多功能复合桩机

技术领域

本发明涉及钻进技术领域，特别涉及一种多功能复合桩机。

背景技术

桩机是一种广泛应用于城建、能源、交通等中高层及桥梁基础施工领域的打桩施工设备。现有的深孔打桩机一般主要包括基座、立柱、设置于立柱上的钻孔机构、以及用于驱动基座运动调节钻杆位置的行走机构。其中，考虑到立柱强度和运输等因素，限制了立柱的高度，在钻孔深度大于立柱高度时单根的钻杆无法满足深孔钻孔，因此，用于深孔钻孔的桩机一般设置有一号钻杆和二号钻杆，并分别为一号钻杆和二号钻杆上独立设置了动力头，一号钻杆用于前半程的浅层钻孔，在一号杆钻到极限深度后，通过二号钻杆与一号钻杆连接来延长钻杆整体长度，继续后半程的深度钻孔。

在钻杆的钻进过程中，钻杆的旋转动力由动力头提供，动力头及钻杆向下的钻进力则由动力头及钻杆的自重提供。由于越往深处地质硬度越硬，仅利用一号钻杆、二号钻杆和二号动力头的重量无法进一步下压钻杆进行深度钻孔，就会造成动力头空转而不继续向下钻进，因此需要在二号动力头的重量基础上增设加压装置来增加对钻杆的下压力。

目前常用的增加压方式是通过一组加压轮牵引来增加下拉力从而增加钻杆的钻进力，这种加压方式只能满足单个动力头的加压（可参考中国专利201620688834.0中公开一种步履打桩机。）。在实际操作过程中，一号钻杆也会出现无法钻进的情况（例如遇到较硬的石块阻碍钻进），如果直接在一号动力头上也加上一组加压轮来牵引加压，那么对设备的设备的成本、复杂度、承重、构架都有一定程度的影响。

为了研发一种对设备整体改动小、结构简单、成本增加少、可实现利用同一机构完成对一号动力头和二号动力头双向加压的复合桩机，本案由此产生。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种结构设计合理、操作简易、能实利用两个动力头的自身重量对两个动力头双向加压的多功能复合桩机。

为解决上述技术问题，本发明采取的解决方案为:多功能复合桩机，包括底盘、可转动设于底盘上的立柱，所述立柱顶端设置有滑轮座，所述立柱上分别可上下滑移设置有第一动力头、第二动力头、震动头、液压锤，所述第一动力头下端可拆装设置有第一钻杆，所述第二动力头下端可拆装设置有第二钻杆，所述立柱上位于第一动力头与第二动力头之间立设有滑轨，所述滑轨两侧对称设置有滑座，所述滑座上设置的驱动箱，所述驱动箱两侧可伸缩设置有若干用于连接第一动力头的第一连接杆、若干用于连接第二动力头的第二连接杆，所述第一连接杆、第一动力头之间与第二连接杆、第二动力头之间分别设置有使第一连接杆、第二连接杆与第一动力头、第二动力头可脱离连接的连接机构，所述驱动箱内设置有用于驱动第一连接杆、第二连接杆同步与第一动力头、第二动力头连接或脱离连接的伸缩驱动机构，所述立柱上设置有用于驱动所述驱动箱上下运动的驱动箱驱动机构，所述底盘中部贯穿底盘开设有供第一钻杆、第二钻杆、管件伸入地基的操作口，所述立柱设置于所述操作口一侧，所述操作口另一侧设置有用于将管件吊起植入钻孔内的起吊机构，所述底盘上位于远离起吊机构的一端上设置有可辅助平衡起吊机构重量以及控制设备运动的操作室，所述操作口内可滑移设置用于将管件压入钻孔内的静压植桩机构，所述底盘下端部位于操作口处设置有用于外排第一钻杆与第二钻杆钻出的泥水的排泥机构，所述底盘下方设置有用于自动调整底盘位置的行走机构，所述立柱上设置有用于驱动第一动力头上下运动的第一动力头驱动机构、用于驱动第二动力头上下运动的第二动力头驱动机构、用于驱动震动头上下运动的震动头驱动机构、用于驱动液压锤上下运动的液压锤驱动机构，所述底盘上设置有用于驱动所述立柱转动的转动驱动机构。

进一步改进的是：所述连接机构包括第一连接块、第二连接块，所述第一连接块可拆装设置于第一动力头或第二动力头与立柱滑动连接的滑座上，所述第二连接块设置于所述第一连接块的自由端上，所述第二连接块垂直于所述第一连接杆或第二连接杆，所述第二连接块上开设有若干供第一连接杆或第二连接杆的自由端穿过的连接通道。

进一步改进的是：所述伸缩驱动机构包括第一同步驱动块、第二同步驱动块、椭圆形驱动盘，所述第一同步驱动块与第二同步驱动块分别可滑移设置于所述驱动箱内，所述驱动箱两侧面上开设有供第一连接杆或第二连接杆的自由端贯穿滑移的滑移通道，所述第一连接杆的固定端设置于所述第一同步驱动块上，所述第二连接杆的固定端设置于所述第二同步驱动块上，所述椭圆形驱动盘位于所述第一同步驱动块、第二同步驱动块之间可转动设置于所述驱动箱内壁，所述驱动箱内壁上可转动设置有安装轴，所述椭圆形驱动盘固定套设于所述安装轴上，所述第一同步驱动块、第二同步驱动块与所述椭圆形驱动盘之间分别设置有使椭圆形驱动盘在转动过程中始终与第一同步驱动块、第二同步驱动块贴合接触的活动连接装置，所述驱动箱外壁上设置有用于驱动所述椭圆形驱动盘转动、在椭圆形驱动盘的长边两端贴合作用在第一同步驱动块和第二同步驱动块上时驱动第一连接杆和第二连接杆伸出、在椭圆形驱动盘的短边两端贴合作用在第一同步驱动块和第二同步驱动块上时驱动第一连接杆和第二连接杆缩回的驱动盘驱动装置，所述驱动箱内顶面与内底面上分别设置有用于使第一同步驱动块、第二同步驱动块可以平稳、顺滑滑动的导向装置。

进一步改进的是：所述活动连接装置包括L型驱动块，所述L型驱动块一边可拆装设置于所述第一同步驱动块或第二同步驱动块上，所述L型驱动块另一边外侧上设置有连接柱，所述椭圆形驱动盘上开设有供所述连接柱伸入的连接槽，所述安装轴上位于所述椭圆形驱动盘另一侧上套设有用于限制椭圆形驱动盘安装位置避免连接柱脱离连接槽的定位套。

进一步改进的是：驱动盘驱动装置包括电机，所述电机的壳体固定设置于所述驱动箱外壁上，所述电机的壳体穿过所述驱动箱的箱体与所述安装轴连接。

进一步改进的是：所述电机外部罩设有防尘罩，所述防尘罩可拆装设置于所述驱动箱外壁上。

进一步改进的是：所述导向装置包括两条导向轨，所述导向轨分别设置于所述驱动箱内顶面与内底面上，所述第一同步驱动块、第二同步驱动块两端上设置有与所述导向轨滑移配合的导向滑块。

进一步改进的是：所述驱动箱驱动机构包括第一滑轮、第二滑轮、卷收辊、升降绳，所述第一滑轮设置于所述驱动箱顶面，所述立柱上端部位于所述第一滑轮上方设置有上安装板，所述第二滑轮设置于所述上安装板下端面，所述立柱下端部上位于所述第一滑轮下方设置有下安装板，所述卷收辊设置于所述下安装板上，所述升降绳一端卷绕设置于所述卷收辊上，所述升降绳的自由端依次绕过第二滑轮、第一滑轮后固定设置于上安装板上，所述下安装板上设置有用于驱动所述卷收辊卷收或释放升降绳的卷放装置。

进一步改进的是：所述卷放装置为电机，所述电机的壳体固定设置于所述下安装板上，所述电机的旋转轴与所述卷收辊一端固定连接。

进一步改进的是：所述第一连接杆、第二连接杆在伸缩过程中始终闭合所述滑移通道。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本案的自增压方式是通过将两个动力头的重量联系在一起共同作用在同一钻杆上，可实现双向加压，既可以对第一动力头加压也可以对第二动力头加压，以较小的改动解决行业一直以来存在的瓶颈问题。同时，是一种很好的增压方式，是值得普及推广的。

2、本案中将连接机构设置在动力头与立柱滑移安装的滑座上而不是直接设置在动力头上，这样做有两个好处：

一是，避免了对动力头构造的改变、避免增加成本，且不影响动力头的使用寿命；二是，滑座与立柱之间的安装更稳定，在连接杆连接的过程中不会过多的产生震动，不会影响钻孔的精确度。

3、本案中连接机构的第一连接块与第二连接块之间呈一定角度，可以充分利用动力头滑座与驱动箱之间的狭小空间，还可以很好的适应动力头与驱动箱之间的存在的角度问题。

4、本案中的第一同步驱动块、第二同步驱动块与椭圆形驱动盘始终处于贴合接触状态，结构上更稳定，不会因为桩机工作过程中产生的震动而导致零部件之间的松动，使第一同步驱动块、第二同步驱动块在长期使用过程中仍然可以保证滑动到位，保证了第一连接杆、第二连接杆伸缩过程的稳定性。

5、本案中第一同步驱动块、第二同步驱动块带动第一连接杆、第二连接杆伸出的过程可通过椭圆形驱动盘的抵顶实现，但是椭圆形转动盘的复位过程中第一同步驱动块、第二同步驱动块并不会主动复位，需要其他的辅助复位动作。一般常用的复位方式有连杆联动带动复位或利用弹簧的弹性力复位，但是这两种复位方式对布置空间的要求高，需要足够的空间来满足伸展。在本案中两个动力头之间的空间有限，使得驱动箱体内的空间也有限，因此这两种复位方式并不适用本案。本案通过L型驱动块、连接柱、连接槽与定位套的配合，最大限度的控制了横向空间上的增大，定位到与L型驱动块限制了椭圆形驱动盘轴向方位上的运动保证了连接的稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例多功能复合桩机的侧视结构示意图。

图2是本发明实施例多功能复合桩机中底盘的立体结构示意图。

图3是本发明实施例多功能复合桩机中底盘的仰视结构示意图。

图4是本发明实施例多功能复合桩机中第一连接杆、第二连接杆与第一动力头、第二动力头连接加压的俯视结构示意图。

图5是图4中A处的局部结构放大图。

图6是本发明实施例多功能复合桩机中第一连接杆、第二连接杆与连接机构连接时驱动箱的内部结构示意图。

图7是本发明实施例多功能复合桩机中第一连接杆、第二连接杆与连接机构脱离时驱动箱的内部结构示意图。

图8是本发明实施例多功能复合桩机中L型驱动块的结构示意图。

实施方式

现结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

参考图1至图8，本发明实施例所揭示的是多功能复合桩机，包括底盘10、可转动设于底盘10上的立柱11，所述立柱11顶端设置有滑轮座12，所述立柱11上分别可上下滑移设置有第一动力头13、第二动力头14、震动头15、液压锤16，所述第一动力头13下端可拆装设置有第一钻杆17，所述第二动力头14下端可拆装设置有第二钻杆18，所述立柱11上位于第一动力头13与第二动力头14之间立设有滑轨19，所述滑轨19两侧对称设置有滑座20，所述滑座20上设置的驱动箱21，所述驱动箱21两侧可伸缩设置有四根用于连接第一动力头13的第一连接杆22、四根用于连接第二动力头14的第二连接杆23，所述第一连接杆22、第一动力头13之间与第二连接杆23、第二动力头14之间分别设置有使第一连接杆22、第二连接杆23与第一动力头13、第二动力头14可脱离连接的连接机构，所述驱动箱21内设置有用于驱动第一连接杆22、第二连接杆23同步与第一动力头13、第二动力头14连接或脱离连接的伸缩驱动机构，所述立柱11上设置有用于驱动所述驱动箱21上下运动的驱动箱21驱动机构，所述底盘10中部贯穿底盘10开设有供第一钻杆17、第二钻杆18、管件伸入地基的操作口24，所述立柱11设置于所述操作口24一侧，所述操作口24另一侧设置有用于将管件吊起植入钻孔内的起吊机构25，所述底盘10上位于远离起吊机构25的一端上设置有可辅助平衡起吊机构25重量以及控制设备运动的操作室26，所述操作口24内可滑移设置用于将管件压入钻孔内的静压植桩机构27，所述底盘10下端部位于操作口24处设置有用于外排第一钻杆17与第二钻杆18钻出的泥水的排泥机构28，所述底盘10下方设置有用于自动调整底盘10位置的行走机构29，所述立柱11上设置有用于驱动第一动力头13上下运动的第一动力头驱动机构30、用于驱动第二动力头14上下运动的第二动力头驱动机构31、用于驱动震动头15上下运动的震动头驱动机构32、用于驱动液压锤16上下运动的液压锤驱动机构33，所述底盘10上设置有用于驱动所述立柱11转动的转动驱动机构34。

所述连接机构包括第一连接块35、第二连接块36，所述第一连接块35通过螺栓可拆装设置于第一动力头13或第二动力头14与立柱11滑动连接的滑座37上，所述第二连接块36一体设置于所述第一连接块35的自由端上，所述第二连接块36垂直于所述第一连接杆22或第二连接杆23，使第一连接块35与第二连接块36之间弯曲一定角度以适应动力头与驱动箱21之间的小空间，所述第二连接块36上开设有若干供第一连接杆22或第二连接杆23的自由端穿过的连接通道。

所述伸缩驱动机构包括第一同步驱动块38、第二同步驱动块39、椭圆形驱动盘40，所述第一同步驱动块38与第二同步驱动块39分别可滑移设置于所述驱动箱21内，所述驱动箱21两侧面上开设有供第一连接杆22或第二连接杆23的自由端贯穿滑移的滑移通道41，所述第一连接杆22、第二连接杆23在伸缩过程中始终闭合所述滑移通道41，避免在户外环境下让尘土过多的进入到驱动箱21内部，影响驱动箱21的正常工作与部件寿命。所述第一连接杆22的固定端焊接设置于所述第一同步驱动块38上，所述第二连接杆23的固定端焊接设置于所述第二同步驱动块39上，所述椭圆形驱动盘40位于所述第一同步驱动块38、第二同步驱动块39之间可转动设置于所述驱动箱21内壁，所述驱动箱21内壁上可转动设置有安装轴42，所述椭圆形驱动盘40固定套设于所述安装轴42上，所述第一同步驱动块38、第二同步驱动块39与所述椭圆形驱动盘40之间分别设置有使椭圆形驱动盘40在转动过程中始终与第一同步驱动块38、第二同步驱动块39贴合接触的活动连接装置，所述驱动箱21外壁上设置有用于驱动所述椭圆形驱动盘40转动、在椭圆形驱动盘40的长边两端贴合作用在第一同步驱动块38和第二同步驱动块39上时驱动第一连接杆22和第二连接杆23伸出、在椭圆形驱动盘40的短边两端贴合作用在第一同步驱动块38和第二同步驱动块39上时驱动第一连接杆22和第二连接杆23缩回的驱动盘驱动装置，所述驱动箱21内顶面与内底面上分别设置有用于使第一同步驱动块38、第二同步驱动块39可以平稳、顺滑滑动的导向装置。

所述活动连接装置包括L型驱动块43，所述L型驱动块43一边通过螺栓可拆装设置于所述第一同步驱动块38或第二同步驱动块39上，所述L型驱动块43另一边外侧上一体设置有形状为圆柱形的连接柱44，所述椭圆形驱动盘40上开设有供所述连接柱44伸入的连接槽45，所述安装轴42上位于所述椭圆形驱动盘40另一侧上套设有用于限制椭圆形驱动盘40安装位置避免连接柱44脱离连接槽45的定位套46。

驱动盘驱动装置包括电机（图中未示出），所述电机的壳体固定设置于所述驱动箱21外壁上，所述电机的壳体穿过所述驱动箱21的箱体与所述安装轴42连接。所述电机外部罩设有防尘罩48，所述防尘罩48通过多个螺栓可拆装设置于所述驱动箱21外壁上。

所述导向装置包括两条导向轨49，所述导向轨49分别设置于所述驱动箱21内顶面与内底面上，所述第一同步驱动块38、第二同步驱动块39两端上设置有与所述导向轨49滑移配合的导向滑块。

所述驱动箱21驱动机构包括第一滑轮、第二滑轮、卷收辊、升降绳，所述第一滑轮设置于所述驱动箱21顶面，所述立柱11上端部位于所述第一滑轮上方设置有上安装板，所述第二滑轮设置于所述上安装板下端面，所述立柱11下端部上位于所述第一滑轮下方设置有下安装板，所述卷收辊设置于所述下安装板上，所述升降绳一端卷绕设置于所述卷收辊上，所述升降绳的自由端依次绕过第二滑轮、第一滑轮后固定设置于上安装板上，所述下安装板上设置有用于驱动所述卷收辊卷收或释放升降绳的卷放装置。所述卷放装置为电机，所述电机的壳体固定设置于所述下安装板上，所述电机的旋转轴与所述卷收辊一端固定连接。

所述起吊机构25、静压植桩机构27、排泥机构28、行走机构29、第一动力头驱动机构30、第二动力头驱动机构31、震动头驱动机构32、液压锤驱动机构33、转动驱动机构34均为现有技术。所述起吊机构25位于所述操作口24同一侧可任意转动设置于所述底盘10上，所述起吊机构25具有独立的控制室。所述操作口24的开设长度不低于静压植桩机构27两倍的长度，所述静压植桩机构27可滑移设置于所述操作口24内，所述底盘10上设置有油缸，所述油缸的活塞杆设置于所述静压植桩机构27上；在动力头和钻杆工作时静压植桩机构27在油缸的作用下向远离钻杆正下方的位置滑移，避免影响钻杆的钻进作业。所述排泥机构28可升降设置于所述底盘10上，以适应行走机构29的行走。所述转动驱动机构34包括转动座与驱动转盘转动的电机，所述立柱11设置于所述转动座上。所述第一动力头驱动机构30、第二动力头驱动机构31、震动头驱动机构32、液压锤驱动机构33均为卷扬机，四个卷扬机均位于立柱11内部设置于所述转动座上，所述卷扬机的钢绳分别绕过滑轮座12设置于第一动力头13、第二动力头14、震动头15、液压锤16上。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。