本發明涉及工程機械的技術領域，具體說是一種基礎固化機及工作方法。

背景技術：

基礎固化設備是應用于淤泥固化、海灘固化、河堤固化、飛機跑道固化、污染土壤封閉固化治理、路基或地基基礎固化工程等的工程機械。傳統的基礎固化工藝，需要將作業地面的淤泥、泥沙等待固化材料運輸到指定地點，進行固化作業，再運回作業底面，或者是在需要施工的淤泥或地表噴灑粉狀固化劑，然后通過挖掘機的鏟斗進行攪拌，現有固化方式的工程造價高，效率低，不利于可持續發展和環境保護。

專利cn204898647公開了一種多功能淤泥原位固化攪拌機，其包括攪動臂外殼、攪拌頭、液壓馬達和送灰裝置，其中，攪動臂外殼為空心柱狀金屬體，所述的液壓馬達安裝在攪動臂外殼內部；攪拌頭安裝在攪拌臂外殼的下端，液壓馬達與攪拌頭連接；攪拌頭內部設有噴灰裝置；送灰裝置一端與攪拌頭內部的噴灰裝置連接，送灰裝置的另一端連接有進料口。該發明能夠使噴出固化劑與攪拌頭的攪拌工作同時進行，隨著攪拌頭旋轉而對淤泥進行挖掘攪拌的同時，噴灰裝置將固化劑灌輸到施工位置，從而達到原位固化的效果。

但是上述專利存在以下問題，該多功能淤泥原位固化攪拌機的自重和體積都較大且未配備相應的承載機構，在施工中只能吊裝在常規挖掘機的挖掘臂上，由挖掘機帶動其運動，攪拌頭的工作作業面較小，施工時挖掘機需要不斷移動位置才能滿足區域作業需求；攪拌頭在工作時需要由挖掘機的挖掘臂帶動進行定位，即由挖掘機的操作者進行手動作業定位，施工精度與操作者的個人因素及經驗的相關度較大，施工中容易造成水平方向和豎直方向的定位不準確，即施工位置和施工深度無法完全統一，無法做到均勻攪拌和固化；另外，現有的固化攪拌機在運行過程中，攪拌頭晃動幅度較大，容易造成相鄰施工位置間距的不均勻，影響固化效果。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種基礎固化機及工作方法。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:

本發明的基礎固化機，包括攪拌固化工作部和自行底盤；其中攪拌固化工作部又包括攪拌頭、攪拌驅動裝置，攪拌驅動裝置與攪拌頭相連接為攪拌頭提供動力；自行底盤上設置水平旋轉座，攪拌固化工作部通過定位結構與水平旋轉座相連接，自行底盤攜帶攪拌固化工作部移動，上述定位結構包括水平定位結構和豎直定位結構；其中水平定位結構又包括水平固定座、水平活動座和水平驅動部，水平固定座與水平旋轉座相固定，水平活動座與水平固定座活動連接，水平驅動部驅動水平活動座相對水平固定座發生水平位移；豎直定位結構中包括豎直臂和豎直驅動部，豎直臂與水平活動座相連接，豎直驅動部帶動攪拌頭相對豎直臂發生豎直位移；上述基礎固化機中還包括控制裝置，控制裝置控制水平旋轉座、水平驅動部和豎直驅動部運轉。

本發明還可以采用以下技術措施：

所述的水平活動座為柱狀結構，水平活動座的外圍兩側分別突出設置水平導向板，兩水平導向板共面且與水平活動座的設置方向平行，水平固定座上設置多組成對的支撐輪，各組支撐輪的間距相同，水平活動座通過水平導向板架設在支撐輪上，水平固定座上還成對設置垂直限位輪和水平限位輪，垂直限位輪對應設置在水平導向板的上方，水平限位輪設置在水平導向板的兩側。

同組支撐輪相向的內側凹陷，其內側直徑小于外側直徑，在支撐輪之間形成導槽，水平活動座的水平導向板配合設置在導槽內并沿導槽滑動。

所述的垂直限位輪與水平導向板的上表面之間留有間隙，水平限位輪分別與水平導向板的外側壁間留有間隙；垂直限位輪和水平限位輪設置在水平固定座上對應于水平活動座位移的初始位置和最大行程位置。

所述的水平驅動部包括水平卷揚機和水平鋼纜，水平卷揚機設置在水平固定座上，水平鋼纜纏繞卷揚機并由水平卷揚機驅動，水平鋼纜的兩端分別與水平活動座的前端和后端相固定。

所述的水平活動座的前后兩端分別設置水平動滑輪，水平鋼纜的兩端分別繞過對應的水平動滑輪后與水平活動座兩端固定；水平固定座上設置水平定滑輪，水平鋼纜經過水平定滑輪。

所述的豎直驅動部包括豎直卷揚機和豎直鋼纜，豎直臂的上端設置豎直定滑輪，豎直臂的下端設置豎直卷揚機，豎直鋼纜繞過豎直定滑輪和豎直卷揚機并形成環路，攪拌固化工作部中的攪拌驅動裝置與豎直鋼纜相固定并隨豎直鋼纜移動，帶動攪拌頭發生豎直方向位移；豎直臂與水平活動座之間通過液壓油缸活動連接。

所述的豎直臂的兩側分別向外突出設置豎直導向板，豎直導向板分別與豎直臂的設置方向相平行；攪拌驅動裝置的外部設置外殼，在外殼上設置豎直導向槽，豎直導向板與豎直導向槽分別對應配合，在各豎直導向槽內對應于豎直導向板的三個內壁面上分別設置摩擦塊，攪拌驅動裝置沿豎直導向板移動。

所述的攪拌驅動裝置與攪拌頭之間通過連桿相連接，在連桿的外周設置保護套筒，保護套筒的兩側分別平行設置導桿，豎直臂的下端設置限位板，限位板的中部設置攪拌頭定位孔，保護套筒穿過攪拌頭定位孔，使攪拌頭位于限位板的下方，在限位板上攪拌頭定位孔的兩側分別設置限位孔，上述兩導桿分別穿過對應的限位孔。

所述的限位孔與攪拌頭定位孔相連通，限位孔由攪拌頭定位孔向兩側外擴形成；限位孔的外周設置凸起的限位突。

本發明的基礎固化機的工作方法，包括以下步驟：

a、自行底盤驅動基礎固化機至施工位置；

b、調整豎直臂至工作角度，控制基礎固化機的水平旋轉座和水平活動座動作，指定初始加工位及終止加工位，將初始加工位的中心點與初始終止位的中心點之間的連線作為初始工作路徑；或指定初始加工位及初始工作路徑，自行生成初始終止位；

c、設定初始進給量，生成初始工作路徑上的每一加工位，以初始工作路徑為基礎，設定間距進給量，生成后續工作路徑，在后續工作路徑上按初始進給量生成每一加工位，使初始工作路徑及后續工作路徑位于施工范圍內；

d、水平旋轉座和水平活動座帶動豎直臂依次至上述每一加工位，豎直驅動部帶動攪拌頭在每一加工位升降工作。

本發明具有的優點和積極效果是:

本發明的基礎固化機中，設置有水平定位結構和豎直定位結構；其中水平定位結構中的水平驅動部驅動水平活動座相對水平固定座發生水平位移；豎直定位結構中的豎直驅動部帶動攪拌頭相對豎直臂發生豎直位移，當設定好固化施工位置間距及深度時，控制裝置按指令使水平旋轉座旋轉至施工的對應角度，水平控制部驅動水平活動座伸出到加工的位置，豎直驅動部則帶動攪拌頭在工作時下降至預定高度，當前施工位置的攪拌工作完成后則由施工面中提起攪拌頭。本發明中攪拌頭在作業面的水平工作定位和施工點分布，以及施工時的攪拌頭深度全部由控制裝置進行操控，通過水平定位結構和豎直定位結構保證了施工過程中各攪拌位置的參數一致性，提高了固化施工的質量。在保護套筒的兩側設置導桿，同時在限位板上設置分別對應于保護套筒和導桿的攪拌頭定位孔和限位孔，通過導桿和限位孔的配合，將保護套筒的位移限制在較小的范圍內，減小攪拌頭工作過程中的晃動，保證了工程的質量。

附圖說明

圖1是本發明的基礎固化機的整體示意圖；

圖2是本發明的基礎固化機中水平定位結構的支撐輪的局部放大圖；

圖3是本發明的基礎固化機中水平定位結構的垂直限位輪的局部放大圖；

圖4是本發明的基礎固化機中水平定位結構的水平限位輪的局部放大圖；

圖5是本發明的基礎固化機中豎直臂與攪拌驅動裝置配合位置的俯視局部放大圖；

圖6是本發明的基礎固化機中限位板與保護套筒結合位置的俯視圖；

圖7是本發明的基礎固化機中限位板與保護套筒結合位置的仰視圖。

具體實施方式

以下通過附圖和具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。

如圖1至圖7所示，本發明的基礎固化機，包括攪拌固化工作部和自行底盤；其中攪拌固化工作部又包括攪拌頭1和攪拌驅動裝置2，還可以包括固化劑輸料機構，攪拌驅動裝置2與攪拌頭1相連接為攪拌頭提供動力，固化劑輸料機構輸送固化劑；自行底盤上設置水平旋轉座3，攪拌固化工作部通過定位結構與水平旋轉座相連接，自行底盤攜帶攪拌固化工作部移動，上述定位結構包括水平定位結構和豎直定位結構；其中水平定位結構又包括水平固定座4、水平活動座5和水平驅動部，水平固定座與水平旋轉座相固定，水平活動座與水平固定座活動連接，水平驅動部驅動水平活動座相對水平固定座發生水平位移；豎直定位結構中包括豎直臂6和豎直驅動部，豎直臂與水平活動座相連接，豎直驅動部帶動攪拌頭相對豎直臂發生豎直位移；上述基礎固化機中還包括控制裝置，控制裝置控制水平旋轉座、水平驅動部和豎直驅動部運轉，控制裝置依據操作者輸入的攪拌頭施工間隔和攪拌深度的指令控制水平旋轉座旋轉、水平活動座相對伸出水平固定座的距離和攪拌頭的下降深度，從而保證各施工位置的攪拌及固化效果相同。

水平活動座5為柱狀結構，水平活動座的外圍兩側分別突出設置水平導向板7，兩水平導向板共面且與水平活動座的設置方向平行，水平固定座上設置多組成對的支撐輪8，各組支撐輪的間距相同，水平活動座通過水平導向板7架設在支撐輪8上，水平固定座上還成對設置垂直限位輪9和水平限位輪10，垂直限位輪對應設置在水平導向板的上方，水平限位輪設置在水平導向板的兩側，在水平驅動部的驅動下水平活動座沿水平固定座滑動，從而延長攪拌頭的工作位置。

同組支撐輪8相向的內側凹陷，其內側直徑小于外側直徑，在支撐輪之間形成導槽22，水平活動座的水平導向板配合設置在導槽內并沿導槽滑動。

垂直限位輪9與水平導向板的上表面之間留有間隙，水平限位輪10分別與水平導向板的外側壁間留有間隙；垂直限位輪和水平限位輪設置在水平固定座上對應于水平活動座位移的初始位置和最大行程位置，限制水平活動座在豎直方向和水平方向上的位置，以提高水平活動座與水平固定座之間的穩定性。

水平驅動部包括水平卷揚機11和水平鋼纜12，水平卷揚機設置在水平固定座上，水平鋼纜纏繞卷揚機并由水平卷揚機驅動，水平鋼纜的兩端分別與水平活動座的前端和后端相固定。采用卷揚機和鋼纜相結合的驅動方式更適于施工現場的惡劣工作環境，避免石塊卡住傳動部件，提高了設備穩定性。

水平活動座5的前后兩端分別設置水平動滑輪13，水平鋼纜的兩端分別繞過對應的水平動滑輪后與水平活動座兩端固定；水平固定座上設置水平定滑輪14，水平鋼纜經過水平定滑輪。

豎直驅動部包括豎直卷揚機15和豎直鋼纜16，豎直臂6的上端設置豎直定滑輪17，豎直臂的下端設置豎直卷揚機，豎直鋼纜繞過豎直定滑輪和豎直卷揚機并形成環路，攪拌固化工作部中的攪拌驅動裝置2與豎直鋼纜16相固定并隨豎直鋼纜移動，帶動攪拌頭1發生豎直方向位移；豎直臂與水平活動座之間通過液壓油缸18活動連接，豎直臂在液壓油缸的帶動下相對于水平活動座垂直展開或在施工結束時折疊，以便于施工轉場和運輸。

豎直臂6的兩側分別向外突出設置豎直導向板19，豎直導向板分別與豎直臂的設置方向相平行；攪拌驅動裝置的外部設置外殼20，在外殼上設置豎直導向槽21，豎直導向板與豎直導向槽分別對應配合，在各豎直導向槽內對應于豎直導向板的三個內壁面上分別設置摩擦塊23，攪拌驅動裝置沿豎直導向板移動。

攪拌驅動裝置與攪拌頭之間通過連桿24相連接，在連桿的外周設置保護套筒25，保護套筒的兩側分別平行設置導桿26，導桿與保護套筒相固定，豎直臂6的下端設置限位板27，限位板的中部設置攪拌頭定位孔28，保護套筒穿過攪拌頭定位孔，使攪拌頭位于限位板的下方，在限位板上攪拌頭定位孔的兩側分別設置限位孔29，上述兩導桿分別穿過對應的限位孔。

限位孔與攪拌頭定位孔相連通，限位孔由攪拌頭定位孔向兩側外擴形成；限位孔的外周設置凸起的限位突30。

本發明的基礎固化機的工作方法，包括以下步驟：

a、自行底盤驅動基礎固化機至施工位置；

b、調整豎直臂至工作角度，控制基礎固化機的水平旋轉座和水平活動座動作，指定初始加工位及終止加工位，將初始加工位的中心點與初始終止位的中心點之間的連線作為初始工作路徑，即初始工作路徑設置在直線上，適用于標準平面范圍內的作業工況；或指定初始加工位及初始工作路徑，自行生成初始終止位，可以通過設置初始工作路徑的參數，獲得與需求相對應的工作路徑，例如完成環形或扇形的工作區域；

c、以初始加工位的中心點為始點設定初始進給量，生成初始工作路徑上的每一加工位，一般工作中要求加工位與加工位之間緊密排布，初始進給量為攪拌頭所在圓的直徑，在前一加工位的中心點基礎之上定位后一加工位的中心點，初始進給量可依需求設置為任意值；以初始工作路徑為基礎，設定間距進給量，生成后續工作路徑，間距進給量通常為攪拌頭所在圓直徑，以保持相鄰工作路徑之間緊密排布，同樣地，間距進給量也可依需求任意設置，設置后續進給量，在后續工作路徑上按后續進給量生成每一加工位，通常后續進給量與初始進給量數值相同，但也可視實際需求設為任意值，初始工作路徑及后續工作路徑在施工范圍內滿排布覆蓋工作面；

d、水平旋轉座和水平活動座帶動豎直臂依次至上述每一加工位，豎直驅動部帶動攪拌頭在每一加工位升降工作，以便在加工位上完成攪拌工作及平移至下一加工位。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例公開如上，然而，并非用以限定本發明,任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內,當然會利用揭示的技術內容作出些許更動或修飾，成為等同變化的等效實施例,但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發明技術方案的范圍內。