一种水利工程护坡施工修整装置

专利2026-03-05  4


本发明涉及水利施工设备,具体为一种水利工程护坡施工修整装置。


背景技术:

1、护坡指的是为防止边坡受冲刷,在坡上所做的各种铺砌和栽植的统称。桥址所在河段,河岸的凹岸逐年迎受水流冲刷,会使河岸不断地坍塌。为保护桥梁和路堤安全,须在凹岸修筑防护建筑物;此外,因设桥引起河水流向变化,冲刷河岸而危及农田和村镇时,也须在河岸修建防护建筑物。

2、生长的植被和堆积的碎石可能会阻碍施工车辆和机械的进出,增加了施工的复杂性和耗时,植被可能隐藏着坡面不平整或坑洞,而碎石杂物可能存在不稳定堆积或滑坡的危险,增加了施工现场的安全风险,植被的根系可能侵蚀土壤,影响到护坡结构的基础稳定性,而碎石杂物的存在可能会影响到护坡材料的铺设和固定,从而影响到工程质量和耐久性,清理作业可能需要大量的时间和人力资源,尤其是在面积较大或植被、碎石较为密集的情况下,这会增加施工周期和成本,清理作业可能需要使用特殊的清理机械,但在复杂地形或植被密集的区域,机械操作可能受到限制,难以达到彻底清理的效果,在清理作业过程中,可能存在植被坍塌、碎石滑落等安全隐患,需要采取安全措施,确保施工人员的安全,同时斜坡上的清理作业会比平地上的清理更加困难,因为斜坡上的操作需要面对重力影响,增加了清理作业的技术难度和劳动强度,在陡峭的斜坡上,清理机械的操作可能受到限制,机械的稳定性和操作性会受到影响,增加了施工难度和风险。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种水利工程护坡施工修整装置,解决了植被和碎石增加施工复杂性和安全风险,可能影响基础稳定性,清理需耗费大量时间和人力,机械操作受限,尤其在斜坡上更加困难的问题。

2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种水利工程护坡施工修整装置,包括:

3、主机架,用于该修整设备结构的安装与固定;

4、悬梁与支撑梁位于主机架的上方,用于将修整的主要结构固定在主机架上;

5、拖车杆位于主机架的一侧,用于为牵引车辆提供设备的拖拽;

6、展开机构位于主机架的两侧,用于使该修整设备形成针对护坡的倾斜结构;

7、支撑轮式机构位于主机架的四个端部,用于该设备的整体位移运输;

8、清理固定机构位于主机架的两侧,配合悬臂一用于固定与安装修整结构;

9、拔除粉碎机构位于清理固定机构的内部,配合延伸臂、轴承座与皮带驱动件用于清除护坡区域的植被;

10、破碎回收机构位于清理固定机构的内部,配合收集铲斗与输送管道用于清除护坡区域的碎石大件杂物。

11、优选的,所述悬梁分布在主机架的顶部中心,所述支撑梁固定连接在主机架顶部,所述拖车杆固定连接在主机架的侧壁,所述展开机构为四组,并两两相对的分布在悬梁的两侧,所述支撑轮式机构分布设置在主机架的四个端部,所述清理固定机构为两组,通过展开机构相对设置在主机架的两侧,所述拔除粉碎机构设置在清理固定机构上,所述破碎回收机构设置在主机架上,并延伸至两组清理固定机构内,所述悬梁两侧设置有弧形限制轨。

12、优选的,所述展开机构包括悬臂一与液压驱动件一,所述悬臂一靠近悬梁方向的侧壁固定连接有凸杆,所述液压驱动件一的伸缩端转动连接在凸杆的外侧端,所述液压驱动件一远离凸杆的一端转动连接在支撑梁上,所述悬臂一底部侧壁固定连接有悬臂二,所述悬臂二朝向主机架方向的一端滑动连接在弧形限制轨上。

13、优选的,所述支撑轮式机构包括轮轴与阻尼杆,所述轮轴转动连接在主机架的侧壁,所述轮轴远离主机架的一端转动连接有运输轮,所述阻尼杆的伸缩端转动连接在运输轮上,所述阻尼杆远离轮轴的一端转动连接在主机架侧壁。

14、优选的,所述收集铲斗与输送管道以及分割组件,所述收集铲斗与输送管道之间连接有输送管道,所述延伸臂两侧相对的转动连接在收集铲斗侧壁顶部,所述轴承座固定连接在延伸臂远离收集铲斗的一端,所述延伸臂顶壁靠近收集铲斗的位置固定连接有输出电机,所述皮带驱动件的输入轮固定连接在输出电机的电机端,所述分割组件设置在收集铲斗的敞开口底壁,所述延伸臂底壁与收集铲斗之间连接有液压驱动件二。

15、优选的,所述拔除粉碎机构包括多边形旋转架以及双向转动组件,所述拔除粉碎机构设置在延伸臂之间,所述多边形旋转架侧壁固定连接有均匀环形分布的侧杆,所述侧杆侧壁设置有直线等距分布的拨钩,所述多边形旋转架内部朝向延伸臂的两侧壁转动连接有主轴,所述主轴内部之间转动连接有副轴,所述副轴侧壁固定连接有等距分布的转筒,所述转筒侧壁固定连接有均匀环形分布的切割叶片,所述双向转动组件设置在多边形旋转架的外侧壁,并与副轴以及主轴处于同一轴心,所述副轴贯穿多边形旋转架的两侧壁并固定连接在两侧轴承座的内环部。

16、优选的,所述破碎回收机构包括双向驱动电机以及两侧相对的聚集联动组件,所述双向驱动电机固定连接在主机架上,所述聚集联动组件两侧相对的设置在双向驱动电机的两侧输出端,所述聚集联动组件延伸至收集铲斗内部。

17、优选的,所述分割组件包括尖锥齿条以及弧形齿条,所述尖锥齿条固定连接在收集铲斗的敞开口底壁,所述弧形齿条固定连接在尖锥齿条顶壁,所述弧形齿条与尖锥齿条之间的齿键间接交叉设置。

18、优选的,所述双向传动组件包括安装筒、曲形架、锥齿轮一、锥齿轮二与联动锥齿轮,所述主轴转动连接在安装筒朝向多边形旋转架的侧壁,所述安装筒固定连接在多边形旋转架侧壁,所述曲形架固定连接在安装筒内部侧壁,所述锥齿轮一转动连接在曲形架内部侧壁,所述锥齿轮二固定连接在曲形架相对锥齿轮一的侧壁上,所述联动锥齿轮转动连接在曲形架内侧壁,所述联动锥齿轮与锥齿轮一以及锥齿轮二之间相对垂直,同时啮合连接在锥齿轮一以及锥齿轮二的齿键端,所述主轴固定连接在锥齿轮二轴心上,所述副轴固定连接在锥齿轮一侧壁轴心,所述副轴依次贯穿主轴、安装筒侧壁以及锥齿轮二并延伸至锥齿轮一处。

19、优选的,所述聚集联动组件包括引导轴、万向节、中心转轴、单向螺旋叶片一以及单向螺旋叶片二,所述引导轴固定连接在双向驱动电机的两侧输出端,所述万向节转动连接在引导轴远离双向驱动电机的一端,所述中心转轴转动连接在万向节远离引导轴的一端,所述单向螺旋叶片一固定连接中心转轴延伸至收集铲斗的部分,所述单向螺旋叶片二固定连接在中心转轴延伸至收集铲斗并且远离单向螺旋叶片一的侧壁,所述单向螺旋叶片一以及单向螺旋叶片二之间螺旋方向设置为相反。

20、工作原理:首先该护坡修整装置是针对双向坡道的护坡进行植被以及碎石杂物清理作业,运行时通过拖车杆将该装置所包含的主机架拖挂在运行车辆上,使其能够具有快速部署以及降低车辆运用成本的实际运用价值,运行车辆通过拖车杆将主机架拖载至护坡顶部的行驶区域,在护坡开始的首端,根据护坡角度开启设置悬梁两侧的展开机构,展开机构同步运行在悬梁的两侧,展开机构所包含的液压驱动件一沿着支撑梁开启后,推动输出端连接的凸杆,凸杆通过撬动的方式使的展开机构所包含的悬臂一沿着悬梁两侧开始旋转,两侧悬臂一同步旋转的同时分别带动其固定的清理固定机构以及液压驱动件一进行旋转,液压驱动件一的内侧端开始沿着悬梁两侧加装的弧形限制轨内部轨道位移滑动,并同时起到清理固定机构旋转后的上下限制作用,清理固定机构也随之跟随悬臂一旋转,清理固定机构所包含的收集铲斗以及收集池同步跟随悬臂一而旋转,直至收集铲斗以及收集池贴合在倾斜的护坡上,同时开启清理固定机构所包含液压驱动件二,其产生液压拉力,拉动延伸臂开始沿着收集铲斗顶壁旋转,使延伸臂之间加装的拔除粉碎机构开始旋转并靠近护坡,离护坡十五厘米时,液压驱动件二停止拉伸,液压驱动件二开启的同时,输出电机同步开启产生旋转扭力,并通过皮带驱动件传导至拔除粉碎机构所包含的副轴上,使副轴带动多边形旋转架沿着轴承座在延伸臂上旋转,副轴旋转的同时,拔除粉碎机构所包含的双向传动组件开始产生双向旋转的驱动力,双向传动组件所包含的曲形架内部加装的锥齿轮一跟随副轴旋转,锥齿轮一旋转的同时带动与其啮合对接的联动锥齿轮旋转,而联动锥齿轮另一侧端同时啮合的锥齿轮二也随之旋转,因为与锥齿轮一同轴心的关系,锥齿轮二与锥齿轮一会沿着相反方向同时旋转,而锥齿轮二也带动主轴在多边形旋转架内部旋转,而主轴与副轴分别带动多边形旋转架与均匀分布的副轴以相反方向同时进行旋转搅动,多边形旋转架侧壁加装的侧杆带动拨钩以圆周环的路径进行逆时针位移,而副轴则带动外侧分布的切割叶片以顺时针的方向旋转,拨钩将护坡上的植被勾起拔出的同时,反向旋转的切割叶片对植被进行同步切碎作业,利用同轴反转共同产生的反方向离心力,拔起的同时进行同步切碎作业,运行车辆开始沿着护坡顶部行驶区域运行,并带动主机架以及主机架两侧通过展开机构加装的清理固定机构沿着护坡开始位移,主机架同时同步四个端部加装的支撑轮式机构同步开启进行位移,负责接触路面的运输轮通过支撑轮式机构所包含的轮轴加装在主机架的四个端部,同时轮轴与主机架之间加装阻尼杆使运输轮在遇到颠簸路面时,会沿着轮轴旋转,阻尼杆随之配合起到颠簸阻尼的作用,整体装置开始进行护坡修整清理,清理固定机构敞开口前侧加装的所包含的分割组件会首先接触植被以及碎石杂物,分割组件所包含的尖锥齿条通过其尖锥结构的特征,配合曲形架对植被以及碎石杂物进行接触铲起,碎石杂物被拨钩拨入至收集铲斗内部,而植被会被拨钩勾起引入多边形旋转架内切碎,同时落入至收集铲斗内部,设备进行护坡修整的同时,开启主机架上加装的破碎回收机构所包含的双向驱动电机,其产生旋转扭力后引导至破碎回收机构所包含的两组聚集联动组件,两侧相对设置的聚集联动组件分别包括了设置在收集铲斗内部的中心转轴,双向驱动电机产生的扭力引导至聚集联动组件所包含的引导轴上,引导轴再将扭力通过因为清理固定机构旋转后而进行形变的万向节上,万向节的两个节环在跟随清理固定机构旋转形变之后,也可进行旋转传动,并将扭力传导至位于收集铲斗内部的中心转轴,中心转轴以收集铲斗与收集池之间设置连通的输送管道为中心部分,在两侧分别加装了螺旋方向相反的单向螺旋叶片一以及单向螺旋叶片二,中心转轴的旋转会带动单向螺旋叶片一以及单向螺旋叶片二旋转,同时在收集铲斗内部形成向输送管道位置聚拢的推力,将收集的碎石杂物以及切碎的植被同步推入至收集池内进行收集,拔除粉碎机构以及破碎回收机构作业至运行车辆拖挂主机架到护坡的终点而结束,从而完成护坡的修整,将收集池收集的杂物清理后,即可通过展开机构将清理固定机构重新旋转收回。

21、本发明提供了一种水利工程护坡施工修整装置。具备以下有益效果:

22、1、本发明具有快速部署和降低成本效果:装置设计使得其能够快速连接到运行车辆上,省去了繁琐的安装步骤,节约了时间成本,同时,通过使用拖车杆,可以降低车辆运用成本,减少了需要的人力资源和设备成本,装置的操作相对简单,主要通过液压系统和电动机进行驱动,操作人员只需进行简单的控制和监督,无需复杂的技术操作,降低了操作难度和风险。

23、2、本发明具有全方位清理效果:装置内的展开机构和清理固定机构能够全方位地清理护坡上的植被和碎石杂物,展开机构的旋转和液压驱动使得悬臂和清理固定机构能够覆盖整个护坡表面,确保了清理的彻底性,液压驱动件和双向传动组件的设计使得装置能够实现多个部件的自动旋转和驱动,从而实现了自动化的护坡修整作业,这降低了人工操作的需求,提高了工作效率。

24、3、本发明具有高效多功能性清理和回收效果:装置内的收集铲斗和收集池能够高效地收集护坡上的碎石杂物和植被,通过破碎回收机构的再加工和回收,进一步提高了资源的利用效率,减少了浪费,除了清理护坡上的植被和碎石杂物外,装置还可以进行破碎和回收,这种多功能性使得装置适用于不同类型的护坡修整工作,提高了其灵活性和适用性。


技术特征:

1.一种水利工程护坡施工修整装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种水利工程护坡施工修整装置,其特;征在于,所述悬梁(2)分布在主机架(1)的顶部中心,所述支撑梁(3)固定连接在主机架(1)顶部,所述拖车杆(4)固定连接在主机架(1)的侧壁,所述展开机构(5)为四组,并两两相对的分布在悬梁(2)的两侧,所述支撑轮式机构(6)分布设置在主机架(1)的四个端部,所述清理固定机构(7)为两组,通过展开机构(5)相对设置在主机架(1)的两侧,所述拔除粉碎机构(8)设置在清理固定机构(7)上,所述破碎回收机构(9)设置在主机架(1)上,并延伸至两组清理固定机构(7)内,所述悬梁(2)两侧设置有弧形限制轨(10)。

3.根据权利要求1所述的一种水利工程护坡施工修整装置,其特征在于,所述展开机构(5)包括悬臂一(51)与液压驱动件一(52),所述悬臂一(51)靠近悬梁(2)方向的侧壁固定连接有凸杆(53),所述液压驱动件一(52)的伸缩端转动连接在凸杆(53)的外侧端,所述液压驱动件一(52)远离凸杆(53)的一端转动连接在支撑梁(3)上,所述悬臂一(51)底部侧壁固定连接有悬臂二(54),所述悬臂二(54)朝向主机架(1)方向的一端滑动连接在弧形限制轨(10)上。

4.根据权利要求1所述的一种水利工程护坡施工修整装置,其特征在于,所述支撑轮式机构(6)包括轮轴(61)与阻尼杆(63),所述轮轴(61)转动连接在主机架(1)的侧壁,所述轮轴(61)远离主机架(1)的一端转动连接有运输轮(62),所述阻尼杆(63)的伸缩端转动连接在运输轮(62)上,所述阻尼杆(63)远离轮轴(61)的一端转动连接在主机架(1)侧壁。

5.根据权利要求1所述的一种水利工程护坡施工修整装置,其特征在于,所述收集铲斗(71)与输送管道(73)以及分割组件,所述收集铲斗(71)与输送管道(73)之间连接有输送管道(73),所述延伸臂(74)两侧相对的转动连接在收集铲斗(71)侧壁顶部,所述轴承座(75)固定连接在延伸臂(74)远离收集铲斗(71)的一端,所述延伸臂(74)顶壁靠近收集铲斗(71)的位置固定连接有输出电机(76),所述皮带驱动件(77)的输入轮固定连接在输出电机(76)的电机端,所述分割组件设置在收集铲斗(71)的敞开口底壁,所述延伸臂(74)底壁与收集铲斗(71)之间连接有液压驱动件二(710)。

6.根据权利要求1所述的一种水利工程护坡施工修整装置,其特征在于,所述拔除粉碎机构(8)包括多边形旋转架(81)以及双向转动组件,所述拔除粉碎机构(8)设置在延伸臂(74)之间,所述多边形旋转架(81)侧壁固定连接有均匀环形分布的侧杆(82),所述侧杆(82)侧壁设置有直线等距分布的拨钩(83),所述多边形旋转架(81)内部朝向延伸臂(74)的两侧壁转动连接有主轴(84),所述主轴(84)内部之间转动连接有副轴(85),所述副轴(85)侧壁固定连接有等距分布的转筒(86),所述转筒(86)侧壁固定连接有均匀环形分布的切割叶片(87),所述双向转动组件设置在多边形旋转架(81)的外侧壁,并与副轴(85)以及主轴(84)处于同一轴心,所述副轴(85)贯穿多边形旋转架(81)的两侧壁并固定连接在两侧轴承座(75)的内环部。

7.根据权利要求1所述的一种水利工程护坡施工修整装置,其特征在于,所述破碎回收机构(9)包括双向驱动电机(91)以及两侧相对的聚集联动组件,所述双向驱动电机(91)固定连接在主机架(1)上,所述聚集联动组件两侧相对的设置在双向驱动电机(91)的两侧输出端,所述聚集联动组件延伸至收集铲斗(71)内部。

8.根据权利要求5所述的一种水利工程护坡施工修整装置,其特征在于,所述分割组件包括尖锥齿条(78)以及弧形齿条(79),所述尖锥齿条(78)固定连接在收集铲斗(71)的敞开口底壁,所述弧形齿条(79)固定连接在尖锥齿条(78)顶壁,所述弧形齿条(79)与尖锥齿条(78)之间的齿键间接交叉设置。

9.根据权利要求6所述的一种水利工程护坡施工修整装置,其特征在于,所述双向传动组件包括安装筒(88)、曲形架(89)、锥齿轮一(810)、锥齿轮二(811)与联动锥齿轮(812),所述主轴(84)转动连接在安装筒(88)朝向多边形旋转架(81)的侧壁,所述安装筒(88)固定连接在多边形旋转架(81)侧壁,所述曲形架(89)固定连接在安装筒(88)内部侧壁,所述锥齿轮一(810)转动连接在曲形架(89)内部侧壁,所述锥齿轮二(811)固定连接在曲形架(89)相对锥齿轮一(810)的侧壁上,所述联动锥齿轮(812)转动连接在曲形架(89)内侧壁,所述联动锥齿轮(812)与锥齿轮一(810)以及锥齿轮二(811)之间相对垂直,同时啮合连接在锥齿轮一(810)以及锥齿轮二(811)的齿键端,所述主轴(84)固定连接在锥齿轮二(811)轴心上,所述副轴(85)固定连接在锥齿轮一(810)侧壁轴心,所述副轴(85)依次贯穿主轴(84)、安装筒(88)侧壁以及锥齿轮二(811)并延伸至锥齿轮一(810)处。

10.根据权利要求7所述的一种水利工程护坡施工修整装置,其特征在于,所述聚集联动组件包括引导轴(92)、万向节(93)、中心转轴(94)、单向螺旋叶片一(95)以及单向螺旋叶片二(96),所述引导轴(92)固定连接在双向驱动电机(91)的两侧输出端,所述万向节(93)转动连接在引导轴(92)远离双向驱动电机(91)的一端,所述中心转轴(94)转动连接在万向节(93)远离引导轴(92)的一端,所述单向螺旋叶片一(95)固定连接中心转轴(94)延伸至收集铲斗(71)的部分,所述单向螺旋叶片二(96)固定连接在中心转轴(94)延伸至收集铲斗(71)并且远离单向螺旋叶片一(95)的侧壁,所述单向螺旋叶片一(95)以及单向螺旋叶片二(96)之间螺旋方向设置为相反。


技术总结
本发明涉及水利施工设备技术领域,公开了一种水利工程护坡施工修整装置,包括:主机架,用于该修整设备结构的安装与固定;悬梁与支撑梁位于主机架的上方,用于将修整的主要结构固定在主机架上;拖车杆位于主机架的一侧,用于为牵引车辆提供设备的拖拽;展开机构位于主机架的两侧,用于使该修整设备形成针对护坡的倾斜结构。通过使用拖车杆,可以降低车辆运用成本,减少了需要的人力资源和设备成本,装置的操作相对简单,主要通过液压系统和电动机进行驱动,操作人员只需进行简单的控制和监督,无需复杂的技术操作,降低了操作难度和风险,实现了自动化的护坡修整作业,这降低了人工操作的需求,提高了工作效率。

技术研发人员:张亚坤,侯黎黎,吕桂军
受保护的技术使用者:黄河水利职业技术学院
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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