步履式钻机的制作方法

本发明涉及桩孔钻机技术领域，具体为一种步履式钻机。

背景技术：

输电线路工程山地基础地形复杂、地质条件复杂、交通条件差（没有现成的路且很多情况下有几米高的断层峭壁阻挡修路）、修建索道也是人工挖基础坑和桩孔。传统的原状土掏挖基础（掏挖桩）、岩石嵌固基础等型式，桩径较大，一般为1m以上，且埋深较深（6m-30m），对钻机的扭力要求大，基坑开挖机械成孔需要大扭矩力装备，大扭矩力装备体积大、重量大，难以上山，无法实现机械化施工。

由于山地的路况行走难、施工地基不平（斜坡）和有浮土层、突出岩石等不利条件，传统的履带式钻机难以行走，对施工场地条件要求较为严苛，严重影响施工进度，为此，提出一种步履式钻机，旨在解决上述问题。

技术实现要素：

针对背景技术中提出的现有山地微桩多功能钻机在施工作业过程中存在的不足，本发明提供了一种步履式钻机，具备越障能力强、山地多地形适应性强的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种步履式钻机，包括底盘总成，所述底盘总成的周侧矩形阵列有可相互独立动作的四组支腿总成和履带行走总成，所述支腿总成由可左右摆动的上关节、可上下顶升的中关节以及可固定支撑的下关节组成，所述履带行走总成固定安装于支腿总成的下关节处，且所述履带行走总成为独立驱动的履带轮。

优选的，所述支腿总成由固定件、水平铰接件、调跨液压杆、连接件、调高液压杆、支撑件、支撑液压杆、换向件和调向液压杆组成，所述固定件的一端固定安装于底盘总成的顶端，所述固定件的另一端通过销轴铰接有水平铰接件，在所述固定件和水平铰接件的背侧设有调跨液压杆，所述调跨液压杆的固定端铰接于固定件的背侧，所述调跨液压杆的伸缩端铰接于水平铰接件背侧，所述水平铰接件的另一端底部通过销轴铰接有连接件，在所述水平铰接件的顶端通过销轴铰接有调高液压杆，所述调高液压杆的另一端通过销轴铰接于连接件的顶端，在所述连接件的另一端通过销轴铰接有支撑件，所述支撑件的顶端铰接有支撑液压杆，所述支撑液压杆的自由伸缩端铰接于连接件的顶端，所述支撑件的另一端通过销轴铰接有换向件，所述换向件的一端固定连接于履带行走总成的一侧，所述换向件的另一端位于支撑件内部且铰接有调向液压杆，所述调向液压杆的另一端铰接于支撑件的内部。

优选的，所述履带行走总成由动力箱、前导轮、后导轮、驱动盘、支撑轮、驱动轮和步履带组成，所述动力箱的一侧铰接于换向件的一端，所述动力箱的左右两端分别设有前导轮和后导轮，所述动力箱的上下两端分别设有驱动盘和支撑轮，所述驱动盘的外部固定安装有驱动轮，所述动力箱的外部设有步履带，所述前导轮、后导轮、支撑轮和驱动轮通过步履带传动连接，所述驱动盘的端部与动力箱内设置的马达输出轴传动连接。

优选的，所述前导轮相对于支撑轮和后导轮抬高布置。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过在底盘总成侧设置四组支腿总成和履带行走总成，由传统的履带式条轮变为步履式行走轮，可有效将底盘总成抬离更高的地面高度，能够适应山地作业所存在的多工况凹凸不平的地面，可直接平开通过较高障碍物，且每组支腿总成和履带行走总成均能够实现单独运动，可跨越通过更高的断层地形，爬坡角度可更大。

2、本发明通过将支腿总成设置为三关节形式，可使得车身在行走过程中遇局部凹凸坑的地面时，通过单独调节相应位置的支腿总成处关节伸缩，可调整车身保持水平，同时，在缓坡上作业或爬坡时，亦能通过调节前后支腿总成处的关节伸缩，以使得车身保持水平，可有效保障操作人员的舒适性和安全性。

3、该步履式钻机能够轻松的移动跨越1.4m以下的障碍物，且在3.7m以下都是安全式的跨越高度，极限跨越高度可达4.2m，方便行走在各种复杂的山地上，便于在山地上进行作业。

附图说明

图1为本发明各结构总成整装图；

图2为本发明图1的俯视图；

图3为本发明支腿总成、履带行走总成与底盘总成分布安装示意图；

图4为本发明支腿总成与履带行走总成安装结构示意图；

图5为本发明支腿总成爆炸图；

图6为本发明履带行走总成爆炸图；

图7为本发明钻机转弯俯视示意图；

图8为本发明钻机大角度爬坡状态示意图；

图9为本发明钻机小角度爬坡状态示意图；

图10为本发明钻机越障作业示意图；

图11为本发明钻机跨越断层初始状态示意图；

图12为本发明钻机成功跨越断层状态示意图。

图中：1、底盘总成；2、驾驶室及智能控制系统总成；3、主泵及动力站总成；4、液压油箱总成；5、柴油箱总成；6、伸缩臂总成；7、机械手总成；8、支腿总成；81、固定件；82、水平铰接件；83、调跨液压杆；84、连接件；85、调高液压杆；86、支撑件；87、支撑液压杆；88、换向件；89、调向液压杆；9、履带行走总成；91、动力箱；92、前导轮；93、后导轮；94、驱动盘；95、支撑轮；96、驱动轮；97、步履带；10、障碍本体。

具体实施方式

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。

请参阅图1-12，一种步履式钻机，包括底盘总成1、驾驶室及智能控制系统总成2、主泵及动力站总成3、液压油箱总成4、柴油箱总成5、伸缩臂总成6、机械手总成7、支腿总成8和履带行走总成9，底盘总成1采用挖掘机形式的底盘，可实现360度的旋转，其中，支腿总成8和履带行走总成9为一组，共设有四组，分别矩形阵列于底盘总成1的周侧，每组支腿总成8和履带行走总成9可单独调节动作，也可同步调节动作，其中，支腿总成8由固定件81、水平铰接件82、调跨液压杆83、连接件84、调高液压杆85、支撑件86、支撑液压杆87、换向件88和调向液压杆89组成，固定件81的一端固定安装于底盘总成1的顶端，固定件81的另一端通过销轴铰接有水平铰接件82，参阅图3，在固定件81和水平铰接件82的背侧设有调跨液压杆83，调跨液压杆83的固定端铰接于固定件81的背侧，调跨液压杆83的伸缩端铰接于水平铰接件82背侧，调跨液压杆83的伸缩用以带动水平铰接件82相对固定件81水平转动，水平铰接件82的另一端底部通过销轴铰接有连接件84，在水平铰接件82的顶端通过销轴铰接有调高液压杆85，调高液压杆85的另一端通过销轴铰接于连接件84的顶端，调高液压杆85的伸缩用以调整固定件81的垂直高度，在连接件84的另一端通过销轴铰接有支撑件86，支撑件86的顶端铰接有支撑液压杆87，支撑液压杆87的自由伸缩端铰接于连接件84的顶端，支撑液压杆87用以辅助顶升并支撑连接件84，支撑件86的另一端通过销轴铰接有换向件88，换向件88的一端固定连接于履带行走总成9的一侧，换向件88的另一端位于支撑件86内部且铰接有调向液压杆89，调向液压杆89的另一端铰接于支撑件86的内部，调向液压杆89的伸缩用以实现履带行走总成9相对于换向件88的铰接轴转动一定量的角度。

在上述机构中，固定件81、连接件84和支撑件86将支腿总成8分为三个关节部位，固定件81为固定部位，连接件84为活动调节部位，支撑件86为支撑部位，两个相连关节之间通过设置的调跨液压杆83或调高液压杆85或支撑液压杆87或调向液压杆89，对相应处的关节部分提供驱动力，使得固定件81能够完成底盘总成1的顶升动作以及高低调节，同时能够完成两个履带行走总成9之间的跨距调节。

其中，履带行走总成9由动力箱91、前导轮92、后导轮93、驱动盘94、支撑轮95、驱动轮96和步履带97组成，动力箱91的一侧铰接于换向件88的一端，动力箱91的左右两端分别设有前导轮92和后导轮93，动力箱91的上下两端分别设有驱动盘94和支撑轮95，驱动盘94的外部固定安装有驱动轮96，动力箱91的外部设有步履带97，前导轮92、后导轮93、支撑轮95和驱动轮96通过步履带97传动连接，驱动盘94端部与动力箱91内设置的马达输出轴传动连接。其中，支撑轮95的数量设有三组，三组支撑轮95水平等间距分布。其中，前导轮92相对于支撑轮95和后导轮93抬高布置，以使得步履带97由支撑轮95到前导轮92段为斜向段，从而便于山地中的凹凸地形行走，同时，斜带轮的设置，可使得底盘总成1顶升时，支腿总成8斜向支撑传力至履带处，由履带的斜带段承载大部分的拉应力而非切应力，从而能够保障履带承载特性很好的适配于支腿总成8的结构性布置。

通过在底盘总成1侧设置四组支腿总成8和履带行走总成9，由传统的履带式条轮变为步履式行走轮，可有效将底盘总成1抬离更高的地面高度，能够适应山地作业所存在的多工况凹凸不平的地面，可直接平开通过较高障碍物，参阅图1，图中障碍本体10即为平开状态通过较高障碍物，且每组支腿总成8和履带行走总成9均能够实现单独运动，可跨越通过更高的断层地形，爬坡角度可更大。

通过将支腿总成8设置为三关节形式，可使得车身在行走过程中遇局部凹凸坑的地面时，通过单独调节相应位置的支腿总成8处关节伸缩，可调整车身保持水平，同时，在缓坡上作业或爬坡时，亦能通过调节前后支腿总成8处的关节伸缩，以使得车身保持水平，可有效保障操作人员的舒适性和安全性。

本发明实际生产实施后的一种规格及使用状态如下所述：

履带前后转向角度为15°，水平路面行走时，底盘与地面保持1000mm间隙，底盘与地面间隙最大可达1400mm。当四条履带中任何一条遇到凹凸不平地面时，可根据凹凸±400mm自动调整履带向下摆动，即通过履带行走总成9进行调节履带，使得车身能够顺利通过凹坑，且还能够保证车身处于水平状态，同时始终保证履带与车身平行。

当遇到障碍物高度在±1000mm以内时，机器车身具有自动调平功能。将底盘与地面间隙调至1400mm，即通过支腿总成8和履带行走总成9进行自动调节，能够轻松使得其中任何一个履带行走总成9抬起，进行跨越障碍物。且还能够保证车身处于水平状态，同时始终保证履带与车身平行。

当遇到障碍物高度在超过±1000mm却又在±1400mm以内时，操作人员可进行手动操作，而机器车身不再有自动调平功能。将底盘与地面间隙调至1400mm，即通过支腿总成8和履带行走总成9进行调节，能够轻松使得其中任何一个履带行走总成9抬起，进行跨越障碍物。且还能够保证车身处于水平状态，同时始终保证履带与车身平行。

该步履式钻机的四条支腿既能同时伸出收回，也能单独伸出收回，伸出缩回过程中始终保持与底架平行状态。

转向时，要求前左右履带必须同时转向，且转向角度一致，后左右履带同时转向，转向角度一致，前后履带转向分开控制。

机器在不大于19°坡面行走时，机器车身始终能保持水平，履带能够自动适应路面状况，自动调整角度；机器在大于19°坡行走时，车身应在始终保持之前行走状态的基础上进行更大角度的爬坡，显示器上应实时显示实际坡度和车身前后倾角（例如实际坡度显示为30°，车身前后倾角应显示为11°），当实际坡度大于35°时，语音报警提示将有溜坡危险，并且此时机器强行禁止前行；能够实时显示车身左右倾角，当左右自动调平到达极限位置时，语音播报将有侧翻危险，并且强制停止前行。

跨越障碍物时，越障高度不大于3.7m，前后履带能够调至水平状态，当高度大于3.7m时，设置报警灯，提示操作人员停止攀爬。但是还可以进行手动设置，极限高度可达4.2m。

采用双速行走马达，快速行走可达3-5km/h，爬坡慢速行走速度1.5-2km/h，爬坡能力强，能爬25°坡角度；如加卷扬绞盘可爬35°坡角度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。