[發明專利]一種在硬質地面快速開挖雷坑的旋轉切割取芯裝置

有效

• 申請號: 201610609857.2
• 申請日: 2016-07-28
• 公開（公告）號: CN106193159B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 郭濤;劉曉峰;方向;劉強;張勝;武雙章;丁文;李興華
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍理工大學
• 主分類號: E02F5/20
• 分類號: E02F5/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 李曉靜

技術領域

本發明涉及在硬質地面快速開挖雷坑的旋轉切割取芯裝置，屬于機電控制挖掘作業裝置。

背景技術

雷坑通常是指具有一定直徑和深度、用于埋設地雷的圓形平底坑。現階段，我軍在人工布設地雷時，開挖雷坑由單兵使用工兵鍬人工作業。雖然人工作業開挖雷坑所需器材少、組織實施靈活，但是在粘土、凍土、砂礫地、瀝青路面等硬質地面條件下，開挖效率較低且雷坑質量難以保證。開發一種在硬質地面上能夠代替人工作業開挖雷坑的裝置，提高作業效率和質量，成為亟待解決的問題。與人工作業相比，機械裝置可以較好地解決上述問題。目前，可以在硬質地面上快速開挖圓形平底坑的機械裝置主要有螺旋鉆桿挖坑機和鉆孔取芯機兩種。

螺旋鉆桿挖坑機通常由汽(柴)油發動機提供動力，在壓力作用下軸向向下掘進，螺旋葉片削切土壤，切碎的土壤在離心力作用下被拋向穴壁并在摩擦力作用下沿螺旋葉片上升到地面，拋灑到穴坑周圍。挖掘到預定深度后提升鉆頭，形成圓形平底坑。螺旋鉆桿式挖坑機最大挖坑直徑為500mm。主要用于苗木栽種、樁坑開挖，適用于黃土層、粘土層、含卵石砂礫土層、風化巖土層、凍土層等。

鉆孔取芯機通常由電機或汽(柴)油發動機提供動力，帶動薄壁金剛石空心鉆頭圍繞軸向高速旋轉，在壓力作用下，空心鉆頭向下掘進切割目標材料，掘進到預定深度后提升鉆頭，使用專用工具從坑內取出芯體，形成圓形平底坑。鉆孔取芯機最大挖坑直徑200mm，主要用于材料試驗取芯，適用于硬質土壤、瀝青路面、混凝凝土路面等。

雷坑開挖有以下三個方面的基本要求：一是行動迅速。布雷作業是軍事行動，在確保質量的前提下，必須做到行動迅速，否則就會影響作戰，甚至危及作業人員生命。二是底平、壁直、坑圓，即形狀規則。規則的雷坑形狀是避免地雷在外力作用下傾斜和位移、確保地雷準爆的重要條件。三是尺寸準確、規格統一。地雷的種類很多，不同種類的地雷在外觀尺寸和埋設要求上都有明顯區別，雷坑的尺寸和規格必須與地雷外觀尺寸和埋設要求相匹配，才能可靠設置、可靠起爆。四是盡可能完整保留地表偽裝層和集中收集廢渣，目的是完成布雷作業后恢復地貌原樣，防止被敵方輕易識別。

人工作業的缺點：在硬質地面上，人工作業開挖雷坑速度慢、效率低，鍬、鎬等簡易工具開挖雷坑形狀不規則，尺寸不準確、規格不統一，無法完整保留地表偽裝層。

螺旋鉆桿式挖坑機的缺點：螺旋鉆桿式挖坑機的鉆頭頂部呈大角度錐形，開挖的穴坑底部呈漏斗形，不能滿足坑底平整的要求。在掘進過程中，螺旋鉆桿將土壤切碎并拋出，無法完整保留地表偽裝層和集中收集廢渣，不利于布雷區域的偽裝。

鉆孔取芯機的缺點：鉆孔取芯機掘進到預定深度后，切割成形的柱狀芯體底部沒有斷開，需要人工使用專用工具從穴坑內折斷并取出芯體，坑底截面由剪切力折斷而形成，無法確保坑底平整，且自動化程度不高，影響作業效率。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種在硬質地面快速開挖雷坑的旋轉切割取芯裝置，首先通過環形鋸齒鉆頭切割地面，形成圓形切口，然后通過橫切刀片切斷芯體，通過電動升降桿帶動筒體運動取出芯體，完整保留地表偽裝層和廢渣，并將其整體提升至地面以上，達到雷坑開挖標準的基本要求。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的一種在硬質地面快速開挖雷坑的旋轉切割取芯裝置，包括套筒和與套筒固定連接的安裝板，所述套筒上安裝有圓周均布的至少三組橫向切斷裝置，所述橫向切斷裝置包含聯動軸和橫切刀片，所述聯動軸安裝在筒壁內，聯動軸的上端與撥桿固定連接，撥桿與電動推拉桿鉸接，電動推拉桿安裝在安裝板上，聯動軸的下端與橫切刀片固定連接，在套筒的筒壁上設有容納橫切刀片的貫通槽，所述套筒的下端安裝有環形鋸齒鉆頭，安裝板與連接鉆桿固定連接，連接鉆桿與動力機構連接，動力機構固定在承載板上，承載板與電動升降桿連接，通過動力機構帶動連接鉆桿轉動，從而帶動套筒轉動，環形鋸齒鉆頭切割地面，形成圓形切口，電動推拉桿工作帶動撥桿轉動，從而帶動橫切刀片水平轉動，從而將地面切斷。

作為優選，所述動力機構為汽油發動機。

作為優選，所述橫向切斷裝置有三組。

作為優選，所述橫切刀片為圓弧狀，撥桿為弧形狀，撥桿兩個端點的連線與橫切刀片兩個端點的連線組成的夾角為30°。

作為優選，所述撥桿的兩個端點之間的距離等于套筒的內徑。

作為優選，所述撥桿的兩個端點之間的距離大于套筒的內徑，任何時候只有一個撥桿帶動一個橫切刀片運動。