CN116816277A - 一种多功能夯土环及钻杆组合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多功能夯土环及钻杆组合装置，包括钻孔设备、控制装置，还包括与钻孔设备连接固定的定位板，所述的定位板上设有分别通过上下移动装置与定位板连接的钻杆支架、夯土支架；所述的钻杆支架上设有钻杆、钻杆动力装置，所述的钻杆外侧设有螺旋叶片，所述的钻杆设有钻头阻力传感器；所述的夯土支架底部设有夯土环，所述的夯土环中部设有可容钻杆穿过的空间，所述的夯土支架内部设有通水管路。本发明是一种钻孔和夯土二合一功能钻杆，可通过高压水去除钻杆上附着的淤泥，钻孔作业过程中同时进行夯土作业；夯土环兼具夯土及抓取功能，做到一机多用；结构简单，功能齐全，减少了人工操作，做到既安全又省时，保证项目顺利进行。

Description

一种多功能夯土环及钻杆组合装置

技术领域

本发明涉及土壤钻孔设备技术领域，具体为一种多功能夯土环及钻杆组合装置。

背景技术

土壤钻孔设备广泛应用于竖电杆、竖路牌、竖混凝土防撞墩等土壤的钻孔作业，在确认钻孔目标点位后用钻孔装置对孔位进行垂直钻孔，在钻孔过程中由于土质湿润导致附着力较大，附着在钻杆和螺旋片上的泥土无法通过钻杆自身自转甩出，因此需要人工清理，这样会导致工作时长大加长；在钻孔过程中，需要每隔一段时间停下钻孔作业，人工操作对土层进行夯土作业，这样做的目的是防止钻杆取出后孔洞的塌方导致孔径变小，但是这样也降低了钻孔工作的效率；现有技术中也有机械式夯土装置，但夯土装置和钻孔装置各司其职，钻孔工作需要转换到夯土工作时，要重新进行位置校准，夯土工作完成后继续对同一个孔进行钻孔工作时，也要重新校准；同时，在多处土壤钻孔时，如果土质发生变化，钻孔速度及夯土力度都要随之发生变化，以提高钻孔效率和质量。

发明内容

本发明的目的在于解决土壤钻孔及夯土工作需要配合的要求，提供一种方便使用，结构合理，无需重复校准的一种多功能夯土环及钻杆组合装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多功能夯土环及钻杆组合装置，包括钻孔设备、控制装置，还包括与钻孔设备连接固定的定位板，所述的定位板上设有分别通过上下移动装置与定位板连接的钻杆支架、夯土支架；所述的钻杆支架上设有钻杆、钻杆动力装置，所述的钻杆竖直设置且与钻杆动力装置连接，所述的钻杆外侧设有螺旋叶片，所述的钻杆设有钻头阻力传感器；所述的夯土支架底部设有夯土环，所述的夯土环中部设有可容钻杆穿过的空间，所述的夯土支架内部设有通水管路，所述的通水管路进水口与钻孔设备供水装置连通，所述的通水管路出水口朝向夯土环中部；所述的钻头阻力传感器与控制装置连接，所述的控制装置与上下移动装置、钻杆动力装置、钻孔设备供水装置连接。

本方案的上下移动装置可带动钻杆支架、夯土支架上下移动；钻杆设置成从夯土环中部穿过，使得钻杆轴线中心和夯土环中心轴重合，可以免去钻孔、夯土交替施行时多次校准中心的程序，钻杆完成一个阶段的钻孔工作后或钻杆工作时，夯土环可直接下压对钻孔进行夯土工作，完成夯土工作后，升起夯土环，在此期间，钻孔设备不用移动，不必进行中心校准工作；同时，在钻杆完成一次钻孔后，可利用夯土支架上的通水管路，从钻孔设备供水装置引来高压水流，对钻杆上附着的泥土进行冲刷清洁，免去人工清理，提高效率；本方案钻杆上设置的钻头阻力传感器，用以检测钻头工作时的实时阻力承载力，若钻头阻力承载力超过400kPa则为硬土，反之为松土，若该土质为硬土，则减小夯土力度、减慢下钻速度、增大钻杆钻速；若该土质为松土，则增大夯土力度、加快下钻速度、降低钻杆钻速。

作为本发明优选的方案，所述的定位板设有液压油口连接钻孔设备动力输出口，所述的定位板上分别设有钻杆支架滑轨、夯土支架滑轨，所述的钻杆支架滑轨、夯土支架滑轨分别连接钻杆支架、夯土支架。本方案采用液压驱动，定位板上设置液压传动装置(例如液压缸装置，作为上下移动装置)与钻孔设备液压泵等装置连接，液压传动装置直接或间接带动钻杆支架、夯土支架上下移动，例如液压传动装置可分别带动钻杆支架滑轨、夯土支架滑轨上下滑动并带动与二者分别连接的钻杆支架、夯土支架同时移动；液压传动装置也可以直接与钻杆支架、夯土支架连接，而钻杆支架、夯土支架分别可沿着固定于定位板上的钻杆支架滑轨、夯土支架滑轨上下移动。

作为本发明优选的方案，所述的夯土支架滑轨设于定位板中部，所述的钻杆支架滑轨设有两组且分别设于夯土支架滑轨两侧。本方案中，由于钻杆细长，工作时阻力较大且可能产生振动，所以给钻杆支架设置两道滑轨，提高强度和平稳度；夯土环工作时相对阻力比较平稳，设置一道滑轨也可以满足要求。

作为本发明优选的方案，所述的钻杆支架设有连接板，所述的钻杆动力装置固定在连接板上，所述的钻杆动力装置上设有水准仪。本方案的钻杆动力装置可采用液压马达驱动或电动机驱动，采用软管连接方式从钻孔设备上获得驱动所需的液压力或电力，方便钻杆支架上下移动；钻杆与连接板垂直固定，水准仪固定在连接板上，可在钻孔前对钻杆是否垂直向下进行观察，如钻杆不垂直，可进行调直处理。

作为本发明优选的方案，所述的钻杆支架还设有减振架，所述的减振架设有上隔离板、下隔离板、减振弹簧，所述的连接板一端设于上隔离板、下隔离板之间，所述的连接板与上隔离板、下隔离板通过若干减振弹簧连接，所述的连接板另一端与钻杆支架滑轨连接。

作为本发明优选的方案，所述的连接板设于上隔离板、下隔离板之间的一端端部还设有导向移动轮，所述的导向移动轮与连接板通过缓振胶连接。

钻孔时若土质较硬，钻孔过程中钻杆会产生较大的振动，这种低频振动对零部件能产生一定的疲劳损伤，需要通过有效的缓振装置降低这种振动带来的影响；本方案在上隔离板、下隔离板之间安装有高精度减振弹簧，缓振机构与钻杆始终保持上下的同步位移，在钻孔工作钻杆发生振动时可通过高精度减振弹簧有效抑制钻杆工作时的振动现象，同时上隔离板、下隔离板可保证振动不传递到定位板上，同时连接板尾部通过缓振胶连接钻杆移动轮，保证连接板在振动下的光滑移动,连接板另一头连接钻杆定位环及动力装置，使之形成一个整体。

作为本发明优选的方案，所述的夯土环设有2个月牙形半圆板，2个所述的半圆板一端分别与夯土支架连接，2个所述的半圆板另一端相互对称延伸形成环状。本方案的夯土环，中部要容钻杆穿过，夯土环大于钻杆螺旋叶片，正好位于钻杆所钻出的孔四周，对钻孔后孔周边产生的松土进行夯实。

作为本发明优选的方案，2个所述的半圆板与夯土支架相对的固定位置可旋转调整。

通常，钻孔后还需要专业设备抓取物体进行安装下放，如竖电杆、竖路牌、竖混凝土防撞墩等，若将挖孔、安装两种功能进行集成，这样能极大降低总体工作时长；本方案设置2个半圆板，并设置半圆板与夯土支架为可固定的铰接结构(半圆板与夯土支架之间可沿着一个转轴旋转到指定位置后再固定起来)，通过手动或自动的方式，对半圆板与夯土支架之间的固定进行角度旋转调节，这样可以调整2个半圆板围成的中心空间的大小，可在钻孔作业时同时进行夯土作业，当施工人员发现该地基松土面积较大可通过手动或电控装置控制夯土环展开，扩大夯土面积，增加土层密度；此外，钻孔完成后如需将电杆、路牌、混凝土防撞墩等物体放置到钻好的孔中，也可以将本方案钻杆拆卸后，用调整好角度的夯土环作为抓手，将物体抓取转移到钻孔上进行下放安装，可替代部分劳力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：是一种钻孔和夯土二合一功能钻杆，可通过高压水去除钻杆上附着的淤泥，钻孔作业过程中同时进行夯土作业，防止土层塌方；夯土环兼具夯土及抓取功能，做到一机多用；本发明结构简单，功能齐全，减少了人工操作，做到既安全又省时，保证项目顺利进行。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为本发明夯土支架的一种结构示意图。

图3为本发明减振架的一种结构示意图。

图4为本发明的工作流程示意图。

图中：1、定位板 2、钻杆支架 3、夯土支架

4、钻杆 5、钻杆动力装置 6、螺旋叶片

7、夯土环 8、通水管路 9、钻杆支架滑轨

10、夯土支架滑轨 11、连接板 12、水准仪

13、减振架 14、上隔离板 15、下隔离板

16、减振弹簧 17、导向移动轮 18、缓振胶

19、半圆板。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1-3:

一种多功能夯土环及钻杆组合装置，包括钻孔设备、控制装置，还包括与钻孔设备连接固定的定位板1，定位板1上设有分别通过上下移动装置与定位板1连接的钻杆支架2、夯土支架3；钻杆支架2上设有钻杆4、钻杆动力装置5，钻杆4竖直设置且与钻杆动力装置5连接，钻杆4外侧设有螺旋叶片6，钻杆4设有钻头阻力传感器；夯土支架3底部设有夯土环7，夯土环7中部设有可容钻杆4穿过的空间，夯土支架3内部设有通水管路8，通水管路8进水口与钻孔设备供水装置连通，通水管路8出水口朝向夯土环7中部；钻头阻力传感器与控制装置连接，控制装置与上下移动装置、钻杆动力装置、钻孔设备供水装置连接。

定位板1设有液压油口连接钻孔设备动力输出口，定位板1上分别设有钻杆支架滑轨9、夯土支架滑轨10，钻杆支架滑轨9、夯土支架滑轨10分别连接钻杆支架2、夯土支架3。

夯土支架滑轨10设于定位板1中部，钻杆支架滑轨9设有两组且分别设于夯土支架滑轨10两侧。

钻杆支架2设有连接板11，钻杆动力装置5固定在连接板11上，钻杆动力装置5上设有水准仪12。

钻杆支架2还设有减振架13，减振架13设有上隔离板14、下隔离板15、减振弹簧16，连接板11一端设于上隔离板14、下隔离板15之间，连接板11与上隔离板14、下隔离板15通过若干减振弹簧16连接，连接板11另一端与钻杆支架滑轨9连接。

连接板11设于上隔离板14、下隔离板15之间的一端端部还设有导向移动轮17，导向移动轮17与连接板11通过缓振胶18连接。

夯土环7设有2个月牙形半圆板19，2个半圆板19一端分别与夯土支架3连接，2个半圆板19另一端相互对称延伸形成环状。

2个半圆板19与夯土支架3相对的固定位置可旋转调整。

具体使用过程：首先进行水平定位，保证钻孔垂直度；钻头下沉，开启钻孔，根据系统内设钻孔钻速和下钻速度工作；开启土质分析，启动钻头阻力传感器，判断钻孔土质是否达到硬土标准(若钻头阻力承载力超过400kPa则为硬土，反之为松土)；若该土质为硬土，则减小夯土力度、减慢下钻速度、增大钻杆4钻速；若该土质为松土，则增大夯土力度、加快下钻速度、降低钻杆钻速；当钻至目标深度，回升钻杆4，打开夯土支架3内的通水管路8进行对钻杆4及螺旋叶片6的清洗功能；当钻杆4回升至最高点，停止高压水冲洗，人工操作卸掉钻杆4；回升夯土环7，展开夯土环7完成对目标物(电杆或路牌或混凝土防撞墩等)抓取工作，最后安装目标物至孔位，整个工作流程结束。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种多功能夯土环及钻杆组合装置，包括钻孔设备、控制装置，其特征在于：还包括与钻孔设备连接固定的定位板，所述的定位板上设有分别通过上下移动装置与定位板连接的钻杆支架、夯土支架；

所述的钻杆支架上设有钻杆、钻杆动力装置，所述的钻杆竖直设置且与钻杆动力装置连接，所述的钻杆外侧设有螺旋叶片，所述的钻杆设有钻头阻力传感器；

所述的夯土支架底部设有夯土环，所述的夯土环中部设有可容钻杆穿过的空间，所述的夯土支架内部设有通水管路，所述的通水管路进水口与钻孔设备供水装置连通，所述的通水管路出水口朝向夯土环中部；

所述的钻头阻力传感器与控制装置连接，所述的控制装置与上下移动装置、钻杆动力装置、钻孔设备供水装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种多功能夯土环及钻杆组合装置，其特征在于：所述的定位板设有液压油口连接钻孔设备动力输出口，所述的定位板上分别设有钻杆支架滑轨、夯土支架滑轨，所述的钻杆支架滑轨、夯土支架滑轨分别连接钻杆支架、夯土支架。

3.根据权利要求2所述的一种多功能夯土环及钻杆组合装置，其特征在于：所述的夯土支架滑轨设于定位板中部，所述的钻杆支架滑轨设有两组且分别设于夯土支架滑轨两侧。

4.根据权利要求1所述的一种多功能夯土环及钻杆组合装置，其特征在于：所述的钻杆支架设有连接板，所述的钻杆动力装置固定在连接板上，所述的钻杆动力装置上设有水准仪。

5.根据权利要求4所述的一种多功能夯土环及钻杆组合装置，其特征在于：所述的钻杆支架还设有减振架，所述的减振架设有上隔离板、下隔离板、减振弹簧，所述的连接板一端设于上隔离板、下隔离板之间，所述的连接板与上隔离板、下隔离板通过若干减振弹簧连接，所述的连接板另一端与钻杆支架滑轨连接。

6.根据权利要求5所述的一种多功能夯土环及钻杆组合装置，其特征在于：所述的连接板设于上隔离板、下隔离板之间的一端端部还设有导向移动轮，所述的导向移动轮与连接板通过缓振胶连接。

7.根据权利要求1所述的一种多功能夯土环及钻杆组合装置，其特征在于：所述的夯土环设有2个月牙形半圆板，2个所述的半圆板一端分别与夯土支架连接，2个所述的半圆板另一端相互对称延伸形成环状。

8.根据权利要求7所述的一种多功能夯土环及钻杆组合装置，其特征在于：2个所述的半圆板与夯土支架相对的固定位置可旋转调整。