CN1203645A - 土体平整装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平整装置(10),其用于与至少具有一个非圆形夯实块的压实滚轮配合使用,当夯实块沿横向越过土体表面时对其进行周期性的夯打。本发明的平整装置与压实滚轮装在一起,以便跟随在压实滚轮之后。该装置包括支架(36),和连在支架上的与地面接合的平整铲(52)其与压实滚轮中的每个夯实块配用。平整铲用于铲削夯实块越过的土体,从而完成土体平整操作。每个平整铲的与地面接合的导向板(58)用枢轴装在支架上,可绕该轴转动,该轴与压实滚轮运动方向垂直。导向板用于控制平整铲的切削深度。

Description

土体平整装置

                  发明背景

本发明涉及一种与压实滚轮配合使用的土体平整装置。

“压实滚轮”一词是在美国专利2,909,103中首次使用的，是指一种土体夯实机，该机具有非圆形的夯实块，当沿土体表面拖动时，该夯实块对土体表面进行一串的周期性夯打。压实滚轮夯实块的圆周面上有一串间隔开的凸起点。在每个凸起后都形成有夯实面，在大多数情况下，凸起点和夯实面之间形成有外缘下凹部。当压实滚轮通过拖拉机等机械牵引沿土体表面拖动时，该压实滚轮在每个凸起点处抬起，经过该点后向前下方下落，从而可使后面的夯实面对土体表面进行一次夯打。

拖拉机和夯实机之间的连接是弹性的，可使夯实块转过每个凸起点后，进行必要的向前下方的下落运动。

实际上，夯实块在土体表面移动的过程中，它在土体表面留下一串凹坑，这些凹坑在夯实块运动方向上等间距排列。凹坑的纵向间距与夯实块夯实面的周向间距相等。在压实滚轮压过一次或几次之后，需要平整土体表面。通常是用平地机或在某些情况下用推土机的推土铲对土体表面进行平整。在这两种情况下，需要用一个单独的昂贵设备进行平整作业。此外，由于夯实后需用平整设备对土体进行平整而使夯实作业的效率显著降低。

在专利申请号为PCT/GB 94/01049的说明书中针对压实滚轮具有两个并排安装的夯实块的情况，提出了一种平地铲装置，当夯实块夯打过后，该装置拖着夯实块对土体进行平整，根据该技术方案，有可能在夯实作业的同时进行平整作业。

本发明的目的是提供一种改进型的平整装置。

                  发明概述

本发明提供一种压实滚轮用的土体平整装置，该装置包括：

连接器，其用于将该平整装置连接到压实滚轮上，以便在使用中使其跟随在压实滚轮之后；

支架；

对于压实滚轮中的每个夯实块，设置有与地面接合的平整铲，该平整铲连在支架上，用于铲平夯实块夯打过的土体，从而实现土体平整操作；

对于每个平整铲，设置有与地面接合的导向板，该导向板与支架相连，并可绕与压实滚轮运动方向垂直的轴相对于支架作枢轴旋转，其用于控制平整铲切销深度。

最好设置用于改变一个或每个平整铲相对于支架的高度的机构。

典型地，本发明的装置将与一种冲击压实滚轮配合使用，该压实滚轮具有两个夯实块，两个夯实块沿横向间隔开，在支架上装有两个沿横向间隔开的平整铲和两个沿横向间隔开的、与地面接合的导向板，每个夯实块上装有一个平整铲和一个导向板。支架装有横梁，用于绕一根纵轴进行枢轴旋转，在该横梁的两相对端上分别装有平整铲和导向板，它们相互间隔开。

该装置也可包含升降器，其用于相对于平整操作中平整装置沿横向越过的土体表面提升或降落支架。该升降器可包括在连接器和托架之间动作的双动液压缸，用枢轴连接有横梁的托架，给液压缸的压力决定了给平整铲加偏压使其与土体表面接合的力的大小。在本发明的一个实施例中，可设有液压蓄压器，其与液压缸相连，该液压蓄压器用于衰减平整铲上的反作用力。在另一实施例中，液压缸可通过托架上的加压气囊起作用，托架上用枢轴连接横梁，该气囊用于减弱平整铲上的反作用力。

在优选实施例中，每个与地面接合的导向板上均有前后两段，它们分别起到引导和跟随连在其上的平整铲的作用。在本发明的一种形式中，每个导向板的前后段均是滑道，而在本发明的另一个形式中，每个导向板的前后段均是滚轮或滚轮组。

本发明的另一方面提供了一种夯实和平整土体表面的方法，该方法包括如下步骤：将上述权利要求中任何一项所述的平整装置连接到压实滚轮上，然后使压实滚轮沿横向越过土体表面，同时使平整装置跟在压实滚轮后面，以实现压实滚轮对土体表面进行周期性的夯打，并由平整表面随后对其进行平整。

附图简述

下面通过实施例并参照附图对本发明进行详述。

图1是与双夯实块压实滚轮相连的本发明的平整装置的侧视图；

图2是平整装置的透视图；

图3是另一实施例的透视图。

实施例详述

图1表示作为本发明一个实施例的平整装置10，其与双夯实块压实滚轮12相连。该压实滚轮12是常规式的，因而从事冲击夯实领域的普通技术人员很容易理解其操作原理。为了实现本发明目的，该压实滚轮须包含一对并排安装的夯实块14，图中只能看见其一。每个压实块均为非圆形，其上有一串周向间隔开的凸起点16，沿旋转方向17每个凸起点的后方形成有下凹部18和夯实面20。两个夯实块14彼此间隔地装在同一根轴21上，以便可以大致同时旋转。该轴由带轮车架22支承。

使用时，压实滚轮连在拖动车辆，如拖拉机上(图中未示出)，在拖动过程中，每个夯实块连续地在凸起点抬起，然后向前下方下落，从而使后面的夯实面20对土体表面进行夯打，从而将其夯实。因此可知道，在每次夯打过程中每个夯实块在其凸起点抬起时获得的势能传递给土体表面。

上述装置10中的连接托架24用螺栓穿过螺栓孔26(图2)连接到车架22上。双动液压缸28的一端用枢轴30连接在托架24上。液压缸28的另一端用枢轴34连接在杠杆台座32上。杠杆台座32支承的横轴35以可旋转的方式与车架22的后端连接，如图所示。

横梁36穿过杠杆台座32，并用纵轴38作枢轴与台座32相连。梁36的总长比两个夯实块14外表面之间的间距略大。

如图所示，梁36的两端上分别装有托架40。每个托架40支承一个垂直调整机构42，该机构通过手轮44操纵。手轮用于旋转螺纹轴46，该轴的底端通过托架48与平整铲组件50相连。每个平整铲组件均包括倾斜的横向平整铲52，该铲带有切削刃54。可知道，该平整铲由梁36刚性支承，通过旋转手轮44可以提升和降低铲切削刃相对于梁的高度。

两个导向板58用成一条直线的两根枢轴56装在梁36的两端并可自由旋转。每个导向板都有通过侧板64相连的前滑道60和后滑道62，每个滑道60、62均有向上弯的导向端，如图所示。平整铲组件50装在前后滑道之间的间隙处，并且切削刃54从滑道的下缘向下伸出。

平整铲和滑道的中心距与夯实块14的中心距相匹配，且上述装置12为这样的结构，即平整铲拖在夯实块的后面。在压实滚轮向前运动的过程中，滑道60，62接触且滑过土体表面。经过不规则的土体表面时，这两个滑道可绕枢轴56自由地摆动。由于夯实块的夯打而在土体表面两凹坑间留下的高点由铲子铲平，随后铲子和滑道62的运动将松土平均地分配，从而在压实滚轮的每次夯打后得到较为平整的土体表面。

每个导向板的总长是这样的，即当导向板横跨夯实块在土体中留下的凹坑时，其跨过凹坑，从而使平整铲52比凹坑底部略高，以便促进从前一高点铲下的松土的摊铺。平整铲进行所需的铲削所必需的作用于平整铲上向下的力，是通过对缸28适当加压以使主组件绕轴35向下旋转得到的。

可知道对于手轮44的给定设定值，平整铲将会从滑道60、62下方伸出给定距离。由于滑道60、62与土体表面相接触，该距离决定平整铲切削深度。显然可以通过适当旋转手轮改变切削深度。

梁36随其两端之间的土体表面的局部变化，可绕纵轴38自由地旋转。通常平整铲52的横向宽度比夯实块的宽度略宽，以便既可以在夯实块跨过的土体表面的整个宽度上完成平整操作，又可以将夯实块两侧面外的一小段土体一同进行平整。因此，平整铲可在夯实块夯打后留下的凹坑的整个宽度范围进行平整，同时也将夯实块外侧的一小段土壤也进行了平整。滑道60、62的宽度比平整铲的宽度小，以便能在夯实块夯打留下的凹坑内滑行。

经拖拉机的液压泵或直接经拖拉机的液压系统加压的液体输送至液压缸28中。液压缸28的工作腔可以与液压蓄压器(图中未示出)相连，该工作腔用于给液压缸加压以便在平整操作中给平整铲施加向下的偏压，该蓄压器充当一个缓冲器，它可在上述装置10受到因平整铲撞到硬的障碍物，如石头上而产生的冲击载荷时起到缓冲作用。对于液压缸28的给定伸出长度，蓄压器的压力决定了作用于平整铲上的向下的力。通过改变蓄压器的压力，可按需要调节该力。

平整操作结束时或不需要平整操作时，液压缸28可以退回以将导向板和平整铲完全抬起而脱离土体表面。

从图1可以看到，平整铲52的切削刃54相对于枢轴56后部稍稍错开。

从图中所示的平整铲的几何尺寸可以发现：该错开使本装置具有自调整的优点。当导向板58向下倾斜时，即当滑道60低于滑道62时，铲从滑道向下进一步伸出，以实现比导向板向上倾斜时，即滑道60比滑道62高时更深的铲削。由于上述特征，平整铲可以在合适的位置上铲去大量土，然后倒进夯实块留下的凹坑。这有助于用足够量的土填充每个凹坑，以形成平整的压实面。图中装置之所以具有上述特征，是因为平整铲与梁36刚性连接，而导向板58则是用枢轴与其相连的。

应知道，图中的装置在压实滚轮的夯实块夯打之后立即对土体进行平整，因而可以省去或减少后续的平整操作，该平整操作原先是需要单独的平地机或其它平整机械来完成的。本发明的一个重要优点在于提供了导向板58，该板可以大体上决定平整铲切削的深度，且通过图示的结构，该板越过土体表面时可以自动改变切削深度。

还应注意，上述装置不与压实滚轮成整体成形，所以可以根据需要安装或拆卸。

图3表示本发明的第二个实施例。在该图中，与图1和图2相应的部件采用同样的标号。图1和图2的实施例和图3的实施例之间一个重要的区别在于：图3中的导向板58分别用两个可前后滚动的滚轮70和72代替滑道60和62。这两个滚轮70和72可在由侧板64支承的轴74和76上自由转动。

实际上，滚轮70和72在地表面上滚动，而不是象滑道60和62那样在地表面上滑动。当地表面由摩擦系数小的材料，如煤或页岩碎片构成时，滚动比滑动更好。与滑道相反，图中的滚轮的另一个优点是：由于滚轮的半径很小，并且每一时刻每个滚轮的圆周表面都只有一小部分与地面接触，因此可以更精确地贴靠夯实块夯出的地面外形，从而可以更精确地控制平整铲52的切削深度。

在图3中，所示的滚轮具有光滑的外表面。实际上，为了使滚轮更容易地从地面上抬起，并减少滚轮在地面上滑动而不是滚动的机会，可将滚轮表面做粗糙些，或者在其表面刻上凸头或其它的与地面接合的凸部等。

还应注意，可以用多个滚轮做成成组的前后滚轮组装在平整铲上，而不是每个导向板上只装一个前滚轮和一个后滚轮。

图1和2的实施例与图3的实施例的另一个重要区别在于土体平整装置的悬挂方式。在图3中，双动液压缸28和前述一样用枢轴装在托架28上，而托架24则是用螺栓固定在压实滚轮的车架上。杠杆台座32与图1和图2中一样，也是通过枢轴35与车架相连的。这时，液压缸作用于杠杆78上。杠杆78的下端通过枢轴80连接到杠杆台座32上，其上端作用于气囊82上。力通过气囊82传递到杠杆台座32上的托架86的斜面84上。

同第一实施例一样，使平整铲52与地面接合的向下载荷，可以通过改变给液压缸28加的压力来改变。然而，这里是由气囊82实现缓冲功能的，以保护平整铲使其免受由石块等坚硬物的冲击而产生的冲击载荷，气囊的膨胀压力决定了缓冲效果的幅度。可认为在某些情况下，由于气囊可以快速实现缓冲及回复运动，因而使用气囊优于使用与液压缸28相连的液压蓄压器。

在图3中，与第一实施例相同，且由于上述原因，平整铲52的切削刃54相对于枢轴56后部稍稍错开。

Claims (12)

1.一种压实滚轮用的土体平整装置，该平整装置包括：

连接器，其用于将该平整装置连接到压实滚轮上，以便在使用中使其跟随在压实滚轮之后；

支架；

对于压实滚轮中的每个夯实块，设有与地面接合的平整铲，该平整铲连在支架上，其用于铲平夯实块夯打过的土体，从而实现土体平整操作；

对于每个平整铲，设有与地面接合的导向板，该导向板用枢轴与支架相连，并可绕与压实滚轮运动方向垂直的轴相对于支架旋转，该导向板用于控制平整铲的切削深度。

2.根据权利要求1所述的平整装置，包括可改变每个平整铲相对于支架的高度的机构。

3.根据上述权利要求中任何一项所述的平整装置，其与压实滚轮配合使用，该压实滚轮包括两个沿横向间隔开的夯实块，支架支承两个沿横向间隔开的平整铲和两个沿横向间隔开的与地面接合的导向板，每个夯实块设有一个平整铲和一个导向板。

4.根据权利要求3所述的平整装置，其特征在于，上述支架包括横梁，其装在纵轴上可绕该轴旋转，在该横梁的两端分别间隔开地装有平整铲和导向板。

5.根据权利要求4所述的平整装置，包括升降器，其可将支架相对于平整装置在作业中横跨的土体表面提升或下降。

6.根据权利要求5所述的平整装置，其特征在于，上述升降器包括双动液压缸，其作用于连接装置和枢接有横梁的托架之间，作用于液压缸上的压力决定平整铲加至地表的偏压的大小。

7.根据权利要求6所述的平整装置，包括与液压缸相连的液压蓄压器，该蓄压器用于缓冲作用于平整铲上的反作用力。

8.根据权利要求6所述的平整装置，其特征在于双动液压缸通过装在托架上的受压气囊起作用，横梁通过枢轴装在该托架上，气囊起到缓冲作用于平整铲上的反作用力的作用。

9.根据上述任何一项权利要求所述的平整装置，其特征在于，每个与地面接合的导向板均具有前段和后段，它们分别引导和跟随相应的平整铲运动。

10.根据权利要求9所述的平整装置，其特征在于每个导向板的前后段均为滑道。

11.根据权利要求9所述的平整装置，其特征在于每个导向板的前后段均为滚轮或滚轮组。

12.一种压实并平整土体表面的方法，该方法包括如下步骤：将上述权利要求中的任何一项所述的平整装置连接到压实滚轮上，然后使压实滚轮沿横向越过土体表面，同时使平整装置跟在压实滚轮后面，从而实现压实滚轮对土体表面周期性的夯打，并由平整装置随后对该土体表面进行平整。