一种用于溶洞内部支护的新型设备

1.本发明涉及支护设备技术领域，特别是涉及一种用于溶洞内部支护的新型设备。


背景技术：

2.随着基础工程建设的蓬勃发展，桩基础在工程领域，尤其是在高层建筑工程、桥梁工程领域中，被广泛运用。在现实工程中，决定桩基础承载能力极限和正常使用极限的往往是地下的地质情况。溶洞是可溶性岩石中因喀斯特作用所形成的地下空间，溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。溶洞是一种很常见的地质情况，普遍存在于地下工程建设，尤其试桩基础建设中，在一定程度影响了施工的进度，对运营安全以及施工安全带来了很大威胁。在桩基设计过程中，常常会出现这样的情况：桩基所在处出现溶洞，桩基位置又不能更改。这时候就需要溶洞进行支护处理，以确保施工过程中溶洞的稳定性。由于溶洞的隐秘性和不可见性，导致对溶洞的支护处理异常困难，但是部分桩基础工程又不得不穿过溶洞，所以溶洞的支护处理也成为了工程中热点研究问题。基于此，一种用于溶洞内部支护的新型设备对解决桩基础施工过程中遇到溶洞这一困扰众多工程师的难题有积极的意义。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种用于溶洞内部支护的新型设备，以解决上述问题，达到对溶洞内壁进行支护的目的。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种用于溶洞内部支护的新型设备，包括主体，所述主体侧壁转动连接有若干机械臂，若干所述机械臂沿所述主体周向排列，所述机械臂远离所述主体一端可拆卸连接有支撑件，所述主体内部设有喷浆组件，所述主体底部转动连接有钻孔部，所述钻孔部传动连接有第一动力机构，所述机械臂传动连接有第二动力机构。
5.优选的，所述机械臂包括若干段连杆，若干段所述连杆依次通过铰接轴转动连接，靠近所述主体的所述连杆与所述主体侧壁转动连接，远离所述主体的所述连杆端部固接有机械手爪，所述机械手爪与所述支撑件可拆卸连接，所述铰接轴与所述第二动力机构传动连接。
6.优选的，所述支撑件包括钢柱，所述钢柱为柱状结构且中部直径小于两端直径。
7.优选的，所述主体开设有若干凹槽，所述凹槽沿所述主体轴线设置，所述凹槽沿所述主体轴向等间隔设置，所述凹槽相对的侧壁与靠近所述主体的所述连杆转动连接。
8.优选的，所述喷浆组件包括浆液储存器，所述浆液储存器与所述主体内壁固接，所述浆液储存器连通有若干送浆管道，所述送浆管道穿过所述主体侧壁，所述送浆管道通过软绳捆扎在所述机械臂上，所述送浆管道出液端与所述机械手爪位置相对应。
9.优选的，所述钻孔部包括钻头，所述钻头与所述主体底部转动连接，所述钻头与所述第一动力机构传动连接。
10.优选的，所述第一动力机构包括第一电机，所述第一电机与所述钻头传动连接。
11.优选的，所述第二动力机构包括若干第二电机，所述第二电机出输出轴与所述铰接轴固接，所述第二电机侧壁与所述连杆侧壁固接。
12.本发明具有如下技术效果：通过控制机械臂的运动将支撑件安放于指定位置，利用支撑件对溶洞进行支撑，并且可以根据需要，通过改变机械臂的方向来调节支撑件的支撑角度，以此适应不同的溶洞内壁，增强支护的牢固性，喷浆组件用于给指定位置进行喷浆加固，作为一种辅助的加固方式以提高支撑件支撑溶洞的效果；该设备克服溶洞的隐秘性和不可见性，通过提前对溶洞进行支撑为主，喷浆加固为辅的支护，从而确保在桩基础施工穿过溶洞时，溶洞的稳定性。此外，本设备的在支护任务完成后，主体和机械臂都能回收，用于下一次溶洞支护任务，符合可持续利用资源的原则。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本发明结构示意图；
15.图2为本发明浆液储存器和动力机构结构示意图；
16.图3为本发明机械臂和喷浆管结构示意图；
17.图4为本发明钢柱结构示意图；
18.图5为本发明浆液储存器和送浆管道结构示意图；
19.图6为本发明非工作状态结构示意图；
20.其中，1、主体；2、机械臂；3、喷浆管；4、机械手爪；5、钢柱；6、钻头；7、凹槽；11、第一电机；12、送浆管道；13、浆液储存器；21、软绳；22、铰接轴；23、第二电机。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
23.参照图1-6，本实施例提供一种用于溶洞内部支护的新型设备，包括主体1，主体1侧壁转动连接有若干机械臂2，若干机械臂2沿主体1周向排列，机械臂2远离主体1一端可拆卸连接有支撑件，主体1内部设有喷浆组件，主体1底部转动连接有钻孔部，钻孔部传动连接有第一动力机构，机械臂2传动连接有第二动力机构。通过控制机械臂2的运动将支撑件安放于指定位置，利用支撑件对溶洞进行支撑，并且可以根据需要，通过改变机械臂2的方向来调节支撑件的支撑角度，以此适应不同的溶洞内壁，增强支护的牢固性，喷浆组件用于给指定位置进行喷浆加固，作为一种辅助的加固方式以提高支撑件支撑溶洞的效果；该设备
克服溶洞的隐秘性和不可见性，通过提前对溶洞进行支撑为主，喷浆加固为辅的支护，从而确保在桩基础施工穿过溶洞时，溶洞的稳定性。此外，本设备的在支护任务完成后，主体1和机械臂2都能回收，用于下一次溶洞支护任务，符合可持续利用资源的原则。
24.进一步优化方案，机械臂2包括若干段连杆，若干段连杆依次通过铰接轴22转动连接，靠近主体1的连杆与主体1侧壁转动连接，远离主体1的连杆端部固接有机械手爪4，机械手爪4与支撑件可拆卸连接，铰接轴22与第二动力机构传动连接。由于若干段连杆依次通过铰接轴22转动连接，连杆之间可相对转动，方便调节机械臂2的角度，在连杆铰接处，铰接轴22与其一连杆转动连接，与另一连杆固定连接，第二动力机构为铰接轴22的转动提供动力。
25.进一步优化方案，支撑件包括钢柱5，钢柱5为柱状结构且中部直径小于两端直径。便于承受压力，也可选用截面为矩形或者方形的钢结构。
26.进一步优化方案，主体1开设有若干凹槽7，凹槽7沿主体1轴线设置，凹槽7沿主体1轴向等间隔设置，凹槽7相对的侧壁与靠近主体1的连杆转动连接。凹槽7用于收纳机械臂2，方便整体装置放入到溶洞中或者装置的回收。
27.进一步优化方案，喷浆组件包括浆液储存器13，浆液储存器13与主体1内壁固接，浆液储存器13连通有若干送浆管道12，送浆管道12穿过主体1侧壁，送浆管道12通过软绳21捆扎在机械臂2上，送浆管道12出液端与机械手爪4位置相对应。
28.进一步优化方案，钻孔部包括钻头6，钻头6与主体1底部转动连接，钻头6与第一动力机构传动连接。
29.进一步优化方案，第一动力机构包括第一电机11，第一电机11与钻头6传动连接，第一电机11的输出轴可直接与钻头6固接，也可通过减速器与钻头6传动连接。
30.进一步优化方案，第二动力机构包括若干第二电机23，第二电机23出输出轴与铰接轴22固接，第二电机23侧壁与连杆侧壁固接。第二电机23可选步进电机，精度高响应快。
31.本实施例的工作过程：整体设备下放到溶洞前，若干机械臂2先收起来安置于类似凹槽7里面，机械臂2的数量可选八个，钢柱5被机械手爪4夹持着，做好安放的准备；浆液储存器13装好预定的浆液量，并调试其通过送浆管道12，跟喷浆管3处于连通状态，做好喷浆准备；设备下放时，主体1中的第一电机11为钻头6提供动力，使其在土层中掘进，将设备送至溶洞所在位置；设备达到溶洞所在位置后，第二电机23为机械臂2提供动力，通过机械臂2与凹槽7之间以及机械臂2本身的可转动连接，使其缓缓张开，机械臂2将夹持其上的钢柱5慢慢送至预定安放位置后，机械手爪4松开，钢柱5发挥支护作用，支撑着溶洞；同时，浆液储存器13通过送浆管道12向喷浆管3泵送浆液，机械臂2缓慢移动到指定喷浆位置，喷浆管3对准喷浆位置喷射浆液，浆液凝固后发挥辅助支护作用，帮助钢柱维持溶洞的稳定，机械手爪4末端也可通过磁吸的方式与钢柱5进行连接。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。