CN113246230A - 自动化木板开洞装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自动化木板开洞装置，包括能够沿木板宽度方向行走的行走机构，所述行走机构水平方向上设有一横向气缸，垂直方向设有一纵向气缸，所述横向气缸通过第一伸缩杆与切割机构相连，能够带动切割机构沿长度方向移动，所述打孔杆头部设有呈伞状的卡件；还包括微处理器，所述微处理器分别与横向气缸、纵向气缸和驱动电机电连接，通过微处理器下发指令至横向气缸和纵向气缸，控制切割机构移动到指定的打孔位置；微处理器下发指令至驱动电机带动转动轴顺时针转动，转动轴通过第一单向轴承带动打孔杆转动并对木板初步打孔；微处理器再下发指令至驱动电机带动转动轴逆时针转动，转动轴通过第二单向轴承带动切割杆转动并对木板进行切割开洞。

Description

自动化木板开洞装置

技术领域

本发明涉及建筑施工的技术领域，具体涉及自动化木板开洞装置。

背景技术

在木板支模时，有些地方往往需要预留套管，这时，就需要木工在木板支模之前，对木板固定的位置进行开洞，普通方法开出的洞口不规整，且工作效率较低，若与预埋套管之间存在较大空隙，浇筑混凝土时易漏浆，导致混凝土质量缺陷。

为了解决以上技术问题，中国专利文件（公开号为CN209792675U）公开了一种简易型木板开洞装置，包括电钻主体和钻头，钻头包括主轴，主轴的一端与电钻主体连接，主轴的上、下部设有相对布置的正7字型支腿、倒7字型支腿，主轴远离电钻主体的一端、正7字型支腿水平部分的自由端、倒7字型支腿水平部分的自由端三个端点在空间上共线。

上述方案只能应用在木板支模之前，因此，在木板支模时，也容易出现在固定位置开出的洞的尺寸与预埋套管尺寸不一致，存在漏浆的风险；其次，在现场安装时，由于木板数量过多，容易出现部分木板在支模前并未进行开洞，就需要更换木板或者重新现场进行开洞，这样，就延长了施工进度；最后，由于木板开洞的位置通常是人为测量得到的，因此，容易出现误差。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种能够在安装时对木板进行开洞的自动化木板开洞装置。

解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

自动化木板开洞装置，包括能够沿木板宽度方向行走的行走机构，所述行走机构水平方向上设有一横向气缸，垂直方向设有一纵向气缸，所述横向气缸通过第一伸缩杆与切割机构相连，能够带动切割机构沿长度方向移动，所述纵向气缸通过第二伸缩杆与供第一伸缩杆穿过的框架相连，能够带动切割机构沿高度方向移动；

所述第一伸缩杆上设有多个以其为中心均布的固定机构，所述固定机构通过第一伸缩杆伸长与木板相抵并固定；所述切割机构包括驱动电机，所述驱动电机上设有转动轴，所述转动轴前端包裹有呈中空结构的打孔杆，所述转动轴能够穿过所述打孔杆，所述打孔杆外侧以及转动轴后端包裹有呈中空结构的切割杆，所述切割杆端口为切刀，所述打孔杆与转动轴之间通过第一单向轴承连接，所述切割杆与转动轴之间通过第二单向轴承连接，所述打孔杆头部设有呈伞状的卡件，所述卡件顶部为硬部，两侧为弹性部；

还包括微处理器，所述微处理器分别与横向气缸、纵向气缸和驱动电机电连接，通过微处理器下发指令至横向气缸和纵向气缸，控制切割机构移动到指定的打孔位置；微处理器下发指令至驱动电机带动转动轴顺时针转动，转动轴通过第一单向轴承带动打孔杆转动并对木板初步打孔；微处理器再下发指令至驱动电机带动转动轴逆时针转动，转动轴通过第二单向轴承带动切割杆转动并对木板进行开洞。

本方案在施工时，可直接将木板现场进行安装，安装完成后木板呈竖直状态，再将木板需要开洞的高度位置输入微处理器内；再驱动行走机构沿宽度方向移动至指定位置处后，微处理器下发指令至纵向气缸，纵向气缸的第二伸缩杆带动切割机构沿高度方向向下或向上移动到指定开洞的位置，由于第二伸缩杆上的框架套设在第一伸缩杆上，因此，在第二伸缩杆带动切割机构上下移动时，纵向气缸也随之上下移动。

此后，微处理器再下发指令至横向气缸，横向气缸的第一伸缩杆带动切割机构沿长度方向向前移动的同时，也带动固定机构向前移动；在移动的过程中，微处理器下方指令至驱动电机的转动轴顺时针转动，由于打孔杆和切割杆均空套在转动轴上，切割杆空套在打孔杆和转动轴上，因此，打孔杆与转动轴通过第一单向轴承两者相互卡死，进而转动轴能够带动打孔杆顺时针转动，而切割杆在第二单向轴承的作用下是停止转动。

当固定机构与木板相抵并固定时，打孔杆对木板进行打孔，打孔过程中，打孔杆上的卡件的硬部为切割部位，而弹性部在受到孔周侧对其施加的作用力，使得卡件逐渐缩拢；在完成初步打孔后，其打孔杆的卡件已穿过木板，卡件在未受力的状态下，在弹性势能的作用下呈伞状的卡件向外扩大，这时，微处理器下发指令至驱动电机停止运动，再下发指令至横向气缸，横向气缸带动第一伸缩杆往后移动，使得打孔杆头部也往后移动，通过卡件与木板相互卡死。

然后，微处理器下发指令至横向气缸，横向气缸带动第一伸缩杆继续往前移动，此时切割杆会沿着打孔杆长度方向移动，再下发指令至驱动电机，驱动电机驱动转动轴逆时针转动，转动轴与切割杆通过第二单向轴承相互卡死，进而转动轴能够带动切割杆逆时针转动，而打孔杆在第一单向轴承的作用下是停止转动。

这样设计，通过纵向气缸、横向气缸以及行走机构实现对安装后的木板自动化打孔，为了避免在打孔时，其产生的震动对木板上安装的安装件产生松动，因此，通过固定机构将木板与行走机构相固定连接，保证木板在水平方向稳定性；同时，利用多个以第一伸缩杆为中心分布的固定机构，保证其打孔位置周侧受力的稳定性，在配合打孔杆上的卡件与木板相互卡死，能够保证木板垂直方向的受力，综合以上，在切割杆切割时，其木板处于稳固的状态，因此，不会对木板上安装的安装件产生过大的震动，能够省时省力。

进一步，所述行走机构上还设有可转动的红外摄像机，所述红外摄像机与微处理器电连接。

由于现场施工环境的复杂性，有时木板开洞位置并不能完全符合现场施工的要求，这时，施工人员只需要对木板上开洞位置进行涂饰；然后，启动行走机构上的红外摄像机，由于红外摄像机能够360度转动，因此，红外摄像机扫描范围能够全面覆盖木板，红外摄像机将扫描的数据发送至微处理器内，微处理器对图像进行分析，对施工人员在木板涂饰的位置进行高度和宽度的分析，再将数据发送至行走机构，使得行走机构移动到指定的位置，再通过纵向气缸带动切割机构移动到指定的高度，完成切割。

进一步，所述固定机构包括软管以及能够吸在木板上的吸盘结构，所述软管一端与吸盘结构连接，另一端与第一伸缩杆连接。

这样设计，利用吸盘结构将软管固定在木板上，这样，就能限制第一伸缩杆径向方向，同时，利用软管的弹性变形，在第一伸缩杆往前移动带动已经固定的软管继续往前移动，这样，就能够迫使吸盘结构死劲与木板相抵，保证其吸盘结构能够稳固在木板上。

进一步，所述吸盘结构包括与软管连接的压块，所述压块底部设有可移动的吸盘，所述吸盘顶部设有沿压块长度方向滑动的滑块，所述压块内设有推动气缸，所述推动气缸通过推动杆与滑块连接，所述推动气缸与微处理器连接。

本方案具体工作如下：当软管带动压块向木板相抵时，压块底部的吸盘在受力时排出内部的空气并吸在木板上；而后，在第一伸缩杆继续往前伸长时，软管带动压块持续性往木板上挤压时，通过微处理器下发指令至推动气缸，推动气缸带动滑块朝向开洞位置移动，同时，滑块带动吸盘也朝开洞位置径向移动，这样，使得吸盘受到向下以及向开洞位置径向移动的作用力，保证木板开洞位置产生径向震动被吸盘的径向作用力抵消，保证木板垂直度的稳定性。

进一步，所述切割杆包括转筒，所述转筒上可拆卸连接有呈中空结构的钻头，所述钻头端部为刀刃状，所述转动轴穿过转筒，且转动轴上的第二单向轴承安装在转筒内，所述钻头空套在打孔杆上。

这样设计，通过转筒可拆卸连接的钻头，可根据现场施工需求，更换不同尺寸的钻头以适应不同尺寸的洞口；同时将转动轴上的第二单向轴承安装在转筒上，转动轴带动转筒转动，即带动钻头转动，又因钻头空套在打孔杆上，因此，钻头能够沿打孔杆往前移动，而打孔杆保持不动，保证木板与行走机构的稳定性。

进一步，所述打孔杆的长度大于所述钻头的长度。这样设计，保证打孔杆在切割时，先于钻头与木板相接触，打孔杆上的卡件打完孔后，往后移动能与木板相互卡死。

进一步，还包括滑轨，所述行走机构底部设有滑轨配合的滚轮，所述行走机构均设有驱动其沿滑轨长度方向滑动的驱动单元，所述驱动单元与微处理器电连接。

这样设计，通过微处理器控制行走机构上的滚轮沿滑轨长度方向滑动，能够保证行走机构沿木板宽度方向运行。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明自动化及智能化，通过微处理器下发指令控制驱动单元、纵向气缸、横向气缸以及驱动电机，通过驱动单元保证行走机构沿宽度方向运行，即实现切割机构宽度方向的移动，通过纵向气缸保证切割机构高度方向的移动，最后，通过控制横向气缸实现切割机构沿长度方向向木板方向移动进行切割；其次，通过固定机构将木板与行走机构相连，提高木板的稳定性；再通过驱动电机驱动转动轴顺时针转动，实现打孔杆对木板初步打孔，并通过卡件与木板相互卡死，保证木板垂直方向的稳定性；通过驱动电机驱动转动轴逆时针转动实现切割杆的切割。

2、本发明开洞方式新颖，通过第一单向轴承将空套在转动轴上的打孔杆与转动轴相连，这样，在转动轴顺时针转动时，第一单向轴承迫使打孔杆随着转动轴转动而转动；通过第二单向轴承将空套在转动轴上的切割杆上的转筒相连，这样，在转动轴逆时针转动时，第二单向轴承迫使切割杆上的转筒转动，使得转筒上的钻头也转动，由于转动轴能够穿过打孔杆，同时钻头又空套在打孔杆上，因此，在打孔时，打孔杆上的卡件保持不动，其钻头在第一伸缩杆的作用下，沿长度方向移动进行切割开洞。

附图说明

图1为本发明自动化木板开洞装置的结构示意图；

图2为图1中A1的局部放大图。

图中：行走机构1、固定机构2、切割机构3、第一伸缩杆4、横向气缸5、驱动电机6、转动轴7、打孔杆8、第一单向轴承9、第二单向轴承10、切割杆11、软管12、第二伸缩杆13、纵向气缸14、框架15、滑轨16、滚轮17、木板18、吸盘19、压块20、推动气缸21、推动杆22、滑块23。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作其中说明。

本实施例：参见图1和图2，自动化木板开洞装置，包括能够沿木板18宽度方向行走的行走机构1，行走机构1水平方向上设有一横向气缸5，垂直方向设有一纵向气缸14，横向气缸5通过第一伸缩杆4与切割机构3相连，能够带动切割机构3沿长度方向移动，纵向气缸14通过第二伸缩杆13与供第一伸缩杆4穿过的框架15相连，能够带动切割机构3沿高度方向移动；

第一伸缩杆4上设有多个以其为中心均布的固定机构2，固定机构2通过第一伸缩杆4伸长与木板18相抵并固定；切割机构3包括驱动电机6，驱动电机6上设有转动轴7，转动轴7前端包裹有呈中空结构的打孔杆8，转动轴7能够穿过打孔杆8，打孔杆8外侧以及转动轴7后端包裹有呈中空结构的切割杆11，切割杆11端口为切刀，打孔杆8与转动轴7之间通过第一单向轴承9连接，切割杆11与转动轴7之间通过第二单向轴承10连接，打孔杆8头部设有呈伞状的卡件，所述卡件顶部为硬部，两侧为弹性部；

还包括微处理器，微处理器分别与横向气缸5、纵向气缸14和驱动电机6电连接，通过微处理器下发指令至横向气缸5和纵向气缸14，控制切割机构3移动到指定的打孔位置；微处理器下发指令至驱动电机6带动转动轴7顺时针转动，转动轴7通过第一单向轴承9带动打孔杆8转动并对木板18初步打孔；微处理器再下发指令至驱动电机6带动转动轴7逆时针转动，转动轴7通过第二单向轴承10带动切割杆11转动并对木板18进行切割开洞。

本方案在施工时，可直接将木板18现场进行安装，安装完成后木板18呈竖直状态，再将木板18需要开洞的高度位置输入微处理器内；再驱动行走机构1沿宽度方向移动至指定位置处后，微处理器下发指令至纵向气缸14，纵向气缸14的第二伸缩杆13带动切割机构3沿高度方向向下或向上移动到指定开洞的位置，由于第二伸缩杆13上的框架15套设在第一伸缩杆4上，因此，在第二伸缩杆13带动切割机构3上下移动时，纵向气缸14也随之上下移动。

此后，微处理器再下发指令至横向气缸5，横向气缸5的第一伸缩杆4带动切割机构3沿长度方向向前移动的同时，也带动固定机构2向前移动；在移动的过程中，微处理器下方指令至驱动电机6的转动轴7顺时针转动，由于打孔杆8和切割杆11均空套在转动轴7上，切割杆11空套在打孔杆8和转动轴7上，因此，打孔杆8与转动轴7通过第一单向轴承9两者相互卡死，进而转动轴7能够带动打孔杆8顺时针转动，而切割杆11在第二单向轴承10的作用下是停止转动。

当固定机构2与木板18相抵并固定时，打孔杆8对木板18进行打孔，打孔过程中，打孔杆8上的卡件在受到孔周侧对其施加的作用力，使得卡件逐渐缩拢；在完成初步打孔后，其打孔杆8的卡件已穿过木板18，卡件在未受力的状态下，在弹性势能的作用下呈伞状的卡件向外扩大，这时，微处理器下发指令至驱动电机6停止运动，再下发指令至横向气缸5，横向气缸5带动第一伸缩杆4往后移动，使得打孔杆8头部也往后移动，通过卡件与木板18相互卡死。

然后，微处理器下发指令至横向气缸5，横向气缸5带动第一伸缩杆4继续往前移动，此时切割杆11会沿着打孔杆8长度方向移动，再下发指令至驱动电机6，驱动电机6驱动转动轴7逆时针转动，转动轴7与切割杆11通过第二单向轴承10相互卡死，进而转动轴7能够带动切割杆11逆时针转动，而打孔杆8在第一单向轴承9的作用下是停止转动。

这样设计，通过纵向气缸14、横向气缸5以及行走机构1实现对安装后的木板18自动化打孔，为了避免在打孔时，其产生的震动对木板18上安装的安装件产生松动，因此，通过固定机构2将木板18与行走机构1相固定连接，保证木板18在水平方向稳定性；同时，利用多个以第一伸缩杆4为中心分布的固定机构2，保证其打孔位置周侧受力的稳定性，在配合打孔杆8上的卡件与木板18相互卡死，能够保证木板18垂直方向的受力，综合以上，在切割杆11切割时，其木板18处于稳固的状态，因此，不会对木板18上安装的安装件产生过大的震动，能够省时省力。

作为优选，行走机构1上还设有可转动的红外摄像机，红外摄像机与微处理器电连接。

由于现场施工环境的复杂性，有时木板18开洞位置并不能完全符合现场施工的要求，这时，施工人员只需要对木板18上开洞位置进行涂饰；然后，启动行走机构1上的红外摄像机，由于红外摄像机能够360度转动，因此，红外摄像机扫描范围能够全面覆盖木板18，红外摄像机将扫描的数据发送至微处理器内，微处理器对图像进行分析，对施工人员在木板18涂饰的位置进行高度和宽度的分析，再将数据发送至行走机构1，使得行走机构1移动到指定的位置，再通过纵向气缸14带动切割机构3移动到指定的高度，完成切割。

作为优选，固定机构2包括软管12以及能够吸在木板18上的吸盘19结构，软管12一端与吸盘19结构连接，另一端与第一伸缩杆4连接。

这样设计，利用吸盘19结构将软管12固定在木板18上，这样，就能限制第一伸缩杆4径向方向，同时，利用软管12的弹性变形，在第一伸缩杆4往前移动带动已经固定的软管12继续往前移动，这样，就能够迫使吸盘19结构死劲与木板18相抵，保证其吸盘19结构能够稳固在木板18上。

作为优选，吸盘19结构包括与软管12连接的压块20，压块20底部设有可移动的吸盘19，吸盘19顶部设有沿压块20长度方向滑动的滑块23，压块20内设有推动气缸21，推动气缸21通过推动杆22与滑块23连接，推动气缸21与微处理器连接。

本方案具体工作如下：当软管12带动压块20向木板18相抵时，压块20底部的吸盘19在受力时排出内部的空气并吸在木板18上；而后，在第一伸缩杆4继续往前伸长时，软管12带动压块20持续性往木板18上挤压时，通过微处理器下发指令至推动气缸21，推动气缸21带动滑块23朝向开洞位置移动，同时，滑块23带动吸盘19也朝开洞位置径向移动，这样，使得吸盘19受到向下以及向开洞位置径向移动的作用力，保证木板18开洞位置产生径向震动被吸盘19的径向作用力抵消，保证木板18垂直度的稳定性。

作为优选，切割杆11包括转筒，转筒上可拆卸连接有呈中空结构的钻头，钻头端部为刀刃状，转动轴7穿过转筒，且转动轴7上的第二单向轴承10安装在转筒内，钻头空套在打孔杆8上。

这样设计，通过转筒可拆卸连接的钻头，可根据现场施工需求，更换不同尺寸的钻头以适应不同尺寸的洞口；同时将转动轴7上的第二单向轴承10安装在转筒上，转动轴7带动转筒转动，即带动钻头转动，又因钻头空套在打孔杆8上，因此，钻头能够沿打孔杆8往前移动，而打孔杆8保持不动，保证木板18与行走机构1的稳定性。

作为优选，打孔杆8的长度大于钻头的长度。这样设计，保证打孔杆8在切割时，先于钻头与木板18相接触，打孔杆8上的卡件打完孔后，往后移动能与木板18相互卡死。

作为优选，还包括滑轨16，行走机构1底部设有滑轨16配合的滚轮17，行走机构1均设有驱动其沿滑轨16长度方向滑动的驱动单元，驱动单元与微处理器电连接。

这样设计，通过微处理器控制行走机构1上的滚轮17沿滑轨16长度方向滑动，能够保证行走机构1沿木板18宽度方向运行。

1、本发明自动化及智能化，通过微处理器下发指令控制驱动单元、纵向气缸14、横向气缸5以及驱动电机6，通过驱动单元保证行走机构1沿宽度方向运行，即实现切割机构3宽度方向的移动，通过纵向气缸14保证切割机构3高度方向的移动，最后，通过控制横向气缸5实现切割机构3沿长度方向向木板18方向移动进行切割；其次，通过固定机构2将木板18与行走机构1相连，提高木板18的稳定性；再通过驱动电机6驱动转动轴7顺时针转动，实现打孔杆8对木板18初步打孔，并通过卡件与木板18相互卡死，保证木板18垂直方向的稳定性；通过驱动电机6驱动转动轴7逆时针转动实现切割杆11的切割。

2、本发明开洞方式新颖，通过第一单向轴承9将空套在转动轴7上的打孔杆8与转动轴7相连，这样，在转动轴7顺时针转动时，第一单向轴承9迫使打孔杆8随着转动轴7转动而转动；通过第二单向轴承10将空套在转动轴7上的切割杆11上的转筒相连，这样，在转动轴7逆时针转动时，第二单向轴承10迫使切割杆11上的转筒转动，使得转筒上的钻头也转动，由于转动轴7能够穿过打孔杆8，同时钻头又空套在打孔杆8上，因此，在打孔时，打孔杆8上的卡件保持不动，其钻头在第一伸缩杆4的作用下，沿长度方向移动进行切割开洞。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.自动化木板开洞装置，其特征在于，包括能够沿宽度方向行走的行走机构（1），所述行走机构（1）水平方向上设有一横向气缸（5），垂直方向设有一纵向气缸（14），所述横向气缸（5）通过第一伸缩杆（4）与切割机构（3）相连，能够带动切割机构（3）沿长度方向移动，所述纵向气缸（14）通过第二伸缩杆（13）与供第一伸缩杆（4）穿过的框架（15）相连，能够带动切割机构（3）沿高度方向移动；

所述第一伸缩杆（4）上设有多个以其为中心均布的固定机构（2），所述固定机构（2）通过第一伸缩杆（4）伸长与木板（18）相抵并固定；所述切割机构（3）包括驱动电机（6），所述驱动电机（6）上设有转动轴（7），所述转动轴（7）前端包裹有呈中空结构的打孔杆（8），所述转动轴（7）能够穿过所述打孔杆（8），所述打孔杆（8）外侧以及转动轴（7）后端包裹有呈中空结构的切割杆（11），所述切割杆（11）端口为切刀，所述打孔杆（8）与转动轴（7）之间通过第一单向轴承（9）连接，所述切割杆（11）与转动轴（7）之间通过第二单向轴承（10）连接，所述打孔杆（8）头部设有呈伞状的卡件，所述卡件顶部为硬部，两侧为弹性部；

还包括微处理器，所述微处理器分别与横向气缸（5）、纵向气缸（14）和驱动电机（6）电连接，通过微处理器下发指令至横向气缸（5）和纵向气缸（14），控制切割机构（3）移动到指定的打孔位置；微处理器下发指令至驱动电机（6）带动转动轴（7）顺时针转动，转动轴（7）通过第一单向轴承（9）带动打孔杆（8）转动并对木板（18）初步打孔；微处理器再下发指令至驱动电机（6）带动转动轴（7）逆时针转动，转动轴（7）通过第二单向轴承（10）带动切割杆（11）转动并对木板（18）进行切割开洞。

2.根据权利要求1所述的自动化木板开洞装置，其特征在于，所述行走机构（1）上还设有可转动的红外摄像机，所述红外摄像机与微处理器电连接。

3.根据权利要求1所述的自动化木板开洞装置，其特征在于，所述固定机构（2）包括软管（12）以及能够吸在木板（18）上的吸盘（19）结构，所述软管（12）一端与吸盘（19）结构连接，另一端与第一伸缩杆（4）连接。

4.根据权利要求3所述的自动化木板开洞装置，其特征在于，所述吸盘（19）结构包括与软管（12）连接的压块（20），所述压块（20）底部设有可移动的吸盘（19），所述吸盘（19）顶部设有沿压块（20）长度方向滑动的滑块（23），所述压块（20）内设有推动气缸（21），所述推动气缸（21）通过推动杆（22）与滑块（23）连接，所述推动气缸（21）与微处理器连接。

5.根据权利要求1所述的自动化木板开洞装置，其特征在于，所述切割杆（11）包括转筒，所述转筒上可拆卸连接有呈中空结构的钻头，所述钻头端部为刀刃状，所述转动轴（7）穿过转筒，且转动轴（7）上的第二单向轴承（10）安装在转筒内，所述钻头空套在打孔杆（8）上。

6.根据权利要求5所述的自动化木板开洞装置，其特征在于，所述打孔杆（8）的长度大于所述钻头的长度。

7.根据权利要求1-6任一项所述的自动化木板开洞装置，其特征在于，还包括滑轨（16），所述行走机构（1）底部设有滑轨（16）配合的滚轮（17），所述行走机构（1）均设有驱动其沿滑轨（16）长度方向滑动的驱动单元，所述驱动单元与微处理器电连接。

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