一种房屋建设用地基挖掘装置的制作方法

本申请涉及建筑技术领域，具体而言，涉及一种房屋建设用地基挖掘装置。

背景技术：

地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。地基有天然地基和人工地基(复合地基)两类。天然地基是不需要人加固的天然土层。人工地基需要人加固处理，常见有石屑垫层、砂垫层、混合灰土回填再夯实等。

传统的地基挖掘方式大多采用挖掘机挖掘，其需要挖掘机驾驶员操控，故挖掘效率受到驾驶员影响。

技术实现要素：

本申请提供了一种房屋建设用地基挖掘装置，其采用无人技术进行地基挖掘，能够保持高效的挖掘效率。

本申请提供了一种房屋建设用地基挖掘装置，包括：

轨道，轨道位于施工地的上方，沿施工地的纵向延伸，且轨道的两端通过预埋螺栓固定于施工地的边缘，其中，轨道的其中一端向外延伸至预先限定的废土收集区域；

第一无人车，第一无人车安装于轨道，且可沿轨道运动；

第二无人车，第二无人车安装于轨道，且可沿轨道运动，第一无人车和第二无人车独立运动；

挖掘机构，挖掘机构设于第一无人车；以及

废土输送机构，废土输送机构设于第二无人车；

挖掘机构包括整体升降组件、挖掘安装平台、挖掘升降组件、挖掘电机、蛟龙钻头以及废土收集箱，废土收集箱形成有入料端和出料端；

整体升降组件固定于第一无人车且驱动挖掘安装平台作升降运动，挖掘升降组件以及废土收集箱固定于挖掘安装平台上，挖掘升降组件驱动挖掘电机和蛟龙钻头作升降运动，挖掘电机驱动蛟龙钻头转动，蛟龙钻头用于地基挖掘，蛟龙钻头被构造为通过旋转以带出土壤且将土壤运输至废土收集箱的入料端；

废土输送机构包括箱体和蛟龙输送机构，箱体固定于第二无人车，箱体包括第一开口和第二开口，蛟龙输送机构的一部分贯穿第一开口；

其中，在第二无人车的运动下，废土输送机构靠近挖掘机构，且箱体的第一开口与废土收集箱的出料端对接，以使得蛟龙输送机构的一部分进入废土收集箱中，从而将废土收集箱中的废土运输至箱体中；

在第二无人车的运动下，废土输送机构运动至废土收集区域，通过蛟龙输送机构工作，将废土由箱体输送至废土收集区域。

上述方案中，提供了一种无人技术的地基挖掘装置，其包括轨道、第一无人车、第二无人车、挖掘机构以及废土输送机构。第一无人车和第二无人车安装于轨道上，且各自运动。挖掘机构设于第一无人车上，其进行地基挖掘工作，且随第一无人车在轨道上运动，而进行掘进，以使得挖掘的轨迹沿轨道的延伸方向进行。废土输送机构设于第二无人车上，由于地基挖掘会产生废土，为及时地将废土清理出去，故设计第二无人车和废土输送机构：当挖掘机构将施工地的土壤挖掘出后，第二无人车跟进第一无人车，使得废土输送机构靠近挖掘机构，且箱体的第一开口与废土收集箱的出料端对接，以使得蛟龙输送机构的一部分进入废土收集箱中，从而将废土收集箱中的废土运输至箱体中，随后，在第二无人车的运动下，废土输送机构运动至废土收集区域，通过蛟龙输送机构工作，将废土由箱体输送至废土收集区域，从而及时地将废土清理至废土收集区域。

其中，在需要进行地基挖掘时，可根据需求布置房屋建设用地基挖掘装置，将房屋建设用地基挖掘装置运输至施工现场组装施工。在施工地，根据地基的设计，安装轨道，轨道位于施工地的上方，且沿施工地的纵向延伸，即，施工的方向是由施工地的纵向进行的，同时，需要说明的是，若轨道施工地的横向延伸布置时，则地基的挖掘施工方向由施工地的横向进行的。

可选地，在一种可能的实现方式中，整体升降组件包括液压缸和导杆，液压缸和导杆固定于第一无人车。

液压缸的执行端固定于挖掘安装平台，挖掘安装平台安装有直线轴承，导杆设于直线轴承中。

其中，液压缸能够顺利地驱动挖掘电机和蛟龙钻头作升降运动。

可选地，在一种可能的实现方式中，挖掘机构还包括直筒，直筒固定于挖掘安装平台，直筒的壁面开设有长条孔，长条孔沿竖向方向延伸。

挖掘电机和蛟龙钻头位于直筒中，且直筒连通废土收集箱。

挖掘升降组件为直线驱动器，直线驱动器的执行端设于长条孔中，且沿长条孔作直线输出，以驱动挖掘电机作升降运动。

其中，采用直筒，能够保证废土由蛟龙钻头顺利地带出，并顺利地进入废土收集箱中，避免废土洒落，影响挖掘质量。同时，挖掘升降组件采用直线驱动器，能够保证挖掘电机的升降精度，从而保证挖掘的质量。

可选地，在一种可能的实现方式中，挖掘电机通过齿轮结构以及谐波减速器驱动蛟龙钻头。齿轮结构包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮设于挖掘电机的输出轴，从动齿轮设于谐波减速器的输入轴。谐波减速器的输出轴连接蛟龙钻头。

可选地，在一种可能的实现方式中，蛟龙钻头包括钻杆本体、蛟龙输送结构以及掘进刀片。蛟龙输送结构和掘进刀片设于钻杆本体的周壁。掘进刀片由钻杆本体的壁面沿径向延伸，且掘进刀片的边缘超出了蛟龙输送结构的边缘。掘进刀片的边缘形成有锯齿。

其中，由于挖掘机构配合第一无人车的运动，使得挖掘机构具有随第一无人车的运动方向掘进的效果，为保证掘进的效率，蛟龙钻头设计有掘进刀片，其在钻杆本体的旋转动作下，能够偏心转动，从而松动钻杆本体钻洞的土壤的周壁的土壤，配合第一无人车的运动，从而保证了掘进的效率。

可选地，在一种可能的实现方式中，废土输送机构还包括推送机构，推送机构设于箱体，推送机构驱动蛟龙输送机构沿水平方向作往复运动。

当箱体的第一开口与废土收集箱的出料端对接时，推送机构会推动蛟龙输送机构进入废土收集箱中。当第二无人车运动至废土收集区域时，推送机构会推动蛟龙输送机构穿出第二开口。其中，推送机构包括丝杆组件和支撑件。丝杆组件包括丝杆、导杆以及丝杆电机，丝杆通过丝杆螺母连接支撑件，丝杆电机固定于箱体且驱动丝杆转动。支撑件通过轴承套设于蛟龙输送机构的蛟龙杆上。

其中，废土输送机构还包括有推送机构，通过推送机构，能够将蛟龙输送机构推送至废土收集箱中，从而保证废土收集箱中的废土能够顺利地由蛟龙输送机构输送至废土输送机构的箱体中，避免废土的洒落。

可选地，在一种可能的实现方式中，废土输送机构还包括废土升降组件，废土升降组件包括液压缸和导杆，液压缸和导杆固定于第二无人车。液压缸的执行端固定于箱体，箱体安装有直线轴承，导杆设于直线轴承中。房屋建设用地基挖掘装置还包括红外发射器和红外接收器。红外接收器设于箱体，红外发射器设于挖掘安装平台，红外接收器用于接收红外发射器射出的红外信号，并传输至第二无人车中的控制模块，控制模块控制废土升降组件中的液压缸工作。

其中，由于挖掘机构的废土收集箱会由于整体升降组件驱动而随挖掘升降组件共同升降，故为了降低整体升降组件的运动频率，保证整体升降组件的使用寿命，在废土输送的过程中，采用废土升降组件主动升降箱体的方式，对接废土收集箱。同时，为保证对接的精准度，采用红外发射器和红外接收器进行定位，以保证升降箱体和废土收集箱的对接。

可选地，在一种可能的实现方式中，房屋建设用地基挖掘装置还包括红外探头和反光贴，红外探头设于第二无人车，反光贴设于第一无人车的朝向第二无人车的侧面；

红外探头与第二无人车中的控制模块连接。第一开口设有第一橡胶垫，废土收集箱的出料端设有第二橡胶垫。

其中，由于要实现废土运输，且第二无人车会在第一无人车和废土废土收集区域往复运动，以往复地清理废土，故需要考虑第一无人车和第二无人车的精准定位，上述实施方式采用红外探头和反光贴的方式，使得第二无人车能够精准地定位第一无人车，以通过第二无人车的控制模块控制第二无人车的运动状态。同时箱体第一开口设有第一橡胶垫，废土收集箱的出料端设有第二橡胶垫，以保证在对接时，不会发生刚性碰撞，造成设备的损坏。

可选地，在一种可能的实现方式中，房屋建设用地基挖掘装置还包括rfid阅读器和多个电子标签。rfid阅读器与第一无人车中的控制模块连接并用于控制第一无人车中的行走机构。多个电子标签以预定距离间隔地设于轨道上。

其中，通过rfid阅读器和多个电子标签能够监测第一无人车所处轨道的位置，即所处施工地的位置，配合第一无人车中的控制模块和行走机构，以保证第一无人车的运动位置可控，且可根据施工需求进行路径规划。

可选地，在一种可能的实现方式中，轨道与施工地之间还设有弹簧。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实施例中房屋建设用地基挖掘装置应用于施工地时，施工地的俯视图；

图2为本实施例中房屋建设用地基挖掘装置在一种状态下的结构示意图；

图3为本实施例中房屋建设用地基挖掘装置在另一种状态下结构示意图；

图4为本实施例中蛟龙钻头结构示意图。

图标：10-房屋建设用地基挖掘装置；10a-施工地；10b-轨道；10c-第一无人车；10d-第二无人车；10e-废土收集区域；

20-挖掘机构；21-整体升降组件；22-挖掘安装平台；23-挖掘升降组件；24-挖掘电机；25-蛟龙钻头；26-废土收集箱；27-直筒；210-液压缸；250-钻杆本体；251-蛟龙输送结构；252-掘进刀片；

30-废土输送机构；31-箱体；32-蛟龙输送机构；33-推送机构；34-废土升降组件；310-第一开口；311-第二开口；330-丝杆组件；

40-红外发射器；41-红外接收器；

50-红外探头；51-反光贴。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本实施例提供一种房屋建设用地基挖掘装置10，其采用无人技术进行地基挖掘，故能够保持高效的挖掘效率。

请参见图1、图2以及图3，图1为本实施例中房屋建设用地基挖掘装置10应用于施工地10a时，施工地10a的俯视图。图2为本实施例中房屋建设用地基挖掘装置10在一种状态下的结构示意图，图3为本实施例中房屋建设用地基挖掘装置10在另一种状态下结构示意图。

房屋建设用地基挖掘装置10包括轨道10b、第一无人车10c、第二无人车10d、挖掘机构20以及废土输送机构30。

轨道10b位于施工地10a的上方，沿施工地10a的纵向延伸，且轨道10b的两端通过预埋螺栓固定于施工地10a的边缘，其中，轨道10b的其中一端向外延伸至预先限定的废土收集区域10e。其中，考虑到房屋建设用地基挖掘装置10工作的震动，故轨道10b与施工地10a之间还设有弹簧。

第一无人车10c和第二无人车10d分别安装于轨道10b，且分别可沿轨道10b运动，其中，第一无人车10c和第二无人车10d独立运动。

挖掘机构20设于第一无人车10c，废土输送机构30设于第二无人车10d。其中，挖掘机构20作挖掘工作，且随第一无人车10c的运动，还作掘进的工作，以在第一无人车10c的运动轨迹下，持续地前进地进行挖掘。废土输送机构30作废土运输的工作，将挖掘机构20挖掘的废土持续地输送至废土收集区域10e。

挖掘机构20包括整体升降组件21、挖掘安装平台22、挖掘升降组件23、挖掘电机24、蛟龙钻头25以及废土收集箱26，废土收集箱26形成有入料端和出料端。整体升降组件21固定于第一无人车10c且驱动挖掘安装平台22作升降运动，挖掘升降组件23以及废土收集箱26固定于挖掘安装平台22上，挖掘升降组件23驱动挖掘电机24和蛟龙钻头25作升降运动，挖掘电机24驱动蛟龙钻头25转动，蛟龙钻头25用于地基挖掘，蛟龙钻头25被构造为通过旋转以带出土壤且将土壤运输至废土收集箱26的入料端。

废土输送机构30包括箱体31和蛟龙输送机构32，箱体31固定于第二无人车10d，箱体31包括第一开口310和第二开口311，蛟龙输送机构32的一部分贯穿第一开口310。

关于废土运输的工作：在第二无人车10d的运动下，废土输送机构30靠近挖掘机构20，且箱体31的第一开口310与废土收集箱26的出料端对接，以使得蛟龙输送机构32的一部分进入废土收集箱26中，从而将废土收集箱26中的废土运输至箱体31中；

在第二无人车10d的运动下，废土输送机构30运动至废土收集区域10e，通过蛟龙输送机构32工作，将废土由箱体31输送至废土收集区域10e。

上述方案中，提供了一种无人技术的地基挖掘装置，其包括轨道10b、第一无人车10c、第二无人车10d、挖掘机构20以及废土输送机构30。第一无人车10c和第二无人车10d安装于轨道10b上，且各自运动。挖掘机构20设于第一无人车10c上，其进行地基挖掘工作，且随第一无人车10c在轨道10b上运动，而进行掘进，以使得挖掘的轨迹沿轨道10b的延伸方向进行。废土输送机构30设于第二无人车10d上，由于地基挖掘会产生废土，为及时地将废土清理出去，故设计第二无人车10d和废土输送机构30：当挖掘机构20将施工地10a的土壤挖掘出后，第二无人车10d跟进第一无人车10c，使得废土输送机构30靠近挖掘机构20，且箱体31的第一开口310与废土收集箱26的出料端对接，以使得蛟龙输送机构32的一部分进入废土收集箱26中，从而将废土收集箱26中的废土运输至箱体31中，随后，在第二无人车10d的运动下，废土输送机构30运动至废土收集区域10e，通过蛟龙输送机构32工作，将废土由箱体31输送至废土收集区域10e，从而及时地将废土清理至废土收集区域10e。

其中，由于挖掘工作和废土运输工作均由第一无人车10c、第二无人车10d、挖掘机构20以及废土输送机构30配合完成，故其可不需要操作人员操作，为此能够解决人力成本，且只需保证第一无人车10c、第二无人车10d、挖掘机构20以及废土输送机构30的工作正常，即可保证地基挖掘的工作效率。

其中，图2示出了第一无人车10c和第二无人车10d还未对接时的状态，图3示出了第一无人车10c和第二无人车10d对接的状态。

需要说明的是，为保证地基挖掘的效率，在同一个施工地10a上，可布置多个房屋建设用地基挖掘装置10，例如，图1中示出了两个房屋建设用地基挖掘装置10。需要说明的是，在一个房屋建设用地基挖掘装置10完成对施工地10a的纵向挖掘后，可通过调整轨道10b相对于施工地10a的位置，对施工地10a的其他位置进行挖掘。同时，若采用多个房屋建设用地基挖掘装置10时，需考虑每一个房屋建设用地基挖掘装置10之间的间距的施工土壤，以考虑是否重复施工，或调整每一个房屋建设用地基挖掘装置10中的轨道10b的位置，以覆盖未被挖掘的土壤。

整体升降组件21包括液压缸210和导杆，液压缸210和导杆固定于第一无人车10c。液压缸210的执行端固定于挖掘安装平台22，挖掘安装平台22安装有直线轴承，导杆设于直线轴承中。

其中，液压缸210能够顺利地驱动挖掘电机24和蛟龙钻头25作升降运动。在其他具体实施方式中，整体升降组件21还可以为其他能够输出直线运动的设备，例如丝杆升降设备提供升降运动。

可选地，在一种可能的实现方式中，挖掘机构20还包括直筒27，如图1和图2，直筒27固定于挖掘安装平台22，直筒27的壁面开设有长条孔，长条孔沿竖向方向延伸。挖掘电机24和蛟龙钻头25位于直筒27中，且直筒27连通废土收集箱26。

挖掘升降组件23为直线驱动器，直线驱动器的执行端设于长条孔中，且沿长条孔作直线输出，以驱动挖掘电机24作升降运动。

其中，采用直筒27，能够保证废土由蛟龙钻头25顺利地带出，并顺利地进入废土收集箱26中，避免废土洒落，影响挖掘质量。同时，挖掘升降组件23采用直线驱动器，能够保证挖掘电机24的升降精度，从而保证挖掘的质量。同时，直筒27的壁面开设的长条孔能起导轨的作用，保证直线驱动器的执行端的稳定工作，且保证了直线驱动器的执行端的安全。

需要说明的是，挖掘电机24通过齿轮结构以及谐波减速器(图中为标注)驱动蛟龙钻头25。齿轮结构包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮设于挖掘电机24的输出轴，从动齿轮设于谐波减速器的输入轴。谐波减速器的输出轴连接蛟龙钻头25。需要说明的是，谐波减速器是一种靠波发生器装配上柔性轴承使柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力的齿轮传动。其具有传动速比大、传动精度高、承载能力高、传动效率高和运动平稳优点。

请参见图4，图4为本实施例中蛟龙钻头25的截面图。

蛟龙钻头25包括钻杆本体250、蛟龙输送结构251以及掘进刀片252。蛟龙输送结构251和掘进刀片252设于钻杆本体250的周壁。掘进刀片252由钻杆本体250的壁面沿径向延伸，且掘进刀片252的边缘超出了蛟龙输送结构251的边缘。掘进刀片252的边缘形成有锯齿。

其中，由于挖掘机构20配合第一无人车10c的运动，使得挖掘机构20具有随第一无人车10c的运动方向掘进的效果，为保证掘进的效率，蛟龙钻头25设计有掘进刀片252，其在钻杆本体250的旋转动作下，能够偏心转动，从而松动钻杆本体250钻洞的土壤的周壁的土壤，配合第一无人车10c的运动，从而保证了掘进的效率。

请重新参见图3，废土输送机构30还包括推送机构33，推送机构33设于箱体31，推送机构33驱动蛟龙输送机构32沿水平方向作往复运动。

当箱体31的第一开口310与废土收集箱26的出料端对接时，推送机构33会推动蛟龙输送机构32进入废土收集箱26中。

当第二无人车10d运动至废土收集区域10e时，推送机构33会推动蛟龙输送机构32穿出第二开口311。

其中，推送机构33包括丝杆组件330和支撑件。丝杆组件330包括丝杆、导杆以及丝杆电机，丝杆通过丝杆螺母连接支撑件，丝杆电机固定于箱体31且驱动丝杆转动。支撑件通过轴承套设于蛟龙输送机构32的蛟龙杆上。

其中，废土输送机构30还包括有推送机构33，通过推送机构33，能够将蛟龙输送机构32推送至废土收集箱26中，从而保证废土收集箱26中的废土能够顺利地由蛟龙输送机构32输送至废土输送机构30的箱体31中，避免废土的洒落。

可选地，在一种可能的实现方式中，废土输送机构30还包括废土升降组件34，废土升降组件34包括液压缸210和导杆，液压缸210和导杆固定于第二无人车10d。液压缸210的执行端固定于箱体31，箱体31安装有直线轴承，导杆设于直线轴承中。房屋建设用地基挖掘装置10还包括红外发射器40和红外接收器41。红外接收器41设于箱体31，红外发射器40设于挖掘安装平台22，红外接收器41用于接收红外发射器40射出的红外信号，并传输至第二无人车10d中的控制模块，控制模块控制废土升降组件34中的液压缸210工作。

其中，由于挖掘机构20的废土收集箱26会由于整体升降组件21驱动而随挖掘升降组件23共同升降，故为了降低整体升降组件21的运动频率，保证整体升降组件21的使用寿命，在废土输送的过程中，采用废土升降组件34主动升降箱体31的方式，对接废土收集箱26。同时，为保证对接的精准度，采用红外发射器40和红外接收器41进行定位，以保证升降箱体31和废土收集箱26的对接。

房屋建设用地基挖掘装置10还包括红外探头50和反光贴51，红外探头50设于第二无人车10d，反光贴51设于第一无人车10c的朝向第二无人车10d的侧面。红外探头50与第二无人车10d中的控制模块连接。第一开口310设有第一橡胶垫，废土收集箱26的出料端设有第二橡胶垫。

其中，由于要实现废土运输，且第二无人车10d会在第一无人车10c和废土废土收集区域10e往复运动，以往复地清理废土，故需要考虑第一无人车10c和第二无人车10d的精准定位，上述实施方式采用红外探头50和反光贴51的方式，使得第二无人车10d能够精准地定位第一无人车10c，以通过第二无人车10d的控制模块控制第二无人车10d的运动状态。同时箱体31第一开口310设有第一橡胶垫，废土收集箱26的出料端设有第二橡胶垫，以保证在对接时，第一橡胶垫和第二橡胶垫弹性接触，故不会发生刚性碰撞，不会造成设备的损坏。

需要说明的是，房屋建设用地基挖掘装置10还包括rfid阅读器(图中未示出)和多个电子标签(图中未示出)。rfid阅读器与第一无人车10c中的控制模块连接并用于控制第一无人车10c中的行走机构。多个电子标签以预定距离间隔地设于轨道10b上。其中，rfid：射频识别，是radiofrequencyidentification的缩写。

通过rfid阅读器和多个电子标签能够监测第一无人车10c所处轨道10b的位置，即所处施工地10a的位置，配合第一无人车10c中的控制模块和行走机构，以保证第一无人车10c的运动位置可控，且可根据施工需求进行路径规划。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

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