CN109506534A - 一种用于凿岩台车炸药装填的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于凿岩台车炸药装填的装置，包括木质套筒、炸药装填装置和凿岩台车；凿岩台车的钻杆与木质套筒连接，木质套筒正对炸药装填装置，木质套筒与炸药装填装置之间设有导向管，通过凿岩台车的钻杆推动木质套筒沿导向管的方向运动，进而将炸药装填装置中的炸药推入钻孔中；炸药装填装置包括炸药装填腔、炸药、推送槽、可调节支架和步进电机；本发明在钻杆的前端安装一带有压力测试装置和定位装置的木质套筒，不仅保障炸药推送过程的安全进行，亦可保障炸药推送至设计爆破位置，消除了人为误差，以保障爆破效果；降低施工人员劳动强度，提高施工效率，加快隧道机械化施工的循环时间，提高了隧道机械化程度。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术相关技术领域，具体涉及一种用于全电脑凿岩台车炸药装填的装置。
背景技术
现今隧道施工规模越来越大，机械化程度越来越高。施工现场钻孔采用全电脑凿岩台车进行钻孔，大大提高了施工效率，降低了施工人员工作强度。然而，钻爆施工中的炮孔炸药装填仍然采用人工配合凿岩台车作业平台进行人工装药，由于作业平台空间限制，人工装药效率较低，浪费较多施工时间，导致隧道施工作业循环时间较长，且现行的炮孔炸药填充，基本依靠施工人员工作经验来控制炸药推送力度，人为误差较大，较易发生安全事故。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。
全电脑电脑凿岩台车，即利用专用软件设计钻孔图，通过电脑自动控制台车操作臂进行自动钻孔的凿岩台车。其具有独特的自动钻孔功能，使其钻孔精度更加精确，数据收集更加完整。目前国产首台全电脑三臂凿岩台车——ZYS113,在铁建重工下线。这台全电脑凿岩台车依托电脑化数据采集与控制系统，整机在隧道内精确定位与多臂同步姿态调整，一键启动，多钻臂自动工作等功能。凿岩机以钻孔规划图设计的钻孔位置、大小、实现深度、角度等参数为输入，通过计算机目标路径规划与控制系统完成自动找点和高精度自动钻孔作业。这台设备室完全电脑化，无需人工测量隧道周边轮廓和炮孔位置，可缩短90％以上的施工准备时间；开挖断面布孔图中每个孔的位置、角度、钻孔数量和移动顺序、方向等均由车载电脑按预先优化的方案自动进行，所有钻孔的定位开孔和钻进循环完全由电脑自动完成，钻孔效率高，可在2分钟内完成5米钻孔深度；全电脑凿岩台车通过控制超欠挖，节约物料成本50％以上；隧道实际开挖截面轮廓与隧道设计开挖轮廓线一致程度高,隧道截面轮廓成型效果好。
CN202166359U公开了手枪自动填弹卸弹器，提供了一种新型手枪自动填弹卸弹器，手枪自动填弹卸弹器的中部有一导向轮，可以将子弹从手枪弹夹中利用弹簧的压力将子弹携带到填弹糟，再通过扳机的拨动将子弹携带到备用槽以及击发槽，最后到卸弹槽。填弹槽、备用槽击发槽以及卸弹槽是不固定的，它是根据拨动旋转的位置而定，如备用槽所在的位置的子弹也叫备用弹，当被拨动旋转至击发的位置就成为击发槽，其携带的子弹也就成为了激发弹。手枪自动填弹卸弹器实现了手枪携弹量大、连续击发、无卡壳卡弹等短枪完美的最高要求，而且工艺简单，甚至改造弹夹后可实现微冲的火力效果。
发明内容
为解决背景技术中人工配合凿岩台车人工装填炮孔炸药施工效率较低且较易发生安全事故的问题，本发明提供一种用于全电脑凿岩台车炸药装填的装置，配合全电脑凿岩台车共同使用。清孔结束后，钻杆前端安装一带有压力传感器和蓝牙定位标签的木质套筒，根据火工品安全规范要求，设置报警阈值，保证炸药装填过程中的安全施工，实现了隧道机械化施工过程中炸药的安全自动装填，降低施工人员劳动强度，提高施工效率，加快隧道机械化施工的进度。
钻杆前端安装压力传感仪，设置报警阈值，按照安全规范要求控制炸药推送力度，提高施工过程中的安全性；
钻杆前端安装蓝牙电子标签，实现了按照钻爆设计规范，将炸药推送至设计爆破位置，爆破效果得到了提高；
使用步进电机控制导向轮的转动，实现了炸药装填的连续进行，保障了炸药装填装置的正常使用；
使用此装置，施工人员远离掌子面，利用三臂凿岩台车进行炸药装填，实现了隧道机械化施工过程中炸药的安全自动装填，降低施工人员劳动强度，提高施工效率，加快隧道机械化施工的循环时间。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种用于全电脑凿岩台车炸药装填的装置，包括木质套筒6、炸药装填装置13和凿岩台车；凿岩台车的钻杆与木质套筒6连接，木质套筒6正对炸药装填装置13，木质套筒6与炸药装填装置13之间设有导向管10，通过凿岩台车的钻杆推动木质套筒6沿导向管10的方向运动，进而将炸药装填装置13中的炸药推入钻孔中；
炸药装填装置13包括炸药装填腔1、炸药2、推送槽3、可调节支架4和步进电机5；炸药装填腔1的外部由可调节支架4支撑连接，推送槽3安装在炸药装填腔1的内部；推送槽3的中心轴与步进电机5的输出轴连接，推送槽3带有四个槽位，四个槽位沿圆周方向均匀对称布置，随着推送槽3的转动，四个槽位能够从炸药仓中推入炸药2，被推入的炸药2能够随步进电机5的驱动而转动至相应的钻孔位置处。
木质套筒6的端部正对钻孔位置，木质套筒6的端部设有压力传感器11和蓝牙电子标签12。
钻杆为凿岩台车的动力输出部分，该钻杆的输出端与木质套筒6连接。
凿岩台车上安装有步进电机控制器8、现场主机9、蓝牙扫描仪7、移动式显示器14和报警器15；步进电机控制器8、蓝牙扫描仪7、移动式显示器14和报警器15均与现场主机9通过通讯线连接；步进电机控制器8控制步进电机5的旋转，步进电机5带动推送槽3的旋转；蓝牙扫描仪7与蓝牙电子标签12通过蓝牙连接交互。
1、本发明，相比于传统隧道人工装填炸药技术，在钻杆的前端安装一带有压力测试装置和定位装置的木质套筒，不仅保障炸药推送过程的安全进行，亦可保障炸药推送至设计爆破位置，消除了人为误差，以保障爆破效果；
2、施工人员远离掌子面，利用凿岩台车进行炸药装填，实现了隧道机械化施工过程中炸药的安全自动装填，一定程度上保障了施工人员的生命安全，降低施工人员劳动强度，提高施工效率，加快隧道机械化施工的循环时间，提高了隧道机械化程度。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的一种用于全电脑凿岩台车炸药装填的装置原理示意图。
图2为本发明一种实施方式的一种用于全电脑凿岩台车炸药装填的结构示意图。
具体实施方式
图1和图2为本发明一种实施方式的一种用于全电脑凿岩台车炸药装填的装置原理示意图和结构示意图。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述说明。
一种用于全电脑凿岩台车炸药装填的装置，包括木质套筒6、炸药装填装置13和凿岩台车；凿岩台车的钻杆与木质套筒6连接，木质套筒6正对炸药装填装置13，木质套筒6与炸药装填装置13之间设有导向管10，通过凿岩台车的钻杆推动木质套筒6沿导向管10的方向运动，进而将炸药装填装置13中的炸药推入钻孔中；
炸药装填装置13包括炸药装填腔1、炸药2、推送槽3、可调节支架4和步进电机5；炸药装填腔1的外部由可调节支架4支撑连接，推送槽3安装在炸药装填腔1的内部；推送槽3的中心轴与步进电机5的输出轴连接，推送槽3带有四个槽位，四个槽位沿圆周方向均匀对称布置，随着推送槽3的转动，四个槽位能够从炸药仓中推入炸药2，被推入的炸药2能够随步进电机5的驱动而转动至相应的钻孔位置处。
木质套筒6的端部正对钻孔位置，木质套筒6的端部设有压力传感器11和蓝牙电子标签12。
钻杆为凿岩台车的动力输出部分，该钻杆的输出端与木质套筒6连接。
凿岩台车上安装有步进电机控制器8、现场主机9、蓝牙扫描仪7、移动式显示器14和报警器15；步进电机控制器8、蓝牙扫描仪7、移动式显示器14和报警器15均与现场主机9通过通讯线连接；步进电机控制器8控制步进电机5的旋转，步进电机5带动推送槽3的旋转；蓝牙扫描仪7与蓝牙电子标签12通过蓝牙连接交互；
步进电机控制器8、现场主机9、蓝牙扫描仪7、移动式显示器14、报警器15等，均安装在凿岩台车的操作室内。
本发明的使用方法如下：按照隧道钻爆设计方案，全电脑凿岩台车进行钻孔，利用全电脑凿岩台车上加装的高压水管和高压风管进行清孔，以此保障炸药推送过程的顺利进行；
钻孔过程中，按照钻爆设计方案，制作好各炮孔的炸药，以此确定各炮孔的炸药长度，根据炮孔深度和炸药长度的长度差值，从而确定了炸药推送到各炮孔的具体位置；
将制作好的炸药，按照各炮孔炸药装填的顺序，装入炸药装填装置13，炸药装填装置前端安装有一导向管10，凿岩台车按照炸药装填的顺序进行炸药装填作业；
在钻杆的前端安装一带有压力传感器11和蓝牙电子标签12的木质套筒；火工品安全使用规范中规定，运送和装填炸药时，不得使炸药受到强烈冲击挤压，严禁使用金属物体往炮眼内推送炸药，应使用木棒轻轻捣实；
压力传感器11用于炸药推送过程中控制钻杆的推进力度，若推进过程中，炸药受阻或推送力度超过报警阈值，则发出报警信号。配合蓝牙电子标签12，检测炸药推进过程中炸药是否被推送至钻爆中的设计位置，以保障爆破效果；
炸药2推送结束后，通过步进电机控制器8控制步进电机5，设置步进电机5的步距角为90°，顺时针方向转动，将炸药2旋转至待推送槽3，以此类推。
Claims (4)
1.一种用于凿岩台车炸药装填的装置，其特征在于：包括木质套筒(6)、炸药装填装置(13)和凿岩台车；凿岩台车的钻杆与木质套筒(6)连接，木质套筒(6)正对炸药装填装置(13)，木质套筒(6)与炸药装填装置(13)之间设有导向管(10)，通过凿岩台车的钻杆推动木质套筒(6)沿导向管(10)的方向运动，进而将炸药装填装置(13)中的炸药推入钻孔中；
炸药装填装置(13)包括炸药装填腔(1)、炸药(2)、推送槽(3)、可调节支架(4)和步进电机(5)；炸药装填腔(1)的外部由可调节支架(4)支撑连接，推送槽(3)安装在炸药装填腔(1)的内部；推送槽(3)的中心轴与步进电机(5)的输出轴连接，推送槽(3)带有四个槽位，四个槽位沿圆周方向均匀对称布置，随着推送槽(3)的转动，四个槽位能够从炸药仓中推入炸药(2)，被推入的炸药(2)能够随步进电机(5)的驱动而转动至相应的钻孔位置处。
2.根据权利要求1所述的一种用于凿岩台车炸药装填的装置，其特征在于：木质套筒(6)的端部正对钻孔位置，木质套筒(6)的端部设有压力传感器(11)和蓝牙电子标签(12)。
3.根据权利要求1所述的一种用于凿岩台车炸药装填的装置，其特征在于：钻杆为凿岩台车的动力输出部分，该钻杆的输出端与木质套筒(6)连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于凿岩台车炸药装填的装置，其特征在于：凿岩台车上安装有步进电机控制器(8)、现场主机(9)、蓝牙扫描仪(7)、移动式显示器(14)和报警器(15)；步进电机控制器(8)、蓝牙扫描仪(7)、移动式显示器(14)和报警器(15)均与现场主机(9)通过通讯线连接；步进电机控制器(8)控制步进电机(5)的旋转，步进电机(5)带动推送槽(3)的旋转；蓝牙扫描仪(7)与蓝牙电子标签(12)通过蓝牙连接交互。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190322 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |