本發(fā)明涉及在硬質(zhì)地面快速開挖雷坑的旋轉(zhuǎn)切割取芯裝置，屬于機(jī)電控制挖掘作業(yè)裝置。

背景技術(shù)：

雷坑通常是指具有一定直徑和深度、用于埋設(shè)地雷的圓形平底坑。現(xiàn)階段，我軍在人工布設(shè)地雷時(shí)，開挖雷坑由單兵使用工兵鍬人工作業(yè)。雖然人工作業(yè)開挖雷坑所需器材少、組織實(shí)施靈活，但是在粘土、凍土、砂礫地、瀝青路面等硬質(zhì)地面條件下，開挖效率較低且雷坑質(zhì)量難以保證。開發(fā)一種在硬質(zhì)地面上能夠代替人工作業(yè)開挖雷坑的裝置，提高作業(yè)效率和質(zhì)量，成為亟待解決的問題。與人工作業(yè)相比，機(jī)械裝置可以較好地解決上述問題。目前，可以在硬質(zhì)地面上快速開挖圓形平底坑的機(jī)械裝置主要有螺旋鉆桿挖坑機(jī)和鉆孔取芯機(jī)兩種。

螺旋鉆桿挖坑機(jī)通常由汽(柴)油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，在壓力作用下軸向向下掘進(jìn)，螺旋葉片削切土壤，切碎的土壤在離心力作用下被拋向穴壁并在摩擦力作用下沿螺旋葉片上升到地面，拋灑到穴坑周圍。挖掘到預(yù)定深度后提升鉆頭，形成圓形平底坑。螺旋鉆桿式挖坑機(jī)最大挖坑直徑為500mm。主要用于苗木栽種、樁坑開挖，適用于黃土層、粘土層、含卵石砂礫土層、風(fēng)化巖土層、凍土層等。

鉆孔取芯機(jī)通常由電機(jī)或汽(柴)油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，帶動(dòng)薄壁金剛石空心鉆頭圍繞軸向高速旋轉(zhuǎn)，在壓力作用下，空心鉆頭向下掘進(jìn)切割目標(biāo)材料，掘進(jìn)到預(yù)定深度后提升鉆頭，使用專用工具從坑內(nèi)取出芯體，形成圓形平底坑。鉆孔取芯機(jī)最大挖坑直徑200mm，主要用于材料試驗(yàn)取芯，適用于硬質(zhì)土壤、瀝青路面、混凝凝土路面等。

雷坑開挖有以下三個(gè)方面的基本要求：一是行動(dòng)迅速。布雷作業(yè)是軍事行動(dòng)，在確保質(zhì)量的前提下，必須做到行動(dòng)迅速，否則就會(huì)影響作戰(zhàn)，甚至危及作業(yè)人員生命。二是底平、壁直、坑圓，即形狀規(guī)則。規(guī)則的雷坑形狀是避免地雷在外力作用下傾斜和位移、確保地雷準(zhǔn)爆的重要條件。三是尺寸準(zhǔn)確、規(guī)格統(tǒng)一。地雷的種類很多，不同種類的地雷在外觀尺寸和埋設(shè)要求上都有明顯區(qū)別，雷坑的尺寸和規(guī)格必須與地雷外觀尺寸和埋設(shè)要求相匹配，才能可靠設(shè)置、可靠起爆。四是盡可能完整保留地表偽裝層和集中收集廢渣，目的是完成布雷作業(yè)后恢復(fù)地貌原樣，防止被敵方輕易識(shí)別。

人工作業(yè)的缺點(diǎn)：在硬質(zhì)地面上，人工作業(yè)開挖雷坑速度慢、效率低，鍬、鎬等簡易工具開挖雷坑形狀不規(guī)則，尺寸不準(zhǔn)確、規(guī)格不統(tǒng)一，無法完整保留地表偽裝層。

螺旋鉆桿式挖坑機(jī)的缺點(diǎn)：螺旋鉆桿式挖坑機(jī)的鉆頭頂部呈大角度錐形，開挖的穴坑底部呈漏斗形，不能滿足坑底平整的要求。在掘進(jìn)過程中，螺旋鉆桿將土壤切碎并拋出，無法完整保留地表偽裝層和集中收集廢渣，不利于布雷區(qū)域的偽裝。

鉆孔取芯機(jī)的缺點(diǎn)：鉆孔取芯機(jī)掘進(jìn)到預(yù)定深度后，切割成形的柱狀芯體底部沒有斷開，需要人工使用專用工具從穴坑內(nèi)折斷并取出芯體，坑底截面由剪切力折斷而形成，無法確?？拥灼秸易詣?dòng)化程度不高，影響作業(yè)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種在硬質(zhì)地面快速開挖雷坑的旋轉(zhuǎn)切割取芯裝置，首先通過環(huán)形鋸齒鉆頭切割地面，形成圓形切口，然后通過橫切刀片切斷芯體，通過電動(dòng)升降桿帶動(dòng)筒體運(yùn)動(dòng)取出芯體，完整保留地表偽裝層和廢渣，并將其整體提升至地面以上，達(dá)到雷坑開挖標(biāo)準(zhǔn)的基本要求。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種在硬質(zhì)地面快速開挖雷坑的旋轉(zhuǎn)切割取芯裝置，包括套筒和與套筒固定連接的安裝板，所述套筒上安裝有圓周均布的至少三組橫向切斷裝置，所述橫向切斷裝置包含聯(lián)動(dòng)軸和橫切刀片，所述聯(lián)動(dòng)軸安裝在筒壁內(nèi)，聯(lián)動(dòng)軸的上端與撥桿固定連接，撥桿與電動(dòng)推拉桿鉸接，電動(dòng)推拉桿安裝在安裝板上，聯(lián)動(dòng)軸的下端與橫切刀片固定連接，在套筒的筒壁上設(shè)有容納橫切刀片的貫通槽，所述套筒的下端安裝有環(huán)形鋸齒鉆頭，安裝板與連接鉆桿固定連接，連接鉆桿與動(dòng)力機(jī)構(gòu)連接，動(dòng)力機(jī)構(gòu)固定在承載板上，承載板與電動(dòng)升降桿連接，通過動(dòng)力機(jī)構(gòu)帶動(dòng)連接鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)套筒轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)形鋸齒鉆頭切割地面，形成圓形切口，電動(dòng)推拉桿工作帶動(dòng)撥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)橫切刀片水平轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將地面切斷。

作為優(yōu)選，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。

作為優(yōu)選，所述橫向切斷裝置有三組。

作為優(yōu)選，所述橫切刀片為圓弧狀，撥桿為弧形狀，撥桿兩個(gè)端點(diǎn)的連線與橫切刀片兩個(gè)端點(diǎn)的連線組成的夾角為30°。

作為優(yōu)選，所述撥桿的兩個(gè)端點(diǎn)之間的距離等于套筒的內(nèi)徑。

作為優(yōu)選，所述撥桿的兩個(gè)端點(diǎn)之間的距離大于套筒的內(nèi)徑，任何時(shí)候只有一個(gè)撥桿帶動(dòng)一個(gè)橫切刀片運(yùn)動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述承載板上安裝有電瓶，電瓶同時(shí)與導(dǎo)電滑環(huán)和電動(dòng)升降桿連接，導(dǎo)電滑環(huán)套在連接鉆桿上，導(dǎo)電滑環(huán)與電動(dòng)推拉桿連接。

有益效果：本發(fā)明的在硬質(zhì)地面快速開挖雷坑的旋轉(zhuǎn)切割取芯裝置，首先通過環(huán)形鋸齒鉆頭切割地面，形成圓形切口，然后通過橫切刀片切斷芯體，通過電動(dòng)升降桿帶動(dòng)筒體運(yùn)動(dòng)取出芯體，完整保留地表偽裝層和廢渣，并將其整體提升至地面以上，達(dá)到雷坑開挖標(biāo)準(zhǔn)的基本要求，而且尺寸匹配、作業(yè)方便、廢坑率低，偽裝效果好，能顯著提高地雷作戰(zhàn)效能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的套筒的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1中套筒的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖1中橫切刀片合攏狀態(tài)示意圖。

圖5為本發(fā)明的電路示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖5所示，本發(fā)明的一種在硬質(zhì)地面快速開挖雷坑的旋轉(zhuǎn)切割取芯裝置，包括動(dòng)力輸出系統(tǒng)、電傳動(dòng)系統(tǒng)、開挖機(jī)構(gòu)，動(dòng)力輸出系統(tǒng)包含電瓶10和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)1，電傳動(dòng)系統(tǒng)包含導(dǎo)電滑環(huán)3、電動(dòng)推拉桿4和電動(dòng)升降桿11，開挖機(jī)構(gòu)包含套筒6和橫切刀片8，套筒6與位于套筒6頂部的安裝板固定連接，所述套筒6上安裝有圓周均布的至少三組橫向切斷裝置，所述橫向切斷裝置包含聯(lián)動(dòng)軸7和橫切刀片8，所述聯(lián)動(dòng)軸7安裝在筒壁的不通孔內(nèi)，聯(lián)動(dòng)軸7的上端與撥桿5固定連接，撥桿5與電動(dòng)推拉桿4鉸接，電動(dòng)推拉桿4安裝在安裝板上，聯(lián)動(dòng)軸7的下端與橫切刀片8固定連接，在套筒6的筒壁上設(shè)有容納橫切刀片8的貫通槽，所述套筒6的下端安裝有環(huán)形鋸齒鉆頭9。安裝板與連接鉆桿2固定連接，連接鉆桿2與動(dòng)力機(jī)構(gòu)連接，動(dòng)力機(jī)構(gòu)固定在承載板12上，承載板12與電動(dòng)升降桿11連接，所述承載板12上安裝有電瓶10，電瓶10同時(shí)與導(dǎo)電滑環(huán)3和電動(dòng)升降桿11連接，導(dǎo)電滑環(huán)3套在連接鉆桿2上，導(dǎo)電滑環(huán)3與電動(dòng)推拉桿4連接，通過動(dòng)力機(jī)構(gòu)帶動(dòng)連接鉆桿2轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)套筒6轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)形鋸齒鉆頭9切割地面，形成圓形切口，電動(dòng)推拉桿4工作帶動(dòng)撥桿5轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)橫切刀片水平轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將地面切斷。

以某型地雷對(duì)應(yīng)的雷坑開挖機(jī)構(gòu)為例，套筒6高300mm，外徑300mm，筒壁厚10mm，距離口部100mm的桶壁上沿圓周方向平均分布3條貫通槽，對(duì)應(yīng)圓心角均為60°，用于容納橫切刀片8。每條槽內(nèi)分別隱藏一根弧形橫切刀片8，橫切刀片8一端與裝入桶壁內(nèi)部的聯(lián)動(dòng)軸7固定，套筒6頂部為3根弧形撥桿5，撥桿5一端與裝入桶壁內(nèi)部的聯(lián)動(dòng)軸7另一端固定，，所述橫切刀片為圓弧狀，撥桿為弧形狀，撥桿兩個(gè)端點(diǎn)的連線與橫切刀片兩個(gè)端點(diǎn)的連線組成的夾角為30°，橫切刀片8與撥桿5呈30°的相對(duì)位置固定在聯(lián)動(dòng)軸7兩端。開挖機(jī)構(gòu)是本發(fā)明的主要作業(yè)機(jī)構(gòu)，能夠在硬質(zhì)地面快速、規(guī)則、準(zhǔn)確地完成雷坑側(cè)面、底面的一次性切割，完整保留地表偽裝層和廢渣，并將其整體提升至地面以上，解決方案如下：①雷坑側(cè)面的切割：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)，通過連接鉆桿2帶動(dòng)套筒6轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)環(huán)形鋸齒鉆頭9轉(zhuǎn)動(dòng)，提供所需的旋轉(zhuǎn)速度和扭力，能夠在粘土、砂礫土、凍土、瀝青、混凝土等硬質(zhì)地面上快速切割出具有一定深度、形狀規(guī)則、尺寸準(zhǔn)確的圓形切口，形成雷坑側(cè)面，套筒6內(nèi)部的空間用來容納地表偽裝層和廢渣；②雷坑底面的切割：初始狀態(tài)下，3根橫切刀片8均收于套筒6壁的貫通槽以內(nèi)，需要水平切割作業(yè)時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)3根電動(dòng)推拉桿4，使其同步收縮，拉動(dòng)頂部三根撥桿5同步轉(zhuǎn)動(dòng)，桶壁內(nèi)部的聯(lián)動(dòng)軸7控制三根橫切刀片8同步向內(nèi)線性轉(zhuǎn)動(dòng)，套筒6保持同一深度轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)橫切刀片8水平切割套筒6內(nèi)部的柱形廢渣，三根橫切刀片8均指向圓心時(shí)，柱形廢渣被完全切斷，形成雷坑底面；③保留地表偽裝層和集中收集廢渣：切割作業(yè)完成后，電動(dòng)升降桿11上升，將地表偽裝層和廢渣提出，移至雷坑附近集中收集。

本發(fā)明能夠在硬質(zhì)地面上，快速、規(guī)則、準(zhǔn)確地開挖各種規(guī)格的雷坑，特點(diǎn)是作業(yè)速度快，挖坑形狀規(guī)則(即底平、壁直、坑圓)，尺寸準(zhǔn)確、規(guī)格統(tǒng)一，能夠完整保留地表偽裝層和集中收集廢渣。試驗(yàn)結(jié)果顯示，本發(fā)明在三級(jí)土壤中開挖一個(gè)直徑300mm、深度100mm的標(biāo)準(zhǔn)雷坑用時(shí)不大于40s，作業(yè)效率是人工開挖的4.5倍，直徑和深度誤差小于10mm，地表偽裝層損耗和廢渣流失均小于13％。在本發(fā)明開挖的雷坑中布設(shè)地雷，尺寸匹配、作業(yè)方便、廢坑率低，偽裝效果好，能顯著提高地雷作戰(zhàn)效能。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。