402焊接连接，第二倒Y型吸爪404的顶端通过第二吸盘孔423与吸盘402焊接连接，第三倒Y型吸爪405的顶端通过第三吸盘孔424与吸盘402焊接连接，第四倒Y型吸爪406的顶端通过第四吸盘孔425与吸盘402焊接连接，第五倒Y型吸爪407的顶端通过第五吸盘孔426与吸盘402焊接连接，第六倒Y型吸爪408的顶端通过第六吸盘孔427与吸盘402焊接连接，第七倒Y型吸爪409的顶端通过第七吸盘孔428与吸盘402焊接连接，第八倒Y型吸爪410的顶端通过第八吸盘孔429与吸盘402焊接连接；

第一倒Y型吸爪403、第二倒Y型吸爪404、第三倒Y型吸爪405、第四倒Y型吸爪406、第五倒Y型吸爪407、第六倒Y型吸爪408、第七倒Y型吸爪409、第八倒Y型吸爪410的底端分别与孤石10直接接触；

主气体通道401的中部通过滚轴圆环滚珠420与滚轴419的内壁套接连接，滚轴419为圆形中空钢制材质，其直径大于主气体通道401的直径，滚轴圆环滚珠420为若干钢制滚珠构成，其高度与滚轴419的高度一致，其主要作用是嵌入主气体通道401的外壁与滚轴419的内壁之间的空隙，以驱使主气体通道401的转动；

如图14所示，主气体通道401的上端分别通过第一滚盘圆环滚珠415、第二滚盘圆环滚珠416与滚盘414的内壁套接连接，滚盘414的外壁分别通过第三滚盘圆环滚珠417、第四滚盘圆环滚珠418与主保护罩6嵌入式连接；第一滚盘圆环滚珠415设于第二滚盘圆环滚珠416的上部，第三滚盘圆环滚珠417设于第四滚盘圆环滚珠418的上部，第一滚盘圆环滚珠415、第二滚盘圆环滚珠416、第三滚盘圆环滚珠417、第四滚盘圆环滚珠418均由若干钢制滚珠构成；滚盘414为中空工字形圆柱钢制构造，其内壁与环形滚盘稳固扣430嵌入式连接，其外壁与第二环形滚盘稳固扣431嵌入式连接；环形滚盘稳固扣430右侧与主气体通道401的外壁焊接连接，第二环形滚盘稳固扣431的左侧与主保护罩6的内壁焊接连接；

滚盘414的右上端与滚盘步进电机421连接，滚盘步进电机421通过多芯传导线7与控制器102连接，从而实现滚盘414的转动；

主气体通道401的顶端设滚盘保护器412并焊接连接，滚盘保护器412呈门式框架结构，为钢制材质，其左侧设滚盘保护孔431；气体输送管413的右端通过滚盘保护孔431与滚盘保护器412螺纹连接，气体输送管413的左端与吸盘移动气泵411螺纹连接，吸盘移动气泵411的底端与滚盘414的顶端焊接连接；吸盘移动气泵411顶部通过多芯传导线7与控制器102连接；

齿轮系统5，

包括：第一主齿轮501、第二主齿轮502、第三主齿轮503、第四主齿轮504、第五主齿轮505、第六主齿轮506、第七主齿轮507、第八主齿轮508、

第一次齿轮509、第二次齿轮510、第三次齿轮511、第四次齿轮512、第五次齿轮513、第六次齿轮514、第七次齿轮515、第八次齿轮516、

第一主轮轴517、第二主轮轴518、第三主轮轴519、第四主轮轴520、第五主轮轴521、第六主轮轴522、第七主轮轴523、第八主轮轴524、

第一次轮轴525、第二次轮轴526、第三次轮轴527、第四次轮轴528、第五次轮轴529、第六次轮轴530、第七次轮轴531、第八次轮轴532、

第一齿轮同步带533、第二齿轮同步带534、第三齿轮同步带535、第四齿轮同步带536、第五齿轮同步带537、第六齿轮同步带538、第七齿轮同步带539、第八齿轮同步带540、

第一主轮上导轨549、第二主轮上导轨550、第三主轮上导轨551、第四主轮上导轨552、

第一主轮下导轨553、第二主轮下导轨554、第三主轮下导轨555、第四主轮下导轨556、

第一次轮上导轨557、第二次轮上导轨558、第三次轮上导轨559、第四次轮上导轨560、

第一次轮下导轨561、第二次轮下导轨562、第三次轮下导轨563、第四次轮下导轨564、

还包括第一导轨稳固架565、第二导轨稳固架566、第三导轨稳固架567、第四导轨稳固架568、第五导轨稳固架569、第六导轨稳固架570、第七导轨稳固架571、第八导轨稳固架572、

还包括第一齿轮电机573、第二齿轮电机574、第三齿轮电机575、第四齿轮电机576、第五齿轮电机577、第六齿轮电机578、第七齿轮电机579、第八齿轮电机580、

还包括键581、第一井字形稳固架582、第二井字形稳固架583、同步带运行孔584、

以上各部件，它们的关系为：

第一齿轮电机573的内壁齿轮与第一主轮轴517套接连接，第二齿轮电机574的内壁齿轮与第二主轮轴518套接连接，第三齿轮电机575的内壁齿轮与第三主轮轴519套接连接，第四齿轮电机576的内壁齿轮与第四主轮轴520套接连接，第五齿轮电机577的内壁齿轮与第五主轮轴521套接连接，第六齿轮电机578的内壁齿轮与第六主轮轴522套接连接，第七齿轮电机579的内壁齿轮与第七主轮轴523套接连接，第八齿轮电机580的内壁齿轮与第八主轮轴524套接连接；

第一齿轮电机573、第二齿轮电机574、第三齿轮电机575、第四齿轮电机576、第五齿轮电机577、第六齿轮电机578、第七齿轮电机579、第八齿轮电机580均通过多芯传导线7与控制器102连接；

第一主齿轮501、第二主齿轮502、第三主齿轮503、第四主齿轮504、第五主齿轮505、第六主齿轮506、第七主齿轮507、第八主齿轮508的形状均为中空哑铃形构造；

第一主轮轴517套设在第一主齿轮501的内部中空位置，

第二主轮轴518套设在第二主齿轮502的内部中空位置，

第三主轮轴519套设在第三主齿轮503的内部中空位置，

第四主轮轴520套设在第四主齿轮504的内部中空位置，

第五主轮轴521套设在、第五主齿轮505的内部中空位置，

第六主轮轴522套设在第六主齿轮506的内部中空位置，

第七主轮轴523套设在第七主齿轮507的内部中空位置，

第八主轮轴524套设在第八主齿轮508的内部中空位置；

第一主轮轴517、第二主轮轴518、第三主轮轴519、第四主轮轴520、第五主轮轴521、第六主轮轴522、第七主轮轴523、第八主轮轴524的两端均通过键581进行固定；

第一主齿轮501的上端外齿与第一主轮上导轨549的下端外齿啮合连接，

第二主齿轮502的上端外齿与第一主轮上导轨549的下端外齿啮合连接，

第三主齿轮503的上端外齿与第二主轮上导轨550的下端外齿啮合连接，

第四主齿轮504的上端外齿与第二主轮上导轨550的下端外齿啮合连接，

第五主齿轮505的上端外齿与第三主轮上导轨551的下端外齿啮合连接，

第六主齿轮506的上端外齿与第三主轮上导轨551的下端外齿啮合连接，

第七主齿轮507的上端外齿与第四主轮上导轨552的下端外齿啮合连接，

第八主齿轮508的上端外齿与第四主轮上导轨552的下端外齿啮合连接；

第一主齿轮501的下端外齿与第一主轮下导轨553的上端外齿啮合连接，

第二主齿轮502的下端外齿与第一主轮下导轨553的上端外齿啮合连接，

第三主齿轮503的下端外齿与第二主轮下导轨554的上端外齿啮合连接，

第四主齿轮504的下端外齿与第二主轮下导轨554的上端外齿啮合连接，

第五主齿轮505的下端外齿与第三主轮下导轨555的上端外齿啮合连接，

第六主齿轮506的下端外齿与第三主轮下导轨555的上端外齿啮合连接，

第七主齿轮507的下端外齿与第四主轮下导轨556的上端外齿啮合连接，

第八主齿轮508的下端外齿与第四主轮下导轨556的上端外齿啮合连接；

第一次齿轮509、第二次齿轮510、第三次齿轮511、第四次齿轮512、第五次齿轮513、第六次齿轮514、第七次齿轮515、第八次齿轮516均为形状均为中空哑铃形构造；

第一次轮轴525套设在第一次齿轮509的内部中空位置，

第二次轮轴526套设在第二次齿轮510的内部中空位置，

第三次轮轴527套设在第三次齿轮511的内部中空位置，

第四次轮轴528套设在第四次齿轮512的内部中空位置，

第五次轮轴529套设在第五次齿轮513的内部中空位置，

第六次轮轴530套设在第六次齿轮514的内部中空位置，

第七次轮轴531套设在第七次齿轮515的内部中空位置，

第八次轮轴532套设在第八次齿轮516的内部中空位置；

第一次轮轴525、第二次轮轴526、第三次轮轴527、第四次轮轴528、第五次轮轴529、第六次轮轴530、第七次轮轴531、第八次轮轴532的两端均通过键581进行固定；

第一次齿轮509的上端外齿与第一次轮上导轨557的下端外齿啮合连接，

第二次齿轮510的上端外齿与第一次轮上导轨557的下端外齿啮合连接，

第三次齿轮511的上端外齿与第二次轮上导轨558的下端外齿啮合连接，

第四次齿轮512的上端外齿与第二次轮上导轨558的下端外齿啮合连接，

第五次齿轮513的上端外齿与第三次轮上导轨559的下端外齿啮合连接，

第六次齿轮514的上端外齿与第三次轮上导轨559的下端外齿啮合连接，

第七次齿轮515的上端外齿与第四次轮上导轨560的下端外齿啮合连接，

第八次齿轮516的上端外齿与第四次轮上导轨560的下端外齿啮合连接；

第一次齿轮509的下端外齿与第一次轮下导轨561的上端外齿啮合连接，

第二次齿轮510的下端外齿与第一次轮下导轨561的上端外齿啮合连接，

第三次齿轮511的下端外齿与第二次轮下导轨562的上端外齿啮合连接，

第四次齿轮512的下端外齿与第二次轮下导轨562的上端外齿啮合连接，

第五次齿轮513的下端外齿与第三次轮下导轨563的上端外齿啮合连接，

第六次齿轮514的下端外齿与第三次轮下导轨563的上端外齿啮合连接，

第七次齿轮515的下端外齿与第四次轮下导轨564的上端外齿啮合连接，

第八次齿轮516的下端外齿与第四次轮下导轨564的上端外齿啮合连接；

第一齿轮同步带533的上端套设在第一主齿轮501的中部凹槽处，

第二齿轮同步带534的上端套设在第二主齿轮502的中部凹槽处，

第三齿轮同步带535的上端套设在第三主齿轮503的中部凹槽处，

第四齿轮同步带536的上端套设在第四主齿轮504的中部凹槽处，

第五齿轮同步带537的上端套设在第五主齿轮505的中部凹槽处，

第六齿轮同步带538的上端套设在第六主齿轮506的中部凹槽处，

第七齿轮同步带539的上端套设在第七主齿轮507的中部凹槽处，

第八齿轮同步带540的上端套设在第八主齿轮508的中部凹槽处；

第一齿轮同步带533的下端套设在第一次轮轴525的中部凹槽处，

第二齿轮同步带534的下端套设在第二次轮轴526的中部凹槽处，

第三齿轮同步带535的下端套设在第三次轮轴527的中部凹槽处，

第四齿轮同步带536的下端套设在第四次轮轴528的中部凹槽处，

第五齿轮同步带537的下端套设在第五次轮轴529的中部凹槽处，

第六齿轮同步带538的下端套设在第六次轮轴530的中部凹槽处，

第七齿轮同步带539的下端套设在第七次轮轴531的中部凹槽处，

第八齿轮同步带540的下端套设在第八次轮轴532的中部凹槽处；

第一主轮上导轨549的左侧与主保护罩6焊接连接，右侧紧邻滚轴419，其上端依次与第一导轨稳固架565、第二导轨稳固架566的底部焊接连接，第一导轨稳固架565、第二导轨稳固架566的上端依次与主保护罩6焊接连接，第一导轨稳固架565、第二导轨稳固架566的作用是支撑第一主轮上导轨549承载的力；

第二主轮上导轨550的右侧与主保护罩6焊接连接，左侧紧邻滚轴419，其上端依次与第三导轨稳固架567、第四导轨稳固架568的底部焊接连接，第三导轨稳固架567、第四导轨稳固架568的上端依次与主保护罩6焊接连接，第三导轨稳固架567、第四导轨稳固架568的作用是支撑第二主轮上导轨550承载的力；

第三主轮上导轨551的右侧与主保护罩6焊接连接，左侧紧邻滚轴419，其上端依次与第五导轨稳固架569、第六导轨稳固架570的底部焊接连接，第五导轨稳固架569、第六导轨稳固架570的上端依次与主保护罩6焊接连接，第五导轨稳固架569、第六导轨稳固架570的作用是支撑第三主轮上导轨551承载的力；

第四主轮上导轨552的左侧与主保护罩6焊接连接，右侧紧邻滚轴419，其上端依次与第七导轨稳固架571、第八导轨稳固架572的底部焊接连接，第七导轨稳固架571、第八导轨稳固架572的上端依次与主保护罩6焊接连接，第七导轨稳固架571、第八导轨稳固架572的作用是支撑第四主轮上导轨552承载的力；

第一主轮上导轨549、第二主轮上导轨550、第三主轮上导轨551、第四主轮上导轨552的材质均为钢制材料，导轨两侧均设凸型防滑构造；

第一导轨稳固架565、第二导轨稳固架566、第三导轨稳固架567、第四导轨稳固架568、第五导轨稳固架569、第六导轨稳固架570、第七导轨稳固架571、第八导轨稳固架572的材质均为钢制材料；

第一主轮下导轨553、第二主轮下导轨554、第三主轮下导轨555、第四主轮下导轨556的底部均与主保护罩6焊接连接，其材质均为钢制材料，导轨两侧均设凸型防滑构造；

第一次轮上导轨557、第二次轮上导轨558、第三次轮上导轨559、第四次轮上导轨560的顶部均与主保护罩6焊接连接，其材质均为钢制材料，导轨两侧均设凸型防滑构造；

第一次轮下导轨561、第二次轮下导轨562、第三次轮下导轨563、第四次轮下导轨564的底部分别与第一液压切割伸缩臂201、第二液压切割伸缩臂202、第三液压切割伸缩臂203、第四液压切割伸缩臂204的顶部焊接连接，其材质均为钢制材料，导轨两侧均设凸型防滑构造；

第一主轮轴517、第二主轮轴518、第三主轮轴519、第四主轮轴520、第五主轮轴521、第六主轮轴522、第七主轮轴523、第八主轮轴524的两端分别与第一井字形稳固架582螺纹连接；

第一次轮轴525、第二次轮轴526、第三次轮轴527、第四次轮轴528、第五次轮轴529、第六次轮轴530、第七次轮轴531、第八次轮轴532的两端分别与第二井字形稳固架583螺纹连接；

同步带运行孔584分别沿第一主轮下导轨553、第二主轮下导轨554、第三主轮下导轨555、第四主轮下导轨556的长边方向设置，其从上往下分别垂直贯穿第一主轮下导轨553和第一次轮上导轨557、第二主轮下导轨554和第二次轮上导轨558、第三主轮下导轨555和第三次轮上导轨559、第四主轮下导轨556和第四次轮上导轨560。

主保护罩6

主保护罩6为钢制材料，其作用主要是保护切割系统2、抓取系统3、吸取系统4、齿轮系统5、传感系统8，避免碰触到成槽孔11内壁。

传感系统8，

传感系统8包括第一压力传感器801、第二压力传感器802、第三压力传感器803、第四压力传感器804、第五压力传感器805、第六压力传感器806、第七压力传感器807、第八压力传感器808、第九压力传感器809、

还包括第一位移传感器810、第二位移传感器811、第三位移传感器812、第四位移传感器813、第五位移传感器814、第六位移传感器815、第七位移传感器816、第八位移传感器817、第九位移传感器818、

还包括气压传感器819、

它们的分布和连接关系为：

第一压力传感器801的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端粘贴于第一液压切割伸缩臂201的右上端；

第二压力传感器802的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端粘贴于第二液压切割伸缩臂202左上端；

第三压力传感器803的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端粘贴于第三液压切割伸缩臂203的右上端；

第四压力传感器804的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端粘贴于第四液压切割伸缩臂204的左上端；

第五压力传感器805的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端与第一抓取伸缩杆305粘贴连接；

第六压力传感器806的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端与第二抓取伸缩杆306粘贴连接；

第七压力传感器807的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端与第三抓取伸缩杆307粘贴连接；

第八压力传感器808的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端与第四抓取伸缩杆308粘贴连接；

第九压力传感器809的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端与滚盘414粘贴连接；

第一位移传感器810的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端粘贴于第一液压切割伸缩臂201的右上端；

第二位移传感器811的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端粘贴于第二液压切割伸缩臂202左上端；

第三位移传感器812的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端粘贴于第三液压切割伸缩臂203的右上端；

第四位移传感器813的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端粘贴于第四液压切割伸缩臂204的左上端；

第五位移传感器814的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端与第一抓取伸缩杆305粘贴连接；

第六位移传感器815的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端与第二抓取伸缩杆306粘贴连接；

第七位移传感器816的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端与第三抓取伸缩杆307粘贴连接；

第八位移传感器817的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端与第四抓取伸缩杆308粘贴连接；

第九位移传感器818的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端与滚盘414粘贴连接；

气压传感器819的顶端通过多芯传导线7与控制器102连接，其底端与气体输送管413粘贴连接；

固定基座系统9，

包括门式框架901、短臂固定连接件902、主接钢丝绳903、第一连接螺栓904、第二连接螺栓905、第三连接螺栓906、第一框架底座907、第二框架底座908、底座入地螺钉909、短臂固定孔910；

还包括第一箱体连接孔911、第二箱体连接孔912；

它们的关系为：

门式框架901的底端左侧、右侧分别与第二框架底座908、第一框架底座907焊接连接，第二框架底座908和第一框架底座907的左右两侧分别用底座入地螺钉909进行固定；门式框架901的中部设短臂固定连接件902，并与短臂固定连接件902的上端焊接连接；门式框架901沿纵向呈矩形状，其长宽高可根据深基坑成槽孔的实际长度进行设定，其材质为钢材；短臂固定连接件902材质为钢材，其形状为矩形，下端设短臂固定孔910；主接钢丝绳903的上端伸入短臂固定孔910内并用第一连接螺栓904螺接；其下端依次伸入箱体主连接孔901、箱体副连接孔902内部，并依次用第二连接螺栓905、第三连接螺栓906螺接。

线圈保护罩12主要作用是保护多芯传导线7。

主要工作原理：

当成槽孔11内存在孤石10时，利用固定基座系统9对本发明装置进行固定；当需要对孤石10进行精准定位时，通过控制系统1中的控制器102控制齿轮系统5中的8个齿轮电机工作，然后通过齿轮电机带动对应的8个主轮轴转动，通过8个主轮轴的转动分别带动其对应的8个主齿轮工作，然后通过8个齿轮同步带连接8个主齿轮对应的次齿轮，利用主齿轮的转动分别带动对应的8个次齿轮转动；主齿轮与主轮上导轨和主轮下导轨啮合，次齿轮与次轮上导轨和次轮下导轨啮合，而切割系统2中的液压切割伸缩臂上端与次轮下导轨焊接连接，因而通过控制器102驱使主齿轮和次齿轮同步在导轨上移动以带动切割系统2中的切刀和抓取系统3中的L型抓刀的左右移动；(注：如图18所示，液压切割伸缩臂与上抓取固定器是各自独立的结构，分别与次轮下导轨焊接。也就是说，切割系统2、抓取系统3是各自独立的系统，通过各自的液压切割伸缩臂、上抓取固定器分别与次轮下导轨焊接连接)

当切刀到达孤石10的预定切割位置时，通过控制器102控制切割电机驱使液压切割伸缩臂适应孤石10的体积、深度等调整伸缩臂的长度，然后通过液压切割伸缩臂带动锥形切刀向下切割孤石10，同时通过压力传感器和位移传感器对切割过程进行全过程监控；

当孤石切割完毕，通过控制器102控制液压切割伸缩臂将伸出的臂缩回，然后通过控制器102控制抓取电机驱使抓取伸缩杆向下伸出L型抓刀以抓取孤石10；然后利用控制器102控制滚盘步进电机421驱使滚盘414转动以带动滚轴419的转动，通过滚轴419的转动实现吸盘402的上下移动；

当L型抓刀接触孤石的同时，通过控制器102控制吸盘402底部的倒Y型吸爪与孤石10接触，然后控制吸盘移动气泵411向主气体通道401内部输入高压气体到达倒Y型吸爪，使倒Y型吸爪通过高压气体的压力紧紧的与孤石10吸紧，同时通过气压传感器、压力传感器和位移传感器对吸取过程进行全过程监控；

L型抓刀和倒Y型吸爪全部与孤石10接触后，利用控制器102控制滚盘步进电机421驱使滚盘414转动以带动滚轴419的转动，通过滚轴419的转动实现吸盘402的上移动。

以上，通过控制器102控制切割系统2、抓取系统3、吸取系统4、齿轮系统5实现孤石的切割、吸紧和抓取。

Claims (1)

1.一种用于清除深基坑成槽孔内高强孤石实施方法，其特征在于，包括切割-抓取-吸紧如下步骤

步骤一，固定装置

存在孤石10的槽孔11处，在地面上搭建固定基座系统9，用于固定和搭建槽孔11内的实施专用装置；

步骤二，移动调整至精准定位

在槽孔11内，当需要对孤石10进行精准定位时，通过控制器102控制齿轮系统5中的8个齿轮电机工作，然后通过齿轮电机带动对应的8个主轮轴转动，通过8个主轮轴的转动分别带动其对应的8个主齿轮工作，然后通过8个齿轮同步带连接8个主齿轮对应的次齿轮，利用主齿轮的转动分别带动对应的8个次齿轮转动；主齿轮与主轮上导轨和主轮下导轨啮合，次齿轮与次轮上导轨和次轮下导轨啮合，而切割系统2中的液压切割伸缩臂上端与次轮下导轨焊接连接，同时抓取系统3中的上抓取固定器顶端也与次轮下导轨底端焊接，因而通过控制器102驱使主齿轮和次齿轮同步在导轨上移动以带动切割系统2中的切刀和抓取系统3中的L型抓刀的左右移动，寻找并趋近孤石10的精准位置；

步骤三，切割

当切刀到达孤石10的预定切割位置时，通过控制器102控制切割电机驱使液压切割伸缩臂适应孤石10的体积、深度等调整伸缩臂的长度，然后通过液压切割伸缩臂带动锥形切刀向下切割孤石10，同时通过压力传感器和位移传感器对切割过程进行全过程监控；

步骤四，抓取、吸紧

当孤石切割完毕，通过控制器102控制切割电机驱使液压切割伸缩臂将伸出的臂缩回，

然后，通过控制器102控制抓取电机驱使抓取伸缩杆向下伸出L型抓刀为抓取孤石10做准备；

然后，利用控制器102控制滚盘步进电机421驱使滚盘414转动以带动滚轴419的转动，通过滚轴419的转动实现吸盘402的上下移动；

当L型抓刀接触孤石的同时，通过控制器102控制吸盘402底部的倒Y型吸爪与孤石10接触，然后控制吸盘移动气泵411向主气体通道401内部输入高压气体到达倒Y型吸爪，使倒Y型吸爪通过高压气体的压力紧紧的与孤石10吸紧，同时通过气压传感器、压力传感器和位移传感器对吸取过程进行全过程监控；

步骤五，上移孤石，完成任务

L型抓刀和倒Y型吸爪全部与孤石10接触后，利用控制器102控制滚盘步进电机421驱使滚盘414转动以带动滚轴419的转动，通过滚轴419的转动实现吸盘402的上移动。

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