一种土木工程施工用智能挖掘装置

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1.本发明涉及旋转式钻进领域，具体涉及一种土木工程施工用智能挖掘装置。

背景技术：

2.当前工程用钻进挖掘设备中，遇土质硬度较大或者土壤成分较为复杂的土质环境时，就会影响到钻探设备向下钻探挖掘的速度，进而使挖掘的效率降低，从而影响到工程施工的进度。因此需要一种可自适应调节的土木施工用的挖掘装置，可根据所施工处土质硬度和成分情况进行自适应调节，以提高工程施工挖掘的效率。

技术实现要素：

3.本发明提供一种土木工程施工用智能挖掘装置，以解决现有的挖掘设备效率较低的问题。
4.本发明的一种土木工程施工用智能挖掘装置采用如下技术方案：
5.一种土木工程施工用智能挖掘装置包括壳体、调节组件和多个钻探组件；壳体包括内柱、驱动盘、外筒和多个固定滑杆；内柱竖直设置，上端固接于驱动盘的下表面；外筒套装于内柱，且上端与驱动盘固接，外筒的外周壁上设有排料槽；多个固定滑杆沿内柱周向均布；固定滑杆沿驱动盘径向方向延伸，内端固接于内柱，外端与外筒固接；调节组件包括内调节盘、外调节盘和多个调节杆；内调节盘可上下滑动地套装在内柱上；外调节盘可上下滑动地插装在外筒内，且套装在内调节盘上；内调节盘和外调节盘的上端分别通过弹性组件和驱动盘相连接；内调节盘和外调节盘上周向均布有多个连通内调节盘和外调节盘的安装槽，每个安装槽沿内调节盘径向方向向外调节盘上延伸，且上下贯通；调节杆呈可伸缩状，水平安装在安装槽内，内端铰接于安装槽的内端，外端铰接于安装槽的外端；每个钻探组件包括多个沿安装槽均布的钻探刀组；钻探刀组包括钻探刀和伸缩杆；伸缩杆为弹性伸缩杆，配置成在拉伸时弹性蓄力，上端沿径向方向可滑动地安装于固定滑杆，中部可滑动地万向铰接于调节杆，以在调节杆的内端高于外端时，多个位于外端的伸缩杆沿调节杆向内移动，在调节杆的外端高于内端时，多个位于外内端的伸缩杆沿调节杆向外移动；伸缩杆的下端向下延伸出安装槽；钻探刀固定于伸缩杆的下端。
6.进一步地，壳体还包括内筒，内筒位于外筒的内部，套装在内柱上，且上端固接于驱动盘，内筒周壁上沿内柱周向均布有多个缺口；内调节盘位于内柱和内筒之间；外调节盘位于内筒和外筒之间；每个安装槽可与一个缺口相互连通。
7.进一步地，内安装盘上的安装槽为内安装槽，每个内安装槽沿内调节盘径向方向向外延伸；外安装盘上的安装槽为外安装槽，每个外安装槽沿外调节盘径向方向向内延伸。
8.进一步地，弹性组件包括内调节弹簧和外调节弹簧；内调节弹簧套装在内柱上，上端和驱动盘固接，下端与内调节盘固接；外调节弹簧套装在内筒上，上端与驱动盘固接，下端与外调节盘固接。
9.进一步地，伸缩杆包括上套管、铰接块、滑动板、连接杆和第一弹簧；上套管竖直设
置，上端沿径向方向可滑动地安装在固定滑杆上，上套管内壁上设有阻挡块；滑动板水平设置，安装在上套管内，且位于阻挡块的上端，阻挡块用于阻挡滑动板向下滑动；连接杆从上套管的下端可上下滑动地插入上套管内，连接杆下端向下延伸出安装槽，钻探刀与连接杆的下端相连接；第一弹簧竖直设置，上端固接于滑动板，下端固接于连接杆；铰接块与调节杆万向铰接，且沿径向方向可滑动地安装在调节杆上，铰接块与连接杆固接。
10.进一步地，伸缩杆还包括下套管、第二弹簧和阻挡滑板；下套管从连接杆的下端可上下滑动地套装在连接杆上；阻挡滑板水平固定于下管套的下端，且与内调节盘和外调节盘的下表面相接处，钻探刀与阻挡滑板固接，以防止钻探刀沿安装槽向上滑动；第二弹簧安装在下套管内，上端与连接杆固接，下端与阻挡滑板固接。
11.进一步地，每相邻的两个铰接块之间设有一个复位弹簧；复位弹簧套装在调节杆上，复位弹簧的内端和外端分别固接两个相邻的铰接块。
12.进一步地，调节杆包括调节内杆和调节外杆；外调节杆的外端铰接于安装槽靠近外筒的一侧，调节外杆上沿长度方向设有外滑动槽；调节内杆的内端铰接于安装槽靠近内柱的一侧，外端通过外滑动槽和调节外杆相连接，且可沿外滑动槽滑动。
13.本发明的有益效果是：本发明的一种土木工程施工用智能挖掘装置，因为具有壳体、调节组件和多个钻探组件，驱动盘转动时带动带动调节组件和钻探组件转动。当在向下钻探过程中遇到较硬的凸块时，且较硬的土块位于内调节盘下方时，内调节盘受到压力上升，外调节盘下降，此时内调节盘上相应的弹性组件进一步压缩，内调节盘受到的压力大于外调节盘受到的压力，使钻探组件加快对较硬的土块破碎的效率。内调节盘和外调节盘发生竖直方向的相对移动，带动调节杆内端高外端低的倾斜，进而使伸缩杆沿调节杆向内滑动，从而带动钻探刀向内移动，进一步加快对内调节盘下方较硬凸块的破碎速度。当向下钻探时较硬的土块位于外调节盘的下方时，和内调节盘下方遇到较硬土块的原理相同，动作相反，以实现自适应调节，进而使向下钻探挖掘的效率提高。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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他的附图。
15.图1为本发明的一种土木工程施工用智能挖掘装置的实施例的结构示意图；
16.图2为本发明的一种土木工程施工用智能挖掘装置的实施例的侧视图；
17.图3为图2中a出的局部放大图；
18.图4为本发明的一种土木工程施工用智能挖掘装置的实施例的壳体的侧视图；
19.图5为本发明的一种土木工程施工用智能挖掘装置的实施例的壳体的内部结构示意图；
20.图6为本发明的一种土木工程施工用智能挖掘装置的实施例的内调节盘的侧视图；
21.图7为本发明的一种土木工程施工用智能挖掘装置的实施例的内调节盘的结构示意图；
22.图8为本发明的一种土木工程施工用智能挖掘装置的实施例的外调节盘的侧视图；
23.图9为本发明的一种土木工程施工用智能挖掘装置的实施例的外调节盘的结构示意图；
24.图10为本发明的一种土木工程施工用智能挖掘装置的实施例的调节杆的结构示意图；
25.图11为本发明的一种土木工程施工用智能挖掘装置的实施例的钻探刀组的结构示意图；
26.图中：1、驱动盘；11、驱动接口；12、内筒；13、外筒；14、固定滑杆；15、外限位槽；16、缺口挡块；17、内限位条；18、缺口；19、内柱；2、内调节盘；21、内调节弹簧；22、内安装槽；23、内挡板；24、内铰接台；25、内铰接柱；26、内限位槽；3、外调节盘；31、外调节弹簧；32、外安装槽；33、外挡板；34、外铰接台；35、外铰接柱；36、外限位条；4、调节外杆；41、外铰接孔；42、外滑动槽；5、调节内杆；51、内铰接孔；52、内滑动柱；6、上套管；61、滑动孔；7、连接杆；71、滑动板；72、第二弹簧；73、第一弹簧；74、铰接块；8、下套管；81、阻挡滑板；82、钻探刀；9、复位弹簧；10、排料槽。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
28.本发明的一种土木工程施工用智能挖掘装置的实施例，如图1至图11所示，包括壳体、调节组件和多个钻探组件。壳体包括内柱19、驱动盘1、外筒13和多个固定滑杆14；驱动盘1水平可转动地设置，驱动盘1呈圆盘状，且轴心处设有驱动接口11，用于连接电机输出轴，以使电机带动驱动盘1同步转动；内柱19竖直设置且与驱动盘1同轴，上端固接于驱动盘1的下表面，周壁上均布有多个内限位条17，每个内限位条17呈长条状凸起结构；外筒13套装于内柱19，外筒13与内柱19同轴，且上端固接于驱动盘1，外筒13内壁上周向均布有多个外限位槽15，每个外限位槽15沿轴向方向延伸，外筒13的外周壁上设有排料槽10，外排料槽10沿外筒螺旋向上延伸，以在将向下钻探时产生的碎土向洞外排出。多个固定滑杆14沿内柱19周向均布，固定滑杆14水平设置，沿驱动盘1径向方向延伸，固定滑杆14的内端固接于内柱19，外端与外筒13固接。
29.调节组件包括内调节盘2、外调节盘3和多个调节杆；内调节盘2可上下滑动地套装在内柱19上，内调节盘2呈环形的柱状，内壁上均布有多个内限位槽26，每个内限位条17可插入一个内限位槽26中，以使内调节盘2在内柱19上仅能上下滑动；外调节盘3呈环形的柱状，且和内调节盘2高度相同，周壁上均布有多个外限位条36，每个外限位条36可插入一个外限位槽15内，以使外调节盘3可上下滑动地插装在外筒13内，且套装在内调节盘2上。内调节盘2和外调节盘3高度相同，初始状态处于同一水平，且固定滑杆14位于内调节盘2和外调节盘3的上方，内调节盘2和外调节盘3的上端均通过弹性组件和驱动盘1相连接，以在内调节盘2或外调节盘3有向上的压力时，使内调节盘2和外调节盘3发生竖直方向的相对移动；
内调节盘2和外调节盘3上周向均布有多个安装槽，每个安装槽沿内调节盘2径向方向向外调节盘3上延伸，且上下贯通，每个安装槽和一个固定滑杆14沿竖直方向处于同于平面内；调节杆呈可伸缩状，水平安装在安装槽内，内端铰接于安装槽的内端，外端铰接于安装槽的外端，以在内调节盘2和外调节盘3发生轴向方向的相对移动时，调节杆伸长。调节杆在伸长过程中，调节杆以内调节盘2和外调节盘3交接处为轴心发生转动，调节杆的一端上升，另一端下降，且上升和下降的距离相同。
30.每个钻探组件设置在一个安装槽内，包括多个沿安装槽均布的钻探刀组。钻探刀组包括钻探刀82和伸缩杆。伸缩杆为弹性伸缩杆，配置成在拉伸变长时蓄力，初始状态为弹性释放状态，且伸缩杆在收缩时弹性不变，上端沿径向方向可滑动地安装于固定滑杆14，中部滑动地万向铰接于调节杆。以在调节杆的内端高于外端时，处于外端的伸缩杆被拉伸蓄力，由于弹性的原因多个伸缩杆沿调节杆向内移动，在调节杆的外端高于内端时，处于内端的拉伸杆被拉伸蓄力，多个伸缩杆沿调节杆向外移动。伸缩杆的下端向下延伸出安装槽；钻探刀82固定于伸缩杆的下端。
31.工作时，将电机输出轴与驱动盘1的驱动接口11固接，打开电机带动驱动盘1转动，并带动内调节盘2和外调节盘3转动。将装置下端放置于需要挖掘的施工土地上，并对驱动盘1施加一个向下的恒力，内调节盘2和外调节盘3的弹性组件处于压缩状态。内调节盘2和外调节盘3带动多个钻探组件转动，使得钻探刀82向下钻探挖掘，在外筒13转动的过程中排料槽10将钻探处的土料向上输送。当在向下钻探过程中遇到较硬的凸块时，且较硬的土块位于内调节盘2下方时，内调节盘2受到向上的压力并向上移动，外调节盘3向下移动，位于内调节盘2的弹性组件对钻探刀82有向下的压力，使钻探刀82对较硬的土块压力增大，进而使钻探刀82对内调节盘2下方土块的破碎效果增强。内调节盘2和外调节盘3相对运动使得调节杆伸长，调节杆发生倾斜，位于内调节盘2上的安装槽上升，位于外调节盘3上的安装槽下降，带动调节杆内端高外端低。调节杆内端带动伸缩杆收缩，且伸缩杆的弹性势能不变，外端带动伸缩杆拉伸变长，且伸缩杆的弹性势能增加。伸缩杆在弹性势能的带动下有回到初始长度的状态，使得在外调节盘3上的安装槽内伸缩杆沿调节杆和固定滑杆14向内滑动，钻探刀82的密度增大时向下钻探的速度提高。当向下钻探时较硬的土块位于外调节盘3的下方时，和内调节盘2下方遇到较硬土块的原理相同，动作相反，从而使装在不同的土质环境下进行自适应调节，以达到土木施工钻探挖掘的效率。
32.本实施例中，如图2至图5所示，壳体还包括内筒12，内筒12位于外筒13的内，和外筒13同轴设置，且和外筒13处于同一水平面，套装于内柱19，且上端固接于驱动盘1，内筒12周壁上沿内柱19周向均布有多个缺口18，缺口18呈长方形状，缺口18下端向下贯通，且下端开口处设有缺口挡块16，缺口挡块16用于阻挡钻探刀82进入缺口18。内调节盘2位于内柱19和内筒12之间，外调节盘3位于内筒12和外筒13之间，增加内调节盘2和外调节盘3在壳体内的稳定性，以增加装置向下钻探的效果。每个固定滑杆14穿过一个缺口18，每个安装槽可与一个缺口18相互连通。
33.本实施例中，如图6和图7所示，内安装盘上的安装槽为内安装槽22，每个内安装槽22沿内调节盘2径向方向向外延伸，内安装槽22的内端壁上设有内铰接台24，内铰接台24上设有内铰接柱25，调节杆的内端铰接于内铰接柱25，内安装槽22的下端设有内挡板23，内挡板23用于阻挡钻探刀82进入内安装槽22内，从而影响装置的正常工作。外安装盘上的安装
槽为外安装槽32，每个外安装槽32沿外调节盘3径向方向向内延伸，外安装槽32的外端壁上设有外铰接台34，外铰接台34上设有外铰接柱35，调节杆的外端铰接于外铰接柱35，外安装槽32的下端设有外挡板33，外挡板33用于阻挡钻探刀82进入外安装槽32内，从而影响装置的正常工作。
34.本实施例中，如图6至图9所示，弹性组件包括内调节弹簧21和外调节弹簧31，内调节弹簧21和外调节弹簧31的劲度系数相同，以使在钻探时内调节盘2和外调节盘3相对位移的距离相同。内调节弹簧21套装在内柱19上，上端和驱动盘1固接，下端与内调节盘2固接。外调节弹簧31套装在内筒12上，上端与驱动盘1固接，下端与外调节盘3固接。
35.本实施例中，如图3和图11所示，伸缩杆包括上套管6、铰接块74、滑动板71、连接杆7和第一弹簧73。上套管6竖直设置，上套管6上端设有滑动孔61，上端通过滑动孔61沿径向方向可滑动地安装在固定滑杆14上，上套管6内壁上设有阻挡块。滑动板71水平设置，安装在上套管6内，且位于阻挡块的上端，阻挡块用于阻挡滑动板71向下滑动。连接杆7从上套管6的下端可上下滑动地插入上套管6内，连接杆7下端向下延伸出安装槽，钻探刀82与连接杆7的下端相连接。第一弹簧73竖直设置，上端固接于滑动板71，下端固接于连接杆7，以使升缩杆收缩时，第一弹簧73推动滑动板71向上移动，且第一弹簧73在滑动板71向上移动时不被压缩，进而使伸缩杆在收缩时保持在初始位置不变。铰接块74与调节杆万向铰接，铰接块74中设有铰接球，铰接块74和调节杆球铰接，且铰接块74通过铰接球沿径向方向可滑动地安装在调节杆上，铰接块74与连接杆7固接。
36.本实施例中，如图3和图11所示，伸缩杆还包括下套管8、第二弹簧72和阻挡滑板81。下套管8从连接杆7的下端可上下滑动地插装在连接杆7上，阻挡滑板81水平固定于下管套的下端，且位于内调节盘2和外调节盘3的下表面，钻探刀82与阻挡滑板81固接，以防止钻探刀82沿安装槽向上滑动，且阻挡滑板81沿安装槽滑动。第二弹簧72安装在下套管8内，上端与连接杆7固接，下端与阻挡滑板81固接，用于使阻挡滑板81分别与内调节盘2和外调节盘3的下表面保持接触。
37.本实施例中，如图3所示，每相邻的两个铰接块74之间设有一个复位弹簧9，复位弹簧9套装在调节杆上，复位弹簧9的内端和外端分别固接两个相邻的铰接块74。复位弹簧9用于在装置钻探结束后，复位弹簧9释放，推动伸缩杆恢复至初始位置。伸缩杆在沿调节杆滑动时通过复位弹簧9推动相邻的弹簧移动，使凸起部位的钻探刀82密度增加，增加研磨速度。
38.本实施例中，如图10所示，调节杆包括调节内杆5和调节外杆4。外调节杆的外端铰接于安装槽靠近外筒13的一侧，具体的，调节外杆4的外端设有外铰接孔41，外铰接孔41铰接于外铰接柱35上，调节外杆4上沿长度方向设有外滑动槽42。调节内杆5的内端铰接于安装槽靠近内柱19的一侧，具体地，调节内杆5的内端设有内铰接孔51，内铰接孔51铰接于内铰接柱25，外端通过外滑动槽42和调节外杆4相连接，且可沿外滑动槽42滑动，具体地，调节内杆5内滑动槽，且内滑动槽的外端上有内滑动柱52，内滑动槽和外滑动槽42插装配合，内滑动柱52可在外滑动槽42内滑动。
39.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种土木工程施工用智能挖掘装置，其特征在于：包括：壳体，包括内柱、驱动盘、外筒和多个固定滑杆；内柱竖直设置，上端固接于驱动盘的下表面；外筒套装于内柱，且上端与驱动盘固接，外筒的外周壁上设有排料槽；多个固定滑杆沿内柱周向均布；固定滑杆沿驱动盘径向方向延伸，内端固接于内柱，外端与外筒固接；调节组件，包括内调节盘、外调节盘和多个调节杆；内调节盘可上下滑动地套装在内柱上；外调节盘可上下滑动地插装在外筒内，且套装在内调节盘上；内调节盘和外调节盘的上端分别通过弹性组件和驱动盘相连接；内调节盘和外调节盘上周向均布有多个连通内调节盘和外调节盘的安装槽，每个安装槽沿内调节盘径向方向向外调节盘上延伸，且上下贯通；调节杆呈可伸缩状，水平安装在安装槽内，内端铰接于安装槽的内端，外端铰接于安装槽的外端；多个钻探组件，每个钻探组件包括多个沿安装槽均布的钻探刀组；钻探刀组包括钻探刀和伸缩杆；伸缩杆为弹性伸缩杆，配置成在仅拉伸时弹性蓄力，上端沿径向方向可滑动地安装于固定滑杆，中部可滑动地万向铰接于调节杆，以在调节杆的内端高于外端时，多个位于外端的伸缩杆沿调节杆向内移动，在调节杆的外端高于内端时，多个位于内端的伸缩杆沿调节杆向外移动；伸缩杆的下端向下延伸出安装槽；钻探刀固定于伸缩杆的下端。2.根据权利要求1所述的一种土木工程施工用智能挖掘装置，其特征在于：壳体还包括内筒，内筒位于外筒的内，套装在内柱上，且上端固接于驱动盘，内筒周壁上沿内柱周向均布有多个缺口；内调节盘位于内柱和内筒之间；外调节盘位于内筒和外筒之间；每个安装槽可与一个缺口相互连通。3.根据权利要求2所述的一种土木工程施工用智能挖掘装置，其特征在于：内安装盘上的安装槽为内安装槽，每个内安装槽沿内调节盘径向方向向外延伸；外安装盘上的安装槽为外安装槽，每个外安装槽沿外调节盘径向方向向内延伸。4.根据权利要求1所述的一种土木工程施工用智能挖掘装置，其特征在于：弹性组件包括内调节弹簧和外调节弹簧；内调节弹簧套装在内柱上，上端和驱动盘固接，下端与内调节盘固接；外调节弹簧套装在内筒上，上端与驱动盘固接，下端与外调节盘固接。5.根据权利要求1所述的一种土木工程施工用智能挖掘装置，其特征在于：伸缩杆包括上套管、铰接块、滑动板、连接杆和第一弹簧；上套管竖直设置，上端沿径向方向可滑动地安装在固定滑杆上，上套管内壁上设有阻挡块；滑动板水平设置，安装在上套管内，且位于阻挡块的上端，阻挡块用于阻挡滑动板向下滑动；连接杆从上套管的下端可上下滑动地插入上套管内，连接杆下端向下延伸出安装槽，钻探刀与连接杆的下端相连接；第一弹簧竖直设置，上端固接于滑动板，下端固接于连接杆；铰接块与调节杆万向铰接，且沿径向方向可滑动地安装在调节杆上，铰接块与连接杆固接。6.根据权利要求5所述的一种土木工程施工用智能挖掘装置，其特征在于：伸缩杆还包括下套管、第二弹簧和阻挡滑板；下套管从连接杆的下端可上下滑动地套装在连接杆上；阻挡滑板水平固定于下管套的下端，且与内调节盘和外调节盘的下表面相接处，钻探刀与阻挡滑板固接，以防止钻探刀沿安装槽向上滑动；第二弹簧安装在下套管内，上端与连接杆固接，下端与阻挡滑板固接。7.根据权利要求5所述的一种土木工程施工用智能挖掘装置，其特征在于：
每相邻的两个铰接块之间设有一个复位弹簧；复位弹簧套装在调节杆上，复位弹簧的内端和外端分别固接两个相邻的铰接块。8.根据权利要求1所述的一种土木工程施工用智能挖掘装置，其特征在于：调节杆包括调节内杆和调节外杆；外调节杆的外端铰接于安装槽靠近外筒的一侧，调节外杆上沿长度方向设有外滑动槽；调节内杆的内端铰接于安装槽靠近内柱的一侧，外端通过外滑动槽和调节外杆相连接，且可沿外滑动槽滑动。

技术总结

本发明涉及旋转式钻进领域，具体涉及一种土木工程施工用智能挖掘装置。驱动盘水平可转动地设置，内柱固接于驱动盘，外筒套装于内柱，固定滑杆内端固接于内柱，外端与外筒固接。内调节盘和外调节盘的上端均通过弹性组件和驱动盘相连接，周向均布有多个安装槽。调节杆内端铰接于安装槽的内端，外端铰接于安装槽的外端。钻探刀组包括钻探刀和伸缩杆，伸缩杆配置成在仅拉伸变长时蓄力，上端可滑动地安装于固定滑杆，中部滑动地万向铰接于调节杆，以在调节杆的内端高于外端时，伸缩杆沿调节杆向内移动，在调节杆的外端高于内端时，多个伸缩杆沿调节杆向外移动，钻探刀固定于伸缩杆的下端，进而使钻探刀向凸起部位靠拢，提高土木施工钻探挖掘的效率。探挖掘的效率。探挖掘的效率。