[0001] 本发明涉及水泥搅拌桩机技术领域，具体是防转动偏摆的限位式水泥搅拌桩机及防转动偏摆方法。

[0002] 水泥搅拌桩机的使用在地基加固中具有显著的优势，能够有效提升地基承载力和稳定性，同时具备施工效率高、经济性好、环保性强等特点，应用于各类建筑工程中。

[0003] 水泥搅拌桩机主要由移动车架及钻杆等组成，移动车架上设置有升降台，升降台通过带动钻杆下降，并配合钻杆的转动，能够实现对水泥的搅拌，而在搅拌的过程中不可避免的钻杆会产生偏摆而抖动的现象。

[0004] 而现有的钻杆大多采用螺纹连接，使得在钻杆偏摆而抖动的过程中，容易导致螺纹连接的重要组件螺牙产生损伤，进而引起在钻杆安装及拆卸的过程中异常困难，严重时钻杆只能报废处理。

[0019] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0020] 另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

[0021] 请参阅图1 图10，本发明实施例中，防转动偏摆的限位式水泥搅拌桩机，包括：移~动车架1、牵引装置5、驱动件、夹持组件以及套合结构，其中夹持组件与套合结构能够在钻杆17旋进的过程中对钻杆17进行限位，能够有效抑制钻杆17的转动偏摆。

[0022] 所述移动车架1上设置有悬臂2，所述悬臂2上设置有能够沿所述悬臂2长度方向运动的升降台3，所述牵引装置5设置在所述移动车架1上，所述牵引装置5通过牵引线缆4连接所述升降台3。

[0023] 所述驱动件设置在所述升降台3上，所述驱动件上设置有能够使钻杆17端部插入的定位环702；所述驱动件包括固定安装在所述升降台3上的驱动电机6，所述驱动电机6的输出轴上连接有旋转轴7，所述旋转轴7的内部为中空结构，且所述旋转轴7与所述定位环702同轴设置。

[0024] 在使用时，通过将钻杆17插入到定位环702内，能够实现钻杆17的端部与定位环702同轴，从而使钻杆17的端部能够与旋转轴7同轴，使得在旋转轴7带动钻杆17转动时，钻杆17能够以其中心轴线做圆周运动，而降低了振动的产生，即从钻杆17的安装层面消除钻杆17转动时发生振动的可能性，提高钻杆17转动时的稳定性。

[0025] 请参阅图2、图5，所述夹持组件连接所述升降台3及驱动件，所述夹持组件包括驱动结构及收拢结构，所述收拢结构上呈圆周等距设置有多组弧形件16，所述驱动结构与所述收拢结构配合，能够驱使多组所述弧形件16朝向所述钻杆17运动；所述收拢结构包括与所述旋转轴7同轴设置的连架12，所述连架12上呈圆周设置有多组引导轴13，所述引导轴13上滑动安装有驱动板14，所述驱动板14与所述弧形件16固定连接，为了提高弧形件16与钻杆17贴合时二者间的连接紧密性，可在弧形件16的内侧设置有条形凸起，以增大弧形件16抱合时，其与钻杆17的连接力度。

[0026] 所述收拢结构还包括连接所述驱动板14及旋转轴7的槽轴套件，所述槽轴套件能够在所述连架12朝向所述升降台3运动时，使所述弧形件16朝向所述钻杆17运动；所述槽轴套件包括安装在所述驱动板14侧部的多组凸轴15以及固定安装在所述旋转轴7上的侧板9，所述侧板9上设置有倾斜槽901，所述凸轴15能够在所述倾斜槽901内滚动。

[0027] 在初始状态下，连架12能够在驱动结构的驱使下处于行程下端部，此时凸轴15处于倾斜槽901的下端部，而使驱动板14能够带动弧形件16处于远离旋转轴7旋转中心的状态，此时弧形件16与旋转轴7的旋转中心之间具有更大的间隙，从而方便将钻杆17插入到定位环702内，且在当钻杆17插入到定位环702内时，驱动结构能够驱使连架12向上运动，此时引导轴13带动驱动板14向上运动，而使凸轴15能够沿倾斜槽901运动，同时使驱动板14能够带动弧形件16朝向所述钻杆17运动的同时朝向升降台3运动，而能够在弧形件16与钻杆17抵接时带动钻杆17产生一定的上移量，而达到对钻杆17抱合夹持的同时使钻杆17与旋转轴7同轴抵接的力度加大，进一步保证钻杆17与旋转轴7之间的同轴性。

[0028] 所述驱动结构包括与所述升降台3固定连接的电动伸缩杆10，所述电动伸缩杆10的动作端上连接有连接环11，设置在所述连架12上的环形连接部1201与所述连接环11转动套合。

[0029] 在使用时，由于旋转轴7处于转动状态，使得与之连接的钻杆17、弧形件16、连架12均将处于转动状态，而通过连接环11与环形连接部1201的连接，使得连架12在转动时，也能被提拉而具有向上的拉力，而保证在旋转轴7转动时，弧形件16能够保持对钻杆17的夹持力度，提高旋转过程中，钻杆17的稳定性。

[0030] 请参阅图7，所述套合结构连接所述钻杆17远离所述弧形件16的一端，所述套合结构能够抑制钻杆17远离所述弧形件16的一端所产生的振动，所述套合结构包括转动安装在所述移动车架1上的套环18，所述套环18与所述钻杆17滑动套合；所述钻杆17远离所述升降台3的一端可拆卸的安装有搅拌头1702，所述搅拌头1702的下端部形成有多组输水孔1703；所述钻杆17沿其长度方向上设置有限位块1701，所述限位块1701与设置在所述套环18上的限位槽1801滑动配合。

[0031] 在使用时需要先将钻杆17端部的搅拌头1702拆卸，然后将钻杆17插入到套环18内，随后将搅拌头1702安装回原位置，并使钻杆17的上端部与弧形件16连接，此时在钻杆17跟随旋转轴7转动的过程中，当钻杆17的下部发生振动时，能够利用套环18的限位而抑制钻杆17的振动，从而使钻杆17在旋转时更加稳定。

[0032] 综上所述，首先，在定位环702的作用下，能够使钻杆17与旋转轴7保持同轴状态，从而防止在钻杆17转动的过程中，由于钻杆17做偏心运动而引起的振动，即从安装层面消除钻杆17转动时发生振动的可能性，其次，多组弧形件16作用于钻杆17能够对钻杆17进行抱合，使钻杆17与旋转轴7进一步保持同轴的同时与旋转轴7能够保持强度更高的抵接状态，而提高旋转轴7与钻杆17之间的连接稳定性，随后，在套环18的限制下，能够对钻杆17转动过程中其下端部的振动进行抑制，三方面结合，使钻杆17转动时的稳定性更高，并尽可能消除钻杆17旋转过程中的振动现象，相较于传统的螺纹连接，能够更方便钻杆17的安装与拆卸。

[0033] 请参阅图4、图8 图9，防转动偏摆的限位式水泥搅拌桩机，还包括：离心组件、环形~连接座8以及调节组件。

[0034] 所述离心组件安装于所述移动车架1上，所述离心组件连接有联板33，且所述离心组件能够根据所述钻杆17的转速控制所述联板33的高度，所述离心组件包括转动安装在所述移动车架1上的从动轴20，所述从动轴20通过皮带19连接所述套环18，所述从动轴20上还设置有旋转板21及随动套筒24，所述旋转板21上设置有容滞槽2101，所述容滞槽2101上滑动安装有容滞块22，所述容滞块22上转动安装有牵拉杆23，所述牵拉杆23远离所述容滞块22的一端与所述随动套筒24转动连接；所述从动轴20上还套设有柱形弹簧25，所述柱形弹簧25的一端与所述旋转板21连接，另一端与所述随动套筒24连接；所述随动套筒24上形成有环形凹槽2401，所述环形凹槽2401与所述联板33转动套合。

[0035] 在使用时，考虑到不同的土壤性质，钻杆17旋转时的转速是不同的，此时钻杆17向下运动时，随着转速的提升其受到的阻力也将随之增大，而在本实施例中，当钻杆17的转速提高时，套环18的转速也将提高，此时从动轴20的转速提高，而使旋转板21做圆周运动的速度加快，此过程中，容滞块22将做圆周运动并产生离心力，在离心力的作用下，容滞块22将远离从动轴20运动，并通过牵拉杆23拉动随动套筒24向下运动，压缩柱形弹簧25的同时，使联板33向下运动，从而能够带动调节组件动作，以增大朝向钻杆17内输送的水量，以降低钻杆17在高转速下的阻力。

[0036] 进一步的，通过向钻杆17内输送水，使得水能够经输水孔1703溢出，此时水的作用一方面能够使钻杆17的旋转阻力下降，另一方面能够使土壤软化，而避免钻杆17在作用于不同硬度的土壤时产生的振动现象。

[0037] 请参阅图2、图6，所述环形连接座8与所述旋转轴7密封转动套合，所述旋转轴7的圆周侧壁上呈圆周等距设置有多组导通孔701，进入到所述环形连接座8中的水能够经导通孔701进入到所述钻杆17内；所述调节组件设置在所述移动车架1上并通过导管32与所述环形连接座8连通，且所述调节组件与所述联板33连接，在所述联板33动作时，所述调节组件能够控制进入到环形连接座8中的水量，所述调节组件包括固定安装在所述移动车架1上的调节管31，所述调节管31内固定有固定件29，且所述调节管31内转动安装有与所述固定件29密封贴合的旋转件28，所述旋转件28及固定件29上均设置有弧形通槽30，具体的，所述调节管31上设置有进液口及出液口，所述进液口与外部供水装置（图中未示出）连通，所述出液口与所述导管32连通，外部供水装置将水由进液口泵入至调节管31内，然后水穿过固定件29及旋转件28上重合的弧形通槽30并由导管32进入到环形连接座8上，最后由导通孔701进入到钻杆17内并由输水孔1703溢出；所述旋转件28上还连接有与之同轴的连接轴27，所述连接轴27上滑动套设有与所述联板33固定连接的升降套管26，所述升降套管26上设置有螺旋槽2601，所述螺旋槽2601与设置在所述连接轴27上的嵌合轴2701滑动配合。

[0038] 在初始状态下，固定件29及旋转件28上的弧形通槽30处于错位的状态，而在联板33向下运动时，能够带动与之连接的升降套管26运动，此时在螺旋槽2601及嵌合轴2701的配合下，连接轴27能够发生转动，使得固定件29及旋转件28上的弧形通槽30能够逐渐重合，从而使进入到调节管31中的水经弧形通槽30的重合区域进入到钻杆17内，而实现对水量的控制。

[0039] 而当钻杆17的转速改变时，联板33的下降量也将随之改变，此时固定件29及旋转件28上的弧形通槽30重合程度也发生了改变，具体的，在钻杆17的转速增大时，固定件29及旋转件28上的弧形通槽30重合程度增大，从而能够朝向钻杆17端部输送更大的水量，以保证土壤能够被充分软化，达到降低阻力、抑制振动的双重效果。

[0040] 其中，需要说明的是，在对特定区域施工时，需根据特定区域不同深度的土壤性质进行检测，检测后进行数据整理，控制系统根据整理的数据控制驱动电机6的转速自动变化，使得钻杆17的转速自动调节，当钻杆17的转速改变时，联板33能够在离心组件的牵引下发生运动，并通过带动调节组件动作，而控制进入到钻杆17端部并溢出的水量，使一方面能够使钻杆17的旋转阻力下降，另一方面能够使土壤软化，而避免钻杆17在作用于不同硬度的土壤时产生的振动现象。

[0041] 本实施例中，钻杆17的转动速度由驱动电机6控制转动，针对不同性质的土壤，驱动电机6驱动钻杆17的转速发生改变，钻杆17的转速改变，会自适应调节供水量，无需根据钻杆17的转动速度再去控制供水量的大小（包括但不限于阀门开启的大小和供水压力的大小），该供水量可以根据钻杆17的转速变化实时精准控制，即当钻杆17的转速发生改变时，进而调节相应的供水流量，上述所述的控制系统仅需控制驱动电机6即可，无需在配置其他的控制单元控制水量大小，逻辑控制简单。

[0042] 基于施工环境来说，本发明采用钻杆17转速改变时，通过钻杆17转速实时配合机械调节的方式控制水流的大小改变，一定程度上可有效消除环境因素对控制模块造成的影响。

[0043] 本实施例将钻杆17的转速改变与水量调节实现联动控制，使得钻杆17的转速发生改变时，水量的调节同步且处于非延迟的状态下改变，可有效防止因水量调节不及时导致钻杆17接触不同硬度的土壤时发生较为明显的振动，在钻杆17转速发生改变时，从速度A‑速度B过程中，存在降速或增速的过程，而本发明中，在钻杆17降速或增速的过程中均可适应性的调整水量的大小，可一定程度上消除两个控制单元分别控制钻杆17转速及水流大小的控制差或者响应差。

[0044] 作为本发明的一种实施例，还提出了限位式水泥搅拌桩机的防转动偏摆方法，应用于所述的防转动偏摆的限位式水泥搅拌桩机，包括以下步骤：步骤一：将钻杆17的端部插入到定位环702内，并使其另一端插入到套环18内；
步骤二：控制驱动结构动作，带动与之连接的收拢结构动作，使得多组呈圆周设置的弧形件16能够朝向钻杆17运动，并对钻杆17进行夹持；
步骤三：控制驱动件动作，带动钻杆17旋转；
步骤四：在套合结构的作用下，对钻杆17远离所述弧形件16的一端所产生的振动
进行抑制。

[0045] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0046] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。