【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程机械，具体而言，涉及一种矩形孔挖掘工作装置、挖掘设备及矩形孔挖掘方法。
技术介绍
1、在公路、铁路、库岸整治及地质灾害治理等工程建筑领域中，广泛使用矩形桩来加强横向载荷的承受能力，在进行矩形桩的建造过程中需要进行矩形桩孔的挖掘作业。目前，一般通过人工进行矩形孔的挖掘或者采用旋挖钻机挖掘出圆孔后进行修孔。
2、但是，这种挖掘方式，挖掘效率较低，成孔品质较差。特别地，即使建造相同目标尺寸的矩形桩，根据地质条件的不同，实际所需要挖掘的矩形孔的尺寸也可能不同，例如，在地质较软的工况下，需要边挖掘并进行支护，此时，需要在已经进行支护的矩形孔侧壁的下方进行扩挖作业，实际挖掘的矩形孔的尺寸会比目标尺寸大，且挖掘较为不便，难以保障矩形孔成孔品质和成孔效率。
技术实现思路
1、本专利技术旨在一定程度上解决上述问题的至少一个方面。
2、为至少在一定程度上解决上述问题的至少一个方面，第一方面，本专利技术提供一种矩形孔挖掘工作装置，包括安装架、调整机构和铣轮总成；所述安装架用于与挖掘设备的主机连接，所述安装架沿周向的多个方向上设置有第一顶压机构，所述第一顶压机构用于在所述安装架的内外方向上运动；
3、所述调整机构分别与所述安装架和所述铣轮总成连接，用于通过调整所述铣轮总成的位姿调整所述铣轮总成的挖掘覆盖范围。
4、可选地，所述调整机构包括至少一个转动结构和/或至少一个平移结构，所述铣轮总成具有相对于所述安装架的标定状态，所述标定状态时，所述
5、所述转动结构的固定端用于连接至所述安装架，所述转动结构的转动端用于连接至所述铣轮总成；所述标定状态时，至少一个所述转动结构的转轴与所述铣轮的轴向平行，和/或，至少一个所述转动结构的转轴与所述铣轮的轴向以及所述标定方向两两垂直设置；
6、所述平移结构的固定端用于连接至所述安装架，所述平移结构的平移端用于连接至所述铣轮总成；所述标定状态下，至少一个所述平移结构的平移方向与所述铣轮的轴向平行，和/或，至少一个所述平移结构的平移方向与所述铣轮的轴向以及所述标定方向两两垂直设置。
7、可选地，所述调整机构还包括第一架、第二架和驱动组件，所述第一架与所述安装架绕第一轴转动连接并形成其中一个所述转动结构；所述第二架与所述第一架绕第二轴转动连接并形成其中另一个所述转动结构，所述铣轮总成设置于所述第二架上；所述标定状态下，所述第一轴与所述铣轮的轴向平行，所述第二轴与所述铣轮的轴向以及所述标定方向两两垂直设置；所述调整机构还包括驱动组件，所述驱动组件用于与所述第一架和所述第二架驱动连接。
8、可选地，所述驱动组件包括两个伸缩缸，两个所述伸缩缸沿所述第一轴轴向分布且分别位于所述第二轴的两侧，所述伸缩缸的伸缩方向与所述第二轴垂直，所述伸缩缸的两端分别与所述安装架和所述第二架铰接。
9、可选地，所述矩形孔挖掘工作装置还包括定位机构，所述安装架包括架本体和延伸架，所述第一顶压机构设置于所述架本体上，所述延伸架与所述架本体连接，所述铣轮总成至少部分位于所述架本体的下方且位于所述延伸架的侧方，所述调整机构的固定端与所述架本体和/或所述延伸架连接，自由端与所述铣轮总成连接；
10、所述定位机构与所述延伸架连接，且所述定位机构至少部分低于所述铣轮总成的铣轮的中心轴线设置，所述定位机构用于伸入预先挖掘成形的引孔内并与所述引孔的侧壁抵接。
11、可选地，所述定位机构包括定位筒，所述定位机构位于所述铣轮的下方；
12、和/或，所述定位机构包括设置于一个或多个方向的第二顶压机构，所述第二顶压机构用于与所述引孔的侧壁抵接；
13、和/或，所述铣轮总成设置有一个或多个铣轮，当所述铣轮的数量为多个时，多个所述铣轮同轴设置。
14、第二方面，本专利技术提供一种挖掘设备，包括主机和至少一个工作装置，所述主机的输出端与所述工作装置可拆卸连接；其中，至少一个所述工作装置中包括如上第一方面所述的矩形孔挖掘工作装置。
15、可选地，所述主机为旋挖钻机或双轮铣的主机；和/或，所述工作装置的数量至少为两个，其中一个所述工作装置为旋挖钻机的旋挖工作装置。
16、第三方面，本专利技术提供一种矩形孔挖掘方法，其用于如上第二方面所述的挖掘设备，所述矩形孔挖掘方法包括：
17、标定挖掘步骤，根据矩形孔的目标尺寸信息，以及，所述挖掘设备的矩形孔挖掘工作装置的调整机构调整所述矩形孔挖掘工作装置的铣轮总成的挖掘覆盖范围，进行所述矩形孔的挖掘作业。
18、可选地，当所述矩形孔存在至少一个不能通过所述调整机构调整而被所述挖掘覆盖范围覆盖的标定侧壁时，所述标定挖掘步骤包括：所述调整机构调整所述铣轮总成的位姿，并进行所述矩形孔的标定深度段内所述标定侧壁之外的至少一个侧壁的挖掘成形；所述挖掘设备的主机调整所述矩形孔挖掘工作装置的安装架在所述矩形孔周向的位置，且所述调整机构调整所述铣轮总成的位姿，进行至少一个所述标定侧壁的挖掘成形，直至完成所述标定深度段的所有侧壁的挖掘成形；
19、和/或，所述标定挖掘步骤之前，所述矩形孔挖掘方法还包括：引孔挖掘步骤，进行所述矩形孔的引孔挖掘作业，并将所述引孔内的渣土排出；其中，当所述矩形孔挖掘工作装置设置有定位机构时，所述标定挖掘步骤还包括：所述铣轮总成挖掘时，所述定位机构抵压在所述引孔的侧壁。
20、相对于相关的现有技术，在本专利技术的矩形孔挖掘工作装置、挖掘设备及矩形孔挖掘方法中，可通过挖掘设备的主机实现矩形孔挖掘工作装置的整体升降，通过多个第一顶压机构在矩形孔的已成形侧壁的抵接，可以在一定程度上平衡铣轮总成所传递的来自被挖掘层的作用力，进而可以提高铣轮总成挖掘过程中的位姿稳定性；通过调整机构可以整体调整铣轮总成的位姿，从而调整铣轮总成的挖掘覆盖范围，具体而言，在垂直于铣轮总成整体进给方向的平面内(例如进给方向为上下方向时，该平面为水平面)，铣轮总成在一个或多个方向的可挖掘范围取得调整，从而矩形孔挖掘工作装置可以用于挖掘尺寸不同的矩形孔，或者，在需要进行侧壁支护作业的矩形孔的挖掘时，可以先在矩形孔的已成形侧壁进行支护，然后进行更深的深度段的矩形孔的挖掘作业，特别是可以通过调整机构扩展矩形孔挖掘工作装置的挖掘覆盖范围，从而实现向外扩挖作业，也即扩挖后的深度段的矩形孔的截面积可以大于支护后的矩形孔的截面积，能够提高需支护的工况下矩形孔的挖掘效率。本专利技术的矩形孔挖掘工作装置，可以用于挖掘多种尺寸的矩形孔，适用性较高，还可以用于挖掘具有支护需求的矩形孔，并且，在挖掘作业时，还能够取得相对较高的位姿稳定性，有利于提高矩形孔的成孔质量和成孔效率。
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1.一种矩形孔挖掘工作装置，其特征在于，包括安装架(1)、调整机构(2)和铣轮总成(3)；所述安装架(1)用于与挖掘设备的主机(6)连接，所述安装架(1)沿周向的多个方向上设置有第一顶压机构(5)，所述第一顶压机构(5)用于在所述安装架(1)的内外方向上运动；
2.如权利要求1所述的矩形孔挖掘工作装置，其特征在于，所述调整机构(2)包括至少一个转动结构和/或至少一个平移结构，所述铣轮总成(3)具有相对于所述安装架(1)的标定状态，所述标定状态时，所述铣轮总成(3)的铣轮(31)的轴向与标定方向垂直，所述标定方向为所述铣轮总成(3)的进给方向；
3.如权利要求2所述的矩形孔挖掘工作装置，其特征在于，所述调整机构(2)还包括第一架(21)、第二架(22)和驱动组件(25)，所述第一架(21)与所述安装架(1)绕第一轴(23)转动连接并形成其中一个所述转动结构；所述第二架(22)与所述第一架(21)绕第二轴(24)转动连接并形成其中另一个所述转动结构，所述铣轮总成(3)设置于所述第二架(22)上；所述标定状态下，所述第一轴(23)与所述铣轮(31)的轴向平行，所
4.如权利要求3所述的矩形孔挖掘工作装置，其特征在于，所述驱动组件(25)包括两个伸缩缸(251)，两个所述伸缩缸(251)沿所述第一轴(23)轴向分布且分别位于所述第二轴(24)的两侧，所述伸缩缸(251)的伸缩方向与所述第二轴(24)垂直，所述伸缩缸(251)的两端分别与所述安装架(1)和所述第二架(22)铰接。
5.如权利要求1所述的矩形孔挖掘工作装置，其特征在于，所述矩形孔挖掘工作装置还包括定位机构(4)，所述安装架(1)包括架本体(11)和延伸架(12)，所述第一顶压机构(5)设置于所述架本体(11)上，所述延伸架(12)与所述架本体(11)连接，所述铣轮总成(3)至少部分位于所述架本体(11)的下方且位于所述延伸架(12)的侧方，所述调整机构(2)的固定端与所述架本体(11)和/或所述延伸架(12)连接，自由端与所述铣轮总成(3)连接；
6.如权利要求5所述的矩形孔挖掘工作装置，其特征在于，所述定位机构(4)位于所述铣轮(31)的下方；
7.一种挖掘设备，其特征在于，包括主机(6)和至少一个工作装置，所述主机(6)的输出端(61)与所述工作装置可拆卸连接；其中，至少一个所述工作装置中包括如权利要求1至6任意一项所述的矩形孔挖掘工作装置。
8.如权利要求7所述的挖掘设备，其特征在于，所述主机(6)为旋挖钻机或双轮铣的主机；和/或，所述工作装置的数量至少为两个，其中一个所述工作装置为旋挖钻机的旋挖工作装置。
9.一种矩形孔挖掘方法，其特征在于，用于如权利要求7或8所述的挖掘设备，所述矩形孔挖掘方法包括：
10.根据权利要求9所述的矩形孔挖掘方法，其特征在于，当所述矩形孔(7)存在至少一个不能通过所述调整机构(2)调整而被所述挖掘覆盖范围覆盖的标定侧壁时，所述标定挖掘步骤包括：所述调整机构(2)调整所述铣轮总成(3)的位姿，并进行所述矩形孔(7)的标定深度段内所述标定侧壁之外的至少一个侧壁的挖掘成形；所述挖掘设备的主机(6)调整所述矩形孔挖掘工作装置的安装架(1)在所述矩形孔(7)周向的位置，且所述调整机构(2)调整所述铣轮总成(3)的位姿，进行至少一个所述标定侧壁的挖掘成形，直至完成所述标定深度段的所有侧壁的挖掘成形；
...【技术特征摘要】
1.一种矩形孔挖掘工作装置，其特征在于，包括安装架(1)、调整机构(2)和铣轮总成(3)；所述安装架(1)用于与挖掘设备的主机(6)连接，所述安装架(1)沿周向的多个方向上设置有第一顶压机构(5)，所述第一顶压机构(5)用于在所述安装架(1)的内外方向上运动；
2.如权利要求1所述的矩形孔挖掘工作装置，其特征在于，所述调整机构(2)包括至少一个转动结构和/或至少一个平移结构，所述铣轮总成(3)具有相对于所述安装架(1)的标定状态，所述标定状态时，所述铣轮总成(3)的铣轮(31)的轴向与标定方向垂直，所述标定方向为所述铣轮总成(3)的进给方向；
3.如权利要求2所述的矩形孔挖掘工作装置，其特征在于，所述调整机构(2)还包括第一架(21)、第二架(22)和驱动组件(25)，所述第一架(21)与所述安装架(1)绕第一轴(23)转动连接并形成其中一个所述转动结构；所述第二架(22)与所述第一架(21)绕第二轴(24)转动连接并形成其中另一个所述转动结构，所述铣轮总成(3)设置于所述第二架(22)上；所述标定状态下，所述第一轴(23)与所述铣轮(31)的轴向平行，所述第二轴(24)与所述铣轮(31)的轴向以及所述标定方向两两垂直设置；所述调整机构(2)还包括驱动组件(25)，所述驱动组件(25)用于与所述第一架(21)和所述第二架(22)驱动连接。
4.如权利要求3所述的矩形孔挖掘工作装置，其特征在于，所述驱动组件(25)包括两个伸缩缸(251)，两个所述伸缩缸(251)沿所述第一轴(23)轴向分布且分别位于所述第二轴(24)的两侧，所述伸缩缸(251)的伸缩方向与所述第二轴(24)垂直，所述伸缩缸(251)的两端分别与所述安装架(1)和所述第二架(22)铰接。
5.如权利要求1所述的矩形孔挖掘工作...
【专利技术属性】
技术研发人员：高大诚，谢继伟，陈科，姚裕春，胡超，杨晨，王光平，李国军，尚伟，
申请(专利权)人：中铁科工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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