一种管桩尾板堵头拔卸装置

技术领域

本发明主要涉及到管桩生产设备领域，尤其涉及一种管桩尾板堵头拔卸装置。

背景技术

当前建筑作业中，需要大量使用管桩。管桩在生产制作时，有一道工序是在管桩离心余浆倾倒前，需要将插设于管桩端部的堵头拔出。当前堵头拔出作业存在以下技术问题：

一是现有技术中有的采用人工操作拔出，由于堵头具有一定的质量、并且牢牢的插紧在管桩内，这使得拔出不但人工成本高，而且劳动强度大、工作效率低。

二是现有技术中拔出时由于堵头上粘附有水泥浆、且堵头突然拔出时管桩内也容易飞溅出水泥浆，这些泥浆没有得到收集，且容易飞溅到工人身上、眼睛里，工况环境较差，且人工操作也极易出现安全事故。

三是现有技术中不论是人工作业拔出还是利用简单工具拔出，堵头都不能实现集中收集，拔出的堵头随意散落，不利于堵头的清洁和再利用。

四是现有技术中有的采用设备直接朝后直线拉扯出堵头，由于堵头上粘附有水泥浆，这种直线取出的方式使得堵头上粘附的水泥浆并没有被甩落，堵头经常与余浆混在一起，造成堵头污染损坏，且增加了后续堵头清洁的作业难度，不利于堵头的再利用。

五是现有技术中直接朝后直线拉扯出堵头的设备，其设有左右两个夹板，每个夹板分别设有一个气缸来推动夹板左右移动进行夹持。这种方式一是增加了制作和维护成本，二是这种结构的夹持力并不强，而由于堵头具有一定的质量、并且牢牢的插紧在管桩内，这使得直线拔出时经常出现夹持打滑，拔出不成功，也损坏了堵头。

六是现有技术中，管桩都采用吊运设备(如行车)进行吊运移动，有的设备没有采用定位机构，导致吊运来的管桩落放位置不固定，影响了后续堵头拔出的精准、快速进行。同时，有的设备没有为管桩留出吊运空间，导致不论是吊运来落放时、还是取走堵头后需要将管桩吊走时，都操作不便，工作效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单紧凑、易于制作和维护、操作方便灵活、大大降低劳动强度、大大提高劳动效率、便于堵头再利用的管桩尾板堵头拔卸装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种管桩尾板堵头拔卸装置，包括机架和翻转伸缩机械手，所述机架的左端设有用于承载管桩的承载位，所述翻转伸缩机械手通过安装组件安装于机架的右端，所述翻转伸缩机械手上设有夹持组件，所述机架于翻转伸缩机械手的下方设有收集位，作业时所述翻转伸缩机械手带动夹持组件朝承载位方向由下往上翻转伸出以夹持堵头后再由上往下翻转缩回、用于将堵头拔出并带动堵头翻转移动至收集位上方以将堵头卸落并收集。

作为本发明的进一步改进，所述翻转伸缩机械手包括第一伸缩驱动件和两两对称设置的上臂连杆、下臂连杆、主动连杆、从动连杆，所述两根上臂连杆和两根下臂连杆的右端均分别铰接安装于安装组件上，所述两根上臂连杆的左端分别和两根主动连杆的右端铰接，所述两根下臂连杆的左端分别和两根从动连杆的右端铰接、且分别铰接安装于两根主动连杆的中段处，所述两根主动连杆和两根从动连杆的左端均与夹持组件铰接；所述第一伸缩驱动件固定于安装组件上、且伸缩端通过第一连接件和主动连杆连接。

作为本发明的进一步改进，所述两根上臂连杆之间还设有用于提高翻转伸缩机械手运行稳定性的弹性限位件，所述两根上臂连杆左端处通过第一支撑杆固定连接，所述弹性限位件的一端与第一支撑杆连接、且另一端安装于安装组件上以用于当翻转伸缩机械手翻转伸出时使所述弹性限位件被拉伸。

作为本发明的进一步改进，所述第一连接件包括一根连接于两根主动连杆之间的第二支撑杆。

作为本发明的进一步改进，所述两根上臂连杆与两根主动连杆的铰接处设有一根支撑转轴，所述两根下臂连杆与两根从动连杆的铰接处也设有一根支撑转轴。

作为本发明的进一步改进，所述机架上于承载位和收集位之间还设有余料收集斗、以用于收集堵头拔出时管桩内喷出的水泥浆和堵头被翻转时甩落的水泥浆。

作为本发明的进一步改进，所述机架上于承载位处设有一块以上的定位限位板，所述定位限位板设有一上部开口的第一弧形凹槽、用于将落入的管桩卡住限位以便于翻转伸缩机械手精准的拔出堵头。

作为本发明的进一步改进，所述夹持组件包括两块对称设置的安装板，两块所述安装板通过多个固定件形成固定连接，两块所述安装板的上端部设有竖向的第二伸缩驱动件，两块所述安装板之间设有两块夹持板和两个推拉杆，两块所述夹持板通过第一转轴件呈剪刀式铰接且安装于两块安装板上，两块所述夹持板的上端部分别与一个推拉杆的下端部铰接，两个所述推拉杆的上端部通过第二转轴件铰接，所述第二伸缩驱动件的伸缩端通过第二连接件和第二转轴件连接，两块所述安装板上均开设有竖向的限位槽以供第二转轴件伸入、用于当第二伸缩驱动件驱动时所述第二转轴件只能沿限位槽上下滑动。

作为本发明的进一步改进，所述安装板上开设有多个镂空部、以用于减轻安装板的重量，所述夹持板上均设有第二弧形凹槽、用于夹持时将堵头夹紧限位于两块夹持板之间。

作为本发明的进一步改进，所述收集位处设有呈倾斜布置的导向溜槽、以用于对卸落的堵头形成缓冲并将堵头导向至外部收集装置内。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

一是本发明的管桩尾板堵头拔卸装置，采用机械手方式完成堵头拔取和收集，避免了人工操作，不但大大降低了人工成本，大大降低劳动强度，而且极大的提高了工作效率、降低了人工作业安全事故的发生。

二是本发明的管桩尾板堵头拔卸装置，由于转伸缩机械手缩回采取翻转伸出和翻转缩回的特殊设计，这使得转伸缩机械手缩回不会对承载位缩回缩回造成任何阻挡，便于吊运设备将沉重的管桩快速、方便的吊运并落放于承载位缩回缩回处进行作业，大大提高了作业效率。

三是本发明的管桩尾板堵头拔卸装置，由于转伸缩机械手缩回采取翻转缩回的特殊设计，这并非单纯的直线移动，这使得堵头在被拔出后会被夹持组件缩回缩回带动进行一个快速的翻转甩动，这一翻转甩动的过程能够甩落堵头上粘附的大量水泥浆，使得后续堵头收集时不易与泥浆混乱，降低了作业场地的污染和堵头自身的污染与损坏，也便于后续的堵头清洁作业，便于堵头的快速再利用。

四是本发明的管桩尾板堵头拔卸装置，由于转伸缩机械手缩回采取翻转缩回的特殊设计，这并非单纯的直线移动，这使得夹持组件缩回缩回在夹持堵头后并非单纯的直接朝后方直线拔出，而是会有一个边朝后退回、边朝下翻转压迫的力，这使得夹持组件缩回缩回不会出现夹持打滑，能够快速的、稳定的将堵头拔出，也不会对堵头圆周面造成损坏。

五是本发明的管桩尾板堵头拔卸装置，机架缩回于翻转伸缩机械手缩回的下方还设有收集位缩回缩回，能将拔出的堵头卸落并一起进行收集，拔出的堵头不再随意散落，降低了作业场地的污染和堵头自身的污染与损坏，也便于后续的堵头清洁作业，便于堵头的快速再利用。

六是本发明的管桩尾板堵头拔卸装置，为了平衡既要保证夹持后拔取驱动力大、又要保证夹持前驱动力不能过大的问题，特殊的设计了弹性限位件缩回。当空载的翻转伸缩机械手缩回翻转伸出时，弹性限位件缩回会被拉伸，这有效抵消了一部分驱动力，使得翻转伸缩机械手缩回运行稳定，不会快速突然的朝前翻转伸出，有效保证了翻转伸缩机械手缩回伸出的位置定位精准，也即保证了前端的夹持组件缩回缩回的位置精准，能够精准的夹持堵头，更不会撞上堵头和管桩。而当翻转伸缩机械手缩回夹持了堵头退回时，弹性限位件缩回在弹性回复力的作用下，其能够拉动沉重的翻转伸缩机械手缩回快速的翻转缩回，在一定程度上配合了第一伸缩驱动件缩回缩回的缩回驱动，缩回更加便捷、轻松。

七是本发明的管桩尾板堵头拔卸装置，机架缩回上于承载位缩回缩回处设有一块以上的定位限位板缩回，这一是快速的、精准的限定了堵头的位置，起到快速定位的作用，便于翻转伸缩机械手缩回精准的夹住并拔出堵头，二是起到了限位的作用，使得拔出堵头时管桩不会滚动位移，便于后续的吊运，安全性极高。

八是本发明的管桩尾板堵头拔卸装置，夹持组件缩回缩回特殊的设计，一是使得只要一个第二伸缩驱动件缩回缩回缩回就能实现夹持，结构更轻、制作和维护成本更低。二是由于堵头具有一定的质量、并且牢牢的插紧在管桩内，所以需要夹持组件缩回缩回具有良好的夹持力，不但能够夹持并拔出堵头，而且翻转甩动时不能使堵头掉落。而两块安装板缩回缩回缩回呈夹持的设计和限位槽缩回缩回缩回的限位设计，保证了夹持时两块夹持板缩回缩回缩回和两个推拉杆缩回缩回缩回不易发生形变，保证了良好的加持力。

附图说明

图1是本发明的管桩尾板堵头拔卸装置的立体结构原理示意图。

图2是本发明的翻转伸缩机械手在伸出时的立体结构原理示意图1。

图3是本发明的翻转伸缩机械手在伸出时的立体结构原理示意图2。

图4是本发明的翻转伸缩机械手在缩回时的立体结构原理示意图。

图5是本发明的夹持组件的立体结构原理示意图。

图6是本发明的夹持组件的内部结构原理示意图。

图7是本发明的定位限位板、缓冲板、弹性缓冲件的结构原理示意图。

图8是本发明的翻转伸缩机械手在不同作业状态下的结构原理示意图。

图中各标号表示：

1、机架；11、承载位；12、安装组件；13、收集位；14、余料收集斗；15、支腿；2、翻转伸缩机械手；21、夹持组件；211、安装板；2111、镂空部；212、固定件；213、第二伸缩驱动件；214、夹持板；215、推拉杆；216、第二转轴件；217、限位槽；218、第二连接件；219、第一转轴件；22、上臂连杆；23、下臂连杆；24、主动连杆；25、从动连杆；26、第一伸缩驱动件；27、第一支撑杆；28、第一连接件；29、支撑转轴；3、弹性限位件；4、定位限位板；41、缓冲板；42、弹性缓冲件；5、导向溜槽。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1至图8所示，本发明提供一种管桩尾板堵头拔卸装置，包括机架1和翻转伸缩机械手2，机架1的左端设有用于承载管桩的承载位11，翻转伸缩机械手2通过安装组件12安装于机架1的右端，翻转伸缩机械手2上设有夹持组件21，机架1于翻转伸缩机械手2的下方设有收集位13，作业时翻转伸缩机械手2带动夹持组件21朝承载位11方向由下往上翻转伸出以夹持堵头后再由上往下翻转缩回、用于将堵头拔出并带动堵头翻转移动至收集位13上方以将堵头卸落并收集。在本实施例中，机架1设有多个支腿15。需要特别说明的是，本实施例中关于前后左右方向的描述，仅根据附图来表示，以便于清楚的理解本装置的结构，该前后左右的方向描述并非对本装置结构的限定。也即，在本附图中，承载位11设于机架1的左端、而翻转伸缩机械手2安装于机架1的右端；而在实际中，承载位11和翻转伸缩机械手2的方向也可以对调，承载位11设于机架1的右端、而翻转伸缩机械手2安装于机架1的左端。具体实施原理如下：

由于本发明的翻转伸缩机械手2采取翻转伸出和翻转缩回的特殊设计，这并非单纯的直线移动。作业前，如图4和图8中A所示，翻转伸缩机械手2带动夹持组件21处于朝内收折的状态。这使得承载位11的上方没有任何阻挡，便于吊运设备将沉重的管桩快速、方便的吊运并落放于承载位11处。然后如图1、图2、图3、图8中B所示，翻转伸缩机械手2带动夹持组件21朝承载位11方向由下往上快速的翻转伸出，使得夹持组件21靠近堵头(为了更清楚的从附图中了解本装置结构，图中没有示出管桩和堵头)。如如图8中C所示，夹持组件21呈夹持状态，以将堵头夹持住；然后如图8中D所示，翻转伸缩机械手2由上往下快速的翻转缩回，此时夹持组件21也会带动堵头一起由上往下快速的翻转缩回，并带动堵头翻转移动至收集位13上方，然后夹持组件21打开，使得堵头在自重作用下卸落并完成收集。此时由于翻转伸缩机械手2翻转缩回，承载位11的上方没有任何阻挡，也便于吊运设备再次将卸掉堵头的沉重管桩快速的吊走。通过以上特殊的结构设计，具有如下技术效果：

一是本发明的管桩尾板堵头拔卸装置，采用机械手方式完成堵头拔取和收集，避免了人工操作，不但大大降低了人工成本，大大降低劳动强度，而且极大的提高了工作效率、降低了人工作业安全事故的发生。

二是本发明的管桩尾板堵头拔卸装置，由于转伸缩机械手2采取翻转伸出和翻转缩回的特殊设计，这使得转伸缩机械手2不会对承载位11造成任何阻挡，便于吊运设备将沉重的管桩快速、方便的吊运并落放于承载位11处进行作业，大大提高了作业效率。

三是本发明的管桩尾板堵头拔卸装置，由于转伸缩机械手2采取翻转缩回的特殊设计，这并非单纯的直线移动，这使得堵头在被拔出后会被夹持组件21带动进行一个快速的翻转甩动，这一翻转甩动的过程能够甩落堵头上粘附的大量水泥浆，使得后续堵头收集时不易与泥浆混乱，降低了作业场地的污染和堵头自身的污染与损坏，也便于后续的堵头清洁作业，便于堵头的快速再利用。

四是本发明的管桩尾板堵头拔卸装置，由于转伸缩机械手2采取翻转缩回的特殊设计，这并非单纯的直线移动，这使得夹持组件21在夹持堵头后并非单纯的直接朝后方直线拔出，而是会有一个边朝后退回、边朝下翻转压迫的力，这使得夹持组件21不会出现夹持打滑，能够快速的、稳定的将堵头拔出，也不会对堵头圆周面造成损坏。

五是本发明的管桩尾板堵头拔卸装置，机架1于翻转伸缩机械手2的下方还设有收集位13，能将拔出的堵头卸落并一起进行收集，拔出的堵头不再随意散落，降低了作业场地的污染和堵头自身的污染与损坏，也便于后续的堵头清洁作业，便于堵头的快速再利用。

如图1至图4所示，进一步，在较佳实施例中，翻转伸缩机械手2包括第一伸缩驱动件26和两两对称设置的上臂连杆22、下臂连杆23、主动连杆24、从动连杆25，两根上臂连杆22和两根下臂连杆23的右端均分别铰接安装于安装组件12上，两根上臂连杆22的左端分别和两根主动连杆24的右端铰接，两根下臂连杆23的左端分别和两根从动连杆25的右端铰接、且分别铰接安装于两根主动连杆24的中段处，两根主动连杆24和两根从动连杆25的左端均与夹持组件21铰接；第一伸缩驱动件26固定于安装组件12上、且伸缩端通过第一连接件28和主动连杆24连接。在本实施例中，安装组件12包括两根竖立在机架1上的安装杆，两根安装杆之间还连接有横向连杆，两根上臂连杆22和两根下臂连杆23的右端均分别通过转轴件可旋转的铰接安装于竖向安装杆上。当然，在其他实施例中，安装组件12也可以是其他设计，只要能够将翻转伸缩机械手2按照上述结构形式和位置关系安装在机架1上即可。在本实施例中，第一伸缩驱动件26包括气缸。当气缸伸缩端伸出时，其会推动主动连杆24一起朝前伸出，此时，收到上述结构的特殊限定，使得如图8所示，翻转伸缩机械手2会完成一个由下往上翻转伸出的动作。而当气缸伸缩端缩回时，其会拉动主动连杆24一起朝后缩回，使得翻转伸缩机械手2会完成一个由上往下翻转缩回的动作。这种结构形式不但结构简单、轻便，便于制作和维护，而且保证了翻转伸出和翻转缩回的特殊设计的实现。

如图1至图4所示，进一步，在较佳实施例中，两根上臂连杆22之间还设有用于提高翻转伸缩机械手2运行稳定性的弹性限位件3，两根上臂连杆22左端处通过第一支撑杆27固定连接，弹性限位件3的一端与第一支撑杆27连接、且另一端安装于安装组件12上以用于当翻转伸缩机械手2翻转伸出时使弹性限位件3被拉伸。由于堵头具有一定的质量、并且牢牢的插紧在管桩内，为了拔出堵头，第一伸缩驱动件26的驱动力势必比较大。这使得翻转伸缩机械手2在空载状态下朝前翻转推出时，翻转伸缩机械手2可能会因为推出力度大、推出速度快，导致前端的夹持组件21超过了堵头的位置，这会使得夹持组件21不能精准的夹持堵头；或者可能撞击前方的堵头和管桩，造成设备损坏。为了平衡既要保证夹持后拔取驱动力大、又要保证夹持前驱动力不能过大的问题，本发明特殊的设计了弹性限位件3。当空载的翻转伸缩机械手2翻转伸出时，弹性限位件3会被拉伸，这有效抵消了一部分驱动力，使得翻转伸缩机械手2运行稳定，不会快速突然的朝前翻转伸出，有效保证了翻转伸缩机械手2伸出的位置定位精准，也即保证了前端的夹持组件21的位置精准，能够精准的夹持堵头，更不会撞上堵头和管桩。而当翻转伸缩机械手2夹持了堵头退回时，弹性限位件3在弹性回复力的作用下，其能够拉动沉重的翻转伸缩机械手2快速的翻转缩回，在一定程度上配合了第一伸缩驱动件26的缩回驱动，缩回更加便捷、轻松。在本实施例中弹性限位件3为拉簧，其一端挂在两根安装杆之间的横向连杆上，另一端挂在第一支撑杆27上。当然，在其他实施例中，弹性限位件3也可以为其他设计，例如弹性橡胶件等，都应属于本发明的保护范围。而第一支撑杆27不但便于弹性限位件3的安装，同时也能够对两根上臂连杆22形成连接和支撑限位，使得翻转伸缩机械手2翻转伸缩时不会发生形变，翻转伸缩稳定。

如图1至图4所示，进一步，在较佳实施例中，第一连接件28包括一根连接于两根主动连杆24之间的第二支撑杆。第一伸缩驱动件26的伸缩端和第二支撑杆的中部铰接。第二支撑杆不但便于第一伸缩驱动件26的安装，同时也能够对两根主动连杆24形成连接和支撑限位，使得翻转伸缩机械手2翻转伸缩时不会发生形变，翻转伸缩稳定。

如图1至图4所示，进一步，在较佳实施例中，两根上臂连杆22与两根主动连杆24的铰接处设有一根支撑转轴29，两根下臂连杆23与两根从动连杆25的铰接处也设有一根支撑转轴29。支撑转轴29不但能够保证铰接转动的实现，同时也能够对两根上臂连杆22与两根主动连杆24、两根下臂连杆23与两根从动连杆25分别形成连接和支撑限位，使得翻转伸缩机械手2翻转伸缩时不会发生形变，翻转伸缩稳定。

如图1所示，进一步，在较佳实施例中，机架1上于承载位11和收集位13之间还设有余料收集斗14、以用于收集堵头拔出时管桩内喷出的水泥浆和堵头被翻转时甩落的水泥浆。这使得水泥浆能够被收集和再利用，降低了作业场地的污染。

如图1、图7所示，进一步，在较佳实施例中，机架1上于承载位11处设有一块以上的定位限位板4，定位限位板4设有一上部开口的第一弧形凹槽、用于将落入的管桩卡住限位以便于翻转伸缩机械手2精准的拔出堵头。当吊运设备将沉重的管桩快速的吊运并落放于承载位11处时，管桩会落入第一弧形凹槽内被卡住限位，这一是快速的、精准的限定了堵头的位置，起到快速定位的作用，便于翻转伸缩机械手2精准的夹住并拔出堵头，二是起到了限位的作用，使得拔出堵头时管桩不会滚动位移，便于后续的吊运，安全性极高。

如图1、图7所示，进一步，在较佳实施例中，所述定位限位板4设有对称布置的两块，两块定位限位板4之间夹设有缓冲板41，两块定位限位板4之间于缓冲板41的下方设有两个以上的弹性缓冲件42以用于支撑缓冲板41，当管桩落入第一弧形凹槽内时将接触并压设缓冲板41、以用于使缓冲板41对落放的管桩形成缓冲。

如图1、图5、图6所示，进一步，在较佳实施例中，夹持组件21包括两块对称设置的安装板211，两块安装板211通过多个固定件212形成固定连接，两块安装板211的上端部设有竖向的第二伸缩驱动件213，两块安装板211之间设有两块夹持板214和两个推拉杆215，两块夹持板214通过第一转轴件219呈剪刀式铰接且安装于两块安装板211上，两块夹持板214的上端部分别与一个推拉杆215的下端部铰接，两个推拉杆215的上端部通过第二转轴件216铰接，第二伸缩驱动件213的伸缩端通过第二连接件218和第二转轴件216连接，两块安装板211上均开设有竖向的限位槽217以供第二转轴件216伸入、用于当第二伸缩驱动件213驱动时第二转轴件216只能沿限位槽217上下滑动。在本实施例中，第二伸缩驱动件213包括气缸。

也即如图1、图5、图6所示，两块安装板211和多个固定件212构成了一个下部开口的扁盒结构，两块夹持板214和两个推拉杆215限位安装在扁盒结构内。当第二伸缩驱动件213朝下伸出驱动时，两个推拉杆215会推动两块夹持板214的上端部朝外方向打开，使得两块夹持板214的下端部朝内并拢夹紧。而当第二伸缩驱动件213朝上缩回驱动时，两个推拉杆215会拉动两块夹持板214的上端部朝内方向并拢，使得两块夹持板214的下端部朝内外方向打开。这种特殊的设计，一是使得只要一个第二伸缩驱动件213就能实现夹持，结构更轻、制作和维护成本更低。二是由于堵头具有一定的质量、并且牢牢的插紧在管桩内，所以需要夹持组件21具有良好的夹持力，不但能够夹持并拔出堵头，而且翻转甩动时不能使堵头掉落。而两块安装板211呈夹持的设计和限位槽217的限位设计，保证了夹持时两块夹持板214和两个推拉杆215不易发生形变，保证了良好的加持力。

如图5、图6所示，进一步，在较佳实施例中，安装板211上开设有多个镂空部2111、以用于减轻安装板211的重量，夹持板214上均设有第二弧形凹槽、用于夹持时将堵头夹紧限位于两块夹持板214之间。这使得能够精准的夹持住堵头，而且翻转甩动时堵头不易掉落。

如图1所示，进一步，在较佳实施例中，收集位13处设有呈倾斜布置的导向溜槽5、以用于对卸落的堵头形成缓冲并将堵头导向至外部收集装置内。导向溜槽5上端用于接受掉落的堵头，对堵头形成缓冲，不易损坏；而下端用于和堵头盒或者堵头料斗配合，使得将堵头导向至堵头盒或者堵头料斗内完成统一收集。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。