本发明涉及悬挂式钻孔设备技术领域，特别是涉及一种可多角度施工的悬挂式桩架及其使用方法。
背景技术：
履带起重机是一种多功能的工程机械，它具有重心低、接地比压小、起重量大等特点，应用非常广泛，除适用于工业与民用建筑施工的起重作业外，只需改换或加接工作装置，便能成为用于土方、基础工程的钻孔机、打桩机、钻打双重作业等施工机械。悬挂式钻孔装置安装在履带起重机的起重臂上，即可构成履带悬挂式桩架。
目前已有的履带悬挂式桩架，立柱仅能直立施工，或保持某一特定角度施工，仅能通过履带行走方式进行位置移动，钻孔或打桩的自由度小，适应性差，应用限制较大。
技术实现要素：
本发明提供一种自由度高，实用性强，便于钻孔立柱随时移动微调、并进行角度调整的可多角度施工的悬挂式桩架及其使用方法。
解决的技术问题是：现有的履带悬挂式桩架，立柱仅能直立施工，或保持某一特定角度施工，仅能通过履带行走方式进行位置移动，钻孔或打桩的自由度小，适应性差，应用限制较大。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明可多角度施工的悬挂式桩架，可多角度施工的悬挂式桩架，包括起重机，设置在起重机的起重臂上的立柱，其特征在于：还包括连接立柱与起重臂的顶部扶持机构，连接立柱与起重机平台的底部扶持机构，用于控制底部扶持机构上下摆动的第一控制系统，用于控制立柱上下移动的第二控制系统；
底部扶持机构为主动控制结构，驱动立柱实现上下、前后、左右三个维度方向上的运动；
顶部扶持机构为从动机构，在底部扶持机构的带动下，从动变换角度，配合底部扶持机构，实现立柱的上下、前后、左右的运动。
本发明可多角度施工的悬挂式桩架，进一步的，所述顶部扶持机构包括与立柱连接的顶部把固组件，与起重臂顶端固定连接的顶部连接座，以及连接顶部把固组件与顶部连接座的连接轴件；所述连接轴件包括水平连接轴座和竖直连接轴座，顶部把固组件与水平连接轴座铰接、且相对水平连接轴座在水平方向转动，水平连接轴座与竖直连接轴座铰接、且相对竖直连接轴座在竖直方向转动，竖直连接轴座与顶部连接座连接，并且竖直连接轴座以顶部连接座的水平轴线为中心、相对顶部连接座转动。
本发明可多角度施工的悬挂式桩架，进一步的，所述底部扶持机构包括；
底部连接座，其一侧与起重机底部平台固定连接；
圆轴，水平设置在底部连接座一侧，以其水平轴线为中心转动；
伸缩机构，其一端与圆轴铰接、且相对圆轴在水平方向转动，并且伸缩机构相对底部连接座在竖直方向转动；
连接组件，包括底部连接组件二和底部连接组件一，所述底部连接组件二一端与伸缩机构铰接、并且相对伸缩机构在竖直方向转动，底部连接组件二另一端与底部连接组件一连接；所述底部连接组件一以底部连接组件二的水平轴线为中心、相对底部连接组件二转动；
底部把固组件，其一端与底部连接组件一连接，另一端与立柱连接；
摆动油缸，对称设置在伸缩机构两侧，其尾端与底部连接座的圆轴铰接、且相对圆轴在水平方向转动，摆动油缸的顶端与伸缩机构连接。
本发明可多角度施工的悬挂式桩架，进一步的，所述底部把固组件包括用于固定立柱的下扶持臂，与立柱滑动连接的滑轨装置，以及对称设置在下扶持臂两侧的调节臂，立柱相对底部把固组件上下滑动；所述微调油缸的输出端分别与两个调节臂铰接。
本发明可多角度施工的悬挂式桩架，进一步的，所述伸缩机构包括二级伸缩油缸，以及依次套设在二级伸缩油缸外侧的内层套管、中层套管和外层套管；二级伸缩油缸的活塞杆的端头通过外层套管与底部连接座连接，中间套筒和外套筒相对活塞杆沿水平方向伸缩移动，分别与中层套管和内层套管固定连接。
本发明可多角度施工的悬挂式桩架，进一步的，
所述内层套管包括与中层套管和外层套管套接设置的矩形内套管，以及位于矩形内套管顶端的第一连接头，第一连接头与矩形内套管之间垂直设置有限位挡板，所述矩形内套管外侧壁上设置有支撑垫块和滚轮，矩形内套管顶段与二级伸缩油缸的外套筒固定连接，由外套筒驱动在水平方向上伸缩移动，第一连接头通过销轴与底部连接组件二铰接；
所述中层套管的尾端通过连接耳板与中间套筒固定连接，由中间套筒驱动在水平方向上伸缩移动，中层套管的外侧壁上设置有支撑垫块和滚轮，内侧壁上设置有滑道，与内层套管外侧壁上的滚轮相配合，实现中层套管与内层套管的相对滑动；
所述外层套管的尾端设置有第二连接头，第二连接头通过销轴与底部连接座铰接，外层套管两侧的外侧壁上分别设置有第三连接头，第三连接头通过销轴分别与两侧的摆动油缸顶端铰接，外层套管在摆动油缸的驱动下在水平方向上转动；外层套管的尾端与活塞杆的端头固定连接；外层套管的内侧壁上设置有滑道，与中层套管外侧壁上的滚轮相配合，实现中层套管与外层套管的相对滑动。
本发明可多角度施工的悬挂式桩架，进一步的，所述第一控制系统包括设置在顶部扶持结构下方的第一挂接件，位于第一挂接件上的第一导引滑轮，设置在立柱外侧壁上的第一变向滑轮，设置在伸缩机构上方的底部提拉绞车、以及第一提拉绳；第一提拉绳一端与底部提拉绞车固定连接，另一端依次绕过第一导引滑轮和第一变向滑轮后与底部扶持机构固定；底部提拉绞车通过牵引第一提拉绳，驱动底部扶持机构上下摆动。
本发明可多角度施工的悬挂式桩架，进一步的，所述第二控制系统包括设置在顶部扶持结构下方、位于第一挂接件前方的第二挂接件，位于第二挂接件上的第二变向滑轮，设置在立柱外侧壁上的第二导引滑轮，设置在立柱外侧壁上、位于第二导引滑轮下方的立柱提拉绞车，以及第二提拉绳；第二提拉绳一端与立柱提拉绞车固定连接，另一端在第二变向滑轮和第二导引滑轮之间缠绕后与第二导引滑轮固定；立柱提拉绞车通过牵引第二提拉绳，驱动立柱上下移动。
本发明可多角度施工的悬挂式桩架，进一步的，所述底部扶持机构还包括微调油缸，所述微调油缸水平对称设置在底部连接组件一的两侧、并与底部连接组件一铰接，微调油缸的输出端分别与底部把固组件两侧壁铰接，所述底部把固组件与底部连接组件一铰接、并且相对底部连接组件一在水平方向转动。
本发明可多角度施工的悬挂式桩架的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、将起重机移动至待施工的区域；
步骤二、液压控制第二控制系统，控制立柱在竖直方向上上下滑动，以实现立柱在竖直方向上的定位；
步骤三、根据施工要求，液压控制第一控制系统，实现底部扶持机构的上下摆动，对立柱的初始位置进行定位；
步骤四、液压控制底部扶持机构，调整立柱的位置和姿态，确保立柱垂直；
步骤五、起重机的主卷扬机控制可多角度施工的悬挂式桩架上的动力头组件上下滑动；
步骤六、转动起重机底盘，将钻杆或桩锤安装固定在动力头组件上，
步骤七、回转起重机底盘，液压控制底部扶持机构，对立柱姿态进行微调，确保钻杆或桩锤对准孔位；
步骤八、开始钻孔或打桩施工。
本发明可多角度施工的悬挂式桩架及其使用方法与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明可多角度施工的悬挂式桩架将钻孔装置与履带式起重机结合，解决了履带起重机利用不充分和闲置的问题，实现一机多用；以底部扶持机构主动控制立柱的姿态调整，实现立柱的前后倾斜、左右偏摆和上下滑动，顶部扶持机构从动跟随同步摆动，确保立柱的垂直度，立柱和钻杆的角度可以灵活调整，且自由度多，钻孔的施工覆盖范围大，定位灵活准确，无需移动起重机，施工更加便捷，提高了施工效率。
本发明起到主动控制作用的底部扶持结构，结合了三个维度的液压控制组件，通过不同的连接方式，实现了立柱在水平方向上左右摆动和前后摆动，以及竖直方向上的上下移动；多个液压控制组件和连接组件相互结合，实现了构件自主、自由、灵活的转动。
本发明通过第二控制系统调节立柱的上下移动，操作便捷，调节定位灵活准确；通过起重机的主卷扬机控制动力头组件的上下滑动，便于逐节安装钻杆，大大降低了施工难度，提高了施工效率。
本发明通过第一控制系统控制底部扶持机构上下摆动，实现底部扶持机构在不同倾斜角度下对立柱的支撑作用，使本悬挂式桩架可以应用于水平地面打桩、浅层地下打桩或具有一定角度的斜桩的打设，应用范围更加广泛。
本发明先对立柱的位置和姿态进行调整，然后安装钻杆，再对立杆进行微调，对钻杆进行精确的定位，大大提高了钻孔施工的精确度，降低了施工难度。
下面结合附图对本发明的可多角度施工的悬挂式桩架及其使用方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明可多角度施工的悬挂式桩架的结构示意图；
图2为底部扶持结构的结构示意图；
图3为底部扶持机构的俯视图；
图4为伸缩机构伸展状态的结构示意图；
图5为伸缩机构的纵向剖面示意图；
图6为伸缩机构中的内层套管的结构示意图；
图7为伸缩机构中的中层套管的结构示意图；
图8为伸缩机构中的外层套管的结构示意图；
图9为顶部扶持结构各构件的分解结构示意图；
图10为第一控制系统的细节结构示意图；
图11为第二控制系统的细节结构示意图；
图12为动力头组件的结构示意图。
附图标记：
11-立柱；12-起重机；13-起重臂；14-主卷扬机；2-底部扶持机构；21-底部连接座；211-圆轴；22-底部把固组件；221-下扶持臂；222-调节臂；23-底部连接组件一；24-底部连接组件二；261-摆动油缸；262-微调油缸；3-伸缩机构；31-二级伸缩油缸；32-内层套管；321-矩形内套管；322-第一连接头；323-限位挡板；33-中层套管；34-外层套管；341-第二连接头；342-第三连接头；4-顶部扶持机构；41-顶部把固组件；411-上扶持臂；42-顶部连接座；43-水平连接轴座；44-竖直连接轴座；51-第一挂接件；52-第一导引滑轮；53-第一变向滑轮；54-底部提拉绞车；55-第一提拉绳；61-第二挂接件；62-第二变向滑轮；63-第二导引滑轮；64-立柱提拉绞车；65-第二提拉绳；7-动力头组件；71-动力头小车；72-动力头；73-动力头提拉绳；81-动力头导引滑轮；82-主卷扬过渡滑轮；83-滑轮组架；84-动力头滑轮。
具体实施方式
如图1至图12所示，本发明可多角度施工的悬挂式桩架包括起重机12，设置在起重机12的起重臂13上的立柱11，连接立柱11下部与起重机12平台的底部扶持机构2，连接立柱11上部与起重臂13顶端的顶部扶持机构4，用于控制底部扶持机构2上下摆动的第一控制系统，用于控制立柱11上下移动的第二控制系统，悬挂于立柱11顶部并可沿立柱11上下滑动的动力头组件7，以及用于连接动力头组件7与起重机12的滑轮组件。
立柱11上部与顶部扶持机构4连接，下部与底部扶持机构2连接，顶部设置有滑轮组件，下部侧壁上设置有用于扶持钻杆姿态的保持架。
底部扶持机构2为主动控制结构，驱动立柱11实现上下、前后、左右三个维度方向上的运动，底部扶持机构2包括与起重机12底部平台固定连接的底部连接座21，与底部连接座21铰接的伸缩机构3，与立柱11固定的底部把固组件22，连接伸缩机构3和底部把固组件22的连接组件，以及油缸组件，连接组件包括底部连接组件一23和底部连接组件二24，油缸组件包括一对摆动油缸261和一对微调油缸262。
底部把固组件22包括用于固定立柱11的下扶持臂221，与立柱11滑动连接的滑轨装置，以及对称设置在下扶持臂221两侧的调节臂222，立柱11通过滑轨装置相对底部把固组件22上下滑动，底部把固组件22与底部连接组件一23铰接，底部连接组件一23的两侧水平对称设置有微调油缸262，微调油缸262的输出端分别与底部把固组件22两侧的调节臂222对应铰接，驱动底部把固组件22相对底部连接组件一23在水平方向转动，实现立柱11在水平方向上的左右摆动；底部连接组件一23与底部连接组件二24通过转轴转动连接，并且底部连接组件一23以底部连接组件二24的水平轴线为中心、相对底部连接组件二24转动；
底部连接组件二24与伸缩机构3顶端通过销轴铰接、且相对伸缩机构3在竖直方向上转动；底部连接座21一端与起重机12底部平台固定连接，另一端水平设置有在竖直面内周向转动的圆轴211；伸缩机构3尾端通过销轴与底部连接座21的圆轴211铰接、且相对圆轴211在水平方向转动，摆动油缸261对称设置在伸缩机构3两侧，摆动油缸261尾端通过销轴与底部连接座21的圆轴211铰接、且相对圆轴211在水平方向转动，伸缩机构3和摆动油缸261在圆轴211的带动下、相对起重机12底部平台在竖直方向上转动；摆动油缸261顶端与伸缩机构3连接。
伸缩机构3包括二级伸缩油缸31，依次套设在二级伸缩油缸31外侧的内层套管32、中层套管33和外层套管34；二级伸缩油缸31可进行连续二级伸缩，由内至外依次为活塞杆、中间套筒和外套筒，活塞杆的端头通过外层套管34与底部连接座21连接，中间套筒和外套筒相对活塞杆沿水平方向伸缩移动，分别与中层套管33和内层套管32固定连接，实现立柱11在水平方向上的前后摆动；
内层套管32包括与中层套管33和外层套管34套接设置的矩形内套管321，以及位于矩形内套管321顶端的第一连接头322，第一连接头322与矩形内套管321之间垂直设置有限位挡板323，矩形内套管321外侧壁上设置有支撑垫块和滚轮，矩形内套管321顶段与二级伸缩油缸31的外套筒固定连接，由外套筒驱动在水平方向上伸缩移动，第一连接头322通过销轴与底部连接组件二24铰接；
中层套管33的尾端通过连接耳板与中间套筒固定连接，由中间套筒驱动在水平方向上伸缩移动，中层套管33的外侧壁上设置有支撑垫块和滚轮，内侧壁上设置有滑道，与内层套管32外侧壁上的滚轮相配合，实现中层套管33与内层套管32的相对滑动；
外层套管34的尾端设置有第二连接头341，第二连接头341通过销轴与底部连接座21铰接，外层套管34两侧的外侧壁上分别设置有第三连接头342，第三连接头342通过销轴分别与两侧的摆动油缸261顶端铰接，外层套管34在摆动油缸261的驱动下在水平方向上转动；外层套管34的尾端与活塞杆的端头固定连接；外层套管34的内侧壁上设置有滑道，与中层套管33外侧壁上的滚轮相配合，实现中层套管33与外层套管34的相对滑动。
顶部扶持机构4为从动机构，在底部扶持机构2的带动下，从动变换角度，配合底部扶持机构2，实现立柱11的上下、前后、左右的运动；顶部扶持机构4包括与立柱11固定的顶部把固组件41，与起重臂13顶端固定连接的顶部连接座42，以及连接顶部把固组件41与顶部连接座42的连接轴件；顶部把固组件41包括用于固定立柱11的上扶持臂411和与立柱11滑动连接的滑轨装置，立柱11通过滑轨装置相对顶部把固组件41上下滑动；连接轴件包括水平连接轴座43和竖直连接轴座44，顶部把固组件41与水平连接轴座43铰接、且相对水平连接轴座43在水平方向转动，实现立柱11在水平方向上的左右摆动；顶部把固组件41与水平连接轴座43的铰接点、和底部把固组件22与底部连接组件一23的铰接点同心设置；水平连接轴座43与竖直连接轴座44通过销轴铰接、且相对竖直连接轴座44在竖直方向转动，实现立柱11在竖直方向上的上下移动；竖直连接轴座44与顶部连接座42通过转盘转动连接，并且竖直连接轴座44以顶部连接座42的水平轴线为中心、相对顶部连接座42转动。
第一控制系统包括设置在顶部扶持结构下方的第一挂接件51，位于第一挂接件51上的第一导引滑轮52，设置在立柱11外侧壁上的第一变向滑轮53，设置在伸缩机构3上方的底部提拉绞车54、以及第一提拉绳55；第一提拉绳55一端与底部提拉绞车54固定连接，另一端依次绕过第一导引滑轮52和第一变向滑轮53后与底部扶持机构2固定；底部提拉绞车54通过牵引第一提拉绳55，驱动底部扶持机构2上下摆动。
第二控制系统包括设置在顶部扶持结构下方、位于第一挂接件51前方的第二挂接件61，位于第二挂接件61上的第二变向滑轮62，设置在立柱11外侧壁上的第二导引滑轮63，设置在立柱11外侧壁上、位于第二导引滑轮63下方的立柱提拉绞车64，以及第二提拉绳65；第二提拉绳65一端与立柱提拉绞车64固定连接，另一端在第二变向滑轮62和第二导引滑轮63之间缠绕后与第二导引滑轮63固定；立柱提拉绞车64通过牵引第二提拉绳65，驱动立柱11上下移动。
动力头组件7包括与钻杆固定连接的动力头72，固定动力头72的动力头小车71，以及动力头提拉绳73；动力头组件7绕过滑轮组件与起重机12的主卷扬机14连接，由主卷扬机14驱动沿立柱11上下滑动。
滑轮组件包括设置在起重臂13顶部的动力头导引滑轮81，设置在顶部扶持机构4上的主卷扬过渡滑轮82，设置在动力头小车71顶部的动力头滑轮84，以及设置在立柱11顶部的滑轮组架83；动力头提拉绳73一端与起重机12的主卷扬机14连接，另一端依次绕过动力头导引滑轮81、主卷扬过渡滑轮82、滑轮组架83和动力头滑轮84后与滑轮组架83固定连接。
本发明可多角度施工的悬挂式桩架的使用方法，具体包括以下步骤：
步骤一、将起重机12移动至待施工的区域；
步骤二、液压控制第二控制系统，立柱提拉绞车64通过收放第二提拉绳65，控制立柱11在竖直方向上上下滑动，以实现立柱11在竖直方向上的定位；
步骤三、根据施工要求，液压控制第一控制系统，底部提拉绞车54通过收放第一提拉绳55，控制底部扶持机构2在竖直方向上转动，实现底部扶持机构2的上下摆动，对立柱11的初始位置进行定位；
步骤四、液压控制底部扶持机构2，调整立柱11的位置和姿态，确保立柱垂直，具体的调整方式包括以下几种：
（一）、左右偏摆：
伸缩机构3在摆动油缸261的驱动下，带动连接组件、底部把固组件22和立柱11在水平方向上转动，立柱11上部由顶部扶持机构4固定，实现立柱11的左右偏摆，偏摆范围不超过4°；
（二）、前后倾斜：
伸缩机构3在二级伸缩油缸31的驱动下，带动连接组件、底部把固组件22和立柱11在水平方向上伸缩移动，立柱11上部由顶部扶持机构4固定，实现立柱11的前后倾斜调整，倾斜角度不超过8°；
步骤五、起重机12的主卷扬机14通过收放动力头提拉绳73，控制动力头组件7上下滑动；
步骤六、转动起重机12底盘，将钻杆或桩锤安装固定在动力头72上；
步骤七、回转起重机12底盘，液压控制底部扶持机构2，对立柱11姿态进行微调，具体的调节过程如下：
伸缩机构3在微调油缸262的驱动下，带动底部把固组件22在水平方向上转动，立柱11带动顶部扶持机构4同步转动，保持立柱11的垂直度不变，对立柱11的位置进行微调，确保钻杆或桩锤对准孔位；调整钻杆或桩锤的上下位置，便于对准孔位；
步骤八、开始钻孔或打桩施工。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，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作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。