一種無線遙控的強夯機

《一種無線遙控的強夯機》是三一重工股份有限公司於2012年11月22日申請的專利，該專利的公布號為CN102979074A，申請公布日為2013年3月20日，發明人是易小剛、張作良、李東、吳志強。該發明涉及工程機械領域。

《一種無線遙控的強夯機》包括車體和安裝在車體上的行走機構、變幅機構、提升機構、臂架和控制器，還包括攜帶型控制終端、配合使用的遙控發射裝置和遙控接收裝置；所述攜帶型控制終端產生指示信號，所述遙控發射裝置根據指示信號發出無線電控制信號；所述遙控接收裝置接受無線電控制信號，並將其傳送至控制器；所述控制器根據所述無線電控制信號控制行走機構、變幅機構、提升機構中的至少一個進行工作。通過該發明，可實現遠程遙控作業，減輕強夯作業時噪音、粉塵、振動、視線不清等因素造成的安全影響，能夠提高操作人員的舒適性以及施工現場的安全性；並且可以取消傳統的駕駛操作室，大大降低強夯機的生產成本。

2017年12月11日，《一種無線遙控的強夯機》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種無線遙控的強夯機》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種無線遙控的強夯機
• 申請人：三一重工股份有限公司
• 申請日：2012年11月22日
• 申請號：2012104771358
• 公布號：CN102979074A
• 公布日：2013年3月20日
• 發明人：易小剛、張作良、李東、吳志強
• 地址：湖南省長沙市經濟技術開發區三一工業城
• 分類號：E02D3/046(2006.01)I
• 類別：發明專利

專利背景

強夯法就是將夯錘吊到較大高度後使其自由落下，給地基以強烈的衝擊力和振動的夯擊方法。通過夯擊可以使地基的土體結構破壞，孔隙壓縮，土體局部液化，通過裂縫排出孔隙水和氣體；然後使地基的土體在新的狀況下固結，從而提高地基的承載能力，並降低其可壓縮性。同時，夯擊能還可提高土層的均勻程度，減少將來可能出現的差異沉降。

強夯法一般利用強夯機實施。如圖1所示，強夯機一般包括車體、行走機構、變幅機構、提升機構、臂架7、控制器和駕駛室9；行走機構、變幅機構、提升機構、臂架7和駕駛室9均安裝在車體上；控制器安裝在駕駛室9中，且分別與行走機構、變幅機構、提升機構通過適當的方式相連，以能夠分別控制各機構的運轉或操作。其中，對於行駛和強夯作業的控制主要是操作人員在駕駛室9內對控制器進行相應操作完成。

由於強夯機的作業場地較為惡劣，夯擊時產生的噪音和振動大、操作手在駕駛室9內工作環境極差；且提升機構的夯錘脫鉤下放的一瞬間會產生極大的反作用力於臂架及機體上，會產生很大的振動，嚴重時還會造成強夯機的傾翻，嚴重威脅到操作人員的生命安全。2012年前，雖然強夯機在駕駛室9上加裝了防護裝置，但也只能有限的避免一些砸傷，並不能根本改善操作人員的工作環境。而且，強夯機的操作人員在駕駛室9內操作，由於視野局限性的限制，有時受到障礙物的阻擋，或者在夜間施工照明設施不足時，位於駕駛室9內的操作人員難以看清夯錘及地面工作人員的位置，稍一疏忽就有可能造成地面工作人員的傷亡。

因此，如何提高強夯機的操作人員的舒適性以及施工現場的安全性，是該領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

專利目的

該發明所要解決的技術問題在於，提供一種強夯機，能夠提高操作人員的舒適性以及施工現場的安全性。

技術方案

《一種無線遙控的強夯機》提供了一種強夯機，包括車體和安裝在車體上的行走機構、變幅機構、提升機構、臂架和控制器，其特徵在於，還包括攜帶型控制終端、配合使用的遙控發射裝置和遙控接收裝置；所述攜帶型控制終端與遙控發射裝置相連，所述遙控接收裝置與控制器相連；所述攜帶型控制終端產生指示信號，所述遙控發射裝置根據指示信號發出無線電控制信號；所述遙控接收裝置接受無線電控制信號，並將其傳送至控制器；所述控制器根據所述無線電控制信號控制行走機構、變幅機構、提升機構中的至少一個進行工作。

進一步地，所述攜帶型控制終端設定有變幅控制手柄、行走控制手柄、提升控制手柄、落錘控制手柄、點火按鈕、急停開關。進一步地，所述提升機構包括第一油缸、第一定滑輪組、第一動滑輪組、臂頭導向滑輪及第一繩索，其中：臂頭導向滑輪可旋轉地安裝在臂架未端；所述第一油缸的第一端與車體連線、第二端與所述第一動滑輪組相連，所述第一定滑輪組與所述車體連線；所述第一繩索一端與所述車體相對固定，另一端交替繞過所述第一定滑輪組的定滑輪和第一動滑輪組的定滑輪後，再繞過所述臂架的臂頭導向滑輪並後與所述夯錘G連線。

進一步地，所述第一繩索的另一端先繞過一個定滑輪後，再交替繞過其餘的動滑輪和定滑輪。進一步地，所述第一繩索的另一端先繞過一個動滑輪後，再交替繞過其餘的定滑輪和動滑輪。進一步地，所述動滑輪組包括多個動滑輪，各所述動滑輪可旋轉地安裝在同一個安裝軸上；所述安裝軸設定於安裝架上，所述第一油缸的第二端連線所述安裝架。進一步地，根據權利要求所述的無線遙控的強夯機，所述臂架為箱形結構或桁架結構；所述第一油缸的第一端設定於所述臂架上，所述第一油缸相對於所述臂架平行設定。

進一步地，所述第一油缸的無桿腔的緩衝區內設定有壓力感測器；所述壓力感測器與所述控制器相連，所述控制器根據所述壓力感測器的檢測信號控制所述第一油缸。進一步地，還包括用於檢測所述臂頭導向滑輪的轉動角位移的編碼器，所編碼器的軸心與所述臂頭導向滑輪的轉軸連線，所述編碼器與控制相連，所述控制器根據所述編碼器的信號獲得夯錘夯擊深度。進一步地，所述變幅機構包括第二油缸、第二定滑輪組、第二動滑輪組及第二繩索，其中：

所述第二油缸的第一端連線強夯機的車體、第二端連線所述第二動滑輪組，所述第二定滑輪組與車體連線；所述第二繩索一端與所述機體相對固定，另一端交替繞過所述第二定滑輪組的定滑輪和所述第二動滑輪組的動滑輪後，與所述臂架相連。

改善效果

與2012年11月之前的技術相比，該發明提供的強夯機設定了攜帶型控制終端以及配合使用的遙控發射裝置和遙控接收裝置；且攜帶型控制終端與遙控發射裝置相連，所述遙控接收裝置與控制器相連；這樣，可以利用攜帶型控制終端在車體之外，對攜帶型控制終端進行相應操作，產生指示信號，再通過遙控發射裝置將指示信號轉換為無線電控制信號，再將無線電控制信號通過無線方式傳送給遙控接收裝置，遙控接收裝置接受無線電控制信號，並將其傳送至控制器，使控制器進行執行預定操作。這樣就可以遠距離操作強夯機的各個機構工作；操作人員可以根據需要在合適的位置對攜帶型控制終端進行操作，進而可以減輕強夯作業時噪音、粉塵、振動、視線不清等因素造成的安全影響，提高操作人員的舒適性以及施工現場的安全性。另外，該技術方案提供的強夯機可以取消傳統的駕駛操作室，進而大大降低了強夯機的生產成本。

此外，在優選方案中，該發明還可以採用油缸驅動的提升機構，以及油缸驅動的變幅機構，相對於2012年11月之前技術的卷揚驅動機構而言，其結構簡單、易於維修。

附圖說明

圖1是2012年11月之前技術中的強夯機的結構示意圖；

圖2是根據該發明實施例的無線遙控的強夯機的結構示意圖；

圖3是根據該發明實施例的操作控制系統的原理框圖。

圖4是該發明另一實施例的無線遙控的強夯機的結構示意圖；

圖5是該發明一實施例的提升機構的原理圖；

圖6是該發明一實施例的定動滑輪組的結構示意圖；

圖7是該發明一實施例的變幅機構的原理圖。

權利要求

1.一種強夯機，包括車體和安裝在車體上的行走機構、變幅機構、提升機構、臂架（7）和控制器，其特徵在於，還包括攜帶型控制終端（8）、配合使用的遙控發射裝置和遙控接收裝置；所述攜帶型控制終端（8）與遙控發射裝置相連，所述遙控接收裝置與控制器相連；所述攜帶型控制終端（8）產生指示信號，所述遙控發射裝置（8）根據指示信號發出無線電控制信號；所述遙控接收裝置接受無線電控制信號，並將其傳送至控制器；所述控制器根據所述無線電控制信號控制行走機構、變幅機構、提升機構中的至少一個進行工作。

2.如權利要求1所述的強夯機，其特徵在於，所述攜帶型控制終端（8）設定有變幅控制手柄、行走控制手柄、提升控制手柄、落錘控制手柄、點火按鈕和急停開關。

3.根據權利要求1或2所述的強夯機，其特徵在於，所述提升機構包括第一油缸（11）、第一定滑輪組（21）、第一動滑輪組（31）、臂頭導向滑輪（4）及第一繩索（51），其中：臂頭導向滑輪（4）可旋轉地安裝在臂架（7）的未端；所述第一油缸（11）的第一端與車體連線、第二端與所述第一動滑輪組（31）相連，所述第一定滑輪組（21）與所述車體連線；所述第一繩索（51）一端與所述車體相對固定，另一端交替繞過所述第一定滑輪組（21）的定滑輪和第一動滑輪組（31）的動滑輪後，再繞過所述臂架（7）的臂頭導向滑輪（4）後與所述夯錘（G）連線。

4.根據權利要求3所述的強夯機，其特徵在於，所述第一繩索（51）的另一端先繞過一個定滑輪後，再交替繞過其餘的動滑輪和定滑輪。

5.根據權利要求3所述的強夯機，其特徵在於，所述第一繩索（51）的另一端先繞過一個動滑輪後，再交替繞過其餘的定滑輪和動滑輪。

6.根據權利要求4或5所述的強夯機，其特徵在於，所述動滑輪組包括多個動滑輪，各所述動滑輪可旋轉地安裝在同一個安裝軸（61）上；所述安裝軸（61）設定於安裝架（62）上，所述第一油缸（11）的第二端連線所述安裝架（62）。

7.根據權利要求3所述的強夯機，其特徵在於，所述臂架（7）為箱形結構或桁架結構；所述第一油缸（11）的第一端設定於所述臂架（7）上，所述第一油缸（11）相對於所述臂架（7）平行設定。

8.根據權利要求3所述的強夯機，其特徵在於，所述第一油缸（11）的無桿腔的緩衝區內設定有壓力感測器；所述壓力感測器與所述控制器相連，所述控制器根據所述壓力感測器的檢測信號控制所述第一油缸（11）。

9.根據權利要求3所述的強夯機，其特徵在於，還包括用於檢測所述臂頭導向滑輪（4）的轉動角位移的編碼器（40），所編碼器（40）的軸心與所述臂頭導向滑輪（4）的轉軸連線；所述編碼器（40）與控制器相連，所述控制器根據所述編碼器（40）的信號獲得夯錘（G）夯擊深度。

10.根據權利要求3所述的強夯機，其特徵在於，所述變幅機構包括第二油缸（12）、第二定滑輪組（22）、第二動滑輪組（32）及第二繩索（52），其中：所述第二油缸（12）的第一端連線強夯機的車體、第二端連線所述第二動滑輪組（32），所述第二定滑輪組（22）固定於車體上；所述第二繩索（52）一端與所述車體相對固定，另一端交替繞過所述第二定滑輪組（22）的定滑輪和所述第二動滑輪組（32）的動滑輪後，與所述臂架（7）相連。

實施方式

下面結合圖2至圖3，對該發明的優選實施例作進一步詳細說明，該發明提供的一種無線遙控的強夯機的實施例，該一種強夯機，包括行走機構、變幅機構、提升機構、臂架7和控制器，還包括攜帶型控制終端8、配合使用的遙控發射裝置和遙控接收裝置；所述攜帶型控制終端8與遙控發射裝置相連，所述遙控接收裝置與控制器相連；所述攜帶型控制終端8產生指示信號，所述遙控發射裝置8根據指示信號發出無線電控制信號；所述遙控接收裝置接受無線電控制信號，並將其傳送至控制器；所述控制器根據所述無線電控制信號控制行走機構、變幅機構、提升機構中的至少一個進行工作。

在該實施例中，強夯機可以通過無線遙控的方式來控制其作業，操作人員可以選擇性地在遙控範圍內的任意安全地點操作強夯機工作。在遠離強夯機作業點的無視覺障礙的位置操作攜帶型控制終端8，可以減少強夯機夯實作業產生的振動、噪音等對操作人員影響，提高了操作舒適性，降低了因強夯機的傾翻可能對操作人員造成的危害；並且操作人員視線寬闊，可以及時、清楚地獲取施工現場的人員分布情況，提高了作業的安全性。

在上述實施例中，可以取消傳統強夯機的駕駛操作室，由於強夯機在施工現場移動距離和頻率較小，其行走操作功能及其它作業功能都可以遙控實現，遠距離的移動可通過拖車運輸實現。取消駕駛操作室，其功能全部可由該實施例中的攜帶型控制終端8實現，可大大降低強夯機的生產成本。

在上述實施例中攜帶型控制終端8設定有變幅控制手柄、行走控制手柄、提升控制手柄、落錘控制手柄、點火按鈕、急停開關。圖3為操作控制系統的控制原理框圖，通過操作變幅控制手柄可以控制強夯機臂架7的變幅；通過操作行走控制手柄可以控制強夯機前進、後退或轉向；通過操作提升控制手柄可以控制鋼絲繩的提升或下降；通過控制落錘控制手柄控制夯錘夯擊；點火按鈕可以控制發動機啟動的點火、熄火控制；急停按鈕可以控制強夯機的緊急停止；當然還可以設定其它的控制手柄。該技術方案中的各控制手柄是對控制開關的統稱，不對的形狀進行限制，該控制手柄可以是操作桿、控制旋鈕、控制按鈕、液晶按鍵等。

此外，在圖4所示的實施例中，還可以包括油缸驅動的提升機構，該提升機構包括第一油缸11、第一定滑輪組21、第一動滑輪組31、臂頭導向滑輪4及第一繩索51，其中：臂頭導向滑輪4可旋轉地安裝在臂架7的未端；所述第一油缸11的第一端與車體連線、第二端與所述第一動滑輪組31相連，所述第一定滑輪組21與所述車體連線；所述第一繩索51一端與所述車體相對固定，另一端交替繞過所述第一定滑輪組21的定滑輪和第一動滑輪組31的動滑輪後，再繞過所述臂架7的臂頭導向滑輪4後與所述夯錘G連線。優選第一油缸11的活塞桿端連線第一動滑輪組31，第一油缸11的缸筒端連線車體。

圖5所示是該發明一實施例的提升機構的原理圖。在圖5所示的方位中，第一油缸11在上下方向進行伸縮運動，當第一油缸11伸出時，第一油缸11整體長度變長，第一動滑輪組31向上運動，第一動滑輪組31和第一定滑輪組21之間的距離減小，夯錘G相應地下落；當第一油缸11縮回時，第一油缸11整體長度變短，第一動滑輪組31向下運動，第一動滑輪組31和第一定滑輪組21之間的距離增加，夯錘G相應地上提。

第一定滑輪組21可以包括一個或多個定滑輪，同樣地，第一動滑輪組31也可以包括一個或多個動滑輪。為了增加倍率，第一定滑輪組21優選包括多個定滑輪，第一動滑輪組31的動滑輪數量與定滑輪的數量相匹配，夯錘G的行程是第一油缸11行程的M倍，其中M為大於1的整數。

在圖5所示的實施例中，定滑輪組21包括3個定滑輪；動滑輪組包括3個動滑輪;倍率N=6，第一油缸11的行程可以保持在合理的範圍，降低了生產製造難度，具有易於實施的優點。其連線關係為，所述第一繩索51的另一端先繞過一個定滑輪後，再交替繞過其餘的動滑輪和定滑輪，最後繞至所述臂頭導向滑輪4。

在圖6所示的實施例中，定滑輪組包括3個定滑輪，動滑輪組包括4個動滑輪，倍率N=8，第一油缸11的行程同樣也可以保持在合理的範圍。其連線關係為，所述第一繩索51的另一端先繞過一個動滑輪後，再交替繞過其餘的定滑輪和動滑輪，最後繞至所述臂頭導向滑輪4。

在夯錘G上提和下落過程中，各定滑輪均進行相應的轉動，各動滑輪在進行轉動的同時，要在第一油缸11的作用下進行平移。第一動滑輪組31和第一油缸11之間可以通過多種可能的連線部件進行連線，各動滑輪之間可以獨立安裝，也可以整體安裝。

在圖6所示的實施例中，該發明的各動滑輪均設定於同一個安裝軸61上，並以該安裝軸61的軸線為中心轉動，安裝軸61設定於安裝架62上，第一油缸11的第二端連線安裝架62。第一油缸11伸縮運動的方向與該安裝軸61的軸線方向垂直。通過第一油缸11對安裝架62的推拉作用，可以實現第一動滑輪組31整體的運動。

進一步地，優選強夯機的臂架7為箱形結構或桁架結構，第一油缸11的第一端設定於臂架7上，第一油缸11相對於臂架7平行設定，從而可以最佳化空間布局，並可以使得整體外型美觀。

臂頭導向滑輪4設定於臂架7的端部的臂頭上，可以根據臂頭的結構設定一個或兩個。在圖4所示的實施例中，臂頭導向滑輪4包括兩個，第一繩索51依次繞過兩個臂頭導向滑輪4。

在臂頭導向滑輪4上還可以安裝編碼器40，該編碼器40的軸心與臂頭導向滑輪4的轉軸連線，編碼器40用於檢測臂頭導向滑輪4的轉動角位移，編碼器4與控制器相連。該轉動角位移可以作為施工策略制定的依據。比如，控制器可以根據該轉動角位移，計算每次夯擊的夯擊深度，進而判斷夯擊是否達標。

此外，第一油缸11的無桿腔的緩衝區內設定有壓力感測器，壓力感測器與控制器相連，控制器根據壓力感測器的檢測信號控制第一油缸。當壓力感測器檢測到緩衝壓力大於等於預設值時，則控制第一油缸11的活塞桿停止動作。該壓力感測器可以保證第一油缸11每次夯擊作業時均能縮回到位，將夯錘G提升至最高點，不會出現撞缸的情況，且編碼器40均可在該點清零計算，從而實現無累計誤差的測量。

在圖4所示的實施例中，該發明還提供了一種油缸驅動的繩索後拉式的變幅機構。圖7所示是該發明一實施例的變幅機構的原理圖，該變幅機構包括第二油缸12、第二定滑輪組22、第二動滑輪組32及第二繩索52。其中，第二油缸12的第一端連線強夯機的車體、第二端連線第二動滑輪組32，第二定滑輪組安裝於車體上。第二繩索52一端與所述機體相對固定，另一端交替繞過所述第二定滑輪組22的定滑輪和所述第二動滑輪組32的動滑輪後，與所述臂架7相連。

該變幅機構的原理與前述提升機構相似，第二繩索52及其在定動滑輪組上的卷繞方式可以參考前述提升機構，該文在此不再贅述。

在圖7所示的方位中，第二油缸12在上下方向進行伸縮運動，當第二油缸12伸出時，第二油缸12整體長度變長，第二動滑輪組32向上運動，第二動滑輪組32和第二定滑輪組22之間的距離減小，臂架7相應地以其與車體的鉸接點為中心前傾；當第二油缸12縮回時，第二油缸12整體長度變短，第二動滑輪組32向下運動，第二動滑輪組32和第二定滑輪組22之間的距離增加，臂架7相應地以其與車體的鉸接點為中心後仰。

第二定滑輪組22可以包括一個或多個定滑輪，同樣地，第二動滑輪組32也可以包括一個或多個動滑輪。為了增加倍率，第二定滑輪組22優選包括多個定滑輪，第二動滑輪組32的動滑輪數量與定滑輪的數量相匹配，第二繩索52的行程是第二油缸12行程的N倍，其中N為大於1的整數。在上述技術方案的基礎上，第二油缸12的行程可以保持在合理的範圍，降低了生產製造難度，具有易於實施的優點。

第二定滑輪組22可以設定於強夯機車體上的多個固定部件上，優選在強夯機的上車平台上設定有支架，第二定滑輪組22設定於支架上。該支架可以是如人字形支架等結構。與第一動滑輪組31相似，第二動滑輪組32的各動滑輪均可設定於同一個安裝軸上，安裝軸設定於安裝架上，第二油缸12的第二端連線該安裝架。

在該發明的優選實施例中，無線遙控的強夯機採用油缸驅動的提升機構，以及油缸驅動的變幅機構，相對於採用2012年11月之前的技術中包括馬達、減速機和制動器的卷揚驅動機構而言，其結構簡單、易於維修，在保證強夯功能的同時，也極大地降低了生產製造成本。

榮譽表彰

2017年12月11日，《一種無線遙控的強夯機》獲得第十九屆中國專利優秀獎。