[實用新型]高離心場機械手方坑挖坑工具頭

有效

• 申請號: 201220163391.5
• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN202577414U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 楊永生;陳磊;馮英偉;劉小剛;宋瓊;胡紹全;林明;張寧萍
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: E02F5/16
• 分類號: E02F5/16
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 李奎書

技術領域

本實用新型涉及一種高離心場機械手挖坑工具頭，尤其涉及一種高離心場機械手方坑挖坑工具頭。?

背景技術

在現代土工研究中，將縮小n倍的模型置于土工離心機中，使其離心場達到nG（G為離心場單位，一個G表示一個重力加速度），模型的自重應力水平就可與原型一致，這樣離心模型試驗就能重現其原型性態。而提高實驗離心場G值，可以有效縮小模型規模。?

土木工程中，需要挖坑的地方很多，如打井、埋樁基礎等。挖坑前需要了解施工現場不同的施工參數與加固方式對軟土基坑開挖周邊土體沉降的影響，便于選用更安全合理的施工方案。由于土體非彈線性的特性，這些信息無法通過理論計算獲得。利用土工離心動態試驗模擬基坑開挖，根據相似理論可以很好的解決此類工程問題。?

土工離心場下實現坑洞開挖比較困難，主要是缺少既能滿足結構限制又能適應高離心場的合理開挖工作頭。土工試驗中坑洞開挖多采用將與土體密度相當的某種液體預先裝入需要開坑的空間，試驗過程中利用閥控進行液體排放而模擬實現坑洞開挖。這種方法只能是盡可能實現坑洞出現，與實際的開挖存在較大區別。?

挖坑工具頭是安裝在機械手上，用于完成土石方開挖（方坑開挖和圓坑開挖）動態離心模擬的專用工具。?

目前中國國內只有香港科技大學離心機機械手配有圓坑挖坑工具頭，而用于土工離心機的機械手方坑挖坑工具頭，則沒有任何實際應用的實例以及文獻?報道，制約了土木工程方坑開挖行業的發展。?

實用新型內容

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種高離心場機械手方坑挖坑工具頭。?

為了達到上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：?

本實用新型包括支架、挖斗油缸、連桿和挖斗，所述支架的上端與高離心場機械手油缸的活塞桿連接，所述挖斗油缸安裝于所述支架上，所述挖斗油缸的活塞桿向下，所述連桿為兩根，所述挖斗為兩個并分別與所述連桿對應連接，所述挖斗油缸的活塞桿的下端分別與兩根所述連桿的上端通過旋轉連接裝置連接，每一根所述連桿的下端與對應的所述挖斗的上端通過旋轉連接裝置連接。使用時，挖斗油缸的活塞桿的上、下運動，通過連桿帶動挖斗運動，完成方坑開挖動作。?

作為最佳方案，以靠近所述挖斗油缸的活塞桿的方向為向內的方向，所述挖斗的上端包括一個內連接部位和一個外連接部位，所述內連接部位通過所述旋轉連接裝置與所述連桿連接，所述外連接部位通過所述旋轉連接裝置與所述支架的下端連接；所述挖斗的下段包括一個矩形外平面和兩個三角形端平面，兩個所述三角形端平面分別位于所述矩形外平面的兩端并與所述矩形外平面垂直；兩個所述挖斗的位置滿足以下條件：所述挖斗油缸的活塞桿下行到位后，所述矩形外平面處于垂直方向，所述挖斗油缸的活塞桿上行到位后，兩個所述挖斗的對應三角形端平面的內邊緊密接觸并處于垂直方向。上述挖斗結構不但能滿足方坑開挖的要求，而且通過液壓實現挖斗的啟閉，其控制精確并能滿足高離心場條件下的方坑開挖要求。根據實際應用環境，挖斗也可以為其它具體結構，比如采用一個帶有內腔的挖斗和一個平板型挖斗，或者采用其它多邊形?端平面的挖斗，等等，具體根據實際情況來選擇。?

作為優選，所述旋轉連接裝置為鉸鏈。?

本實用新型的有益效果在于：?

本實用新型既能滿足土工離心機的結構限制，又能適應高離心場的合理開挖工作，可用于土工離心模型試驗模擬方坑開挖過程，可采用重復動作進行坑體擴張，具有開挖尺寸大、便于調節的優點，增加了土工中的方坑開挖過程的真實性，填補了中國國內土工離心機機械手挖坑功能的空白。?

附圖說明

圖1是本實用新型高離心場機械手方坑挖坑工具頭的主視結構示意圖；?

圖2是本實用新型高離心場機械手方坑挖坑工具頭的俯視結構示意圖；?

圖3是本實用新型高離心場機械手方坑挖坑工具頭的局剖左視結構示意圖；?

圖4是本實用新型高離心場機械手方坑挖坑工具頭使用時的方坑開挖過程示意圖。?

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步具體描述：?

如圖1-圖3所示，本實用新型包括支架3、挖斗油缸4、連桿8和挖斗9，支架3的上端與高離心場機械手油缸的活塞桿1連接，挖斗油缸4安裝于支架3上，挖斗油缸4的活塞桿5向下，連桿8為兩根，挖斗9為兩個并分別與連桿8對應連接，挖斗油缸4的活塞桿5的下端分別與兩根連桿8的上端通過鉸鏈6連接，每一根連桿8的下端與對應的挖斗9的上端通過鉸鏈6連接。支架3的上段和下端通過法蘭2連接。?