一种适用于极寒冻土环境的钢钎夹持定位辅助装置的制作方法

本技术涉及一种钢钎夹持定位辅助装置，具体为一种适用于极寒冻土环境的钢钎夹持定位辅助装置，属于极寒地区冻土施工辅助工具。

背景技术：

1、在北方高寒地区的冬季施工中，阴山北麓、浑善达克沙地等区域的气温可低至零下30摄氏度，土壤冻结后异常坚硬，给钢钎植入施工带来了极大困难。传统的钢钎植入方式通常需要两人配合，一人扶正钢钎、一人锤击入地，这种方式在冻土条件下存在诸多问题：人工扶正难以保证钢钎的垂直度，尤其在冻土坚硬条件下锤击力度大，钢钎容易偏斜，影响施工质量；大力锤击时配合不默契极易发生误伤事故，冬季施工人员穿着厚重、行动不便，安全风险进一步加剧；冻土条件下钢钎植入阻力极大，需要多次反复锤击，劳动强度大、施工效率低。

2、现有技术中已有一些钢钎辅助装置，如公告号cn216585193u公开的一种钢钎定位机构，包括基座、第一板体与第二板体，第一板体的悬空边设有v形结构的开口，第二板体上设有与开口对应的通孔，开口与通孔相错围成截面积可变的定位孔，将钢钎穿入定位孔后能够在改变定位孔截面积的过程中将钢钎夹持固定；又如公告号cn216442780u公开的一种钢钎定位组件及应用该定位组件的网笼架设备，包括至少一组定位机构，定位机构包括若干组等距设置的导向孔结构以及位于导向孔结构下方的定位孔结构。此外，一种钢钎扶正架采用三只固定支撑杆连接缺口顶环和缺口底环的结构实现对钢钎的扶正。然而，上述现有技术均存在明显不足：首先，这些装置仅能提供粗放式的方向约束，无法精确控制钢钎的垂直度，更无法适应不同直径规格的钢钎，钢钎在锤击过程中仍然容易发生偏斜；其次，现有装置缺乏对钢钎回弹位移的有效抑制手段，钢钎在锤击入土过程中因冻土弹性反力会产生显著的回弹，每次锤击的回弹量可超过25毫米，回弹会导致钢钎偏离预定植入轨迹，严重影响施工精度和效率。

技术实现思路

1、本实用新型为解决现有钢钎辅助装置在极寒冻土环境中无法有效抑制钢钎锤击回弹的问题而提供一种适用于极寒冻土环境的钢钎夹持定位辅助装置。

2、本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种适用于极寒冻土环境的钢钎夹持定位辅助装置，包括定位套管和竖直安插在其管内的钢钎，定位套管的底端固连有定位底板，定位底板上集成有埋设在冻土内的固定套管，固定套管内活动安插有钉杆，钉杆在固定套管内限位旋转并埋设在冻土内；

3、定位套管内设置有上下两组定位夹块，定位夹块的中间部位与定位套管内壁转动连接，两组定位夹块均活动夹持在钢钎外壁，定位夹块在钢钎回弹时呈自锁夹持状，定位夹块的块身上限位连接有导热块，导热块与钢钎的接触面设有凸起摩擦片；

4、定位底板上设置有两个主动液压管，定位套管的管身外壁固接有两个导液环，导液环与每组定位夹块液压传动连接，主动液压管的底端活动连接有贯穿定位底板的限位地钉，定位夹块的底端在限位地钉伸出时呈向外张开状，定位夹块在限位地钉收缩时呈自由活动状。

5、作为本实用新型再进一步的方案：每组定位夹块呈环状等间距分布设置，每个定位夹块的中部块身外侧壁开设有转动对接槽，定位套管内壁固定连接有若干连接座，每个连接座均对位装配在对应定位夹块所开设的转动对接槽内，每个定位夹块的下端块身内侧壁均开设有导热块安置槽，导热块嵌装于导热块安置槽内部，导热块的嵌装方位与钢钎的插入方向呈垂直状设置，每个定位夹块的下端块身外侧壁均开设有弹簧卡槽，弹簧卡槽与定位套管的内壁之间卡装有夹块弹簧。

6、作为本实用新型再进一步的方案：上下两组定位夹块在钢钎上形成两点夹持，定位夹块的上端块身内侧面呈向外扩张的弧面，单个定位夹块通过转动对接槽与定位套管内壁的连接座铰接形成转动副，夹块弹簧为定位夹块的下端块身提供向内收拢的预紧弹力。

7、作为本实用新型再进一步的方案：定位套管的管身内开设有与导液环相连通的若干从动液压腔，从动液压腔与定位夹块一一对应设置，从动液压腔内滑动设置有从动液压推板，从动液压推板靠近定位夹块的一侧固连有抵杆，抵杆位于从动液压腔内的杆身上套设有抵杆复位弹簧，抵杆的活动端抵在定位夹块的外侧面。

8、作为本实用新型再进一步的方案：主动液压管内部滑动设置有主动液压推板，主动液压推板底面与限位地钉顶端固定相连，主动液压管内位于主动液压推板上方的空腔中设置有地钉复位弹簧，限位地钉的底端呈尖锥状。

9、作为本实用新型再进一步的方案：主动液压管内位于主动液压推板下方的液压内腔与导液环之间设有导液管，导液管一端密封连通主动液压管的液压内腔，导液管另一端密封连通导液环的环形内腔，导液管在主动液压管内腔与从动液压腔之间双向输送液压介质，且导液管内所输送的液压介质为低凝抗磨液压油。

10、作为本实用新型再进一步的方案：定位底板的板身开设有若干呈环状等间距分布的固定孔，固定套管的管身贯穿固定孔，固定套管顶端一体成型有挡环，且挡环卡放在固定孔的上方，固定套管内壁沿轴向开设有螺旋内凹槽，钉杆顶端固接有六角扳手接口，钉杆的杆身外壁环绕设置有螺旋叶片，且螺旋叶片在钉杆安插于固定套管内时滑动嵌设于螺旋内凹槽内。

11、作为本实用新型再进一步的方案：定位底板位于定位套管正下方的板身开设有用于钢钎上下贯穿滑动的穿孔。

12、本实用新型的有益效果是：

13、1、本实用新型设置的定位套管为钢钎提供竖向支撑骨架，定位底板作为定位套管的底部基础，增大装置与冻土地面的接触面积，防止锤击过程中装置因局部压力过大而下陷或倾斜，且固定套管提供初步固定，钉杆在固定套管内限位旋转并埋入冻土使装置与冻土地层之间形成可靠的二次锚固连接，有效抵抗锤击作业产生的上拔力和侧向冲击力，保证整个装置在反复锤击工况下的位置稳定性；

14、2、本实用新型在定位套管内设置有上下两组定位夹块，且定位夹块通过中间部位与定位套管内壁转动连接构成杠杆式夹持结构，使定位夹块的下端能够在钢钎向上回弹时自动向内收拢形成自锁夹持，将钢钎的回弹能量转化为夹持力的驱动力，实现对钢钎回弹位移的即时抑制，导热块限位连接于定位夹块的块身上作为热量传导介质将摩擦热传递至整个夹块，凸起摩擦片设置于导热块与钢钎的接触面上，在钢钎相对于定位夹块往复滑动时通过凸起结构产生集中接触应力和剧烈摩擦，将钢钎锤击贯入的机械能直接转化为热能，该热能通过导热块传导至定位夹块和定位套管内的各活动配合面，防止在极低温环境下因水汽凝结成冰而导致转动连接副和滑动接触面冻结失效；

15、3、本实用新型所设置的主动液压管与导液环构成液压传动回路，限位地钉的尖端部位在装置固定安装时可首先插入冻土中对装置起到初步限位作用，当限位地钉伸出时驱动液压介质经由主动液压管和导液环传递至定位夹块迫使定位夹块的下端向外张开解除对钢钎的自锁夹持状态以便钢钎在非锤击时段能够自由上下穿行和位置调整，当限位地钉收缩时液压介质回流使定位夹块恢复自由活动状态，限位地钉对装置的初步限位、固定套管对装置的初步固定以及钉杆的二次锚固连接共同构成对装置的三重固定，且当装置需要从钢钎上取下时向上抬起定位底板会使限位地钉伸出从而切换定位夹块的工作模式，实现仅通过抬升定位底板即可在夹持与松开两种状态之间切换的便捷操作，避免了操作人员直接接触极低温金属部件所带来的冻伤风险。