CN117248783B - 一种铁路柱形预制构件安装组件及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路预制柱安装技术领域，具体为一种铁路柱形预制构件安装组件及安装方法，钻孔筒的上端圆弧外壁设置有圆周阵列分布的四组开口槽，转框固定在伸缩柱的下端，转框的外壁设置有提料螺旋，提料螺旋延伸至开口槽的上端，有益效果为：通过设置安装主轴实现钻孔组件和夹持组件的以替换安装，进而利用安装主轴的转动调节达到切换的目的，实现在一台设备上实现钻孔，吊装安装的整体工序，大大提高了施工效率，减少了施工现场的设备切换运输。

Description

一种铁路柱形预制构件安装组件及安装方法

技术领域

本发明涉及铁路预制柱安装技术领域，具体为一种铁路柱形预制构件安装组件及安装方法。

背景技术

在铁路施工过程中，为了提高支撑强度，通常需要安装多组支撑柱用于支撑，为了提高施工效率，现有技术通常采用预制的混凝土柱进行施工安装。

现有的安装方式为采用钻孔设备进行钻孔安装，再利用吊车将预制柱吊装在钻孔中，通过混凝土浇筑实现预制柱的竖直固定安装。

然而在实际施工过程中，预制柱的数量较多，且钻孔安装过程中需要钻孔设备和吊车的循环切换，施工效率低，难以满足需要，同时在施工过程中，难以精确的定位在施工位置，且钻孔产生的废料清理困难，容易在切换过程中回流至钻孔中，影响安装的精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁路柱形预制构件安装组件及安装方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铁路柱形预制构件安装组件，所述安装组件包括：

吊车，所述吊车的下端设置有履带底座，吊车的一侧设置有设置有机械臂组件，所述机械臂组件的端部安装设置有电机驱动的安装主轴；

夹持组件，所述夹持组件转动安装在安装主轴的端部，夹持组件包括调节气缸，固定卡爪，转动卡爪，所述调节气缸固定安装在安装主轴中，且调节气缸的伸缩端端部与转动卡爪一端转动连接，安装主轴的侧壁设置有第一铰座，所述转动卡爪的中间段转动安装在第一铰座上，固定卡爪与转动卡爪对称分布在夹持组件的两侧，固定卡爪固定在夹持组件上，固定卡爪与转动卡爪之间固定夹持有预制柱；

钻孔组件，所述钻孔组件固定安装在安装主轴的中间段圆弧外壁上，钻孔组件包括钻孔筒、钻头和转框，所述钻孔筒的上端固定在安装主轴上，钻孔筒的内腔中设置有转动电机驱动连接的伸缩柱，伸缩柱的端部连接有钻头，钻孔筒的上端圆弧外壁设置有圆周阵列分布的四组开口槽，转框固定在伸缩柱的下端，转框的外壁设置有提料螺旋，所述提料螺旋延伸至开口槽的上端。

优选的，所述机械臂组件包括吊臂、转臂和调节伸缩杆，所述吊臂的一端固定在吊车上，吊臂的另一端转动连接转臂，所述转臂的端部设置有安装座，所述安装主轴的端部设置有安装板，所述安装板转动设置在安装座上，所述调节伸缩杆的一端连接安装座的上端，调节伸缩杆的另一端固定在转臂上。

优选的，所述安装主轴的中间段圆弧外壁有固定座，所述钻孔筒的上端设置有连接座，所述连接座安装在固定座上，调节气缸的伸缩端端部设置有转动座，所述转动卡爪的端部转动安装在转动座上。

优选的，所述钻孔筒的外侧设置有圆环状的导流外环，所述导流外环上设置有四组与开口槽位置对应的收纳槽，导流外环上设置有圆环状的导流倾斜环，所述导流倾斜环的一端与开口槽的下端端口齐平，导流倾斜环的外端延伸至收纳槽中，导流倾斜环的下端设置为向钻孔筒一侧延伸的倾斜面。

优选的，所述导流外环的外侧侧壁上设置有第二铰座，所述第二铰座上转动安装有驱动组件循环驱动的转动压板，所述转动压板的上端延伸至导流倾斜环的上端，转动压板与导流倾斜环之间留有间隙，

优选的，所述导流外环的上端设置有上限位架，所述驱动组件包括U形管，上插杆和下插杆，所述U形管固定安装在上限位架上，U形管的两端端口正对开口槽，U形管的两端端口中分别滑动插接有上插杆和下插杆，上插杆和下插杆的端部设置有与U形管内壁滑动贴合的活塞，下插杆的端部抵在转动压板上。

优选的，所述转动电机的下端设置有固定连接伸缩柱的驱动轴，所述驱动轴上固定套接有凸轮，所述凸轮上设置有圆周阵列分布的四组弧形凸起，所述上插杆的端部延伸至开口槽的内侧，且上插杆的端部设置有与凸轮平滑接触的弧板。

优选的，所述下插杆横向滑动插接在上限位架上，下插杆的端部转动安装有与转动压板侧壁贴合的顶球，下插杆上设置有挡环，下插杆上横向套接有弹簧，所述弹簧压合在挡环与上限位架之间。

优选的，所述U形管的内侧设置有内架，所述内架的中间固定在上限位架上，内架通过圆周阵列分布的多组连杆固定连接U形管的圆弧外壁。

一种根据上述铁路柱形预制构件安装组件实现的安装方法，所述安装方法包括以下步骤：

S1：根据施工位置进行施工定位，并在定位位置外侧放置导流外环，通过吊车和机械臂组件的配合将钻孔组件运动至导流外环的上端，通过钻孔筒对导流外环竖直插接达到精确定位施工位置的目的；

S2：利用钻孔组件中转动电机驱动的钻头实现钻孔施工，钻孔过程中产生的泥土通过带有提料螺旋的转框提升，并沿开口槽排出，排出的废渣在导流倾斜环的导流作用下运输至收纳槽中；

S3：收纳过程中，利用驱动轴带动凸轮转动，从而达到间歇性侧向挤压上插杆的目的，在上插杆的横向周期往复滑动过程中，驱动下插杆同步反向运动，从而利用下插杆牵引转动压板往复转动，达到挤压收纳槽内部泥土的目的，使得收集的泥土紧密压合并在倾斜面的作用下，聚集在导流外环内侧下端，达到保持导流外环重心稳定和固定安装的目的；

S4：钻孔完成后，拆卸上插杆，通过安装主轴的提升、转动达到切换的目的，从而驱动夹持组件侧向夹持预制柱，利用调节气缸的伸缩驱动达到驱动转动卡爪转动的目的，从而达到稳定夹持预制柱的目的，并将预制柱竖直插接在钻孔中，通过混凝土浇筑达到固定预制柱的目的，后续通过回收导流外环达到集中回收施工泥土废料的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置安装主轴实现钻孔组件和夹持组件的以替换安装，进而利用安装主轴的转动调节达到切换的目的，实现在一台设备上实现钻孔，吊装安装的整体工序，大大提高了施工效率，减少了施工现场的设备切换运输；

通过设置导流外环，达到定位施工位置，收集钻孔废料和稳定钻孔位置的目的，提高钻孔施工精度，避免产生偏移，通过统一回收废料达到快速清理的目的，便于多组预制柱的安装施工。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的夹持组件与钻孔组件切换结构示意图；

图3为本发明的夹持组件工作结构示意图；

图4为本发明的钻孔结构示意图；

图5为本发明的导流钻孔结构示意图；

图6为图5中A处结构放大图。

图中：1、履带底座；2、吊车；3、吊臂；4、转臂；5、夹持组件；6、钻孔组件；7、安装主轴；8、调节伸缩杆；9、固定座；10、安装座；11、安装板；12、调节气缸；13、预制柱；14、固定卡爪；15、转动卡爪；16、第一铰座；17、转动座；18、开口槽；19、转动电机；20、伸缩柱；21、转框；22、钻孔筒；23、钻头；24、连接座；25、凸轮；26、导流外环；27、收纳槽；28、导流倾斜环；29、U型管；30、内架；31、上插杆；32、弧板；33、提料螺旋；34、转动压板；35、第二铰座；36、下插杆；37、挡环；38、弹簧；39、顶球；40、上限位架；41、驱动轴。

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。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：

实施例1：一种铁路柱形预制构件安装组件，安装组件包括吊车2、夹持组件5和钻孔组件6。

吊车2的下端设置有履带底座1，吊车2的一侧设置有设置有机械臂组件，机械臂组件的端部安装设置有电机驱动的安装主轴7，机械臂组件包括吊臂3、转臂4和调节伸缩杆8，吊臂3的一端固定在吊车2上，吊臂3的另一端转动连接转臂4，转臂4的端部设置有安装座10，安装主轴7的端部设置有安装板11，安装板11转动设置在安装座10上，调节伸缩杆8的一端连接安装座10的上端，调节伸缩杆8的另一端固定在转臂4上。

通过吊臂3、转臂5和调节伸缩杆8的配合，达到对安装主轴7转动、提升、下降的驱动调节。

夹持组件5转动安装在安装主轴7的端部，夹持组件5包括调节气缸12，固定卡爪14，转动卡爪15，调节气缸12固定安装在安装主轴7中，调节气缸12的伸缩端端部设置有转动座17，转动卡爪15的端部转动安装在转动座17上，且调节气缸12的伸缩端端部与转动卡爪15一端转动连接，安装主轴7的侧壁设置有第一铰座16，转动卡爪15的中间段转动安装在第一铰座16上，固定卡爪14与转动卡爪15对称分布在夹持组件5的两侧，固定卡爪14固定在夹持组件5上，固定卡爪14与转动卡爪15之间固定夹持有预制柱13。

通过夹持组件5的转动安装，从而实现平行夹持预制柱13，夹持后利用机械臂组件抬升，再进行垂直转动，使得预制柱13竖直插接再钻孔中，利用调节气缸12的伸缩，达到牵引转动卡爪15一端的目的，使得转动卡爪15沿第一铰座16转动，从而与固定卡爪14配合达到稳定夹持预制柱13的目的。

钻孔组件6固定安装在安装主轴7的中间段圆弧外壁上，钻孔组件6包括钻孔筒22、钻头23和转框21，钻孔筒22的上端固定在安装主轴7上，安装主轴7的中间段圆弧外壁有固定座9，钻孔筒22的上端设置有连接座24，连接座24安装在固定座9上，钻孔筒22的内腔中设置有转动电机19驱动连接的伸缩柱20，伸缩柱20的端部连接有钻头23，钻孔筒22的上端圆弧外壁设置有圆周阵列分布的四组开口槽18，转框21固定在伸缩柱20的下端，转框21的外壁设置有提料螺旋33，提料螺旋33延伸至开口槽18的上端。

通过设置固定座9与连接座24的配合，达到安装钻孔组件6的目的，实现夹持组件5与钻孔组件6的一体化安装，利用转动电机19驱动钻头23转动，达到钻孔的目的，利用伸缩柱20驱动钻头23推进，在钻孔过程中，同步带动转框21转动，利用提料螺旋33将钻孔产生的废料抬升，并沿开口槽18排出。

实施例2：在实施例1的基础上，钻孔筒22的外侧设置有圆环状的导流外环26，导流外环26上设置有四组与开口槽18位置对应的收纳槽27，导流外环26上设置有圆环状的导流倾斜环28，导流倾斜环28的一端与开口槽18的下端端口齐平，导流倾斜环28的外端延伸至收纳槽27中，导流倾斜环28的下端设置为向钻孔筒22一侧延伸的倾斜面。

通过设置导流倾斜环28将沿开口槽18排出的泥土集中收集并导流至收纳槽27中，便于后续的清理，同时利用泥土增大导流外环26的重力，提高导流外环26的安装稳定性。

实施例3：在实施例2的基础上，导流外环26的外侧侧壁上设置有第二铰座35，第二铰座35上转动安装有驱动组件循环驱动的转动压板34，转动压板34的上端延伸至导流倾斜环28的上端，转动压板34与导流倾斜环28之间留有间隙。

通过设置转动压板34，从而利用转动压板34的循环往复转动，将落在收纳槽27中松散的泥土向收纳槽27内侧挤压压合，增大收纳量的同时使得重心向中间移动，进一步提高了稳定性。

实施例4：在实施例3的基础上，导流外环26的上端设置有上限位架40，驱动组件包括U形管29，上插杆31和下插杆36，U形管29固定安装在上限位架40上，U形管29的两端端口正对开口槽18，U形管29的两端端口中分别滑动插接有上插杆31和下插杆36，上插杆31和下插杆36的端部设置有与U形管29内壁滑动贴合的活塞，下插杆36的端部抵在转动压板34上，转动电机19的下端设置有固定连接伸缩柱20的驱动轴41，驱动轴41上固定套接有凸轮25，凸轮25上设置有圆周阵列分布的四组弧形凸起，上插杆31的端部延伸至开口槽18的内侧，且上插杆31的端部设置有与凸轮25平滑接触的弧板32。

通过驱动轴41的转动，带动凸轮25上的凸起间隙冲击在上插杆31上，进而带动上插杆31在U形管29上来回横向运动，由于U形管29内压的变化，同步反向驱动下插杆36横向滑动，进而达到对转动压板34施加往复驱动力的目的。

下插杆36横向滑动插接在上限位架40上，下插杆36的端部转动安装有与转动压板34侧壁贴合的顶球39，下插杆36上设置有挡环37，下插杆36上横向套接有弹簧38，弹簧38压合在挡环37与上限位架40之间，U形管29的内侧设置有内架30，内架30的中间固定在上限位架40上，内架30通过圆周阵列分布的多组连杆固定连接U形管29的圆弧外壁。

通过设置顶球39实现下插杆36对转动压板34侧壁的平滑挤压，利用弹簧38和挡环37的配合，达到限定下插杆36位置的目的，同时利用弹簧38的复位弹力达到快速复位的目的，进而实现平稳、快速的往复驱动。

一种根据上述铁路柱形预制构件安装组件实现的安装方法，安装方法包括以下步骤：

S1：根据施工位置进行施工定位，并在定位位置外侧放置导流外环26，通过吊车2和机械臂组件的配合将钻孔组件6运动至导流外环26的上端，通过钻孔筒22对导流外环26竖直插接达到精确定位施工位置的目的；

S2：利用钻孔组件6中转动电机19驱动的钻头23实现钻孔施工，钻孔过程中产生的泥土通过带有提料螺旋33的转框21提升，并沿开口槽18排出，排出的废渣在导流倾斜环28的导流作用下运输至收纳槽27中；

S3：收纳过程中，利用驱动轴41带动凸轮25转动，从而达到间歇性侧向挤压上插杆31的目的，在上插杆31的横向周期往复滑动过程中，驱动下插杆36同步反向运动，从而利用下插杆36牵引转动压板34往复转动，达到挤压收纳槽27内部泥土的目的，使得收集的泥土紧密压合并在倾斜面的作用下，聚集在导流外环26内侧下端，达到保持导流外环26重心稳定和固定安装的目的；

S4：钻孔完成后，拆卸上插杆31，通过安装主轴7的提升、转动达到切换的目的，从而驱动夹持组件5侧向夹持预制柱13，利用调节气缸12的伸缩驱动达到驱动转动卡爪15转动的目的，从而达到稳定夹持预制柱13的目的，并将预制柱13竖直插接在钻孔中，通过混凝土浇筑达到固定预制柱13的目的，后续通过回收导流外环26达到集中回收施工泥土废料的目的。

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)

1.一种铁路柱形预制构件安装组件，其特征在于：所述安装组件包括：

吊车（2），所述吊车（2）的下端设置有履带底座（1），吊车（2）的一侧设置有设置有机械臂组件，所述机械臂组件的端部安装设置有电机驱动的安装主轴（7）；

夹持组件（5），所述夹持组件（5）转动安装在安装主轴（7）的端部，夹持组件（5）包括调节气缸（12），固定卡爪（14），转动卡爪（15），所述调节气缸（12）固定安装在安装主轴（7）中，且调节气缸（12）的伸缩端端部与转动卡爪（15）一端转动连接，安装主轴（7）的侧壁设置有第一铰座（16），所述转动卡爪（15）的中间段转动安装在第一铰座（16）上，固定卡爪（14）与转动卡爪（15）对称分布在夹持组件（5）的两侧，固定卡爪（14）固定在夹持组件（5）上，固定卡爪（14）与转动卡爪（15）之间固定夹持有预制柱（13）；

钻孔组件（6），所述钻孔组件（6）固定安装在安装主轴（7）的中间段圆弧外壁上，钻孔组件（6）包括钻孔筒（22）、钻头（23）和转框（21），所述钻孔筒（22）的上端固定在安装主轴（7）上，钻孔筒（22）的内腔中设置有转动电机（19）驱动连接的伸缩柱（20），伸缩柱（20）的端部连接有钻头（23），钻孔筒（22）的上端圆弧外壁设置有圆周阵列分布的四组开口槽（18），转框（21）固定在伸缩柱（20）的下端，转框（21）的外壁设置有提料螺旋（33），所述提料螺旋（33）延伸至开口槽（18）的上端；

所述钻孔筒（22）的外侧设置有圆环状的导流外环（26），所述导流外环（26）上设置有四组与开口槽（18）位置对应的收纳槽（27），导流外环（26）上设置有圆环状的导流倾斜环（28），所述导流倾斜环（28）的一端与开口槽（18）的下端端口齐平，导流倾斜环（28）的外端延伸至收纳槽（27）中，导流倾斜环（28）的下端设置为向钻孔筒（22）一侧延伸的倾斜面；所述导流外环（26）的外侧侧壁上设置有第二铰座（35），所述第二铰座（35）上转动安装有驱动组件循环驱动的转动压板（34），所述转动压板（34）的上端延伸至导流倾斜环（28）的上端，转动压板（34）与导流倾斜环（28）之间留有间隙。

2.根据权利要求1所述的一种铁路柱形预制构件安装组件，其特征在于：所述机械臂组件包括吊臂（3）、转臂（4）和调节伸缩杆（8），所述吊臂（3）的一端固定在吊车（2）上，吊臂（3）的另一端转动连接转臂（4），所述转臂（4）的端部设置有安装座（10），所述安装主轴（7）的端部设置有安装板（11），所述安装板（11）转动设置在安装座（10）上，所述调节伸缩杆（8）的一端连接安装座（10）的上端，调节伸缩杆（8）的另一端固定在转臂（4）上。

3.根据权利要求2所述的一种铁路柱形预制构件安装组件，其特征在于：所述安装主轴（7）的中间段圆弧外壁有固定座（9），所述钻孔筒（22）的上端设置有连接座（24），所述连接座（24）安装在固定座（9）上，调节气缸（12）的伸缩端端部设置有转动座（17），所述转动卡爪（15）的端部转动安装在转动座（17）上。

4.根据权利要求1所述的一种铁路柱形预制构件安装组件，其特征在于：所述导流外环（26）的上端设置有上限位架（40），所述驱动组件包括U形管（29），上插杆（31）和下插杆（36），所述U形管（29）固定安装在上限位架（40）上，U形管（29）的两端端口正对开口槽（18），U形管（29）的两端端口中分别滑动插接有上插杆（31）和下插杆（36），上插杆（31）和下插杆（36）的端部设置有与U形管（29）内壁滑动贴合的活塞，下插杆（36）的端部抵在转动压板（34）上。

5.根据权利要求4所述的一种铁路柱形预制构件安装组件，其特征在于：所述转动电机（19）的下端设置有固定连接伸缩柱（20）的驱动轴（41），所述驱动轴（41）上固定套接有凸轮（25），所述凸轮（25）上设置有圆周阵列分布的四组弧形凸起，所述上插杆（31）的端部延伸至开口槽（18）的内侧，且上插杆（31）的端部设置有与凸轮（25）平滑接触的弧板（32）。

6.根据权利要求5所述的一种铁路柱形预制构件安装组件，其特征在于：所述下插杆（36）横向滑动插接在上限位架（40）上，下插杆（36）的端部转动安装有与转动压板（34）侧壁贴合的顶球（39），下插杆（36）上设置有挡环（37），下插杆（36）上横向套接有弹簧（38），所述弹簧（38）压合在挡环（37）与上限位架（40）之间。

7.根据权利要求6所述的一种铁路柱形预制构件安装组件，其特征在于：所述U形管（29）的内侧设置有内架（30），所述内架（30）的中间固定在上限位架（40）上，内架（30）通过圆周阵列分布的多组连杆固定连接U形管（29）的圆弧外壁。

8.一种根据权利要求1-7中任意一项所述铁路柱形预制构件安装组件实现的安装方法，其特征在于：所述安装方法包括以下步骤：

S1：根据施工位置进行施工定位，并在定位位置外侧放置导流外环（26），通过吊车（2）和机械臂组件的配合将钻孔组件（6）运动至导流外环（26）的上端，通过钻孔筒（22）对导流外环（26）竖直插接达到精确定位施工位置的目的；

S2：利用钻孔组件（6）中转动电机（19）驱动的钻头（23）实现钻孔施工，钻孔过程中产生的泥土通过带有提料螺旋（33）的转框（21）提升，并沿开口槽（18）排出，排出的废渣在导流倾斜环（28）的导流作用下运输至收纳槽（27）中；

S3：收纳过程中，利用驱动轴（41）带动凸轮（25）转动，从而达到间歇性侧向挤压上插杆（31）的目的，在上插杆（31）的横向周期往复滑动过程中，驱动下插杆（36）同步反向运动，从而利用下插杆（36）牵引转动压板（34）往复转动，达到挤压收纳槽（27）内部泥土的目的，使得收集的泥土紧密压合并在倾斜面的作用下，聚集在导流外环（26）内侧下端，达到保持导流外环（26）重心稳定和固定安装的目的；

S4：钻孔完成后，拆卸上插杆（31），通过安装主轴（7）的提升、转动达到切换的目的，从而驱动夹持组件（5）侧向夹持预制柱（13），利用调节气缸（12）的伸缩驱动达到驱动转动卡爪（15）转动的目的，从而达到稳定夹持预制柱（13）的目的，并将预制柱（13）竖直插接在钻孔中，通过混凝土浇筑达到固定预制柱（13）的目的，后续通过回收导流外环（26）达到集中回收施工泥土废料的目的。