一种多自由度自动打桩装置及打桩方法
【专利摘要】本发明涉及一种多自由度自动打桩装置及打桩方法，打桩装置包括打桩机构、水箱、机架和放料器，打桩机构、水箱和放料器安装在机架上方；所述打桩机构包括电机、带轮组、杠杆和撞击杆，电机和带轮组相连，带轮组和杠杆相连，杠杆和撞击杆相连；所述放料器包括料筒、放料孔、木桩过渡槽和定位管，木桩过渡槽和定位管安装在机架下方，木桩过渡槽位于定位管和放料孔之间，定位管位于撞击杆的正下方。本发明的多自由度自动打桩装置是一种可以自动安放木桩，打桩质量高，使用方便，体积小，噪声小，安全系数高，打桩效率高的打桩装置。
【专利说明】一种多自由度自动打粧装置及打粧方法
【技术领域】
[0001]本发明属于打桩机械领域，具体来说涉及一种多自由度自动打桩装置及打桩方法。
【背景技术】
[0002]打桩机在农业生产中具有广泛的应用，尤其是在搭建农业大棚时。大多数情况下，农民都是用铁锤手动打桩，或者先用电钻在地面上钻孔，然后再将木桩打进去。用铁锤打的木桩与地面摩擦力较大，在遇到大风时，木桩不会被拔出地面，但是对农民来说劳动强度较大。用电钻钻孔打桩的劳动强度较小，但是木桩与地面摩擦力较小，在遇到大风时，木桩容易被拔出地面。有的大棚每年都要进行木桩的拆卸和重新安装，以此种植不同的农作物，所以打桩对农民来说是一项频繁的、劳动强度大的工作。现有的一些工程打桩机体积较大，比较笨重，一般都是用重锤来进行打桩，需要较高的高度才可将木桩打进去，若是打桩高度一定的话，则需要很重的重锤。两个大棚之间的距离一般是1.3米，工作空间较小，此类体积较大的打桩机无法在大棚中进行打桩。
[0003]CN203361154U公开了一种打桩机，包括动力机构、带轮组、拔杆、横杆、支架和重锤，利用动力机构驱动带轮组转动，并带动拔杆转动，拔杆转动到一定角度时，拔片压下横杆末端，通过杠杆原理使得重锤抬起；当拔杆转动到另一角度时，拔片与横杆脱离接触，重锤在重力作用下落下，完成一次打桩。本方案的打桩机在进行大棚打桩时需要人工安放木桩，而且在打桩的过程中，需要人工扶住木桩，以防止打桩过程中出现木桩倾斜的状况，否则会影响打桩质量，因此安全系数低。另外，本方案的打桩机需要人工搬运以进行不同位置的打桩，而农业大棚需要打很多木桩，若是单纯依靠人工搬运打桩机的话会给农民增加劳动强度，对农民来说使用不便，而且打桩机的拨片与横杆接触处噪声较大。
[0004]开发出一种可以自动安放木桩，打桩质量高,安全系数高,体积小,使用方便,噪声小，打桩效率高的打桩装置是农民的福音，也是本领域技术人员研究的重点和方向。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有的打桩机不能自动安放木桩，无法保证打桩质量，使用不便，过于笨重，噪声大，安全系数低，打桩效率低的缺点，提供一种可以自动安放木桩，打桩质量高，使用方便，体积小，噪声小，安全系数高，打桩效率高的打桩装置。
[0006]为此，本发明提供了一种多自由度自动打桩装置，包括打桩机构、水箱、机架和放料器，打桩机构、水箱和放料器安装在机架上方；所述打桩机构包括电机、带轮组、杠杆和撞击杆，电机和带轮组相连，带轮组和杠杆相连，杠杆和撞击杆相连；所述放料器包括料筒、放料孔、木桩过渡槽和定位管，木桩过渡槽和定位管安装在机架下方，木桩过渡槽位于定位管和放料孔之间，定位管位于撞击杆的正下方。
[0007]根据本发明，放料器料筒的一种结构为可以转动的圆柱体状，料筒内部有盛放木桩的木桩通孔，转动料筒使木桩通孔与放料孔在一条直线上进行放料。料筒上方安装有第二手柄，转动第二手柄可以带动料筒进行转动，当木桩通孔与放料孔在一条直线时，木桩通孔中的木桩可以穿过放料孔进入到木桩过渡槽中，木桩通过木桩过渡槽可以进入到定位管中。将木桩放到定位管中进行打桩可以提高打桩质量，保证打桩过程中不会出现木桩倾斜的状况，不需要人工手扶木桩，避免打桩过程中出现安全事故，由此可以提高安全系数。当进行第二次打桩时，再次转动料筒的第二手柄，使木桩通孔与放料孔在一条直线上，从而使木桩进入到定位管中。
[0008]根据本发明，放料器料筒的另一种结构为料筒一侧安装有弹簧，另一侧盛放有木桩，放料开关位于木桩的上端，放料孔位于木桩的下端。将放料器的放料开关向下按压，可以将木桩压出放料器，木桩可以穿过放料孔进入到木桩过渡槽中，木桩通过木桩过渡槽可以进入到定位管中。将木桩放到定位管中进行打桩可以提高打桩质量，保证打桩过程中不会出现木桩倾斜的状况，不需要人工手扶木桩，避免打桩过程中出现安全事故，由此可以提高安全系数。当放料器中的一根木桩被压出放料器后，其余的木桩就会在弹簧的作用下移动，以补充被压出的木桩留下的空隙，当进行第二次打桩时，再次按压放料开关，又可以将木桩压出放料器，使木桩进入到定位管中。
[0009]根据本发明，电机和带轮组固定在支撑板上，带轮组包括第一带轮、第二带轮、凸轮和支架，第一带轮和第二带轮通过平带传动，第二带轮和凸轮通过轴固定在支架上。凸轮与杠杆、杠杆与撞击杆接触处安装有橡胶垫，可以降低打桩装置工作时产生的噪声。打开电机开关使电机转动，可以带动第一带轮转动，可以带动第二带轮转动，可以带动凸轮转动，可以使杠杆上下移动，与杠杆相连的撞击杆也会上下移动，当撞击杆向下移动时会撞击撞击杆正下方的定位管中的木桩，由此可以实现打桩。
[0010]根据本发明，打桩装置还包括链轮，链轮与支撑板相连。链轮上安装有第一手柄，机架上固定有链条，转动第一手柄可以带动链轮沿着链条转动。在打桩的过程中，木桩的重心是逐渐下降的，为了使撞击杆能够连续撞击木桩，撞击杆的重心也应该是逐渐下降的。在打桩的过程中，摇动第一手柄使链轮向撞击杆方向移动，可以带动支撑板向撞击杆方向移动，可以使凸轮与杠杆相接触的位置向撞击杆方向移动，由此可以使杠杆与撞击杆相接触的工作面下降，即可以使撞击杆的重心下降，由此可以使撞击杆随着木桩的下降而下降，从而可以实现连续打桩。
[0011]根据本发明，水箱包括开关和水管，水管的管口朝向定位管下方的地面。打桩之前先打开水箱的开关，可以使水管向定位管下方的地面喷水，由此可以减少打桩过程中木桩与地面的摩擦力，从而可以提高打桩效率。
[0012]根据本发明，机架包括支撑柱、转轮、扶手和螺钉，支撑柱上端与机架固定，下端安装转轮，扶手固定在机架一侧，螺钉上端安装在机架上。转轮和扶手可以使打桩装置在农地里灵活移动，方便移动打桩装置的位置。将打桩装置移动到需要打桩的位置后，把机架上的螺钉拧进地面里，可以防止打桩过程中打桩装置颤抖。
[0013]本发明还提供了一种多自由度自动打桩装置的打桩方法，所述方法包括以下步骤:
[0014](I)将打桩装置移动到需要打桩的位置，将机架上的螺钉拧到地面里；
[0015](2)打开水箱的开关使水管向定位管下方的地面喷水；
[0016](3)操作放料器，使料筒中的木桩进入到定位管中；[0017](4)打开电机开关使电机转动，使带轮组转动，带动杠杆上下移动，从而带动撞击杆上下移动，当撞击杆向下移动时会撞击撞击杆正下方的定位管中的木桩，从而实现打桩；
[0018](5)在打桩的过程中，转动链轮使撞击杆能够连续撞击木桩，将木桩打入地面。
[0019]本发明的多自由度自动打桩装置可以自动安放木桩，将木桩放在定位管中进行打桩，可以保证打桩过程中不会出现木桩倾斜的状况，从而可以提高打桩质量，还可以提高工作安全系数；打桩装置的体积小，重量轻，可以在农地里灵活移动，噪声小，使用方便；采用本发明的自动打桩装置进行打桩可以减少打桩过程中木桩与地面的摩擦力，从而可以提高打桩效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1和图2是本发明的多自由度自动打桩装置的结构示意图。
[0021]图1中，1.扶手；2.支撑柱；3.转轮；4.机架；5.螺钉；6.水箱；7.开关；8.水管；
9.第二手柄；10.木桩通孔；11.放料孔；12.木桩过渡槽；13.定位管；14.撞击杆；15.杠杆；16.凸轮；17.第二带轮；18.第一带轮；19.平带；20.支架；21.电机；22.支撑板；23.链轮；24.链条；25.第一手柄；26.木桩。
[0022]图2中，1.扶手；2.支撑柱；3.转轮；4.机架；5.螺钉；6.水箱；7.开关；8.水管；9.放料开关；10.弹簧；11.木桩；12.木桩过渡槽；13.定位管；14.撞击杆；15.杠杆；16.凸轮；17.第二带轮；18.第一带轮；19.平带；20.支架；21.电机；22.支撑板；23.链轮；24.链条；25.第一手柄。
【具体实施方式】
[0023]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0024]实施例1
[0025]如图1所示，本发明的多自由度自动打桩装置包括扶手I，支撑柱2，转轮3，机架4，螺钉5，水箱6，开关7，水管8，第二手柄9，木桩通孔10，放料孔11，木桩过渡槽12，定位管13，撞击杆14，杠杆15，凸轮16，第二带轮17，第一带轮18，平带19，支架20，电机21，支撑板22，链轮23，链条24，第一手柄25，木桩26。
[0026]手握机架4的扶手I将自动打桩装置移动到需要打桩的位置，将螺钉5拧到地面里，以防止打桩装置工作时颤抖，提高安全性。打开水箱6的开关7，水管8会向定位管13下方的地面喷水，由此可以减少打桩过程中木桩与地面的摩擦力，从而可以提高打桩效率。转动第二手柄9，可以带动料筒进行转动，当木桩通孔10与放料孔11在一条直线时，木桩通孔中的木桩26可以穿过放料孔11进入到木桩过渡槽12中，木桩通过木桩过渡槽12可以进入到定位管13中。将木桩放到定位管中进行打桩可以提高打桩质量，保证打桩过程中不会出现木桩倾斜的状况，保证木桩的完整性。当进行第二次打桩时，再次转动料筒的第二手柄9，使木桩通孔10与放料孔11在一条直线上，从而使木桩进入到定位管13中。打开电机开关使电机21转动，电机转动可以带动第一带轮18转动，可以带动第二带轮17转动，可以带动凸轮16转动，可以使杠杆15上下移动，与杠杆15相连的撞击杆14也会上下移动，当撞击杆14向下移动时会撞击撞击杆正下方的定位管13中的木桩，由此可以实现打桩。在打桩的过程中，木桩的位置是逐渐下降的，为了使撞击杆能够一直撞击到木桩，撞击杆的位置也应该是逐渐下降的。在打桩的过程中，摇动第一手柄25使链轮23向撞击杆14方向移动，可以带动支撑板22向撞击杆14方向移动，可以使凸轮16与杠杆15相接触的位置向撞击杆14方向移动,可以使杠杆15与撞击杆14相接触的工作面下降,可以使撞击杆14的重心下降，由此可以使撞击杆随着木桩的下降而下降，从而可以实现连续打桩。
[0027]实施例2
[0028]如图2所示，本发明的多自由度自动打桩装置包括扶手I，支撑柱2，转轮3，机架4，螺钉5，水箱6，开关7，水管8，放料开关9，弹簧10，木桩11，木桩过渡槽12，定位管13，撞击杆14，杠杆15，凸轮16，第二带轮17，第一带轮18，平带19，支架20，电机21，支撑板22，链轮23,链条24，第一手柄25。
[0029]手握机架4的扶手I将自动打桩装置移动到需要打桩的位置，将螺钉5拧到地面里，以防止打桩装置工作时颤抖。打开水箱6的开关7，水管8会向定位管13下方的地面喷水，由此可以减少打桩过程中木桩与地面的摩擦力，从而可以提高工作效率。将放料器的放料开关9向下按压，可以将木桩压出放料器，木桩可以穿过放料孔进入到木桩过渡槽12中，木桩通过木桩过渡槽12可以进入到定位管13中。将木桩放到定位管中进行打桩可以提高打桩质量，保证打桩过程中不会出现木桩倾斜的状况，保证木桩的完整性。当放料器中的一根木桩被压出放料器后，其余的木桩就会在弹簧10的作用下移动，以补充被压出的木桩留下的空隙，当进行第二次打桩时，再次按压放料开关9，又可以将木桩压出放料器，使木桩进入到定位管13中。打开电机开关使电机21转动，电机转动可以带动第一带轮18转动，可以带动第二带轮17转动，可以带动凸轮16转动，可以使杠杆15上下移动，与杠杆15相连的撞击杆14也会上下移动，当撞击杆14向下移动时会撞击撞击杆正下方的定位管13中的木桩，由此可以实现打桩。在打桩的过程中，木桩的位置是逐渐下降的，为了使撞击杆能够一直撞击到木桩，撞击杆的位置也应该是逐渐下降的。在打桩的过程中，摇动第一手柄25使链轮23向撞击杆14方向移动,可以带动支撑板22向撞击杆14方向移动,可以使凸轮16与杠杆15相接触的位置向撞击杆14方向移动，可以使杠杆15与撞击杆14相接触的工作面下降，可以使撞击杆14的重心下降，由此可以使撞击杆随着木桩的下降而下降，从而可以实现连续打桩。
【权利要求】
1.一种多自由度自动打桩装置，包括打桩机构、水箱和机架，其特征在于，所述打桩装置还包括放料器，打桩机构、水箱和放料器安装在机架上方；所述打桩机构包括电机、带轮组、杠杆和撞击杆，电机和带轮组相连，带轮组和杠杆相连，杠杆和撞击杆相连；所述放料器包括料筒、放料孔、木桩过渡槽和定位管，木桩过渡槽和定位管安装在机架下方，木桩过渡槽位于定位管和放料孔之间，定位管位于撞击杆的正下方。
2.如权利要求1所述的多自由度自动打桩装置，其特征在于，所述放料器的料筒为可以转动的圆柱体状，料筒内部有盛放木桩的木桩通孔，转动料筒使木桩通孔与放料孔在一条直线上进行放料。
3.如权利要求1所述的多自由度自动打桩装置，其特征在于，所述放料器还包括放料开关，料筒的一侧安装有弹簧，另一侧盛放有木桩，放料开关位于木桩的上端，放料孔位于木桩的下端。
4.如权利要求2或3所述的多自由度自动打桩装置，其特征在于，所述电机和带轮组固定在支撑板上，带轮组包括第一带轮、第二带轮、凸轮和支架，第一带轮和第二带轮通过平带传动，第二带轮和凸轮通过轴固定在支架上。
5.如权利要求2或3所述的多自由度自动打桩装置，其特征在于，所述打桩装置还包括链轮，链轮与支撑板相连。
6.如权利要求2或3所述的多自由度自动打桩装置，其特征在于，所述水箱包括开关和水管，水管的管口朝向定位管下方的地面。
7.如权利要求2或3所述的多自由度自动打桩装置，其特征在于，所述机架包括支撑柱、转轮、扶手和螺钉，支撑柱上端与机架固定，下端安装转轮，扶手固定在机架一侧，螺钉上端安装在机架上。
8.一种使用如权利要求1-7所述的多自由度自动打桩装置的打桩方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: (1)将打桩装置移动到需要打桩的位置，将机架上的螺钉拧到地面里； (2)打开水箱的开关使水管向定位管下方的地面喷水； (3)操作放料器，使料筒中的木桩进入到定位管中； (4)打开电机开关使电机转动，使带轮组转动，带动杠杆上下移动，从而带动撞击杆上下移动，当撞击杆向下移动时会撞击撞击杆正下方的定位管中的木桩，从而实现打桩； (5)在打桩的过程中，转动链轮使撞击杆能够连续撞击木桩，将木桩打入地面。
【文档编号】E02D7/06GK103993600SQ201410214481
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】李利, 施旭峰, 汪传生, 王宇帆, 鲍晓光 申请人:青岛科技大学