动力头位置测量装置及旋挖钻机

492 编辑：中冶有色技术网来源：上海中联重科桩工机械有限公司

2024-01-17 13:33:26

权利要求书： 1.一种动力头位置测量装置，用于旋挖钻机，所述旋挖钻机包括桅杆(11)和动力头(13)，所述动力头(13)以可相对上下移动的方式固定在所述桅杆(11)上，其特征在于，所述动力头位置测量装置包括固定配合件(31)、转动件(33)和角度测量装置(35)，所述固定配合件(31)固定在所述桅杆(11)上，且沿所述桅杆(11)的长度方向延伸，所述转动件(33)可转动地设置在所述动力头(13)上，且与所述固定配合件(31)接触配合推动所述转动件(33)在沿所述固定配合件(31)移动的过程转动，所述角度测量装置(35)用于获取所述转动件(33)的转动角度。

2.如权利要求1所述的动力头位置测量装置，其特征在于，所述固定配合件(31)为链条，所述转动件(33)为链轮。

3.如权利要求2所述的动力头位置测量装置，其特征在于，所述固定配合件(31)包括多个环状的第一链环(312)和多个环状的第二链环(314)，所述第一链环(312)和所述第二链环(314)交替设置，所述第一链环(312)的开口和所述第二链环(314)的开口朝向相互垂直的方向；所述转动件(33)上设有两组同轴设置的轮齿(332)，两组所述轮齿(332)之间设有间隙(334)，所述转动件(33)的两组所述轮齿(332)和所述固定配合件(31)的所述第一链环(312)配合，以在所述转动件(33)上下移动的过程中推动所述转动件(33)转动，所述间隙(334)用于容纳所述第二链环(314)，以使所述转动件(33)的无障碍地通过所述第二链环(314)通过。

4.如权利要求3所述的动力头位置测量装置，其特征在于，所述轮齿(332)朝向所述间隙(334)的一侧上开设有凹槽(336)，所述第一链环(312)的两端部分别和同一组轮齿的相邻两个所述轮齿(332)的所述凹槽(336)抵接。

5.如权利要求1所述的动力头位置测量装置，其特征在于，所述固定配合件(31)通过第一支座(37)和第二支座(39)连接到所述桅杆(11)上；所述第一支座(37)固定安装在所述桅杆(11)上，所述固定配合件(31)的一端固定在所述第一支座(37)上；所述第二支座(39)固定安装在所述桅杆(11)上，所述固定配合件(31)的另一端连接于所述第二支座(39)上。

6.如权利要求5所述的动力头位置测量装置，其特征在于，所述动力头位置测量装置还包括支杆(41)和弹性件(43)，所述支杆(41)的一端穿过所述第二支座(39)连接于所述固定配合件(31)的另一端，所述弹性件(43)套设在所述支杆(41)上，所述弹性件(43)的两端分别抵接所述支杆(41)和所述第二支座(39)。

7.如权利要求6所述的动力头位置测量装置，其特征在于，所述支杆(41)上设有紧固件(45)和垫片(47)，所述紧固件(45)以位置可调整的方式固定在所述支杆(41)上，所述垫片(47)位于所述紧固件(45)和所述弹性件(43)之间，所述弹性件(43)的两端分别抵接所述垫片(47)和所述第二支座(39)。

8.如权利要求6所述的动力头位置测量装置，其特征在于，所述第一支座(37)包括第一固定板(372)和第一耳板(374)，所述第一固定板(372)通过紧固件固定在所述桅杆(11)上，所述第一耳板(374)从所述第一固定板(372)上延伸，所述固定配合件(31)的一端固定连接于所述第一耳板(374)；所述第二支座(39)包括第二固定板(392)和第二耳板(394)，所述第二固定板(392)通过紧固件固定在所述桅杆(11)上，所述第二耳板(394)从所述第二固定板(392)上延伸，所述支杆(41)穿过所述第二耳板(394)后与所述固定配合件(31)的另一端连接。

9.如权利要求1所述的动力头位置测量装置，其特征在于，所述角度测量装置(35)为编码器；或者，所述角度测量装置(35)和所述转动件(33)同轴安装。

10.一种旋挖钻机，其特征在于，包括如权利要求1?9任意一项所述的动力头位置测量装置。

说明书：动力头位置测量装置及旋挖钻机技术领域[0001] 本实用新型涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种动力头位置测量装置及旋挖钻机。

背景技术[0002] 旋挖钻机是一种用于桩基础工程现场灌注桩钻孔施工的桩工机械，旋挖钻机工作时是通过动力头的旋转来带动钻杆转动，动力头可以根据需要在桅杆上上下滑动，钻杆头

部与动力头在接触时由于钻杆自身重力的原因，会对动力头产生很大的冲击，造成动力头

与导轨接触不良或形变。为了减少这种冲击的发生，需要在动力头上加上动力头位置测量

装置。

[0003] 一种动力头位置测量装置包括多个标签、阅读器及数据处理模块，多个标签沿桅杆长度方向设置在桅杆上，每个标签对应一个所在位置信息，阅读器设置在动力头上，用于

读取标签上的位置信息，数据处理模块接收阅读器发送的位置信息，从而确定动力头的位

置。然而，旋挖钻机的工作环境均十分恶劣，而在桅杆上设置标签，对恶劣环境的适应能力

较差，精确度较低。

实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的是提供一种能适应恶劣环境、精确度较高的动力头位置测量装置及旋挖钻机。

[0005] 一种动力头位置测量装置，用于旋挖钻机，所述旋挖钻机包括桅杆和动力头，所述动力头以可相对上下移动的方式固定在所述桅杆上，其特征在于，所述动力头位置测量装

置包括固定配合件、转动件和角度测量装置，所述固定配合件固定在所述桅杆上，且沿所述

桅杆的长度方向延伸，所述转动件可转动地设置在所述动力头上，且与所述固定配合件接

触配合推动所述转动件在沿所述固定配合件移动的过程转动，所述角度测量装置用于获取

所述转动件的转动角度。

[0006] 其中一实施例中，所述固定配合件为链条，所述转动件为链轮。[0007] 其中一实施例中，所述固定配合件包括多个环状的第一链环和多个环状的第二链环，所述第一链环和所述第二链环交替设置，所述第一链环的开口和所述第二链环的开口

朝向相互垂直的方向；所述转动件上设有两组同轴设置的轮齿，两组所述轮齿之间设有间

隙，所述转动件的两组所述轮齿和所述固定配合件的所述第一链环配合，以在所述转动件

上下移动的过程中推动所述转动件转动，所述间隙用于容纳所述第二链环，以使所述转动

件的无障碍地通过所述第二链环通过。

[0008] 其中一实施例中，所述轮齿朝向所述间隙的一侧上开设有凹槽，所述第一链环的两端部分别和同一组轮齿的相邻两个所述轮齿的所述凹槽抵接。

[0009] 其中一实施例中，所述固定配合件通过第一支座和第二支座连接到所述桅杆上；所述第一支座固定安装在所述桅杆上，所述固定配合件的一端固定在所述第一支座上；所

述第二支座固定安装在所述桅杆上，所述固定配合件的另一端连接于所述第二支座上。

[0010] 其中一实施例中，所述动力头位置测量装置还包括支杆和弹性件，所述支杆的一端穿过所述第二支座连接于所述固定配合件的另一端，所述弹性件套设在所述支杆上，所

述弹性件的两端分别抵接所述支杆和所述第二支座。

[0011] 其中一实施例中，所述支杆上设有紧固件和垫片，所述紧固件以位置可调整的方式固定在所述支杆上，所述垫片位于所述紧固件和所述弹性件之间，所述弹性件的两端分

别抵接所述垫片和所述第二支座。

[0012] 其中一实施例中，所述第一支座包括第一固定板和第一耳板，所述第一固定板通过紧固件固定在所述桅杆上，所述第一耳板从所述第一固定板上延伸，所述固定配合件的

一端固定连接于所述第一耳板；所述第二支座包括第二固定板和第二耳板，所述第二固定

板通过紧固件固定在所述桅杆上，所述第二耳板从所述第二固定板上延伸，所述支杆穿过

所述第二耳板后与所述固定配合件的另一端连接。

[0013] 其中一实施例中，所述角度测量装置为编码器；或者，所述角度测量装置和所述转动件同轴安装。

[0014] 本实用新型还提供一种旋挖钻机，其包括上述动力头位置测量装置。[0015] 本实用新型的动力头位置测量装置及旋挖钻机中，无需在桅杆上设置标签，只需在桅杆上设置固定配合件，在动力头上设置转动件，再通过角度测量装置即可得到动力头

的位置，各零部件对恶劣环境的适应能力强，工作稳定性高，且结构简单、制造成本较低、耐

用性好、维护成本较低。

附图说明[0016] 图1为本实用新型一实施例的旋挖钻机的结构示意图。[0017] 图2为本实用新型一实施例的动力头位置测量装置安装在旋挖钻机上的结构示意图。

[0018] 图3为图2所示动力头位置测量装置的结构示意图。[0019] 图4为图3中I处的局部放大图。[0020] 图5为图2所示动力头位置测量装置的固定配合件和转动件的配合结构侧视图。[0021] 图6为图2所示动力头位置测量装置的固定配合件和转动件的配合结构立体图。具体实施方式[0022] 为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如

后。

[0023] 如图1所示，本实用新型一实施例的动力头位置测量装置设于旋挖钻机中，用以测量旋挖钻机桅杆11上动力头13的位置。旋挖钻机包括底座10、桅杆11、动力头13、钻杆15和

随动架17，桅杆11安装在底座10上，钻杆15连接于桅杆11，动力头13连接于钻杆15，并以可

相对上下移动的方式固定在桅杆11上，随动架17设于桅杆11顶部，并连接于钻杆15顶部。

[0024] 请一并参照图2和图3，本实施例的动力头位置测量装置包括固定配合件31、转动件33和角度测量装置35，固定配合件31固定在桅杆11上，且从桅杆11的顶端延伸至桅杆11

的底端，即固定配合件31沿桅杆11的长度方向延伸。转动件33可转动地设置在动力头13上，

且与固定配合件31接触配合推动转动件33在沿固定配合件31移动的过程转动。角度测量装

置35用于获取转动件33的转动角度，进而即可根据转动件33的转动角度计算出转动件33沿

固定配合件31移动的直线距离，即得到动力头13的位置。需要说明的是，固定配合件31从桅

杆11的顶端延伸至桅杆的底端，并不意味着固定配合件31必须从桅杆11的一个端部延伸到

另一个端部，只需固定配合件31在桅杆11上沿桅杆11长度方向延伸一定距离即可，一般地，

固定配合件31的一端位于靠近桅杆11的顶端的范围内，另一端位于靠近桅杆11的底端的范

围内，固定配合件31的两端的位置可根据动力头13的行程范围确定。

[0025] 本实施例中，固定配合件31为链条，转动件33为链轮。可以理解，在其他实施例中，固定配合件31也可为齿条，转动件33对应为齿轮，只要转动件33沿固定配合件31移动时能

在转动件33与固定配合件31的配合下转动即可。

[0026] 具体地，请参图4，固定配合件31为链条时，其包括多个环状的第一链环312和多个环状的第二链环314，第一链环312和第二链环314交替设置，第一链环312的开口和第二链

环314的开口朝向相互垂直的方向。链轮的轮齿和第一链环312配合合。第一链环312所在平

面平行于转动件33的转动轴线，第二链环314所在平面垂直于转动件33的转动轴线。

[0027] 本实施例中，固定配合件31通过第一支座37和第二支座39连接到桅杆11上。具体地，第一支座37固定安装在桅杆11上，固定配合件31的一端固定在第一支座37上；第二支座

39固定安装在桅杆11上，固定配合件31的另一端连接于第二支座39上。更具体地，动力头位

置测量装置还包括支杆41和弹性件43，支杆41的一端穿过第二支座39连接于固定配合件31

的另一端，弹性件43套设在支杆41上，弹性件43的两端分别抵接支杆41和第二支座39，这

样，通过给弹性件43施加预紧力，支杆41可将固定配合件31拉紧。当然，当固定配合件31为

齿条时，支杆41和弹性件43将固定配合件31拉紧的结构可省略。支杆41上设有紧固件45和

垫片47，紧固件45以位置可调整的方式固定在支杆41上，垫片47位于紧固件45和弹性件43

之间，弹性件43的两端分别抵接垫片47和第二支座39。具体地，弹性件43可为伸缩弹簧，紧

固件45可为螺母。

[0028] 具体地，第一支座37包括第一固定板372和第一耳板374，第一固定板372可通过螺母等紧固件固定在桅杆11上，第一耳板374从第一固定板372相对第一固定板372垂直延伸，

固定配合件31的一端固定连接于第一耳板374。第二支座39包括第二固定板392和第二耳板

394，第二固定板392可通过螺母等紧固件固定在桅杆11上，第二耳板394从第二固定板392

相对第二固定板392垂直延伸，支杆41穿过第二耳板394后与固定配合件31的另一端连接。

可以理解，第一耳板374也可不垂直于第一固定板372，第二耳板392也可不垂直于第二固定

板392。

[0029] 本实施例中，请参照图5和图6，转动件33上设有两组同轴设置的轮齿332，两组轮齿332之间设有间隙334。转动件33的两组轮齿332和固定配合件31的第一链环312配合，以

在转动件33上下移动的过程中推动转动件33转动，间隙334用于容纳第二链环314，以使转

动件33的无障碍地通过第二链环314通过。具体地，轮齿332朝向间隙334的一侧上开设有凹

槽336，链条与链轮配合时，第一链环312的两端部分别和同一组轮齿的相邻两个轮齿332的

凹槽336抵接，以推动转动件33转动。更具体地，第一链环312的两侧分别和两组轮齿配合。

[0030] 本实施例中，角度测量装置35具体可为编码器。具体地，角度测量装置35可直接测量转动件33的转动角度。可以理解，角度测量装置35和转动件33之间还可设置传动机构，例

如将一个齿轮与转动件33同轴设置，角度测量装置35测量另一个齿轮的转动角度，两个齿

轮相互啮合，当角度测量装置35测得角度变化时，再根据两个齿轮的传动比即可得到转动

件33的转动角度。具体在本实施例中，角度测量装置35和转动件33同轴安装。

[0031] 当旋挖钻机工作时，动力头13在加压油缸的作用下在桅杆11上上下移动，从而带动转动件33相对桅杆11上下移动，由于转动件33与固定配合件31配合，转动件33在上下移

动的过程中会转动，这样角度测量装置35可测得转动件33的转动角度，进而即可根据转动

件33的转动角度计算出转动件33沿固定配合件31移动的直线距离，即得到动力头13的位

置。

[0032] 本实施例中，动力头位置测量装置还可包括控制模块，控制模块连接于角度测量装置35，用于根据转动件33的转动角度计算出动力头13的位置。

[0033] 本实用新型还提供一种旋挖钻机，包括上述动力头位置测量装置。[0034] 本实用新型的动力头位置测量装置中，无需在桅杆上设置标签，只需在桅杆上设置固定配合件，在动力头上设置转动件，再通过角度测量装置即可得到动力头的位置，各零

部件对恶劣环境的适应能力强，工作稳定性高，且结构简单、制造成本较低、耐用性好、维护

成本较低。

[0035] 本实用新型还提供一种旋挖钻机，其包括上述动力头位置测量装置。[0036] 以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本

专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作

出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依

据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于

本实用新型技术方案的范围内。