拔桩机及其离合器的制作方法

本发明涉及动力工具技术领域，尤其涉及一种拔桩机及其离合器，尤其适合园林施工等小型工程运用。

背景技术：

对于园林施工等场合，经常需要进行拔桩作业，即将置于土层的方型或圆形等型桩拔出地面。拔桩时一般是用钢丝绳套紧桩体，然后启动卷扬机收卷钢丝绳而将桩体从土层拔除，存在钢丝绳锁紧操作不够便捷可靠的问题。也有采用专用夹钳进行拔桩的，通过两个夹臂的收张及升降动作来实现拔桩，作业时需通过锁定装置来锁紧夹臂，之后接通马达来驱动夹上升而拔出桩体，其中夹钳收张及升降动作的动力需要分别配置驱动机构，且夹钳夹臂的锁锁紧需要另外设置锁定机构。由于夹钳的动力接入及锁定是通过多套机构来实现的，从而导致设备结构复杂，制造成本较高，工序相对复杂。有鉴于现有夹钳的动力及锁定性能不尽人意，导致其不能很好地适用园林施工等小型工程使用场合。为此有必要设计一款新型的夹钳，并在此基础上优化拔桩机结构，以便更好地满足市场用户需求。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种适用于园林施工等用的便捷可靠的拔桩机及其离合器。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种离合器，包括离合器壳体及离合器棘爪，离合器棘爪的第一端通过棘爪销铰接于离合器壳体，离合器棘爪的第二端具有与链条链节销轴相适配的棘齿面，且棘齿面可结合/分离地与链条链节销轴连接来接入动力，离合器壳体上设置两个臂夹驱动销，两个夹驱动销分别穿设装入夹钳两个上颚臂夹的滑动槽中，以便带动两个上颚臂夹在离合器壳体上滑动并进行限位。

可选地，离合器壳体包括离合器壳体板一、离合器壳体板二、离合器壳体板三及离合器壳体板四，其中离合器壳体板一与离合器壳体板二和离合器壳体板三平行布置并固定，离合器壳体板四分别与离合器壳体板二、离合器壳体板三垂直布置并固定。

离合器壳体板一上安装两个臂夹驱动销，且两个臂夹驱动销成水平布置并穿设装入夹钳两个上颚臂夹的滑动槽中；和/或，离合器壳体板二、离合器壳体板三之间夹设离合器棘爪，且离合器棘爪与离合器壳体板二和离合器壳体板三可转动地连接。

可选地，离合器壳体板二可滑动地安装于主壳体的轨道槽；和/或，离合器壳体板二和离合器壳体板三之间垂直固定链条导向板，链条穿设通过离合器壳体板二和离合器壳体板三之间且悬挂安装于主壳体；和/或，离合器壳体板二和离合器壳体板三之间设置焊接加强筋以增加强度。

可选地，离合器配置有滑动条，滑动条的一侧两端分别设置有限位板以使得滑动条的中部上下端分别形成具有豁口斜面的滑动条豁口，滑动条通过滑动条豁口可活动地安装于离合器壳体内；离合器棘爪的上端具有离合器棘爪斜面，滑动条的上端豁口斜面与离合器棘爪斜面相适配以使得两者接触时可驱动离合器棘爪正向转动，以使离合器棘爪与链节销轴分离；离合器棘爪的下端一侧设置离合器棘爪斜面，离合器棘爪下端另一侧与下端的滑动条豁口斜面相适配，使得两者抵接时驱动离合器棘爪反向转动，以使离合器棘爪与链节销轴结合。

可选地，滑动条配置有滑动条限位块，滑动条限位块固定安装于主壳体的顶端，以便对滑动条的上行程进行限位。

可选地，链条顶部穿设通过离合器壳体且悬挂主壳体内，链条底部通过主壳体上链条底部支撑轴实现支撑张紧。

可选地，两个臂夹驱动销对称布置于两个上颚臂夹之间的中心线两侧，且两个上颚臂夹的滑动槽弧顶分别朝向两个上颚臂夹之间的中心线。

在此基础上，本发明还提供一种拔桩机，包括机架，机架上安装有以上所述的离合器，作业时通过离合器接入动力来驱动夹钳的两个上颚臂夹来夹持待拔桩进行拔桩。

可选地，拔桩机配置有拔桩辅件，拔桩辅件包括立柱、横梁和两底梁，横梁设置于立柱顶端来与底座固定连接，两底梁成八字形设置于立柱底端，通过将拔桩辅件安装于拔桩机底座的辅件容纳腔内来辅助夹持露出地表高度低于预设值的待拔桩。

与现有技术相比，本发明夹钳配置离合器来可选择地接入驱动装置的动力，并且可驱动夹钳的两个上颚臂夹在离合器壳体上滑动并进行限位，即通过离合器同时实现动力接入及夹钳锁定。采用上述离合器的轻便式拔桩产品，简化了产品结构，设备价格较低，市场竞争力较高。

附图说明

图1为安装有本发明实施例夹钳的拔桩机结构示意图；

图2为图1所示拔桩机部分拆解图1；

图3为图1所示拔桩机部分拆解图2；

图4为图3中夹钳及离合器部分拆解图；

图5为图3中夹钳及离合器组装件示意图；

图6为图5所示夹钳的结构示意图；

图7为图5所示离合器的正视图；

图8为图5所示离合器的后视图；

图9为图5所示离合器的左视图；

图10为图5所示离合器的右视图；

图11为图5所示离合器的俯视图；

图12为图5所示离合器的仰视图；

图13为图9的g-g剖视图；

图14为图1所示拔桩机准备拔桩的示意图；

图15为图14中i部分放大图；

图16为图1所示拔桩机拔桩过程的示意图；

图17为图16中ii部分放大图；

图18为图1所示拔桩机在桩面露出地面较高时的拔桩示意图；

图19为图1所示拔桩机在桩面露出地面较低时的拔桩示意图；

图20为图19为拔桩机在桩面露出地面较低时加拔桩辅件时的示意图。

以上图1-图20中，有关附图标记如下:

1、发动机；2、被动盘；3、孔用弹性挡圈(φ42)；4、轴承(6004-2rs)；5、轴用弹性挡圈(φ20)；6、被动盘壳体；7、圆柱头内六角螺钉(m6x30)；8、圆柱头内六角螺钉(m8x25)；9、减速箱；10、驱动链轮；11、孔用弹性挡圈(φ110)；12、轴承(6014-2rs)；13、轴用弹性挡圈(φ70)；14、链轮壳体；15、拔桩机提手；16、内六角盘头螺钉(m8x16)；17、滑动条限位块；18、内六角盘头螺钉(m8x16)；19、主壳体；20、闷盖；21、发动机油门把手；22、发动机保护架；23、圆柱头内六角螺钉(m10x20)；24、链条；25、盖一；26、十字盘头螺钉(m6x7)；27、离合器棘爪；28、离合器壳体，281、臂夹驱动销，282、离合器壳体板一，283、离合器壳体板二，284、离合器壳体板三，285、离合器壳体板四，286、链条导向板，287、加强筋；29、棘爪销；30、轴用弹性挡圈(φ16)；31、上颚臂夹一，311、滑动槽，312、臂夹镶件；32、上颚臂夹二，321、滑动槽，322、臂夹镶件；33、内六角沉头螺钉(m8x12)；34、下颚板；35、滑动板，351、基座部；352、滑动部；36、颚板销；37、滑动条，371、滑动条豁口；372、豁口斜面，373、豁口斜面；38、链条底部支撑轴；39、底座；40、六角法兰面锁紧螺母(m12)；41、橡胶轮；42、橡胶轮安装轴；43、内六角盘头螺钉(m6x7)；44、盖二；45、拔桩辅件，451a、底梁一，451b、底梁二，452、立柱，453、横梁，454、辅件固定件；100、桩体；l、离合器；j、夹钳；q、驱动装置。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进行详细说明。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。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明的夹钳可以适用于拔出园林工程中桩体等场合，当然也可用于其它类似应用场景，下面以拔桩机为例进行详细描述。

同时参见图1-图20，示出本发明拔桩机较优实施例的结构示意图。该拔桩机为一种将土层中的方型或圆形等型桩拔出地面的轻便型设备，主要由机架、链条24、离合器l及夹钳j及驱动装置q等组成，其采用链条离合器来驱动及锁定夹钳的臂夹，拔桩时可以自动锁定桩体100，便于快速安全地拔出桩体，进一步说明如下。

如图1-图4所示，机架成立柱形态，其具有中空的主壳体19，其中可以安装离合器、链条24等部件，且主壳体19的一侧壁开槽以供夹钳的滑板及连接销等在其中通行。主壳体19的顶端固定安装有拔桩机提手15，便于拔桩作业时进行扶持。主壳体19的底端固定安装有底座39，便于拔桩作业时使主壳体19稳定地竖立在地面。主机壳19的下部位置滚轮以进行移动，其中滚轮具体可为一对橡胶轮41，便于移动拔桩机。

本实施例中，拔桩机的顶部配置有驱动装置q，其主要由发动机1、减速箱9、驱动链轮10等部件组成，其中驱动链轮10的链轮壳体14固定安装于主机壳19的顶部，驱动链轮10的主轴经减速箱9传动连接至发动机1上，由此使得驱动链轮10输出动力。链条24一端安装于驱动链轮10上，链条24的另一端穿设通过离合器壳体28且悬挂安装于主壳体19内并张紧，其中的离合器壳体28可滑动地安装于主壳体的内部。当启动发动机1时，可以使得驱动链轮10转动而进而驱动链条24。此外，主壳体19的顶部固定安装发动机保护架22，该发动机保护架22上固定安装并承载发动机1，以便防止发动机1跌落。另外，发动机还设置发动机油门把手21，便于操控发动机1。

本实施例中，链条24、离合器l及夹钳j的安装方式可以采用以下结构。链条24顶部安装于驱动链轮10上且悬挂安装于机架的主壳体19内，链条24的底部通过主壳体19上链条底部支撑轴38实现支撑张紧。离合器l可滑动地安装于主壳体19且可离合地连接链条24，以便跟随链条24运动。夹钳j可滑动地安装于主壳体19并可限位滑动地连接离合器l，以便驱动夹钳j的臂夹转动并在夹桩时进行锁定。这样，通过采用链条离合器来驱动及锁定夹钳的臂夹，拔桩时可以自动锁定桩体，由此可以快捷可靠地进行拔桩作业。

本发明实施例的拔桩机优化了夹钳结构并配置了离合器，使得拔桩作业操作起来更为便捷可靠，以下进一步说明。

如图5-图6所示，并同时参见图1-图4，夹钳j具体包括下颚板34及一对上颚臂夹，即上颚臂夹一31和上颚臂夹二32，它们并排布置。下颚板34滑动安装于主壳体19，两个上颚臂夹的底一端即底端分别可转动地安装于下颚板34，两个上颚臂夹的上端可限位滑动地连接至驱动装置q。具体地，本实施例分别在上颚臂夹一31、上颚臂夹二32的第二端即顶端分别设置弧形的滑动槽，每一滑动槽的弧顶分别朝向两个上颚臂夹之间的中心线，且每一滑动槽中分别穿设装入一个臂夹驱动销281，下颚板34及两个臂夹驱动销281分别连接至驱动装置q，其中驱动装置q可沿两个上颚臂夹之间的中心线方向运动，具体可沿主壳体19上下滑动。这样，通过在两个上颚臂夹设置弧形滑动槽并在其中装入臂夹驱动销281，通过驱动臂夹驱动销平移而同时实现上颚臂夹转动及平移，最终可以实现工件的拔除作业。由于仅需配置一套驱动机构，从而有利于简化结构、节省成本。

如图6所示，两个上颚臂夹的上端分别设置弧形的滑动槽311、321，其可以为通槽或沉槽，它们的弧顶分别朝向两个上颚臂夹之间的中心线，两个臂夹驱动销281对称布置于两个上颚臂夹之间的中心线两侧。进一步地，两个上颚臂夹的夹持侧大致成弧形(具体可为标准弧形，也可为非标准的类弧形)，两个上颚臂夹的夹持部位于夹持侧的中部，夹持部进一步设置有与待夹持桩体100外形适配的臂夹镶件，这样可根据桩体规格、形状更换臂夹镶件312、322，便于可靠地夹持桩体100。

本实施例中的驱动装置q具有绕于驱动链轮的链条24，相对于油缸而言拔桩行程较长。为保证夹钳平滑地滑行，夹钳j配置有滑动板35，该滑动板35具有基座部351及滑动部352，滑动部352成长条形并位于基座部351一侧的中间位置。该滑动板固定装于链条24，其中滑动板35的基座部351位于主壳体19的轨道槽的内侧，滑动部352位于轨道槽中；下颚板34位于轨道槽轨道槽外侧，且下颚板34与滑动板35通过内六角沉头螺钉33固定为一体。，这样，下颚板34和滑动板35分别夹于轨道槽的内外两侧，通过轨道槽中滑动板35的滑动部351导向，保证下颚板34上下平稳滑动。两个上颚臂夹的下端通过臂夹销36铰接于下颚板34，这样可保证两个上颚臂夹灵活地转动。

本实施例中的驱动装置q配置有离合器l，离合器l包括离合器壳体28和离合器棘爪27，其中离合器棘爪27通过棘爪销29铰接于离合器壳体28。具体地，离合器棘爪27的第一端通过棘爪销铰接于离合器壳体28，离合器棘爪27第二端棘齿面可结合/分离地与链条链节销轴连接，由此实现与链条24的离合。离合器l的离合器壳体28上设置臂夹驱动销281，臂夹驱动销281穿设地安装于滑动槽311、321中，以便两个上颚臂夹可相应地在离合器壳体28上滑动并进行限位。这样，通过离合器l来接入动力，使得两个上颚臂夹在转动到夹桩位置时可以自动进行锁定。以下进一步结合有关附图，对离合器的结构详细说明如下。

如图7-图13所示，并同时参见图1-图6，上述的离合器壳体28为组件。该离合器壳体28包括离合器壳体板一282、离合器壳体板二283、离合器壳体板三284、离合器壳体板四285、链条导向板286、加强筋287等部件，离合器壳体板一282与离合器壳体板二283和离合器壳体板三284三者平行布置，离合器壳体板四285、链条导向板286分别与离合器壳体板二283、离合器壳体板三284垂直布置，离合器壳体板四285、链条导向板286与离合器壳体板二283、离合器壳体板三284之间可焊接，离合器壳体板一282与离合器壳体板二283、离合器壳体板三284之间可螺接，其中离合器壳体板二283、离合器壳体板三284之间还可焊接加强筋287以增加强度。由此形成的异形离合器壳体28，可以安装臂夹驱动销281、离合器棘爪27、滑动条37等部件，进一步说明如下。

本实施例中，两个臂夹驱动销281安装于离合器壳体板一282上，它们成水平布置并穿设地安装于滑动槽311、321中。当离合器壳体28滑动时，两个臂夹驱动销281使得两个上颚臂夹相应地沿滑动槽311、321在离合器壳体28上滑动，当离合器壳体28被限位而停止时，两个上颚臂夹紧紧地夹住桩体100进行拔桩作业。

本实施例中，离合器棘爪27夹设于离合器壳体板二283和离合器壳体板三284之间并可转动地与两者连接，离合器棘爪27具有与链条24的链节销轴相适配的棘齿面，通过该棘齿面扣住链条24的链节销轴，可以实现离合器l与链条24的结合，由此可将驱动装置动力接入。

本实施例中，离合器进一步配置有滑动条37，该滑动条37的一侧两端分别设置有限位板，以使得滑动条的中部形成滑动条豁口371，滑动条37通过滑动条豁口371可活动地安装于离合器壳体28中，同时由可防止滑动条37从离合器壳体28中脱出。此处，滑动条豁口372的上下端分别具有滑动条豁口斜面372、373，离合器棘爪27上端具有离合器棘爪斜面，上端的滑动条豁口斜面372与离合器棘爪斜面相适配，以使得在两者抵接时驱动离合器棘爪27正向转动，并实现离合器棘爪27的棘齿面脱离链条24的链节销轴；离合器棘爪27下端的一侧具有离合器棘齿面，离合器棘爪27下端的另一侧与下端的滑动条豁口斜面373相适配，使得两者抵接时驱动离合器棘爪27反向转动，由此离合器棘爪27下端的棘齿面于链条24的链节销轴相扣。此处，滑动条37配置有滑动条限位块17，该滑动条限位块17固定安装于主壳体19的顶端，以便对滑动条37的上行程进行限位。

本实施例中，离合器壳体28可沿机架的主壳体19上下滑动，具体是通过将离合器壳体板二283可滑动地安装于主壳体19的轨道槽内，壳体板一282、离合器壳体板三284则分别位于轨道槽的内外侧；同时使链条24穿设通过离合器壳体19且悬挂安装于主壳体19内，这样便于保证离合器壳体28平稳地滑行。

本实施例中的夹钳配置离合器来可选择地接入驱动装置的动力，并且可使夹钳的上颚臂夹一31、上颚臂夹二32相应地在离合器壳体28上滑动并进行限位，在两个上颚臂夹转动到夹桩位置时可以自动进行锁定，由此实现快捷可靠地进行拔桩作业。这种离合器结构同时实现动力接入及夹钳锁定，简化了产品结构，设备价格较低，市场竞争力较高。

采用上述夹钳及离合器结构的轻便式拔桩产品操作起来便捷可靠，以下对该拔桩机产品的装配及使用过程说明如下。

请参见图1-图3，本发明拔桩机的装配过程如下所述：

(1)将轴承4安装于被动盘壳体6中，用孔用弹性挡圈3固定。将被动盘2安装在轴承4中，用轴用弹性挡圈5固定。将发动机1安装固定于被动盘壳体6上，并用四个圆柱头内六角螺钉7将其固定；将轴承12安装在链轮壳体14中，用孔用弹性挡圈11将其固定。将驱动链轮10安装于轴承12中，并用轴用弹性挡圈13将其固定。将被动盘壳体6安装于减速箱9上，并用四个圆柱头内六角螺钉8将其固定。将减速箱9安装固定链轮壳体14上，并用四个圆柱头内六角螺钉8将其固定于链轮壳体14上。

(2)将滑动条限位块17安装于主壳体19上，用两个内六角盘头螺钉18将其固定。将拔桩机提手15安装在主壳体19上，用四个内六角盘头螺钉16将其固定。

(3)分别将闷盖20、发动机油门把手21安装于发动机保护架22对应的位置上。将发动机保护架22安装于主壳体19上，用两个圆柱头内六角螺钉23将其固定。

(4)将离合器棘爪27安装于离合器壳体28中并用棘爪销29将其固定，确保其转动灵活。此外，将滑动条37安装在离合器壳体28中，使得其上下灵活运动。

(5)将滑动板35安装固定在链条24上，并用两个内六角沉头螺钉33将其固定。将上颚臂夹一31、上颚臂夹二32通过两个颚板销36将其安装在下颚板34上，并用两个轴用弹性挡圈30将颚板销36固定。

(6)链条24解开穿过离合器壳体28中，后将其锁扣复原。将链条24及其组件安装于主壳体19中，离合器壳体28、下颚板34、滑动板35组件安装在主壳体19轨道槽上。并将链条24安装在链轮10上。

(7)将底座39安装在主壳体19对应位置，并用链条底部支撑轴38、六角法兰面锁紧螺母40将其固定。将两个橡胶轮41通过橡胶轮安装轴42安装固定在19上。

(8)通过两个十字盘头螺钉26将盖一25安装固定在主壳体19上。通过两内六角盘头螺钉43盖二44固定在主壳体19上

(9)必要时，进一步安装拔桩辅件45，将该拔桩辅件45安装于拔桩机底座的辅件容纳腔内，可用以辅助夹持露出地表高度低于预设值的待拔桩100。该拔桩辅件由立柱452、横梁453和两底梁451a、451b等部件构成，装配时将横梁453设置于立柱451顶端并通过辅件固定件454来与机架的底座固定连接，两底梁451a、451成八字形设置于立柱451底端来辅助夹持待拔桩，装配起来较为容易。至此，最终完成拔桩机整机装配。

上述装配过程使用了较多的螺钉、卡圈等，可以理解的是，它们也可以采用其它零件来实现部件之间的连接。当然，本发明主要部件连接也不仅限于上述螺纹连接、卡销连接等方式，不再赘述。

参见图13-图20所示，本发明拔桩机的使用较为便捷、可靠，其基本工作原理及工作过程如下所述。

准备拔桩：如图14-图15所示，使得离合器棘爪27的下端一侧于滑动条豁口的下斜面接触于a点，进而使得链条24与离合器棘爪27下端另一侧接触于b点，由此棘爪销27的棘齿面与24链条中的链节销轴相扣。通过控制发动机油门把手21，使得动力通过发动机1传递到变速箱9，变速后通过驱动链轮10传递给链条24使其转动(方向为r)。由于离合器棘爪27扣在链条24上，链条24向上移动时，必然带动离合器壳体28一起移动，由于上颚臂夹二32是通过滑动槽321与离合器壳体28上的壳体销281相连(上颚臂夹一31同理)。上颚臂夹二32与上颚臂夹一31通过下颚板34连在一起，形成一个关联体，由此下颚板34在滑动板35带动下而上下移动时，必然带动上颚臂夹二32与上颚臂夹一31一起平移。由于离合器壳体销281于上颚臂夹一31及上颚臂夹二32的弧形滑动槽内，在离合器壳体28移动时，上颚臂夹一31、上颚臂夹二32还将产生转动，由此两者通过自身滑动槽产生一个相向的夹紧力，通过上颚臂夹一31、上颚臂夹二32的臂夹镶件紧紧夹住需拔除的桩体100。

拔桩作业：如图16-图17所示，可以看出滑动条37随离合器壳体28上升，并与滑动条限位块17接触于d点，由于滑动条37无法再移动，离合器壳体28与离合器棘爪27继续上移，离合器棘爪27斜面与滑动条37斜面接触于e点。此时离合器棘爪27绕棘爪销29转动，离合器棘爪27脱离链条24，离合器壳体28失去向上的拉力。由于自重原因开始自动下降，同时上颚臂夹一31、上颚臂夹二32夹紧力消失，连同下颚板34一起下降至底部。回到拔桩前的位置状态，继续下一个拔桩过程。根据桩的长度是否拔出，通过油门手柄控制是否需要继续拔桩。桩被拔除提升时，如图6、图7位置，也可通过控制油门手柄，使得动力中断，由自重原因使得离合器壳体28、上颚臂夹一31、上颚臂夹二32、下颚板34自动下降，同时上颚臂夹一31、上颚臂夹二32夹紧力消失，下降至底部。回到拔桩前位置状态，继续下个拔桩过程。

需注意的是，对于待拔桩100露出地面的高度可决定是否加装拔桩辅件45，具体如下所述。

如图18所示，在桩体露出地面高度h0较高即桩体顶端高度h2大于设定高度h1时，无需加装拔桩辅件45，即可将带拔桩100拔出。

如图19-图20所示，若桩体露出地面高度h0较低，即可加装拔桩辅件45，此时将拔桩辅件45安装于拔桩机底座的辅件容纳腔内，可用以辅助夹持露出地表高度低于预设值的待拔桩100。

以上拔桩过程中，通过链条离合器来驱动及锁定夹钳的臂夹，拔桩时可以自动锁定桩体，因而操作起来便捷可靠，且链条驱动可增加桩行程较长，也有助于降低设备价格，这使得本发明的实施例具有较好的市场前景。

需说明的是，以上实施例均以待拔桩100为工件说明夹钳及其锁定机构的结构、原理及工作过程。可以理解的是，该夹钳及其锁定机构也可用于其它类似的场合，在使用时夹住相应工件即可进行操作，不再赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。