用于岩土工程中的岩石工程层土铺垫设备

摘要

本发明提供了一种用于岩土工程中的岩石工程层土铺垫设备。所述层土铺垫设备包括移动机构、载土推土装置、散土装置和压土机构；所述移动机构包括两根平行设置的行走轨道和架设在行走轨道上并可沿着行走轨道移动的行走支架；所述载土推土装置包括载土箱、推土板和推土机构，所述散土装置设置在行走支架临近前侧挡板的一侧，所述压土机构设置在行走支架临近后侧挡板的一侧，包括压土板和液压油缸。本发明集载土、推土、散土和压土为一体，通过一个设备可以完成整个岩石工程层土的铺土工作，提高了铺土效率，节约了工程，降低了施工成本，实现了使用一台设备将整个层土铺垫工作完成的目的，并能达到很好的铺垫效果。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑器械技术领域，特别涉及一种用于岩土工程中的岩石工程层土铺垫设备。

背景技术

建筑行业进行建筑时，工程层土的铺设是必须的，岩石工程层土是Ⅳ级土质，土壤结构坚硬，将土分裂后成块状或含黏粒砂石较多。现有的岩石工程层土铺设方法是将土方运送到施工现场，利用挖掘机或推土机将土方打散进行摊平，然后使用压路机压实地面，最后用平地机进行精平，整个铺土过程中需要使用多台不同的设备，每台设备只能完成一个功能，机械设备租赁费用昂贵，而且每台设备都必须配备至少一个工作人员，其施工人力成本较高；而且很多重型设备难以运输，会给施工带来很多不便。而且现有施工方法中，每次运输的土方只能完成一次铺填工作，所以需要不停的向施工地运输土方，在运输过程中会造成路面掉土，对空气严重污染。除此之外，在层土的实际工作中，因为工作环境复杂，地面凹凸不平，给层土的铺设带来了很大的困难，甚至会发生危险，影响安全，且因为工作量大，需要耗费大量人力，浪费资源，延长施工工期。

发明内容

针对现有岩石工程层土铺设方法中存在的问题，本发明提供了一种用于岩土工程中的岩石工程层土铺垫设备，该装置集载土、推土、压土、散土等功能为一体，实现了使用一台设备将整个层土铺垫工作完成的目的，并能达到很好的铺垫效果。

为了达到上述技术目的，本发明提供了一种用于岩土工程中的岩石工程层土铺垫设备，其特征在于：所述层土铺垫设备包括移动机构、载土推土装置、散土装置和压土机构；

所述移动机构包括两根平行设置的行走轨道和架设在行走轨道上并可沿着行走轨道移动的行走支架；每根行走轨道通过轨道支架架设在层土铺垫高度以上的位置，行走支架底部两侧分别设有行走机构，并通过行走机构在对应侧的行走轨道上移动；

所述载土推土装置包括载土箱、推土板和推土机构，所述载土箱为上口敞开的箱体，并通过缓冲支架安装在行走支架上，其前侧挡板为活动挡板，通过铰链构件和锁紧机构与载土箱的箱体连接，在前侧挡板上开设有推土口；所述推土板竖向置于载土箱内，其推土机构安装在载土箱的后侧挡板外部，其推杆伸入载土箱与推土板连接，并通过推土机构控制推杆伸缩带动推土板沿着载土箱移动将填土从载土箱的前侧推出；

所述散土装置设置在行走支架临近前侧挡板的一侧，包括第一旋转电机、旋转架、散土筒和散土刷，第一旋转电机安装在行走支架上，旋转架安装在第一旋转电机的转轴上，并通过第一旋转电机控制旋转架转动；所述散土筒和散土刷安装在旋转架上；

所述压土机构设置在行走支架临近后侧挡板的一侧，包括压土板和液压油缸，所述液压油缸一端铰链连接在载土箱上，另一端与压土板铰链连接，并通过液压油缸控制压土板翻转压土。

本发明进一步的技术方案：所述层土铺垫设备还包括调平机构，所述调平机构在铺土之前置于轨道下方，并对轨道进行调平；所述调平机构包括轨道托槽、调平支架、调整丝杠和旋转杠，所述轨道托槽置于行走轨道下方，并将行走轨道托起，所述调平支架固定在地面，在调平支架中部设有螺栓孔，所述调整丝杠一端与型材托转动连接，另一端穿过调平支架的螺栓孔，并与调平支架螺纹连接，在调整丝杠的下端设有穿孔，所述旋转杠穿插在调整丝杠的下端的穿孔内。

本发明进一步的技术方案：所述压土板的宽度与两根平行设置的行走轨道之间的间距相等，在压土板的两侧设有挡土板；在载土箱后侧底部设有长转轴，所述液压油缸的油缸底座固定在长转轴的中部，液压油缸的活塞端通过转轴机构与压土板的板面转动连接。

本发明进一步的技术方案：所述轨道支架包括横向钢支架、安装在横向钢支架底部的多个高度调节架和设置在每个高度调节架底部的地脚，所述行走轨道为截面呈圆形的滑轨；所述行走机构为设置在行走支架底部的滑块，行走支架通过两滑块与对应侧的滑轨滑动连接，并在行走支架上设有与外部牵引动力装置连接的牵引构件，在牵引动力装置的作用下带动行走支架沿着行走轨道移动。

本发明较优的技术方案：在行走支架上设有第一支撑板，所述缓冲支架包括平行置于第一支撑板上方的第二支撑板、固定安装在第一支撑板和第二支撑板之间的V形支撑架、以及连接第一支撑板和第二支撑板四根支撑轴；所述四根支撑轴两根一组对称设置在V形支撑架两侧，且同一侧的两个支撑轴交叉设置，每根支撑轴一端与第一支撑板转动连接，另一端与第二支撑板转动连接；所述载土箱为方形箱体，固定安装在第二支撑板上；所述第一旋转电机安装在第一支撑板上。

本发明较优的技术方案：所述载土箱的前侧挡板底部通过转动式铰链构件与载土箱箱体底面转动连接，在前侧挡板的两侧上部分别设有气动推杆，所述气动推杆包括气缸、气缸推杆和挡板推杆，所述气缸安装在载土箱的箱体侧面，挡板推杆一端与气缸推杆铰链连接，另一端通过转向块与前侧挡板连接，并在气缸的作用下，通过气缸推杆和挡板推杆推动前侧挡板沿着铰链构件转动180°与载土箱底面在同一平面上。

本发明较优的技术方案：所述推土机构包括推杆、第三旋转电机和电机转动连杆，所述第三旋转电机通过电机支座安装载土箱后侧挡板下方，其输出轴朝上，电机转动连杆安装在第三旋转电机的输出轴，推杆与电机转动连杆转动连接，在载土箱的后侧挡板上设有推杆伸入口，推杆的自由端从推杆伸入口伸入载土箱内，并与推土板转动连接。

本发明较优的技术方案：所述散土装置设有两套，对称设置在行走支架临近前侧挡板的一侧，每套散土装置包括一个滚筒状散土筒和两个钢刷式散土刷，套散土装置的第一旋转电机通过夹持架固定安装在行走支架上，其输出轴垂直朝下，旋转架的中部与第一旋转电机的输出轴转动连接，散土筒竖向设置在旋转架中部下方，两个散土刷对称设置在散土筒两侧。

本发明较优的技术方案：所述高度调节架是包括套在地脚外部的调节套和紧固螺栓，调节套与地脚滑动连接，调节套上部与横向钢支架固定连接，并在调节套上开设有多个调节孔，紧固螺栓穿过对应的调节孔与调节套螺栓连接，并将地脚固定锁紧。

本发明较优的技术方案：所述锁紧机构设有两个，对称设置在前侧挡板两侧下部，每侧的锁紧机构包括第二旋转电机和L型锁紧板，第二旋转电机通过电机支架固定在载土箱的侧面挡板上，L型锁紧板其中一板体固定在第二旋转电机的转轴上，并在第二旋转电机的转动下带动L型锁紧板转动使其另一板体置于载土箱的前侧挡板前方，将其固定锁紧。

本发明可以自带动力车头，也可以直接与外界的动力车头连接，通过外界动力车头牵引整个装置在行走轨道上移动；还可以针对该装置配制电控箱，通过电控箱对整个装置进行控制，或将电控箱的控制面板设置在动力车头内，在人工驾驶车头行驶时，可以在驾驶室内对整个装置进行控制。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明设有载土箱、推土机构、散土机构、压土机构，可以集载土、推土、散土和压土为一体，通过一个设备可以完成整个岩石工程层土的铺土工作，提高了铺土效率，节约了工程，降低了施工成本。

(2)本发明设有行走轨道，整个设备在轨道到移动完成自动铺土工作，在整个施工过程中只需要一个人对铺土过程进行监督，在载土箱内土量减少的同时提醒工作人员进行运土。

(3)本发明的行走轨道可以拆装组合，在轨道架设区域铺土工作完成之后，便可人工将铺土完成区域的轨道移动到待铺土区域，可以一次完成施工区域长度范围内的铺土工作，轨道的拆装工作相比设备搬运更加方便简单，降低施工难度。

(4)本发明中的行走轨道通过调平支架架设，可以根据施工区域的地形来调节轨道的高度，可以适用于各种凹凸不平的复杂工作环境；并能使用层土水平铺设，避免层土产生坡度，解决了平地机精平的问题。

(5)本发明中的载土箱可以一次载大量的土方，减少了铺土过程中的土方运输次数；载土箱通过缓冲支撑架支撑，避免因载土量太大而对轨道以及载土箱以下的设备压坏。

(6)本发明中的散土装置包括钢刷和滚筒，其钢刷可以将土块散开，滚筒可以将比较大的土块打碎，方便土块的散开工作。

(7)本发明中的压土装置可以一次性将散开的土成块压实，不留空隙，解决了土方压实的问题，并能通过两侧的挡板避免压实后的土块向两侧散开，避免产生层土重叠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中轨道支架的结构示意图；

图3是本发明中调平机构的结构示意图；

图4是本发明中载土箱的结构示意图；

图5是本发明中推土机构的结构示意图；

图6是本发明中载土箱和行走机构的连接示意图；

图7是本发明中散土装置的结构示意图；

图8是本发明中压土机构的结构示意图；

图9是本发明前侧挡板打开推土的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。附图1至图9均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本发明实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本发明的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例提供了一种用于岩土工程中的岩石工程层土铺垫设备，如图1所示，包括移动机构、载土推土装置、散土装置和压土机构；所述移动机构包括两根平行设置的行走轨道1和架设在行走轨道1上并可沿着行走轨道1移动的行走支架2；每根行走轨道1通过轨道支架3架设在层土铺垫高度以上的位置，如图2所示，所述轨道支架3包括横向钢支架300、安装在横向钢支架300底部的多个高度调节架301和设置在每个高度调节架301底部的地脚304，所述行走轨道1为截面呈圆形的滑轨。所述高度调节架301包括套在地脚304外部的调节套和紧固螺栓，调节套与地脚304滑动连接，调节套上部与横向钢支架300固定连接，并在调节套上开设有多个调节孔，紧固螺栓穿过对应的调节孔与调节套螺栓连接，并将地脚304固定锁紧。如图1所示，在行走支架3的底部两侧对称设有滑块，并通过滑块与行走轨道1滑动练级，在行走支架2的前侧对称设有两个牵引构件16，牵引构件16可以直接采用牵引环或牵引链，主要式用于与外界的牵引动力装置(比如拖拉机头或牵引机或其它动力源)连接，通过外界的动力装置拉动行走支架2沿着行走轨道1移动。

为了方便调平整个设备，实施例中的层土铺垫设备还包括调平机构，如图3所示，所述调平机构在铺土之前置于轨道下方，并对轨道进行调平；所述调平机构包括轨道托槽17、调平支架18、调整丝杠19和旋转杠20，所述轨道托槽17置于横向钢支架300下方，并将行走轨道1托起，所述调平支架 18固定在地面，在调平支架18中部设有螺栓孔，所述调整丝杠19一端与型材托17转动连接，另一端穿过调平支架18的螺栓孔，并与调平支架18螺纹连接，在调整丝杠19的下端设有穿孔，所述旋转杠20穿插在调整丝杠19的下端的穿孔内。在调整行走轨道1时，先将调平机构安装好，调平支架18底部固定在地面，将所有的高度调节架301的紧固调节螺栓拧松，然后转动旋转杠20从而对行走轨道1的高度进行调整，当两根行走轨道1调平后，通过锁紧螺栓将高度调节架301锁紧。

实施例提供的一种用于岩土工程中的岩石工程层土铺垫设备，如图1和图4所示，所述载土推土装置包括载土箱5、推土板6和推土机构7，所述载土箱5为上口敞开的方形箱体，载土箱5出土侧的前侧挡板501底部通过转动式铰链构件502与载土箱箱体底面转动连接，在前侧挡板501上开设有推土口504；在前侧挡板501的两侧上部分别设有气动推杆，所述气动推杆包括气缸505、气缸推杆506和挡板推杆507，所述气缸505安装在载土箱5的箱体侧面，挡板推杆507一端与气缸推杆506铰链连接，另一端通过转向块 508与前侧挡板501连接，并在气缸505的作用下，通过气缸推杆506和挡板推杆507推动前侧挡板501沿着铰链构件502转动180°与载土箱5底面在同一平面上，方便把载土箱5内的填土通过前侧挡板501上的推土口504 推出。所述推土板6的面积与载土箱5的截面积相同，竖向置于载土箱5内，并可在载土箱5内移动。如图5所示，所述推土机构7安装在载土箱5的后侧挡板500外部，推土机构7包括推杆700、第三旋转电机701和电机转动连杆702，所述第三旋转电机701通过电机支座安装载土箱5后侧挡板500 下方，其输出轴朝上，电机转动连杆702安装在第三旋转电机701的输出轴，推杆700与电机转动连杆702转动连接，在载土箱的后侧挡板500上设有推杆伸入口509，推杆700的自由端从推杆伸入口509伸入载土箱5内，并与推土板6转动连接。当载土箱5的前侧挡板500打开时，通过推土机构7控制推杆700伸缩带动推土板6沿着载土箱5移动将填土从载土箱5的前侧挡板500的推土口504推出。载土箱5的前侧挡板500关闭后，通过锁紧机构 503锁机，所述锁紧机构设有两个，对称设置在前侧挡板501两侧下部，每侧的锁紧机构503包括第二旋转电机5030和L型锁紧板5031，第二旋转电机5030通过电机支架固定在载土箱5的侧面挡板上，L型锁紧板5031其中一板体固定在第二旋转电机5030的转轴上，并在第二旋转电机5030的转动下带动L型锁紧板5031转动使其另一板体置于载土箱5的前侧挡板501前方，将其固定锁紧。

实施例提供的一种用于岩土工程中的岩石工程层土铺垫设备，如图1和 6所示，所述载土箱5通过缓冲支架8安装在行走支架2上，缓冲支架8可以起到一定的缓冲作用，避免因载土量太大而对轨道以及载土箱以下的设备压坏。在行走支架2上设有第一支撑板200，所述缓冲支架8包括平行置于第一支撑板200上方的第二支撑板800、固定安装在第一支撑板200和第二支撑板800之间的V形支撑架801、以及连接第一支撑板200和第二支撑板 800的四根支撑轴802；所述四根支撑轴802两根一组对称设置在V形支撑架 801两侧，且同一侧的两个支撑轴交叉设置，每根支撑轴802一端与第一支撑板200转动连接，另一端与第二支撑板800转动连接；所述载土箱5为方形箱体，固定安装在第二支撑板800上。如图7所示，所述散土装置设置在行走支架2临近前侧挡板501的一侧，设有两套，每套散土装置包括第一旋转电机9、旋转架10、一个滚筒状的散土筒11和两个钢刷式散土刷12，第一旋转电机9通过夹持架900安装在行走支架2的第一支撑板200上，其输出轴垂直朝下，旋转架10的中部与第一旋转电机9的输出轴转动连接，散土筒11竖向设置在旋转架10中部下方，两个散土刷12对称设置在散土筒11 两侧。通过第一旋转电机9控制旋转架10转动，从而带动散土筒11和散土刷12转动，散土刷12将推出的土散开，散土筒11转动可以打碎大土块。

实施例提供的一种用于岩土工程中的岩石工程层土铺垫设备，如图1和图8所示，其压土机构设置在行走支架2临近后侧挡板500的一侧，包括压土板13和液压油缸14，所述液压油缸14一端铰链连接在载土箱5上，另一端与压土板13铰链连接，并通过液压油缸14控制压土板13翻转压土，将土块压实。所述压土板13的宽度与两根平行设置的行走轨道1之间的间距相等，为了避免在压土过程中土体被挤压到轨道以外的区域，在压土板13的两侧设有挡土板15。在载土箱5后侧底部设有长转轴17，所述液压油缸14的油缸底座固定在长转轴17的中部，液压油缸14的活塞端通过转轴机构与压土板 13的板面转动连接。

本发明在具体使用时，可以与现有的牵引设备，比如拖拉机机头、牵引机等带有动力设备，并由人工驾驶的机头对整个设备进行牵引，将牵引机头通过牵引链与行走支架2的前侧对称设有两个牵引构件16连接，两个牵引构件16可以保证牵引平衡，为了不影响散土和压土工作，牵引机头可以通过较长的牵引链进行牵引；该设备除了使用牵引设备带动其移动外，还可以使用其它外力带动其运动，均为现有技术，并不是本发明的保护点。

在使用本发明进行工程层土铺垫时，先在待铺垫区域安装轨道支架3，通过调平机构对行走轨道1进行调平，在轨道调平之后，便可将高度调节架 301固定锁紧；并将调平机构撤掉，在调平机构的位置支架进行固定；然后将行走轨道1铺设在轨道支架3上，并将行走支架2吊运到行走轨道1的起始部位，并通过滑块与行走轨道1滑动连接，然后安装好固定有载土箱5的缓冲支架8，通过运土设备将载土箱5中运满土，将牵引机头与行走支架2 连接。如图9所示，首先通过气缸505通过气缸推杆506和挡板推杆507带动载土箱5的前侧挡板500向前翻转180°，使前侧挡板500与载土箱5的底板在同一平面，然后控推土机构7的旋转电机转动，带动推杆700向前推动推板6，将载土箱5内的填土朝向前侧挡板500的方向推出，当填土推至前侧挡板500的推土口504时，便通过推土口504落入两根行走轨道1之间，然后控制散土装置的旋转电机转动，带动散土筒11和散土刷12将落下的土散开，并在散土过程中通过外界动力带动整个设备沿着行走轨道移动，在压土板13移动至推填土区域，便可控制液压油缸14带动压土板13对土层进行压实，压实工作完成后液压油缸14缩回原位，完成压土，随后整体装置再次向前整体一个身位，重复上述动作。当整个轨道区域的铺土工作完成自后，可以将轨道拆下移动至下一个区域，继续重复上述工作。

上述各个电机和液压油缸的控制可以通过设置控制箱单独控制，也可以通过信号线连接后，整体控制。整个施工过程，需要配备一个牵引设备的驾驶员，和两名辅助工作人员，在每个阶段进行控制实现倒土、推土、散土和压土过程。

以上所述，只是本发明的一个实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。