电磁驱动打桩机及自走式电磁驱动打桩机的制作方法

1.本发明涉及建筑施工设备技术领域，特别是涉及一种电磁驱动打桩机及自走式电磁驱动打桩机。


背景技术：

2.在建筑施工中，为了保证建筑基础不致发生沉降，往往需要通过打桩机把桩管打入地下土层。打桩机是通过锤体对桩管施加冲击，将桩管打入土中的主要机具。其中，锤体主要有落锤、蒸汽锤、柴油锤和液压锤等。
3.落锤构造简单，使用方便，但生产效率低、桩管容易损坏；柴油锤结构简单、使用方便，不需从外部供应能源，应用最多，但会造成噪音和空气污染等公害，在城市施工受到严格限制；蒸汽锤利用蒸汽的动力进行锤击，冲击力较大，适用各种桩，工效高，但需要配备一套锅炉设备；液压锤不排出任何废气，无噪音，冲击频率高，是比较理想的打桩设备，但构造复杂，造价很高。


技术实现要素：

4.基于此，本发明提供一种结构简单、能效高、没有噪音和空气污染、节能环保、造价较低的电磁引驱动打桩机及自走式电磁驱动打桩机，能够节省能耗、增加锤体击桩能量，用于代替现有的打桩机，在城市施工中使用。
5.本发明是通过下述技术方案实现的：
6.一种电磁驱动打桩机，所述电磁驱动打桩机包括：
7.主桩架，设有纵向分隔的第一桩室及第二桩室；
8.曳引机构，包括曳引轮、滑轮组a、曳引绳、曳引配重及吊架，所述曳引配重设于所述第二桩室，并与所述第二桩室的侧部滑动连接；所述曳引轮设于所述主桩架并用于与曳引电动机传动连接，所述曳引绳绕装于所述曳引轮及所述滑轮组a，所述曳引绳的一端与所述曳引配重连接，另一端与所述吊架连接；
9.电磁驱动系统，包括平板式定子及定子壳体，所述平板式定子装设于定子壳体的内侧，所述定子壳体竖设于所述第一桩室，所述吊架与所述定子壳体的内侧滑动连接；
10.脱锤装置，包括锤体及用于与电源连接的电磁铁，所述电磁铁绝缘连接于所述吊架，所述锤体设于电磁铁下方并与所述电磁铁电磁配合，所述锤体与定子壳体内侧滑动连接，所述锤体的外侧面覆盖金属板且与所述平板式定子气隙配合。
11.在其中一个实施例中，所述电磁驱动系统还包括定子壳体升降装置，所述定子壳体升降装置包括壳体配重、壳体配重滑架、滑轨、牵引绳、滑轮组b及壳体控制电机，所述定子壳体通过壳体架与所述第一桩室的侧部滑动连接，所述吊架通过滑轮与所述定子壳体的内侧滑动连接；所述滑轨设于所述第二桩室的侧部并向下延伸，所述壳体配重通过所述壳体配重滑架与所述滑轨滑动连接；所述牵引绳绕装于所述壳体控制电机及所述滑轮组b，并与所述定子壳体或所述壳体架连接，所述定子壳体受所述壳体控制电机的运动控制；
12.所述定子壳体升降装置还包括活动棘板、三角形挡头、棘板支架及推拉件；所述活动棘板与棘板支架铰接，所述棘板支架装设于所述第一桩室的侧部，所述三角形挡头固设于所述定子壳体的外侧，所述活动棘板与所述棘板支架之间设有压簧，所述推拉件与各活动棘板串接，所述活动棘板与三角形挡头配合，且在压簧及推拉件的作用下实现接合与分离的状态。
13.在其中一个实施例中，所述曳引机构还包括曳引电动机、花键、凸头及曳引机架，所述曳引轮通过所述花键与所述曳引电动机传动连接，所述曳引轮上设有与曳引绳适配的螺旋状绳槽，所述凸头固设于曳引机架且与所述曳引轮上的螺旋状绳槽配合。
14.在其中一个实施例中，所述电磁驱动打桩机还包括控制器、配重传感器及磁条，所述磁条设于所述第二桩室的侧部，所述配重传感器设于所述曳引配重并与所述磁条配合；所述配重传感器与所述控制器电连接，所述曳引电动机及所述电磁铁受所述控制器的信号控制。
15.在其中一个实施例中，所述主桩架包括四条立柱a、两条中立柱a、两条以上的横梁a、两条以上的侧梁a及两条以上的中梁a，所述四条立柱a对称地竖设于所述主桩架的四角；在所述主桩架的左侧部或右侧部，所述立柱a之间通过两条以上的所述侧梁a横向连接；在所述主桩架的前侧部及后侧部，所述两条立柱a的上方及下方各通过一条所述横梁a横向连接，两条所述中立柱a相对地竖设于所述横梁a的中部，所述中立柱a与两条所述立柱a之间通过两条以上的所述横梁a横向连接，所述中立柱a之间通过两条以上的所述中梁a横向连接；所述中梁a把所述主桩架分隔，并围设形成所述第一桩室及所述第二桩室；
16.所述电磁驱动打桩机还包括至少两条导轨a及至少两条导轨b，所述导轨a相对且分别垂直地固设于所述第一桩室的侧梁a及中梁a，或者所述导轨a通过导轨支架相对且分别垂直地固设于所述第一桩室的侧梁a及中梁a；所述导轨b相对且分别垂直地固设于第二桩室的侧梁a及中梁a，或者所述导轨b通过导轨支架相对且分别垂直地固设于第二桩室的侧梁a及中梁a；所述曳引配重通过配重滑架与所述导轨b滑动连接。
17.一种及自走式电磁驱动打桩机，包括所述的电磁驱动打桩机及底桩架，所述底桩架设有与所述第一桩室对应的第三桩室及与所述第二桩室对应的第四桩室，所述第三桩室的前侧部设有开口，所述底桩架的顶部与所述主桩架的底部可拆卸连接。
18.在其中一个实施例中，所述底桩架包括底横梁、底纵梁及设于底横梁前部的前横梁，所述底横梁及前横梁两端分别与相对设置的所述底纵梁固接；所述底桩架还包括四条立柱b、两条中立柱b以及两条以上的横梁b、侧梁b和中梁b，所述四条立柱b竖设于所述底横梁的四角，两条所述中立柱b分别竖设于同侧立柱b之间的底横梁；在底桩架的两侧部，所述立柱b之间通过两条以上的侧梁b连接，在底桩架的中纵部，所述中立柱b之间通过两条以上的中梁b连接，所述中立柱b把底桩架分隔成所述第三桩室及所述第四桩室；在底桩架的后侧部，两条所述立柱b的上部通过一条所述横梁b横向连接，或者两条所述立柱b的上部及下部各通过一条横梁b连接，在所述底桩架后侧部的两条所述立柱b的中部，所述立柱b与所述中立柱b之间通过两条以上的所述横梁b横向连接；在底桩架的前侧部，两条所述立柱b的上方通过一条横梁b连接，或者两条所述立柱b的上部及下部各通过一条横梁b连接；在所述底桩架对应第四桩室的前侧部，所述立柱b与所述中立柱b之间通过两条以上的横梁b连接；
19.所述底桩架还包括至少两条导轨c及至少两条导轨d,所述导轨c相对且分别垂直
地固设于所述第三桩室的侧梁b及中梁b，且用于与所述第一桩室中的导轨a平滑连接；所述导轨d相对且分别垂直地固设于所述第四桩室的侧梁b及中梁b，且用于与所述第二桩室的导轨b平滑连接；
20.或者，所述底桩架还包括导轨支架，所述导轨c通过所述导轨支架相对且分别垂直地固设于所述第三桩室的侧梁b及中梁b，且用于与所述第一桩室的导轨a平滑连接；所述导轨d通过所述导轨支架相对且分别垂直地固设于所述第四桩室的侧梁b及中梁b，且用于与所述第二桩室的导轨b平滑连接。
21.在其中一个实施例中，所述及自走式电磁驱动打桩机还包括设于所述第一桩室或第三桩室的桩管架、固定箍及活动箍；所述桩管架与所述导轨a或导轨c择一滑动连接，所述固定箍固设于所述桩管架并与所述活动箍配合用于固定桩管，所述固定箍及活动箍与所述桩管之间设有缓冲环。
22.在其中一个实施例中，所述自走式电磁驱动打桩机还包括行走机构，所述行走机构包括可调节支腿、转向轮及驱动轮；所述可调节支腿、转向轮及驱动轮设于所述底纵梁或底横梁；
23.所述行走机构还包括滑动平台及设于所述滑动平台之上的桩管预置筒，所述滑动平台可移动地设于所述底桩架的底部，所述桩管预置筒用于承载所述桩管，所述滑动平台可从所述开口滑入或滑出所述第三桩室。
24.在其中一个实施例中，所述及自走式电磁驱动打桩机还包括激光测垂装置及激光接收装置，所述激光测垂装置设于所述主桩架的顶部，所述激光接收装置设于所述底桩架，所述激光接收装置与所述激光测垂装置的投影配合。
25.本发明的电磁驱动打桩机具有下述优点：
26.1、本发明在提锤时采用曳引驱动的方式，曳引驱动结构简单，市场有现成的零配件，其与钢结构桩架配合安装，使得整体重量轻，生产成本低，节省能耗、噪音小，具有节能环保等效果；
27.2、本发明把曳引驱动与电磁驱动结合起来，采用电磁驱动方式加速锤体下落实现高速击桩，电磁驱动加速具有能效高、击桩能量大、加工及使用成本低等优点，是桩工机械领域的重大突破；
28.3、单挂式电磁驱动打桩机体量小，方便加工运输，与履带式打桩机配合使用，可以代替蒸汽锤、柴油锤、液压锤，在现有建筑环境下使用；
29.4、自走式电磁驱动打桩机的桩架采用可拆卸连接，设有行走机构，机动性好、可以独立进行转场、移位、立桩、换桩等工作，不需要履带式打桩机配合使用，故可以节省大笔建筑工程投资；
30.5、本发明电磁驱动系统及脱锤装置的工作受控制器的信号控制，通过预设程序可以自动控制锤体的击桩强度和击桩过程，使本发明可以适应不同的工况，故可以一机多用，代替不同规格的打桩机。
附图说明
31.图1为本发明实施例一的电磁驱动打桩机的结构示意图；
32.图2为实施例一的主桩架结构立体图；
33.图3为实施例一的俯视图；
34.图4为本发明一实施例的电磁脱锤装置与锤体分离状态下的示意图；
35.图5为本发明一实施例的电磁脱锤装置与锤体连接状态下的示意图；
36.图6为本发明另一实施例的机械脱锤装置与锤体分离状态下的结构示意图；
37.图7为本发明另一实施例的机械脱锤装置与锤体连接状态下的结构示意图；
38.图8为本发明的定子壳体的结构示意图；
39.图9为本发明实施例二电磁驱动打桩机的结构示意图；
40.图10为本发明实施例二壳体升降装置的结构示意图；
41.图11为实施例二的俯视图；
42.图12为本发明实施例二的壳体升降装置的局部放大示意图；
43.图13为图9中a处的局部放大示意图；
44.图14为实施例二的底桩架的结构示意图；
45.图15为本发明一实施例的桩管架的结构示意图；
46.图16为实施例二的立体结构示意图；
47.图17为实施例二的行走机构结构示意图；
48.图18为本发明一实施例的卷筒式曳引轮的结构示意图；
49.图19为本发明的的电磁驱动的原理图。
50.附图说明：主桩架1
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底桩架2
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立柱a 11
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中立柱a 12
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横梁a 13
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侧梁a 14 中梁a 15
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连接板16
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开口20
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立柱b 21
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中立柱b 22
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横梁b 23
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侧梁b 24 中梁b 25
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底横梁27
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底纵梁28
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前横梁29
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导轨a101
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导轨b102
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导轨支架103 导轨c104
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导轨d105
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桩管106
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砧座107
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桩管架109
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固定箍111
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活动箍112
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缓冲环113
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可调节支腿115
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转向轮116
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驱动轮117
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滑动平台118
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激光测垂装置119桩管预置筒120
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曳引轮201
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滑轮组a202
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曳引配重204
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配重滑架205
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曳引绳206 锤体207
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锤体滑架208
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滑轮209
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金属板210
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吊钩211
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吊架212
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吊架横管213 弹性件214
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加强板215
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电磁铁216
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配重传感器218
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磁条219
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止挡架220
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曳引电动机221
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花键222
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凸头223
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曳引机架224
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平板式定子301
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定子壳体302
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壳体架303
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壳体配重304
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壳体配重滑架305
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滑轨307
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滑轨支架308
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牵引绳309
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滑轮组b 310
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壳体控制电机311
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活动棘板313
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三角形挡头314
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棘板支架315
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拉绳316
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定子绕组41
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绕组线圈42
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感应铁板43
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铜板或铝板44
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电源45
具体实施方式
51.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明在实施中能够以很多不同于在此描述的其它方式来实现，因此本发明可以不受下面公开的具体实施例的限制而做出很多类似改进。在不违背本发明内涵的情况下，这些改进仍然属于本发明要求的保护范围。
52.实施例一：
53.实施例一：参阅图1，本发明一实施例提供的电磁驱动打桩机，包括主桩架1、曳引
机构、电磁驱动系统及脱锤装置。
54.在一个实施例中，参阅图1和图2，主桩架1设有纵向分隔的第一桩室及第二桩室。主桩架1包括四条立柱a11、两条中立柱a12、两条以上的横梁a13、两条以上的侧梁a14及两条以上的中梁a15，四条立柱a11对称地竖设于主桩架1的四角。在主桩架1的左侧部或右侧部，立柱a11之间通过两条以上的侧梁a14横向连接。在主桩架1的前侧部及后侧部，两条立柱a11的上方及下方各通过一条横梁a13横向连接，两条中立柱a12相对地竖设于横梁a13的中部，中立柱a12与两条立柱a11之间通过两条以上的横梁a13横向连接，中立柱a12之间通过两条以上的中梁a15横向连接。中梁a15把主桩架1分隔，并围设形成第一桩室及第二桩室。如此，得到具有第一桩室及第二桩室的主桩架1，该主桩架1的抗侧风能力强。可选地，上述的立柱a11、中立柱a12、横梁a13、侧梁a14及中梁a15为钢管，将钢管按照上述的方式连接得到具有第一桩室及第二桩室的主桩架1。如此，该主桩架1的质量轻，易于加工，成本低，抗侧风能力强。当然，在其它实施例中，主桩架1也可为采用钢板围焊而成，并采用钢管进行加强处理。
55.需要说明的是，在不影响打桩机工作的情况下，主桩架1的顶部和底部需要进行围蔽，防止灰尘进入。
56.进一步地，参阅图1、图2和图3，电磁驱动打桩机还包括至少两条导轨a101及至少两条导轨b102，导轨a101相对且分别垂直地固设于第一桩室的侧梁a14及中梁a15，导轨b102相对且分别垂直地固设于第二桩室的侧梁a14及中梁a15。如此，导轨a101及导轨b102能够起到导向的作用，以保证锤体207及曳引配重204在垂直方向平稳地升降。
57.可选地，参阅图1和图2，电磁驱动打桩机还包括导轨支架103，导轨a101通过导轨支架103相对且分别垂直地固设于第一桩室的侧梁a14及中梁a15，导轨b102通过导轨支架103相对且分别垂直地固设于第二桩室的侧梁a14及中梁a15。
58.需要说明的是，上述的导轨a101及导轨b102可采用现有电梯的导轨，使用时在配重滑架205的两端装上导靴以予配合，以降低生产成本，导轨的安装也可采用电梯的安装方法。
59.本发明是采用电磁驱动的打桩机，但采用电磁驱动提升数吨重的锤体在技术上会有很大的困难：锤体在提升过程中不仅要消耗很大的能量，而且其高速响应也难于控制。为此本发明采用了曳引驱动的方式解决提锤问题。
60.在一个实施例中，参阅图1和图18，曳引机构包括曳引电动机221、曳引轮201、滑轮组a202、曳引绳206、曳引配重204及吊架212。曳引配重204设于第二桩室，并与第二桩室的侧部滑动连接。曳引轮201设于主桩架1并用于与曳引电动机221传动连接，曳引绳206绕装于曳引轮201及滑轮组a202，曳引绳206的一端与曳引配重204连接，另一端与吊架212连接。参阅图1,、图4和图5，脱锤装置包括锤体207及用于与电源连接的电磁铁216，电磁铁216绝缘连接于吊架212，锤体207设于电磁铁216的下方并与电磁铁216电磁配合。
61.具体地，曳引配重204通过配重滑架205与导轨b102滑动连接，曳引电动机221及曳引轮201设于主桩架1的顶部并传动连接。当然，为了便于维修，曳引电动机221及曳引轮201也可设于主桩架1的底部。
62.如果在电磁铁216下方设置铁质的锤体207，电磁铁216与锤体207电磁配合可以实现接合或脱离，这样，在提锤过程中，锤体207相当一部分重量被曳引配重204抵消，因此可
以减少曳引电动机221的功率消耗，节省能耗，并拖动更重的锤体207；当曳引轮201及曳引电动机221将锤体207拖到主桩架1的顶部时切断电源，锤体207失磁脱离电磁铁216并摆脱曳引配重204的约束自由下落，即可利用其重力能对桩管106实施击打。
63.在一些大型打桩机中，仅利用锤体207的重力能击桩是不够的。为获得更大的击桩能量，本发明采用了电磁驱动系统。图19示出了直线感应电机的原理图，感应铁板43外侧覆盖铜板或铝板44，其两侧对称设有定子绕组41，定子绕组41固定安装在机壳上，绕组线圈42缠绕于定子绕组41，定子绕组41与铜板或铝板44之间留有细小的气隙(气隙是直线电机中定子与动子之间的空隙。定子不动，动子要动，所以气隙是必须的，根据电机不同，气隙的大小也不同。定子相当于本例的定子绕组41，动子相当于本例的感应铁板43)，当定子绕组41通入交流电源45时，便在气隙中产生行波磁场，感应铁板43上的铜板或铝板44在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力，驱动感应铁板43做高速直线运动。
64.在一个实施例中，根据上述原理，参阅图1、图3和图8，电磁驱动系统包括平板式定子301及定子壳体302，平板式定子301装设于定子壳体302的内侧，定子壳体302竖设于第一桩室，吊架212与定子壳体302的内侧滑动连接。具体地，电磁驱动系统还包括壳体架303，定子壳体302通过壳体架303竖设于第一桩室，吊架212通过滑轮209与定子壳体302的内侧滑动连接。
65.进一步地，锤体207通过固设其上的锤体滑架208与定子壳体302的内侧滑动连接，锤体207的外侧面设有金属板210，且与平板式定子301气隙配合。根据不同规格打桩机的要求，金属板210与平板式定子301之间的气隙可在5～12mm之间选择。当平板式定子301接通电源时，金属板210与平板式定子301之间的气隙将产生感应电流，从而产生强大的电磁推力驱动锤体207向下高速击桩。
66.可选地，金属板210采用导电性优良的铜板。当然，在其它实施例中，锤体207的外侧面也可覆盖成本较低的铝板，但其导电性次于铜板，所产生的电磁推力也不及铜板。
67.需要说明的是，电磁加速驱动系统结构简单，击桩行程可以根据需要在控制器中预先设置，通电后高速响应，其加速度可达到10g；金属板210与平板式定子301之间始终保持一定的气隙而不接触，这就消除了两者接触的摩擦阻力，因而可以大大提高锤体207的击桩能量。
68.当锤体207完成击桩需要提锤时，吊架212及电磁铁216下降，控制器在电磁铁216接触锤体207瞬间接通电源吸住锤体207，与此同时，曳引电动机221启动，拖动锤体207上升；当锤体207到达预设位置后，控制器切断所述电磁铁216电源，锤体207失磁脱离所述电磁铁216，并摆脱曳引配重204的约束高速下落对桩管106实施高速打击。与此同时，在第一桩室的吊架212、电磁铁216及锤体207的升降运动中，第二桩室的曳引配重204则进行反向运动。
69.现有电梯曳引轮的绳槽是一个闭环，曳引绳与曳引轮之间的包角较小，所产生的曳引力较小，而有可能导致曳引绳与曳引轮之间打滑。本发明通过增大包角解决上述问题。
70.增大包角有两种方法；一是如图1所示，把滑轮组a202与曳引轮之间排列成一字形或倒三角形；二是如图18所示，把曳引轮201上的绳槽改为螺旋状，将其改进为卷筒式曳引轮。
71.在一个实施例中，曳引机构还包括曳引电动机221、花键222、凸头223及曳引机架224，曳引轮201通过花键222与曳引电动机221传动连接，使曳引轮201既能够与曳引电动机221一起转动，也能够在花键222上滑动。曳引轮201上设有与曳引绳206配合的螺旋状绳槽，凸头223固设于曳引机架224且与曳引轮201上的螺旋状绳槽配合。
72.在实施过程中，曳引绳206缠绕在曳引轮201的绳槽上，其缠绕的圈数视需要而定。当曳引电动机221工作时，带动曳引轮201一起旋转，曳引轮201在凸头223的作用下随之向左或向右滑动，由此可以保证曳引绳206的两端始终与曳引配重204及吊架212保持垂吊状态，以减少曳引绳206的磨损，增加其使用寿命。卷筒式曳引轮能够大大增加曳引绳206与曳引轮201之间的曳引力，故能够大大增加曳引配重204及锤体207的重量，从而增加击桩能量。
73.在实施过程中，为保证在高速击桩过程中不会把桩管打歪，有必要对桩管的下沉过程进行导向。在一个实施例中，参阅图1和图15，电磁驱动打桩机还包括设于第一桩室的桩管导向组件。桩管导向组件包括桩管106、桩管架109、固定箍111及活动箍112；桩管架109与导轨a101滑动连接，固定箍111固设于桩管架109并与活动箍112配合用于固定桩管106。
74.由于桩管架109与导轨a101滑动连接，使桩管106在击桩过程中沿导轨a101的方向下沉，从而可以保证在锤击过程中不会把桩管打歪。此外，桩管106顶部设有砧座107，锤体207的底部设有锤垫，固定箍111及活动箍112与桩管106之间设有缓冲环113，也可以吸收锤体207在击桩过程中的震动能量，使桩管106得到保护而不容易损坏。
75.在一个实施例中，主桩架1的后侧设有挂钩，可以吊挂在履带式打桩机上单独使用，故可称其为单挂式电磁驱动打桩机。单挂式电磁驱动打桩机的工作可通过设于履带式打桩机上的控制元件控制，并且可以不设上述桩管导向组件，而直接通过履带式打桩机上的滑架进行导向。
76.在一个实施例中，通过自设控制元件实现电磁打桩机的自动控制。电磁驱动打桩机还包括控制器、配重传感器218及磁条219，磁条219设于第二桩室的侧部，配重传感器218设于曳引配重204的侧部并与磁条219配合。配重传感器218与控制器电连接，曳引电动机221及脱锤装置受控制器的信号控制。可选地，磁条219设于第二桩室的导轨支架103。击桩行程及电磁驱动电流的大小可以在控制器程序中预设，因此可以自动控制锤体207的击桩强度和击桩过程，使本发明可以适应不同的工况和工作环境，故本发明可以一机多用，代替不同规格的打桩机。
77.本发明将曳引机构、电磁驱动系统及脱锤装置结合起来，在提锤时采用曳引驱动的方式，以节省提锤能量，在脱锤后对锤体207进行电磁驱动加速，利用锤体207下落的势能及动能实现高速击桩，从而大大增加了锤体207的击桩能量。因此，本发明具有结构简单、能效高、噪音小、击桩能量大、节能环保、使用成本低等技术效果，从而可以代替蒸汽锤、柴油锤和液压锤，在城市施工使用。
78.单挂式电磁驱动打桩机简单轻便，方便加工运输，与履带式打桩机配合使用，可以在工地现场实现立桩、换桩、转场等工作，但它必须配备履带式打桩机才能使用，使用成本较高，故仍可以改进。
79.实施例二：本实施例是一个自走式电磁驱动打桩机，是在实施例一的基础上增加一些新的技术方案改进的。
80.参阅图14和图16所示，本发明一实施例提供的自走式电磁驱动打桩机，包括实施例一的电磁驱动打桩机及底桩架2，底桩架2设有与第一桩室对应的第三桩室，以及与第二桩室对应的第四桩室，第三桩室的前侧部设有开口20。底桩架2的顶部与主桩架1的顶部可拆卸连接。如此，通过将主桩架1安装于底桩架2的顶部，这样能够增加主桩架1的高度，以适用不同长度的桩管106。另外，由于主桩架1与底桩架2之间可拆卸连接，这样方便加工、拆装、转场及运输；并且，可根据不同的桩管106，灵活地使用主桩架1及底桩架2，例如单独使用主桩架1或者主桩架1与底桩架2组合使用，使用更灵活。
81.具体地，主桩架1的底部设有连接板16，底桩架2的顶部对应设有连接板16，且主桩架1及底桩架2的连接板16设有安装孔。通过高强度螺栓等安装件穿设于该安装孔内，能够实现主桩架1及底桩架2的可拆卸连接。
82.需要说明的是，大型曳引驱动打桩机的底桩架2高达15米以上，为了方便加工及运输，底桩架2可包括两段甚至多段架体结构，并分段加工。在作业现场，根据使用需求通过螺栓等安装件将各段架体结构连接起来即可。当然，在其它实施例中，底桩架2也可为一体式的架体结构。
83.在一个实施中，参阅图14、图16及图17，底桩架2包括底横梁27、底纵梁28及设于底横梁27前部的前横梁29，底横梁27及前横梁29两端分别与相对设置的底纵梁28固接。底桩架2还包括四条立柱b21、两条中立柱b22以及两条以上的横梁b23、侧梁b24和中梁b25，四条立柱b21竖设于底横梁27的四角，所述中立柱b22分别竖设于同侧立柱b21之间的底横梁27。在底桩架2的两侧部，立柱b21之间通过两条以上的侧梁b24连接；在底桩架2的中纵部，中立柱b22之间通过两条以上的中梁b25连接，中立柱b22把底桩架2分隔成所述第三桩室及所述第四桩室。在底桩架2的后侧部，两条立柱b21的上部通过一条横梁b23横向连接，或者两条立柱b21的上部及下部各通过一条横梁b23连接；在底桩架2后侧部的两条立柱b21的中部，立柱b21与中立柱b22之间通过两条以上的横梁b23横向连接。在底桩架2的前侧部，两条立柱b21的上部通过一条横梁b23连接，或者两条立柱b21的上部及下部各通过一条横梁b23连接。在底桩架2对应第四桩室的前侧部，立柱b21与中立柱b22之间通过两条以上的横梁b23连接。如此，使得底桩架2的抗侧风能力强。
84.需要说明的是，参阅图14，由于底桩架2前侧部设有开口20，为防止其开口20处在运输过程中变形，底桩架2对应第三桩室的立柱b21及中立柱b22之间通过可拆卸横梁b23连接或焊接一条横梁b23，在工地现场拆除横梁b23，各段底桩架2之间采用可拆卸连接。如此，可大大方便加工、拆装、转场及运输。
85.可选地，上述的底横梁27、底纵梁28、前横梁29、立柱b21、中立柱b22、横梁b23、侧梁b24及中梁b25为钢管，将钢管按照上述的方式连接得到具有第三桩室及第四桩室的底桩架2。当然，在其它实施例中，底桩架2也可为具有第三桩室及第四桩室的管体，例如采用钢板围焊得到底桩架2。
86.进一步地，参阅图1、图2和图14，底桩架2还包括至少两条导轨c104及至少两条导轨d105，导轨c104相对且分别垂直地固设于第三桩室的侧梁b24及中梁b25，且各与第一桩室中导轨a101平滑连接；导轨d105相对且分别垂直地固设于第四桩室的侧梁b24及中梁b25，且各与第二桩室中导轨b102平滑连接(图14未标出导轨图号，可参考图2)。如此，导轨c104及导轨d105能够起到导向的作用，以保证锤体207及曳引配重204在垂直方向平稳地升
降。
87.需要说明的是，导轨c104及导轨d105的数量可根据实际需求进行设置，在此不限定导轨c104及导轨d105的数量。
88.可选地，底桩架2还包括导轨支架103，导轨c104通过导轨支架103相对且分别垂直地固设于第三桩室的侧梁b24及中梁b25，且各与第一桩室中导轨a101平滑连接；导轨d105通过导轨支架103相对且分别垂直地固设于第四桩室的侧梁b24及中梁b25，且各与第二桩室中导轨b102平滑连接(图14未标出导轨图号，可参考图2)。
89.改进二：本例的自走式电磁驱动打桩机，其电磁驱动系统在实施例一的基础上作了改进。由于主桩架1的击桩行程有限，在设置底桩架2的情况下，电磁驱动的击桩过程也必须相应地改进。参阅图10和图11所示，电磁驱动系统还包括定子壳体升降装置，定子壳体升降装置包括壳体配重304、壳体配重滑架305、滑轨307、牵引绳309、滑轮组b310及壳体控制电机311；滑轨307设于第二桩室的侧梁a14与中梁a15，或通过滑轨支架308设于第二桩室的侧梁a14与中梁a15，并向下延伸至第四桩室，壳体配重304通过壳体配重滑架305与滑轨307滑动连接；定子壳体302通过壳体架303与导轨a101滑动连接，牵引绳309绕装于壳体控制电机311及滑轮组b310，其一端与定子壳体302或壳体架303连接，另一端与壳体配重304或壳体配重滑架305连接。
90.在一个实施例中，如图9至图13所示，定子壳体升降装置还包括活动棘板313、三角形挡头314、棘板支架315及推拉件。可选地，推拉件为推杆或拉绳。活动棘板313与棘板支架315铰接，棘板支架315装设于第一桩室的侧梁a14与中梁a15，三角形挡头314固设于定子壳体302的外侧，活动棘板313与棘板支架315之间设有压簧(图中未示出)，推拉件316与各活动棘板313串接，活动棘板313与三角形挡头314配合，且在压簧及推拉件316的作用下实现接合与分离的状态。其中，推杆或拉绳与各活动棘板313串接，主桩架1的顶部设有滑轮，拉绳316绕过滑轮与各活动棘板313串接，活动棘板313与三角形挡头314在压簧的作用下保持接合，向上推动推杆或向下拉动拉绳316可使两者分离。
91.当锤体207对桩管106实施击打后，随着桩管106的下沉，定子壳体302、吊架212、电磁铁216及锤体207也必须相应地调整行程，使锤体207与桩管106之间保持预设的击打行程。因此定子壳体302的位置是动态的，它应该随着桩管106下沉而下降。
92.由于活动棘板313与棘板支架315是铰接的，在压簧的作用下可以实现接合与分离。当锤体207摆脱曳引配重204的约束在电磁驱动下高速下落时，电磁驱动产生强大的反作用力由于受到活动棘板313的阻挡，使定子壳体302无法上冲而只能下降；因此，当锤体207完成击桩过程后需要提锤时，定子壳体302可以在壳体控制电机311的驱动下顺着活动棘板313向下运动。调整控制器的程序，可以调整锤体207的提升高度及定子壳体302的下降高度，可以调节击桩高度并进而可以调节击桩强度。当需要换桩时，向上推动推杆或向下拉动拉绳316收起活动棘板313，启动壳体控制电机311将定子壳体302提升至所需要的高度即可。因此本发明的击桩行程和击桩强度可以实现自动控制，以适应不同工况及工作环境，故本发明可以实现一机多用，代替不同规格的打桩机。
93.在其他实施例中，也可以在实施例一的基础上设置定子壳体升降装置，使实施例一中的电磁驱动系统在定子壳体升降装置的作用下实现升降，提高锤体207的击桩强度。
94.大型桩管长达15米，在实施过程中，为保证在高速击桩过程中不会把桩管打歪，有
必要对桩管的下沉过程进行导向。参阅图9、图10和图15，并如实施例一所述，本实施例还包括设于第三桩室的桩管导向组件。桩管导向组件包括桩管106、桩管架109、固定箍111及活动箍112；桩管架109与导轨c104滑动连接，固定箍111固设于桩管架109并与活动箍112配合用于固定桩管106。
95.为保证锤体207在垂直状态下工作，在一个实施例中，电磁驱动打桩机还包括激光测垂装置119及激光接收装置，激光测垂装置119设于主桩架1或底桩架2的顶部，激光接收装置设于底桩架2，激光接收装置与所述激光测垂装置119的投影配合。设置激光测垂装置119是为了能够保证主桩架1与底桩架2能够与地面保持垂直状态，如此能够保证锤体207及曳引配重204做垂直运动，以最大限度地减少摩擦阻力及连接部件的磨损。
96.为方便在同一工地转场，在一个实施例中，电磁驱动打桩机还包括行走机构。参阅图14和图17所示，行走机构包括可调节支腿115、转向轮116及驱动轮117；可调节支腿115、转向轮116及驱动轮117设于底纵梁28或底横梁27，第三桩室后侧底部设有驾驶室，驾驶室设有方向盘、加速踏板及刹车踏板。两个转向轮116之间设有转向连杆，转向连杆与方向盘传动连接并受其操控；驱动轮117上设有电动机，电动机与驱动轮117通过减速机构传动或采用涡轮蜗杆减速传动，电动机的工作受加速踏板及刹车踏板操控。
97.由于作业现场可能存在凸凹不平的情况，在底桩架2设置可调节支腿115，以此可以扩大底桩架2的支承面，提高其稳定性，同时可保证主桩架1及底桩架2与地面保持垂直状态。可调节支腿115上设有高强度螺栓。作业时可用小型千斤顶顶升底横梁27或底纵梁28使其与地面脱离接触，然后逐一调节各可调节支腿115上的高强度螺母，使之至合适的高度，直至后述的激光测垂装置119与激光接收器投影重合，再锁定高强度螺母，退出千斤顶。
98.行走机构还包括滑动平台118及设于滑动平台118之上的桩管预置筒120，滑动平台118可移动地设于底桩架2的底部，桩管预置筒120用于承载所述桩管106，滑动平台118可从开口20滑入或滑出第三桩室。
99.为增加曳引力，如实施例一，本例也采用了卷筒式曳引轮201。在本实施例中，曳引电动机221及曳引轮201也可以安装在第四桩室前面的底横梁27或底纵梁28上(图中未示出)，如此虽然增加曳引绳206的长度及安装难度，，但方便曳引机的安装和日常维护。
100.自走式电磁驱动打桩机的主桩架与底桩架采用可拆卸连接，并设有行走机构，不需要履带式打桩机配合使用；故具有结构简单，方便加工运输，机动性好，可以独立进行转场、移位、立桩、换桩等工作，可以大幅降低使用成本，节省大笔建筑工程投资(履带式打桩机价格昂贵，高达上百万元)。
101.本实施例在打桩前的准备工作：
102.1、打桩机进场后，首先将其开到预定的打桩地点，并将第三桩室的中点对准桩管入桩点；
103.2、调节各可调节支腿115，使激光测垂装置119的光点与激光接收器中的中心点重合，锁定各可调节支腿115；
104.3、将桩管106吊入桩管预置筒120内；
105.4、将滑动平台118连同桩管106一起推进第三桩室，使桩管预置筒120的圆心对准桩管入桩点；
106.5、用钢丝绳连接锤体207及桩管106，将桩管106吊出桩管预置筒120，将滑动平台
118退出第三桩室，将桩管106向下垂直放进入桩点；
107.6、将桩管架109连同固定箍111、缓冲环113套入桩管106，并将其与第三桩室的导轨c104滑动连接，且将活动箍112紧固于固定箍111，以固定桩管106；待上述准备工作做完后，就可以进行打桩了。
108.7、当需要换桩时，用推杆或拉绳316收起活动棘板313，启动壳体控制电机311将定子壳体302提升至所需要的高度，后续操作与进桩相同。
109.在其他实施例中，脱锤装置可采用机械脱锤装置。参阅图6和图7，机械脱锤装置包括吊钩211、吊架212、吊架横管213、弹性件214及止挡架220。吊架212与第一桩室的侧部滑动连接，吊架横管213固设于吊架212，吊架横管213及吊架212通过曳引绳206吊设于第一桩室。吊钩211活动地设于吊架横管213，吊钩211用于勾住锤体207。弹性件214的一端连接于吊钩211，另一端连接于吊架212。止挡架220设于吊钩211的上方，当吊钩211抵触于止挡架220时，吊钩211旋转使吊钩211脱离锤体207。在提锤的过程中，吊钩211勾住锤体207，在曳引机驱动及曳引绳206牵引下，锤体207提升至合适的高度，使锤体207与桩管106保持预设的高差。锤体207提升至一定高度后，吊钩211抵触于止挡架220，由于吊钩211活动地设于吊架横管213，这样在止挡架220的作用下，吊钩211旋转并与锤体207脱离，实现脱锤动作。脱锤之后，在弹性件214的作用下，吊钩211反向旋转并恢复至原状，这样锤体207完成击桩动作后，吊钩211便可再次勾住锤体207，并带动锤体207运动至合适的高度，再次完成提锤动作。进一步地，机械脱锤装置还包括加强板215，加强板215连接于吊钩211。如此，有效防止吊钩211变形。
110.可选地，上述的弹性件214为弹簧；或者，弹性件214为具有弹性的钢板。当然，在其它实施例中，弹性件214也可为其它具有相同功能的构件。
111.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
112.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
113.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”、“装设”“设于”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
114.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
115.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
116.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
117.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。