本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種擴(kuò)底鉆頭。

背景技術(shù)：

在工程作業(yè)打樁過(guò)程中，樁孔需要進(jìn)行擴(kuò)孔，以往都是利用帶尖的樁進(jìn)行沖壓來(lái)擴(kuò)孔，當(dāng)鉆機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)在鉆具自重作用下使擴(kuò)底翼逐漸張開(kāi)，切削孔壁進(jìn)行擴(kuò)底，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01210186696.2公開(kāi)了一種擴(kuò)底鉆頭，并對(duì)使用方法進(jìn)行說(shuō)明，其擴(kuò)底的刀具均置于擴(kuò)底鏟片的側(cè)壁，該刀具布置方法擴(kuò)底時(shí)受力主要分布于擴(kuò)底鏟片的側(cè)壁，易造成因應(yīng)力集中而引起的擴(kuò)底鏟片損壞，擴(kuò)底效率低。

并且現(xiàn)有的連桿設(shè)置復(fù)雜，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)極易受工作環(huán)境的限制，在擴(kuò)底完成后，成井質(zhì)量無(wú)法觀測(cè)，進(jìn)而導(dǎo)致施工質(zhì)量無(wú)法保證，容易造成二次返工。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種擴(kuò)底鉆頭，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種擴(kuò)底鉆頭，包括中心支柱，所述中心支柱上套設(shè)有第一連接器和第二連接器，所述第一連接器固定連接在所述中心支柱上，所述第二連接器滑動(dòng)連接在所述中心支柱上，所述第一連接器與所述第二連接器之間設(shè)有液壓推桿，所述第一連接器外側(cè)設(shè)有四個(gè)均布設(shè)置的第一安裝部，相鄰的所述第一安裝部之間形成固定空間，其中兩個(gè)不相鄰的所述固定空間內(nèi)均設(shè)有攝像裝置；

所述第二連接器外側(cè)設(shè)有四個(gè)均布設(shè)置的第二安裝部，所述中心支柱的外側(cè)設(shè)有裝卸鏟斗，所述裝卸鏟斗的上部設(shè)有與所述第一安裝部活動(dòng)連接的傳導(dǎo)部，所述傳導(dǎo)部通過(guò)連桿與所述第二安裝部活動(dòng)連接，所述傳導(dǎo)部的下方固定連接有擴(kuò)底鏟片，所述傳導(dǎo)部與擴(kuò)底鏟片連接處的內(nèi)側(cè)設(shè)有測(cè)距傳感裝置。

進(jìn)一步地，所述中心支柱的底部設(shè)有限位環(huán)。

進(jìn)一步地，所述液壓推桿的頂出部活動(dòng)連接在所述第二連接器的外側(cè)壁上。

進(jìn)一步地，所述攝像裝置的固定空間內(nèi)設(shè)有上固定板和下固定板，所述上固定板和下固定板均為硬性透明材質(zhì)制成。

優(yōu)選地，與所述攝像裝置相鄰的固定空間內(nèi)設(shè)有固定套環(huán)，所述液壓推桿的固定部安裝在所述固定套環(huán)內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述第二連接器為兩個(gè)半圓形的鋼板固定而成。

進(jìn)一步地，所述裝卸鏟斗是由四個(gè)擴(kuò)底鏟片圍成的筒體結(jié)構(gòu)，所述傳導(dǎo)部和所述擴(kuò)底鏟片的外側(cè)壁均設(shè)置有若干個(gè)切土刀。

優(yōu)選地，所述擴(kuò)底鏟片的底部設(shè)有擋土件且四個(gè)所述擋土件拼接成封閉圓形，所述擴(kuò)底鏟片的豎直兩側(cè)壁為呈角度內(nèi)傾設(shè)置。

優(yōu)選地，所述液壓推桿的內(nèi)部設(shè)有位移傳感器。

本發(fā)明的有益效果：機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作、維修方便、生產(chǎn)成本低；切土刀均布于擴(kuò)底鏟片外側(cè)，避免應(yīng)力集中，工作效率高；激光傳感器將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋至操作系統(tǒng)，操作員可根據(jù)所反饋數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整鉆頭的垂直度，保證成井質(zhì)量；擴(kuò)底作業(yè)完成后，開(kāi)啟激光測(cè)距和井壁攝像裝置，可對(duì)作業(yè)完成后的井壁質(zhì)量和井的直徑進(jìn)行數(shù)據(jù)和圖像采集，避免擴(kuò)底鉆頭的二次下井，提高了工作效率，節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的一種擴(kuò)底鉆頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的第一連接器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的第二連接器的俯視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的裝卸鏟斗的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的一種擴(kuò)底鉆頭的外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的一種擴(kuò)底鉆頭的工作流程圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的控制系統(tǒng)框圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的液壓推桿行程示意圖。

圖中：1、中心支柱；1-1、限位環(huán)；2、第一連接器；2-1、第一安裝部；2-2、固定套環(huán)；3、第二連接器；3-1、第二安裝部；4、液壓推桿；5、攝像裝置；5-1、測(cè)距裝置；6、擴(kuò)底鏟片；6-1、傳導(dǎo)部；6-2、切土刀；6-3、擋土件；7、連桿；8、測(cè)距傳感裝置。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1-5所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的一種擴(kuò)底鉆頭，包括中心支柱1，所述中心支柱1上套設(shè)有第一連接器2和第二連接器3，所述第一連接器2固定連接在所述中心支柱1上，所述第二連接器3滑動(dòng)連接在所述中心支柱1上，所述第一連接器2與所述第二連接器3之間設(shè)有液壓推桿4，所述第一連接器2外側(cè)設(shè)有四個(gè)均布設(shè)置的第一安裝部2-1，相鄰的所述第一安裝部2-1之間形成固定空間，其中兩個(gè)不相鄰的所述固定空間內(nèi)對(duì)稱設(shè)有攝像裝置5和測(cè)距裝置5-1；

所述第二連接器3外側(cè)設(shè)有四個(gè)均布設(shè)置的第二安裝部3-1，所述中心支柱1的外側(cè)設(shè)有裝卸鏟斗，所述裝卸鏟斗的上部設(shè)有與所述第一安裝部2-1活動(dòng)連接的傳導(dǎo)部6-1，所述傳導(dǎo)部6-1通過(guò)連桿7與所述第二安裝部3-1活動(dòng)連接，所述傳導(dǎo)部6-1的下方固定連接有擴(kuò)底鏟片6，所述傳導(dǎo)部6-1與擴(kuò)底鏟片6連接處的內(nèi)側(cè)設(shè)有測(cè)距傳感裝置8。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述中心支柱1的底部設(shè)有限位環(huán)1-1。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述液壓推桿4的下部掛耳鉸接在所述第二連接器3的外側(cè)壁的上。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述攝像裝置5和測(cè)距裝置5-1的固定空間內(nèi)設(shè)有上固定板和下固定板，所述上固定板和下固定板均為硬性透明材質(zhì)制成。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，與所述攝像裝置5和測(cè)距裝置5-1相鄰的固定空間內(nèi)設(shè)有固定套環(huán)2-2，所述液壓推桿4的固定部安裝在所述固定套環(huán)2-2內(nèi)。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述第二連接器3為兩個(gè)半圓形的鋼板固定而成，便于維修。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述裝卸鏟斗是由四個(gè)擴(kuò)底鏟片6圍成的筒體結(jié)構(gòu)，所述傳導(dǎo)部6-1和所述擴(kuò)底鏟片6的外側(cè)壁均設(shè)置有若干個(gè)切土刀6-2。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述擴(kuò)底鏟片6的底部設(shè)有擋土件6-3且四個(gè)所述擋土件6-3拼接成封閉圓形，所述擴(kuò)底鏟片6的豎直兩側(cè)壁為呈角度內(nèi)傾設(shè)置。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述液壓推桿4的內(nèi)部設(shè)有位移傳感器。

為了方便理解本發(fā)明的上述技術(shù)方案，以下通過(guò)具體使用方式上對(duì)本發(fā)明的上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

在具體使用時(shí)，根據(jù)本發(fā)明所述的一種擴(kuò)底鉆頭，主要包括中心支柱1、液壓推桿4、激光測(cè)距裝置、井壁成像裝置、裝卸鏟斗，其中，第一連接器2和第二連接器3分別在中心支柱1的上部和下部。

液壓推桿4內(nèi)置位移傳感器，用于監(jiān)測(cè)液壓推桿4的頂出距離；

裝卸鏟斗由四個(gè)均勻布置的擴(kuò)底鏟片6組成，擴(kuò)底鏟片6上端部通過(guò)銷軸鉸接于第一連接器2上的第一安裝部的安裝孔內(nèi)。

擴(kuò)底鏟片6外壁設(shè)置有切土刀6-2，擴(kuò)底鏟片6豎直兩側(cè)壁為呈角度內(nèi)傾設(shè)置，擴(kuò)底鏟片6上部與傳導(dǎo)部6-1接觸處的位置，內(nèi)側(cè)放置有測(cè)距傳感裝置8，測(cè)距傳感裝置8為激光測(cè)距傳感器，擴(kuò)底鏟片6的下部豎直部下端置有擋土件6-3。

激光測(cè)距裝置和井壁成像裝置由攝像裝置5和測(cè)距裝置5-1組成，井壁成像裝置外側(cè)上安裝有抗劃痕透明板，便于攝像裝置5和測(cè)距裝置5-1觀察。

液壓推桿4的上部置于第一連接器2的固定套環(huán)內(nèi)，與攝像裝置5和測(cè)距裝置5-1呈90°角布置，液壓推桿4下部的頂出部通過(guò)銷軸鉸接于套裝在中心支柱1外壁的第二連接器3上，第二連接器3上設(shè)有液壓推桿安裝孔。

連桿7的一端鉸接于傳導(dǎo)部6的連桿鉸接孔內(nèi)，另一端通過(guò)銷軸鉸接于套裝在中心支柱1外壁的第二連接器3上的第二安裝部3-1的安裝孔內(nèi)。

機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可操作性強(qiáng)，可使擴(kuò)底時(shí)產(chǎn)生的土順利進(jìn)入裝卸鏟斗內(nèi)，激光測(cè)距傳感器采集數(shù)據(jù)反饋至操作系統(tǒng)，成像后驅(qū)動(dòng)液壓推桿4控制擴(kuò)底鏟片6開(kāi)合程度，擴(kuò)底完成后，可對(duì)成井的直徑和井壁質(zhì)量及時(shí)進(jìn)行觀測(cè)并將數(shù)據(jù)反饋至操作系統(tǒng)。

如圖6-7所示，在具體使用時(shí)，根據(jù)本發(fā)明所述的一種擴(kuò)底鉆頭，其具體操作步驟如下：

s1、中心支柱1旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)中心支柱1上的相關(guān)部分轉(zhuǎn)動(dòng)；

s2、系統(tǒng)進(jìn)入初始化，在人機(jī)交互界面進(jìn)行擴(kuò)底高度和擴(kuò)底直徑等作業(yè)參數(shù)的設(shè)置，參數(shù)設(shè)置完后；

s3、啟動(dòng)測(cè)距的子程序，讀取激光測(cè)距傳感器采集的數(shù)據(jù)后，啟動(dòng)液壓推桿4的子程序；

s4、液壓推桿4收到指令后開(kāi)始上升，通過(guò)連桿7將動(dòng)力傳至擴(kuò)底鏟片6；

s5、擴(kuò)底鏟片6打開(kāi)，土層在切土刀6-2的作用下，經(jīng)擴(kuò)底鏟片6呈角度內(nèi)傾的豎直兩側(cè)壁進(jìn)入裝卸鏟斗，擋土件6-3將進(jìn)入擴(kuò)底鏟斗的土進(jìn)行阻擋，以免擴(kuò)底鏟斗在提升的過(guò)程中土的外露；

s6、當(dāng)人機(jī)交互界面上的圖像與作業(yè)吻合時(shí)，液壓推桿4下降至擴(kuò)底鏟片6為閉合狀態(tài)；

s7、此時(shí)啟動(dòng)測(cè)距和攝像分的測(cè)距傳感器和攝像裝置；

s8、當(dāng)測(cè)距和攝像將數(shù)據(jù)傳回地面經(jīng)控制系統(tǒng)分析后，作業(yè)參數(shù)滿足要求時(shí)，中心支柱1停止旋轉(zhuǎn)，擴(kuò)底鉆頭從井內(nèi)撤出；當(dāng)參數(shù)不滿足要求時(shí)，重復(fù)上述施工步驟。

如圖8所示，傳導(dǎo)部6為傾斜的連接板，液壓推桿行程可以根據(jù)三角關(guān)系計(jì)算得出，其公式為：；

為，傳導(dǎo)部6的底部到液壓推桿4的垂直距離；為傳導(dǎo)部6的底部到頂部的實(shí)際距離；為液壓推桿行程距離。

綜上所述，借助于本發(fā)明的上述技術(shù)方案，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作、維修方便、生產(chǎn)成本低；切土刀均布于擴(kuò)底鏟片外側(cè)，避免應(yīng)力集中，工作效率高；激光傳感器將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋至操作系統(tǒng)，操作員可根據(jù)所反饋數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整鉆頭的垂直度，保證成井質(zhì)量；擴(kuò)底作業(yè)完成后，開(kāi)啟激光測(cè)距和井壁攝像裝置，可對(duì)作業(yè)完成后的井壁質(zhì)量和井的直徑進(jìn)行數(shù)據(jù)和圖像采集，避免擴(kuò)底鉆頭的二次下井，提高了工作效率，節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

1.一種擴(kuò)底鉆頭，包括中心支柱（1），所述中心支柱（1）上套設(shè)有第一連接器（2）和第二連接器（3），其特征在于，所述第一連接器（2）固定連接在所述中心支柱（1）上，所述第二連接器（3）滑動(dòng)連接在所述中心支柱（1）上，所述第一連接器（2）與所述第二連接器（3）之間設(shè)有液壓推桿（4），所述第一連接器（2）外側(cè)設(shè)有四個(gè)均布設(shè)置的第一安裝部（2-1），相鄰的所述第一安裝部（2-1）之間形成固定空間，其中兩個(gè)不相鄰的所述固定空間內(nèi)對(duì)稱設(shè)有攝像裝置（5）和測(cè)距裝置（5-1）；

所述第二連接器（3）外側(cè)設(shè)有四個(gè)均布設(shè)置的第二安裝部（3-1），所述中心支柱（1）的外側(cè)設(shè)有裝卸鏟斗，所述裝卸鏟斗的上部設(shè)有與所述第一安裝部（2-1）活動(dòng)連接的傳導(dǎo)部（6-1），所述傳導(dǎo)部（6-1）通過(guò)連桿（7）與所述第二安裝部（3-1）活動(dòng)連接，所述傳導(dǎo)部（6-1）的下方固定連接有擴(kuò)底鏟片（6），所述傳導(dǎo)部（6-1）與擴(kuò)底鏟片（6）連接處的內(nèi)側(cè)設(shè)有測(cè)距傳感裝置（8）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擴(kuò)底鉆頭，其特征在于，所述中心支柱（1）的底部設(shè)有限位環(huán)（1-1）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擴(kuò)底鉆頭，其特征在于，所述液壓推桿（4）的下部掛耳鉸接在所述第二連接器（3）的外側(cè)壁的上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擴(kuò)底鉆頭，其特征在于，所述攝像裝置（5）的固定空間內(nèi)設(shè)有上固定板和下固定板，所述上固定板和下固定板均為硬性透明材質(zhì)制成。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種擴(kuò)底鉆頭，其特征在于，與所述攝像裝置（5）相鄰的固定空間內(nèi)設(shè)有固定套環(huán)（2-2），所述液壓推桿（4）的固定部安裝在所述固定套環(huán)（2-2）內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擴(kuò)底鉆頭，其特征在于，所述第二連接器（3）為兩個(gè)半圓形的鋼板固定而成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擴(kuò)底鉆頭，其特征在于，所述裝卸鏟斗是由四個(gè)擴(kuò)底鏟片（6）圍成的筒體結(jié)構(gòu)，所述傳導(dǎo)部（6-1）和所述擴(kuò)底鏟片（6）的外側(cè)壁均設(shè)置有若干個(gè)切土刀（6-2）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種擴(kuò)底鉆頭，其特征在于，所述擴(kuò)底鏟片（6）的底部設(shè)有擋土件（6-3）且四個(gè)所述擋土件（6-3）拼接成封閉圓形，所述擴(kuò)底鏟片（6）的豎直兩側(cè)壁為呈角度內(nèi)傾設(shè)置。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種擴(kuò)底鉆頭，其特征在于，所述液壓推桿（4）的內(nèi)部設(shè)有位移傳感器。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)了一種擴(kuò)底鉆頭，包括中心支柱，中心支柱上套設(shè)有第一連接器和第二連接器，第一連接器與第二連接器之間設(shè)有液壓推桿，第一連接器外側(cè)設(shè)有四個(gè)均布設(shè)置的第一安裝部，相鄰的第一安裝部之間形成固定空間，其中兩個(gè)不相鄰的固定空間內(nèi)均設(shè)有攝像裝置；第二連接器外側(cè)設(shè)有四個(gè)均布設(shè)置的第二安裝部，傳導(dǎo)部的下方固定連接有擴(kuò)底鏟片，傳導(dǎo)部與擴(kuò)底鏟片連接處的內(nèi)側(cè)設(shè)有測(cè)距傳感裝置。機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作、維修方便、生產(chǎn)成本低；切土刀均布于擴(kuò)底鏟片外側(cè)，避免應(yīng)力集中，工作效率高；可對(duì)作業(yè)完成后的井壁質(zhì)量和井的直徑進(jìn)行數(shù)據(jù)和圖像采集，避免擴(kuò)底鉆頭的二次下井，提高了工作效率，節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本。

技術(shù)研發(fā)人員：夏源;王煒;王偉威;劉甲振;劉長(zhǎng)榮;杜小偉;王丙仲

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵十六局集團(tuán)地鐵工程有限公司;中鐵十六局集團(tuán)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.02.08

技術(shù)公布日：2021.05.28