CN112942465A - 一种电力工程用杆坑开挖装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电力工程用杆坑开挖装置，属于电力施工技术领域。包括车架、驱动机构、减速机构、传动机构和挖掘机构；车架前端的上部设置有连接车架两侧的水平连接杆，底部两侧设置有车轮；驱动机构固定设置在车架的后端，用于进行动力输出；减速机构固定设置在车架的后端，输入端与驱动机构的输出端固定连接，用于降低驱动机构的输出转速，用于调整驱动机构的输出转动方向；传动机构的输入端与减速机构的输出端固定连接，输出端与挖掘机构传动连接，用于带动挖掘机构进行转动；挖掘机构采用螺旋状结构，顶端与水平连接杆转动连接，用于进行土层开挖。本发明采用内燃式发动机作为动力系统，适用于黄土层、黏土层、冻土层、砂砾土层等多种土层。

Description

一种电力工程用杆坑开挖装置

技术领域

本发明属于电力施工技术领域，具体涉及一种电力工程用杆坑开挖装置。

背景技术

电杆在架空输电线路中起到支撑架空导线的作用，电杆需要栽设到地面上，在架设前需要开挖杆坑。目前挖坑一般采用人力使用铁锨等工具完成，人工开挖时取土范围宽，需要开挖和回填的土方多，费时费力，施工效率慢；同时人工开挖时需要占用较大的范围堆放挖出来的土，在田间施工容易造成农户青苗损害；并且人工开挖土层容易松动、塌方，造成立杆不稳固，也给工作人员带来安全隐患。所以出现了一些能够取代人工开挖的杆坑开挖机械。

如专利文献CN110700342A提出一种电杆坑槽挖掘装置，包括车架、转动连接在车架上的转盘、连接在转盘上的升降机构、连接在升降机构上用来挖掘坑槽的挖掘刀组件、固定设置在车架后部用来平衡升降机构重量的配重组件以及设置在车架下方的行走机构。所述行走机构为连接在车架下方的行走车轮或行走履带轮；所述车架上固定安装有驱动电机，用来驱动行走车轮或行走履带轮行走。该专利所述挖掘装置依靠专用车辆来驱动，适应性差，不适用于一些软质土层或田间施工，并且实现成本过高。

又如专利文献CN203383721U提出一种电杆坑挖掘装置，包括机架、设置在机架内的动力装置、由动力装置驱动的钻头，所述机架两侧分别设有把手，其中一把手上设有控制动力装置的控制开关，所述钻头由至少两节组成，所述相邻的钻头之间通过插销连接。该专利所述挖掘装置由两个人操作完成挖掘，但其为手提式，需要人工抬起进行使用，因此仅能使用一些小型的动力装置，因动力问题无法挖掘一些较粗或较深的杆坑，同时也不适用于硬质土层或砂石土层。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种电力工程用杆坑开挖装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种电力工程用杆坑开挖装置，包括车架、驱动机构、减速机构、传动机构和挖掘机构；

所述车架前端的上部设置有连接车架两侧的水平连接杆，底部两侧设置有车轮；

所述驱动机构固定设置在所述车架的后端，用于进行动力输出；

所述减速机构固定设置在所述车架的后端，输入端与所述驱动机构的输出端固定连接，用于降低所述驱动机构的输出转速，用于调整所述驱动机构的输出转动方向；

所述传动机构的输入端与所述减速机构的输出端固定连接，输出端与所述挖掘机构传动连接，用于带动挖掘机构进行转动；

所述挖掘机构采用螺旋状结构，顶端与所述水平连接杆转动连接，用于进行土层开挖。

进一步的，所述减速机构包括减速输入杆和第一减速杆，所述减速输入杆和所述第一减速杆均与所述减速机构的外壳轴承连接；所述减速输入杆为所述减速机构的输入端，位于所述减速机构内部的一端同轴固定设置有第一锥形齿轮；所述第一减速杆设置在所述第一锥形齿轮旁，中心轴线与所述减速输入杆的中心轴线共面且垂直，能够沿其中心轴线移动，中部在所述第一锥形齿轮的两侧同轴固定设置有第二锥形齿轮和第三锥形齿轮，所述第二锥形齿轮和所述第三锥形齿轮均能够与所述第一锥形齿轮配合转动；所述第一减速杆的两端均设置有转向控制端，所述转向控制端为多棱杆，一端与所述第一减速杆轴承连接，另一端与所述减速机构的外壳之间设置有支撑弹簧，侧壁与所述减速机构的外壳间隙配合；

所述车架的前端设置有控制把手，所述控制把手通过控制线与所述转向控制端固定连接。

进一步的，所述传动机构为链式传动结构，包括主动链轮、从动链轮和传动链条；所述主动链轮同轴固定设置在所述减速机构的输出端上；所述从动链轮同轴固定设置在传动套杆上，通过所述传动链条与所述主动链轮传动连接；

所述传动套杆为圆柱管，通过轴承套装在所述水平连接杆上；所述传动套杆上还同轴固定设置有主动锥轮；

所述挖掘机构包括位于中心轴线处的圆柱形中心杆和设置在所述中心杆外侧呈螺旋状的螺旋片，所述中心杆的顶端设置有连接件，所述连接件的顶端与所述水平连接杆轴承连接，底端与所述中心杆顶端轴承连接；所述中心杆的顶端同轴固定设置有从动锥轮，所述从动锥轮用于和所述主动锥轮配合转动。

进一步的，所述中心杆的底端固定设置有锥形结构的螺旋钻头，所述螺旋片底部边缘固定设置有铲形结构的斗齿。

进一步的，所述挖掘机构能够多节组合使用。

进一步的，所述车架的前端设置有拖车臂，所述拖车臂与所述车架可拆卸连接，用于与机动车牵引连接。

进一步的，所述车架上设置有罩设在所述驱动机构、所述减速机构和所述传动机构上方的防护罩。

进一步的，所述车架上设置有罩设在所述车轮上方的挡泥板。

进一步的，所述驱动机构为内燃式发动机。

目前用于杆坑开挖的装置主要有车载式和手提式。车载式杆坑开挖装置安装在使用轮式底盘或履带底盘的车辆上，由车辆发动机作为动力系统（如专利文献CN208792943U、CN206245369U等），这些车载式装置动力强，适用于多种土层，但因其体积大、重量重，不适合软质土层、狭小地带或田间施工，并且实现成本过高。手提式杆坑开挖装置由人工抬起使用，操作人数多为1-4人（如专利文献CN203383721U、CN203086950U等），这些手提式装置需要人工抬起使用，因此仅能安装小型的动力装置，在挖坑时可能会出现动力不足的问题。

这种情况下，本领域技术人员提出了一些介于手提式和车载式之间的轻便型杆坑开挖装置，这些轻便型装置承重能力强，能够安装大型的动力系统。

常用的大型动力系统为内燃式发动机，但因其输出转速高，在用于开挖时要先进行减速，因此必须安装减速机构，安装减速机构必然要增加装置的体积，加上内燃式发动机自身较重，会影响杆坑开挖装置的轻便程度。如专利文献CN108331530A提出一种轻便式电线杆挖洞机，包括结构部分，结构部分内设有动力部分，动力部分包括发动机、变速箱；该专利在使用时需要对所述结构部分进行搭接组装，使用不便。

针对内燃式发动机的缺陷，出现了一些采用电动机的轻便型杆坑开挖装置。对于电动机来说，因其能够通过电路的方式改变转速，不需要单独安装减速机构，可使设备更加轻便。但在野外工作时如果取电困难，则需要配置发电机进行供电，使用仍然不便。如专利问文献CN109519122A提出一种电线杆栽杆用挖洞装置，包括水平设置的矩形框架，矩形框架底部设置有减震车轮，该装置还设置有驱动电机，驱动电机的传动连接有钻杆，钻杆下端设置有钻头；该专利在工作时受野外供电情况的影响较大。

而本发明则通过设计克服上述缺陷，取得轻便与动力之间的平衡。

与现有技术相比，本发明有益效果如下：

本发明采用内燃式发动机作为动力输出机构，输出动力强，所输出的动力能够通过减速机构进行减速并增加力矩，因此，本发明即适用于普通的黄土层、黏土层，也适用于冻土层、砂砾土层等其他土层。本发明的减速机构能够提供正转或反转的动力输出，进而带动挖掘机构进行正转或反转，如果在开挖时挖掘机构卡死或无法提起时，可控制挖掘机构进行反转，从而摆脱卡死状态。

本发明的车架采用手推车式结构，底部采用倒三角形，后端安装驱动机构（发动机）和减速机构，前端安装传动机构和挖掘机构，车架前后两端的重量相匹配，即利于本发明的移动，也利于开挖时的使用。

本发明的挖掘机构设置有螺旋钻头和斗齿，螺旋钻头能够起定位作用，同时在掘进后能够使土层松动，便于斗齿和螺旋片对土层进行开挖；斗齿采用耐磨材料制成，即能够提高挖掘效率，也能够对螺旋片进行保护。

本发明的前端还能够安装拖车臂，使本发明能够在机动车牵引下进行长距离移动或快速移动，也能够在崎岖路面移动；本发明还设置有防护罩和挡泥板，能够防止本发明的机械部件受雨雪或泥土侵蚀而损坏，提高本发明的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

图1：本发明实施例1的结构示意图之一；

图2：本发明实施例1的结构示意图之二；

图3：本发明实施例1减速机构的剖视图；

图4：本发明实施例1水平连接杆处的结构示意图；

图5：本发明实施例2的结构示意图；

图6：本发明实施例4的结构示意图；

图7：本发明实施例5的结构示意图；

图8：本发明实施例6的结构示意图；

其中：1-车架，11-车轮，12-竖直支撑杆，13-水平连接杆，14-控制把手，141-控制线，15-拖车臂，16-防护罩，17-挡泥板，2-驱动机构，3-减速机构，31-减速输入杆，311-第一锥形齿轮，32-减速输出杆，33-第一减速杆，331-第一轴承，332-第二锥形齿轮，333-第三锥形齿轮，334-转向控制端，335-支撑弹簧，4-传动机构，41-主动链轮，42-从动链轮，43-传动链条，44-主动锥轮，45-传动套杆，5-挖掘机构，51-中心杆，52-螺旋片，53-连接件，531-连接轴承，54-从动锥轮，55-斗齿，56-螺旋钻头。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例和附图进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

实施例1：

参阅图1-图4，本实施例所提供的电力工程用杆坑开挖装置包括车架1、驱动机构2、减速机构3、传动机构4和挖掘机构5。

车架1采用钢制框架结构，下部为倒三角形支撑结构，下部的两侧各设置有一个车轮11；车架1前端上部的两侧垂直固定设置有竖直支撑杆12，两根竖直支撑杆12的顶端固定连接有水平连接杆13，水平连接杆13为圆柱杆。本实施例车架1由槽钢焊接而成，当然，在具体实施时也可采用方钢、角钢等其他型材焊接而成。

驱动结构2固定设置在车架1尾端的上部，是本发明的动力输出机构。本实施例的驱动结构2采用内燃式发动机，可采用汽油或柴油作为燃料。采用内燃式发动机更方便在野外施工时使用。当然，在具体实施时也可采用电动机。

减速机构3固定设置在车架1的上部，输入端与驱动机构2的输出端固定连接。减速机构3用于降低驱动机构2的输出转速，并提高输出转矩。如图3所示，减速机构3的输入端为圆柱形的减速输入杆31，输出端为圆柱形的减速输出杆32；减速输入杆31与减速机构3的外壳轴承连接，一端与驱动机构2的输出端固定连接，另一端同轴固定设置有第一锥形齿轮311，第一锥形齿轮311为45度锥形齿轮。第一锥形齿轮311旁设置有圆柱形的第一减速杆33，第一减速杆33的中心轴线与减速输入杆31的中心轴线位于同一平面上且互相垂直；第一减速杆33的两端均通过第一轴承331与减速机构3的外壳轴承连接，并且第一减速杆33与第一轴承331之间间隙配合，第一减速杆33能够在第一轴承331内沿轴线方向移动；第一减速杆33的中部在第一锥形齿轮311的两侧分别同轴固定设置有第二锥形齿轮332和第三锥形齿轮333，第二锥形齿轮332和第三锥形齿轮333的规格均与第一锥形齿轮311相匹配，均为45度锥形齿轮，当第一减速杆33沿轴线方向移动时，能够使第二锥形齿轮332与第一锥形齿轮311配合转动，或使第三锥形齿轮333与第一锥形齿轮311配合转动。第一减速杆33的两端均设置有转向控制端334，转向控制端334为方形杆，一端与第一减速杆33的一端轴承连接，另一端与减速机构3外壳之间设置有支撑弹簧335，侧面与减速机构3外壳间隙配合。

本实施例能够通过拉动其中一个转向控制端334实现第一减速杆33沿轴线方向的移动，能够使第二锥形齿轮332或第三锥形齿轮333与第一锥形齿轮311配合转动，从而能够使第一减速杆33在减速输入杆31带动下实现正方向的转动或反方向的转动。当未拉动转向控制端334时，第一减速杆33将在支撑弹簧335以及第一锥形齿轮311的离心力作用下与第一锥形齿轮311分离，此时减速机构3将无动力输出。

对应的，本实施例在车架1前端的两侧各设置一个控制把手14，控制把手14通过控制线141与转向控制端334一对一的固定连接。当捏动控制把手14时，能够通过控制线141拉动转向控制端334使减速机构3实现动力输出，并且捏动左侧控制把手14时与右侧控制把手14时，减速机构3所输出动力的转动方向相反。

传动机构4的输入端与减速机构3的输出端固定连接，输出端与挖掘机构5传动连接，用于驱动挖掘机构5进行转动。传动机构4包括主动链轮41、从动链轮42和传动链条43。主动链轮41为传动机构4的输入端，同轴固定设置在减速输出杆32上。如图4所示，传动机构4的输出端为从动链轮42，从动链轮42同轴固定设置在传动套杆45上，从动链轮42通过传动链条43与主动链轮41传动连接；传动套杆45为圆柱管，通过轴承套设在水平连接杆13上。传动套杆45上还同轴固定设置有主动锥轮44，主动锥轮44为45度锥形齿轮。

挖掘机构5整体呈螺旋状，包括位于中心轴线处的圆柱形中心杆51和设置在中心杆51外侧呈螺旋状的螺旋片52。如图4所示，中心杆51的顶端设置有连接件53，连接件53的顶端设置有连接轴承531，底端与中心杆51的顶端轴承连接；连接轴承531与水平连接杆13轴承连接。中心杆51的顶端同轴固定设置有从动锥轮54，从动锥轮54为45度锥形齿轮，能够与主动锥轮44配合转动。

因此，传动机构4能够依此通过传动套杆45、主动锥轮44和从动锥轮54带动挖掘机构5沿中心轴线转动。同时挖掘机构5也能够沿水平连接杆13摆动。

本实施例传动机构4采用链式传动，并且为提高传动可靠性，采用了双排链结构。当然，在具体实施时，传动机构4也可采用其他排数的链式结构，也可采用皮带传动、连杆传动等其他传动方式。

本发明的使用方法如下：工作人员首先推动本发明到杆坑待开挖处，使挖掘机构5自然垂下对准待开挖点，随后向下按压控制把手14，当挖掘机构5接触地面时，捏住正转的控制把手14使挖掘机构5开始旋进挖掘，此时一直向下按压控制把手14。当杆坑开挖完毕后，抬起控制把手14即可将挖掘机构5从杆坑内拉起，如果控制把手14不容易抬起，或挖掘机构5卡死后，可捏动反转的控制把手14，使挖掘机构5反方向转动，当挖掘机构5反方向转动时可轻松的从杆坑内拉起。

实施例2：

参阅图5，本实施例所提供的电力工程用杆坑开挖装置的挖掘机构5与实施例1相比做了如下改进：螺旋片52底部设置有斗齿55，中心杆51底端设置有螺旋钻头56。

斗齿55固定设置在螺旋片52底部边缘处，为铲形结构，采用耐磨合金制成；螺旋钻头56固定设置在中心杆51的底端，为锥形螺旋钻头。

本实施例挖掘机构5的螺旋钻头56能够起定位作用，同时在掘进后能够使土层松动，便于斗齿55及螺旋片52对土层进行开挖。斗齿55采用耐磨材料制成，即能够提高挖掘效率，也能够对螺旋片52进行保护。

斗齿55与螺旋片52之间采用可更换的连接方式，当斗齿55损坏或磨损后，能够进行更换。

实施例3：

本实施例所提供的电力工程用杆坑开挖装置与实施例2相比做了如下改进：挖掘机构5可以由多节组合使用。

当多节挖掘机构5组合使用时，能够提高杆坑的挖掘深度，适用于一些较高电杆的栽杆使用。

实施例4：

参阅图6，本实施例所提供的电力工程用杆坑开挖装置与实施例3相比做了如下改进：车架1的前端设置有拖车臂15。

拖车臂15与车架1的前端可拆卸连接，拖车臂15能够与机动车连接。

当本发明需要进行长距离移动或快速移动时，或需要在崎岖路面进行移动时，可以将拖车臂15安装到车架1上，并将挖掘机构5摆动后收入车架1内部。当拖车臂15的牵引端与机动车连接后，即可利用机动车进行牵引移动。

同时拖车臂15也能够起到支撑作用，当本发明不使用时，拖车臂15能够支撑地面使本发明实现固定摆放。

实施例5：

参阅图7，本实施例所提供的电力工程用杆坑开挖装置与实施例4相比做了如下改进：车架1的上部设置有防护罩16。

防护罩16为罩壳状结构，罩设在驱动机构2、减速机构3和传动机构4的上方，与车架1固定连接。

防护罩16能够防止本发明的机械部件受雨雪侵蚀而损坏，提高本发明的使用寿命。同时防护罩16也能够避免工作人员在工作时不小心接触运动部件而受伤。

实施例6：

参阅图8，本实施例所提供的电力工程用杆坑开挖装置与实施例5相比做了如下改进：车轮11的上部设置有挡泥板17。

挡泥板17为罩壳状结构，罩设在车轮11的上方，与车架1固定连接。

挡泥板17能够防止车轮11在转动时将水或泥土溅到本发明的机械部件上，避免这些机械部件因此锈蚀，提高本发明的使用寿命。

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，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种电力工程用杆坑开挖装置，包括车架，其特征在于：还包括驱动机构、减速机构、传动机构和挖掘机构；

所述车架前端的上部设置有连接车架两侧的水平连接杆，底部两侧设置有车轮；

所述驱动机构固定设置在所述车架的后端，用于进行动力输出；

所述减速机构固定设置在所述车架的后端，输入端与所述驱动机构的输出端固定连接，用于降低所述驱动机构的输出转速，用于调整所述驱动机构的输出转动方向；

所述传动机构的输入端与所述减速机构的输出端固定连接，输出端与所述挖掘机构传动连接，用于带动挖掘机构进行转动；

所述挖掘机构采用螺旋状结构，顶端与所述水平连接杆转动连接，用于进行土层开挖。

2.根据权利要求1所述的电力工程用杆坑开挖装置，其特征在于：所述减速机构包括减速输入杆和第一减速杆，所述减速输入杆和所述第一减速杆均与所述减速机构的外壳轴承连接；所述减速输入杆为所述减速机构的输入端，位于所述减速机构内部的一端同轴固定设置有第一锥形齿轮；所述第一减速杆设置在所述第一锥形齿轮旁，中心轴线与所述减速输入杆的中心轴线共面且垂直，能够沿其中心轴线移动，中部在所述第一锥形齿轮的两侧同轴固定设置有第二锥形齿轮和第三锥形齿轮，所述第二锥形齿轮和所述第三锥形齿轮均能够与所述第一锥形齿轮配合转动；所述第一减速杆的两端均设置有转向控制端，所述转向控制端为多棱杆，一端与所述第一减速杆轴承连接，另一端与所述减速机构的外壳之间设置有支撑弹簧，侧壁与所述减速机构的外壳间隙配合；

所述车架的前端设置有控制把手，所述控制把手通过控制线与所述转向控制端固定连接。

3.根据权利要求2所述的电力工程用杆坑开挖装置，其特征在于：所述传动机构为链式传动结构，包括主动链轮、从动链轮和传动链条；所述主动链轮同轴固定设置在所述减速机构的输出端上；所述从动链轮同轴固定设置在传动套杆上，通过所述传动链条与所述主动链轮传动连接；

所述传动套杆为圆柱管，通过轴承套装在所述水平连接杆上；所述传动套杆上还同轴固定设置有主动锥轮；

所述挖掘机构包括位于中心轴线处的圆柱形中心杆和设置在所述中心杆外侧呈螺旋状的螺旋片，所述中心杆的顶端设置有连接件，所述连接件的顶端与所述水平连接杆轴承连接，底端与所述中心杆顶端轴承连接；所述中心杆的顶端同轴固定设置有从动锥轮，所述从动锥轮用于和所述主动锥轮配合转动。

4.根据权利要求3所述的电力工程用杆坑开挖装置，其特征在于：所述中心杆的底端固定设置有锥形结构的螺旋钻头，所述螺旋片底部边缘固定设置有铲形结构的斗齿。

5.根据权利要求4所述的电力工程用杆坑开挖装置，其特征在于：所述挖掘机构能够多节组合使用。

6.根据权利要求5所述的电力工程用杆坑开挖装置，其特征在于：所述车架的前端设置有拖车臂，所述拖车臂与所述车架可拆卸连接，用于与机动车牵引连接。

7.根据权利要求6所述的电力工程用杆坑开挖装置，其特征在于：所述车架上设置有罩设在所述驱动机构、所述减速机构和所述传动机构上方的防护罩。

8.根据权利要求7所述的电力工程用杆坑开挖装置，其特征在于：所述车架上设置有罩设在所述车轮上方的挡泥板。

9.根据权利要求8所述的电力工程用杆坑开挖装置，其特征在于：所述驱动机构为内燃式发动机。

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