智能化连续式强夯机

摘要

本发明公开了一种智能化连续式强夯机，包括装载机和连接在装载机上的夯实机构，装载机上设置有油箱、与油箱连接的油泵和散热器、以及与油泵连接的发动机，夯实机构包括机架、连接在机架上的油缸支撑板和连接在油缸支撑板上的油缸，油缸的活塞杆顶端连接有动滑轮，动滑轮上绕有软连接体，软连接体的一端与机架固定连接，软连接体的另一端连接有夯锤；机架上设置有夯实工况检测系统，装载机上设置有与油泵连接的液压系统以及与夯实工况检测系统和液压系统均相接的智能控制系统。本发明设计合理，使用操作简便，能够智能连续夯，同时夯实功较大，夯实厚度和夯实影响深度大，智能化程度高，功能完备，工作稳定可靠，实用性强，推广应用价值高。

权利要求

1.一种智能化连续式强夯机，包括装载机(1)和连接在装载机(1)上的夯实机构，所述装载机(1)上设置有由油箱(2)、与油箱(2)连接的油泵(3)和散热器(4)、以及与油泵(3)连接的发动机(5)构成的装载机动力系统，其特征在于：所述夯实机构包括机架(6)、连接在机架(6)上的油缸支撑板(7)和连接在油缸支撑板(7)上的油缸(8)，所述油缸(8)的活塞杆向上伸出且所述油缸(8)的活塞杆顶端连接有动滑轮(9)，所述动滑轮(9)上绕有软连接体(10)，所述软连接体(10)的一端与所述机架(6)固定连接，所述软连接体(10)的另一端通过夯锤连接件(20)连接有夯锤(11)；所述机架(6)上设置有用于对夯实机构的夯实工况进行检测的夯实工况检测系统，所述装载机(1)上设置有与油泵(3)连接且用于给油缸(8)提供动力的液压系统，以及与夯实工况检测系统和液压系统均相接且用于根据夯实工况检测系统检测到的数据对液压系统进行控制的智能控制系统(17)；

所述夯锤连接件(20)包括固定连接在夯锤(11)顶端且平行设置的第一连接板(20-1)和第二连接板(20-2)，所述第一连接板(20-1)和第二连接板(20-2)之间连接有销轴(20-3)，所述销轴(20-3)上连接有第三连接板(20-4)，所述软连接体(10)通过U型卡(20-5)连接在第三连接板(20-4)上；所述软连接体(10)为钢丝绳。

2.按照权利要求1所述的智能化连续式强夯机，其特征在于：所述液压系统包括与所述油缸(8)的进油口和所述油泵(3)的输出端连接的进油管(12)和连接在所述进油管(12)上的电液阀(13)，所述油缸(8)的回油口通过回油管(14)与所述油箱(2)连接，位于所述油泵(3)的输出端与所述电液阀(13)之间的一段进油管(12)上连接有与所述回油管(14)连接的溢流管(15)，所述溢流管(15)上连接有溢流阀(16)。

3.按照权利要求2所述的智能化连续式强夯机，其特征在于：位于所述油泵(3)的输入端与所述油箱(2)之间的进油管(12)上连接有第一油滤(21-1)，位于所述油泵(3)的输出端与所述电液阀(13)之间的进油管(12)上连接有第二油滤(21-2)，位于所述溢流管(15)与所述油箱(2)之间的一段回油管(14)上连接有第三油滤(21-3)。

4.按照权利要求2所述的智能化连续式强夯机，其特征在于：所述智能控制系统(17)包括控制器(17-1)和与控制器(17-1)相接的人机交互设备(17-2)，以及用于给控制器(17-1)和人机交互设备(17-2)供电的电源模块(17-3)，所述夯实工况检测系统与所述控制器(17-1)的输入端相接，所述电液阀(13)与所述控制器(17-1)的输出端相接。

5.按照权利要求4所述的智能化连续式强夯机，其特征在于：所述智能控制系统(17)设置在所述装载机(1)的驾驶室内，所述控制器(17-1)为可编程逻辑控制器，所述人机交互设备(17-2)为触摸式液晶显示屏，所述电源模块(17-3)为蓄电池。

6.按照权利要求1～5中任一权利要求所述的智能化连续式强夯机，其特征在于：所述夯实工况检测系统包括用于对夯锤(11)的位置进行检测的一个或多个位置传感器(18)和用于对被夯实地基的沉降量进行检测的沉降检测仪(19)。

7.按照权利要求6所述的智能化连续式强夯机，其特征在于：所述位置传感器(18)的数量为四个，四个所述位置传感器(18)均匀地布设在所述机架(6)上。

8.按照权利要求6所述的智能化连续式强夯机，其特征在于：所述沉降检测仪(19)由依次相接的激光测距传感器(19-1)、放大电路模块(19-2)、滤波电路模块(19-3)、A/D转换电路模块(19-4)和微处理器模块(19-5)构成，所述沉降检测仪(19)设置在所述机架(6)的上部。

说明书

智能化连续式强夯机

技术领域

[0001] 本发明涉及工程机械技术领域，尤其是涉及一种智能化连续式强夯机。

背景技术

[0002] 公路路基填筑压实质量的好坏将直接影响路基的沉降变形和稳定性，因此在施工过程中必须严格控制填筑路基的压实度。

[0003] 目前我国进行路基压实的相关设备主要是普通压路机(包括单轮、双轮、胶轮)、强夯机、冲击压路机、其他小型机械。普通压路机具有压实连续性好、表面平整度高等优点，同时如果是振动式压路机，还能提高压实有效深度，提高压实效率，而且目前德国已研制出BTM压实监控的设备，能够实时对压实进行自检和控制，但是设备价格较高，同时普通的压路机压实功较低，需要往返进行压实才能达到压实效果，压实的有效深度也是有限的，一般是1m～2m。

[0004] 现有技术中的强夯机具有夯实影响深度大，能达到5m～10m，单点压实度高，一般只需要夯击1～3次就能达到所需压实度，但是现有技术中的强夯机需要吊机或龙门架等大型机械操作，同时一般是单点进行压实，造成压实效率低，同时压实度检测麻烦，对场地要求高，重要的是对施工人员或检测人员具有较高的危险性，对周围建筑物影响大。现有技术中的冲击压路机具有较大的压实厚度和压实影响深度，连续性好，但是需要大型机械牵引，同时对周围结构影响大，压实检测效率等不足。而现有技术中的其他小型压实器具只能适合局部补强，路面坑洞修补，应用范围小且压实效果差，费时，不能满足实际使用的需求。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种智能化连续式强夯机，其设计合理，使用操作简便，能够智能连续夯，同时夯实功较大，夯实厚度和夯实影响深度大，智能化程度高，功能完备，工作稳定可靠，实用性强，推广应用价值高。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种智能化连续式强夯机，包括装载机和连接在装载机上的夯实机构，所述装载机上设置有由油箱、与油箱连接的油泵和散热器、以及与油泵连接的发动机构成的装载机动力系统，其特征在于：所述夯实机构包括机架、连接在机架上的油缸支撑板和连接在油缸支撑板上的油缸，所述油缸的活塞杆向上伸出且所述油缸的活塞杆顶端连接有动滑轮，所述动滑轮上绕有软连接体，所述软连接体的一端与所述机架固定连接，所述软连接体的另一端连接有夯锤；所述机架上设置有用于对夯实机构的夯实工况进行检测的夯实工况检测系统，所述装载机上设置有与油泵连接且用于给油缸提供动力的液压系统，以及与夯实工况检测系统和液压系统均相接且用于根据夯实工况检测系统检测到的数据对液压系统进行控制的智能控制系统。

[0007] 上述的智能化连续式强夯机，其特征在于：所述液压系统包括与所述油缸的进油口和所述油泵的输出端连接的进油管和连接在所述进油管上的电液阀，所述油缸的回油口通过回油管与所述油箱连接，位于所述油泵的输出端与所述电液阀之间的一段进油管上连接有与所述回油管连接的溢流管，所述溢流管上连接有溢流阀。

[0008] 上述的智能化连续式强夯机，其特征在于：位于所述油泵的输入端与所述油箱之间的进油管上连接有第一油滤，位于所述油泵的输出端与所述电液阀之间的进油管上连接有第二油滤，位于所述溢流管与所述油箱之间的一段回油管上连接有第三油滤。

[0009] 上述的智能化连续式强夯机，其特征在于：所述智能控制系统包括控制器和与控制器相接的人机交互设备，以及用于给控制器和人机交互设备供电的电源模块，所述夯实工况检测系统与所述控制器的输入端相接，所述电液阀与所述控制器的输出端相接。

[0010] 上述的智能化连续式强夯机，其特征在于：所述智能控制系统设置在所述装载机的驾驶室内，所述控制器为可编程逻辑控制器，所述人机交互设备为触摸式液晶显示屏，所述电源模块为蓄电池。

[0011] 上述的智能化连续式强夯机，其特征在于：所述夯实工况检测系统包括用于对夯锤的位置进行检测的一个或多个位置传感器和用于对被夯实地基的沉降量进行检测的沉降检测仪。

[0012] 上述的智能化连续式强夯机，其特征在于：所述位置传感器的数量为四个，四个所述位置传感器均匀地布设在所述机架上。

[0013] 上述的智能化连续式强夯机，其特征在于：所述沉降检测仪由依次相接的激光测距传感器、放大电路模块、滤波电路模块、A/D转换电路模块和微处理器模块构成，所述沉降检测仪设置在所述机架的上部。

[0014] 上述的智能化连续式强夯机，其特征在于：所述软连接体的另一端通过夯锤连接件连接有夯锤，所述夯锤连接件包括固定连接在夯锤顶端且平行设置的第一连接板和第二连接板，所述第一连接板和第二连接板之间连接有销轴，所述销轴上连接有第三连接板，所述软连接体通过U型卡连接在第三连接板上。

[0015] 上述的智能化连续式强夯机，其特征在于：所述软连接体为钢丝绳。

[0016] 本发明与现有技术相比具有以下优点：

[0017] 1、本发明设计合理，使用操作简便。

[0018] 2、本发明能够通过改变夯锤的重量或夯锤提升高度来选择不同的夯实功，能够按照预定要达到的密实度在智能控制系统的控制下进行自动连续夯实，并在达到预定密实度后自动停止，随后进行下一个点夯实。

[0019] 3、本发明夯锤的工作稳定可靠，夯击频率能够达到20-40次/min，夯击频率快，夯实厚度和夯实影响深度大，连续夯击产生能量叠加效应，从而在土体中产生较大剪切应力，使土体颗粒迅速重新排列，土体变密，夯实效率高。

[0020] 4、本发明的智能化程度高，功能完备，在对地基进行夯实的过程中还能对夯实效果进行实时检测和显示，供操作人员随时了解夯实工况。

[0021] 5、本发明采用装载机作为牵引设备，施工灵活方便，适用性强，可对路基任何部位进行夯实。

[0022] 6、本发明夯锤通过夯锤连接件与软连接体连接，连接方便且稳定可靠，夯锤在击打过程中不会产生侧向移动，对地面的水平冲击力小，对周围结构影响较小，可进行桥头、涵背、挡墙背路基压实。

[0023] 7、本发明的实用性强，能够很好地满足实际使用的需求，推广应用价值高。

[0024] 综上所述，本发明设计合理，使用操作简便，能够智能连续夯，同时夯实功较大，夯实厚度和夯实影响深度大，智能化程度高，功能完备，工作稳定可靠，实用性强，推广应用价值高。

[0025] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

[0026] 图1为本发明的整体结构示意图。

[0027] 图2为本发明液压系统、油箱和油泵的连接关系示意图。

[0028] 图3为本发明软连接体、夯锤连接件和夯锤的连接关系示意图。

[0029] 图4为本发明夯实工况检测系统和智能控制系统的连接关系示意图。

[0030] 附图标记说明:

[0031] 1—装载机； 2—油箱； 3—油泵；

[0032] 4—散热器； 5—发动机； 6—机架；

[0033] 7—油缸支撑板； 8—油缸； 9—动滑轮；

[0034] 10—软连接体； 11—夯锤； 12—进油管；

[0035] 13—电液阀； 14—回油管； 15—溢流管；

[0036] 16—溢流阀； 17—智能控制系统； 17-1—控制器；

[0037] 17-2—人机交互设备； 17-3—电源模块； 18—位置传感器；

[0038] 19—沉降检测仪； 19-1—激光测距传感器；

[0039] 19-2—放大电路模块； 19-3—滤波电路模块；

[0040] 19-4—A/D转换电路模块； 19-5—微处理器模块；

[0041] 20—夯锤连接件； 20-1—第一连接板； 20-2—第二连接板；

[0042] 20-3—销轴； 20-4—第三连接板； 20-5—U型卡；

[0043] 21-1—第一油滤； 21-2—第二油滤； 21-3—第三油滤。

具体实施方式

[0044] 如图1所示，本发明包括装载机1和连接在装载机1上的夯实机构，所述装载机1上设置有由油箱2、与油箱2连接的油泵3和散热器4、以及与油泵3连接的发动机5构成的装载机动力系统，其特征在于：所述夯实机构包括机架6、连接在机架6上的油缸支撑板7和连接在油缸支撑板7上的油缸8，所述油缸8的活塞杆向上伸出且所述油缸8的活塞杆顶端连接有动滑轮9，所述动滑轮9上绕有软连接体10，所述软连接体10的一端与所述机架6固定连接，所述软连接体10的另一端连接有夯锤11；所述机架6上设置有用于对夯实机构的夯实工况进行检测的夯实工况检测系统，所述装载机1上设置有与油泵3连接且用于给油缸8提供动力的液压系统，以及与夯实工况检测系统和液压系统均相接且用于根据夯实工况检测系统检测到的数据对液压系统进行控制的智能控制系统17。

[0045] 结合图2，本实施例中，所述液压系统包括与所述油缸8的进油口和所述油泵3的输出端连接的进油管12和连接在所述进油管12上的电液阀13，所述油缸8的回油口通过回油管14与所述油箱2连接，位于所述油泵3的输出端与所述电液阀13之间的一段进油管12上连接有与所述回油管14连接的溢流管15，所述溢流管15上连接有溢流阀16。位于所述油泵3的输入端与所述油箱2之间的进油管12上连接有第一油滤21-1，位于所述油泵3的输出端与所述电液阀13之间的进油管12上连接有第二油滤21-2，位于所述溢流管15与所述油箱2之间的一段回油管14上连接有第三油滤21-3。

[0046] 结合图4，本实施例中，所述智能控制系统17包括控制器17-1和与控制器17-1相接的人机交互设备17-2，以及用于给控制器17-1和人机交互设备17-2供电的电源模块17-3，所述夯实工况检测系统与所述控制器17-1的输入端相接，所述电液阀13与所述控制器17-1的输出端相接。具体地，所述智能控制系统17设置在所述装载机1的驾驶室内，所述控制器17-1为可编程逻辑控制器，所述人机交互设备17-2为触摸式液晶显示屏，所述电源模块17-3为蓄电池。所述夯实工况检测系统包括用于对夯锤11的位置进行检测的一个或多个位置传感器18和用于对被夯实地基的沉降量进行检测的沉降检测仪19。具体地，所述位置传感器18的数量为四个，四个所述位置传感器18均匀地布设在所述机架6上；通过设置多个位置传感器18，有利于提高对夯锤11位置进行检测的检测精度。所述沉降检测仪
19由依次相接的激光测距传感器19-1、放大电路模块19-2、滤波电路模块19-3、A/D转换电路模块19-4和微处理器模块19-5构成，所述沉降检测仪19设置在所述机架6的上部。
具体工作时，所述激光测距传感器19-1所检测到的信号依次经过放大电路模块19-2、滤波电路模块19-3和A/D转换电路模块19-4进行放大、滤波和A/D转换处理后输出给微处理器模块19-5，微处理器模块19-5对其接收到的信号进行分析处理并得到被夯实地基的沉降量；其原理是：所述激光测距传感器19-1所发射出的激光信号遇到被夯实地基表面返回的时间除以2就得出了沉降检测仪19与被夯实地基表面之间的距离，通过计算夯锤11击打地面前与击打地面后沉降检测仪19与被夯实地基表面之间的距离差就可以得到每一次夯锤11落下时被夯实地基的沉降量，通过对每一次夯锤11落下时被夯实地基的沉降量求和，就可以得到被夯实地基的总的沉降量；由于夯锤击打被夯实地基后，沉入地基击打次数越多，沉入越深，测出的总沉降量也就越大，因能量守恒，沉入的深度会因击打次数的增加而变小，通过每次击打的沉降量还可以得知密实度。

[0047] 结合图3，本实施例中，所述软连接体10的另一端通过夯锤连接件20连接有夯锤11，所述夯锤连接件20包括固定连接在夯锤11顶端且平行设置的第一连接板20-1和第二连接板20-2，所述第一连接板20-1和第二连接板20-2之间连接有销轴20-3，所述销轴
20-3上连接有第三连接板20-4，所述软连接体10通过U型卡20-5连接在第三连接板20-4上。具体地，所述软连接体10为钢丝绳。

[0048] 本发明的工作原理及工作过程是：首先，通过装载机1牵引，将夯锤11对准被夯实地基，并通过所述人机交互设备17-2输入控制参数，包括夯锤11的提升高度、夯实次数和被夯实地基的沉降量等，所述控制器17-1接收输入的控制参数并存储在相应的存储单元中；然后，所述控制器17-1向所述电液阀13发出阀门开启信号，所述油泵3将油箱2中的油通过进油管12和电液阀13泵送到油缸8中，油缸8推动动滑轮9上升，动滑轮9带动软连接体10提升夯锤11，同时，所述位置传感器18对所述夯锤11的位置进行实时检测并将所检测到的信号实时输出给控制器17-1，所述沉降检测仪19对被夯实地基的沉降量进行实时检测并将所检测到的信号实时输出给控制器17-1，所述控制器17-1对位置传感器18和沉降检测仪19所检测到的信号进行分析处理，并将得到的处理结果与控制参数相比对，当夯锤11的实际提升高度达到控制参数所设定的夯锤的提升高度时，所述控制器17-1向所述电液阀13发出阀门关闭信号，所述油缸8中的油通过回油管14返回油箱2中，连接在所述油缸8活塞杆顶端的动滑轮9加速下落，使得夯锤11加速下落击打被夯实地基并利用夯锤11的冲击能量使被夯实地基压实，重复以上过程，不断地用夯锤11夯实地基，直到被夯实地基的实际沉降量达到控制参数所设定的被夯实地基的沉降量时，所述控制器17-1不再继续向所述电液阀13发出阀门开启或关闭的信号，同时，所述控制器17-1控制人机交互设备17-2显示相应的提示信息，提示操作人员换下一个工作点。由于设置有溢流管15和溢流阀16，因此，在液压系统油压过高或者其他异常时，能够通过溢流阀16调节泄油或稳压。

[0049] 综上所述，本发明能够通过智能控制系统17准确控制夯锤11的提升高度及夯实次数，并能准确测得被夯实地基的沉降量；通过沉降检测仪19还能准确地测定每一次夯锤11落下时被夯实地基的沉降量，得知被夯实地基的密实度，并通过控制器17-1进行分析处理后显示在人机交互设备17-2上，供操作人员查看。

[0050] 经测试，本发明能够使重1.5t、3t及8t的夯锤11提升1.8m到3m高度，夯实功较大，夯击频率能够达到20-40次/min，夯击频率快，夯实厚度和夯实影响深度大。本实用新型能够根据不同地基土情况、不同压实地方(如桥台背等)和不同压实度要求智能连续第对地基进行强夯、沉降量检测机控制。

[0051] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。