一种软土地基开挖装置

技术领域

本发明涉及软土地基施工技术领域，尤其涉及一种软土地基开挖装置。

背景技术

软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低和抗剪强度很低的呈软塑或者流塑状态的黏性土。软土是一类土的总称，并非指某一种特定的土，工程上常将软土细分为软黏性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土和泥炭等，由于软土地基的特殊性，其具有较大的沉降幅度，无法直接用于建筑承载，需要在地基上进行一系列相应的加固操作，过程中需要使用地基的开挖设备来辅助进行。

现有的开挖设备包括钻孔设备、挖掘设备以及运输设备，其中挖掘设备主要为挖掘机，现有的挖掘机在软土地基上作业时，由于履带与地基的接触面固定且接触面较小，因此作业过程中，挖掘机极易陷入软土地基中，因此在作业之前，需要在挖掘机的行驶路线上铺设钢板用于扩大接触面，降低挖掘机沉陷的深度；

对于铺设钢板，无法进行地基满铺，只能进行局部铺设，而挖掘机工作完成后需要更换位置，此时需要挖掘机的操作人员将铺设的钢板进行转移，用于进行下一处的挖掘，铺设钢板耗时长，影响地基的开挖效率，同时铺设钢板还会对地基上的其他施工带来影响，不利于地基的交错施工。

因此可采用一种新型的软土地基开挖装置来解决现有技术的不足之处。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在开挖效率低以及交错施工存在交叉影响的问题，而提出的一种软土地基开挖装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种软土地基开挖装置，包括车架，还包括固定安装在车架上的支架；

主体部，主体部包括固定安装在支架上的两个支撑架一，两个所述支撑架一上均转动安装有两个转轴，两个相配合的转轴上共同滑动安装有一个支撑架二，两个所述支撑架二与对应的转轴之间为转动连接，两个所述支撑架一上均安装有一个履带一，两个所述支撑架二上均安装有一个履带二；

所述支架上滑动安装有抵板，所述抵板上滑动安装有两块收纳板，两块所述收纳板上均固定安装有一块活动板，所述抵板与支架之间安装有升降机构，且抵板与两个支撑架二之间均安装有一个调节机构，所述抵板与两块活动板之间均安装有推动机构；

压土部，压土部包括转动安装在两个支撑架一之间的两块挡板，两块所述挡板与支撑架一之间均通过轴杆相连接，两个所述轴杆与对应的转轴之间安装有连动机构。

在上述的一种软土地基开挖装置中，每个所述转轴上均固定安装有一个齿轮三，相配合的两个所述齿轮三之间共同套设有一个链条一，所述链条一由多节小链条一组成，每节所述小链条一上均固定安装有一个垫板一，每个所述垫板一上均固定安装有一个履带板一，多个所述履带板一组成履带一。

在上述的一种软土地基开挖装置中，所述支撑架二上转动安装有多个齿轮一，其中位于两端的所述齿轮一与对应的转轴之间为滑动连接，多个所述齿轮一上共同套设有一个链条二，所述链条二由多节小链条二组成，每节所述小链条二上均固定安装有一个垫板二，每个所述垫板二上均固定安装有一个弹性伸缩杆，每个所述弹性伸缩杆远离对应小链条二的一端上均固定安装有一个履带板二，多个所述履带板二组成履带二，每个所述履带板一与对应的履带板二之间均安装有卡合结构。

在上述的一种软土地基开挖装置中，所述卡合结构包括开设在履带板一上的对接卡槽，所述履带板二上固定安装有与对接卡槽相配合的对接卡板，所述履带板一以及履带板二相配合的一端采用45度倾斜设计。

在上述的一种软土地基开挖装置中，所述升降机构包括固定安装在支架底部的液压缸，所述液压缸的驱动端与抵板之间固定连接，所述支架上固定安装有多个伸缩杆，每个所述伸缩杆远离支架的一端与抵板之间均为固定连接。

在上述的一种软土地基开挖装置中，所述调节机构包括固定安装在抵板上的两个楔板，所述支撑架二上固定安装有两个调节杆，两个所述调节杆上均转动安装有一个与对应楔板相配合的抵压轮，两个所述调节杆与支撑架一之间安装有复位结构。

在上述的一种软土地基开挖装置中，所述复位结构包括固定安装在支撑架一上的限位套，所述限位套内滚动安装有多个与调节杆相抵的滚珠，所述限位套与调节杆之间固定安装有复位弹簧。

在上述的一种软土地基开挖装置中，所述推动机构包括固定安装在活动板上的齿板二，所述抵板上转动安装有与齿板二相啮合的齿筒，所述抵板上固定安装有多个限位架，多个所述限位架上共同滑动安装有一个与齿筒相啮合的齿板一，所述抵板上转动安装有线辊，所述齿板一上固定连接有钢丝绳，所述钢丝绳远离齿板一的一端穿过线辊并与支架固定连接。

在上述的一种软土地基开挖装置中，所述收纳板远离活动板的一端转动安装有折叠板，所述折叠板由多个转动板组成，相邻两个所述转动板之间为转动连接，所述抵板中部开设有与多个转动板相配合的收纳槽，且抵板底部开设有与收纳板相配合的滑槽。

在上述的一种软土地基开挖装置中，所述连动机构包括固定安装在转轴上的两组驱动齿，两组驱动齿均由多个啮合齿组成，所述转轴上固定安装有两个不完全齿环，所述轴杆上固定安装有与多个啮合齿以及两个不完全齿环均相啮合的齿轮二。

与现有的技术相比，本发明优点在于：

1、本软土地基开挖装置在具体使用过程中，具有自动降低沉降程度的优点，采用履带一以及履带二，可扩大整体履带与地基的接触面积，减小整体履带上的局部受力点，从达到受力分散的目的，以此可大大降低挖掘机作业时沉降的幅度，便于挖掘机的正常运作。

2、本软土地基开挖装置在具体使用过程中，具有降低挖掘机车架沉陷的优点，在挖掘机作业过程中，通过可升降的抵板来对地基进行抵压，该抵压作用力产生的反作用力会向上抵压车架，降低车架陷入地基中的概率，同时也可提高车架的稳定性，同时抵板也增大与地基之间的接触面积，从而达到进一步降低沉降幅度的目的。

3、本软土地基开挖装置在具体使用过程中，具有自动压实翘起土壤，使挖掘机移动更顺畅的优点，采用间接性转动的挡板，来对挖掘机行驶过程中周边翘起的土壤进行压实，降低翘起土壤对挖掘机行驶的影响，同时压实还可提高土壤的承载力，从而使得挖掘机在土壤上行驶更加稳定。

4、本软土地基开挖装置在具体使用过程中，具有提高施工效率的优点，采用扩大挖掘机自身与地基之间的接触面积，来替代原始铺设钢板的操作，减少挖掘机的行驶所需的时长，提高挖掘机的工作效率，同时无需铺设钢板，还可降低对周边其他作业的影响，提高交错施工的效率。

综上所述，本发明不仅具有自动扩大挖掘机与地基之间接触面积，降低沉降程度的优点，还具有降低挖掘机车架沉陷以及自动压实翘起土壤，使挖掘机移动更顺畅的优点，无需铺设钢板辅助，使得挖掘机的工作效率更高，同时还可降低对周边其他作业的影响，提高交错施工的效率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明提出的一种软土地基开挖装置的结构示意图；

图2为图1运作之后的结构示意详图；

图3为图1中履带一、履带二以及挡板的结构示意详图；

图4为图3中挡板以及支架的结构示意详图；

图5为图4中去除挡板以及转轴后的结构示意详图；

图6为图5中抵板以及活动板的结构示意详图；

图7为图6中齿板一的放大结构示意详图；

图8为图4中转轴以及挡板的放大结构示意详图；

图9为图6中收纳板的结构示意详图；

图10为图1中履带一以及履带二的结构示意详图；

图11为图10的分解结构示意详图；

图12为图10运作之后的结构示意详图；

图13为图10中履带一以及履带二裁剪后的结构示意详图；

图14为图13转动移动角度后的结构示意详图。

图中：1、履带一；2、履带二；3、挡板；4、车架；5、齿轮一；6、支架；7、支撑架一；8、支撑架二；9、调节杆；10、楔板；11、抵压轮；12、活动板；13、抵板；14、收纳板；15、液压缸；16、伸缩杆；17、齿板一；18、齿板二；19、限位架；20、齿筒；21、钢丝绳；22、线辊；23、轴杆；24、啮合齿；25、不完全齿环；26、齿轮二；27、转动板；28、链条一；29、链条二；30、垫板一；31、弹性伸缩杆；32、垫板二；33、对接卡槽；34、对接卡板；35、转轴。

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。

参照图1-图14，一种软土地基开挖装置，包括车架4，还包括固定安装在车架4上的支架6；

主体部，主体部包括固定安装在支架6上的两个支撑架一7，两个支撑架一7上均转动安装有两个转轴35，两个相配合的转轴35上共同滑动安装有一个支撑架二8，两个支撑架二8与对应的转轴35之间为转动连接，两个支撑架一7上均安装有一个履带一1，两个支撑架二8上均安装有一个履带二2；

支架6上安装有两个驱动源，两个驱动源的驱动轴分别与对应的转轴35之间固定连接，通过驱动源带动转轴35转动，两个驱动源为单独运作。

参照图1-图14，每个转轴35上均固定安装有一个齿轮三，相配合的两个齿轮三之间共同套设有一个链条一28，链条一28由多节小链条一组成，每节小链条一上均固定安装有一个垫板一30，每个垫板一30上均固定安装有一个履带板一，多个履带板一组成履带一1；该部分为现有的履带结构，此处只是对现有的履带结构进行简单叙述，具体参照现有的履带设计，此处不做具体阐述。

参照图1-图14，支撑架二8上转动安装有多个齿轮一5，其中位于两端的齿轮一5与对应的转轴35之间为滑动连接，多个齿轮一5上共同套设有一个链条二29，链条二29由多节小链条二组成，每节小链条二上均固定安装有一个垫板二32，每个垫板二32上均固定安装有一个弹性伸缩杆31，每个弹性伸缩杆31远离对应小链条二的一端上均固定安装有一个履带板二，多个履带板二组成履带二2，每个履带板一与对应的履带板二之间均安装有卡合结构；该部分为现有的履带结构，此处只是对现有的履带结构进行简单叙述，具体参照现有的履带设计，此处不做具体阐述。

参照图1-图14，卡合结构包括开设在履带板一上的对接卡槽33，履带板二上固定安装有与对接卡槽33相配合的对接卡板34，履带板一以及履带板二相配合的一端采用45度倾斜设计；

该部分设计的作用是为了使履带二2移动到一定程度时与履带一1合并，形成新的宽度更大的履带，可扩大履带与地基之间的接触面积，从而达到降低沉降幅度的目的；

该处采用倾斜45度设计的作用是为了便于对接卡板34卡入对接卡槽33内，弹性伸缩杆31的作用是为了在履带板二移动过程中，为履带板二提供向履带板一一侧移动的抵压作用力，从而将对接卡板34卡入对接卡槽33内。

参照图1-图14，支架6上滑动安装有抵板13，抵板13上滑动安装有两块收纳板14，两块收纳板14上均固定安装有一块活动板12，抵板13与支架6之间安装有升降机构；

收纳板14与抵板13可组合形成防沉陷板，通过移动收纳板14的位置，来改变防沉陷板的整体面积，从而改变与地基之间的接触面积，用于扩大受力面积，降低沉降幅度。

收纳板14远离活动板12的一端转动安装有折叠板，折叠板由多个转动板27组成，相邻两个转动板27之间为转动连接，抵板13中部开设有与多个转动板27相配合的收纳槽，且抵板13底部开设有与收纳板14相配合的滑槽；

转动板27的作用是为了对开设在抵板13上的滑槽进行填补，防止收纳板14移动后，滑槽裸露，造成泥土堵塞滑槽的情况发生，可对滑槽进行填补，降低滑槽被堵塞的概率，同时也可使抵板13中间部位与收纳板14底部相齐平，这样更利于抵板13以及收纳板14的整体受力，降低沉降幅度。

升降机构包括固定安装在支架6底部的液压缸15，液压缸15的驱动端与抵板13之间固定连接，支架6上固定安装有多个伸缩杆16，每个伸缩杆16远离支架6的一端与抵板13之间均为固定连接；

采用液压缸15的作用是为了向抵板13提供足够的推力，以此来分摊履带一1以及履带二2上的受力，可有效的防止支架6沉陷，保持车架4水平，提高挖掘机的工作效率；伸缩杆16的作用是为了对抵板13进行限位，防止抵板13出现偏移的概率，同时也是为了分摊液压缸15上的扭矩，使液压缸15的使用寿命更长。

参照图1-图14，抵板13与两个支撑架二8之间均安装有一个调节机构；调节机构包括固定安装在抵板13上的两个楔板10，支撑架二8上固定安装有两个调节杆9，两个调节杆9上均转动安装有一个与对应楔板10相配合的抵压轮11，两个调节杆9与支撑架一7之间安装有复位结构；

楔板10采用斧头形状设计，与抵压轮11相配合的一面采用45度倾角设计，且斧头的最短边预留平直缓冲部分，这样可在抵压轮11与该缓冲部相抵时，抵板13依然可在一定范围之内升降，以此可保证履带一1以及履带二2形成履带同时，抵板13可在一定范围之内自由移动，这样设计的作用是为了使履带转动过程中，使抵板13与地面分离，便于挖掘机的移动，防止抵板13对挖掘机的移动造成影响；

复位结构包括固定安装在支撑架一7上的限位套，限位套内滚动安装有多个与调节杆9相抵的滚珠，限位套与调节杆9之间固定安装有复位弹簧；

该部分的作用是为了在楔板10与抵压轮11分离后，对支撑架二8进行复位，使履带二2回收至履带一1内；滚珠的作用是为了减小限位套与调节杆9之间的摩擦力，使调节杆9在限位套内滑动得更加顺畅，同时也可延长调节杆9的使用寿命。

参照图1-图14，抵板13与两块活动板12之间均安装有推动机构；推动机构包括固定安装在活动板12上的齿板二18，抵板13上转动安装有与齿板二18相啮合的齿筒20，抵板13上固定安装有多个限位架19，多个限位架19上共同滑动安装有一个与齿筒20相啮合的齿板一17，齿板一17与抵板13之间安装有气缸，该处的气缸起到复位的作用；

抵板13上转动安装有线辊22，齿板一17上固定连接有钢丝绳21，钢丝绳21远离齿板一17的一端穿过线辊22并与支架6固定连接；

该部分的作用是为了在抵板13移动的同时带动活动板12同步移动，无需添加额外的驱动源，减少驱动源数量，具有一定的环保性；限位架19上转动安装有多个柱体，齿板一17上开设有两个与对应柱体相配合的槽体，齿板一17移动时会使柱体在槽体内转动，以此来减小齿板一17与限位架19之间的摩擦力，减少液压缸15输出能量在传导过程中的损耗，提高能量利用率。

参照图1-图14，压土部，压土部包括转动安装在两个支撑架一7之间的两块挡板3，两块挡板3与支撑架一7之间均通过轴杆23相连接，两个轴杆23与对应的转轴35之间安装有连动机构；

挡板3采用弧形设计，这样可对更高的翘起土壤进行压平，同时弧形还有一定的带土的能力，在压平过程中，将土向挡板3的后方运送，虽然运送量较少，但可减少挡板3前方土壤的压实度，从而使得土壤的压平更加轻松（该部分的工作原理与汽车在路面行驶的原理相同，通过轮胎的转动带动汽车移动，力的作用是相互的，挡板3转动过程中，会通过摩擦力带动土壤移动）。

连动机构包括固定安装在转轴35上的两组驱动齿，两组驱动齿均由多个啮合齿24组成，转轴35上固定安装有两个不完全齿环25，轴杆23上固定安装有与多个啮合齿24以及两个不完全齿环25均相啮合的齿轮二26；

该部分的作用是为了利用转轴35的转动带动轴杆23转动，无需额外添加驱动源，具有一定的环保性，同时还可保持转轴35转动方向不变，来带动轴杆23变向转动，以此来实现间歇性压土的目的，提高能量的利用率。

本软土地基开挖装置的具体操作步骤如下：

抵板13扩展：启动液压缸15，使抵板13向下移动，直至抵板13与地基相抵为止，然后继续向下移动抵板13，使车架4保持水平。

活动板12扩展：随着抵板13的下移，会带动滑动在抵板13上的齿板一17下移，由于钢丝绳21的长度固定，因此在齿板一17移动的过程中，会在钢丝绳21的作用下带动齿板一17向靠近钢丝绳21的一侧移动，从而在齿筒20的作用下，带动齿板二18向远离钢丝绳21的一侧移动，以此来带动活动板12向远离抵板13的一侧移动，活动板12移动带动收纳板14移动，从而带动转动板27移动，使转动板27进入抵板13上的滑槽内，对滑槽进行填补；活动板12移动时会使气缸内的活塞移动，压缩空气，当液压缸15复位时，气缸回复，带动活动板12回移。

支撑架二8调节：随着抵板13的下移，会带动楔板10移动，使楔板10与抵压轮11相抵，在楔板10的抵压作用下会带动抵压轮11以及调节杆9向靠近支撑架二8的一侧移动，从而带动支撑架二8向远离支撑架一7的一侧移动，从而将履带二2从履带一1内带出。

履带二2与履带一1的对接：当履带二2安装有对接卡板34的一侧移动至对接卡槽33的位置时，此时在弹性伸缩杆31的作用下，会将对接卡板34抵入对接卡槽33内，实现履带一1与履带二2的对接。

履带二2与履带一1对接完成后，抵板13继续移动，此时抵压轮11位于楔板10的最上部，且不与楔板10最短边分离，挖掘时，使抵板13与地基相抵，挖掘完成后，需要移动挖掘机，此时需要回收液压缸15，在弹簧的作用下使活动板12回缩，通过液压缸15带动抵板13上移一段距离，使抵板13与地基分离，而此时的抵压轮11位于楔板10最短边的底部，且不与楔板10最短边分离，此时可保持履带一1与履带二2处于对接状态，便于履带一1与履带二2组成的履带的移动。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。