【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地基施工，尤其是一种可调节浮力的水平排水板铺设装置及方法。
技术介绍
1、为解决我国建设用地紧缺现状，通常采用填海造陆的方法来增加建设用地。工程建设中常采用吹填淤泥作为填海造陆的材料，但由于吹填淤泥含水量极高，基本不具备强度，需要经过地基处理，改善其承载力及稳定性问题，才能进行后续工程建设。
2、工程中常采用真空预压法对此类高含水量淤泥地基进行加固。现有的真空预压法常采用竖直排水板作为排水通道，但由于处理过程中土体出现较大沉降，导致排水板易发生弯折现象，影响淤泥的固结效果。针对以上问题，有提出采用水平排水板结合真空预压的方法提升淤泥地基处理效果，但水平排水板在淤泥地基环境下的铺设方式极为复杂，且需要消耗大量的人力无力，同时排水板铺设的深度有限，在施工上有较大的局限性。为此需要设计一种更适合在淤泥地基中使用，且操作方便灵活、精确度高的水平排水板铺设装置，以解决目前在淤泥地基中水平排水板铺设困难的问题。
技术实现思路
1、鉴于
技术介绍
的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，该铺设装置能够在淤泥地基中灵活移动、改变深度，能够以较高的精确度在淤泥地基中实现水平排水板的铺设。
2、为此，本专利技术是采用如下技术方案来实现的：一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，包括机身系统、推进系统、浮力调节系统、排水板系统和定位系统，所述推进系统安装于机身系统底部，所述浮力调节系统和定位系统设置在机身系统上，推进系统驱动机身
3、进一步的，所述机身系统包括圆锥形机头、机身和多个粉碎刀盘，机身内腔前端设有主电机，主电机通过传动杆与机头连接，主电机通过传动杆驱动机头转动，所述多个粉碎刀盘均匀分布在机头外侧，机头内腔中设有驱动电机，驱动电机通过旋转杆与粉碎刀盘连接，所述驱动电机通过旋转杆驱动粉碎刀盘转动。
4、进一步的，所述浮力调节系统包括内油囊、外油囊和液压油传输组件，所述内油囊设置在机身内，所述外油囊设置于机身外围，所述内油囊通过液压油传输组件与外油囊连接，液压油通过液压油传输组件在内油囊和外油囊之间传输，当内油囊的液压油通过液压油传输组件传输至外油囊时，外油囊体积增大，使浮力增大装置向上浮，当外油囊的液压油通过液压油传输组件传输至内油囊，外油囊体积缩小，使浮力减小装置向下沉，关闭液压油传输组件时，使装置保持恒定浮力。
5、进一步的，所述液压油传输组件包括控制电机、换向阀、转向齿轮、正向管道和反向管道，所述内油囊两侧通过正向管道和反向管道与外油囊连接，正向管道和反向管道之间设置有换向阀，所述换向阀顶部配置有转动齿轮，所述转向齿轮通过电线与控制电机连接，所述控制电机驱动转向齿轮，转动齿轮转动驱动换向阀工作，实现正向管道和反向管道油路之间换向或切断。
6、进一步的，所述推进系统包括进水管、喷水泵、出水管和电遥控装置，所述进水管设置在喷水泵进水端，所述进水管管口处设置有滤网，所述出水管设置在喷水泵喷水出口端，喷水泵顶部与机身系统底部连接，并设置有电遥控装置控制喷水泵工作，电遥控装置启动时，所述喷水泵从前端进水管吸入淤泥，从后端出水管喷出形成推进力，推动机身系统移动。
7、进一步的，所述排水板系统包括多个水平排水板和多个排水板连接装置，水平排水板通过排水板连接装置安装在机身系统后端，所述水平排水板远离机身的一端通过排水管道系统与真空抽水装置连接，当水平排水板抵达设定铺设位置时，可控制排水板连接装置使水平排水板与水平排水板自动铺设装置分离，从而将水平排水板留置在铺设位置。
8、进一步的，所述定位系统包括gps定位模块，所述gps定位模块包括导航系统，遥感系统及信息传输系统，可通过gps定位模块将装置信息无线传输至电脑。
9、进一步的，所述排水板系统包括排水板脱离装置、多个排水板和排水板固定调节装置，所述排水板安装在排水板固定调节装置上，所述机身后侧外端部设置有凹槽，排水板固定调节装置后端安装在凹槽上，所述排水板脱离装置包括至少一个棘爪和控制棘爪的电机，所述电机安装于机身内腔后端，棘爪末端与电机连接，棘爪前侧穿过机身壳体置于凹槽处，所述排水板固定调节装置后端设置有棘轮，安装排水板固定装置时，将带有棘轮的端部插入凹槽内，棘爪会自动弹出并咬合棘轮齿，使排水板固定调节装置卡在凹槽内，当排水板到达指定位置时，电机开始工作控制棘爪朝外旋转脱离棘轮齿，所述排水板固定调节装置不受棘爪限制脱离机身。
10、进一步的，所述排水板固定调节装置包括固定底板和多个排水板安装装置，水平排水板安装在排水板安装装置上，所述排水板安装装置包括固定座、两根支撑杆和固定套箍，所述两根支撑杆的一端分别对称固定在固定座两端，所述两根支撑杆另一端固定设置有固定套箍，排水板通过吊钩安装在固定座上，并位于两个支撑杆之间，所述固定底板向外一侧设有多个螺纹孔，固定座通过螺栓连接在固定底板的螺纹孔上，根据水平排水板铺设的间距，将排水板安装装置安装在固定底板对应位置的螺纹孔上，实现排水板之间间距的调节。
11、一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置的操作方法，步骤如下，
12、(1)将水平排水板一端通过排水板连接装置安装在水平排水板自动铺设装置的机身后端，另一端与放置在岸上的真空抽水装置连接。
13、(2)将水平排水板自动铺设装置放置在淤泥地基上，确认水平排水板铺设的位置，通过gps定位模块的功能，规划水平排水板自动铺设装置的行进路线。
14、(3)启动推进系统的电遥控装置，喷水泵从进水管吸入淤泥，淤泥经进水管管口的滤网过滤后进入喷水泵，再从出水管向外部喷出形成推进力，使水平排水板自动铺设装置在水平方向移动。
15、(4)当水平排水板自动铺设装置偏离原定路线或抵达设定位置时，需要调节水平排水板自动铺设装置的浮力时，通过调节浮力调节系统中外油囊的液压油含量，改变外油囊体积，从而改变整个水平排水板自动铺设装置的浮力，实现该装置在高含水量淤泥里的高度调节。
16、(5)通过gps定位模块通过传输系统实时传输定位信号至电脑的信息，监测水平排水板是否到达设定位置，当水平排水板自动铺设装置到达设定位置，通过排水板脱离装置使水平排水板和机身系统分离，完成水平排水板铺设。
17、(6)通过浮力调节系统，减少外油囊体积，使水平排水板自动铺设装置上浮，远离固结区域，随后电脑系统启动真空抽水装置进行排水固结。
18、采用上述技术方案后，有益效果如下：
19、1.该一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置通过设置浮力调节系统，可以在淤泥地基中自由控制下潜深度，从而实现不同深度要求时水本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，其特征是：包括机身系统、推进系统、浮力调节系统、排水板系统和定位系统，所述推进系统安装于机身系统底部，所述浮力调节系统和定位系统设置在机身系统上，推进系统驱动机身系统沿水平方向移动，通过定位系统定位监测排水板运动轨迹，浮力调节系统驱动机身系统沿深度方向移动，排水板系统安装在机身系统后端，排水板系统远离机身系统的端头通过排水管道系统与外部的真空排水装置连接，当排水板系统铺设至设定位置，通过启动外部真空抽水装置进行排水固结。
2.根据权利要求1所述的一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，其特征是：所述机身系统包括圆锥形机头、机身和多个粉碎刀盘，机身内腔前端设有主电机，主电机通过传动杆与机头连接，主电机通过传动杆驱动机头转动，所述多个粉碎刀盘均匀分布在机头外侧，机头内腔中设有驱动电机，驱动电机通过旋转杆与粉碎刀盘连接，所述驱动电机通过旋转杆驱动粉碎刀盘转动。
3.根据权利要求1或2所述的一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，其特征是：所述浮力调节系统包括内油囊、外油囊和液压油传输组件，所述内油囊设置在机身内，所述外
4.根据权利要求3所述的一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，其特征是：所述液压油传输组件包括控制电机、换向阀、转向齿轮、正向管道和反向管道，所述内油囊两侧通过正向管道和反向管道与外油囊连接，正向管道和反向管道之间设置有换向阀，所述换向阀顶部配置有转动齿轮，所述转向齿轮通过电线与控制电机连接，所述控制电机驱动转向齿轮，转动齿轮转动驱动换向阀工作，实现正向管道和反向管道油路之间换向或切断。
5.根据权利要求3所述的一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，其特征是：所述推进系统包括进水管、喷水泵、出水管和电遥控装置，所述进水管设置在喷水泵进水端，所述进水管管口处设置有滤网，所述出水管设置在喷水泵喷水出口端，喷水泵顶部与机身系统底部连接，并设置有电遥控装置控制喷水泵工作，电遥控装置启动时，所述喷水泵从前端进水管吸入淤泥，从后端出水管喷出形成推进力，推动机身系统移动。
6.根据权利要求5所述的一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，其特征是：所述排水板系统包括多个水平排水板和多个排水板连接装置，水平排水板通过排水板连接装置安装在机身系统后端，所述水平排水板远离机身的一端通过排水管道系统与真空抽水装置连接，当水平排水板抵达设定铺设位置时，可控制排水板连接装置使水平排水板与水平排水板自动铺设装置分离，从而将水平排水板留置在铺设位置。
7.根据权利要求3所述的一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，其特征是：所述定位系统包括GPS定位模块，所述GPS定位模块包括导航系统，遥感系统及信息传输系统，可通过GPS定位模块将装置信息无线传输至电脑。
8.一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置的操作方法，其特征是：步骤如下，
9.根据权利要求5所述的一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，其特征是：所述排水板系统包括排水板脱离装置、多个排水板和排水板固定调节装置，所述排水板安装在排水板固定调节装置上，所述机身后侧外端部设置有凹槽，排水板固定调节装置后端安装在凹槽上，所述排水板脱离装置包括至少一个棘爪和控制棘爪的电机，所述电机安装于机身内腔后端，棘爪末端与电机连接，棘爪前侧穿过机身壳体置于凹槽处，所述排水板固定调节装置后端设置有棘轮，安装排水板固定装置时，将带有棘轮的端部插入凹槽内，棘爪会自动弹出并咬合棘轮齿，使排水板固定调节装置卡在凹槽内，当排水板到达指定位置时，电机开始工作控制棘爪朝外旋转脱离棘轮齿，所述排水板固定调节装置不受棘爪限制脱离机身。
10.根据权利要求9所述的一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，其特征是：所述排水板固定调节装置包括固定底板和多个排水板安装装置，水平排水板安装在排水板安装装置上，所述排水板安装装置包括固定座、两根支撑杆和固定套箍，所述两根支撑杆的一端分别对称固定在固定座两端，所述两根支撑杆另一端固定设置有固定套箍，排水板通过吊钩安装在固定座上，并位于两个支撑杆之间，所述固定底板向外一侧设有多个螺纹孔，固定座通过螺栓连接在固定底板的螺纹孔上，根据水平排水板铺设的间距，将排水板安装装置安装在固定底板对应位置的螺纹孔上，实现排水板之间间...
【技术特征摘要】
1.一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，其特征是：包括机身系统、推进系统、浮力调节系统、排水板系统和定位系统，所述推进系统安装于机身系统底部，所述浮力调节系统和定位系统设置在机身系统上，推进系统驱动机身系统沿水平方向移动，通过定位系统定位监测排水板运动轨迹，浮力调节系统驱动机身系统沿深度方向移动，排水板系统安装在机身系统后端，排水板系统远离机身系统的端头通过排水管道系统与外部的真空排水装置连接，当排水板系统铺设至设定位置，通过启动外部真空抽水装置进行排水固结。
2.根据权利要求1所述的一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，其特征是：所述机身系统包括圆锥形机头、机身和多个粉碎刀盘，机身内腔前端设有主电机，主电机通过传动杆与机头连接，主电机通过传动杆驱动机头转动，所述多个粉碎刀盘均匀分布在机头外侧，机头内腔中设有驱动电机，驱动电机通过旋转杆与粉碎刀盘连接，所述驱动电机通过旋转杆驱动粉碎刀盘转动。
3.根据权利要求1或2所述的一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，其特征是：所述浮力调节系统包括内油囊、外油囊和液压油传输组件，所述内油囊设置在机身内，所述外油囊设置于机身外围，所述内油囊通过液压油传输组件与外油囊连接，液压油通过液压油传输组件在内油囊和外油囊之间传输，当内油囊的液压油通过液压油传输组件传输至外油囊时，外油囊体积增大，使浮力增大装置向上浮，当外油囊的液压油通过液压油传输组件传输至内油囊，外油囊体积缩小，使浮力减小装置向下沉，关闭液压油传输组件时，使装置保持恒定浮力。
4.根据权利要求3所述的一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，其特征是：所述液压油传输组件包括控制电机、换向阀、转向齿轮、正向管道和反向管道，所述内油囊两侧通过正向管道和反向管道与外油囊连接，正向管道和反向管道之间设置有换向阀，所述换向阀顶部配置有转动齿轮，所述转向齿轮通过电线与控制电机连接，所述控制电机驱动转向齿轮，转动齿轮转动驱动换向阀工作，实现正向管道和反向管道油路之间换向或切断。
5.根据权利要求3所述的一种可调节浮力的水平排水板自动铺设装置，其特征是：所述推进系统包括进水管、喷水泵、出水管和电遥控装置，所述进水管设置在喷水泵进水端，所述进水管管口处设置有滤网，所述出水管设置在喷水泵喷水出口端，喷水泵顶部与机身系统底部连接，并设置有电遥...
【专利技术属性】
技术研发人员：何自立，徐彬，孙宏磊，程磊，周俊达，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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