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一种土建基坑挖掘装置及其使用方法与流程

时间:2022-02-20 阅读: 作者:专利查询

一种土建基坑挖掘装置及其使用方法与流程

1.本技术涉及工程施工设备的领域,尤其是涉及一种土建基坑挖掘装置及其使用方法。


背景技术:

2.目前土建施工中,当基坑开挖的土方量较大时,通过采用挖机等大型挖掘设备开挖基坑。在开挖到基坑的设计深度时,由于大型机械不方便控制动作的精度,同时又为避免超而挖影响原状土,一般会在基坑的底部和侧壁之间,即基坑的阴角处残留有一定厚度的土壤,如图1所示。此时往往采用人工挖掘的方式来清理基坑阴角的残土,并对基坑阴角的两侧表面进行修整,但当基坑的阴角延伸长度较长时,人工清理残土的劳动量较大,效率较低。


技术实现要素:

3.为了提升清理基坑阴角残土的效率,本技术提供一种土建基坑挖掘装置及其使用方法。
4.第一方面,本技术提供的一种土建基坑挖掘装置采用如下的技术方案:一种土建基坑挖掘装置,包括移动载体和设在移动载体一侧的安装架,安装架远离移动载体的一侧设有铲板,铲板沿水平方向滑动设置在安装架上,安装架上设有用于驱使铲板往复运动的第一驱动件;铲板远离安装架的一侧转动设置有切板,切板的转动轴线处于铲板的上方,切板的转动轴线沿垂直于铲板的滑移方向水平设置,切板的长度方向与自身的转动轴线方向垂直,切板靠近铲板的一侧设有刮片,刮片跟随切板转动且能与铲板顶面抵触,安装架上还设有用于驱使切板转动的第二驱动件。
5.通过采用上述技术方案,通过机械开挖基坑剩余阴角的部分残土后,人工先挖掘清理出一段空间,其宽度能够供铲板和切板嵌入,驱使移动载体移动来调整铲板和切板的位置,使铲板和切板跟随前进的方向正对人工清理出的作业面。
6.操作人员先依次启动第一驱动件和第二驱动件,再通过移动载体带动安装架沿阴角的延伸方向前行,先使铲板通过往复运动,将前行方向上的阴角残土的底部铲出具有一定深度的切口,而后切板通过转动将阴角残土与坑壁之间切出切缝,刮片跟随切板转动同时将前方接触到的残土刮下,控制载体匀速前行,刮片便可逐渐将前行途中的阴角残土刮下,从而提升清理基坑阴角残土的效率,并且由于铲板和切板的切割,使得挖完残土的阴角表面可以更加平整,施工人员也无需再后续修整,进而使施工人员的劳动强度得以极大降低。
7.此外,刮片刮土的过程中受铲板和切板的切割作用,刮片每次转动接触到的部分残土,由于其底部和一侧分别与坑底和坑壁存有一定程度的分离,可将刮片刮下残土时的阻力降低一定程度,清理阴角残土的过程可以更加顺利。
8.优选的,所述安装架竖向滑动连接在移动载体上,移动载体上设有驱使安装架移
动的第三驱动件。
9.通过采用上述技术方案,当移动载体行进到基坑边缘位置时,通过第三驱动件驱使安装架移动到移动载体的头部位置,可使刮片再清理出一段距离的阴角残土,进一步减少需要人工挖土的工作量。
10.优选的,所述移动载体上竖向滑动连接有连接组件,安装架通过连接组件安装在移动载体上,第三驱动件用于驱使连接组件竖向移动;安装架水平滑动连接在连接组件上,安装架的滑移方向与铲板在安装架上的移动方向平行,连接组件上设有驱使安装架移动的第四驱动件。
11.通过采用上述技术方案,移动载体在未工作状态下行进的过程中,可通过第四驱动件将连接组件及安装架升起,以使铲板脱离地面,一方面减少铲板不必要的磨损,另一方面方便移动载体行进。
12.优选的,所述切板同轴线设置为多块且相互交叉,切板靠近铲板的一侧还设有切片,切片与刮片各对应一块切板并周向交叉间隔排布;切片与切板连接的一侧边沿平行于切板端部转动轨迹的方向延伸,刮片所平行的平面与切板的长度方向平行,切片和刮片各自远离切板转动轴线的一侧壁与切板转动轴线之间的距离相同。
13.通过采用上述技术方案,切片相比刮片与前方残土抵触的面积更小,切片则更容易将转动抵触到的残土切下并带下部分残土,而刮片由于其面向转动方向的一侧面积更大,更容易将切片清下并堆积在铲板上的残土刮至铲板前行方向的后侧,进而减少后续的切片转动的阻力。
14.切片与刮片交叉间隔分布在不同的切板上,则可使切片的切土和刮片刮土的动作之间存有一定的间隔,切片先切下前方部分残土后,刮片再转过时阻力可以相对小些,而切片转动脱离铲板上堆积的残土后,刮片则将更多的残土刮至铲板的后侧。
15.优选的,所述安装架上还设有螺旋输送组件,螺旋输送组件包括设在安装架上的管体、转动连接在管体内且一端穿出管体的转轴及设在转轴上的螺旋叶片,切板通过固定连接在转轴穿出管体的一端实现转动,管体的另一端朝远离切板的方向延伸,第二驱动件用于驱使转轴旋转;安装件上设有刮片远离切板一侧的侧板,侧板的底侧与铲板的顶面位置高度相同,侧板背离移动载体前进方向的一侧设有挡板,挡板位于侧板靠近切板的一侧,挡板的底端延伸至铲板顶面,挡板的顶端延伸到切板端部转动轨迹的顶侧;管体靠近切板的一端开设有开口朝上的收集口,收集口处于刮片转动轨迹的内侧。侧板背离移动载体前进方向的一侧设有挡板,挡板位于侧板靠近切板的一侧,挡板的底端延伸至铲板顶面,挡板的顶端延伸到切板端部转动轨迹的顶侧;管体靠近切板的一端开设有开口朝上的收集口,收集口处于刮片转动轨迹的内侧。
16.通过采用上述技术方案,通过侧板和挡板的围挡作用,切片和刮片刮下的残土先堆积在铲板上一部分,随着刮片的不断转动,刮片将铲板上的残土带起至管体的收集口的上方,再从收集口落入管体内,随后受螺旋叶片转动的作用,将管体内的残土传输到移动载体远离坑壁的一侧,不仅减少了铲板上残土的堆积,利于切板的转动,同时清理下的残土可以堆积在远离坑壁的地方,施工人员使用铲车等铲土设备可以更加方便地将阴角残土清理干净。
17.优选的,所述挡板呈圆弧形设置,挡板所对应的圆心落在转轴的轴线上,刮片远离转轴的一侧在刮片转至靠近挡板的一侧时与挡板抵触;刮片靠近转轴的一侧与管体的外侧壁抵触。
18.通过采用上述技术方案,刮片在朝上转动的过程中,其两侧分别与管体的外壁和挡板抵触,能够增加刮片单次转动行程能够带起的残土量,进而可以提升清理堆积在铲板上的残土的速度。
19.优选的,所述切板位于铲板远离安装架的一侧,切板端面与自身转动轴线之间的距离,大于切板转动轴线与铲板顶面之间的垂直距离。
20.通过采用上述技术方案,首先充分利用了铲板的宽度,以增大可以清理阴角残土的宽度,其次切板切出的切缝可以延伸至铲板切出切口的下方高度位置,使切片每次转动抵触的阴角残土与坑底和坑壁的分离程度可以增大,进而提升切片和刮片将阴角残土清理下来的顺利程度。
21.优选的,所述铲板的顶面设置有用于与切片和刮片抵接的抵接板,抵接板竖向滑动设置,铲板上设有用于驱使抵接板上移的弹性件。
22.通过采用上述技术方案,铲板通过抵接板与刮片抵接,当抵接板与刮片之间夹住石块等较硬的物质时,通过弹性件的变形可暂时增大刮片与抵接板之间的距离以供石块通过,进而降低切片或者刮片发生变形的概率。
23.另一方面,本技术还提供一种土建基坑挖掘装置的使用方法,包括以下步骤:s1、先在基坑阴角处人工清理出一段距离供铲板和切板嵌入,控制移动载体的行进方向,使铲板和切板正对人工清理出的作业面;s2、启动第一驱动件驱使铲板往复运动,然后启动第二驱动件驱使切板转动,再启动移动载体带动安装架沿阴角的延伸方向移动;s3、通过第三驱动件抬升安装架,使铲板的底部脱离坑底地面,再驱使移动载体将安装架带离基坑的阴角处。
24.通过采用上述技术方案,当基坑挖掘剩余坑底阴角部分的残土后,施工人员开动移动载体沿坑底一侧阴角的延伸方向前进,通过铲板和切板分别将阴角残土的底部和一侧切出切口,以便于刮板将每次转动接触到的残土清理下来,从而减少施人工挖掘基坑阴角残土的工作量。
25.综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:通过移动载体、铲板、切板及刮片的设置,可以替代人工方式将基坑阴角的残土挖下,提升阴角残土的清理效率,同时由于铲板和切板的切割,使得挖完残土的阴角表面可以更加平整,施工人员也无需再后续修整,进而使施工人员的劳动强度得以极大降低;通过连接件、第三驱动件及第四驱动件的设置,可在移动载体移动到基坑边缘位置时,使刮片再前行一段距离,且在移动载体未处于清理残土的情况下,能够将铲板抬升脱离地面,进而减少铲板不必要的磨损和方便移动载体移动;通过切片及切片和刮片交叉间隔排布的设置,切片更容易将阴角残体切下,刮片则主要用于将清理下的残土刮至铲板前行方向的后侧;通过侧板、挡板和螺旋输送组件的设置,可将清理下的残土堆积在远离坑壁的地方,施工人员使用铲车等铲土设备可以更加方便地将阴角残土清理干净。
附图说明
26.图1是基坑开挖后阴角残留土壤的示意图;图2是本技术实施例中一种土建基坑挖掘装置的整体结构示意图;图3是表示挖土机构的结构示意图;图4是表示挖土机构靠近移动载体一侧视角的结构示意图;图5是表示铲板结构的剖面示意图;图6是移动载体远离挖土机构的一侧的示意图。
27.附图标记说明:1、移动载体;11、头部;12、尾部;2、挖土机构;21、安装架;211、连接杆;212、安装件;2121、第一安装板;2122、第二安装板;2123、连接螺栓;213、第一液压缸;2131、连接轴;214、防护罩;2141、侧板;2142、挡板;22、连接组件;221、连接板;222、安装杆;223、第二液压缸;224、第三液压缸;23、铲板;231、抵接板;232、嵌槽;233、弹性板;24、刮土组件;241、切板;242、切片;243、刮片;25、螺旋输送组件;251、管体;2511、收集口;2512、出土口;252、转轴;253、螺旋叶片;254、电机。
具体实施方式
28.以下结合附图2-6对本技术作进一步详细说明。
29.本技术实施例公开一种土建基坑挖掘装置。
30.参照图2,土建基坑挖掘装置包括具有头部11和尾部12的移动载体1,本实施例中的移动载体1可为具有动力源的任意车体,移动载体1平行于其前进方向的一侧设置有挖土机构2,当基坑挖掘到剩余坑底阴角的部分残土后,施工人员将移动载体1设置挖土机构2的一侧靠近坑壁,开动移动载体1沿平行于该侧坑壁阴角的延伸方向前进移动,挖土机构2跟随移动并将阴角的残土挖下。
31.参照图2和图3,挖土机构2包括设置在移动载体1上的安装架21,安装架21包括安装件212,安装件212的长度方向与所在移动载体1一侧的水平延伸方向平行,安装件212与移动载体1之间连接有两根连接杆211,两根连接杆211沿平行于安装件212的长度方向间隔排布。
32.参照图4,安装件212包括一体成型的第一安装板2121和第二安装板2122,第一安装板2121和第二安装板2122的一侧长边连接,第一安装板2121的宽边在水平方向上延伸,第二安装板2122的宽边于竖直方向上延伸。第一安装板2121和第二安装板2122之间设置有一块铲板23,铲板23的长度方向与安装件212的长度方向平行,且长度大于安装件212的长度,铲板23的宽度大于第一安装板2121的宽度,铲板23与第一安装板2121和第二安装板2122相邻的侧壁分别贴合。
33.参照图4,铲板23沿平行于安装件212的长度方向水平滑移,铲板23的底部用于抵触基坑底部,铲板23靠近移动载体1前进方向的一端设置有刃边。第一安装板2121上设置有多枚连接螺栓2123,连接螺栓2123穿过第一安装板2121并与铲板23的顶面固定连接,第一安装板2121上开设有供连接螺栓2123滑移的腰型槽。
34.参照图4,第二安装板2122上设置有用于驱使铲板23往复运动的第一驱动件,本实施例中第一驱动件为第一液压缸213,第一液压缸213固定在第二固定板远离铲板23的一侧侧壁上,第一液压缸213的活塞杆与第二安装板2122的长度方向平行,第一液压缸213的活
塞杆通过一根连接轴2131与铲板23固定连接,第二安装板2122上开设有供连接轴2131移动的腰型槽。
35.参照图3,铲板23的上方转动设置有刮土组件24,刮土组件24包括多根绕同一轴线转动的条形切板241,切板241的长度长度方向与自身的转动轴线垂直,本实施例以两块切板241为例。两块切板241长度方向上的中轴线相交且夹角为直角,切板241的转动轴线水平设置且与铲板23的滑移方向垂直。切板241用于向阴角残土与坑壁之间切缝,每块切板241朝向转动方向的侧边均设置为刃边。
36.参照图3,切板241转动轴线位于铲板23上方,并且切板241位于铲板23远离安装件212的一侧,切板241靠近安装件212的一侧与铲板23远离安装件212的一侧存有间隙。切板241每一端的端面到自身转动轴线之间的距离,即切板241一半的长度大于切板241转动轴线与铲板23顶面的垂直距离,如此切板241切出的切缝可以延伸至铲板23切出切口的下方的高度位置。
37.参照图3,切板241靠近铲板23的一侧壁上设置有刮片243和切片242,刮片243和切片242各对应一块切板241,刮片243与所对应的切板241上设置为两块且分别位于切板241的端部,切片242于所对应的切板241上设置为两块且分别位于切板241的两端,两块刮片243和切片242沿周向形成均匀地交叉间隔排布的位置关系。
38.参照图3,两块刮片243于所处的切板241上以切板241的转动轴线径向对称设置,刮片243的横截面呈矩形,刮片243的一侧宽边通过焊接固定连接在切板241上,刮片243与切板241固定连接的宽边沿平行于切板241的长度方向延伸,且刮片243的长度方向与所处的切板241侧壁垂直,刮片243远离切板241转动轴线的一侧壁和切板241转动轴线之间的距离,与切板241转动轴线和铲板23顶面之间的垂直距离相同,刮片243在转动靠近铲板23时,刮片243远离切板241转动轴线的一侧能够与铲板23的顶面抵触。
39.参照图3,两块切片242同样地于所处的切板241上以切板241的转动轴线径向对称设置。切片242呈圆弧形设置,切片242的一侧弧形边通过焊接固定连接在切板241上,切片242与切板241连接的弧形边沿平行于切板241转动轨迹的方向延伸,切片242远离切板241转动轴线的一侧壁和切板241转动轴线之间的距离,与切板241转动轴线和铲板23顶面之间的垂直距离相同,切片242在转动靠近铲板23时,切片242远离切板241转动轴线的一侧同样地能够与铲板23的顶面抵触。
40.铲板23通过安装架21跟随移动载体1前行的同时,先使铲板23在前方的阴角残土底部铲出一定深度的切口,随后两块切板241转动将阴角残土靠近坑壁的一侧切出一条切缝,同时切板241上的切片242跟随转动将接触的残土切下并带离落至铲板23上,而另一切板241上的刮片243除刮下部分前方接触到的残土,还在转动抵触至铲板23的位置时,将铲板23上切板241未刮走而堆积的残土刮至铲板23后侧,一定程度上减小切板241整体转动的阻力。
41.值得说明的是,铲板23在第一液压缸213活塞杆伸出行程的终点位置时,铲板23设有刃边的端部伸出到切板241转动轨迹于竖向投影的范围外,通过控制启动顺序可使铲板23先在阴角残土底部切出切口。
42.参照图3和图5,铲板23的顶面设有抵接板231,铲板23通过抵接板231与切片242和刮片243抵触,铲板23的顶面开设有嵌槽232,抵接板231竖向滑动嵌设并卡接在嵌槽232内,
嵌槽232的槽底设置有弹性件,本实施例中弹性件为呈拱形的弹性板233。当切片242或者刮片243与抵接板231之间夹入石块时,通过弹性板233的变形来使石块通过,以降低切片242或者刮片243发生变形的概率。
43.参照图3、图4和图5,安装架21上还设置有一组螺旋输送组件25,螺旋输送组件25包括固定在两根连接杆211之间的管体251,管体251的一端位于切板241上刮片243转动轨迹的内侧,管体251的另一端沿切板241转动轴线的方向,从移动载体1的底部穿到移动载体1的另一侧。管体251内转动连接有一根转轴252,转轴252上固定连接有连续的螺旋叶片253,转轴252靠近刮土组件24的一端穿出管体251并与两块切板241连接,两块切板241均固定套设在转轴252上,转轴252为两块切板241提供转动的载体。管体251靠近切板241的一端于管体251的侧壁上开设有收集口2511,收集口2511沿朝上的方向开设,收集口2511处于刮片243转动轨迹在管体251上的投影内,管体251的另一端开设有出土口2512,管体251开设有出土口2512的一端设置有第二驱动件,本实施例中第二驱动件为电机254,电机254的输出轴与转轴252同轴线连接,电机254通过转轴252驱使两块切板241转动。
44.参照图3,安装架21上还设置有防护罩214,防护罩214底侧固定在第一安装板2121上的侧板2141,铲板23上抵接板231的顶面与第一安装板2121的顶面齐平,管体251同时穿过侧板2141并与侧板2141固定连接,侧板2141背离移动载体1前进方向的一侧固定连接有挡板2142,同时挡板2142位于侧板2141靠近切板241的一侧,实施例中侧板2141横截面为圆形,挡板2142呈圆弧形设置,挡板2142的底端延伸至刮片243转动轨迹的下方,并与铲板23上的抵接板231抵触,挡板2142的顶端延伸到刮片243远离转轴252一侧的转动轨迹的顶侧。
45.参照图3,切片242靠近转轴252的一侧与转轴252轴线的距离和管体251的外径相同,切片242在转动过程中始终贴合管体251的外壁转动。挡板2142内凹的一侧与转轴252轴线的距离,和刮片243远离转轴252一侧的转动轨迹半径相同,刮片243在跟随切板241转动到朝向挡板2142一侧的位置时,能够与挡板2142内凹的一侧壁抵触,同时切片242远离转轴252的一侧壁同样可与挡板2142抵触。
46.切片242清理下残土由侧板2141和挡板2142围挡在铲板23上,刮片243在朝上转动时可带起部分残土,刮片243将铲板23上的残土带起至管体251的收集口2511的上方,再从收集口2511落入管体251内,随后受螺旋叶片253转动的作用,将管体251内的残土传输到移动载体1远离坑壁的一侧,阴角挖下的残土可以堆积在远离坑壁的地方。
47.参照图2,移动载体1靠近安装架21的一侧还设有连接组件22,本实施例中,连接组件22包括连接板221,连接块于所处移动载体1的侧边沿水平方向延伸,连接板221上固定有两根水平安装杆222,安装杆222同连接板221的长度方向延伸,安装件212的两根连接杆211均竖向设置,每根连接杆211的顶端均滑动套设在两根安装杆222上,连接杆211的底端与安装件212的第二安装板2122固定连接。
48.参照图2,连接板221上安装有第三驱动件,本实施例中第三驱动件为第二液压缸223,第二液压缸223的活塞杆水平设置,第二液压缸223的活塞杆一端与一根连接杆211的顶端固定连接。当移动载体1行进到基坑边缘位置时,通过第二液压缸223推动安装架21朝向移动载体1的头部11再移动一段距离,可以减少施工人员清理阴角边缘位置残体的工作量。
49.参照图2,连接板221竖向滑动连接在移动载体1上,移动载体1上安装有第四驱动
件,本实施例中,第四驱动件为第三液压缸224,第三液压缸224的活塞杆竖向设置且与连接板221固定连接。移动载体1未在清理阴角残土的移动工程中,通过第三液压缸224将连接板221连同安装架21抬升,使铲板23的底面脱离地面,减少铲板23不必要的磨损的同时,方便移动载体1行进。
50.本技术实施例的实施原理为:在通过机械挖掘的方式基坑剩余阴角的部分残土后,施工人员开动移动载体1带动挖土机构2沿阴角的延伸方向前行,挖土机构2中的刮片243和切片242跟随前行的同时,通过不断地转动将抵触到的阴角残土刮下。
51.切片242和刮片243刮跟随切板241转动将阴角的残土刮下,切板241的刃边可在残土与坑壁之间切出切缝,同时下方的铲板23在跟随前进的过程中,通过不断的往复运动在残土底部与坑底之间铲除切口,最终使得清理出的新的阴角表面可以更加平整。
52.切片242和刮片243清理下的残土,受防护罩214的围挡作用先堆积在铲板23上,随着挡板2142的不断转动,每次转过铲板23上堆积的残土时,均将一部分带起管体251收集口2511的上方并落入管体251内,随后被螺旋叶片253输送至管体251的另一端从出土口2512排出,实现对铲板23上堆积残土的清理,同时将挖下的阴角残土堆积在远离坑壁的地方,方便清理转运。
53.本技术实施例还公开一种土建基坑挖掘装置的使用方法。
54.一种土建基坑挖掘装置的使用方法,用于上述的土建基坑挖掘装置,其包括如下步骤:s1、控制机械挖掘基坑后剩余的阴角残土宽度与铲板23的宽度相近,随后先在基坑阴角的一端边缘位置将残土人工挖掘出一段距离,长度可供铲板23和切板241嵌入,再控制移动载体1移动调整行进方向及铲板23和切板241的位置,使铲板23和切板241正对人工清理出的残土部分的作业面;s2、依次启动第一液压缸213和电机254,使铲板23先在前进方向上的阴角残土底部切出切口,然后开动移动载体1沿阴角的延伸方向前行,控制移动载体1的前行方向减少偏位,并对应切片242和刮片243清理残土的速度来控制移动载体1匀速移动;s3、当移动载体1移动到基坑阴角的另一端边缘位置时,启动第三液压缸224驱使安装架21朝向移动载体1的头部11移动;s4、启动第二液压缸223抬升连接板221,使铲板23的底部脱离基坑底部的地面,然后使用第三液压缸224将安装架21再次移到移动载体1的尾部12,再开动移动载体1将安装架21带离基坑的阴角处;s5、将从管体251的出土口2512排出的土堆从基坑内清出。
55.以上均为本技术的较佳实施例,并非依此限制本技术的保护范围,故:凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本技术的保护范围之内。