智能型钻孔立杆一体机和钻孔立杆施工方法

485 编辑：中冶有色技术网来源：李昱文

2023-12-21 11:05:07

权利要求书： 1.一种智能型钻孔立杆一体机，包括主机单元（80）、含电动缸的挖机操作切换系统、含控制阀组的钻孔/立杆控制系统、含无线遥控器、信号处理机的遥控装置，其中：主机单元（80）包括挖机底盘（801）、钻机下钻/上提油缸（802）、挖机大臂（803）、含侧边后支座（8041）、侧边前支座（8042）、前端支座（8043）、后部支座（8044）的挖机小臂（804）、含外壁支架（8051）的钻机驱动头（805）、含二个上部连板（80611）的上部支架（8061）、回转减速器（8062）和抓斗体（8063）的抓具（806）、绞车（807）、过渡架（808）、含第一连杆（8091）、二个第二连杆（8092）和横轴（8093）的连杆机构（809）、开斗/收斗油缸（810）；其特征在于：所述主机单元（80）的过渡架（808）通过其底板焊接于挖机小臂（804）的前端背面；所述钻机驱动头（805）通过其顶部耳座枢轴安装于过渡架（808）的伸出端，该钻机驱动头的输出端固装螺旋钻具；所述钻机下钻/上提油缸（802）的活塞杆铰接安装于钻机驱动头（805）的外壁支架（8051）的前端，其缸筒端铰接安装于挖机小臂（804）的侧边后支座（8041）；

所述抓具（806）的上部支架（8061）的二个上部连板（8061）的一角铰接安装于挖机小臂（804）的前端支座（8043），其另一角与连杆机构（809）的第一连杆（809）的一端铰接安装；所述开斗/收斗油缸（810）的活塞杆与连杆机构（809）的第一连杆（8091）、二个第二连杆（8092）通过横轴（8093）连接在一起；所述开斗/收斗油缸（810）的缸筒端铰接安装于挖机小臂（804）的后部支座（8044）；所述第二连杆（8092）的另一端铰接安装于挖机小臂（804）的侧边前支座（8042）；

所述抓具（806）的回转减速器（8062）固装于上部支架（8061）与抓斗体（8063）之间；所述抓斗体（8063）上部设有夹紧/放松油缸，用以控制抓具（806）的斗瓣夹紧和松开；

所述绞车（807）固装于挖机底盘（801）的右前方，从该绞车引出的钢丝绳钩用于水泥电线杆的短途拖拽；

所述挖机操作切换系统的电动缸安装于挖机驾驶室内，该电动缸与挖机的各个控制手柄连接，对挖机发动机启停、挖机发动机油门、挖机行走、挖机大臂（803）升降、开斗/收斗油缸（810）、挖机小臂（804）伸/收、挖机小臂（804）左旋/右旋进行操控切换；

所述钻孔/立杆控制系统的控制阀组通过控制管线与钻机下钻/上提油缸（802）、钻机驱动头（805）、抓具（806）的回转减速器（8062）、抓具（806）的夹紧/放松油缸、绞车（807）驱动部连接；

所述遥控装置的信号处理机设置于挖机驾驶室内，该信号处理机分二路控制线路，一路与电动缸连接，另一路控制线路与钻孔/立杆控制系统的控制阀组连接；所述遥控装置的遥控器向信号处理机发出执行指令。

2.利用权利要求1任何一项所述的钻孔立杆施工方法，包括以下步骤：

1）工作单元改造组装、控制管路连接

a）利用现有挖机完成工作单元（80）的改造组装，将绞车（807）安装在挖机底盘（801）上，将钻孔/立杆控制系统的控制阀组安装于绞车（807）上方的支架上；将过渡架（808）焊接在挖机小臂（804）的背面，将钻机驱动头（805）安装于过渡架（808）的伸出端；在挖机小臂（804）的侧边安装钻机下钻/上提油缸（802），并与钻机驱动头（805）的外壁支架（8051）铰接连接；在挖机小臂（804）的前端部安装抓具（806），并与连杆机构（809）、开斗/收斗油缸（810）安装妥当；连接所有执行机构的控制管路；b）将钻孔/立杆控制系统的控制阀组输出端与钻机下钻/上提油缸（802）、钻机驱动头（805）、抓具（806）的回转减速器（8062）、抓具（806）的夹紧/放松油缸、绞车（807）驱动部通过各个管线连接；控制阀组的输入端与遥控器的信号处理机通过控制线路连接妥当；

c）将挖机操作切换系统的电动缸安装固定，并与挖机的各个控制手柄连接妥当；该电动缸通过控制线路与遥控器的信号处理机连接；

d）完成挖机操作切换系统、钻孔/立杆控制系统与遥控装置匹配调试，确保其实现各个控制功能；

2）主机单元行走至工位进行钻机作业

a）操纵遥控装置，启动主机单元（80）使挖机底盘（801）到达钻孔工位；

b）操纵遥控装置，使钻机下钻/上提油缸（802）工作、保持钻机驱动头（805）的输出端向下，安装螺旋钻具；

c）操纵遥控装置，控制挖机大臂（803）伸展油缸、挖机小臂（804）伸展油缸、开斗/收斗油缸（810）的伸缩，互相配合调整使钻机驱动头（805）及其外接的螺旋钻具精确到达钻孔工位、且其旋转中心线与地面保持垂直状态；

d）操纵遥控装置，启动钻机驱动头（805）带动螺旋钻具旋转、同时操纵钻机下钻/上提油缸（802）伸展活塞杆配合钻机下钻进入地层；在达到钻孔深度后，操纵钻机下钻/上提油缸（802）收缩活塞杆向上提起螺旋钻具；

e）操纵遥控装置，使主机单元（80）的挖机底盘（801）后退离开完成钻孔工位；拆除钻机驱动头（805）连接的螺旋钻具；

3）抓具夹持杆体、旋转和下放立杆，冲击夯对周围土体夯实

a）操纵遥控器，使主机单元（80）的挖机底盘（801）向前行走至完成的钻孔工位；

b）操纵遥控器，使绞车（807）放出钢丝绳钩将电线杆拖曳至钻孔工位处；

c）操纵遥控器，控制挖机大臂（803）伸展油缸、挖机小臂（804）伸展油缸、开斗/收斗油缸（810）的伸缩，互相配合调整使抓具（806）接近电线杆；操纵遥控器，松开抓具（806）的斗瓣抓住电线杆后再将电线杆夹紧；

d）操纵遥控器，控制挖机大臂（803）伸展油缸、挖机小臂（804）伸展油缸、开斗/收斗油缸（810）的伸缩，互相配合调整使抓具（806）带动电线杆在水平方向旋转90°；

e）操纵遥控器，继续控制挖机大臂（803）伸展油缸、挖机小臂（804）伸展油缸、开斗/收斗油缸（810）的伸缩，互相配合调整使抓具（806）夹持电线杆与地面保持垂直状态；操纵遥控器，松开抓具（806）的斗瓣，同时操纵绞车（807）放出钢丝绳钩，这样松开的电线杆缓缓下放进入钻孔完成立杆操作；

f）完成立杆作业后，在电线杆周围填土，将外部冲击夯置于填土上，其动力源由挖机预留液压源提供；操纵遥控器启动冲击夯，对夯实杆体周围的填土；

g）操纵遥控器，主机单元（80）的挖机底盘（801）后退离开立杆工位，关闭挖机发动机。

说明书：一种智能型钻孔立杆一体机和钻孔立杆施工方法技术领域[0001] 本发明涉及工程技术领域，特别涉及一种智能型钻孔立杆一体机和钻孔立杆施工方法。背景技术[0002] 在传统钻孔立杆施工过程中，对于中小型水泥电线杆的挖坑预埋，需要钻孔定位、更换抓杆器、起吊电线杆、立杆、埋土等工序，这种方式操作工序复杂繁琐，且需要多人多车协作、耗时耗力，工具投入成本高、效率较低，已经不能够满足高效快速的市场需求。因此，需要开发一种智能型钻孔立杆一体机和钻孔立杆施工方法，以解决现有传统钻孔立杆的低智能、低效率和人工劳动强度大的复杂工作。发明内容[0003] 本发明的目的在于针对现有技术的不足提供智能型钻孔立杆一体机和钻孔立杆施工方法，通过对现有挖掘机改造，增加钻机、抓具等机械执行设备，通过遥控装置远程操纵挖机操作切换系统、钻孔/立杆控制系统，实现一机全工序全功能操作，解决现有传统电线杆钻孔立杆的低智能、低效率和人工劳动强度大的复杂工作，提高施工智能化水平和工作效率。[0004] 本发明解决其技术问题所采用的智能型钻孔立杆一体机，包括主机单元、含电动缸的挖机操作切换系统、含控制阀组的钻孔/立杆控制系统、含无线遥控器、信号处理机的遥控装置，其中：主机单元包括挖机底盘、钻机下钻/上提油缸、挖机大臂、含侧边后支座、侧边前支座、前端支座、后部支座的挖机小臂、含外壁支架的钻机驱动头、含二个上部连板的上部支架、回转减速器和抓斗体的抓具、绞车、过渡架、含第一连杆、二个第二连杆和横轴的连杆机构、开斗/收斗油缸；

其特征在于：

所述主机单元的过渡架通过其底板焊接于挖机小臂的前端背面；所述钻机驱动头通过其顶部耳座枢轴安装于过渡架的伸出端，该钻机驱动头的输出端固装螺旋钻具；所述钻机下钻/上提油缸的活塞杆铰接安装于钻机驱动头的外壁支架的前端，其缸筒端铰接安装于挖机小臂的侧边后支座；

所述抓具的上部支架的二个上部连板的一角铰接安装于挖机小臂的前端支座，其另一角与连杆机构的第一连杆的一端铰接安装；所述开斗/收斗油缸的活塞杆与连杆机构的第一连杆、二个第二连杆通过横轴连接在一起；所述开斗/收斗油缸的缸筒端铰接安装于挖机小臂的后部支座；所述第二连杆的另一端铰接安装于挖机小臂的侧边前支座；

所述抓具的回转减速器固装于上部支架与抓斗体之间；所述抓斗体上部设有夹紧/放松油缸，用以控制抓具的斗瓣夹紧和松开；

所述绞车固装于挖机底盘的右前方，从该绞车引出的钢丝绳钩用于水泥电线杆的短途拖拽；

所述挖机操作切换系统的电动缸安装于挖机驾驶室内，该电动缸与挖机的各个控制手柄连接，对挖机发动机启停、挖机发动机油门、挖机行走、挖机大臂升降、开斗/收斗油缸、挖机小臂伸/收、挖机小臂左旋/右旋进行操控切换；

所述钻孔/立杆控制系统的控制阀组通过控制管线与钻机下钻/上提油缸、钻机驱动头、开斗/收斗油缸、抓具的回转减速器、抓具的夹紧/放松油缸、绞车驱动部连接；

所述遥控装置的信号处理机设置于挖机驾驶室内，该信号处理机分二路控制线路，其中一路与电动缸连接，另一路控制线路与钻孔/立杆控制系统的控制阀组连接；所述遥控装置的遥控器向信号处理机发出执行指令。

[0005] 另外，本发明还提供了利用上述智能型钻孔立杆一体机的钻孔立杆施工方法，包括以下步骤：1）工作单元改造组装、控制管路连接

a）利用现有挖机完成工作单元的改造组装，将绞车安装在挖机底盘上，将钻孔/立杆控制系统的控制阀组安装于绞车上方的支架上；将过渡架焊接在挖机小臂的背面，将钻机驱动头安装于过渡架的伸出端；在挖机小臂的侧边安装钻机下钻/上提控制油缸，其顶部与钻机驱动头的外壁支架铰接连接；在挖机小臂的前端部安装抓具，并与连杆机构、开斗/收斗油缸安装妥当；连接所有执行机构的控制管路；b）将钻孔/立杆控制系统的控制阀组输出端与钻机下钻/上提油缸、钻机驱动头、开斗/收斗油缸、抓具的回转减速器、抓具的夹紧/放松油缸、绞车驱动部通过各个管线连接；控制阀组的输入端与遥控器的信号处理机通过控制线路连接妥当；c）将挖机操作切换系统的电动缸安装固定，并与挖机的各个控制手柄连接妥当；该电动缸通过控制线路与遥控器的信号处理机连接；d）完成挖机操作功能切换系统、钻孔/立杆控制系统与遥控装置匹配调试，确保其实现各个控制功能；

2）主机单元行走至工位进行钻机作业

a）操纵遥控装置，启动主机单元使挖机底盘到达钻孔工位；b）操纵遥控装置，使钻机下钻/上提油缸工作、保持钻机驱动头的输出端向下，安装螺旋钻具；c）操纵遥控装置，控制挖机大臂伸展油缸、挖机小臂伸展油缸、开斗/收斗油缸的伸缩，互相配合调整使钻机驱动头及其外接的螺旋钻具精确到达钻孔工位、且其旋转中心线与地面保持垂直状态；d）操纵遥控装置，启动钻机驱动头带动螺旋钻具旋转、同时操纵钻机下钻/上提油缸伸展活塞杆配合钻机下钻进入地层；在达到钻孔深度后，操纵钻机下钻/上提油缸收缩活塞杆向上提起螺旋钻具；e）操纵遥控装置，使主机单元的挖机底盘后退离开完成钻孔工位；拆除钻机驱动头连接的螺旋钻具；

3）抓具夹持杆体、旋转和下放立杆，冲击夯对周围土体夯实

a）操纵遥控器，使主机单元的挖机底盘向前行走到达完成钻孔工位；b）操纵遥控器，使绞车放出钢丝绳钩将电线杆拖曳至钻孔工位处；c）操纵遥控器，控制挖机大臂伸展油缸、挖机小臂伸展油缸、开斗/收斗油缸的伸缩，互相配合调整使抓具接近电线杆；操纵遥控器，松开抓具的斗瓣抓住电线杆后再将电线杆夹紧；d）操纵遥控器，控制挖机大臂伸展油缸、挖机小臂伸展油缸、开斗/收斗油缸的伸缩，互相配合调整使抓具带动电线杆在水平方向旋转90°；e）操纵遥控器，继续控制挖机大臂伸展油缸、挖机小臂伸展油缸、开斗/收斗油缸的伸缩，互相配合调整使抓具夹持电线杆与地面保持垂直状态；操纵遥控器，松开抓具的斗瓣，同时操纵绞车放出钢丝绳钩，这样松开的电线杆缓缓下放进入钻孔完成立杆操作；f）完成立杆作业后，在电线杆周围填土，将外部冲击夯置于填土上，其动力源由挖机预留液压源提供；操纵遥控器启动冲击夯，对夯实杆体周围的填土；g）操纵遥控器，主机单元的挖机底盘后退离开立杆工位，关闭挖机发动机。

附图说明[0006] 图1是本发明智能型钻孔立杆一体机的结构示意图；图2是图1的右视图；

图3是图1的俯视图；

图4是图2的右视图；

图5是利用智能型钻孔立杆一体机的钻孔立杆施工方法流程图。

具体实施方式[0007] 根据附图1?4，对本发明智能型钻孔立杆一体机作进一步的说明。[0008] 一种智能型钻孔立杆一体机，包括主机单元80、含电动缸的挖机操作切换系统、含控制阀组的钻孔/立杆控制系统、含无线遥控器、信号处理机的遥控装置，主机单元80包括挖机底盘801、钻机下钻/上提油缸802、挖机大臂803、含侧边后支座8041、侧边前支座8042、前端支座8043、后部支座8044的挖机小臂804、含外壁支架8051的钻机驱动头805、含二个上部连板80611的上部支架8061、回转减速器8062和抓斗体8063的抓具806、绞车807、过渡架808、含第一连杆8091、二个第二连杆8092和横轴8093的连杆机构809、开斗/收斗油缸810；

其中，

所述主机单元80的过渡架808通过底板焊接固定于挖机小臂804的前端背面；所述钻机驱动头805的顶部耳座枢轴安装于过渡架808的伸出端，该钻机驱动头的输出端外接螺旋钻具；所述钻机下钻/上提控制油缸802的活塞杆铰接安装于钻机驱动头805的外壁支架

8051的前端，其缸筒端铰接安装于挖机小臂804的侧边支座8041。

[0009] 所述抓具806的上部支架8061的二个上部连板8061的一角铰接安装于挖机小臂804的前端支座8043，其另一角与连杆机构809的第一连杆809的一端铰接安装；所述开斗/收斗油缸810的活塞杆与连杆机构809的第一连杆8091、二个第二连杆8092通过横轴8093连接在一起；所述开斗/收斗油缸810的缸筒端铰接安装于挖机小臂804的后部支座8044；所述第二连杆8092的另一端铰接安装于挖机小臂804的侧边前支座8042；所述抓具806的回转减速器8062固装于上部支架8061与抓斗体8063之间；所述抓斗体8063上部设有夹紧/放松油缸，用以控制抓具806的斗瓣夹紧和松开。

[0010] 所述绞车807固装于挖机底盘801的右前方，从该绞车引出的钢丝绳钩用于水泥电线杆的短途拖拽。[0011] 所述挖机操作切换系统的电动缸安装于挖机驾驶室内，该电动缸与挖机的各个控制手柄连接，对挖机发动机启停、挖机发动机油门、挖机行走、挖机大臂803升降、开斗/收斗油缸810、挖机小臂804伸/收、挖机小臂804左旋/右旋进行操控切换。[0012] 所述钻孔/立杆控制系统的控制阀组通过控制管线与钻机下钻/上提油缸802、钻机驱动头805、开斗/收斗油缸810、抓具806的回转减速器8062、抓具806的夹紧/放松油缸、绞车807驱动部连接。[0013] 所述遥控装置的信号处理机设置于挖机驾驶室内，该信号处理机分二路控制线路，其中一路与电动缸连接，另一路控制线路与钻孔/立杆控制系统的控制阀组连接；所述遥控装置的遥控器向信号处理机发出执行指令。[0014] 根据附图1?5，利用智能型钻孔立杆一体机的钻孔立杆施工方法，包括以下步骤：步骤1：工作单元改造组装、控制管路连接

a）利用现有挖机完成工作单元80的改造组装，将绞车807安装在挖机底盘801上，将钻孔/立杆控制系统的控制阀组安装于绞车807上方的支架上；将过渡架808焊接在挖机小臂804的背面，将钻机驱动头805安装于过渡架808的伸出端；在挖机小臂804的侧边安装钻机下钻/上提控制油缸802，其顶部与钻机驱动头805的外壁支架8051铰接连接；在挖机小臂804的前端部安装抓具806，并与连杆机构809、开斗/收斗油缸810安装妥当；连接所有执行机构的控制管路；b）将钻孔/立杆控制系统的控制阀组输出端与钻机下钻/上提油缸802、钻机驱动头805、开斗/收斗油缸810、抓具806的回转减速器8062、抓具806的夹紧/放松油缸、绞车807驱动部通过各个管线连接；控制阀组的输入端与遥控器的信号处理机通过控制线路连接妥当；c）将挖机操作切换系统的电动缸安装固定，并与挖机的各个控制手柄连接妥当；该电动缸通过控制线路与遥控器的信号处理机连接；d）完成挖机操作功能切换系统、钻孔/立杆控制系统与遥控装置匹配调试，确保其实现各个控制功能。

[0015] 步骤2：主机单元行走至工位进行钻机作业a）操纵遥控装置，启动主机单元80使挖机底盘801到达钻孔工位；b）操纵遥控装置，使钻机下钻/上提油缸802工作、保持钻机驱动头805的输出端向下，安装螺旋钻具；c）操纵遥控装置，控制挖机大臂803伸展油缸、挖机小臂804伸展油缸、开斗/收斗油缸810的伸缩，互相配合调整使钻机驱动头805及其外接的螺旋钻具精确到达钻孔工位、且其旋转中心线与地面保持垂直状态；d）操纵遥控装置，启动钻机驱动头805带动螺旋钻具旋转、同时操纵钻机下钻/上提油缸802伸展活塞杆配合钻机下钻进入地层；在达到钻孔深度后，操纵钻机下钻/上提油缸802收缩活塞杆向上提起螺旋钻具；e）操纵遥控装置，使主机单元80的挖机底盘801后退离开完成钻孔工位；拆除钻机驱动头805连接的螺旋钻具。

[0016] 步骤3：抓具夹持杆体、旋转和下放立杆，冲击夯对周围土体夯实a）操纵遥控器，使主机单元80的挖机底盘801向前行走到达完成钻孔工位；b）操纵遥控器，使绞车807放出钢丝绳钩将电线杆拖曳至钻孔工位处；）操纵遥控器，控制挖机大臂803伸展油缸、挖机小臂804伸展油缸、开斗/收斗油缸810的伸缩，互相配合调整使抓具806接近电线杆；操纵遥控器，松开抓具806的斗瓣抓住电线杆后再将电线杆夹紧；d）操纵遥控器，控制挖机大臂803伸展油缸、挖机小臂804伸展油缸、开斗/收斗油缸810的伸缩，互相配合调整使抓具806带动电线杆在水平方向旋转90°；e）操纵遥控器，继续控制挖机大臂803伸展油缸、挖机小臂804伸展油缸、开斗/收斗油缸810的伸缩，互相配合调整使抓具806夹持电线杆与地面保持垂直状态；操纵遥控器，松开抓具806的斗瓣，同时操纵绞车807放出钢丝绳钩，这样松开的电线杆缓缓下放进入钻孔完成立杆操作；f）完成立杆作业后，在电线杆周围填土，将外部冲击夯置于填土上，其动力源由挖机预留液压源提供；操纵遥控器启动冲击夯，对夯实杆体周围的填土；g）操纵遥控器，主机单元80的挖机底盘801后退离开立杆工位，关闭挖机发动机。

[0017] 本发明所述的智能型钻孔立杆一体机和钻孔立杆施工方法，代替传统人工挖坑进行电线杆的立杆工作，解决现有传统钻孔立杆的低智能、低效率和人工劳动强度大的复杂工作，通过遥控器一键切换，提高钻孔立杆的施工效率，有效降低操作人员的劳动强度，进一步体现工程施工机械化、智能化的发展趋势。