一种拔桩机及拔桩方法

技术领域

本发明涉及一种建筑施工机械技术领域，尤其是指一种拔桩机及拔桩方法。

背景技术

在建筑施工过程中，需拔出针对方案措施需要在施工平面内设置的临时桩，为环境保护需要拔出在湖泊河流中设置的临时桩以及城市化进程中有效利用土地资源，拔出所拆除旧建筑后土体里的桩；目前多采用人工拔桩，其工作量大，劳动强度高，非常费时费力；也有采用液压拔桩机机械拔桩,其中，现有液压拔桩机设置有用于夹持住桩的夹桩器和吊装夹桩器移位的吊车，夹桩器上设置有夹持桩的夹持机构、驱动夹持机构夹持住桩的夹桩液压油缸和提升夹持机构将桩逐段从土层拔起的拔桩液压油缸；在拔桩时，先通过夹桩液压油缸驱动夹桩器夹持桩，再利用拔桩液压油缸提升夹桩结构将桩逐段从土层拔起；由于桩埋在地面下比较牢固，因此刚一开始拔桩时需要使用较大力气将桩拔松动，之后只需要使用较小力气将松动的桩拔出；因此，在拔桩后半段不需要较大压力时，拔桩液压油缸的压力会造成浪费，能源耗损；而且，由于夹桩液压油缸和拔桩液压油缸是两个部件，单独进行工作；在拔桩液压油缸提升夹桩器拔动桩向上运动拉拔过程中，夹桩液压油缸的夹桩结构可能会因桩松动向上运动而出现松动或滑脱，导致刚一开始拔桩时无法很好施力将桩拔松动，拔桩费力，无法快速拔桩，拔桩效果不好、拔桩效率低；且现有拔桩机至少需要夹桩液压油缸和拔桩液压油缸两个液压油缸，由于液压油缸的价格比较高，导致拔桩机的设备成本高；而且，在拔桩完成后还存在放桩问题，拔桩时机械臂提升桩竖直立于地面上，如果夹桩器直接松开桩，桩直接倾倒砸下，容易砸伤工作人员，非常危险；且会发出很大的噪音，影响周围居民的生活。

有鉴于此，本发明人针对上述拔桩机结构和拔桩方法上未臻完善所导致的诸多缺失及不便，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拔桩机及拔桩方法，该拔桩机利用一个液压油缸进行夹桩和拔桩工作，液压油缸推动滑动架向上运动拔桩的同时一直给夹持块提供夹紧桩的作用力，夹桩结构更稳固，可以避免拔桩过程中夹持块和桩的夹桩结构松动或滑脱，拔桩夹紧力强，使桩更容易快速拔出，拔桩效果和拔桩效率高；而且节省液压油缸的使用数量，降低拔桩机的设备成本，且拔桩方法更简单、安全。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种拔桩机，其包括有吊装设备和枢接于吊装设备的机械臂上的拔桩属具，所述拔桩属具具有属具外壳、于属具外壳内上下滑动的滑动架、转动枢接于滑动架下端的两夹持块和液压油缸；所述液压油缸一端枢接于滑动架上，另一端枢接于属具外壳上；驱动液压油缸推动滑动架向上运动带动两夹持块转动夹紧桩并拔起桩。

所述滑动架具有两竖向杆和连接于两竖向杆顶端的横向杆，两所述竖向杆的底端分别与两连动杆的一端枢接，两连动杆的另一端分别与两夹持块的外端枢接；一活动座的底面设置有两倒U型枢接部，两夹持块的中部分别通过枢接轴转动枢接于两倒U型枢接部上；所述液压油缸推动滑动架向上运动时通过连动杆带动夹持块以枢接轴为轴转动夹紧桩。

所述滑动架在两竖向杆下部设置有连接两竖向杆的竖向固定板，所述竖向固定板上设置有两螺栓孔；所述活动座设置有贴靠于竖向固定板侧面的竖向侧板，所述竖向侧板对应两螺栓孔设置有两竖向长条形孔，两螺栓分别穿过两竖向长条形孔锁固于两螺栓孔上；在滑动架向上运动过程中，滑动架也带动竖向固定板向上运动，螺栓从竖向长条形孔的底端移位至竖向长条形孔的顶端，竖向固定板向上运动时带动活动座一起向上运动，并限制活动座向下运动进而限制夹持块向外转动。

所述活动座具有由竖向侧板底端向外延伸的横向侧板，所述竖向固定板设置有与横向侧板平行设置的两翼片，每一翼片和横向侧板之间设置有弹簧；且所述翼片锁设有伸出翼片底面的弹簧定位螺栓，所述弹簧的上端套置于弹簧定位螺栓上并固定于翼片底面，弹簧的下端抵顶固定于横向侧板顶面。

所述属具外壳具有抵靠于地面的底板，所述底板设有供桩顶部或侧面卡入的第一开槽；所述横向侧板对应第一开槽设置有第二开槽；所述液压油缸的活塞座枢接于底板上，所述液压油缸的活塞杆端部枢接于横向杆侧面。

所述横向侧板的底面设置有向下延伸且可抵顶底板上的下限位板。

所述属具外壳还具有前侧板、后侧板和两侧板，所述前侧板两侧连接两侧板的前侧边上部，所述后侧板两侧连接两侧板的后侧边；两侧板内侧分别设置有一L型竖板，所述L型竖板一侧与侧板连接，另一侧与后侧板连接，且底端与底板连接；两所述L型竖板和前侧板在两侧板上围成两供竖向杆上下运动的滑槽。

所述属具外壳的侧壁上设置有和机械臂枢接的枢接座，所述后侧板锁固一伸出其中一侧板外的平板，所述枢接座锁固于平板上且紧贴靠于侧板一侧；所述枢接座具有抵靠锁固于平板侧面上的第一竖直板、两平行间隔设置且垂直于第一竖直板上的第二竖直板和垂直连接两第二竖直板且一侧延伸至第一竖直板的连接板；所述第二竖直板呈三角形，且在第二竖直板靠上方的侧边两端分别设置有和机械臂枢接的枢接部；所述第一开槽的槽口朝向吊装设备的驾驶室。

所述夹持块在朝向桩的侧面上设置有组装槽，所述组装槽通过锁紧螺栓组装夹紧桩的顶掣块。

一种拔桩方法，具有以下步骤：

S1、吊装设备操控机械臂带动拔桩属具对准桩，使桩卡置于两夹持块中间；

S2、拔桩：

(1)、驱动液压油缸推动滑动架向上运动带动夹持块以枢接轴为轴向内转动夹紧桩；

(2)、在滑动架向上运动过程中，滑动架也带动竖向固定板向上运动，螺栓从竖向长条形孔的底端移位至竖向长条形孔的顶端，竖向固定板向上运动时带动活动座向上运动，夹持块夹紧桩并将桩拔出一定深度；

S3、操控机械臂提升拔桩属具将桩完全拔出；

S4、操控机械臂前伸将拔桩属具放平，进而将桩放平；

S5、液压油缸不再推动滑动架向下上运动时，竖向固定板处于不动状态，利用弹簧的回复力推动活动座相对竖向固定板向下运动，螺栓从竖向长条形孔的顶端移位至竖向长条形孔的底端，活动座推动夹持块以枢接轴为轴向外转动松开桩；

S6、驱动液压油缸拉动滑动架向下运动时，拔桩属具将桩推出属具外壳，桩水平落至地面。

采用上述结构后，本发明拔桩机及拔桩方法，在拔桩工作时，吊装设备操控机械臂带动拔桩属具对准桩，使桩卡置于两夹持块中间；驱动液压油缸推动滑动架向上运动，首先滑动架向上运动可以带动夹持块转动夹紧桩；然后在夹持块无法再转动并保持夹紧桩状态时，滑动架向上运动带动夹持块夹紧桩并拔起桩；最后利用机械臂将桩完全拔出，平放落下桩；其中，该拔桩机利用一个液压油缸进行夹桩和拔桩工作，在拔桩过程中，滑动架向上运动一直给夹持块提供夹紧桩的作用力，夹桩结构更稳固；可以避免拔桩过程中夹持块和桩的夹桩结构松动或滑脱，拔桩夹紧力强，使桩更容易快速拔出，拔桩效果和拔桩效率高；而且，节省液压油缸的使用数量，降低拔桩机的设备成本，且拔桩方法更简单、安全；在拔桩过程中，由于桩埋在地面下比较牢固，在刚一开始拔桩时需要使用较大力气将桩拔松动，之后只需要使用较小力气将松动的桩拔出；因此，所述拔桩属具先利用液压油缸将桩拔松动且拔出一定深度，再利用机械臂将桩完全拔出；液压油缸推动拔桩机构拔桩的行程短，可快速拔桩，提高拔桩效率，避免能源耗损；且可减小拔桩属具的体积，结构更简单。

附图说明

图1为本发明拔桩机和桩对准准备拔桩状态的结构示意图；

图2为本发明拔桩机的拔桩属具对准桩的结构示意图；

图3为本发明拔桩机的拔桩属具对准桩的正视示意图；

图4为本发明拔桩机的拔桩属具对准桩的侧视示意图；

图5为本发明拔桩机的拔桩属具夹紧桩的正视示意图；

图6为图3中A处的放大示意图；

图7为图5中B处的放大示意图；

图8为本发明拔桩机的拔桩属具的结构示意图；

图9为本发明拔桩机的拔桩属具另一方向的结构示意图；

图10为本发明拔桩机的拔桩属具的分解示意图；

图11为本发明拔桩机的属具外壳的结构示意图；

图12为本发明拔桩机的属具外壳另一方向的结构示意图；

图13为本发明拔桩机的属具外壳的俯视示意图；

图14为本发明拔桩机的属具外壳的仰视示意图；

图15为本发明拔桩机将桩拔出一定深度状态的结构示意图；

图16为本发明拔桩机将桩完全拔出状态的结构示意图；

图17为本发明拔桩机将桩放平状态的结构示意图；

图18为本发明拔桩机的夹持块复位不夹紧桩状态的结构示意图；

图19为本发明拔桩机落下桩的结构示意图。

符号说明

吊装设备10；机械臂20；桩100；拔桩属具2；属具外壳1；滑动架21；夹持块22；液压油缸23；竖向杆211；横向杆212；连动杆213；活动座24；倒U型枢接部244；枢接轴245；竖向固定板214；螺栓孔2141；竖向侧板241；竖向长条形孔2411；螺栓2412；横向侧板242；翼片2413；弹簧25；弹簧定位螺栓2414；底板11；第一开槽111；第二开槽2421；下限位板243；延伸杆2111；前侧板12；后侧板13；侧板14；L型竖板15；滑槽16；加强板151；枢接槽152；方形开槽153；缺口146；散热孔154；窗口131；盖板132；贯穿孔133；倾斜板112；喇叭状槽口113；裂石块114；枢接座3；平板134；第一竖直板31；第二竖直板32；连接板33；枢接部321；组装槽221；顶掣块222。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

请参阅图1至图19，本发明揭示了一种拔桩机，其包括有吊装设备10和枢接于吊装设备10的机械臂20上的拔桩属具，所述拔桩属具具有属具外壳1、于属具外壳1内上下滑动的滑动架21、转动枢接于滑动架21下端的两夹持块22和液压油缸23；所述液压油缸23一端枢接于滑动架21上，另一端枢接于属具外壳1上；驱动液压油缸23推动滑动架21向上运动带动两夹持块22转动夹紧桩100并拔起桩100。

本发明拔桩机在拔桩工作时，吊装设备10操控机械臂20带动拔桩属具2对准桩100，使桩100卡置于两夹持块22中间；驱动液压油缸23推动滑动架21向上运动，首先滑动架21向上运动可以带动夹持块22转动夹紧桩100；然后在夹持块22无法再转动并保持夹紧桩100状态时，滑动架21向上运动带动夹持块22夹紧桩100并拔起桩100；最后利用机械臂20将桩100完全拔出，平放落下桩100；其中，该拔桩机利用一个液压油缸23进行夹桩和拔桩工作，在拔桩过程中，液压油缸23推动滑动架21向上运动拔桩的同时一直给夹持块22提供夹紧桩100的作用力，夹桩结构更稳固，可以避免拔桩过程中夹持块22和桩100的夹桩结构松动或滑脱，拔桩夹紧力强，使桩更容易快速拔出，拔桩效果和拔桩效率高；而且，节省液压油缸23的使用数量，降低拔桩机的设备成本，且拔桩方法更简单、安全；在拔桩过程中，由于桩埋在地面下比较牢固，在刚一开始拔桩时需要使用较大力气将桩拔松动，之后只需要使用较小力气将松动的桩拔出；因此，所述拔桩属具先利用液压油缸23将桩100拔松动且拔出一定深度，再利用机械臂20将桩100完全拔出；液压油缸23推动拔桩机构拔桩的行程短，可快速拔桩，提高拔桩效率，避免能源耗损；且可减小拔桩属具的体积，结构更简单。

本发明的所述滑动架21具有两竖向杆211和连接于两竖向杆211顶端的横向杆212，两所述竖向杆211的底端分别与两连动杆213的一端枢接，两连动杆213的另一端分别与两夹持块22的外端枢接；一活动座24的底面设置有两倒U型枢接部244，两夹持块22的中部分别通过枢接轴245转动枢接于两倒U型枢接部244上；所述液压油缸23推动滑动架21向上运动时通过连动杆213带动夹持块22以枢接轴245为轴转动夹紧桩100，夹桩结构更稳固，可以快速拔桩，拔桩效率高。

本发明在竖直方向上，所述夹持块22和连动杆213两者的枢接位置高于所述夹持块22和倒U型枢接部244两者的枢接位置；连动杆向上运动带动夹持块22的上部从外向内转动夹紧桩100，夹持块22的夹持作用力是向下，可以稳固夹紧桩100，避免夹持块22和桩100脱离。

本发明的所述滑动架21在两竖向杆211下部设置有连接两竖向杆211的竖向固定板214，所述竖向固定板214上设置有两螺栓孔2141；所述活动座24设置有贴靠于竖向固定板214侧面的竖向侧板241，所述竖向侧板241对应两螺栓孔2141设置有两竖向长条形孔2411，两螺栓2412分别穿过两竖向长条形孔2411锁固于两螺栓孔2141上；在滑动架21向上运动过程中，滑动架21也带动竖向固定板214向上运动，螺栓2412从竖向长条形孔2411的底端移位至竖向长条形孔2411的顶端，竖向固定板214向上运动时带动活动座24一起向上运动，将夹桩结构和拔桩结构结合在一起；在竖向固定板214和活动座24相对运动时，螺栓2412于竖向长条形孔2411内滑动；当螺栓2412抵顶于竖向长条形孔2411的顶端时，竖向固定板214和活动座24之间相对位置固定，两者自动锁定在一起同步运动，且螺栓2412和竖向长条形孔2411配合结构可限制活动座24向下运动进而限制夹持块22向外转动松开桩100，夹持块22可以稳固夹紧桩100，并快速拔起桩100；当螺栓2412远离竖向长条形孔2411的顶端时，活动座24和竖向固定板214之间位置不固定，活动座24和竖向固定板214可以单独运动，使用更灵活。

本发明的所述活动座24具有由竖向侧板241底端向外延伸的横向侧板242，所述竖向固定板241设置有与横向侧板242平行设置的两翼片2413，每一翼片2413和横向侧板242之间设置有弹簧25；且所述翼片2413锁设有伸出翼片2413底面的弹簧定位螺栓2414，所述弹簧25的上端套置于弹簧定位螺栓2414上并固定于翼片2413底面，弹簧25的下端抵顶固定于横向侧板242顶面；当液压油缸23推动滑动架21向上运动拔桩过程中，滑动架21带动竖向固定板214向上运动，螺栓2412从竖向长条形孔2411的底端移位至竖向长条形孔2411的顶端，所述翼片2413和横向侧板242之间间距变大，竖向固定板向上运动具有拉伸弹簧25的作用力，且所述竖向固定板214向上运动时带动活动座24一起向上运动拔桩，拔桩速度快；当液压油缸23不再推动滑动架21向上运动时，竖向固定板214处于不动状态，竖向固定板214没有拉伸弹簧25的作用力，所述弹簧25的回复力推动活动座24相对竖向固定板214向下运动，螺栓2412从竖向长条形孔2411的顶端移位至竖向长条形孔2411的底端，所述翼片2413和横向侧板242之间间距变小，而且活动座24推动夹持块22以枢接轴245为轴向外转动松开桩100，自动松开桩，操作更方便。

本发明在螺栓2412抵顶于竖向长条形孔2411的底端时，所述弹簧定位螺栓2414的底端和横向侧板242的顶面之间具有间距；避免弹簧复位时弹簧定位螺栓2414碰撞到横向侧板242。

本发明的所述属具外壳1具有抵靠于地面的底板11，所述底板11设有供桩100顶部或侧面卡入的第一开槽111；所述横向侧板242对应第一开槽111设置有第二开槽2421，两夹持块22位于第二开槽两侧下方；所述液压油缸23的活塞座枢接于底板11上，所述液压油缸23的活塞杆端部枢接于横向杆212侧面；在拔桩对位时，属具外壳1的底板11抵靠于地面，且桩100卡入第一开槽111和第二开槽2421；再驱动液压油缸23推动滑动架21向上运动带动夹持块22夹紧桩并拔桩，拔桩操作更简单。

本发明的所述横向侧板242的底面设置有向下延伸且可抵顶底板11上的下限位板243；当滑动架21向下运动时，所述下限位板243可以限制活动座24和底板11之间的最小距离，避免活动座24下方的夹持块22碰撞或抵靠于底板11上，影响夹持块22转动夹紧或松开桩。

本发明的两竖向杆211为空心杆，且两竖向杆211的底端分别设置有延伸杆2111，所述连动杆213一端和延伸杆2111枢接。

本发明的所述属具外壳1还具有前侧板12、后侧板13和两侧板14，所述前侧板12两侧连接两侧板14的前侧边上部，所述后侧板13两侧连接两侧板14的后侧边；两侧板14内侧分别设置有一L型竖板15，所述L型竖板15一侧与侧板14连接，另一侧与后侧板13连接，且底端与底板11连接；两所述L型竖板15和前侧板12在两侧板14上围成两供竖向杆211上下运动的滑槽16；所述滑槽16可以限制滑动架21上下运动方向，更有利于拔桩属具竖直拔桩；所述两侧板14的前侧边下部没有遮挡结构，让夹桩结构外露，方便查看是否夹紧桩和拔桩效果。

本发明的两L型竖板15的下部之间连接有加强板151，所述加强板151延伸抵靠于底板11上，所述L型竖板15和加强板151都可以加强属具外壳1的结构强度；所述加强板151上设置有枢接活塞座的枢接槽152，所述枢接槽152方便液压油缸23的活塞座枢接。

本发明的所述L型竖板15和侧板14连接的侧边下部设置有方形开槽153，所述侧板14对应方形开槽153设置有缺口146，所述方形开槽153和缺口146为夹桩结构工作提供让位空间；且所述L型竖板15和后侧板14连接的侧面设置有多个散热孔154。

本发明的所述后侧板13开设有一窗口131，所述窗口131盖合有一盖板132，所述盖板132上开设有一供液压油缸23的油管穿过的贯穿孔133。

本发明的所述底板11在第一开槽111两侧向外延伸有向上倾斜的倾斜板112，且两倾斜板112之间间隔为由第一开槽111向外渐扩的喇叭状槽口113，方便桩100对齐卡入第一开槽111内。

本发明的所述属具外壳1的底板11底面设置有三个圆周三等分分布于第一开槽111外周的裂石块114，所述裂石块114的截面呈倒三角形结构；所述裂石块114方便拔桩属具施力拔桩。

本发明的所述属具外壳1的侧壁上设置有和机械臂20枢接的枢接座3，所述后侧板13锁固一伸出其中一侧板14外的平板134，所述枢接座3锁固于平板134上且紧贴靠于侧板14一侧；所述枢接座4具有抵靠锁固于平板134侧面上的第一竖直板31、两平行间隔设置且垂直于第一竖直板31上的第二竖直板32和垂直连接两第二竖直板32且一侧延伸至第一竖直板31的连接板33；所述第二竖直板32呈三角形，且在第二竖直板32靠上方的侧边两端分别设置有和机械臂20枢接的枢接部321；所述第一开槽11的槽口朝向吊装设备10的驾驶室；当操作人员操纵拔桩属具拔桩时，可以从驾驶室中观察到拔桩属具和桩的位置关系，方便操作拔桩工作。

本发明的所述夹持块22在朝向桩的侧面上设置有组装槽221，所述组装槽221通过锁紧螺栓组装夹紧桩的顶掣块222；将顶掣块222锁紧于夹持块222上，用于夹紧桩；所述顶掣块222和夹持块22是分体结构，可以根据不同桩的外周面选择不同顶掣块，可方便拔不同桩，使用范围广。

请参阅图1至图19，本发明还揭示了一种拔桩方法，具有以下步骤：

S1、吊装设备10操控机械臂20带动拔桩属具对准桩100，使桩100卡置于两夹持块22中间；

S2、拔桩：

(1)、驱动液压油缸23推动滑动架21向上运动带动夹持块22以枢接轴245为轴向内转动夹紧桩100；而且在滑动架21向上运动过程中一直给夹持块22提供夹紧桩100的作用力，夹桩结构更稳固；

(2)、在滑动架21向上运动过程中，滑动架21也带动竖向固定板214向上运动，螺栓2412从竖向长条形孔2411的底端移位至竖向长条形孔2411的顶端，竖向固定板214向上运动时带动活动座24向上运动，夹持块22夹紧桩100并将桩100拔出一定深度；

S3、操控机械臂20提升拔桩属具将桩100完全拔出；由于拔桩属具已经将桩拔出一定深度了，桩处于松动状态，现只需利用机械臂20的力量将桩完全拔出；

S4、操控机械臂20前伸将拔桩属具放平，进而将桩100放平；

S5、液压油缸23不再推动滑动架21向下上运动时，竖向固定板214处于不动状态，利用弹簧25的回复力推动活动座24相对竖向固定板214向下运动，螺栓2412从竖向长条形孔2411的顶端移位至竖向长条形孔2411的底端，活动座24推动夹持块22以枢接轴245为轴向外转动松开桩100；

S6、驱动液压油缸23拉动滑动架21向下运动时，拔桩属具将桩100推出属具外壳1(当桩100脱离前侧板12阻挡就可以从拔桩属具上落下)，桩100水平落至地面。

本发明拔桩方法利用一个液压油缸23进行夹桩和拔桩工作，夹桩结构更稳固，拔桩夹紧力强，使桩更容易快速拔出，拔桩效果和拔桩效率高；且拔桩方法更简单、安全；在拔桩过程中，由于桩埋在地面下比较牢固，在刚一开始拔桩时需要使用较大力气将桩拔松动，之后只需要使用较小力气将松动的桩拔出；因此，所述拔桩属具先利用液压油缸23将桩100拔松动且拔出一定深度，再利用机械臂20将桩100完全拔出；液压油缸23推动拔桩机构拔桩的行程短，可快速拔桩，提高拔桩效率，避免能源耗损；且可减小拔桩属具的体积，拔桩结构更简单；而且，本发明拔桩方法是先将桩放平后落下，不会砸伤工作人员，拔桩操作更安全。

上述实施例和附图并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。