一种用于顶管施工的刨土机的制作方法

本发明涉及市政工程的技术领域，尤其涉及一种用于顶管施工的刨土机。

背景技术

“顶管”就是将预先造好的管道，按设计要求分节用液压千金顶支撑于后墩上，将管道逐渐压入土层中去，同时，将管内工作面前的泥土，在管内开挖。运输的一种施工技术。

顶管施工用的机械设备比较落后，一般都是采用人工手动式开挖，当管道直径比较小时，人只能趴着刨土，由于地下太潮湿，容易落下风湿性关节炎的病根，并且趴着刨土，工作效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能在顶管内自动施工的刨土机，以解决人工刨土工作效率低以及对工人身体造成伤害的问题。

本发明是通过如下措施实现的：一种用于顶管施工的刨土机，包括底板，所述底板上设置有间歇运动机构，所述间歇运动机构上设置有钻孔机构以及扩孔机构；

所述间歇运动机构包括缺齿斜齿轮以及斜齿轮，所述缺齿斜齿轮与所述斜齿轮垂直设置，所述缺齿斜齿轮的轮齿与所述斜齿轮的轮齿相互啮合；

所述斜齿轮的端面上设置有电动推杆，所述电动推杆为两个，其中一个所述电动推杆的活塞杆上设置有所述钻孔机构，另一个所述电动推杆的活塞杆上设置有所述扩孔机构；

所述钻孔机构包括支撑座，所述支撑座上设置有第一转轮以及第二转轮，所述第一转轮上设置有中空的套管，所述套管一端穿设在所述第一转轮内，另一端外侧壁上设置有斜角刀片a，所述第二转轮上设置有连接杆，所述连接杆一端穿设在所述第二转轮内，另一端穿过中空的所述套管，外侧壁上设置有斜角刀片b，所述支撑座上设置有齿轮传动机构，所述齿轮传动机构驱动所述第一齿轮的旋向与所述第二齿轮的旋向相反，所述第一转轮与所述第二转轮均为端面齿轮；

所述扩孔机构包括支撑板，所述支撑板上设置有涡状轨道，所述涡状轨道上设置有行走机构，所述行走机构上设置有扩孔刀。

本发明的有益效果：本发明在底板上设置间歇运动机构，间歇运动机构是由缺齿斜齿轮和斜齿轮组成的，缺齿斜齿轮一直处于旋转状态，当缺齿斜齿轮轮齿与斜齿轮的轮齿啮合时，驱动斜齿轮旋转，进而将钻孔机构或者扩孔机构调节到面对土墙的位置，当缺齿斜齿轮转到缺齿部位时，斜齿轮不旋转，进而为钻孔机构提供钻孔的时间或者给扩孔机构提供扩孔的时间，采用间歇运动机构，不用连续的启动电机实现调整钻孔机构或者扩孔机构的位置，也不用关闭电机实现钻孔机构或者扩孔机构工作的时间，采用间歇运动机构可以实现两种工作状态，不用连续的启停电机，延长了电机的使用寿命。本发明的钻孔机构采用齿轮传动机构驱动第一转轮的旋向与第二转轮的旋向相反，齿轮传动机构结构紧凑，工作可靠，传动平稳，效率高，寿命长，能保证恒定的传动比，而且其传递的功率和适用的速度范围大。第一转轮和第二转轮旋向相反，带动斜角刀片a与斜角刀片b旋向相反，由于反作用力原理，当一个斜角刀片转动时，土墙会通过刀片对钻孔机构产生一个角速度相反的力，即扭矩，这个力会造成钻孔机构沿着扭矩方向翻滚，采用两个旋向相反的斜角刀片产生的扭矩相互抵消，大大增加了钻孔机构的稳定性。本发明中的扩孔机构设置在涡状轨道上，行走机构在涡状轨道上移动，带动扩孔机构上的扩孔刀对钻孔机构钻出的空洞扩孔，扩孔机构和钻孔机构结构是独立的，但是功能上是相辅相成的。在斜齿轮上设置电动推杆，可以实现钻孔机构和扩孔机构的升降，可以对整个土墙进行刨土，刨土范围广。本发明可以代替人工刨土，工作效率高，可以避免人工趴着刨土对身体造成的伤害的问题。

进一步的，所述底板上设置有底座a，所述底座a内设置有转轴a，所述转轴a穿设在所述底座a内，一端设置有所述缺齿斜齿轮，另一端设置有电机a。

采用上述进一步的有益效果：底座a起到主要的承重作用，转轴a为缺齿斜齿轮提供支撑作用，也起到力的传递作用，可以将电机a的旋转，转变成缺齿斜齿轮的旋转，电机a提供稳定的动力来源。

进一步的，所述底板上设置有底座b，所述底座b内设置有转轴b，所述转轴b一端设置在所述底座b内，另一端设置有所述斜齿轮。

采用上述进一步的有益效果：底座b能保证转轴b保持竖直状态，保证了转轴b与底板成垂直状态，转轴b为设置斜齿轮提供支撑作用。

进一步的，所述电动推杆在所述斜齿轮端面上垂直设置。

采用上述进一步的有益效果：垂直设置能保证整个钻孔机构和扩孔机构的稳定性。

进一步的，所述支撑座下端为支腿，上端为弧形板，所述弧形板中间设置有凸缘，所述凸缘上设置有连接架，所述弧形板两侧固定连接有挡板，所述挡板包括第一挡板与第二挡板，所述第一挡板与所述第二挡板相互对应。

采用上述进一步的有益效果：凸缘的作用是为连接架提供支撑，在弧形板两侧固定设置挡板，为第一转轮或者第二转轮的旋转提供保障作用，第一挡板和第一挡板相互对应，能防止由于故障造成的安全隐患问题。

进一步的，所述第一挡板包括轮毂a以及轮辐a，所述轮辐a相交处设置有通孔a，所述第一转轮中间设置有通孔b，所述通孔b两端设置有圆台a，所述圆台a的外侧设置在所述通孔a中,所述第二挡板包括轮毂b以及轮辐b,所述轮辐b相交处设置有通孔c，所述第二转轮中间设置有通孔d，所述通孔d两端设置有圆台b，所述圆台b的外侧设置在所述通孔c内。

采用上述进一步的有益效果：第一转轮和第一挡板连接，能保证第一转轮的稳定性，第二转轮和第二挡板连接，能保证第二转轮的稳定性。

进一步的，所述齿轮传动机构包括第一传动齿轮、第二传动齿轮以及电机b，所述连接架包括第一连接架与第二连接架，所述第一连接架内设置有所述第一传动齿轮，所述第二连接架内设置有所述第二传动齿轮，所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮啮合，所述第一传动齿轮与所述第一转轮啮合，所述第二传动齿轮与所述第二转轮啮合,所述电机b与所述第一传动齿轮连接。

采用上述进一步的有益效果：结构紧凑，工作可靠，传动平稳，效率高，寿命长，能保证恒定的传动比，而且其传递的功率和适用的速度范围大。

进一步的，所述涡状轨道两侧设置有导向槽。

采用上述进一步的有益效果：导向的作用。

进一步的，所述行走机构包括框架，所述框架上设置有隔板，所述隔板将所述框架划分为底部和上部，所述框架上设置有转轴c，所述转轴c穿过所述隔板，一端设置有行走轮，另一端设置有皮带传动机构，所述行走轮设置在所述导向槽内。

采用上述进一步的作用，行走轮设置在导向槽内，导向槽有限位的作用，皮带传动机构可以驱动行走轮沿涡状轨道行走。

进一步的，所述转轴c包括第一转轴c和第二转轴c，所述第一转轴c上设置有皮带轮a，所述第二转轴c上设置有皮带轮b，所述皮带轮a和所述皮带轮b上绕装有同步带，所述第一转轴c上设置有电机c，所述电机c与所述第一转轴c连接。

采用上述进一步的有益效果：皮带传动工作时传动平稳无噪声，能缓冲、吸振，如果遇到过载，皮带将会在带轮上打滑，可防止薄弱零部件损坏，起到安全保护作用。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为间隙运动机构的结构示意图。

图3为钻孔机构的结构示意图。

图4为支撑座的结构示意图。

图5为支撑架内齿轮传动机构的结构示意图。

图6为扩孔机构的结构示意图。

图7为行走机构在涡状轨道上的结构示意图。

图8为图7的a处的局部放大图。

其中，附图标记为：1、底板；2、间歇运动机构；21、缺齿斜齿轮；22、斜齿轮；23、底座a；24、底座b；25、电动推杆；3、钻孔机构；31、支撑座；311、连接架；312、挡板；3121、第一挡板；3122、第二挡板；32、第一转轮；321、套管；322、斜角刀片a；33、第二转轮；331、连接杆；332、斜角刀片b；34、齿轮传动机构；341、第一传动齿轮；342、第二传动齿轮；4、扩孔机构；41、支撑板；42、涡状轨道；43、行走机构；431、框架；432、行走轮；433、皮带传动机构；44、扩孔刀。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1至图8，本发明是：一种用于顶管施工的刨土机，包括底板1，底板1上设置有间歇运动机构2，间歇运动机构2上设置有钻孔机构3以及扩孔机构4；

间歇运动机构2包括缺齿斜齿轮21以及斜齿轮22，缺齿斜齿轮21与斜齿轮22垂直设置，缺齿斜齿轮21的轮齿与斜齿轮22的轮齿相互啮合；

底板1上设置有底座a23，底座a23内设置有转轴a，转轴a穿设在底座a23内，一端设置有缺齿斜齿轮21，另一端设置有电机a。

底板1上设置有底座b24，底座b24内设置有转轴b，转轴b一端设置在底座b24内，另一端设置有斜齿轮22。

本发明间歇运动机构的工作原理：电机a驱动缺齿斜齿轮一直旋转，当缺齿斜齿轮的轮齿与斜齿轮的轮齿啮合时，缺齿斜齿轮带动斜齿轮旋转，当缺齿斜齿轮转动没有轮齿的部位时，斜齿轮停止转动。此机构不用连续的启停电机a，延长了电机a的使用寿命。

斜齿轮22的端面上设置有电动推杆25，电动推杆25为两个，其中一个电动推杆25的活塞杆上设置有钻孔机构3，另一个电动推杆25的活塞杆上设置有扩孔机构4；

电动推杆25在斜齿轮22端面上垂直设置。

在斜齿轮的端面上垂直设置电动推杆，电动推杆的活塞杆为钻孔机构和扩孔机构提动支撑，并且能调节钻孔机构和扩孔机构的升降，实现对整面土墙的刨土。

钻孔机构3包括支撑座31，支撑座31上设置有第一转轮32以及第二转轮33，第一转轮32上设置有中空的套管321，套管321一端穿设在第一转轮32内，另一端外侧壁上设置有斜角刀片a322，第二转轮33上设置有连接杆331，连接杆331一端穿设在第二转轮33内，另一端穿过中空的套管321，外侧壁上设置有斜角刀片b332，支撑座31上设置有齿轮传动机构34，齿轮传动机构34驱动第一齿轮32的旋向与第二齿轮33的旋向相反，第一转轮32与第二转轮33均为端面齿轮；

支撑座31下端为支腿，上端为弧形板，弧形板中间设置有凸缘，凸缘上设置有连接架311，弧形板两侧固定连接有挡板312，挡板312包括第一挡板3121与第二挡板3122，第一挡板3121与第二挡板3122相互对应。

第一挡板3121包括轮毂a以及轮辐a，轮辐a相交处设置有通孔a，第一转轮32中间设置有通孔b，通孔b两端设置有圆台a，圆台a的外侧设置在通孔a中,第二挡板3122包括轮毂b以及轮辐b,轮辐b相交处设置有通孔c，第二转轮33中间设置有通孔d，通孔d两端设置有圆台b，圆台b的外侧设置在通孔c内。

齿轮传动机构34包括第一传动齿轮341、第二传动齿轮342以及电机b，连接架311包括第一连接架与第二连接架，第一连接架内设置有第一传动齿轮341，第二连接架内设置有第二传动齿轮342，第一传动齿轮341与第二传动齿轮342啮合，第一传动齿轮341与第一转轮32啮合，第二传动齿轮342与第二转轮33啮合,电机b与第一传动齿轮341连接。

本发明钻孔机构的工作原理：电机b旋转，带动第一传动齿轮旋转，第一传动齿轮带动第二传动齿轮旋转，第一传动齿轮驱动第一转轮旋转，第二传动齿轮驱动第二转轮旋转，进而实现第一转轮和第二转轮方向旋转，第一转轮和第二转轮反向旋转带动斜角刀片a和斜角刀片b反向旋转。由于反作用力原理，当一个斜角刀片转动时，土墙会通过刀片对钻孔机构产生一个角速度相反的力，即扭矩，这个力会造成钻孔机构沿着扭矩方向翻滚，采用两个旋向相反的斜角刀片产生的扭矩相互抵消，大大增加了钻孔机构的稳定性。

扩孔机构4包括支撑板41，支撑板41上设置有涡状轨道42，涡状轨道42上设置有行走机构43，行走机构43上设置有扩孔刀44。

涡状轨道两侧设置有导向槽。

行走机构43包括框架431，框架431上设置有隔板，隔板将框架431划分为底部和上部，框架431上设置有转轴c，转轴c穿过隔板，一端设置有行走轮432，另一端设置有皮带传动机构433，行走轮432设置在导向槽内。

转轴c包括第一转轴c和第二转轴c，第一转轴c上设置有皮带轮a，第二转轴c上设置有皮带轮b，皮带轮a和皮带轮b上绕装有同步带，第一转轴c上设置有电机c，电机c与第一转轴c连接。。

本发明扩孔机构的工作原理：电机c驱动行走机构沿着涡状轨道行走，实现涡状轨道由内到外的直径逐渐增大，实现扩孔的目的，扩孔的范围大。

本发明工作过程：开启电机a，缺齿斜齿轮带动斜齿轮旋转，斜齿轮旋转可以调节钻孔机构的位置，启动电动推杆，将钻孔机构调整到需要钻孔的位置，开启电机b，斜角刀片a与斜角刀片b反向旋转对土墙进行钻孔，通过斜齿轮的旋转，调节扩孔机构的位置，通过电动推杆的作用，将扩孔机构中的扩孔刀对准钻孔机构中钻的孔洞，开启电机c，进而对孔洞进行扩孔。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。