CN117536285A - 一种基坑挖掘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基坑挖掘装置。该装置包括支撑机构、挖土机构和提土机构。支撑机构包括安装架，安装架上通过第一驱动缸使支撑结构用于与预挖掘基坑的坑壁接触支撑以固定安装架。安装架上通过第二驱动缸上下可伸缩设置有第一安装板，挖土机构设置于第一安装板上，通过第二驱动缸实现上下的进给量。挖土机构包括用于向下挖掘定位的挖掘钻头和水平挖掘的刨齿滚轴。第二安装板上同步转动设置有铲土结构。提土机构包括活动设置于安装架上的提升架，提升架上设有沿第二安装板的转动方向位于相应铲土板后方的提土斗，通过提升架将提土斗中的土提出基坑。挖掘过程中，工人的劳动强度底，且施工效率大大提高，也消除了人工挖基坑所存在的各种安全隐患。

Description

一种基坑挖掘装置

技术领域

本发明涉及挖掘技术领域，具体涉及一种基坑挖掘装置。

背景技术

在输电线路基础施工中，需要进行大量的基坑挖掘作业。在通用机械设备无法到场施工的地理条件下，目前全部采用的是人工下坑进行基坑的开挖，施工时作业人员使用铁锨或电动镐进行破土，需要不停的挖掘以及将基坑中的土扬出活提出，劳动强度大，大概需要6-7天完成一个基坑的开挖工作，施工效率低。另外，人工开挖时下坑作业，存在窒息、高空坠物、基坑坍塌等作业风险，危险性较大。因此，亟需一种基坑挖掘装置，以在通用机械设备无法到场施工的场合下代替人工进行基坑的挖掘。

发明内容

本发明的目的是提供一种基坑挖掘装置，以解决现有技术中存在的人工挖掘基坑导致的劳动强度大、施工效率低且存在安全隐患的问题。

为实现上述目的，本发明的一种基坑挖掘装置采用如下技术方案：一种基坑挖掘装置，包括支撑机构、挖土机构和提土机构；

所述支撑机构包括安装架，安装架上沿周向间隔设置有两个以上的能够水平伸缩的第一驱动缸，各第一驱动缸的活塞杆上设置有支撑结构，支撑结构用于与预挖掘基坑的坑壁接触支撑以固定安装架；

安装架上通过第二驱动缸上下可伸缩设置有第一安装板，挖土机构包括转动连接于第一安装板上的第二安装板，第一安装板上设置有驱动第二安装板转动的安装板驱动机构，第二安装板上设置有用于向下挖掘的挖掘钻头，第二安装板上水平设置有至少一个刨齿滚轴和驱动相应刨齿滚轴转动的刨齿滚轴驱动机构，刨齿滚轴包括水平设置的转轴，转轴上设置有螺旋形的刨齿，以实现水平挖掘的同时将挖掘下来的土径向向外传送；

第二安装板上同步转动设置有铲土结构，铲土结构包括沿第二安装板的转动方向位于相应刨齿滚轴后方的铲土板；提土机构包括活动设置于安装架上的提升架，提升架上设置有沿第二安装板的转动方向位于相应铲土板后方的提土斗，提土斗前侧具有开口；通过提升架将提土斗中的土提出基坑。

所述铲土板具有进土口和出土口，铲土板包括径向相对设置的外侧板和内侧板，位于内、外侧板之间的底板由进土口向出土口方向逐渐向上倾斜形成导向坡面，使得导向坡面将土提升之后进入提土斗中，提土斗的高度高于刨齿滚轴的高度。

所述安装架的上部设置有环形板，环形板上相对设置有两个开口向上的限位卡口，两个限位卡口将环形板分成两个半圆形板，各半圆形板的上侧面沿周向方向由中间向两侧的限位卡口逐渐降低以形成导向面，提升架具有横杆，横杆沿导向面在重力作用下能够滑落入两个限位卡口中。

所述提土斗的外侧面为与预挖掘基坑的坑壁相适配的弧形面。

所述支撑结构包括支撑板，支撑板的外侧面顶紧在预挖掘基坑的坑壁上。

所述支撑板的外侧面为与预挖掘基坑的坑壁相适配的弧形面。

所述刨齿滚轴的数量为两个并沿周向均匀间隔设置于第二安装板上。

所述刨齿滚轴驱动机构包括第一液压马达，第二安装板通过中间轴转动安装于第一安装板上，中间轴为空心轴，供第一液压马达的油管通过，安装板驱动机构通过中间轴进行动力传输。

所述提土斗的下侧板为活动板，下侧板与提土斗的竖向侧板之间设置有挂锁。

该基坑挖掘装置还包括龙门架，龙门架上设置有卷扬机，卷扬机的转轴上绕制有钢丝绳，钢丝绳与提升架连接。

本发明的有益效果：人工预先挖掘一定深度的基坑，通过第一驱动缸带动支撑结构顶压在预挖掘基坑的坑壁上，对固定架进行固定。第二驱动缸能够向下驱动第一安装板、第二安装板及第二安装板上的挖掘钻头和刨齿滚轴，同时由安装板驱动机构驱动第二安装板和挖掘钻头进行向下挖土，刨齿滚轴驱动机构带动刨齿滚轴进行水平挖土，挖出的土通过刨齿滚轴径向向外输送，经过铲土板进入提土斗中，最后经过提升架将土提出倒掉。整个基坑的挖掘过程中，人工参与度较低，大大降低了工人的劳动强度，而且相比人工挖基坑施工效率也大大提高，也消除了人工挖基坑所存在的各种安全隐患。

附图说明

图1是本发明的一种基坑挖掘装置的一个实施例的结构示意图；

图2是图1中去掉龙门架之后的结构示意图；

图3是图1中支撑机构的结构示意图；

图4是第一安装板的安装结构示意图；

图5是挖掘机构的结构示意图；

图6是铲土板的结构示意图；

图7是提土机构的结构示意图；

附图标记说明：1、龙门架；2、卷扬机；3、钢丝绳；4、基坑挖掘装置；5、支撑机构；6、挖土机构；7、提土机构；8、安装架；9、第一驱动缸；10、支撑板；11、环形板；12、限位卡口；13、半圆形板；14、导向坡面；15、提升架；16、横梁；17、提升杆架；18、提土斗；19、第二驱动缸；20、第一安装板；21、第二安装板；22、挖掘钻头；23、刨齿滚轴；24、缓冲结构；25、铲土板；26、外侧板；27、内侧板；28、底板；29、中间轴；30、导向杆；30、导向套；32、第一液压马达；33、转轴；34、刨齿；35、缓冲弹簧；36、进土口；37、出土口；38、安装套；39、开口；40、下侧板；41、合页；42、挂锁。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用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。在本发明的说明书中所使用的属于只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

本发明的一种基坑挖掘装置的实施例，如图1-图7所示，包括支撑机构5、挖土机构6和提土机构7。具体地，如图2和图3所示，支撑机构5包括安装架8，安装架上沿周向间隔设置有两个以上的能够水平伸缩的第一驱动缸9，本实施例中第一驱动缸的数量为4个，并沿周向均匀间隔设置，本实施例中第一驱动缸采用油缸。在各第一驱动缸的活塞杆上设置有支撑结构，支撑结构用于与预挖掘基坑的坑壁接触支撑以固定安装架。本实施例中，支撑结构包括支撑板10，支撑板的外侧面顶紧在预挖掘基坑的坑壁上。具体地，支撑板的外侧面为与预挖掘基坑的坑壁相适配的弧形面。通过四个液压缸带动四个支撑板顶紧在预挖掘基坑的坑壁上，将安装架进行固定，防止在挖掘过程中其上下移动以及转动。

如图2和图3所示，安装架8上通过第二驱动缸19上下可伸缩设置有第一安装板20。具体地，如图3所示，安装架上设置有导向杆30，第一安装板上设置有与导向杆上下导向移动安装的导向套31，本实施例中导向杆的数量为两个并沿周向均匀间隔设置，导向套的数量也为两个。第二驱动缸19采用液压缸，其数量为2个并沿周向均匀间隔设置，通过第二驱动缸带动第一安装板上下运动，由于第一安装板上设置有上述挖土机构，能够为挖土机构提供进给量。

挖土机构包括转动连接于第一安装板20上的第二安装板21，第一安装板上设置有驱动第二安装板转动的安装板驱动机构，安装板驱动机构采用第二液压马达。第二安装板21上设置有用于向下挖掘定位的挖掘钻头22，挖掘钻头能够随第二安装板同步转动进行挖掘定位。挖掘钻头设置于第二安装板的中心位置。第二安装板上水平设置有至少一个刨齿滚轴23和驱动相应刨齿滚轴转动的刨齿滚轴驱动机构32，具体地，刨齿滚轴的数量为两个并沿周向均匀间隔设置，如图5所示。刨齿滚轴包括水平设置的转轴33，转轴上设置有螺旋形的刨齿34，以实现水平挖掘的同时将挖掘下来的土径向向外传送。刨齿滚轴驱动机构采用第一液压马达，其数量也为2个，并分别于对应的刨齿滚轴传动连接，通过刨齿滚轴随第二转动板的转动以及各刨齿滚轴的自转实现水平挖掘。

第二安装板21上同步转动设置有铲土结构，如图2所示，铲土结构包括沿第二安装板的转动方向位于相应刨齿滚轴后方的铲土板25，铲土板的数量也为两个，与各刨齿滚轴一一对应。如图6所示，铲土板具有进土口36和出土口37，铲土板包括径向相对设置的外侧板26和内侧板27，位于内、外侧板之间的底板28由进土口向出土口方向逐渐向上倾斜形成导向坡面，使得挖掘的土能够随导向坡面向后提高输送。具体地，铲土结构还包括安装套38，两个铲土板通过连接杆连接于安装套上。第二安装板通过中间轴29转动安装于第一安装板上，中间轴为空心轴，第一液压马达的油管从中间轴内部穿过，保证油管在装置挖掘过程中不发生缠绕扭转。安装套的内腔套装在中间轴上，且二者通过键进行传动连接，实现二者的同步转动。中间轴与安装板之间设置有缓冲结构24，具体地，缓冲结构采用缓冲弹簧35，作用是保护下方的挖掘钻头。

提土机构包括活动设置于安装架上的提升架15，提升架上设置有沿第二安装板的转动方向位于相应铲土板后方的提土斗18。如图2和图7所示，提土斗前侧具有开口39，供铲土板中的土进入。上述铲土板的设计结构，可以将土向后向上提升，然后使土进入到后方的提土斗中；提土斗的高度高于刨齿滚轴的高度，这样设置使得在挖掘过程中，刨齿滚轴与提土斗之间不会发生干涉。本实施例中，提土斗的数量为两个，并与铲土板一一对应设置，位于各铲土板的出土口的后方(铲土板的转动方向为前方)。具体地，提升架15包括横梁16，两个提土斗设置于横梁的两端。各提土斗的下侧板40均为活动板，通过合页41实现铰接连接，下侧板与提土斗的竖向侧板之间设置有挂锁42，通过挂锁可以实现下侧板合上形成提土斗，将提土斗提出基坑后，通过提升架将提土斗中的土提出基坑，打开挂锁，实现提土斗中的土掉落。本实施例中，基坑挖掘装置4还配备有龙门架1，龙门架上设置有卷扬机2，卷让机上绕制有钢丝绳3，钢丝绳的自由端连接有提升杆架17。提升杆架的两端与横梁16的两端连接，实现通过卷扬机对提升架的提出倒土以及下放。

为了便于提土斗的下放过程中避免人工过多参与，能够实现提升架与安装架之间的自动定位安装。如图2和图3所示，在安装架8的上部设置有环形板11，环形板上相对设置有两个开口向上的限位卡口12，两个限位卡口将环形板分成两个半圆形板13，各半圆形板的上侧面14沿周向方向由中间向两侧的限位卡口逐渐降低以形成导向面，横杆沿导向面在重力作用下能够滑落入两个限位卡口中。由于提土斗18的外侧面为与预挖掘基坑的坑壁相适配的弧形面，在下放过程中可以很好地实现提升架及提土斗的定位安装，保证横梁能够自动落入两个限位卡口中且两个提土斗18能够位于相应铲土板25的后方进行接收铲土板中传送过来的土。

在使用时，首先由人工定桩掏挖一定深度(不大于1.5m)，也就是需要预先挖掘一个较浅的基坑，然后将基坑挖掘装置安装于预挖掘基坑中，具体是通过四个第一驱动缸带动支撑板顶紧在预挖掘基坑的坑壁上实现安装架的固定。将提升架与龙门架上的钢丝绳连接，然后下方钢丝绳将提升架放在安装架上，此时提升架的横梁在重力作用下卡入限位卡口中且提土斗位于相应铲土板的后方。挖掘过程中通过第二驱动缸提供向下的进给量，同时通过第二液压马达带动第二安装板及其上的挖掘钻头进行向下挖掘进行定位，同时还通过第一液压马达带动刨齿滚轴进行水平挖掘工作，刨齿滚轴挖土的同时将土径向向外传送，然后挖掘掉的土经过铲土板最后进入提土斗中。然后通过卷扬机将提升架及其上的提土斗提出基坑，人工打开提土斗上的挂锁，提土斗中的土自由掉落，然后合上挂锁，再将提升架下落，横梁落在安装架上部的环形板的上侧面上也就是导向面上，在重力作用下横梁向下滑落最终滑落入限位卡口中，同时提土斗的外侧面与预挖掘基坑的坑壁配合实现横梁落入限位卡口中的同时提土斗位于相应铲土板的后方，进行下一次提土，直至基坑挖掘完成规定的深度，进行拆卸即可。本发明的基坑挖掘装置可以实现无人下坑即可完成基坑掏挖作业，该装置可分体式运输安装，单件体积小、重量轻，满足现场运输和安装要求。

在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本发明的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本发明方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明的其他实施例中，第一驱动缸的数量可以根据实际需要进行调整，例如两个；支撑结构也可以采用支撑杆代替支撑板；支撑板的外侧面也可以为平面；在保证挖掘钻头使用安全的作用下，也可以不设置缓冲结构；刨齿滚轴的数量也可以根据实际需要进行调整，例如1个或3个及以上；刨齿滚轴驱动机构可以采用电机；安装板驱动机构也可以采用电机；液压缸也可以采用电动推杆代替。

Claims (10)

1.一种基坑挖掘装置，其特征在于：包括支撑机构、挖土机构和提土机构；

所述支撑机构包括安装架，安装架上沿周向间隔设置有两个以上的能够水平伸缩的第一驱动缸，各第一驱动缸的活塞杆上设置有支撑结构，支撑结构用于与预挖掘基坑的坑壁接触支撑以固定安装架；

安装架上通过第二驱动缸上下可伸缩设置有第一安装板，挖土机构包括转动连接于第一安装板上的第二安装板，第一安装板上设置有驱动第二安装板转动的安装板驱动机构；第二安装板上设置有用于向下挖掘定位的挖掘钻头，第二安装板上水平设置有至少一个刨齿滚轴和驱动相应刨齿滚轴转动的刨齿滚轴驱动机构，刨齿滚轴包括水平设置的转轴，转轴上设置有螺旋形的刨齿，以实现水平挖掘的同时将挖掘下来的土径向向外传送；

第二安装板上同步转动设置有铲土结构，铲土结构包括沿第二安装板的转动方向位于相应刨齿滚轴后方的铲土板；提土机构包括活动设置于安装架上的提升架，提升架上设置有沿第二安装板的转动方向位于相应铲土板后方的提土斗，提土斗前侧具有供经铲土板的土进入的开口；通过提升架将提土斗中的土提出基坑。

2.根据权利要求1所述的基坑挖掘装置，其特征在于：所述铲土板具有进土口和出土口，铲土板包括径向相对设置的外侧板和内侧板，位于内、外侧板之间的底板由进土口向出土口方向逐渐向上倾斜形成导向坡面，使得导向坡面将土提升之后进入提土斗中；提土斗的高度高于刨齿滚轴的高度。

3.根据权利要求1所述的基坑挖掘装置，其特征在于：所述安装架的上部设置有环形板，环形板上相对设置有两个开口向上的限位卡口，两个限位卡口将环形板分成两个半圆形板，各半圆形板的上侧面沿周向方向由中间向两侧的限位卡口逐渐降低以形成导向面，提升架具有横杆，横杆沿导向面在重力作用下能够滑落入两个限位卡口中。

4.根据权利要求3所述的基坑挖掘装置，其特征在于：所述提土斗的外侧面为与预挖掘基坑的坑壁相适配的弧形面。

5.根据权利要求1所述的基坑挖掘装置，其特征在于：所述支撑结构包括支撑板，支撑板的外侧面顶紧在预挖掘基坑的坑壁上。

6.根据权利要求5所述的基坑挖掘装置，其特征在于：所述支撑板的外侧面为与预挖掘基坑的坑壁相适配的弧形面。

7.根据权利要求1所述的基坑挖掘装置，其特征在于：所述刨齿滚轴的数量为两个并沿周向均匀间隔设置于第二安装板上。

8.根据权利要求1所述的基坑挖掘装置，其特征在于：所述刨齿滚轴驱动机构包括第一液压马达，第二安装板通过中间轴转动安装于第一安装板上，中间轴为空心轴，供第一液压马达的油管通过，安装板驱动机构通过中间轴进行动力传输。

9.根据权利要求1所述的基坑挖掘装置，其特征在于：所述提土斗的下侧板为活动板，下侧板与提土斗的竖向侧板之间设置有挂锁。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的基坑挖掘装置，其特征在于：该基坑挖掘装置还包括龙门架，龙门架上设置有卷扬机，卷扬机的转轴上绕制有钢丝绳，钢丝绳用于与提升架连接。