一种沉井刃脚自沉和自撑装置

摘要

本发明公开了一种沉井刃脚自沉和自撑装置，包括扩土单元，所述扩土单元包括外壳、活动架、动力组件和圆盘齿轮组件，所述外壳与所述活动架旋转配合，所述动力组件设置于所述外壳侧边，所述圆盘齿轮组件设置于所述外壳内部；以及，平移单元，所述平移单元与所述扩土单元滑动配合，所述平移单元包括齿条、滑槽和齿板，所述齿条与所述圆盘齿轮组件啮合配合，所述滑槽与所述外壳卡合配合，所述齿条固定在齿板一侧，本发明通过前端部位的钻头对刃脚沿线的土堆进行松土，位于装置下方的铰头将泥土搅拌打碎使其变成更为细密的泥浆，而后位于装置后方的冲击棒伸入土地较深，击碎较硬的土块，使得刃脚能够在自重或者外部加重的情况下更快速的完成下沉作业。

权利要求

1.一种沉井刃脚自沉和自撑装置，其特征在于：包括，

扩土单元（100），所述扩土单元（100）包括外壳（101）、活动架（102）、动力组件（103）和圆盘齿轮组件（104），所述外壳（101）与所述活动架（102）旋转配合，所述动力组件（103）设置于所述外壳（101）侧边，所述圆盘齿轮组件（104）设置于所述外壳（101）内部，所述外壳（101）包括设置于其上下侧边的移动滑道（101a），设置于其顶部的固定块（101b），设置于其内部与圆盘齿轮组件（104）卡合配合的悬挂杆（101c），设置于外壳（101）内部底部的限位杆（101d），所述悬挂杆（101c）还包括设置于其端部的卡圈（101c‑1），所述活动架（102）包括设置于其侧边的钻头（102a），设置于所述活动架（102）顶部的连接杆（102b），所述连接杆（102b）中部与外壳（101）活动卡合，所述动力组件（103）包括设置于其端部的主动轴（103a），以及与外壳滑动配合的冲击棒（103b），所述圆盘齿轮组件（104）包括设置于其下方的铰头（104a），与所述铰头（104a）固定连接的铰头杆（104a‑1），所述铰头杆（104a‑1）上方还设置有铰头齿轮（104a‑3），所述圆盘齿轮组件（104）还包括与外壳（101）卡合配合的卡环（104a‑11），与圆盘齿轮组件（104）内啮合的变向齿轮（104a‑2），所述变向齿轮（104a‑2）与铰头齿轮（104a‑3）啮合配合，且铰头齿轮（104a‑3）不与圆盘齿轮组件（104）内齿不接触；以及，平移单元（200），所述平移单元（200）与所述扩土单元（100）滑动配合，所述平移单元（200）包括齿条（201）、滑槽（202）和齿板（203），所述齿条（201）与所述圆盘齿轮组件（104）啮合配合，所述滑槽（202）与所述外壳（101）卡合配合，所述齿条（201）固定在齿板（203）一侧。

2.如权利要求1所述的沉井刃脚自沉和自撑装置，其特征在于：所述钻头（102a）包括设置于其内侧的钻头齿轮（102a‑1），与所述钻头齿轮（102a‑1）固定连接的保持架（102a‑11），所述保持架（102a‑11）上侧还设置有传动齿轮（102a‑2），所述传动齿轮（102a‑2）为两端对称设置，其另一侧与圆盘齿轮组件（104）啮合配合，所述保持架（102a‑11）顶部与活动架（102）固定连接。

3.如权利要求2所述的沉井刃脚自沉和自撑装置，其特征在于：所述连接杆（102b）中部设置有与外壳（101）活动卡合配合的旋转套（102b‑1），与活动架（102）固定连接的固定柱（102b‑2），所述连接杆（102b）另一端还设置有拉紧头（102b‑3），所述拉紧头（102b‑3）还包括设置于其端部的拉簧（102b‑31），所述拉簧（102b‑31）另一端固定在外壳（101）的固定块（101b）上。

4.如权利要求1 3任一所述的沉井刃脚自沉和自撑装置，其特征在于：所述主动轴~

（103a）还包括与其端部固定连接的曲轴（103a‑1），所述曲轴（103a‑1）另一侧固定连接有主动齿轮（103a‑11），所述曲轴（103a‑1）中部还包括圆周杆（103a‑12），所述圆周杆（103a‑12）两侧对称设置有垫圈（103a‑13）。

5.如权利要求4所述的沉井刃脚自沉和自撑装置，其特征在于：所述冲击棒（103b）包括设置于其底部的冲击头（103b‑1），与冲击头（103b‑1）固定连接的冲杆（103b‑2），与所述冲杆（103b‑2）活动配合的伸入槽（103b‑3）和压缩弹簧（103b‑21），所述冲杆（103b‑2）另一端还固定连接有与伸入槽（103b‑3）滑动配合的挡块（103b‑31），所述冲击棒（103b）顶部设置有安装孔（103b‑4），所述安装孔（103b‑4）与所述圆周杆（103a‑12）活动连接。

6.如权利要求5所述的沉井刃脚自沉和自撑装置，其特征在于：所述外壳（101）侧边的移动滑道（101a）与所述滑槽（202）滑动配合。

说明书

一种沉井刃脚自沉和自撑装置

技术领域

[0001] 本发明涉及沉井挖掘技术领域，特别是一种沉井刃脚自沉和自撑装置。

背景技术

[0002] 现有沉井工程施工过程中，沉井技术下沉的方法主要有开挖下沉、机械加压下沉等，现有的开挖下沉方法包括干开挖和湿开挖两种，其中，干开挖需要配备降水工作，降水工作完成后，主要通过人工开挖刃脚下土体使沉井下沉，湿开挖经常通过单臂绞吸头进行开挖下沉，单臂开挖存在的问题是不能同时开挖刃脚，需要通过旋转工作臂来开挖刃脚，同时上述方法在沉井下沉过程中，会产生一系列的突沉、不沉以及倾斜等问题，一旦发生，难以补救，会产生严重的后果，因此，上述沉井技术下沉的方法无法有效满足沉井技术的安全施工要求，在沉井过程中，位于沉井内侧的刃脚部位会随着下沉而产生的挤压土堆的现象，挤压会使得土堆之间的间隙减少，从而变得夯实不利于进一步的下沉工作。

发明内容

[0003] 本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

[0004] 鉴于上述或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

[0005] 因此，本发明的目的是提供一种沉井刃脚自沉和自撑装置，其能够减少刃脚内侧积土的堆积。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种沉井刃脚自沉和自撑装置，其包括扩土单元，所述扩土单元包括外壳、活动架、动力组件和圆盘齿轮组件，所述外壳与所述活动架旋转配合，所述动力组件设置于所述外壳侧边，所述圆盘齿轮组件设置于所述外壳内部；以及，

[0007] 平移单元，所述平移单元与所述扩土单元滑动配合，所述平移单元包括齿条、滑槽和齿板，所述齿条与所述圆盘齿轮组件啮合配合，所述滑槽与所述外壳卡合配合，所述齿条固定在齿板一侧。

[0008] 作为本发明所述沉井刃脚自沉和自撑装置的一种优选方案，其中：所述外壳包括设置于其上下侧边的移动滑道，设置于其顶部的固定块，设置于其内部与圆盘齿轮组件卡合配合的悬挂杆，设置于外壳内部底部的限位杆，所述悬挂杆还包括设置于其端部的卡圈。

[0009] 作为本发明所述沉井刃脚自沉和自撑装置的一种优选方案，其中：所述活动架包括设置于其侧边的钻头，设置于所述活动架顶部的连接杆，所述连接杆中部与外壳活动卡合。

[0010] 作为本发明所述沉井刃脚自沉和自撑装置的一种优选方案，其中：所述钻头包括设置于其内侧的钻头齿轮，与所述钻头齿轮固定连接的保持架，所述保持架上侧还设置有传动齿轮，所述传动齿轮为两端对称设置，其另一侧与圆盘齿轮组件啮合配合，所述保持架顶部与活动架固定连接。

[0011] 作为本发明所述沉井刃脚自沉和自撑装置的一种优选方案，其中：所述连接杆中部设置有与外壳活动卡合配合的旋转套，与活动架固定连接的固定柱，所述连接杆另一端还设置有拉紧头，所述拉紧头还包括设置于其端部的拉簧，所述拉簧另一端固定在外壳的固定块上。

[0012] 作为本发明所述沉井刃脚自沉和自撑装置的一种优选方案，其中：所述动力组件包括设置于其端部的主动轴，以及与外壳滑动配合的冲击棒。

[0013] 作为本发明所述沉井刃脚自沉和自撑装置的一种优选方案，其中：所述主动轴还包括与其端部固定连接的曲轴，所述曲轴另一侧固定连接有主动齿轮，所述曲轴中部还包括圆周杆，所述圆周杆两侧对称设置有垫圈。

[0014] 作为本发明所述沉井刃脚自沉和自撑装置的一种优选方案，其中：所述冲击棒包括设置于其底部的钻头，与冲击头固定连接的冲杆，与所述冲杆活动配合的伸入槽和压缩弹簧，所述冲杆另一端还固定连接有与伸入槽滑动配合的挡块，所述冲击棒顶部设置有安装孔，所述安装孔与所述圆周杆活动连接。

[0015] 作为本发明所述沉井刃脚自沉和自撑装置的一种优选方案，其中：所述外壳侧边的移动滑道与所述滑槽滑动配合。

[0016] 作为本发明所述沉井刃脚自沉和自撑装置的一种优选方案，其中：所述圆盘齿轮组件包括设置于其下方的铰头，与所述铰头固定连接的铰头杆，所述铰头杆上方还设置有铰头齿轮，所述圆盘齿轮组件还包括与外壳卡合配合的卡环，与圆盘齿轮组件内啮合的变向齿轮，所述变向齿轮与铰头齿轮啮合配合，且铰头齿轮不与圆盘齿轮组件内齿不接触。

[0017] 本发明的有益效果：本发明通过前端部位的钻头对刃脚沿线的土堆进行松土，使得堆积在刃脚部位的积土在一定程度上被清理，而后松散的泥土又经过位于装置下方的铰头的搅拌打碎使其变成更为细密的泥浆，方便被抽吸清理，而后位于装置后方的冲击棒伸入土地较长，能够在一定程度上击碎较硬的土块，从而更加方便与刃脚周边土堆的清理，使得刃脚能够在自重或者外部加重的情况下更快速的完成下沉作业。

附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

[0019] 图1为沉井刃脚自沉和自撑装置的局部作业施工图。

[0020] 图2为沉井刃脚自沉和自撑装置的侧面施工图。

[0021] 图3为沉井刃脚自沉和自撑装置的正视图。

[0022] 图4为沉井刃脚自沉和自撑装置的斜视图。

[0023] 图5为沉井刃脚自沉和自撑装置的仰视图。

[0024] 图6为沉井刃脚自沉和自撑装置的A处放大图。

[0025] 图7为沉井刃脚自沉和自撑装置的圆盘齿轮组件配合图。

[0026] 图8为沉井刃脚自沉和自撑装置的冲击棒示意图。

[0027] 图9为沉井刃脚自沉和自撑装置的曲轴示意图。

具体实施方式

[0028] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

[0029] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0030] 其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

[0031] 实施例1

[0032] 参照图1 5，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种沉井刃脚自沉和自撑装~置，包括扩土单元100，所述扩土单元100包括外壳101、活动架102、动力组件103和圆盘齿轮组件104，所述外壳101与所述活动架102旋转配合，所述动力组件103设置于所述外壳101侧边，所述圆盘齿轮组件104设置于所述外壳101内部；以及，

[0033] 平移单元200，所述平移单元200与所述扩土单元100滑动配合，所述平移单元200包括齿条201、滑槽202和齿板203，所述齿条201与所述圆盘齿轮组件104啮合配合，所述滑槽202与所述外壳101卡合配合，所述齿条201固定在齿板203一侧，其能解决沉井刃脚内壁随着沉井的下沉造成的积土夯实堆积的问题，能够在一定程度上对积土进行挖掘。

[0034] 具体的，外壳101能够支撑起整个装置，活动架102与外壳101活动连接能够在一定范围内改变方向，动力组件103能够为整个装置提供动能，圆盘齿轮组件104能作为动力传输的中转，为各个部件提供动能，能够使得装置完成对沉井刃脚内壁泥土的挖掘，使泥土变得容易被清洁，清洁后的沉井刃脚部位会在重力的作用之下慢慢下沉，而平移单元200，设置在沉井刃脚的内侧，上面固定安装有齿板203和齿条201，能够与圆盘齿轮组件104啮合，故圆盘齿轮组件104侧边的齿与齿条201啮合能够完成整个装置的平移操作，而滑槽202能够与外壳101进行限位卡合，使其能够滑动。

[0035] 实施例2

[0036] 参照图3 9，为本发明第二个实施例，其不同于第一个实施例的是：还包括所述外~壳101包括设置于其上下侧边的移动滑道101a，设置于其顶部的固定块101b，设置于其内部与圆盘齿轮组件104卡合配合的悬挂杆101c，设置于外壳101内部底部的限位杆101d，所述悬挂杆101c还包括设置于其端部的卡圈101c‑1。

[0037] 进一步的，所述活动架102包括设置于其侧边的钻头102a，设置于所述活动架102顶部的连接杆102b，所述连接杆102b中部与外壳101活动卡合，所述钻头102a包括设置于其内侧的钻头齿轮102a‑1，与所述钻头齿轮102a‑1固定连接的保持架102a‑11，所述保持架102a‑11上侧还设置有传动齿轮102a‑2，所述传动齿轮102a‑2为两端对称设置，其另一侧与圆盘齿轮组件104啮合配合，所述保持架102a‑11顶部与活动架102固定连接。

[0038] 较佳的，所述连接杆102b中部设置有与外壳101活动卡合配合的旋转套102b‑1，与活动架102固定连接的固定柱102b‑2，所述连接杆102b另一端还设置有拉紧头102b‑3，所述拉紧头102b‑3还包括设置于其端部的拉簧102b‑31，所述拉簧102b‑31另一端固定在外壳101的固定块101b上。

[0039] 在上一个实施例中，沉井刃脚自沉和自撑装置还包与壳体固定连接的移动滑道101a，移动滑道101a与平移单元200上的滑槽202滑动卡合，能够使得整个装置完成水平方向的滑动操作，位于外壳101上方的固定块101b一端连接着拉簧102b‑31，而拉簧的一端与拉紧头102b‑3固定连接，拉紧头102b‑3的另一端连接杆102b的中部位置旋转套102b‑1与外壳101上方旋转固定，使得连接架102能够绕着外壳101端部的弧形面进行旋转，而当不受侧向力时，连接架102能够在拉簧102b‑31的作用下进行复位操作，而在这个过程的时候，钻头齿轮102a‑1也能够一直与圆盘齿轮组件104一直保持啮合，从而使得钻头102a也能一直保持工作，保持架102a‑11与外壳101固定连接，用于固定传动齿轮102a‑2，传动齿轮102a‑2的另一端与圆盘齿轮组件104啮合，使得钻头能够获得来自动力组件103的动力。

[0040] 实施例3、

[0041] 参照图1 9，为本发明的第三个实施例，在前两个实施例的基础上还包括：~

[0042] 所述动力组件103包括设置于其端部的主动轴103a，以及与外壳滑动配合的冲击棒103b。

[0043] 进一步的，所述主动轴103a还包括与其端部固定连接的曲轴103a‑1，所述曲轴103a‑1另一侧固定连接有主动齿轮103a‑11，所述曲轴103a‑1中部还包括圆周杆103a‑12，所述圆周杆103a‑12两侧对称设置有垫圈103a‑13。

[0044] 较佳的，所述冲击棒103b包括设置于其底部的冲击头103b‑1，与冲击头103b‑1固定连接的冲杆103b‑2，与所述冲杆103b‑2活动配合的伸入槽103b‑3，所述冲杆103b‑2另一端还固定连接有与伸入槽103b‑3滑动配合的挡块103b‑31，所述冲击棒103b顶部设置有安装孔103b‑4，所述安装孔103b‑4与所述圆周杆103a‑12活动连接。

[0045] 优选的，所述外壳101侧边的移动滑道101a与所述滑槽202滑动配合，所述圆盘齿轮组件104包括设置于其下方的铰头104a，与所述铰头104a固定连接的铰头杆104a‑1，所述铰头杆104a‑1上方还设置有铰头齿轮104a‑3，所述圆盘齿轮组件104还包括与外壳101卡合配合的卡环104a‑11，与圆盘齿轮组件104内啮合的变向齿轮104a‑2，所述变向齿轮104a‑2与铰头齿轮104a‑3啮合配合，且铰头齿轮104a‑3不与圆盘齿轮组件104内齿不接触。

[0046] 具体的，动力组件103为整个装置提供动能，使其通过端部的主动轴103a进行输出，而主动轴103a与其端部的曲轴103a‑1固定连接，曲轴103a‑1端部设置有主动齿轮103a‑11，其与圆盘齿轮组件104啮合配合，能够将动力输出，而另一侧的钻头齿轮102a‑1与传动齿轮102a‑2能够与圆盘齿轮组件104啮合能很好地进行动力的传递，而位于曲轴103a‑1中部的圆周杆103a‑12，圆周杆103a‑12的运动轨迹是能够绕着曲轴103a‑1中心进行旋转，从而使得与圆周杆103a‑12活动配合的冲击棒103b顶部完成圆周运动，而冲击棒103b中部开设有伸入槽103b‑3，伸入槽103b‑3能够与外壳101上的限位杆101b活动配合，使得冲击棒
103b下端的冲击头103b‑1完成一个类似搅拌的功能，能够更好的完成碎石操作，下方的冲击头103b‑1内侧还设置有压缩弹簧103b‑21，当冲击的土地较硬时，压缩弹簧103b‑21起到减震的效果，不至于冲坏装置本身。

[0047] 进一步的，铰头104a上方的铰头杆104a‑1与外壳上101卡合配合，卡环104a‑11起到限位的作用，能够保证竖直方向的齿轮配合不发生竖直晃动，铰头齿轮104a‑3与变向齿轮104a‑2啮合，而不与圆盘齿轮组件104啮合，因变向齿轮104a‑2与圆盘齿轮组件104的内齿啮合形成了行星齿轮结构，所以变向齿轮104a‑2与铰头齿轮104a‑3啮合后能够使得铰头齿轮104a‑3的旋转方向与圆盘齿轮组件104旋转方向相反，能够极大地提高铰头104a的工作效率。

[0048] 综上所述，通过前端部位的钻头对刃脚沿线的土堆进行松土，使得堆积在刃脚部位的积土在一定程度上被清理，而后松散的泥土又经过位于装置下方的铰头的搅拌打碎使其变成更为细密的泥浆，方便被抽吸清理，而后位于装置后方的冲击棒伸入土地较长，能够在一定程度上击碎较硬的土块，从而更加方便与刃脚周边土堆的清理，使得刃脚能够在自重或者外部加重的情况下更快速的完成下沉作业。

[0049] 重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的（例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值（例如，温度、压力等）、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等）。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

[0050] 此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征（即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或与实现本发明不相关的那些特征）。

[0051] 应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

[0052] 应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。