CN110439460A - 一种基于图纸识别和智能定位的自动钻孔机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于图纸识别和智能定位的自动钻孔机，属于建筑施工机械技术领域。该机包括支撑在两侧履带式纵向同步行进机构上的矩形平台，平台的另外两侧分别安装具有升起位置和降下位置的履带式横向同步行进机构，升起位置的横向同步行进机构高于纵向同步行进机构，降下位置的横向同步行进机构低于纵向同步行进机构；平台安装具有升收和下撑位置的支腿,升收位置的支腿底部高于纵向同步行进机构底部，下撑位置的支腿底部低于下降位置的横向同步行进机构底部；平台的中部安置可升降的钻孔机。本发明可使钻孔机达到需要打孔位置，进行钻孔作业，为实现根据图纸识别智能定位的全自动化钻孔奠定了基础。
Description
技术领域
本发明涉及一种水平混凝土地面的智能钻孔机，具体地说，涉及一种基于图纸识别和智能定位的自动钻孔机，属于建筑施工机械技术领域。
背景技术
智能仓储物流行业的快速发展使得对立体货架的需求日益扩增。货架立柱一般通过膨胀螺栓固定在地面上。据申请人了解，目前膨胀螺栓普遍由人工钻孔并安装，不仅劳动强度高、效率低，而且粉尘大、噪音大、危害身体健康。
随着CAD/CAM技术的发展，根据设计图纸识读加工形/位参数进而控制加工进程的技术已十分成熟。但由于缺乏可以按需行进移动到任意打孔位置后定位的相应执行设备，因此这些先进技术一直未能应用于地面的高效自动定位钻孔。
检索可知，申请号为201720063128.1的中国专利文献公开了一种钻孔机孔位自动定位读数装置，包括玻璃架、钻头垫片、钻头、钻孔机座、玻璃纵横滑块、电子光栅尺和机台，所述机台一端设有钻孔机座，所述机台和钻孔机座固定连接，所述机台顶部设有玻璃纵横滑块，所述玻璃纵横滑块之间设有电子光栅尺以及电子光栅尺与底部的玻璃纵横滑块固定连接，所述钻孔机座顶部设有钻头以及钻头底部设有钻头垫片，所述钻头与钻孔机座滑动连接，该实用新型能够准确确定需要钻孔的位置，并且一套光栅电子尺能控制两台卧式钻孔机，实现两孔径同时钻孔，减少人为和设备位移坐标偏差。然而，该技术方案的钻头等结构设计仅适用于活动物件放置在机台上钻孔，不适用于混泥土地面钻孔作业。
申请号为201710335105.6的中国专利文献公开了一种控制钻机自动定位钻孔的方法及装置，通过建立坐标系，实时监测和控制钻机的坐标和行驶方式，并控制推进梁自动竖立，实现自动定位钻孔，无需进行人工放线定位工序，实现自动化定位钻孔功能。不仅大大提高工作效率，而且比人工放线定位更加精准。然而，该技术方案的梁结构设计不适于有众多孔位的钻孔作业，且不能回缩避障。
此外，申请号为201810953814.5的中国专利文献公开了一种具有防尘功能的建筑地面打孔装置，包括底座，所述底座底部安装有万向轮，万向轮带有自锁装置；所述底座顶部通过支架固定设置有顶板，所述底座顶部还通过带座轴承转动连接有左右两根螺杆，螺杆顶端与顶板转动连接，左右螺杆顶部通过皮带传动机构连接，右侧螺杆顶端穿过顶板固定连接有旋柄；所述底座与顶板之间设置有升降板，所述螺杆穿过升降板且与升降板螺纹连接；所述升降板底部固定安装有电钻，电钻底端固定安装有钻头。本发明通过螺杆转动使得钻头上升或下降，通过旋转旋柄即可使得钻头下降，从而对地面进行打孔，打孔稳定，旋柄每转动一圈钻头的位移量较小，打孔精度更高，同时更省力。这种需人工划线、手动推动钻孔车至孔位的作业方式，工作效率低，劳动强度大。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种可以按需行进移动到任意打孔位置后定位的基于图纸识别和智能定位的自动钻孔机，从而减轻劳动强度、提高作业效率，为工控机识读输入的AutoCAD图纸空位信息后智能定位奠定基础。
为了达到以上目的，本发明基于图纸识别和智能定位的自动钻孔机基本技术方案为：
包括支撑在两侧履带式纵向同步行进机构上的矩形平台，所述平台的另外两侧分别安装具有升起位置和降下位置的履带式横向同步行进机构，所述升起位置的横向同步行进机构高于纵向同步行进机构，所述降下位置的横向同步行进机构低于纵向同步行进机构；所述平台至少三处分别安装具有升收和下撑位置的支腿，所述升收位置的支腿底部高于纵向同步行进机构底部，所述下撑位置的支腿底部低于下降位置的横向同步行进机构底部；所述平台的中部安置可升降的钻孔机。
这样，只要在支腿升收时，控制横向同步行进机构或纵向同步行进机构着地按需进行，即可使钻孔机达到需要打孔位置，再降下支腿使其处于下撑位置定位，即可进行钻孔作业。因此显著提高了作业效率、减轻了劳动强度，为实现根据图纸识别智能定位的全自动化钻孔奠定了基础。并且支腿升收灵活方便，具有避障功能。
本发明进一步的完善是，所述钻孔机的机身安置在与之构成移动副的滑架上，所述滑架的一端装有进钻动力缸，所述进钻动力缸的伸出端与钻孔机的机身连接；所述滑架的下部通过转位轴铰装于平台上，所述滑架的中部与连杆板的一端铰接，所述连杆板的另一端与下端铰支在平台上的翻转板的上端铰接；所述钻孔机的机身具有钻头朝下的直立工作位置以及机身倾斜的翻转换钻位置。采用该结构不仅使得钻孔作业方便高效，而且钻头的更换十分便捷，并且换钻位置也可以作为远距离移动时保护钻孔机的安全位置。
本发明进一步的完善有：所述滑架下部的支耳通过转位轴铰装于两侧的精调块，所述精调块的下端与固定在平台上的滑轨构成平行于转位轴的移动副。
本发明再进一步的完善有：所述转位轴的一端与精调变频电机的输出端连接、中部支撑且轴向限位于固定在平台上的支撑块穿孔，所述转位轴具有丝杆段，所述丝杆段与相对精调块固连的螺母构成螺旋副。
本发明更进一步的完善有：所述翻转板与机身之间具有固定在平台上带限位斜面的挡块，并且限位斜面上具有可以锁定翻转板被挡位置的插销。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图1的右视图。
图4是图1实施例的立体结构示意图。
图5是图1实施例的纵向同步行进机构结构示意图。
图6是图5的俯视图。
图7是图1实施例的横向同步行进机构结构示意图。
图8是图7的俯视图。
图9是图1实施例的钻孔机组件工作位置结构示意图。
图10是图1实施例的钻孔机组件换钻位置结构示意图。
图11是与图9相应位置的立体结构示意图。
图12是与图10相应位置的立体结构示意图。
具体实施方式
本实施例为一种用于智能立体仓库、货架地面安装孔钻孔作业的基于图纸识别和智能定位的自动钻孔机，其基本结构如图1至图4所示，矩形平台12的两侧支撑在履带式纵向同步行进机构8上，另外两侧分别安装具有升起位置和降下位置的履带式横向同步行进机构1。
纵向同步行进机构8的具体结构如图5和图6所示，安置在平台12端部上的纵向电机12-1通过传送带12-2与支撑在平台上水平的纵向传动轴12-3传动连接，该纵向传动轴12-3的两端分别通过纵向减速器12-6和二级传动带12-4与两侧纵向同步行进履带12-5的主动轮传动连接，从而构成纵向同步行进机构8。只要控制纵向电机，即可通过纵向同步行进机构8实现达到所需孔位的纵向位移。
如图7和图8所示，平台12的另外两侧分别通过四角的升降气缸1-1安装具有升起位置和降下位置的履带式横向同步行进机构1。安置在平台12上的横向电机1-7通过传动带1-8与支撑在平台上水平的横向传动轴1-6传动连接，该横向传动轴1-6的两端分别通过横向减速器1-2和弹性张紧传动带1-9与两侧横向同步行进履带1-3的主动轮传动连接，从而构成具有升起位置和降下位置的横向同步行进机构8。当处于升起位置时，横向同步行进机构1的底部高于纵向同步行进机构，因此整个钻孔机只能纵向移位；而当处于降下位置时，横向同步行进机构的底部低于纵向同步行进机构，因此整个钻孔机只能横向移位。
参见图5和图6，平台12的一端两侧和另一端中部分别安装下撑气缸6-1驱动的具有升收（图5虚线所示）和下撑（图5实线所示）位置的支腿6。升收位置的支腿6底部高于纵向同步行进机构8底部，此时可以按需横向或纵向移位；下撑位置的支腿6底部低于下降位置的横向同步行进机构1底部，此时本实施例的自动钻孔机处于定位状态，可以进行钻孔。
平台12的中部安置可升降的钻孔机3。其具体结构如图9至图12所示，包括一对内部装有旋转驱动装置、一端安装钻头的枪形机身3-1，机身3-1安置在与之构成移动副的滑架3-2上，滑架3-2的一端装有进钻气缸3-3，进钻气缸3-3的伸出端与钻孔机的机身3-1固定连接。滑架3-2下部的支耳3-7通过转位轴3-4铰装于两侧的精调块3-8，精调块3-8的下端与固定在平台12上的滑轨3-9构成平行于转位轴3-4的移动副。转位轴3-4的一端与精调变频电机3-5的输出端连接，中部支撑且轴向限位于固定在平台12上的支撑块3-6穿孔，转位轴3-4具有丝杆段，丝杆段与相对精调块3-8固连的螺母构成螺旋副。该结构不仅实现了滑架下部通过转位轴与平台的铰装，而且构成了钻孔机在精调变频电机驱动下的精调滑移。
滑架3-2的中部通过后延耳与连杆板3-10的一端通过拉手轴3-15铰接，该连杆板3-10的另一端与下端铰支在平台12上的翻转板3-11的上端铰接，因此钻孔机3的机身具有图9、11所示钻头朝下的直立工作位置，以及图10、12所示机身倾斜的翻转换钻位置。翻转板3-11与机身3-1之间具有固定在平台12上具有限位斜面的挡块3-13，并且限位斜面上具有可以锁定翻转板被挡位置的插销3-14。这样，当处于工作位置时，借助翻转板被锁定在挡块上，可以确保钻孔机机身的稳固。而当需要更换钻头时，只要拔出插销，拉拽拉手轴两端的拉手，即可翻起机身，十分方便。
另外，如图1至4所示，平台12上还安置有空压机组2、汽油发电机4、工控机5、电控单元7、吸尘器11。
本实施例的自动钻孔机运行工作时，首先寻位，工控机识别输入的ATUCAD图纸中孔位信息后，按钻孔先后顺序发送给电控单元，由其先后控制横向驱动同步行进机构和竖向同步驱动行进机构，使钻孔机移动至目标位置，完成初始定位；接着，支腿着地，钻孔机处于工作位置，钻头下降至地面，完成固定；之后自动启动钻孔机向下钻孔；最后取消固定，钻孔完毕后钻孔机回缩，支腿组件缩回；再按电控单元传出的下一组孔位信号重复前述过程。即总体工作为“寻位→固定→钻孔→取消固定”的自动循环执行过程。
实验表明，本实施例输入到工控机的孔位AutoCAD图纸被读取后，可以通过电控单元中的PLC控制竖向及横向同步驱动，实现打孔位置的定位；必要时，可以借助传感器件反馈信号，通过对精调变频电机的控制，实现精确定位，再驱动钻孔机下降至地面钻孔，妥善解决了钻孔作业对人员身体的伤害，显著提高了钻孔工作效率和质量，十分适合于混泥土地面钻孔作业。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。例如，当只有一侧钻孔机对应的精调块与螺母相连时，该侧钻孔机在精调变频电机驱动下的精调滑移可以实现两钻孔机钻孔间距的单侧精确调整；又如，当转位轴具有双向螺纹丝杆段、两钻孔机分别具有各自对应的不同螺纹旋向的螺母时，双向螺纹丝杆段分别与不同螺纹旋向的螺母构成螺旋副，则两钻孔机在精调变频电机驱动下的精调滑移可以实现两钻孔机钻孔间距的双侧同步精确调整。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于图纸识别和智能定位的自动钻孔机，其特征在于：包括支撑在两侧履带式纵向同步行进机构上的矩形平台，所述平台的另外两侧分别安装具有升起位置和降下位置的履带式横向同步行进机构，所述升起位置的横向同步行进机构高于纵向同步行进机构，所述降下位置的横向同步行进机构低于纵向同步行进机构；所述平台的安装具有升收和下撑位置的支腿,所述升收位置的支腿底部高于纵向同步行进机构底部，所述下撑位置的支腿底部低于下降位置的横向同步行进机构底部；所述平台的中部安置可升降的钻孔机。
2.根据权利要求1所述基于图纸识别和智能定位的自动钻孔机，其特征在于：所述钻孔机的机身安置在与之构成移动副的滑架上，所述滑架的一端装有进钻动力缸，所述进钻动力缸的伸出端与钻孔机的机身连接；所述滑架的下部通过转位轴铰装于平台上，所述滑架的中部与连杆板的一端铰接，所述连杆板的另一端与下端铰支在平台上的翻转板的上端铰接；所述钻孔机的机身具有钻头朝下的直立工作位置以及机身倾斜的翻转换钻位置。
3.根据权利要求2所述基于图纸识别和智能定位的自动钻孔机，其特征在于：所述滑架下部的支耳通过转位轴铰装于两侧的精调块，所述精调块的下端与固定在平台上的滑轨构成平行于转位轴的移动副。
4.根据权利要求3所述基于图纸识别和智能定位的自动钻孔机，其特征在于：所述转位轴的一端与精调变频电机的输出端连接、中部支撑且轴向限位于固定在平台上的支撑块穿孔，所述转位轴具有丝杆段，所述丝杆段与相对精调块固连的螺母构成螺旋副。
5.根据权利要求4所述基于图纸识别和智能定位的自动钻孔机，其特征在于：所述翻转板与机身之间具有固定在平台上带限位斜面的挡块，并且限位斜面上具有可以锁定翻转板被挡位置的插销。
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