CN114278327B - 一种智能硬物检测钻进挖掘工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及挖掘装置技术领域，具体涉及一种智能硬物检测钻进挖掘工具。一种智能硬物检测钻进挖掘工具包括外壳体、钻进机构、刀盘盖和驱动机构。外壳体内具有呈柱状且开口朝前的安装槽，其后壁的下部安装有排料管。钻进机构包括转轴、刀盘和多个切削组件。本发明的一种智能硬物检测钻进挖掘工具在钻进挖掘的过程中遇到硬物时，与硬物接触的切削刀能感应刀硬物的存在，且在硬物阻挡下向后移动，并通过其两侧拉簧和旋转轮拉动处于其内外两侧的切削刀相互靠近且向前移动，也就是说使处于其两侧的弹簧向硬物靠近，并在原来钻进的基础上向更深处钻进，更容易把硬物周围的土挖空后使硬物脱落，减小切削刀前进的阻力，避免硬物损坏切削刀。

Description

一种智能硬物检测钻进挖掘工具

技术领域

本发明涉及挖掘装置技术领域，具体涉及一种智能硬物检测钻进挖掘工具。

背景技术

现有的大直径挖掘装置的刀盘主要选择配置带压可更换式的滚刀及切削类切削刀，在常规钻进装置使用过程中一方面碰到较为难以钻进的硬物时，很难将其处理，切削刀直接将其进行破碎的话对切削刀寿命损害又有很大影响，换刀时，过程耗时长、费用高，且操作不当容易对操作人员的健康造成永久伤害。另一方面在钻进的过程中脱落的硬物有时不易从排料口中排出或卡在切削刀上，这样会影响装置的工作效率，还会对切削刀进行磨损甚至影响装置的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种智能硬物检测钻进挖掘工具，以解决现有的挖掘装置切削刀易损耗应该工作效率的问题。

本发明的一种智能硬物检测钻进挖掘工具采用如下技术方案：

一种智能硬物检测钻进挖掘工具包括外壳体、钻进机构、刀盘盖和驱动机构。外壳体内具有呈柱状且开口朝前的安装槽，其后壁的下部安装有排料管。钻进机构包括转轴、刀盘和多个切削组件；转轴贯穿于外壳体的中部且可转动地设置；刀盘安装于转轴的前端且处于安装槽内，其边缘处设置有与排料管连通的传料口；多个切削组件绕刀盘的周向均布，每个切削组件包括多个切削刀、多个旋转轮和多个拉簧；刀盘的前端沿径向方向均匀设置有多个开口朝前的插槽，切削刀的一端插入安装有多个插槽且通过弹簧与插槽的槽底连接；旋转轮与切削刀沿径向方向交替设置，旋转轮的轴线沿刀盘的切向方向延伸，且绕自身轴线可转动地安装于刀盘的前壁；每个切削刀通过拉簧与处于其两侧的旋转轮连接。刀盘盖可转动地安装于外壳体的前端面，所述每个切削刀均贯穿于刀盘盖，刀盘盖的上设置有多个进料口。驱动机构配置成驱动外筒向前移动和转轴转动。

进一步地，一种智能硬物检测钻进挖掘工具还包括防卡机构，防卡机构包括多个限位柱、多个复位弹簧组和多个滑块；每个限位柱沿插槽的槽壁可滑动地设置，每个限位柱内设置有沿刀盘的径向方向延伸的滑槽，所述切削刀的后端插入贯穿槽中；每个复位弹簧组包括两个复位弹簧，复位弹簧的设置于滑槽内，每个复位弹簧组的两个复位弹簧分别设置于切削刀的两侧，一端连接于切削刀，另一端连接滑槽的槽壁。所述刀盘上还设置有多个滑块通道，每个滑块通道连通一个切削组件的多个插槽，多个滑块沿设置于滑块通道内，滑块与插槽的槽壁之间具有摩擦力，初始状态下滑块处于相邻的两个切削刀之间，所述切削刀的插入插槽的一端为直径从后向下逐渐减小的锥台，每个滑块的下壁的内外两侧均设置有两个弧形面，每个弧形面由中部向滑块的侧壁处延伸。

进一步地，所述切削刀的外端包括破碎刀头，破碎刀头的前端面积大于后端面积，且前端与后端的连接面为斜侧面。

进一步地，所述传料口处于每个相邻的两个切削组件之间。

进一步地，所述驱动机构包括多个液压推杆和驱动电机，多个液压推杆设置于外壳体的后侧，用于以推动外壳体向前移动；驱动电机设置于转轴的后端以驱动转轴转动。

本发明的有益效果是：本发明的一种智能硬物检测钻进挖掘工具在钻进挖掘的过程中遇到硬物时，与硬物接触的切削刀能感应刀硬物的存在，且在硬物阻挡下相对于其余的切削刀向后移动，并通过其两侧拉簧和旋转轮拉动处于其内外两侧的切削刀相互靠近且向前移动，也就是说使处于其两侧的弹簧向硬物靠近，并在原来钻进的基础上向更深处钻进，更容易把硬物周围的土挖空后使硬物脱落，减小切削刀前进的阻力，避免硬物损坏切削刀。

本发明通过设置防卡机构，使得在硬物脱落后处于硬物两侧的切削刀复位过程中，在沿弧形槽向后移动时相比于最初状态更加远离，也就是说，在这两个切削刀恢复至与其它的切削刀平齐时与初始状态相比更加远离其之间的切削刀，这样可以减少硬物被挖落以后，卡在切削刀的机率，便于削切后的土壤和碎石掉落。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种智能硬物检测钻进挖掘工具的实施例的结构示意图；

图2为本发明的一种智能硬物检测钻进挖掘工具的实施例的另一视角的结构示意图；

图3为图2的B处放大图；

图4为本发明的一种智能硬物检测钻进挖掘工具的实施例的去除刀盘的前视图；

图5为图4中A-A处剖视图；

图6为图5中E处放大图；

图7为本发明的一种智能硬物检测钻进挖掘工具的实施例的钻进机构的切削刀受阻时的状态示意图；

图8为图7中C处放大图；

图9为本发明的一种智能硬物检测钻进挖掘工具的实施例的钻进机构的切削刀回复时的状态示意图；

图10为图9中D处放大图。

图中：10、转轴；101、外壳体；102、固定柱；103、旋转轮；104、进料口；105、刀盘盖；106、刀盘；107、传料口；111、排料管道；12、切削刀；121、拉簧；123、弹簧；124、限位柱；125、复位弹簧；126、滑块；13、液压推杆。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一种智能硬物检测钻进挖掘工具的实施例，如图1至图10所示，一种智能硬物检测钻进挖掘工具包括外壳体101、钻进机构、刀盘盖105和驱动机构。外壳体101内具有呈柱状且开口朝前的安装槽，其后壁的下部安装有排料管道111。钻进机构包括转轴10、刀盘106和多个切削组件。转轴10贯穿于外壳体101的中部且可转动地设置；刀盘106安装于转轴10的前端且处于安装槽内，其边缘处设置有与排料管道111连通的传料口107。多个切削组件绕刀盘106的周向均布，每个切削组件包括多个切削刀12、多个旋转轮103和多个拉簧121。刀盘106的前端沿径向方向均匀设置有多个开口朝前的插槽，切削刀12的一端插入安装有多个插槽且通过弹簧123与插槽的槽底连接；旋转轮103与切削刀12沿径向方向交替设置，旋转轮103的轴线沿刀盘106的切向方向延伸，且绕自身轴线可转动地安装于刀盘106的前壁，具体地，刀盘106的前端安装有多个固定柱102，旋转轮103绕自身轴线可转动地安装于固定柱102。每个切削刀12通过拉簧121与处于其两侧的旋转轮103连接。刀盘盖105可转动地安装于外壳体101的前端面，所述每个切削刀12均贯穿于刀盘盖105，刀盘盖105的上设置有多个进料口104。驱动机构配置成驱动外壳体101向前移动和转轴10转动。

当前进的过程中遇到较为坚硬的硬物时，接触到硬物的切削刀12在硬物的作用下压缩连接其后端的弹簧123并向后移动，在切削刀12向后移动的过程中与其连接的两个拉簧121会被拉伸，带动与之相连的旋转轮103转动，旋转轮103转动时会拉伸另一个与之连接的拉簧121，进而拉动处于向后移动的切削刀12两侧的两个切削刀12相互靠近且向前移动，对硬物周侧的土壤进行破碎，最终硬物会在三个切削刀12的作用下拔除，并在重力的作用下脱落，进而通过传料口107，从排料管道111中排出。

硬物脱落后，向后移动的切削刀12不再受到硬物的压力，会在其后端的弹簧123的弹力下向前移动复位，且在带动与其连接两个拉簧121收缩，拉簧121带动与其连接的旋转轮103反向转动复位，由于此时处于该切削刀12内外两侧的两个切削刀12相对于初始位置更靠前，故旋转轮103在反向转动复位过程中处于该切削刀12内外两侧的每个切削刀12在其两侧的拉簧121的作用下向远离第一切削刀的一侧及后侧移动。

在本实施例中，如图8所示，一种智能硬物检测钻进挖掘工具还包括防卡机构，防卡机构包括多个限位柱124、多个复位弹簧组和多个滑块126。每个限位柱124沿插槽的槽壁可滑动地设置，每个限位柱124内设置有沿刀盘106的径向方向延伸的滑槽，所述切削刀12的后端插入贯穿槽中。每个复位弹簧组包括两个复位弹簧125，复位弹簧125的设置于滑槽内，每个复位弹簧125组的两个复位弹簧125分别设置于切削刀12的两侧，一端连接于切削刀12，另一端连接滑槽的槽壁。

所述刀盘106上还设置有多个滑块126通道，每个滑块126通道连通一个切削组件的多个插槽，多个滑块126沿设置于滑块126通道内，滑块126与插槽的槽壁之间具有摩擦力，初始状态下滑块126处于相邻的两个切削刀12之间，所述切削刀12的插入插槽的一端为直径从后向下逐渐减小的锥台，每个滑块126的下壁的内外两侧均设置有两个弧形面，每个弧形面由中部向滑块126的侧壁处延伸。

当切削刀12向前移动后在复位的过程中后端与处于其后侧的滑块126顶压，并会沿滑块126的弧形槽的槽壁滑动，进而顶推处于两个向后移动的切削刀12之间的滑块126相互靠近，由于两个滑块126相互靠近的过程中与滑槽的槽壁之间具有摩擦力，该摩擦力阻碍两个滑块126的相互靠近，进而使得切削刀12在沿弧形槽向后移动时相比于最初状态更加远离，也就是说，在这两个切削刀12恢复至与其它的切削刀12平齐时与初始状态相比更加远离其之间的切削刀12，这样可以减少硬物被挖落以后卡在切削刀12的机率，更容易从传料口107中排出。

在本实施例中，如图3所示，所述切削刀12的外端包括破碎刀头，破碎刀头的前端面积大于后端面积，且前端与后端的连接面为斜侧面，便于对处于切削刀12两侧的土壤或碎石进行削切，削切后的土壤或碎石在斜侧面的作用下处于破碎刀头的后方。

在本实施例中，如图2所示，所述传料口107处于每个相邻的两个切削组件之间，便于将处于相邻的两个切削组件之间的土壤和碎石排出。

在本实施例中，如图4所示，所述驱动机构包括多个液压推杆13和驱动电机，多个液压推杆13设置于外壳体101的后侧，用于以推动外壳体101向前移动；驱动电机设置于转轴10的后端以驱动转轴10转动(图中未示出)。

使用时，将本发明的一种智能硬物检测钻进挖掘工具于待钻进的土层的前端，驱动电机带动转轴10转动，转轴10带动刀盘106转动，同时液压推杆13推动外壳体101向前移动进行钻进，钻进过程中产生的土壤和碎石会通过刀盘盖105上进料口104和刀盘106上的传料口107进入排料管道111中，之后从排料管道111中排出。

如图6所示，当前进的过程中遇到较为坚硬的硬物时，接触到硬物的切削刀12在硬物的作用下压缩连接其后端的弹簧123并向后移动，将该切削刀12称为第一切削刀，处于第一切削刀内外两侧的两个切削刀12均称为第二切削刀，在第一切削刀向后移动的过程中首先通过其锥台的侧面推动其两侧的滑块126相互远离，由于第二切削刀的后端锥台的侧面与滑块126接触，故滑块126会沿锥台的侧面向外挤推第二切削刀，且在第一切削刀向后移动的过程中与其连接的两个拉簧121会被拉伸，带动与之相连的旋转轮103转动，旋转轮103转动时会拉伸另一个与之连接的拉簧121，进而拉动两个第二切削刀顶压靠近第一切削刀一侧的复位弹簧125向第一切削刀的一侧靠近且向前移动，也就是说，处于两个第二切削刀会向硬物方向靠近并向更前侧钻进，对硬物周侧的土壤进行破碎，最终硬物会在第一切削刀和两个第二切削刀的作用下拔除，并在重力的作用下脱落，后通过传料口107从排料管道111中排出(如图8所示)。

硬物脱落后，第一切削刀不再受到硬物的压力，会在其后端的弹簧123的弹力下向前移动复位，如图8所示，第一切削刀向前移动的过程中带动与其连接两个拉簧121收缩，拉簧121带动与其连接的旋转轮103反向转动复位，由于此时两个第二切削刀相对于初始位置更靠前，故拉簧121的连接第二切削刀的一端处于连接旋转轮103的一端的前侧，故旋转轮103在反向转动复位过程中第二切削刀会在其两侧的拉簧121的作用下向远离第一切削刀的一侧及后侧移动。(如图10所示)

如图8和图10所示，在第二切削刀向后移动时后端会沿滑块126的弧形槽滑动，从而顶推处于第一切削刀两侧的滑块126相互靠近，由于滑块126与滑槽的槽壁之间具有摩擦力，会阻碍两个滑块126的相互靠近，进而使得第二切削刀在复位的过程中更加远离。当第二切削刀穿过两个滑块126之间后弧形槽不再与切削刀的弧形槽接触，故在第二切削刀与其它的切削刀平齐时，两个第二切削刀相比于初始位置会向后移动到更加远离第一切削刀的位置，这样可以减少硬物被挖落以后卡在两个第二切削刀之间的机率。最后第二切削刀在复位弹簧125的作用下复位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (4)

1.一种智能硬物检测钻进挖掘工具，其特征在于：包括：

外壳体，外壳体内具有呈柱状且开口朝前的安装槽，其后壁的下部安装有排料管；

钻进机构，钻进机构包括转轴、刀盘和多个切削组件；转轴贯穿于外壳体的中部且可转动地设置；刀盘安装于转轴的前端且处于安装槽内，其边缘处设置有与排料管连通的传料口；多个切削组件绕刀盘的周向均布，每个切削组件包括多个切削刀、多个旋转轮和多个拉簧；刀盘的前端沿径向方向均匀设置有多个开口朝前的插槽，切削刀的一端插入安装有多个插槽且通过弹簧与插槽的槽底连接；旋转轮与切削刀沿径向方向交替设置，旋转轮的轴线沿刀盘的切向方向延伸，且绕自身轴线可转动地安装于刀盘的前壁；每个切削刀通过拉簧与处于其两侧的旋转轮连接；

刀盘盖，刀盘盖可转动地安装于外壳体的前端面，所述每个切削刀均贯穿于刀盘盖，刀盘盖的上设置有多个进料口；

驱动机构，驱动机构配置成驱动外筒向前移动和转轴转动；

防卡机构，防卡机构包括多个限位柱、多个复位弹簧组和多个滑块；每个限位柱沿插槽的槽壁可滑动地设置，每个限位柱内设置有沿刀盘的径向方向延伸的滑槽，所述切削刀的后端插入贯穿槽中；每个复位弹簧组包括两个复位弹簧，复位弹簧的设置于滑槽内，每个复位弹簧组的两个复位弹簧分别设置于切削刀的两侧，一端连接于切削刀，

另一端连接滑槽的槽壁；

所述刀盘上还设置有多个滑块通道，每个滑块通道连通一个切削组件的多个插槽，多个滑块沿设置于滑块通道内，滑块与插槽的槽壁之间具有摩擦力，初始状态下滑块处于相邻的两个切削刀之间，所述切削刀的插入插槽的一端为直径从后向下逐渐减小的锥台，每个滑块的下壁的内外两侧均设置有两个弧形面，每个弧形面由中部向滑块的侧壁处延伸。

2.根据权利要求1所述的一种智能硬物检测钻进挖掘工具，其特征在于：所述切削刀的外端包括破碎刀头，破碎刀头的前端面积大于后端面积，且前端与后端的连接面为斜侧面。

3.根据权利要求1所述的一种智能硬物检测钻进挖掘工具，其特征在于：所述传料口处于每个相邻的两个切削组件之间。

4.根据权利要求1所述的一种智能硬物检测钻进挖掘工具，其特征在于：所述驱动机构包括多个液压推杆和驱动电机，多个液压推杆设置于外壳体的后侧，用于以推动外壳体向前移动；驱动电机设置于转轴的后端以驱动转轴转动。