CN114878195A - 一种移栽式自动打桩机试验装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移栽式自动打桩机试验装置，包括框架，所述框架上设置移动系统、定位系统、控制系统、桩锤装置和抓管气缸系统，所述移动系统包括竖向升降模组和横向移动模组，所述抓管气缸套接在横向移动模组上，所述横向移动模组套接于竖向升降模组，横向移动模组控制抓管气缸系统水平方向移动，竖向升降模组控制抓管气缸系统和横向移动模组竖向移动，所述抓管气缸系统气动夹持并控制试验桩，所述桩锤装置可拆卸设置于抓管气缸系统处，所述移动系统、定位系统和抓管气缸系统均由控制系统控制。该装置能够准确定位打桩位置。

Description

一种移栽式自动打桩机试验装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种建筑工程领域，特别是涉及一种移栽式自动打桩机试验装置及其使用方法。

背景技术

打桩机在建筑施工作业中经常见到，打桩作业所使用的设备主要为静压法打桩机、柴油锤打桩机、振动锤打桩机等。由于传统的打桩机体积较大，且锤击能量和锤击高度无法精确控制，不能满足模型试验需求，应用于模型实验中并不合适。因此需要设计一种可以满足试验要求的打桩试验机。

目前在对模型桩进行模型试验时，通常采用人工落锤的方式进行打桩，存在打桩效率较低，试验精度差等问题，导致对试验结果产生较大的不利影响。

发明内容

鉴于背景技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种精准定位的移栽式自动打桩机试验装置。

本发明是采取如下技术方案来完成的：一种移栽式自动打桩机试验装置，包括框架，所述框架上设置移动系统、定位系统、控制系统、桩锤装置和抓管气缸系统，所述移动系统包括竖向升降模组和横向移动模组，所述抓管气缸套接在横向移动模组上，所述横向移动模组套接于竖向升降模组，横向移动模组控制抓管气缸系统水平方向移动，竖向升降模组控制抓管气缸系统和横向移动模组竖向移动，所述抓管气缸系统气动夹持并控制试验桩，所述桩锤装置可拆卸设置于抓管气缸系统处，所述移动系统、定位系统和抓管气缸系统均由控制系统控制。

进一步的，所述抓管气缸系统包括抓管壳体、抓管气缸和夹桩器所述抓管壳体后端部局部套接在横向移动模组上，并可沿横向移动模组移动，所述抓管气缸控制夹持器气动夹持试验桩，，所述抓管气缸上设置有定位系统，所述抓管壳体内设置有插杆，所述插杆与抓管气缸连接并控制抓管气缸和夹桩器移动。

进一步的，所述竖向升降模组包括移动平台、至少四个升降装置和升降杆，所述升降装置置于框架顶部，每个升降装置配置有一个升降杆，升降装置控制升降杆上下移动，所述升降杆底部与移动平台连接。

进一步的，所述移动平台由两个移动板组成，两个移动板对称分布，移动板上均设置有前后移动导轨，所述横向移动模组两端套接在两侧移动板的前后移动导轨上并可沿前后移动导轨前后移动，所述横向移动模组朝向抓管壳体的端面设置有左右移动导轨，抓管壳体套接于横向移动模组的左右移动导轨内并可沿左右移动导轨左右移动。

进一步的，所述桩锤装置为落锤模块或液压锤模块或柴油锤模块或振动锤模块。

进一步的，所述桩锤装置包括桩锤和驱动装置，所述驱动装置通过引绳与桩锤连接，所述驱动装置通过引绳驱动桩锤上升或落锤，所述驱动装置和桩锤上均设置有定位系统。

进一步的，所述夹桩器上设置有夹桩滚轮。

进一步的，抓管壳体上可拆卸连接有引导杆，所述引导杆顶部与抓管壳体顶部固定，桩锤具有与引导杆适配的通孔，所述引导杆穿过通孔，桩锤可沿引导杆上下移动。

本发明的有益效果：

1.该桩机解决了目前模型试验中缺少打桩设备的缺点，提高了试验结果的准确性。

2.通过竖向升降模组和横向移动模组对打桩位置进行定位，同时采用激光定位可以准确的将锤子打在预设的桩位上。

3.该装置制作工艺简便，可靠，使用方法简单、便于操作。

4.通过可拆卸的桩锤装置，可根据不同的试验要求，更换不同的桩锤装置，不同的击打方式得到的试验数据不同，适用于各种打桩试验，同时仅通过更换桩锤装置，无需更换整个试验装置，大大降低了成本。

附图说明

本发明有如下附图：

图1为一种移栽式自动打桩机试验装置第一实施例的结构示意图；

图2为图1中一种移栽式自动打桩机试验装置的侧视的结构示意图；

图3为图1中一种移栽式自动打桩机试验装置中装锤装置为液压锤模块的结构示意图；

图4为图1中一种移栽式自动打桩机试验装置中装锤装置为柴油锤模块的结构示意图；

图5为图1中一种移栽式自动打桩机试验装置中装锤装置为振动锤模块的结构示意图；

图6为一种移栽式自动打桩机试验装置第二实施例的结构示意图；

图7为图6中一种移栽式自动打桩机试验装置A处的结构示意图；

图8为一种移栽式自动打桩机试验装置第三实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明专利实施例，对本发明专利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专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明专利中的实施例，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，都属于本发明专利保护的范围。

参照图1-图5所示，本发明第一实施例提供一种移栽式自动打桩机试验装置，包括框架7，所述框架上设置移动系统1、定位系统2、控制系统3、桩锤装置4和抓管气缸系统5。所述移动系统1包括竖向升降模组11和横向移动模组12，所述抓管气缸系统5套接在横向移动模组12上，横向移动模组12控制抓管气缸系统5水平方向移动。所述横向移动模组12套接于竖向升降模组11上，竖向升降模组11控制抓管气缸系统5和横向移动模组12竖向移动。所述抓管气缸系统5气动夹持并控制试验桩6，所述桩锤装置6可拆卸设置于抓管气缸系统5处，所述移动系统1、定位系统2、桩锤装置4和抓管气缸5系统均由控制系统3控制。试验时，通过控制系统3向移动系统1下达指令，通移动系统调节抓管气缸系统的位置，定位系统2对桩锤装置进行精准定位，确保桩锤准确的打在预设的桩位上。所述抓管气缸系统5夹持试验桩6，防止试验桩在桩锤击打时移动，确保试验桩位置的准确性，大大提高试验结果的精准度。

所述抓管气缸系统5包括抓管壳体51、抓管气缸52和夹桩器53。所述抓管壳体51后端部局部套接在横向移动模组12上，并可沿横向移动模组12移动。竖向升降模组11和横向移动模组12将移动平台进行粗调，将移动平台调节到合适位置。所述抓管气缸52控制夹持器53气动夹持试验桩6，所述夹桩器53上设置夹桩滚轮531，通过夹桩器53通过夹桩滚轮531夹持固定试验桩。抓管气缸上设置有定位系统2，所述定位系统2优选激光定位系统，通过定位系统2对试验桩6位置进行细调。所述述抓管壳体51内设置有插杆54，插杆顶部配置有驱动插杆移动的驱动装置55。所述插杆54与抓管气缸52连接，当需要对试验桩6位置进行细调时，驱动装置驱动插杆移动从而控制抓管气缸52和夹桩器53移动，夹桩器53带动试验桩移动至试验要求的位置，确保试验桩的位置精准，提供试验结果的准确性。

所述竖向升降模组11包括移动平台111、至少四个升降装置112和升降杆113，所述升降装置112置于框架7顶部，每个升降装置112配置有一个升降杆113，升降装置112控制升降杆113上下移动，所述升降杆113底部与移动平台111连接。通过四杆联动联动控制移动平台111的升降，确保移动平台111平稳的升降，移动平台的稳定性得到保证。通过控制系统3控制升降装置的启动或关闭，控制升降的高度。

所述移动平台111由两个移动板组成，两个移动板对称分布。所述移动板上均设置有前后移动导轨114，所述横向移动模组12两端套接在两侧移动板的前后移动导轨114上并可沿前后移动导轨114前后移动，所述横向移动模组12朝向抓管壳体51的端面设置有左右移动导轨121，抓管壳体51套接于横向移动模组的左右移动导轨121上并可沿左右移动导轨121左右移动。通过控制系统3控制横向移动模组12和抓管壳体的移动。

其中横向移动模组两端可设置移动电机，移动电机套接在前后移动导轨上并可沿前后移动导轨114前后移动，抓管壳体上设置移动电机，移动电机套接在左右移动导轨上并沿左右移动导轨移动。控制系统通过控制移动电机来控制横向移动模组12和抓管壳体的移动。

所述桩锤装置包括桩锤41和驱动装置42，桩锤通过引绳43或桩锤控制杆44与驱动装置连接。所述驱动装置和桩锤上均设置有定位系统。所述定位系统2优选激光定位系统，激光定位系统包括激光发射器。在桩锤41击打试验桩前，通过桩锤上的激光定位系统和抓管气缸上的激光定位系统再次进行校准调试，确保桩锤与试验桩的位置对应，提高试验的准确性。

所述桩锤装置6可拆卸设置于抓管气缸系统5处，桩锤装置6可通过垫片和螺栓可拆卸连接在抓管壳体51顶部上，并位于抓管气缸和夹桩器上方。或者在抓管气缸壳体上设置桩锤固定板，桩锤装置可拆卸安装于桩锤固定板上。

所述桩锤装置为落锤模块或液压锤模块或柴油锤模块或振动锤模块，可根据不同试验要求手动更换不同的桩锤装置。通过可拆卸的桩锤装置，根据不同的试验要求，更换不同的桩锤装置。不同的击打方式得到的试验数据不同，可更换桩锤装置的结构适用于各种打桩试验，无需更换整个试验装置，大大降低了成本。

其中，所述落锤模块的驱动装置为滑轮42，所述滑轮42通过引绳43与桩锤41连接，借助滑轮42手动拉动引绳驱动桩锤上升，依靠自由落体落下桩锤，滑轮减小桩锤下落时的阻力。驱动装置42通过引绳将桩锤41拉升至一定高度，在开展自由落体落锤。其中桩锤的重量根据试验桩的尺寸来确定，试验桩尺寸直径为30cm,高度为100cm时，桩锤的质量为50KG。

所述液压锤模块的驱动装置42为液压缸，液压缸通过桩锤控制杆44连接桩锤，所述桩锤装置中桩锤的高度由控制系统控制。液压锤模块可用于对于开口桩易发生土塞的试验。

所述振动锤模块的驱动装置42为振动电机，振动电机通过桩锤控制杆44连接桩锤，振动锤模块适用于砂土。

所述柴油锤模块的驱动装置42为燃料缸，燃料缸通过桩锤控制杆44连接桩锤。

上述一种移栽式自动打桩机试验装置的使用方法，步骤如下：

(1)将试验模型箱7置于框架下方。模型箱的尺寸可选长100cm,宽为100cm,高为140cm。

(2)抓管壳体上的夹桩器53通过抓管气缸气动夹持试验桩6。将试验桩6插入夹桩器53中，通过夹桩滚轮531夹持固定试验桩。

(3)通过控制系统控制竖向升降模组11，调节移动平台的高度，稳定后，横向移动模组沿前后移动导轨114移动，抓管壳体51沿横向移动模组上的左右移动导轨121移动，对夹持的试验桩6位置进行粗调。

(4)抓管气缸52上的定位系统对试验桩6进行精准定位，控制系统3接收定位系统传输信号，对插杆54适配的驱动装置55下达指令，通过插杆54对夹持器所夹持试验桩6的位置进行细调；

(5)通过桩锤41上的激光定位系统2和抓管气缸上的激光定位系统2的定位信号，控制系统3再次对试验桩6位置进行校准调试，确保桩锤41与试验桩的位置对应。

(6)查设备设置，完成试验调试工作，开展锤击试验。

参照图6-图7所示，本发明第二实施例提供一种移栽式自动打桩机试验装置，与第一实施例基本相同，区别在于：抓管壳体51上可拆卸连接有引导杆57，所述引导杆57顶部与抓管壳体顶部固定，桩锤41具有与引导杆适配的通孔58，所述引导杆穿过通孔58，桩锤41可沿引导杆58上下移动。桩锤沿引导杆进行下落或上升，引导杆能够防止桩锤位置偏移，确保试验的准确性。

参照图8所示，本发明第三实施例提供一种移栽式自动打桩机试验装置，与第一实施例基本相同，区别在于：所述抓管壳体51开口处对称设置有两个限位条56，两个限位条56之间的间隙为桩锤41下落空间，在桩锤41下落的位置限制在限位条56之间，防止桩锤下落位置偏移，确保试验的准确性。所述限位条上设置有防撞层，延长限位条的使用寿命。

Claims (10)

1.一种移栽式自动打桩机试验装置，包括框架，其特征是：所述框架上设置移动系统、定位系统、控制系统、桩锤装置和抓管气缸系统，所述移动系统包括竖向升降模组和横向移动模组，所述抓管气缸套接在横向移动模组上，横向移动模组控制抓管气缸系统水平方向移动，所述横向移动模组套接于竖向升降模组上，竖向升降模组控制抓管气缸系统和横向移动模组竖向移动，所述抓管气缸系统气动夹持并控制试验桩，所述桩锤装置可拆卸设置于抓管气缸系统处，所述移动系统、定位系统和抓管气缸系统均由控制系统控制。

2.根据权利要求1所述的一种移栽式自动打桩机试验装置，其特征是：所述抓管气缸系统包括抓管壳体、抓管气缸和夹桩器，抓管壳体后端部局部套接在横向移动模组上，并可沿横向移动模组移动，所述抓管气缸控制夹持器气动夹持试验桩，所述抓管气缸上设置有定位系统，所述抓管壳体内设置有插杆，所述插杆与抓管气缸连接并控制抓管气缸和夹桩器移动，所述桩锤装置安装与抓管壳体上并位于抓管气缸和夹桩器上方。

3.根据权利要求2所述的一种移栽式自动打桩机试验装置，其特征是：所述竖向升降模组包括移动平台、至少四个升降装置和升降杆，所述升降装置置于框架顶部，每个升降装置配置有一个升降杆，升降装置控制升降杆上下移动，所述升降杆底部与移动平台连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种移栽式自动打桩机试验装置，其特征是：所述移动平台由两个移动板组成，两个移动板对称分布，移动板上均设置有前后移动导轨，所述横向移动模组两端套接在两侧移动板的前后移动导轨上并可沿前后移动导轨前后移动，所述横向移动模组朝向抓管壳体的端面设置有左右移动导轨，抓管壳体套接于横向移动模组的左右移动导轨内并可沿左右移动导轨左右移动。

5.根据权利要求4所述的一种移栽式自动打桩机试验装置，其特征是：所述桩锤装置包括桩锤和驱动装置，桩锤通过引线或桩锤控制杆与驱动装置连接。

6.根据权利要求5所述的一种移栽式自动打桩机试验装置，其特征是：所述桩锤装置为落锤模块或液压锤模块或柴油锤模块或振动锤模块。

7.根据权利要求6所述的一种移栽式自动打桩机试验装置，其特征是：所述驱动装置和桩锤上均设置有定位系统。

8.根据权利要求5或6或7所述的一种移栽式自动打桩机试验装置，其特征是：所述夹桩器上设置有夹桩滚轮。

9.根据权利要求8所述的一种移栽式自动打桩机试验装置，其特征是：抓管壳体上可拆卸连接有引导杆，所述引导杆顶部与抓管壳体顶部固定，桩锤具有与引导杆适配的通孔，所述引导杆穿过通孔，桩锤可沿引导杆上下移动。

10.基于权利要求1所述的一种移栽式自动打桩机试验装置的使用方法，其特征是：步骤如下，

(1)将试验模型箱置于框架下方；

(2)抓管壳体上的夹桩器通过抓管气缸气动夹持试验桩；

(3)通过控制系统控制竖向升降模组，调节移动平台的高度，稳定后，横向移动模组沿前后移动导轨移动，抓管壳体沿横向移动模组上的左右移动导轨移动，对夹持的试验桩位置进行粗调；

(4)抓管气缸上的定位系统对试验桩进行定位，控制系统接收定位系统传输信号，对插杆适配的驱动装置下达指令，通过插杆对夹持器所夹持试验桩的位置进行细调；

(5)通过桩锤上的激光定位系统和抓管气缸上的激光定位系统的定位信号，控制系统再次对试验桩位置进行校准调试，确保桩锤与试验桩的位置对应。查设备设置，完成试验调试工作，开展锤击试验。

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