一种自移式智能型钎探机的制作方法

本实用新型涉及一种建筑机械设备领域，尤其是涉及建筑施工地基轻型触探技术应用及智能型设备加工制造技术领域。

背景技术：

在建筑工程施工过程中，通常采用动力触探的方法来判定土的阻抗大小，进而判断土层的特性变化状况，即利用一定的锤击能量，将一定规格的探头和探杆打入土中，以贯入土中的一定距离所需锤击数来表示土的阻抗，根据贯入的难易程度即土的阻抗大小判断土层变化，进行力学分析，以此与土的物理力学性质建立经验关系，用于对地基土进行工程地质评价。

目前轻型触探主要依靠钎探机来实现，多数为结构非常简单的施工设备，钎探机主要由机架、移动架、锤击装置、升降装置和简易行走轮等部分组成。机架由方形钢管焊接加工而成，中间为一主立架，两侧用斜撑杆加固；下端支撑在矩形的框形水平架上，上端焊接在槽钢横梁上，矩形移动架位于主架内侧，并以主架为轨道上下移动；钎探杆安装在移动架的下方；锤击装置安装在移动架上，由电动机、三角带传动和链传动带动重锤，通过重锤的自由落体运动完成打击探杆的任务；移动架的升降是通过电动机、三角带传动驱动钢丝绳卷筒实现的，另外，钢丝绳通过移动架、机架的上方安装的滑轮组，实现移动架向上移动，同时将打入地基中的探杆拔出。

现有钎探机主要依靠人工进行作业，机械化程度低，存在的共性问题主要包括：

1)在结构上，钎探机大多数都采用了不能折叠的整体机架，因而设备的高度尺寸较大，设备本身的搬迁和运输很不方便。同时，探杆的安装和拆卸也不太方便。

2)现有钎探机只在机架底座下前方安装了两个行走轮，在设备换孔作业时，需要人工推动前行，移动难度大，常常需要垫衬模板或铁板来减小移动阻力，操作难度大，工作效率低。

3)施工作业过程中，由于锤击机构运行速度较快，锤击频率高，依靠人工记录锤击数据相对困难，偏差大，作业难度大。

4)移动架在机架内侧上下移动，机架中的立架为其导向轨道，由于结构设计比较粗糙，移动架与立架之间存在较大的间隙，常常因为泥土进入导致移动困难，甚至不能到位。

5)现有钎探机均采用外挂电缆供电，施工场地较大时，钎探机供电变的较困难，电缆拖地容易造成漏电，施工安全隐患大。

技术实现要素：

1.解决技术问题

针对现在钎探机存在上述的缺陷，本实用新型发明了一种自移式智能型钎探机，它选用了柴油发电机作为动力源，替代了外挂电缆；设计了履带行走装置实现钎探机的换孔作业机械化；设计了折叠式机架，使钎探机的运输变得极为便利，设计中采用深度传感器和击数传感器与PLC控制系统，实现钎探深度和锤击数据记录自动化，并且可以将自动检测的数据通过自行开发的软件直接进行分析和计算，在现场完成对地基土特性的判定。

2.解决技术问题所采用的技术方案

本实用新型是一种自移式智能型钎探机，主要由动力装置、液压传动系统、电控装置、提升机构、锤击机构、运行机构、折叠机构、移动架和机架组成，其中，动力装置为柴油发电机，通过螺栓安装在机架底座的靠后位置上，一方面用于驱动液压泵站，另一方面用作电控箱中电气控制系统的电源；液压传动系统主要包括液压泵站、卷绳马达、驱动液压马达及控制和保护阀、管路；电控装置安装在电控箱内，为液压泵站、电机、显示屏及传感器及电气装置提供电源并实现安全保护，电控箱，液压泵站、卷绳马达均安装在机架的底座上；锤击机构是实现将探杆插到地基中的结构，其主要包括电机、带传动、链传动、重锤、探杆及移动架和机架，其中移动架位于机架内侧，它的主体框架主要由左右各两根角钢立杆、一根上横梁、一根下横梁组成，左右四根角钢立杆均焊接在上、下横梁上，上横梁上焊接三个连接起重绳轮的连接耳，起重绳轮通过销轴与连接耳连接，在上、下横梁的左右侧各焊接一个滚轮轴承座，滚轮就装在滚轮轴承座中的轴上，滚轮可沿机架中左右两根立钢管之间上下移动，电磁锁安装在下横梁的左侧，以防探杆下移时摆动，电机、带传动、链传动均安装在移动架上，重锤放在移动架内，探杆穿过移动架下横梁和机架底座的孔；电机工作时，通过带传动带动链传动中链条运行，链条上安装一个加长链节，重锤上有挂钩，当重锤处于下极限位置时，挂钩挂在加长链节上，重锤被链条提起，重锤到达上极限位置时，挂钩与加长链节脱开，重锤处于自由落体状态并击打探杆尾端，实现锤击功能，同时整个移动架也随着下移；链条每旋转一周，带动重锤完成一次击打功能，重锤每次落下一次，移动架上的击数传感器记录一次，探杆进入地基的深度由机架上的深度传感器记录，记录的数据由机架上显示屏显示；提升机构是实现将探杆从地基中拨出的结构，其主要由卷绳马达、滚筒、钢丝绳、导向绳轮、改向绳轮、起重绳轮、移动架和机架组成，其中卷绳马达、卷筒安装在机架底座的滚筒架上，导向绳轮、改向绳轮安装在机架上，起重绳轮分别安装在机架和移动架上，钢丝绳缠绕在滚筒、改向绳轮、导向绳轮及起重绳轮上；卷绳马达工作时，带动滚筒转动，钢丝绳运动，从而将移动架上提，同时将探杆从地基土中拔出，移动架下降时，卷绳马达进出油腔同时接通无压管路，移动架始终支撑在探杆尾端，依靠自重下降。

机架包括固定机架和折叠机架两部分，固定机架为左右对称结构，其主体框架主要由左右各两个立钢管、四根方钢支腿、一个底座、一根槽钢横拉杆组成，四根立钢管和四个方钢支腿均焊接在底座上，在两根前支腿上各焊接一块支撑板，以限制折叠架下放时的极限位置，在左右两侧立钢管和支腿靠上处各焊接一块开有两个圆形通孔的钢板，其中一个通孔上焊接一个齿轮轴的轴承座，再在轴承座上焊接一个轴套，横拉槽钢两端分别焊接在左右钢板上，每块钢板上各焊接一个齿条和液压缸的固定架，左侧钢管上靠下处再焊接一块钢板，三个导向绳轮架分别通过螺栓连接固定在这两块钢板上，三根导向绳轮轴也分别焊接在两块钢板上，左侧钢板上安装一个显示屏，右侧钢管上装有深度传感器；底座主要由几根方钢组成长方形框架，再在其上铺一块中间开孔的钢板，在底座左右两侧前后端各焊接一块连接钢板，在每块连接钢板上再各焊接一个履带轮轴的轴承座，在底座左右侧下方各焊接三个压轮轴的轴承座；折叠机架主要由左右各两根立钢管、一个顶梁、一根横拉角钢，左右各一个斜拉角钢和 一块厚钢板组成，其中左右立钢管均焊接在顶梁上，改向滑轮通过销轴安装在左侧两根立钢管之间，在顶梁上焊接有三个连接耳，其中两个用于安装起重滑轮，另外一个用于固定钢丝绳，在左侧钢管外侧焊接三块钢板，三个绳轮架分别通过螺栓连接固定在三块钢板上，三个绳轮轴也分别焊接在三块钢板上，并装在绳轮架上，导向绳轮装在绳轮轴上，两根斜拉角钢分别焊接在左右靠上的两块钢板上，最下面这块钢板上开有一个通孔，用于通过销轴与固定机架连接，左右斜拉角钢之间焊接一根横拉角钢和一根横拉槽钢，在每侧斜拉角钢和立钢管之间焊接几根加强筋板，再在每侧斜拉角钢、加强筋板以及立钢管上各焊接一块厚钢板，每块厚钢板上均开有一个通孔，在通孔上焊接一个开有一个键槽的轴套，用于通过键连接与固定机架上的齿轮轴连接。

折叠机构是实现折叠机架下放和升起的结构，其主要包括液压缸、齿条、齿轮轴、固定架和机架，齿轮轴安装在固定机架和折叠机架上的轴套中，液压缸、齿条安装在固定机架上的固定架上。

运行机构是实现将钎探机移动进行换孔作业的结构，其主要由两个驱动液压马达、两个履带传动机构和压轮组成，其中压轮装在压轮轴上，并骑在下履带上，压轮轴通过U型卡与机架底座连接，驱动液压马达安装在履带传动机构的主动轮轴上；两个履带传动机构在驱动液压马达带动下实现前进、后退和转向的自动化操作，从而带动钎探机运动。

3.本实用新型的有益效果

本实用新型一种自移式智能型钎探机，它选用了柴油发电机作为动力源，替代了外挂电缆；实现钎探机的换孔作业机械化；机架采用折叠式结构，便于钎探机的运输，设计中采用深度传感器和击数传感器与PLC控制系统，实现钎探深度和锤击数据记录自动化，是一种机械化、自动化程度高的智能型钎探机。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是图2的A-A剖视图。

图2是本实用新型实施例的结构示意图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是固定架的结构示意图。

图5是图4的左视图。

图6是图4的俯视图。

图7是折叠架的结构示意图。

图8是图7的左视图。

图中1.履带传动，2.固定机架，3.导向绳轮，4.钢丝绳，5.移动架，6.液压缸，7.齿条，8.齿轮轴，9.固定架，10.折叠机架，11.改向绳轮，12.起重绳轮，13.深度传感器，14.连接耳，15.上横梁，16.电机架17，角钢立杆，18.滚轮轴承座，19.滚轮，20.U型卡I，21.压轮轴，22.探杆，23，下横梁，24，压轮，25，电磁锁，26.重锤，27.电机，28，带传动，29.销轴，30.链传动，31.液压泵站，32.卷绳马达，33.滚筒，34.滚筒架，35.击数传 感器，36，液压马达.37，柴油发动机.38.电控箱，39.绳轮架，40.横拉槽钢，41.轴套，42.齿轮轴轴承座，43.立钢管，44.底座，45.钢板，46.支腿，47.钢板，48.显示屏，49，支撑板，51.压轮轴承座，52.绳轮轴，53.连接钢板，54.履带轮轴承座，55.厚钢板，56.外侧钢板，57.加强筋板，58.斜拉杆，59.立钢管，60.顶梁，61.横拉角钢，62.横拉槽钢，63.钢板，64.钢板。

具体实施方式

在图1～图3中，本实用新型是一种自移式智能型钎探机，主要由动力装置、液压传动系统、电控装置、提升机构、锤击机构、运行机构、折叠机构等组成，其中，动力装置为柴油发电机(37)，通过螺栓安装在固定机架(2)底座的靠后位置上，一方面用于驱动液压泵站(31)，另一方面用作电控箱(38)中电气控制系统的电源；液压传动系统主要包括液压泵站(31)、卷绳马达(32)、驱动液压马达(36)及控制和保护阀、管路；电控装置安装在电控箱(38)内，为液压泵站(31)、电机(27)、显示屏(48)及传感器(13)、(35)等电气装置提供电源并实现安全保护，电控箱(38)，液压泵站(31)、卷绳马达(32)均安装在固定机架(2)的底座上。

提升机构实现将探杆(22)从地基中提起的结构，主要由卷绳马达(32)、滚筒(33)、钢丝绳(4)、导向绳轮(3)、改向绳轮(11)和起重绳轮(12)、移动架(5)等组成，其中卷绳马达(32)、滚筒(33)安装在固定机架(2)上的滚筒架(34)上，导向绳轮(3)安装在固定机架(2)和折叠机架(10)上，改向绳轮(11)安装在折叠机架(10)上，起重绳轮(12)分别安装在固定机架(10)和移动架(5)上，钢丝绳(4)缠绕在滚筒(33)、改向绳轮(11)、导向绳轮(3)及起重绳轮(12)上，卷绳马达(32)工作时，带动滚筒(33)转动，钢丝绳(4)运动，从而将移动架(5)上提，同时将探杆(22)从地基土中拔出；移动架(5)下降时，卷绳马达(32)进出油腔同时接通无压管路，移动架(5)始终支撑在探杆(22)尾端，依靠自重下降。

锤击机构是实现将探杆(22)插到地基中的结构，其主要包括电机(27)、带传动(28)、链传动(30)、重锤(26)、探杆(22)及移动架(5)等，其中移动架(5)位于固定机架(2)和折叠机架(10)内侧，它的主体框架主要由左右各两根角钢立杆(17)、一根上横梁(15)、一根下横梁(23)组成，左右四根角钢立杆(17)均焊接在上、下横梁(15)、(23)上，上横梁(15)上焊接三个连接起重绳轮(12)的连接耳(14)，起重绳轮(12)通过销轴与连接耳(14)连接，在上、下横梁(15)、(23)的左右侧各焊接一个滚轮轴承座(18)，滚轮(19)安装在滚轮轴承座(18)中的轴上，滚轮(19)可沿固定机架(2)、折叠机架(10)左右两根立钢管(43)、(59)之间上下移动，防止探杆(23)下移时摆动的电磁锁(25)安装在下横梁(23)的左侧，电机(27)、带传动(28)、链传动(30)均安装在移动架(5)上，重锤(26)放在移动架(5)内，探杆(22)穿过移动架(5)下横梁(23)的孔以及固定机架(2)底座的孔。电机(27)工作时，通过带传动(28)带动链传动(30)中链条运行，链条上安装一个加长链节，重锤(26)上有挂钩，当重锤(26)处于下极限位置时，挂钩挂在加长链节上，重锤(26)被链条提起，重锤(26)到达上极限位置时，挂钩与加长链节脱开，重锤(26)处于自由落体状态并击打探杆(22)尾端，实现锤击功能，链条每旋转一周，带动重锤(26)完成一次击打功能，重锤(26) 每次落下一次，移动架(5)上击数传感器(35)记录一次，探杆(22)进入地基的深度由深度传感器(13)记录，记录的数据由机架(2)上显示屏(48)显示。

运行机构主要由两个驱动液压马达(36)、两个履带传动机构(1)和压轮(24)、压轮轴(21)组成，压轮(24)装在压轮轴(21)上，并骑在下履带上，压轮轴(21)通过U型卡(20)与固定机架(2)的底座连接，驱动液压马达(36)安装在履带传动机构(1)的主动轮轴上；液压泵站(31)提供液压动力和控制，通过电磁阀动作控制，两个履带传动机构(1)在驱动液压马达(36)带动下实现前进、后退和转向的自动化操作，从而带动钎探机运动。

机架包括固定机架(2)和折叠机架(10)两部分，折叠机构是实现折叠机架(10)下放和升起的结构，主要包括液压缸(6)、齿条(7)、齿轮轴(8)和固定机架(2)、折叠机架(10)，齿轮轴(8)安装在固定机架(2)上的轴套(41)和折叠机架(10)上的轴套中，液压缸(6)、齿条(7)均安装在固定机架(2)上的固定架(9)上，折叠机架(10)和固定机架(2)还通过销轴连接，液压缸(6)由液压泵站(37)提供动力和控制；液压缸(6)活塞杆腔进液，活塞杆缩回，通过齿条(7)带动齿轮轴(8)逆时针旋转，将折叠机架(10)缓慢升起至直立位置；反之，施工作业完成后，通过液压系统控制，使液压缸(6)活塞腔进液，活塞杆伸出，通过齿条(7)带动齿轮轴(8)顺时针旋转，折叠机架(10)缓慢下放到极限位置，折叠机架(10)下放后，钎探机整体高度降低，可在运输卡车上直立放置，便于钎探机搬运。

在图4～图6中，固定机架(2)为左右对称结构，其主体框架主要由左右各两个立钢管(43)、四根方钢支腿(46)、一个底座(44)、一根横拉槽钢(40)等组成，四根立钢管(43)和四个方钢支腿(46)均焊接在底座(44)上，在两根前支腿上各焊接一块支撑板(49)，以限制折叠架(10)下放时的极限位置，在左右两侧立钢管(43)和支腿(46)上各焊接一块钢板(47)，此钢板(47)上开有两个孔，用以和折叠机架(10)连接，横拉槽钢(40)两端分别焊接在左右钢板(47)上，安装齿条(7)和液压缸(6)的固定架(9)焊接在钢板(47)上，左侧立钢管(43)上下靠处焊接一块钢板(45)，三个导向绳轮架(39)分别通过螺栓连接固定在这两块钢板(45)、(47)上，三个导向绳轮轴(52)也分别焊接在两块钢板(45)、(47)上，导向绳轮(3)就安装在绳轮轴(52)上，左侧钢板(47)上安装一个显示屏(48)，右侧立钢管(43)上装有深度传感器(13)；底座(44)主要由几根方钢组成长方形框架，再在其上铺一块中间开孔的钢板，在底座(44)左右两侧前后端各焊接一块连接钢板(53)，在每块连接钢板(53)上再各焊接一个履带轮轴的轴承座(54)，在底座(44)左右侧下方各焊接三个压轮轴(21)的轴承座(51)。

在图7～图8中，折叠机架(10)主要由左右各两根立钢管(59)、一根顶梁(60)、一根横拉角钢(61)，左右各一个斜拉角钢(58)和一块厚钢板(55)组成，其中左右立钢管(59)均焊接在顶梁(60)上，改向滑轮(11)通过销轴安装在左侧两根立钢管(59)之间，在顶梁(60)上焊接有三个连接耳，其中两个用于安装起重滑轮(12)，另外一个用于固定钢丝绳(4)，在左右立钢管(59)外侧各焊接三块钢板(63)、(64)、(57)，三个绳轮架(39)分别通过螺栓连接固定在钢板(63)、(64)、(57)上，三根绳轮轴(52)分别焊接在钢板(63)、(64)、(57)上，导向绳轮(3)装在绳轮轴(52)上并装在绳轮架(39)上，两根斜拉角钢(58)分 别焊接在左右钢板(63)、(64)上，钢板(57)上开有一个通孔，通过销轴与固定机架(2)连接，左右斜拉角钢(58)之间焊接一根横拉角钢(61)和一根横拉槽钢(62)，在斜拉角钢(58)和同侧立钢管(59)之间焊接几根加强筋板(56)，在每侧斜拉角钢(58)、加强筋板(56)以及立钢管(59)上各焊接一块厚钢板(55)，每块厚钢板(55)上均开有一个圆形通孔，在每个通孔上各焊接一个开有一个键槽的轴套，用于通过键连接与固定机架(2)上的齿轮轴(8)连接。