吹扫冲孔式布放设备

技术领域

本发明涉及一种机械化工装，具体涉及一种吹扫冲孔式布放设备。

背景技术

检波器或称节点仪，是用于地质勘探、地震数据采集、工程测量等领域的设备，一般通过人工挖孔后，将其埋入地下完成布放。然而，人工挖孔效率低下，即便是技术发展后采用钻孔机钻孔，也需要钻孔后取出钻头，然后人工手动放入设备，工作效率仍旧不高，且难以应对施工条件恶劣的环境。

之后又发展出新型的自动布放设备，通过直接硬压的方式，将设备压入土中。此种设备是结构复杂的整车设备，维护困难、故障也比较多，并且只适用于松软地质，地质稍有变化就容易压坏设备。

再者，还有如申请号2008200004360的自动检波器埋置机，其虽然替代人工挖坑的原始手段，实现了对设备的自动埋置，但是仍旧存在通过推板将检波器插入土壤中的步骤，也就是说仍旧对地质的松软程度有依赖性，对于在硬质土壤环境施工，很可能会压坏设备。再者，其结构非常复杂，对于沙漠、戈壁、盐碱滩等风沙较大的施工环境，机械的元件越多，越精密，相对就越容易发生故障。因此，很明显该埋置机的环境适应性不高。

此外，发明人基于研究各施工现场实际布设情况，在申请日2021年9月3日提交了申请号为2021221304163的专利申请，其方案是通过掘进锥头、挡舌结合活塞缸的下压、上提的位置控制进行联动，实现掘进、放料、掩埋、压实的连续作业。然而，还需要针对性的对布放设备做出更多不同构思设计，以满足市场的需求。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种吹扫冲孔式布放设备，该设备能够避免对布设的物料造成破坏，并且具有较好的环境适应性。

技术方案：本发明所述的一种吹扫冲孔式布放设备，包括：

可移动支架；

驱动装置，其可活动地连接于所述可移动支架上；

掘进布料装置，其包括冲孔布料管、投料管和排空管；所述冲孔布料管通过所述驱动装置驱动上提或下压，其内部具有通道，下端敞开形成连通所述通道的放料口，所述放料口周围的管壁形成冲孔刀头；所述投料管和所述排空管均设置在所述冲孔布料管上并与所述通道连通；

吹管，其设置在所述冲孔布料管上，用于向所述通道吹气，将通道内的冲孔产物从所述排空管吹出；

投料控杆，其可在阻挡位置和释放位置之间移动；当所述冲孔布料管下压时，所述投料控杆向着所述释放位置移动，当所述冲孔布料管上提时，所述投料控杆向着所述阻挡位置移动；在所述阻挡位置中，所述投料控杆能够将物料阻挡在所述投料管内，在所述释放位置中，自所述投料管投入的物料能够滑落至所述放料口。

工作原理：通过调整驱动装置在可移动支架上的角度，实现对冲孔布料管的角度调整，使其符合埋设物料的目标角度。布放作业时，向投料管送入物料，此时投料控杆处在阻挡位置，物料被阻挡停留在投料管内。通过驱动装置驱动冲孔布料管下压，同时通过吹管向通道内吹气，冲孔刀头压入地面时吹管将通道内冲孔的产物(土、沙粒、杂草、其他杂物等)从排空管吹出，这样持续下压吹扫完成掘孔。当冲孔布料管下压到目标深度时，投料控杆也移动到释放位置，物料滑落至放料口处，此时上提冲孔布料管将物料流在孔内，完成放料。在冲孔布料管上提时，吹管吹入的气流也会冲击孔壁，使周围土料松动向孔内塌陷，掩埋物料。并且，在上提出地面后，也可以小幅调整位置通过短行程下压，轻轻将物料压实。

其中，所述驱动装置包括本体和活动部分，其本体顶部可活动地连接于所述可移动支架上，活动部分可自本体向下伸出和向上收回。具体可采用活塞缸、电动滑台、电推杆等方式驱动，结构相对简单，施工稳定性较好。

进一步的，所述本体顶部设置球头，所述驱动装置通过所述球头铰接于所述可移动支架上，并设置用于锁紧球头的锁紧机构。利用球头的万向活动效果，在重力场作用下，保证冲孔布料管指向地心，提高在布设节点仪时的对心的效率。还可以利用锁紧机构，保证夹紧力，提升布放作业的稳定性，另外也可以主动控制到需要的倾斜角度后下压。

其中，所述投料管和所述排空管分布于所述冲孔布料管外周面的不同位置，并向着不同方向延伸。从而可以通过控制吹管的吹起方向，使管内的土主要从排空管吹出，减少对投料管中的物料的影响。

进一步的，所述吹管向所述通道内吹气的方向指向所述排空管。从而能更准确的将土向着排空管方向吹出，进一步减少对投料管中物料的影响。

在一种实施方式中，所述排空管为自所述通道顶部向冲孔布料管外部延伸出的弯管。采用弯管能够提升整个排空管道的光滑性，使排土更顺畅，减少土在管道内的积累。

进一步的，所述吹管向所述通道内吹气的方向沿着所述弯管的切向延伸。使吹起的土能够直接飞向排空管，以提升排土的效率。

在一种实施方式中，所述吹管具有多个吹气口，所述多个吹气口在所述冲孔布料管侧面上下间隔排布。通过间隔设置多个吹起口，调整通道内气流的分布，提升排土的效率。

在一种实施方式中，所述投料管具有上下贯通的切口，所述投料控杆连接在所述本体上，并向所述切口延伸；在所述阻挡位置中，所述投料控杆插入所述切口将物料阻挡在所述投料管内。

其中，还包括行程控制组件，用于控制所述冲孔布料管上提和下压的行程。从而控制下压的深度，也有助于实现自动化控制。

有益效果：与现有技术相比，该设备通过驱动装置驱动掘进布料装置下压和上提，实现了掘孔、放料和掩埋轻压实的机械化连续作业，减少了人工干涉，大幅提升了施工的效率。该设备结构简单，受力和联动结构少，减少了机械故障和电控故障。其采用冲孔刀头向下冲孔掘进的方式，能够适应多种如沙质、中硬地、特别是草地(冲孔刀头作业时能有效的切根)施工环境，提升施工的稳定行，维护也更方便。特别是针对于布放节点仪，掘进放入的过程也有效的避免了压坏节点仪的风险。此外，该设备除了能够实现节点仪的布放，还可以推广应用至其他如耕种、沙漠绿化等领域，适用范围广泛。

附图说明

图1是本发明实施例中吹扫冲孔式布放设备的立体结构示意图；

图2是图1中吹扫冲孔式布放设备沿某一水平角度观察的整体结构示意图；

图3是本发明实施例中吹扫冲孔式布放设备的局部立体结构示意图，图中投料控杆在阻挡位置；

图4是图3中吹扫冲孔式布放设备的另一角度观察的局部立体结构示意图；

图5是图3中吹扫冲孔式布放设备在斜下方某一角度观察的局部结构示意图；

图6是图3中吹扫冲孔式布放设备在斜下方另一角度观察的局部透视结构示意图；

图7是图3中吹扫冲孔式布放设备沿水平方向的某一角度观察的局部结构示意图；

图8是图7沿G-G向的剖视结构示意图；

图9是图3中吹扫冲孔式布放设备沿水平方向的另一角度观察的局部结构示意图；

图10是图9沿E-E向的剖视结构示意图；

图11是本发明实施例中吹扫冲孔式布放设备的局部立体结构示意图，图中投料控杆在释放位置；

图12是图11中吹扫冲孔式布放设备在斜下方某一角度观察的局部结构示意图；

图13是图11中吹扫冲孔式布放设备在水平方向某一角度观察的局部结构示意图；

图14是图13沿C-C向的剖视结构示意图；

图15是图11中吹扫冲孔式布放设备在水平方向另一角度观察的局部结构示意图；

图16是图15沿A-A向的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明做进一步详细说明。

在本实施例中，布放的物料100为节点仪，该设备用于布设节点仪100的掘孔、放料、掩埋轻压实的布放过程。

如图1、图2所示，设备的可移动支架1安装于拖车上，该拖车自身具备移动能力，可根据施工环境拓展选择轮式车辆或者履带式车辆，以适应平原、沙漠、草地等多种环境。

拖车上可布置驱动装置2的气动、液动或者电动驱动组件，可采用油料发电机向整体设备提供总动力，包括行进移动、节点布放等过程。在油料充足下，可持续提供动力，以实现在-40～80℃环境中长期可靠工作的能力。

该拖车还布置有操作台，集成人机交互界面，用于操作并控制布放作业的进程，整个节点仪的布放可实现半自动化操作，仅需人工初始投料，由机械完成掘孔、放料、掩埋轻压实的布放过程。

还可以扩展设置卫星定位功能，可提前输入布放定位点，设备在行进过程中与卫星完成通讯并准确定位，将待布放节点仪准确布放至定位点，也可根据需要设定布放深度和速度。

在该实施例中，驱动装置2采用结构和控制均较为简单，工作也相对稳定的活塞缸，本体21即为其缸体，活动部分22即为活塞杆。当然，也可以选择其他如电动滑台、电推杆、滚珠丝杠、齿轮齿条等传动方式，只要能够实现能相对可移动支架1活动以调整角度，并对掘进布料装置3下压和上提即可。

该设备要部分的结构如图3-16所示，缸体21顶部设置有一球头20，铰接安装在可移动支架1的槽中，并设置锁紧机构11用以锁紧球头20。利用球头20的万向转动效果，以球形对心方式，在重力场作用下，保证布料筒3指向地心。同时设置锁紧机构11，通过控制锁紧手柄，在调整完成后锁紧球头20，保证夹紧力，提升稳定性，也可主动设置倾斜角度压入。

活塞缸的活塞杆22向下延伸，其下端连接在冲孔布料管31的顶部，通过向下伸出、向上缩回实现冲孔布料管31的下压和上提，进而实现掘进布料装置3的下压和上提。

缸体21上设置限位开关，限位开关具体的数量和位置根据实际布放操作的需要确定，在冲孔布料管31上设置与限位开关配合使用的行程杆，与限位开关共同形成该设备的行程控制组件6，用于控制冲孔布料管31的行程，进而控制掘进的深度，以及放料、掩埋、轻压实等各种动作的行程。还可以扩展选用PLC作为控制器，进行自动化控制。

冲孔布料管31顶端封闭，与活塞杆22同轴连接，以在活塞杆22的驱动下实现下压和上提。其内部具有通道，该通道一直向下延伸至冲孔布料管31的下端，并在下端贯穿敞开形成放料口。冲孔布料管31在放料口周围的环形管壁相对的设置的更薄，以作为冲孔的刀刃，形成冲孔刀头311。当下压时，该冲孔刀头311能切入土体内，并可以轻松的将土体内的草根、杂物等切断。

通道的顶端连通一弯管，该弯管向冲孔布料管31的外部延伸出，形成排空管33。当然，在一些结构更简单的实施方式中，排空管33还可以直接设置成冲孔布料管31管壁上的一与通道连通的窗口。

投料管32也连接在冲孔布料管31的管壁上，并于通道连通。并且，投料管32和排空管33分别布置于冲孔布料管31外周面的不同位置，并向着不同方向延伸，以减少土被吹至投料管32内，减少甚至避免其可能对施工造成的影响。

吹管4与冲孔布料管31并排布置，其具有多个吹气口41，在冲孔布料管31侧面上下间隔排布。一般地，吹起口41布置在排空管33的对面的管壁上，其吹气的方向指向排空管33，用以将冲孔产生的土、沙、草以及其他杂物直接吹向排空管33，作为优选，吹气的方向沿着排空管33弯管的切向延伸。

投料控杆5上端连接缸体21，并向投料管33的切口延伸。活塞杆22向上缩回或向下伸出时，掘进布料装置上提或下压，此时投料控杆5和投料管32之间会相对移动。当活塞杆22向下伸出，冲孔布料管31下压时，投料控杆5相对投料管33向上移动，从切口中逐渐拔出，并最终移动到释放位置，此时，投料管33中的节点仪不受阻挡，能够顺着通道滑落至放料口处。当活塞杆22向上缩回，冲孔布料管31上提时，投料控杆5相对投料管33向下移动，插入切口中，并将投料管33的管道通路挡住

下面，再大致说明一下该设备的工作过程。

在图1、图2状态下，可通过球头20调整掘进的方向，在布放节点仪时，一般需要节点仪指向地心，利用设备自身重力即可实现调整，也可通过锁紧机构11锁紧球头20以提升稳定性。在布放其他物料时，也可通过调整球头20并锁紧使其垂直于地面或者其他目标角度。

然后将节点仪放入投料管32中，此时状态如图3-图10所示。

活塞杆22向下伸出，冲孔布料管31逐渐下压插入地面，同步利用吹管4向通道内吹气，将通道内的土、沙石、草根等杂物自排空管33吹出。

当冲孔布料管31掘进到位时(到预期行程)，投料控杆5也活动到释放位置，此时状态如图10-图16所示。在该状态下，活塞杆22向上缩回，冲孔布料管31上提将节点仪留在孔内。同步从吹管4吹入通道的气流也会从各个孔吹出，对孔壁的土体产生扰动，使之向中间坍塌，掩埋节点仪。

在完成掘进、放料、掩埋后，还可以小幅调整设备的位置再次下压，以短行程对回填土轻压实，加强节点仪100与大地的耦合性能。然后拖车行进至下一个布放点，重复上述布放作业。