[发明专利]基于相变驱动的减少振动影响振动桩锤及沉桩方法

权利要求书

1.一种基于相变驱动的减少振动影响振动桩锤，其特征在于：包括相变驱动装置、旋转轴、驱动装置和底座；

所述相变驱动装置包括旋转盘、相变调节质心装置、相变激发装置；所述相变调节质心装置包含相变管、相变物质、和位于相变管内依次连接的第一固定片、相变物质、滑动块、弹簧、固定块、第二固定片，所述第一固定片和第二固定片与相变管固定连接，固定块和第二固定片固定连接，滑动块可沿相变管内滑动，第一固定片与滑动块在相变管内隔出第一腔室，滑动块与固定块在相变管内隔出第二腔室，相变物质被密封于第一腔室且不会逸出第一腔室；所述相变物质在第一温度时为液态、在第二温度时为气态，第二温度高于第一温度；旋转轴与旋转盘固定连接并驱动旋转盘旋转，相变管与旋转盘固定连接，相变激发装置安装在底座上或其他任意位置；相变激发装置工作时将相变管中第一腔室的温度由第一温度改变为第二温度、且相变物质由液态变为气态；相变物质为气态时充满相变管中第一腔室；当相变物质为液态时，旋转盘和旋转盘上附属连接装置的总质心在旋转轴中心，而当相变物质为气态时，相变物质驱动滑动块移动，这时旋转盘和旋转盘上附属连接装置的总质心不在旋转轴中心；

驱动装置与旋转轴连接且驱动旋转轴旋转，驱动装置和底座固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于相变驱动的减少振动影响振动桩锤，其特征在于：相变物质为液态时，相变物质充满第一腔室，旋转盘和相变调节质心装置的总质心在旋转轴中心，旋转盘和旋转轴接触面上离心力合力为0；相变物质为气态时，相变物质充满第一腔室，旋转盘和相变调节质心装置的总质心不再在旋转轴中心，旋转盘和旋转轴接触面上离心力合力不为0；相变物质为液态时，滑动块和固定块的总质心在旋转轴中心，滑动块质心、固定块质心和旋转轴中心成一条直线。

3.根据权利要求1所述的一种基于相变驱动的减少振动影响振动桩锤，其特征在于：所述相变激发装置为微波发射装置或激光发射装置，相变激发装置工作时发射激光或微波从而将相变管中的温度由第一温度改变为第二温度；当相变激发装置为微波发射装置时，所述微波发射装置包括依次连接的电源、整流电路和磁控管，所述磁控管对相变管发射微波；或者相变激发装置为激光发射装置时，所述激光发射装置包括依次连接的电源、整流电路和激光发射器，激光发射器对相变管发射激光，发射激光的方式为激光发射器追踪旋转盘上的相变管且向相变管发射激光、或者相变管随旋转盘转至指定位置时接收激光发射器发射的激光，这样可以集中激光能量为相变管加热。

4.根据权利要求3所述的一种基于相变驱动的减少振动影响振动桩锤，其特征在于：当相变激发装置为微波发射装置时，所述相变物质为水，相变管为可透射微波材料，相变管材料为玻璃；或者相变激发装置为激光发射装置时，所述相变物质为水，相变管为涂覆激光吸收材料的玻璃管，所述激光吸收材料选择氧化锆或磷酸盐。

5.根据权利要求1所述的一种基于相变驱动的减少振动影响振动桩锤，其特征在于：振动桩锤配有平衡微调结构，所述平衡微调结构包括圆盘和第一质心位置调节器和第二质心位置调节器；第一质心位置调节器和第二质心位置调节器相互呈90度角固定在圆盘上；圆盘固定在旋转轴上。

6.根据权利要求5所述的一种基于相变驱动的减少振动影响振动桩锤，其特征在于：第一质心位置调节器包含第一封闭片、第二封闭片、圆管、磁致伸缩杆、质量块、微调弹簧、线圈和质心微调电源，所述第一封闭片、微调弹簧、质量块、磁致伸缩杆和第二封闭片依次连接且位于圆管内部，微调弹簧与第一封闭片固定连接，磁致伸缩杆和第二封闭片固定连接，质量块能在圆管内滑动，所述第一封闭片和第二封闭片分别与圆管固定连接，所述线圈缠绕在圆管外部，线圈与质心微调电源连接；第二质心位置调节器和第一质心位置调节器的结构相同；质心微调电源没有对线圈通电时，圆盘、第一质心位置调节器和第二质心位置调节器的总质心在旋转轴中心；安放圆管时，圆管内的微调弹簧比磁致伸缩杆更接近旋转轴中心。

7.根据权利要求6所述的一种基于相变驱动的减少振动影响振动桩锤，其特征在于：在底座上固定安装加速度传感器，所述加速度传感器为双向加速度传感器，能同时测量水平和竖向的加速度。