CN115370294B - 一种道路施工钻孔设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及道路施工技术领域，具体为一种道路施工钻孔设备，包括安装座，安装座的底部设有用于掘进的旋挖钻头，旋挖钻头的内部开设有收集腔，旋挖钻头底部设有切削底板；旋挖钻头的中线位置设有定位柱，定位柱的底部固定连接有定位钻头，定位柱的顶部固定连接有锥齿轮；定位柱的外部设有活动柱，活动柱的底部固定连接有锤击钻头，活动柱的外壁上固定连接有限位块，旋挖钻头上设置有与限位块相适配的限位环；限位环上转动连接有第一弹性件，定位柱上设有限制部件，活动柱通过限制部件带动定位柱转动；本发明解决了旋挖钻头在对硬质岩层进行钻孔的过程中出现的钻孔偏斜的技术问题。

Description

一种道路施工钻孔设备

技术领域

本发明涉及道路施工技术领域，具体为一种道路施工钻孔设备。

背景技术

在城市建筑施工的过程中经常会用到旋挖机进行钻孔打桩工作，旋挖机在进行钻孔的过程中，首先需要先将旋挖钻头安装在旋挖机的伸缩式转轴上，之后根据预先标记好的位置进行钻孔作业，钻孔作业完成后再依次进行清孔、放笼、安放导管、灌浆等作业。

在旋挖机进行钻孔作业的过程中，随着转轴的下降旋挖钻头所遇到的土层的硬度越来越高，当旋挖钻头旋进至硬质岩层时，由于硬质岩层的硬度很高，从而会出现卡钻的现象；同时若硬质岩层为坡状，则在旋挖钻头旋进的过程中，由于坡度的影响，导致旋挖钻头在入岩钻进时出现钻孔偏斜的现象，进而导致岩段桩孔垂直度超标，无法满足桩孔的质量要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种道路施工钻孔设备，解决了旋挖钻头在对硬质岩层进行钻孔的过程中出现的钻孔偏斜的技术问题。

一种道路施工钻孔设备，包括安装座，安装座的底部设有用于掘进的旋挖钻头，旋挖钻头的内部开设有收集腔，旋挖钻头底部设有切削底板；

旋挖钻头的中线位置设有定位柱，定位柱的底部固定连接有定位钻头，定位柱的顶部固定连接有锥齿轮；

定位柱的外部设有活动柱，活动柱的底部固定连接有锤击钻头，活动柱的外壁上固定连接有限位块，旋挖钻头的中下部位设置有与限位块相适配的限位环；活动柱通过限位块在限位环的内径部位上下滑动；

限位环上转动连接有第一弹性件，第一弹性件的顶部与锥齿轮的底面转动连接；

定位柱上设有限制部件，活动柱通过限制部件带动定位柱转动。

优选的，安装座的底部固定连接有太阳齿轮，太阳齿轮与旋挖钻头转动连接，旋挖钻头的顶部转动连接有均匀分布的行星齿轮，行星齿轮绕太阳齿轮周向分布，旋挖钻头的顶部固定连接有齿圈，太阳齿轮与行星齿轮相啮合，行星齿轮与齿圈向啮合；太阳齿轮的底部开设有与锥齿轮相适配的锥齿槽；

收集腔的内部固定连接有均匀分布的固定架，固定架的内部滑动连接有滑动杆，滑动杆靠近旋挖钻头外壁的一端上设有第二弹性件，第二弹性件的另一端与固定架的内部相连接，滑动杆远离第二弹性件的一端与锥齿轮相接触；

行星齿轮的底面转动连接有弹性伸缩杆，弹性伸缩杆与旋挖钻头固定连接，弹性伸缩杆的内部固定连接有牵引绳，牵引绳的另一端与滑动杆的外壁固定连接。

优选的，活动柱的内壁开设有循环槽，限制部件为固定连接在定位柱上的凸块，凸块与循环槽滑动连接。

优选的，锥齿轮的外表上设置有光滑的圆锥面，滑动杆远离第二弹性件的一端与圆锥面相接触。

优选的，第一弹性件为拉簧，第二弹性件为压簧。

优选的，齿圈的顶部固定连接有遮板，遮板与安装座转动连接。

优选的，切削底板的数量设置为两个，两个切削底板的中部开设有与锤击钻头相适配的圆孔。

优选的，行星齿轮的形状为锥形。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述一种道路施工钻孔设备，通过设置锤击钻头与定位钻头，使得旋挖钻头转动的过程中，同步带动锤击钻头转动，锤击钻头带动定位钻头转动；由于锤击钻头与定位钻头始终位于旋挖钻头的底部，从而在旋挖钻头转动时，锤击钻头带动定位钻头起到定位导向的作用，并在旋挖钻头转动的过程中，锤击钻头与定位钻头率先破坏土层的应力结构，提高后续旋挖钻头的钻孔效率。

2.本发明所述一种道路施工钻孔设备，在锥齿轮向锥齿槽方向移动的过程中，滑动杆带动牵引绳使弹性伸缩杆发生收缩，从而使行星齿轮脱离与齿圈和太阳齿轮的啮合，同时锥齿轮与锥齿槽发生啮合，活动柱带动锤击钻头对硬质岩层进行锤击将硬质岩层破碎，减少卡钻的情况出现。

3.本发明所述一种道路施工钻孔设备，通过行星齿轮的状态的切换，使得旋挖钻头在掘进与静止的状态切换，在旋挖钻头处于静止状态时，旋挖钻头与定位钻头起到限位的作用，避免在锤击钻头对硬质岩层进行锤击时发生钻孔错位的状况。

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为本发明的主体结构示意图；

图2为旋挖钻头的内部结构图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为旋挖钻头工作时的结构示意图；

图5为图4中B处的放大图；

图6为定位柱与活动柱的配合结构图；

图7为活动柱的结构图；

图8为定位柱的结构图；

图9为固定架的内部结构图；

图10为凸块的运行趋势图；

图11为锤击钻头工作时的状态。

图中：1、安装座；2、旋挖钻头；21、收集腔；22、切削底板；3、定位柱；31、定位钻头；32、锥齿轮；33、圆锥面；34、凸块；4、活动柱；41、锤击钻头；42、限位块；43、循环槽；5、限位环；51、第一弹性件；6、太阳齿轮；61、行星齿轮；62、齿圈；63、弹性伸缩杆；64、锥齿槽；7、固定架；71、滑动杆；72、第二弹性件；73、牵引绳；8、遮板。

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。

实施例一：

如图1至图10所示：

一种道路施工钻孔设备，包括安装座1，安装座1的底部设有用于掘进的旋挖钻头2，旋挖钻头2的内部开设有收集腔21，旋挖钻头2底部设有切削底板22；

旋挖钻头2的中线位置设有定位柱3，定位柱3的底部固定连接有定位钻头31，定位柱3的顶部固定连接有锥齿轮32；

定位柱3的外部设有活动柱4，活动柱4的底部固定连接有锤击钻头41，活动柱4的外壁上固定连接有限位块42，旋挖钻头2的中下部设置有与限位块42相适配的限位环5；活动柱4通过限位块42在限位环5的内径部位上下滑动；

限位环5上转动连接有第一弹性件51，第一弹性件51的顶部与锥齿轮32的底面转动连接。

定位柱3上设有限制部件，活动柱4通过限制部件带动定位柱3转动。

其中：

A、活动柱4的内壁开设有循环槽43，限制部件为固定连接在定位柱3上的凸块34，凸块34与循环槽43滑动连接。

B、第一弹性件51为拉簧。

C、切削底板22的数量设置为两个，两个切削底板22的中部开设有与锤击钻头41相适配的圆孔。

工作时，首先将旋挖机上可伸缩式的转动轴与旋挖钻头2上的安装座1安装在一起，安装座1的表面开设有通孔，工作人员可利用螺栓穿过通孔将安装座1与转动轴固定连接在一起；前期准备工作完成；

工作人员驾驶旋挖机到预先标记好的位置，之后将旋挖钻头2对准标记好的位置，启动转动轴，转动轴通过安装座1带动旋挖钻头2转动，旋挖钻头2转动的过程中，旋挖钻头2底部的切削底板22随旋挖钻头2的转动将泥头收集进旋挖钻头2的收集腔21中，当收集腔21中的泥土达到饱和后，将转动轴抬至地面上方，打开两块切削底板22将泥土倾倒在打孔的位置的旁边，之后在将两块切削底板22合上即可，由于两块切削底板22的中部均开设有与锤击钻头41相适配的圆孔，从而在两块切削底板22关闭的过程中，不会对锤击钻头41造成剐蹭；

在旋挖钻头2钻孔时，由于旋挖钻头2的中下部位固定连接有限位环5，限位环5与活动柱4上的限位块42上下滑动连接，从而在旋挖钻头2转动时，旋挖钻头2通过限位环5带动活动柱4同步转动，活动柱4带动锤击钻头41进行转动，锤击钻头41对土层进行掘进工作；

同时活动柱4上的循环槽43与定位柱3上的凸块34相连接，限位环5与锥齿轮32之间转动连接有第一弹性件51；

在初始状态下（即为本发明未工作的状态），受活动柱4自身重力影响，循环槽43凸起部分的顶点与凸块34相接触（即图10中的S1部分），此时活动柱4与定位柱3的位置关系如图4所示；

在钻孔作业时，在旋挖钻头2进行转动的过程中，受泥土的挤压使得活动柱4向上运动，进而使得循环槽43凹陷部分的底部与凸块34相接触（即图10中的S2部分），此时活动柱4与定位柱3的位置关系如图2所示；同时在泥土的挤压下循环槽43的凹陷部分可通过凸块34使定位柱3发生转动，定位柱3带动定位钻头31转动，定位钻头31对土层进行掘进工作；

定位柱3与活动柱4均位于第一弹性件51的内圈部分，同时在旋挖钻头2旋进的过程中，第一弹性件51不受软土层的影响；

旋挖钻头2转动的过程中，锤击钻头41与定位钻头31始终位于旋挖钻头2的底部起到导向的作用，同时在锤击钻头41与定位钻头31转动的过程中，可率先破坏土层的应力结构，提高后续旋挖钻头2的钻孔效率。

实施例二：

如图1至图11所示：

安装座1的底部固定连接有太阳齿轮6，太阳齿轮6与旋挖钻头2转动连接，旋挖钻头2的顶部转动连接有均匀分布的行星齿轮61，行星齿轮61绕太阳齿轮6周向分布，旋挖钻头2的顶部固定连接有齿圈62，太阳齿轮6与行星齿轮61相啮合，行星齿轮61与齿圈62向啮合；太阳齿轮6的底部开设有与锥齿轮32相适配的锥齿槽64；

收集腔21的内部固定连接有均匀分布的固定架7，固定架7的内部滑动连接有滑动杆71，滑动杆71靠近旋挖钻头2外壁的一端上设有第二弹性件72，第二弹性件72的另一端与固定架7的内部相连接，滑动杆71远离第二弹性件72的一端与锥齿轮32相接触；

行星齿轮61的底面转动连接有弹性伸缩杆63，弹性伸缩杆63与旋挖钻头2固定连接，弹性伸缩杆63的内部固定连接有牵引绳73，牵引绳73的另一端与滑动杆71的外壁固定连接。

其中：

A、齿圈62的顶部固定连接有遮板8，遮板8与安装座1转动连接。

B、锥齿轮32的外表上设置有光滑的圆锥面33，滑动杆71远离第二弹性件72的一端与圆锥面33相接触。

C、行星齿轮61的形状为锥形。

D、第二弹性件72为压簧。

工作时，首先将旋挖机上可伸缩式的转动轴与旋挖钻头2上的安装座1安装在一起，之后将旋挖钻头2对准标记好的位置，启动转动轴，转动轴通过安装座1带动太阳齿轮6转动，太阳齿轮6通过行星齿轮61带动齿圈62转动，齿圈62带动旋挖钻头2转动，旋挖钻头2带动限位环5转动之后的运行方式与实施例一相一致，再次不再做过多赘述；

在旋挖钻头2掘进的过程中，深度越深越靠近硬质岩层，由于在掘进的过程中定位钻头31位于最底部，从而定位钻头31最先与硬质岩层相接触，硬质岩层对定位钻头31向挤压，定位钻头31产生向上的力，定位钻头31带动定位柱3与锥齿轮32向锥齿槽64的方向移动，锥齿轮32带动第一弹性件51发生延长，第一弹性件51只有在定位钻头31遇到硬质岩层时才会发生变形；在定位钻头31上升的过程中，旋挖钻头2处于转动的过程中，从而使得定位钻头31上升的过程为螺旋上升，即定位柱3上的凸块34沿循环槽43的斜向部分上升，凸块34在循环槽43中的位置有底部移动到顶部（即图10中凸块34的状态由S2移动到S1）；

在锥齿轮32向锥齿槽64方向移动的过程中，锥齿轮32上光滑的圆锥面33推动滑动杆71向旋挖钻头2的外壁方向移动，滑动杆71移动的过程中带动牵引绳73移动，牵引绳73带动弹性伸缩杆63收缩，进而使得与弹性伸缩杆63转动连接的行星齿轮61下移，行星齿轮61脱离与齿圈62和太阳齿轮6的啮合，从而使得转动轴带动太阳齿轮6转动的过程中，太阳齿轮6无法带动旋挖钻头2转动；

在行星齿轮61与脱离与齿圈62和太阳齿轮6的啮合时，锥齿轮32与锥齿槽64相互啮合，从而使得转动轴在转动时带动定位柱3转动，定位柱3在转动时在循环槽43的影响下并不会带动旋挖钻头2发生转动，旋挖钻头2此时起到定位与限位的作用；

定位柱3在转动的过程中，凸块34与循环槽43发生挤压，迫使活动柱4向上移动（即图10中凸块34的状态由S1在再次移动到S2），由于循环槽43呈波浪形，从而随着定位柱3的继续旋转，活动柱4在限位环5与循环槽43的影响下不断的起伏，从而使得活动柱4上的锤击钻头41对硬质岩层进行不断的锤击，将硬质岩层破碎，减少卡钻的情况出现；

同时由于定位钻头31始终位于锤击钻头41的下方，在锤击钻头41上下锤击的过程中，定位钻头31始终对硬质岩层进行钻进从而在硬质岩层上形成凹坑，进而破坏硬质岩层的应力结构，从而在锤击钻头41冲击时只对凹坑周边进行锤击（如图11所示），提高锤击钻头41对硬质岩层的破碎效果；

在硬质岩层粉碎后，随着定位钻头31继续旋转，锤击钻头41呈锥形，定位钻头31与锤击钻头41将破碎后碎石向四周挤压，随着硬质岩层的破碎在第一弹性件51的影响下，锥齿轮32逐渐脱离与锥齿槽64的啮合，定位柱3向下移动，滑动杆71在第二弹性件72的影响下向锥齿轮32的方向移动，进而使得牵引绳73发生松弛，弹性伸缩杆63延长，行星齿轮61再次与太阳齿轮6和齿圈62发生啮合，之后转动轴带动旋挖钻头2继续掘进，直至定位柱3再次向上移动，使得行星齿轮61再次脱离与太阳齿轮6和齿圈62的啮合位置；

通过行星齿轮61的状态的切换，使得旋挖钻头2在掘进与静止的状态切换，在旋挖钻头2处于静止状态时，旋挖钻头2与定位钻头31起到限位的作用，避免在锤击钻头41对硬质岩层进行锤击时发生钻孔错位的状况；

在齿圈62的顶部固定连接遮板8，遮板8起到遮盖的作用，避免旋挖钻头2在掘进的过程中，泥土或者碎石掉落到齿圈62与太阳轮之间，从而出现卡死的现象。

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 (7)

1.一种道路施工钻孔设备，包括安装座（1），安装座（1）的底部设有用于掘进的旋挖钻头（2），旋挖钻头（2）的内部开设有收集腔（21），旋挖钻头（2）底部设有切削底板（22）；

其特征在于：

旋挖钻头（2）的中线位置设有定位柱（3），定位柱（3）的底部固定连接有定位钻头（31），定位柱（3）的顶部固定连接有锥齿轮（32）；

定位柱（3）的外部设有活动柱（4），活动柱（4）的底部固定连接有锤击钻头（41），活动柱（4）的外壁上固定连接有限位块（42），旋挖钻头（2）的中下部位设置有与限位块（42）相适配的限位环（5）；活动柱（4）通过限位块（42）在限位环（5）的内径部位上下滑动；

限位环（5）上转动连接有第一弹性件（51），第一弹性件（51）的顶部与锥齿轮（32）的底面转动连接；

定位柱（3）上设有限制部件，活动柱（4）通过限制部件带动定位柱（3）转动；

安装座（1）的底部固定连接有太阳齿轮（6），太阳齿轮（6）与旋挖钻头（2）转动连接，旋挖钻头（2）的顶部转动连接有均匀分布的行星齿轮（61），行星齿轮（61）绕太阳齿轮（6）周向分布，旋挖钻头（2）的顶部固定连接有齿圈（62），太阳齿轮（6）与行星齿轮（61）相啮合，行星齿轮（61）与齿圈（62）相啮合；太阳齿轮（6）的底部开设有与锥齿轮（32）相适配的锥齿槽（64）；

收集腔（21）的内部固定连接有均匀分布的固定架（7），固定架（7）的内部滑动连接有滑动杆（71），滑动杆（71）靠近旋挖钻头（2）外壁的一端上设有第二弹性件（72），第二弹性件（72）的另一端与固定架（7）的内部相连接，滑动杆（71）远离第二弹性件（72）的一端与锥齿轮（32）相接触；

行星齿轮（61）的底面转动连接有弹性伸缩杆（63），弹性伸缩杆（63）与旋挖钻头（2）固定连接，弹性伸缩杆（63）的内部固定连接有牵引绳（73），牵引绳（73）的另一端与滑动杆（71）的外壁固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种道路施工钻孔设备，其特征在于：活动柱（4）的内壁开设有循环槽（43），限制部件为固定连接在定位柱（3）上的凸块（34），凸块（34）与循环槽（43）滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种道路施工钻孔设备，其特征在于：锥齿轮（32）的外表上设置有光滑的圆锥面（33），滑动杆（71）远离第二弹性件（72）的一端与圆锥面（33）相接触。

4.根据权利要求2所述的一种道路施工钻孔设备，其特征在于：第一弹性件（51）为拉簧，第二弹性件（72）为压簧。

5.根据权利要求2所述的一种道路施工钻孔设备，其特征在于：齿圈（62）的顶部固定连接有遮板（8），遮板（8）与安装座（1）转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种道路施工钻孔设备，其特征在于：切削底板（22）的数量设置为两个，两个切削底板（22）的中部开设有与锤击钻头（41）相适配的圆孔。

7.根据权利要求1所述的一种道路施工钻孔设备，其特征在于：行星齿轮（61）的形状为锥形。

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