一种水利施工管桩智能安装施工设备及安装施工工艺
技术领域
本发明涉及水利施工技术领域，特别涉及一种水利施工管桩智能安装施工设备及安装施工工艺。
背景技术
水利施工管桩(PHC管桩)，即预应力高强度空心圆筒型混凝土管桩。在我国经济快速发展的过程中,水利工程建设也得到了非常快速的发展,水利工程建设对我国的国民经济发展和社会进步都有很大影响.因此,在我国经济发展和社会进步过程中也有很大影响.水利工程对我国的农业发展影响作用非常大,而且,在农业发展过程中水利工程的影响非常重要.在水利工程建设过程中,管桩施工质量一直是人们关注的重点,因此,在进行水利工程施工的时候一定要对水利工程的质量问题进行重视.在水利工程施工中要使用的施工管桩非常,在施工过程中,水利管桩质量也稳定,在承载能力方面也很好,因此,在很多的水利工程施工中得到了非常广泛的应用.对水利工程施工中对管桩施安装的质量，直接影响整个水利工程的质量,同时也会影响水利建设单位的施工效益。
目前，针对现有水利管桩安装设备，存在以下缺陷：1、现有水利管桩安装设备在管桩安装时，大多采用人工拉动绳索将管桩固定，不能保证管桩安装时的稳定性，耗时费力，安装完成后需要人工高空作业将夹持装置拆卸，设备自动化智能程度低，人工施工难度大，效率低且存在很大的安全隐患；2、现有水利管桩安装设备大多采用单一的外部夹持，从外部将水利管桩夹持固定，不能通过内部夹持和外部夹持的配合对水利管桩固定，安装稳定性差，影响安装精度。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明可以解决现有水利管桩安装设备在管桩安装时，大多采用人工拉动绳索将管桩固定，不能保证管桩安装时的稳定性，耗时费力，安装完成后需要人工高空作业将夹持装置拆卸，设备自动化智能程度低，人工施工难度大，效率低且存在很大的安全隐患的难题，还可以解决现有水利管桩安装设备大多采用单一的外部夹持，从外部将水利管桩夹持固定，不能通过内部夹持和外部夹持的配合对水利管桩固定，安装稳定性差，影响安装精度的难题。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种水利施工管桩智能安装施工设备，包括支撑装置、夹持装置和吊装装置，所述的支撑装置中部通过滑动配合的方式安装有夹持装置，支撑装置上部安装有吊装装置，吊装装置位于夹持装置上方。
所述的支撑装置包括底板、圆孔、滚珠、支撑柱、匚型滑槽和顶板，所述的底板截面呈圆形结构，底板中部开设有圆孔，圆孔内侧壁上沿其周向均匀设置有滚珠，底板上端面上沿其周向均匀设置有支撑柱，支撑柱数量为四，支撑柱上开设有匚型滑槽，支撑柱上端面上安装有顶板。
所述的夹持装置包括限位座、驱动电机、限位转辊、限位钢丝绳、外夹持机构和锁紧机构，所述的底板上端面上对称安装有限位座，限位座呈开口向上的U型结构，限位座上通过轴承安装有限位转辊，驱动电机通过电机座安装在底板上，驱动电机的输出轴通过联轴器与限位转辊连接，限位转辊上缠绕有限位钢丝绳，限位钢丝绳与外夹持机构连接，外夹持机构上连接有锁紧机构，锁紧机构通过滑动配合的方式安装在支撑柱上的匚型滑槽内。
所述的吊装装置包括旋转电机、吊装杆、内夹持机构、起吊箱、吊架和吊装机构，所述的旋转电机通过电机座安装在顶板上端面中部，顶板上开设有用于吊装的吊孔，旋转电机的输出轴上通过花键连接有吊装杆，吊装杆为圆柱体结构，吊装杆上下端面均设有开口，吊装杆中部设有通槽，吊装杆上通过滑动配合的方式安装有内夹持机构，顶板下端面中部安装有起吊箱，起吊箱为下方设有开口的矩形结构，起吊箱内安装有吊架，吊架上通过轴承安装有吊装机构。
作为本发明的一种优选技术方案：所述的外夹持机构包括夹持环、耳座、通孔、橡胶垫、卡紧盘、螺纹孔、锁紧螺栓、螺栓帽和连接杆，所述的夹持环外侧面中部设置有耳座，耳座上开设有用于栓系限位钢丝绳的通孔，夹持环内侧面上设置有橡胶垫，夹持环上对称安装有卡紧盘，卡紧盘中部开设有螺纹孔，螺纹孔内通过螺纹配合的方式安装有锁紧螺栓，锁紧螺栓上通过螺纹配合的方式连接有螺栓帽。
作为本发明的一种优选技术方案：所述的锁紧机构包括滑动板、滑轮、匚型架、电动推杆、电动转杆和螺母套筒，所述的滑动板通过滑动配合的方式安装在支撑柱上的匚型滑槽内，滑动板端面上通过滑动配合的方式安装有滑轮，滑动板另一端面上安装有匚型架，电动推杆底端安装在匚型架上，电动推杆活动端通过轴承与电动转杆连接，电动转杆上安装有螺母套筒。
作为本发明的一种优选技术方案：所述的内夹持机构包括凸轮、卡座、T型槽、T型板、缓冲弹簧、气缸、夹持板、弧形板、橡胶层，所述的吊装杆上通过滑动配合的方式安装有凸轮，凸轮上连接有卡座，卡座上开设有T型槽，T型槽内安装有T型板，T型板与卡座之间设置有缓冲弹簧，气缸通过气缸座安装在T型板中部，气缸的输出端通过法兰与夹持板连接，夹持板上安装有弧形板，弧形板上设置有橡胶层。
作为本发明的一种优选技术方案：所述的吊装机构包括吊装电机、主动齿轮、齿轮条、从动齿轮、吊装辊、轴套和吊绳，所述的吊装电机通过电机座安装在起吊箱内，吊装电机的输出轴通过花键与主动齿轮连接，主动齿轮通过齿轮啮合的方式与齿轮条啮合连接，齿轮条上啮合有从动齿轮，从动齿轮通过花键安装在吊装辊两端，吊装辊通过轴承安装在吊架上，吊装辊两端靠近从动齿轮安装有轴套，吊装辊中部缠绕有吊绳，吊绳另一端与内夹持机构连接。
作为本发明的一种优选技术方案：所述的夹持环截面呈C型结构，夹持环数量为四，且夹持环左右对称，上下夹持环之间通过连接杆连接。
(三)有益效果
1.本发明提供的一种水利施工管桩智能安装施工设备，可以解决现有设备在管桩安装时，大多采用人工拉动绳索将管桩固定，不能保证管桩安装时的稳定性，耗时费力，安装完成后需要人工高空作业将夹持装置拆卸，设备自动化智能程度低，人工施工难度大，效率低且存在很大的安全隐患，不能通过内部夹持和外部夹持的配合对水利管桩固定，安装稳定性差，影响安装精度的难题。
2.本发明提供的一种水利施工管桩智能安装施工设备，其夹持装置和吊装机构相互配合可以实现自动化将水利管桩横向和纵向固定，有利于提高管桩安装的稳定性，有利于减少人工劳动力消耗，有利于节约人工成本，其锁紧机构可以实现对夹持装置的自动化锁紧和拆卸，有利于提高设备自动化程度，有利于提高水利管桩安装时的安全系数，有利于提高安装效率。
3.本发明提供的一种水利施工管桩智能安装施工设备，其外夹持机构和内夹持机构相互配合可以通过从外部和内部对水利管桩夹持固定，采用双重夹持，有利于提高水利管桩安装的稳定性，有利于提高安装精度，有利于提高设备的智能化水平。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的纵向剖面结构示意图；
图3是本发明的外夹持机构和锁紧机构之间的立体结构示意图；
图4是本发明的横向剖面结构示意图；
图5是本发明图2中A处的放大结构示意图；
图6是本发明图4中B处的放大结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图6所示，一种水利施工管桩智能安装施工设备，包括支撑装置1、夹持装置2和吊装装置3，所述的支撑装置1中部通过滑动配合的方式安装有夹持装置2，支撑装置1上部安装有吊装装置3，吊装装置3位于夹持装置2上方。
所述的支撑装置1包括底板11、圆孔12、滚珠13、支撑柱14、匚型滑槽15和顶板16，所述的底板11截面呈圆形结构，底板11中部开设有圆孔12，圆孔12内侧壁上沿其周向均匀设置有滚珠13，底板11上端面上沿其周向均匀设置有支撑柱14，支撑柱14数量为四，支撑柱14上开设有匚型滑槽15，支撑柱14上端面上安装有顶板16，具体工作时，圆孔12用于水利管桩安装，圆孔12内侧壁上沿其周向均匀设置有滚珠13便于水利管桩与地面接触，防止地面的泥土坍塌，泥土掉落到水利管桩安装槽内，匚型滑槽15用于锁紧机构26在匚型滑槽15内滑动。
所述的夹持装置2包括限位座21、驱动电机22、限位转辊23、限位钢丝绳24、外夹持机构25和锁紧机构26，所述的底板11上端面上对称安装有限位座21，限位座21呈开口向上的U型结构，限位座21上通过轴承安装有限位转辊23，驱动电机22通过电机座安装在底板11上，驱动电机22的输出轴通过联轴器与限位转辊23连接，限位转辊23上缠绕有限位钢丝绳24，限位钢丝绳24与外夹持机构25连接，外夹持机构25上连接有锁紧机构26，锁紧机构26通过滑动配合的方式安装在支撑柱14上的匚型滑槽15内，具体工作时，通过驱动电机22带动限位转辊23转动，进而使限位钢丝绳24收紧，从两边对水利管桩进行限位，防止水利管桩在安装时左右摇晃，影响水利管桩的安装精度，同时可以避免人工从两边拉动限位，出现安全隐患，减少劳动力损耗，提高设备自动化程度，外夹持机构25可以对水利管桩从外部夹紧，锁紧机构26可以对外夹持机构25锁紧，防止外夹持机构25在水利管桩安装时脱落。
所述的外夹持机构25包括夹持环251、耳座252、通孔253、橡胶垫254、卡紧盘255、螺纹孔256、锁紧螺栓257、螺栓帽258和连接杆259，所述的夹持环251外侧面中部设置有耳座252，耳座252上开设有用于栓系限位钢丝绳24的通孔253，夹持环251内侧面上设置有橡胶垫254，夹持环251上对称安装有卡紧盘255，卡紧盘255中部开设有螺纹孔256，螺纹孔256内通过螺纹配合的方式安装有锁紧螺栓257，锁紧螺栓257上通过螺纹配合的方式连接有螺栓帽258，具体工作时，耳座252用于限位钢丝绳24栓系，橡胶垫254，可以起到对水利管桩外表面保护的左右，防止在夹持卡紧过程中，夹持环251对水利管桩造成损伤，进而使水利管桩外表面变形，影响水利管桩安装工作的正常进行，通过锁紧螺栓257和螺栓帽258配合对卡紧盘255进行锁紧，从而可以达到从外部对水利管桩夹持锁紧的目的。
所述的夹持环251截面呈C型结构，夹持环251数量为四，且夹持环251左右对称，上下夹持环251之间通过连接杆258连接，具体工作时，夹持环251左右对称方便锁紧机构26将夹持环251锁紧，通过两组夹持环251对水利管桩进行夹持，可以增大对水利管桩的夹持面积，使夹持更加稳定，不易脱落，有利于水利管桩的吊装，上下夹持环251之间通过连接杆258连接，可以使两组夹持环251合为一体，便于同时运动。
所述的锁紧机构26包括滑动板261、滑轮262、匚型架263、电动推杆264、电动转杆265和螺母套筒266，所述的滑动板261通过滑动配合的方式安装在支撑柱14上的匚型滑槽15内，滑动板261端面上通过滑动配合的方式安装有滑轮262，滑动板261另一端面上安装有匚型架263，电动推杆264底端安装在匚型架263上，电动推杆264活动端通过轴承与电动转杆265连接，电动转杆265上安装有螺母套筒266，具体工作时，螺母套筒266与锁紧螺栓257和螺栓帽258通过螺纹配合连接，当电动转杆265转动时，可以实现对卡紧盘255锁紧的目的，电动推杆264可以调节电动转杆265的水平位置，这样可以自动化的将外夹持机构25锁紧，避免在现实中水利管桩很高，需要人工高空作业来实现将外夹持机构25锁紧的目的，有利于减少人工劳动力，避免安全隐患，有利于提高设备的自动化智能程度。
所述的吊装装置3包括旋转电机31、吊装杆32、内夹持机构33、起吊箱34、吊架35和吊装机构36，所述的旋转电机31通过电机座安装在顶板16上端面中部，顶板16上开设有用于吊装的吊孔，旋转电机31的输出轴上通过花键连接有吊装杆32，吊装杆32为圆柱体结构，吊装杆32上下端面均设有开口，吊装杆32中部设有通槽，吊装杆32上通过滑动配合的方式安装有内夹持机构33，顶板16下端面中部安装有起吊箱34，起吊箱34为下方设有开口的矩形结构，起吊箱34内安装有吊架35，吊架35上通过轴承安装有吊装机构36，具体工作时，旋转电机31可以带动吊装杆32旋转，进而可以使内夹持机构33从内部对水利管桩进行夹持固定，内夹持机构33和外夹持机构25相互配合可以从水利管桩内部和外部同时进行夹持，使夹持更加稳定，有利于水利管桩安装工作的正常进行，吊架35和吊装机构36相互配合可以控制水利管桩上升和下降，同时吊装机构可以调节内夹持机构33的位置，当外夹持机构25和内夹持机构33到达水利管桩顶部时，此时由杠杆原理推断，水利管桩受力最小，夹持最稳定，利于水利管桩的安装。
所述的内夹持机构33包括凸轮331、卡座332、T型槽333、T型板334、缓冲弹簧335、气缸336、夹持板337、弧形板338、橡胶层339，所述的吊装杆32上通过滑动配合的方式安装有凸轮331，凸轮331上连接有卡座332，卡座332上开设有T型槽333，T型槽333内安装有T型板334，T型板334与卡座332之间设置有缓冲弹簧335，气缸336通过气缸座安装在T型板334中部，气缸336的输出端通过法兰与夹持板337连接，夹持板337上安装有弧形板338，弧形板338上设置有橡胶层339，具体工作时，凸轮331在旋转电机31的转动下进行旋转，进而使与凸轮331连接的卡座332从内向外扩散，使弧形板338与水利管桩内壁更加贴合，在气缸336的推动下，弧形板338彻底与水利管桩内壁紧贴，从而实现从内部对水利管桩夹持固定的目的，橡胶层339起到对水利管桩内壁保护的作用，防止在气缸336推动力的作用下，弧形板338对水利管桩内壁造成损伤。
所述的吊装机构36包括吊装电机361、主动齿轮362、齿轮条363、从动齿轮364、吊装辊365、轴套366和吊绳367，所述的吊装电机361通过电机座安装在起吊箱34内，吊装电机361的输出轴通过花键与主动齿轮362连接，主动齿轮362通过齿轮啮合的方式与齿轮条363啮合连接，齿轮条363上啮合有从动齿轮364，从动齿轮364通过花键安装在吊装辊365两端，吊装辊365通过轴承安装在吊架35上，吊装辊365两端靠近从动齿轮364安装有轴套366，吊装辊365中部缠绕有吊绳367，吊绳367另一端与内夹持机构33连接，具体工作时，吊装电机361转动，通过齿轮啮合的原理带动吊装辊365转动，通过控制吊装辊365上的吊绳367收紧长度，来达到控制水利管桩和内夹持机构33高度的目的。
此外，本发明还提供了一种水利施工管桩智能安装施工工艺，主要由上述一种水利施工管桩智能安装施工设备配合完成，包括以下步骤：
S1外部夹持固定：通过驱动电机22带动限位转辊23转动，进而使限位钢丝绳24收紧，从两边对水利管桩进行限位，防止水利管桩在安装时左右摇晃，影响水利管桩的安装精度，同时可以避免人工从两边拉动限位，出现安全隐患，减少劳动力损耗，提高设备自动化程度，通过锁紧螺栓257和螺栓帽258配合对卡紧盘255进行锁紧，从而可以达到从外部对水利管桩夹持的目的；
S2：外部锁紧：当两组外夹持机构25从外部通过夹持环251将水利管桩夹持固定时，螺母套筒266与锁紧螺栓257和螺栓帽258通过螺纹配合连接，当电动转杆265转动时，可以实现对卡紧盘255锁紧的目的，电动推杆264可以调节电动转杆265的水平位置，这样可以自动化的将外夹持机构25锁紧，避免在现实中水利管桩很高，需要人工高空作业来实现将外夹持机构25锁紧的目的，有利于减少人工劳动力，避免安全隐患，有利于提高设备的自动化智能程度；
S3：内部夹持固定：凸轮331在旋转电机31的转动下进行旋转，进而使与凸轮331连接的卡座332从内向外扩散，使弧形板338与水利管桩内壁更加贴合，在气缸336的推动下，弧形板338彻底与水利管桩内壁紧贴，从而实现从内部对水利管桩夹持固定的目的，橡胶层339起到对水利管桩内壁保护的作用，防止在气缸336推动力的作用下，弧形板338对水利管桩内壁造成损伤；
S4：吊起安装：当水利管桩外部夹持锁紧，内部夹持工作完成时，外夹持机构25和内夹持机构33到达水利管桩顶部时，此时由杠杆原理推断，水利管桩受力最小，夹持最稳定，利于水利管桩的安装，吊装电机361转动，通过齿轮啮合的原理带动吊装辊365转动，通过控制吊装辊365上的吊绳367收紧长度，来达到控制水利管桩和内夹持机构33高度的目的，实现水利管桩的稳定安装。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
