CN108729313B - 智能钢轨钻孔机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能钢轨钻孔机，包括钳座和钻孔机构，钻孔机构包括驱动件、钻孔机、钻头夹和钻头，钻孔机和驱动件分别固定安装在钳座上，钻头夹设于钻孔机的输出轴上且钻头夹沿钻孔机的输出轴的轴向可移动设置，钻头安装在钻头夹上；还包括分别与驱动件及钻头夹相连的传动机构，传动机构包括轴承套，轴承套中设有第一轴承，第一轴承套设在钻头夹上，驱动件驱动轴承套沿钻头轴向移动以带动钻头夹沿钻头轴线方向移动。驱动件在驱动钻头移动时无需驱动钻孔机移动，降低了驱动件的输出功率，有利于减少能量的浪费；钻孔机固定设置在钳座上，有利于增强智能钢轨钻孔机结构的稳定性。

Description

智能钢轨钻孔机

技术领域

本发明涉及钻孔机具，尤其涉及智能钢轨钻孔机。

背景技术

在铁路工务、电务等部门的维修施工中，经常涉及到对钢轨的钻孔作业，在该工作过程中需要使用的钢轨钻孔机，钢轨钻孔机包括钳座，钳座上设有夹持机构和钻孔机构，钳座的前端底部设有一个开口，夹持机构中的活动件和固定件分别位于所述开口的两侧以夹持钢轨；钻孔机构包括一个驱动件和一个钻孔件，驱动件驱动钻孔件沿水平方向移动，钻孔件的钻头位于所述开口中以在所述钢轨上钻孔。

现有的钢轨钻孔机存在以下两个明显的缺陷，一，驱动件需要驱动钻孔件整体移动，因此，现有的钢轨钻孔机能量消耗大；二，钻孔件相对于钳座是可活动的，因此，现有的钢轨钻孔机在钻孔时，整体结构不稳定、钻孔质量达不到要求而且现有的钢轨钻孔机使用寿命较短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构稳定、能量消耗低的智能钢轨钻孔机。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：智能钢轨钻孔机，包括钳座、夹持机构和钻孔机构，钳座前端的底部设有容纳钢轨的开口，夹持机构设于所述钳座的前端以夹持所述钢轨，钻孔机构设于所述钳座的后端，所述钻孔机构包括驱动件和钻孔件，所述钻孔件包括钻孔机、钻头夹和钻头，钻孔机和驱动件分别固定安装在所述钳座上，钻头夹设于钻孔机的输出轴上且钻头夹沿钻孔机的输出轴的轴向可移动设置，钻头夹具有沿钻头轴向设置的第一限位件，钻孔机的输出轴上设有与第一限位件相配合的第二限位件，钻头安装在所述钻头夹上；

还包括分别与驱动件及钻头夹相连的传动机构，传动机构包括轴承套，轴承套中设有第一轴承，第一轴承套设在所述钻头夹上，驱动件驱动轴承套沿钻头轴向移动以带动钻头夹沿钻头轴线方向移动。

本发明的有益效果在于：驱动件在驱动钻头移动时无需驱动钻孔机移动，降低了驱动件的输出功率，有利于减少能量的浪费；钻孔机固定设置在钳座上，有利于增强智能钢轨钻孔机结构的稳定性；体积小、重量轻，便用工人搬运、操作。

附图说明

图1为本发明实施例一的智能钢轨钻孔机的整体结构的示意图；

图2为本发明实施例一的智能钢轨钻孔机隐藏夹持机构和钳座后的结构示意图；

图3为本发明实施例一的智能钢轨钻孔机隐藏钻孔机构后的结构示意图。

标号说明：

1、钻孔机；2、驱动件；3、第三连杆；4、第二连杆；5、内撑脚；6、钻头；7、钢轨；8、前齿杆；9、后齿杆；10、冷却管道；11、锁紧机构；12、钳座；13、轴承套；14、转轴；15、钻头夹；16、移动件；17、第一连杆；

18、丝杆；19、联轴器；20、锁紧手柄；21、第一销轴；22、弹簧。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：钻孔机固定设置在钳座上；钻头夹沿钻头轴向可移动设置在钻孔机的输出轴上，驱动件通过传动机构驱动钻头夹沿钻头轴向移动。

请参照图1至图3，智能钢轨钻孔机，包括钳座12、夹持机构和钻孔机构，钳座12前端的底部设有容纳钢轨7的开口，夹持机构设于所述钳座12的前端以夹持所述钢轨7，钻孔机构设于所述钳座12的后端，所述钻孔机构包括驱动件2和钻孔件，所述钻孔件包括钻孔机1、钻头夹15和钻头6，钻孔机1和驱动件2分别固定安装在所述钳座12上，钻头夹15设于钻孔机1的输出轴上且钻头夹15沿钻孔机1的输出轴的轴向可移动设置，钻头夹15具有沿钻头6轴向设置的第一限位件，钻孔机1的输出轴上设有与第一限位件相配合的第二限位件，钻头6安装在所述钻头夹15上；

还包括分别与驱动件2及钻头夹15相连的传动机构，传动机构包括轴承套13，轴承套13中设有第一轴承，第一轴承套设在所述钻头夹15上，驱动件2驱动轴承套13沿钻头6轴向移动以带动钻头夹15沿钻头6轴线方向移动。

本发明的工作原理简述如下：驱动件2通过轴承套13驱动钻头夹15沿钻头6轴向移动，钻孔机1通过第一、二限位件的配合驱动钻头夹15旋转以带动钻头6旋转。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：驱动件在驱动钻头移动时无需驱动钻孔机移动，降低了驱动件的输出功率，有利于减少能量的浪费；钻孔机固定设置在钳座上，有利于增强智能钢轨钻孔机结构的稳定性；体积小、重量轻，便用工人搬运、操作。

进一步的，所述传动机构还包括移动件16、第一连杆17、第二连杆4和第三连杆3，第二连杆4的一端与第一连杆17的一端可转动连接，第二连杆4的另一端与第三连杆3的一端可转动连接，第一连杆17的另一端与所述移动件16可转动连接，第三连杆3的另一端与所述轴承套13可转动连接，第二连杆4通过一转轴14与所述钳座12相连，第二连杆4与所述转轴14的连接处位于所述第二连杆4的中部区域；所述移动件16与所述驱动件2相连。

由上述描述可知，设置第一、二、三连杆后，使得驱动件与钻孔机可以叠放设置，从而有利于减小智能钢轨钻孔机整体体积。当驱动件的输出端是沿直线往复运动时，驱动件的输出端可以视为上述移动件，例如，直线推杆的推杆、液压缸的输出端等。

进一步的，所述驱动件2为旋转电机，所述传动机构还包括丝杆18和联轴器19，所述丝杆18的一端通过所述联轴器19与所述旋转电机的输出轴相连，所述丝杆18的另一端通过第二轴承与所述钳座12相连，所述移动件16为套设在所述丝杆18上的套筒，所述套筒内设有与所述丝杆18相适配的内螺纹。

由上述描述可知，当所述驱动件为旋转电机时，设置丝杆有利于进一步提高智能钢轨钻孔机结构的稳定性。

进一步的，第一连杆17的长度和第三连杆3的长度分别小于第二连杆4的长度。

进一步的，所述夹持机构包括前齿杆8、后齿杆9、锁紧机构11和内撑脚5，所述内撑脚5设于所述钳座12上，前齿杆8呈弧形，前齿杆8的后端通过第一销轴21与钳座12可转动连接，后齿杆9的前端通过第二销轴与钳座12可转动连接，第一销轴21和第二销轴分别位于所述开口的上方，前齿杆8的后端和后齿杆9的前端分别设有齿组，两个所述齿组相互啮合；所述锁紧机构11设于所述钳座12上，所述锁紧机构11用于驱使后齿杆9的后端绕第二销轴朝靠近钻孔机1的方向转动。

由上述描述可知，夹持机构夹持力大且稳定。

进一步的，所述夹持机构还包括弹簧22，所述弹簧22的第一端固定在所述钳座12上，所述弹簧22的第二端固定在所述前齿杆8上，所述弹簧22位于第一销轴21的下方且所述弹簧22的第一端靠近所述后齿杆9设置。

由上述描述可知，设置弹簧有利于进一步提高夹持机构的夹持力。

进一步的，所述锁紧机构11包括锁紧螺杆和锁紧手柄20，所述锁紧螺杆的一端可转动设置在所述钳座12上，所述锁紧手柄20可转动设置在所述锁紧螺杆上；后齿杆9的后端设有开槽，所述开槽与所述后齿杆9的后端的端面相连通，所述开槽与所述锁紧螺杆间隙配合，锁紧手柄20抵触所述后齿杆9的顶面。

由上述描述可知，锁紧机构结构简单、加工方便、制造成本低。

进一步的，所述第一限位件为限位凹槽或限位凸条。

由上述描述可知，钻头夹与钻孔机的输出轴采用花键配合的方式进行配合。

进一步的，还包括冷却装置，所述冷却装置包括冷却管道10、冷却水泵和冷却水箱，冷却水泵分别与冷却管道10和冷却水箱相连，冷却管道10远离冷却水泵的一端设于所述钳座12内并位于所述钻头6的上方。

进一步的，还包括控制箱、第一传感器和第二传感器，所述控制箱内设有电源和主控板，主控板分别与电源、驱动件2、钻孔机1、第一传感器及第二传感器电连接，所述控制箱上还设有与主控板电连接的控制开关；第一传感器和第二传感器分别位于所述钢轨的两侧。

由上述描述可知，设置控制箱及第一、二传感器可以让智能钢轨钻孔机实现全自动化钻孔，无须人工多次操作，有利于提高工作效率，减轻工人的劳动强度。

实施例一

请参照图1至图3，本发明的实施例一为：智能钢轨钻孔机，包括钳座12、夹持机构和钻孔机构，钳座12前端的底部设有容纳钢轨7的开口，夹持机构设于所述钳座12的前端以夹持所述钢轨7，钻孔机构设于所述钳座12的后端，所述钻孔机构包括驱动件2和钻孔件，所述钻孔件包括钻孔机1、钻头夹15和钻头6，钻孔机1和驱动件2分别固定安装在所述钳座12上，钻头夹15设于钻孔机1的输出轴上且钻头夹15沿钻孔机1的输出轴的轴向可移动设置，钻头夹15具有沿钻头6轴向设置的第一限位件，钻孔机1的输出轴上设有与第一限位件相配合的第二限位件，钻头6安装在所述钻头夹15上；

还包括分别与驱动件2及钻头夹15相连的传动机构，传动机构包括轴承套13，轴承套13中设有第一轴承，第一轴承套设在所述钻头夹15上，驱动件2驱动轴承套13沿钻头6轴向移动以带动钻头夹15沿钻头6轴线方向移动。可选的，钻头夹15上设有两个限位部，其中一个限位部与钻头夹15可拆卸连接，轴承套13位于两个限位部之间，所述限位部用于阻止轴承套13相对于钻头夹15发生位移。

所述第一限位件为限位凹槽或限位凸条，本实施例中，第一限位件为沿钻头6轴向设置的限位凹槽(图未示)。

进一步的，所述传动机构还包括移动件16、第一连杆17、第二连杆4和第三连杆3，第二连杆4的一端与第一连杆17的一端可转动连接，第二连杆4的另一端与第三连杆3的一端可转动连接，第一连杆17的另一端与所述移动件16可转动连接，第三连杆3的另一端与所述轴承套13可转动连接，第二连杆4通过一转轴14与所述钳座12相连，第二连杆4与所述转轴14的连接处位于所述第二连杆4的中部区域；所述移动件16与所述驱动件2相连。本实施例中，所述驱动件2和钻孔机1分别为旋转电机，所述传动机构还包括丝杆18和联轴器19，所述丝杆18的一端通过所述联轴器19与所述旋转电机的输出轴相连，所述丝杆18的另一端通过第二轴承与所述钳座12相连，所述移动件16为套设在所述丝杆18上的套筒，所述套筒内设有与所述丝杆18相适配的内螺纹。

优选的，采用磷酸铁锰锂电池为钻孔机1和驱动件2供电，优点是使智能钢轨钻孔机在寒冷的环境下也能够正常稳定地工作。

第一连杆17的长度和第三连杆3的长度分别小于第二连杆4的长度。优选的，第一、二、三连杆的数量分别为两个。本实施例中，第一连杆17和第三连杆3可分别视为活动链板，第二连杆4可视为摇杆，驱动件2在推动钻头夹15移动时，摇杆是绕其自身的中心进行旋转的，摇杆与活动链板的组合可以使钻头6的进刀速度出现慢速-快速-慢速的变化，即由开始定位慢速进刀(形成进刀口)逐步加速，直到钻头6的端头到达钢轨7的中心后，钻头6的进刀速度再逐步减速形成出刀口。这样的传动机构提高了进刀口和出刀口表面质量，使钢轨7上的钻孔不会出现异状和飞边，保证钻孔质量能够达到标准要求。

所述夹持机构包括前齿杆8、后齿杆9、锁紧机构11和内撑脚5，所述内撑脚5设于所述钳座12上，前齿杆8呈弧形，前齿杆8的后端通过第一销轴21与钳座12可转动连接，后齿杆9的前端通过第二销轴与钳座12可转动连接，第一销轴21和第二销轴分别位于所述开口的上方，前齿杆8的后端和后齿杆9的前端分别设有齿组，两个所述齿组相互啮合；所述锁紧机构11设于所述钳座12上，所述锁紧机构11用于驱使后齿杆9的后端绕第二销轴朝靠近钻孔机1的方向转动。

优选的，前齿杆8的前端具有两个相对设置的外撑脚，同理，内撑脚5的数量也为两个，两个内撑脚5相对设置。智能钢轨钻孔机工作时钻头6远离钻孔机1的端头从两个所述内撑脚5之间移动到两个外撑脚之间。在本实施例中，两个内撑脚5与两个外撑脚一一对齐设置。

优选的，内撑脚5呈弧形，内撑脚5与钳座12的连接处位于内撑脚5的中部区域。弧形的内撑脚5的两端分别抵持在钢轨7侧面的拐角处。进一步优选的，所述内撑脚5与所述钳座12可拆卸连接，工人在对不同尺寸的钢轨进行钻孔时，可以选择在钳座12上安装与待钻孔钢轨型号相适配的内撑脚5，扩大了智能钢轨钻孔机适用范围，降低了用户购机成本。

为提高夹持机构的夹持力，所述夹持机构还包括弹簧22，所述弹簧22的第一端固定在所述钳座12上，所述弹簧22的第二端固定在所述前齿杆8上，所述弹簧22位于第一销轴21的下方且所述弹簧22的第一端靠近所述后齿杆9设置。

所述锁紧机构11包括锁紧螺杆和锁紧手柄20，所述锁紧螺杆的一端可转动设置在所述钳座12上，所述锁紧手柄20可转动设置在所述锁紧螺杆上；后齿杆9的后端设有开槽，所述开槽与所述后齿杆9的后端的端面相连通，所述开槽与所述锁紧螺杆间隙配合，锁紧手柄20抵触所述后齿杆9的顶面。

可选的，还包括冷却装置，所述冷却装置包括冷却管道10、冷却水泵(图未示)和冷却水箱(图未示)，冷却水泵分别与冷却管道10和冷却水箱相连，冷却管道10远离冷却水泵的一端设于所述钳座12内并位于所述钻头6的上方。

可选的，还包括控制箱(图未示)，所述控制箱内设有电源、主控板和蜂鸣器，主控板分别与电源、蜂鸣器、驱动件2及钻孔机1电连接；所述控制箱上还设有照明插座和控制开关，照明插座和控制开关分别与主控板电连接。

还包括控制箱(图未示)、第一传感器和第二传感器，所述控制箱内设有电源和主控板，主控板分别与电源、驱动件2、钻孔机1、第一传感器及第二传感器电连接，所述控制箱上还设有与主控板电连接的控制开关，控制开关用于控制智能钢轨钻孔机开机(即控制驱动件2和钻孔机1开始工作)；第一传感器和第二传感器分别位于所述钢轨7的两侧，第一传感器用于检测钻头6是否到达第一预设位置，第二传感器用于检测钻头6是否到达第二预设位置，当第一传感器检测到钻头6到达第一预设位置时(对应于钻头6已在钢轨7上完成钻孔工作时)会发送第一信号给主控板，主控板控制驱动件2带动钻头6快速后退，当第二传感器检测到钻头6后退到第二预设位置时(对应于钻头6已与钢轨7完全分离时)会发送第二信号给主控板，主控板将控制智能钢轨钻孔机整机关机，从而起到保护智能钢轨钻孔机整机的作用。

详细的，第一传感器既可以设置在前齿杆8上，也可以设置在钳座12上，还可以设置在钢轨7上，甚至是不固定在智能钢轨钻孔机的其他实体零部件上。同理，第二传感器亦然。第一、二传感器可分别为光学传感器，当然，第一、二传感器还可以是其他类型的传感器，例如触动传感器。另外，第一、二传感器的类型既可以是相同的也可以是不相同的。

进一步的，所述控制箱内还设有蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述主控板电连接。所述控制箱上还设有照明插座，所述照明插座与所述电源电连接，工人在夜间可以将照明灯具插在所述照明插座上，方便工人夜间工作。

综上所述，本发明提供的智能钢轨钻孔机，驱动件在驱动钻头移动时无需驱动钻孔机移动，降低了驱动件的输出功率，有利于减少能量的浪费；钻孔机固定设置在钳座上，有利于增强智能钢轨钻孔机结构的稳定性；体积小、重量轻，便用工人搬运、操作。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.智能钢轨钻孔机，包括钳座、夹持机构和钻孔机构，钳座前端的底部设有容纳钢轨的开口，夹持机构设于所述钳座的前端以夹持所述钢轨，钻孔机构设于所述钳座的后端，所述钻孔机构包括驱动件和钻孔件，其特征在于：所述钻孔件包括钻孔机、钻头夹和钻头，钻孔机和驱动件分别固定安装在所述钳座上，钻头夹设于钻孔机的输出轴上且钻头夹沿钻孔机的输出轴的轴向可移动设置，钻头夹具有沿钻头轴向设置的第一限位件，钻孔机的输出轴上设有与第一限位件相配合的第二限位件，钻头安装在所述钻头夹上；

还包括分别与驱动件及钻头夹相连的传动机构，传动机构包括轴承套，轴承套中设有第一轴承，第一轴承套设在所述钻头夹上，驱动件驱动轴承套沿钻头轴向移动以带动钻头夹沿钻头轴线方向移动；所述传动机构还包括移动件、第一连杆、第二连杆和第三连杆，第二连杆的一端与第一连杆的一端可转动连接，第二连杆的另一端与第三连杆的一端可转动连接，第一连杆的另一端与所述移动件可转动连接，第三连杆的另一端与所述轴承套可转动连接，第二连杆通过一转轴与所述钳座相连，第二连杆与所述转轴的连接处位于所述第二连杆的中部区域；所述移动件与所述驱动件相连；第一连杆的长度和第三连杆的长度分别小于第二连杆的长度。

2.根据权利要求1所述的智能钢轨钻孔机，其特征在于：所述驱动件为旋转电机，所述传动机构还包括丝杆和联轴器，所述丝杆的一端通过所述联轴器与所述旋转电机的输出轴相连，所述丝杆的另一端通过第二轴承与所述钳座相连，所述移动件为套设在所述丝杆上的套筒，所述套筒内设有与所述丝杆相适配的内螺纹。

3.根据权利要求1所述的智能钢轨钻孔机，其特征在于：所述夹持机构包括前齿杆、后齿杆、锁紧机构和内撑脚，所述内撑脚设于所述钳座上，前齿杆呈弧形，前齿杆的后端通过第一销轴与钳座可转动连接，后齿杆的前端通过第二销轴与钳座可转动连接，第一销轴和第二销轴分别位于所述开口的上方，前齿杆的后端和后齿杆的前端分别设有齿组，两个所述齿组相互啮合；所述锁紧机构设于所述钳座上，所述锁紧机构用于驱使后齿杆的后端绕第二销轴朝靠近钻孔机的方向转动。

4.根据权利要求3所述的智能钢轨钻孔机，其特征在于：所述夹持机构还包括弹簧，所述弹簧的第一端固定在所述钳座上，所述弹簧的第二端固定在所述前齿杆上，所述弹簧位于第一销轴的下方且所述弹簧的第一端靠近所述后齿杆设置。

5.根据权利要求3所述的智能钢轨钻孔机，其特征在于：所述锁紧机构包括锁紧螺杆和锁紧手柄，所述锁紧螺杆的一端可转动设置在所述钳座上，所述锁紧手柄可转动设置在所述锁紧螺杆上；后齿杆的后端设有开槽，所述开槽与所述后齿杆的后端的端面相连通，所述开槽与所述锁紧螺杆间隙配合，锁紧手柄抵触所述后齿杆的顶面。

6.根据权利要求1所述的智能钢轨钻孔机，其特征在于：所述第一限位件为限位凹槽或限位凸条。

7.根据权利要求1所述的智能钢轨钻孔机，其特征在于：还包括冷却装置，所述冷却装置包括冷却管道、冷却水泵和冷却水箱，冷却水泵分别与冷却管道和冷却水箱相连，冷却管道远离冷却水泵的一端设于所述钳座内并位于所述钻头的上方。

8.根据权利要求1所述的智能钢轨钻孔机，其特征在于：还包括控制箱、第一传感器和第二传感器，所述控制箱内设有电源和主控板，主控板分别与电源、驱动件、钻孔机、第一传感器及第二传感器电连接，所述控制箱上还设有与主控板电连接的控制开关；第一传感器和第二传感器分别位于所述钢轨的两侧。