一种自动打桩装置及打桩方法与流程

本发明涉及一种自动打桩装置及打桩方法。

背景技术：

打桩机，是通过不同动力向撞锤施加冲击力，使桩按需求准确地贯入地层。授权公告号为CN203361154U、授权公告日为2013年12月25日的中国专利公开了一种打桩机，其包括动力机构、带轮组、拔杆、横杆、支架和重锤，其工作原理是：利用动力机构驱动带轮组转动，并带动拔杆转动，拔杆转动到一定角度时，拔片压下横杆末端，通过杠杆原理使得重锤抬起；当拔杆转动到另一角度时，拔片与横杆脱离接触，重锤在重力作用下落下，完成一次打桩。

现有技术的不足之处在于，在打桩过程中，为减少桩出现倾斜的状况，需要人工扶住桩，安全系数较低。

技术实现要素：

本发明的第一目的是提供一种自动打桩装置，具有减少打桩过程中桩柱发生偏移的可能性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种自动打桩装置，包括基座和设置在所述基座上的打桩机构，所述打桩机构包括撞锤和用于驱动所述撞锤上下运动的动力件，所述基座下方设置有用于限制桩柱水平移动的限位机构，所述限位机构包括驱动电机、固定在所述驱动电机的电机轴上并与其同步转动的驱动轮、对称设置在所述驱动轮两侧且水平的两个同步齿条，所述驱动轮和任一所述同步齿条之间均啮合；任一所述同步齿条上通过一连杆组件固定有限位块，不同所述同步齿条上对应的限位块相对设置且两者在水平方向上运动方向相反，两个所述限位块均位于基座下方且两个所述限位块对称设置在所述撞锤的两侧，两个所述限位块之间形成限位区。

采用上述技术方案，驱动轮在驱动电机作用下转动，从而带动与其啮合的两个同步齿条做相反的运动，使得两个限位块做相互靠近或远离的运动；由于两个限位块沿撞锤对称设置，因此在两个限位块靠近时，两个限位块围成的空间恰好位于撞锤下方，其可作用在位于撞锤正下方的桩柱上从而对桩柱的水平方向进行限位，减少打桩过程中桩柱发生偏移的可能性。

进一步的优选为：所述限位块上对应所述限位区的一侧均设置有弧形限位板，不同所述弧形限位板围成一圆或椭圆。

采用上述技术方案，通过弧形限位板进一步增加其与桩柱之间的接触面，增加其对桩柱的稳定性。

进一步的优选为：所述基座上设置有第一加水孔，所述限位块上设置有与所述第一加水孔配合的第一渗水孔，所述第一渗水孔与所述限位区连通设置。

采用上述技术方案，当粉尘过多时，通过第一加水孔向限位块上的第一渗水孔加水，水经第一渗水孔进入限位区，吸附粉尘，减少粉尘飞扬的情况。

进一步的优选为：所述基座上设置有第二加水孔，所述限位块上设置有与所述第二加水孔配合的第二渗水孔，所述第二渗水孔上远离所述第二加水孔的一端为密封设置；所述限位块由透水性材料制成。

采用上述技术方案，当粉尘过多时，通过第二加水孔向限位块上的第二渗水孔加水，水渗透至限位块和弧形限位板上，吸附粉尘，减少粉尘飞扬的情况；采用渗透法减少粉尘吸附，可减少水用量，同时还减少水量过多引起的打桩环境潮湿的情况。

进一步的优选为：用于制备所述限位块的透水性材料的配方为：碎石65～68wt％、水7～10wt％、水泥12～15wt％、矿粉2～5wt％、硅灰2～5wt％和减水剂0.1～0.2wt％。

采用上述技术方案，具有较好的强度和透水性。

进一步的优选为：用于制备弧形限位板的材料的配方为：碎石58～61wt％、水6～8wt％、水泥10～12wt％、矿粉2～4wt％、硅灰2～4wt％、减水剂0.1～0.2wt％、SEBS5～8wt％、PP1～2wt％、EVA1～2wt％、PPO1～2wt％和硬脂酸锌0.5～1wt％。

采用上述技术方案，具有较好的强度、透水性和柔软度。

进一步的优选为：用于制备所述限位块的透水性材料的配方为：碎石67wt％、水8.8wt％、水泥15wt％、矿粉4wt％、硅灰5wt％和减水剂0.2wt％；用于制备弧形限位板的材料的配方为：碎石61wt％、水7wt％、水泥12wt％、矿粉3.5wt％、硅灰3.5wt％、减水剂0.2wt％、SEBS7.5wt％、PP1.5wt％、EVA1.5wt％、PPO1.5wt％和硬脂酸锌0.8wt％。

进一步的优选为：所述基座上固定有投料转轴，所述投料转轴上套设有投料转盘且所述投料转盘上固定有用于驱动其绕所述投料转轴转动的驱动杆；所述投料转盘上开设有投料孔，所述投料孔为竖直状且所述投料孔贯穿所述投料转盘设置；所述基座上设有与所述投料孔配合的投桩孔。

采用上述技术方案，将桩柱插入投料孔，通过驱动杆驱动投料转盘转动，使得投料孔恰好位于投桩孔的正上方，此时桩柱经投桩孔掉落，桩柱经限位块推动即可到达撞锤的正下方，以进行打桩工作。

进一步的优选为：所述一种自动打桩装置还包括用于将所述基座固定在地面上的定位件，所述定位件包括用于插入地面上的定位杆以及用于连接定位杆和所述基座的连杆，所述连杆和所述基座转动配合。

采用上述技术方案，当需要打桩时，将基座移动至合适的位置，转动连杆和定位杆，将定位杆插入地面，将基座固定在地面上，然后开始打桩；当换位打桩时，则转动连杆和定位杆，将定位杆自地面拔出即可；增强打桩时的稳定性，又可灵活转换位置，较为灵活。

本发明的第二目的是提供一种打桩方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种打桩方法，采用所述的一种自动打桩装置进行打桩。

综上所述，本发明具有以下有益效果：打桩时，桩柱被限制在限位区，减少打桩过程中桩柱发生偏移的可能性安全性高；打桩过程中及时除尘，减少粉尘飞扬的情况，利用透水性材料可减少除尘用水的量，节能环保。

附图说明

图1是实施例3a的剖面结构示意图；

图2是实施例3i的剖面结构示意图。

图中，1、基座；2、撞锤；31、动力电机；32、杠杆支座；33、平衡杠杆；34、凸轮；4、空腔；41、驱动电机；42、驱动轮；43、同步齿条；44、连杆组件；45、限位块；46、限位区；47、弧形限位板；51、第一加水孔；52、第二加水孔；53、第一渗水孔；54、第二渗水孔；61、投料转盘；62、驱动杆；63、投料孔；64、投桩孔；7、滚轮；81、定位杆；82、连杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

实施例1a-1h：一种A材料，其由原料粉碎、混合制备得到，A材料的配方为如表1所示。

表1 1a-1h的A材料的配方(单位：质量份数)

实施例2a-2h：一种B材料，其由原料粉碎、混合制备得到，B材料的配方为如表2所示。

表2 2a-2h的B材料的配方(单位：质量份数)

实施例3a：一种自动打桩装置，如图1所示，包括基座1和打桩机构。打桩机构包括贯穿基座1设置的撞锤2以及驱动撞锤2上下运动的动力件。

动力件包括动力电机31、杠杆支座32和铰接设置在杠杆支座32上并沿杠杆支座32一上一下运动的平衡杠杆33。动力电机31的电机轴上固定有与其同步转动的凸轮34，凸轮34位于平衡杠杆33一端的正下方并驱动平衡杠杆33的该端绕杠杆支座32一上一下运动。撞锤2铰接设置在平衡杠杆33上远离凸轮34的一端。

基座1内开设有空腔4，空腔4内设置有用于限制桩柱水平移动的限位机构。限位机构包括驱动电机41、固定在驱动电机41的电机轴上并与其同步转动的驱动轮42、对称设置在驱动轮42两侧且水平的同步齿条43，驱动轮42和同步齿条43之间均啮合。每个同步齿条43上均通过由多个连杆组成的连杆组件44固定有限位块45，限位块45由实施例1a的A材料制备。不同同步齿条43上对应的限位块45相对设置在撞锤2的两侧，两个限位块45均位于基座1下方，且两个限位块45在水平方向上运动方向相反，两个限位块45之间形成限位区46。每个限位块45上对应限位区46的一侧均设置有弧形限位板47，弧形限位板47由实施例2a的B材料制备。不同弧形限位板47围成一圆或椭圆。

基座1上设置有第二加水孔52，限位块45上设置有与所述第二加水孔52配合的第二渗水孔54，第二渗水孔54上远离第二加水孔52的一端为密封设置。

基座1上固定有投料转轴，投料转轴上套设有投料转盘61且投料转盘61上固定有用于驱动其绕投料转轴转动的驱动杆62。投料转盘61上开设有投料孔63，投料孔63为竖直状且投料孔63贯穿投料转盘61设置。基座1上设有与投料孔63配合的投桩孔64。

基座1下方还设置有滚轮7和用于将基座1固定在地面上的定位件。定位件包括用于插入地面上的定位杆81以及用于连接定位杆81和基座1的连杆82，连杆82和基座1之间、连杆82和定位杆81之间均铰接设置。

一种打桩方法，包括以下步骤：(1)将该一种自动打桩装置推送至合适的位置，转动连杆82和定位杆81，将定位杆81插入地面，将基座1固定在地面上；(2)将桩柱插入投料孔63，通过驱动杆62驱动投料转盘61转动，使得投料孔63恰好位于投桩孔64的正上方，此时桩柱经投桩孔64掉落；(3)开启驱动电机41驱动驱动轮42转动，与其啮合的两个同步齿条43做相反的运动，使得两个限位块45做相互靠近或远离的运动；当桩柱经投桩孔64掉落至其中一限位块45前时，驱动驱动轮42转动使得两个限位块45做相互靠近的运动，桩柱被推送至撞锤2的正下方且水平方向上被设置在限位块45上的弧形限位板47限制在限位区46内而无法移动；(4)开启动力电机31，带动凸轮34发生转动，凸轮34推动平衡杠杆33一端上下运动，从而带动撞锤2上下运动，撞锤2作用在桩柱上，从而实现自动打桩的过程；

当粉尘过多时，可通过第二加水孔52向限位块45上的第二渗水孔54加水，水渗透至限位块45和弧形限位板47上，吸附粉尘，减少粉尘飞扬的情况。

实施例3b：一种自动打桩装置，与实施例3a的不同之处在于，限位块45由实施例1b的A材料制备，弧形限位板47由实施例2b的B材料制备；

一种打桩方法，与实施例3a相同。

实施例3c：一种自动打桩装置，与实施例3a的不同之处在于，限位块45由实施例1c的A材料制备，弧形限位板47由实施例2c的B材料制备；

一种打桩方法，与实施例3a相同。

实施例3d：一种自动打桩装置，与实施例3a的不同之处在于，限位块45由实施例1d的A材料制备，弧形限位板47由实施例2d的B材料制备；

一种打桩方法，与实施例3a相同。

实施例3e：一种自动打桩装置，与实施例3a的不同之处在于，限位块45由实施例1e的A材料制备，弧形限位板47由实施例2e的B材料制备；

一种打桩方法，与实施例3a相同。

实施例3f：一种自动打桩装置，与实施例3a的不同之处在于，限位块45由实施例1f的A材料制备，弧形限位板47由实施例2f的B材料制备；

一种打桩方法，与实施例3a相同。

实施例3g：一种自动打桩装置，与实施例3a的不同之处在于，限位块45由实施例1g的A材料制备，弧形限位板47由实施例2g的B材料制备；

一种打桩方法，与实施例3a相同。

实施例3h：一种自动打桩装置，与实施例3a的不同之处在于，限位块45由实施例1h的A材料制备，弧形限位板47由实施例2h的B材料制备。

一种打桩方法，与实施例3a相同。

实施例3i：一种自动打桩装置，如图2所示，与实施例3a的不同之处在于，限位块45和弧形限位板47均由不锈钢制备，且“基座1上设置有第二加水孔52，限位块45上设置有与所述第二加水孔52配合的第二渗水孔54，第二渗水孔54上远离第二加水孔52的一端为密封设置”用以下设置替代：

基座1上设置第一加水孔51，限位块45上设置有与所述第一加水孔51配合的第一渗水孔53，第一渗水孔53与限位区46连通设置。

一种打桩方法，与实施例3a的不同之处在于，当粉尘过多时，可通过第一加水孔51向限位块45上的第一渗水孔53加水，水经第一渗水孔53进入限位区46，吸附粉尘，减少粉尘飞扬的情况。

性能测试

将由A材料制备的限位块45浇筑在由B材料制备的弧形限位板47上，然后在限位块45上打孔(第二渗水孔或第一渗水孔)，向限位块45上的孔内注入水至恰好充满孔，测试弧形限位板47上远离限位块45一侧的湿度。本次测试时，限位块45的厚度控制为8±0.1cm，弧形限位板47的厚度控制为5±0.1cm，限位块45上的孔直径控制为1±0.05cm，注水的速度为0.2ml/min。

测试结果如表3所示，表3显示：(1)与样品g和样品h相比，样品a-f在5min/15min/60min后的湿度均相对较高，说明样品a-f的渗透性强于样品g和h；(2)与样品b-h相比，样品a的渗透速度更快，同时样品a上还能保持合适的适度，为最佳实施例。

表3性能测试结果