CN115217442B - 一种底孔标记装置及凿岩台车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土层或岩石的钻进用设备的技术领域，特别是涉及一种底孔标记装置及凿岩台车。底孔标记装置包括安装在推进梁上的安装基体，安装基体上设有前后延伸的C形管、用于储存标记管材的储存仓，C形管的一侧具有沿自身轴向延伸的管材入口，储存仓具有与管材入口相通的储存仓出口，标记管材从储存仓出口流出储存仓后能够通过管材入口进入C形管中，底孔标记装置还包括用于将C形管中的标记管材向前推出的管材推动机构以及防止标记管材从C形管向前自行脱出的防脱结构，管材推动机构设于安装基体上。与现有技术中需要人工完成底孔标记相比，底孔标记装置不仅保障了施工人员的人身安全，而且整个定位标记过程简单快捷，提升了整体的施工效率。

Description

一种底孔标记装置及凿岩台车

技术领域

本发明涉及土层或岩石的钻进用设备的技术领域，特别是涉及一种底孔标记装置及凿岩台车。

背景技术

在进行隧道及地下工程掘进施工时，钻爆法具有经济、高效及对地质适应能力强的明显优势，至今仍是我国隧道掘进施工中的重要技术手段。凿岩台车是钻爆法中常用的一种钻孔用设备，凿岩台车通常包括车体、设置在车体上的多自由度臂架总成、与多自由度臂架总成相连的推进梁，推进梁上设置有用于钻孔的钻杆机构，在多自由度臂架总成的驱动下，推进梁与钻杆机构能够实现上下左右任一方向的平动、绕多自由度臂架总成的轴线的转动、绕推进梁自身中心位置的摆动等运动，以便于钻杆机构能够灵活进行钻孔作业。

随着公路、铁路隧道施工机械化进程的推进，国家愈发重视施工项目安全，施工人员的人身安全成了隧道机械化施工中的重要一环。凿岩台车的钻孔工序中，一般需要先钻出处于掌子面底部的底孔，然后再钻设上部孔位，在钻设上部孔位时，需进行如掏槽眼、扩大孔等操作，因此掌子面上部冲洗出来的渣土很容易把底孔掩埋，不便于施工人员定位底孔位置以进行后续的装填炸药的工作，现有的解决方法是，在凿岩台车钻设底孔之后，施工人员需要跨过掌子面前的水坑，使用管材插进底孔中对底孔进行标记。但是这种方式存在的弊端是：施工人员对底孔进行标记的时候，凿岩台车钻孔作业仍在继续，掌子面上不仅会有冲洗出来的渣土掉落，不时还有剥离的石块掉落，严重威胁施工人员的人身安全。

在目前的隧道机械化施工过程中，对已完成钻孔作业的底孔及时插管材进行标记是普遍做法，且均由人工完成，安全隐患极大。因此，现在急需一种能够实现自动对底孔进行标记以替代人工标记的底孔标记装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种底孔标记装置，用以解决凿岩台车在钻孔的过程中需要人工对底孔进行标记导致施工人员的安全隐患较大的技术问题。本发明还提供了一种用以解决上述技术问题的凿岩台车。

本发明的底孔标记装置的技术方案是：

底孔标记装置包括用于安装在推进梁上的安装基体，安装基体上设有前后延伸的C形管、用于储存标记管材的储存仓，C形管的一侧具有沿自身轴向延伸的管材入口，储存仓具有与管材入口相通的储存仓出口，标记管材从储存仓出口流出储存仓后能够通过管材入口进入C形管中，底孔标记装置还包括用于将C形管中的标记管材向前推出的管材推动机构以及防止标记管材从C形管向前自行脱出的防脱结构，所述管材推动机构设于安装基体上，防脱结构包括固设在C形管前侧的弹性垫，所述弹性垫具有与C形管的前端开口正对布置的穿孔，所述穿孔用于供标记管材穿过，且所述穿孔的直径小于标记管材的直径，储存仓包括第一引导板和第二引导板，第一引导板与第二引导板均具有引导斜面，所述第一引导板的引导斜面用于在储存仓处于水平状态时将标记管材引导至C形管中，所述第二引导板的引导斜面用于在储存仓处于竖直状态时将标记管材引导至C形管中，C形管直接焊接在推进梁上，或者，安装基体包括沿C形管延伸方向间隔设置的至少两个卡块，所述卡块上设置有用于卡装C形管的卡槽。

有益效果：在完成底孔的钻设后，本发明的底孔标记装置在凿岩台车的多自由度臂架总成驱动下移动至底孔位置处，并使得C形管中的标记管材对准底孔，在管材推动机构推动下标记管材向前推出直至插入底孔中，以完成对底孔的自动定位标记。储存仓能够储存一定数量的标记管材，当C形管内的标记管材被推出后能够自行补充，不需要人工操作，避免出现安全隐患，而防脱结构能够保证在钻孔过程中标记管材不会自行脱出，保证了底孔标记装置的正常使用。与现有技术中需要人工完成底孔标记相比，本发明的底孔标记装置不仅保障了施工人员的人身安全，而且整个定位标记过程简单快捷，提升了整体的施工效率，弹性垫的穿孔直径小于标记管材的直径，使得在没有外力的作用下，弹性垫能够与标记管材挡止配合以避免标记管材从C形管中脱出，并且由于防脱结构为弹性垫，在管材推动机构的驱动下，标记管材能够向前强行挤过穿孔以进入底孔中，通过引导斜面的设置使得储存仓无论是处于水平状态或竖直状态，标记管材都能够在引导斜面的引导下通过自身重力自动滚入C形管中，不需要通过控制推进梁转动以驱动标记管材滚入C形管中，操作较为简单，卡块固定在推进梁上，C形管卡装在卡块的卡槽中，即C形管通过卡块实现了与推进梁之间的固定安装，并且C形管与卡块之间是可拆装配，便于对C形管进行更换。

进一步地，所述弹性垫的穿孔的周向均布有与穿孔相连的剪口。

有益效果：剪口的设置使得标记管材更易被管材推动机构从穿孔中推出，对管材推动机构的驱动力要求较低。

本发明的凿岩台车的技术方案是：

凿岩台车包括前后延伸的推进梁，推进梁上安装有底孔标记装置，底孔标记装置包括安装在推进梁上的安装基体，安装基体上设有前后延伸的C形管、用于储存标记管材的储存仓，C形管的一侧具有沿自身轴向延伸的管材入口，储存仓具有与管材入口相通的储存仓出口，标记管材从储存仓出口流出储存仓后能够通过管材入口进入C形管中，底孔标记装置还包括用于将C形管中的标记管材向前推出的管材推动机构以及防止标记管材从C形管向前自行脱出的防脱结构，所述管材推动机构设于安装基体上，防脱结构包括固设在C形管前侧的弹性垫，所述弹性垫具有与C形管的前端开口正对布置的穿孔，所述穿孔用于供标记管材穿过，且所述穿孔的直径小于标记管材的直径，储存仓包括第一引导板和第二引导板，第一引导板与第二引导板均具有引导斜面，所述第一引导板的引导斜面用于在储存仓处于水平状态时将标记管材引导至C形管中，所述第二引导板的引导斜面用于在储存仓处于竖直状态时将标记管材引导至C形管中，C形管直接焊接在推进梁上，或者，安装基体包括沿C形管延伸方向间隔设置的至少两个卡块，所述卡块上设置有用于卡装C形管的卡槽。

有益效果：在完成底孔的钻设后，本发明的底孔标记装置在凿岩台车的多自由度臂架总成驱动下移动至底孔位置处，并使得C形管中的标记管材对准底孔，在管材推动机构推动下标记管材向前推出直至插入底孔中，以完成对底孔的自动定位标记。储存仓能够储存一定数量的标记管材，当C形管内的标记管材被推出后能够自行补充，不需要人工操作，避免出现安全隐患，而防脱结构能够保证在钻孔过程中标记管材不会自行脱出，保证了底孔标记装置的正常使用。与现有技术中需要人工完成底孔标记相比，本发明的底孔标记装置不仅保障了施工人员的人身安全，而且整个定位标记过程简单快捷，提升了整体的施工效率，弹性垫的穿孔直径小于标记管材的直径，使得在没有外力的作用下，弹性垫能够与标记管材挡止配合以避免标记管材从C形管中脱出，并且由于防脱结构为弹性垫，在管材推动机构的驱动下，标记管材能够向前强行挤过穿孔以进入底孔中，通过引导斜面的设置使得储存仓无论是处于水平状态或竖直状态，标记管材都能够在引导斜面的引导下通过自身重力自动滚入C形管中，不需要通过控制推进梁转动以驱动标记管材滚入C形管中，操作较为简单，卡块固定在推进梁上，C形管卡装在卡块的卡槽中，即C形管通过卡块实现了与推进梁之间的固定安装，并且C形管与卡块之间是可拆装配，便于对C形管进行更换。

进一步地，所述弹性垫的穿孔的周向均布有与穿孔相连的剪口。

有益效果：剪口的设置使得标记管材更易被管材推动机构从穿孔中推出，对管材推动机构的驱动力要求较低。

附图说明

图1是本发明的凿岩台车实施例1中的多自由度臂架总成、推进梁以及底孔标记装置的整体结构图；

图2是本发明的凿岩台车实施例1中的推进梁与底孔标记装置的连接示意图；

图3是本发明的凿岩台车实施例1中的底孔标记装置的结构示意图；

图4是本发明的凿岩台车实施例1中的储存仓的结构示意图；

图5是本发明的凿岩台车实施例1中的弹性垫的结构示意图；

图6是本发明的凿岩台车实施例1中的储存仓处于水平状态时的示意图；

图7是本发明的凿岩台车实施例1中的储存仓处于竖直状态时的示意图。

附图标记说明：1、多自由度臂架总成；2、标记管材；3、推进梁；4、钻杆机构；5、底孔标记装置；6、C形管；7、储存仓；8、液压油缸；9、耳座；10、支撑座；11、耳板；12、支撑板；13、卡块；14、弹性垫；15、穿孔；16、螺栓孔；17、剪口；18、仓体；19、顶盖固定螺栓；20、顶盖；21、仓体固定螺栓；22、第一引导板；23、第二引导板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的具体实施方式中，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语如“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步地详细描述。

本发明中所提供的凿岩台车的实施例1：

凿岩台车包括车体、设置在车体上的多自由度臂架总成1以及与多自由度臂架总成1相连的推进梁3，如图1至图7所示，推进梁3前后延伸，推进梁3的顶部设置有用于钻孔的钻杆机构4，在多自由度臂架总成1的驱动下，推进梁3以及钻杆机构4能够完成上下左右任一方向的平动、绕多自由度臂架总成1的轴线的转动、绕推进梁3自身中心位置的摆动等运动，以便于钻杆机构4的钻杆在掌子面的任意位置进行钻孔作业。多自由度臂架总成1、推进梁3以及钻杆机构4均为现有技术，其具体结构不再赘述。

凿岩台车还包括设置在推进梁3右侧面上的底孔标记装置5，底孔标记装置5包括安装在推进梁3上的C形管6和用于储存标记管材2的储存仓7，C形管6前后延伸并且前后两端均具有开口，此外，C形管6的外周面一侧上具有沿C形管6的轴向延伸的管材入口，储存仓7具有与管材入口相通的储存仓出口，储存仓7中的标记管材2从储存仓出口流出后通过管材入口进入C形管6中。凿岩台车还包括管材推动机构，在本实施例中，管材推动机构为液压油缸8，液压油缸8位于C形管6的后侧，液压油缸8的液压杆伸出时能够将C形管6中的标记管材2向前推出。在其他实施例中，管材推动机构也可以采用电推杆、丝杠螺母机构等直线动作机构。此外，液压油缸8通过设置在液压油缸8尾部的耳座9以及液压油缸8中部的支撑座10固定在推进梁3上。具体地，耳座9包括上下间隔设置的两耳板11，液压油缸8的尾部夹装在两耳板11之间并通过螺栓进行锁紧固定，支撑座10包括支撑板12，支撑板12上设置有贯穿孔15，液压油缸8穿装在该贯穿孔15中。耳座9与支撑座10均通过螺栓实现与推进梁3的固定。

底孔标记装置5的主要用途是：凿岩台车的钻杆在掌子面的底部位置钻设出底孔后，底孔标记装置5会在多自由度臂架总成1的驱动下移动至底孔处，并使C形管6中的标记管材2对准底孔，接着标记管材2会被液压油缸8向前推出直至标记管材2进入底孔中，标记管材2用于对底孔的位置进行定位标记，在后续的装填炸药的过程中，施工人员能够较为方便快捷地找到底孔的位置所在。

需要说明的是，C形管6的内侧面用于与标记管材2的外周面贴合，以使在液压油缸8推动标记管材2的过程中能够有效减小标记管材2的径向窜动，标记管材2能够更为顺利地进入底孔中。

底孔标记装置5还包括用于固定安装C形管6的卡块13以及能够防止标记管材2从C形管6前端脱出的防脱结构。

在本实施例中，卡块13有两个且在C形管6的延伸方向上前后间隔设置，卡块13上设置有卡槽，C形管6卡装在卡槽中，卡块13远离卡槽的一端固定在推进梁3上。需要说明的是，卡块13、耳座9以及支撑座10构成了安装底孔标记装置5的安装基础。

在本实施例中，防脱结构为弹性垫14，具体为橡胶垫，在其他实施例中，弹性垫也可以由尼龙、聚酯弹性体等具有弹性的材料制成。弹性垫14固定在位于前端的卡块13上，且弹性块位于该卡块13的前端面上。弹性垫14整体呈长方形，弹性垫14的中心位置处设置有供标记管材2穿过的穿孔15，并且穿孔15的直径小于标记管材2的直径。标记管材2位于C形管6中时，由于穿孔15的直径小于标记管材2的直径，弹性垫14能够与标记管材2挡止配合以避免标记管材2从C形管6的前端脱出，液压油缸8同样能够与标记管材2挡止配合以避免标记管材2从C形管6的后端脱出。

弹性垫14上对称设置有两螺栓孔16，且在弹性垫14的长度方向上对称设置，弹性垫14通过螺栓实现与卡块13之间的固定。此外，弹性垫14的穿孔15的周向均布有四个与穿孔15相连的剪口17，剪口17的设置使得标记管材2更易被液压油缸8从穿孔15中推出。

如图4、图6、图7所示，储存仓7包括仓体18，仓体18顶部具有储存仓入口，用以将标记管材2放入仓体18中，仓体18顶部通过顶盖固定螺栓19固定有顶盖20，顶盖20用于将储存仓入口进行封堵，在本实施例中，仓体18通过仓体固定螺栓21固定在卡块13上。

需要强调的是，仓体18包括第一引导板22和第二引导板23，第一引导板22与第二引导板23均具有引导斜面。具体地，第一引导板22为弧形板，第一引导板22的内侧面即构成了弧形的引导斜面，第二引导板23为直板，第二引导板23的内侧面即构成了平直的引导斜面。储存仓7处于水平状态时，储存仓7的标记管材2在自身重力的作用下能够沿第一引导板22的引导斜面滚动至C形管6中。在一些情况下（例如底孔位置较低时），需要将推进梁3逆时针转动90°以调低钻杆机构4的高度，此时储存仓7处于竖直状态，储存仓7的标记管材2在自身重力的作用下能够沿第二引导板23的引导斜面滚动至C形管6中。

与现有技术中需要人工完成底孔标记任务相比，本发明的凿岩台车通过底孔标记装置5的设置，在钻杆机构4完成底孔的钻设作业后能够将标记管材2自动推入底孔中，以完成底孔的定位标记任务，不仅保障了施工人员的人身安全，而且整个定位标记过程简单快捷，提升了整体的施工效率。

本发明中所提供的凿岩台车的实施例2，与实施例1不同的是，在本实施例中，防脱结构包括可移动挡板和驱动油缸，可移动挡板固定在驱动油缸的活塞杆上，驱动油缸固定在推进梁上，活塞杆伸出时可移动挡板将C形管的前端开口挡住，以防止标记管材从C形管中的脱出，活塞杆缩回时，标记管材能够从C形管中正常伸出。

本发明中所提供的凿岩台车的实施例3，与实施例1不同的是，在本实施例中，弹性垫上未设置剪口，标记管材由液压油缸推动强行挤过弹性垫上的穿孔。

本发明中所提供的凿岩台车的实施例4，与实施例1不同的是，在本实施例中，储存仓整体呈长方体，储存仓中的标记管材需要进入C形管中时，通过控制推进梁的转动以使标记管材滚入C形管中。

本发明中所提供的凿岩台车的实施例5，与实施例1不同的是，在本实施例中，C形管直接焊接固定在推进梁上。

本发明的底孔标记装置的具体实施例，底孔标记装置的结构与上述凿岩台车中任一实施例中的底孔标记装置的结构相同，此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种底孔标记装置，其特征在于，包括用于安装在推进梁（3）上的安装基体，安装基体上设有前后延伸的C形管（6）、用于储存标记管材（2）的储存仓（7），C形管（6）的一侧具有沿自身轴向延伸的管材入口，储存仓（7）具有与管材入口相通的储存仓出口，标记管材（2）从储存仓出口流出储存仓（7）后能够通过管材入口进入C形管（6）中，底孔标记装置（5）还包括用于将C形管（6）中的标记管材（2）向前推出的管材推动机构以及防止标记管材（2）从C形管（6）向前自行脱出的防脱结构，所述管材推动机构设于安装基体上，防脱结构包括固设在C形管（6）前侧的弹性垫（14），所述弹性垫（14）具有与C形管（6）的前端开口正对布置的穿孔（15），所述穿孔（15）用于供标记管材（2）穿过，且所述穿孔（15）的直径小于标记管材（2）的直径，储存仓（7）包括第一引导板（22）和第二引导板（23），第一引导板（22）与第二引导板（23）均具有引导斜面，所述第一引导板（22）的引导斜面用于在储存仓（7）处于水平状态时将标记管材（2）引导至C形管（6）中，所述第二引导板（23）的引导斜面用于在储存仓（7）处于竖直状态时将标记管材（2）引导至C形管（6）中，C形管（6）直接焊接在推进梁（3）上，或者，安装基体包括沿C形管（6）延伸方向间隔设置的至少两个卡块（13），所述卡块（13）上设置有用于卡装C形管（6）的卡槽。

2.根据权利要求1所述的底孔标记装置，其特征在于，所述弹性垫（14）的穿孔（15）的周向均布有与穿孔（15）相连的剪口（17）。

3.凿岩台车，包括前后延伸的推进梁（3），其特征在于，推进梁（3）上安装有底孔标记装置（5），底孔标记装置（5）包括安装在推进梁（3）上的安装基体，安装基体上设有前后延伸的C形管（6）、用于储存标记管材（2）的储存仓（7），C形管（6）的一侧具有沿自身轴向延伸的管材入口，储存仓（7）具有与管材入口相通的储存仓出口，标记管材（2）从储存仓出口流出储存仓（7）后能够通过管材入口进入C形管（6）中，底孔标记装置（5）还包括用于将C形管（6）中的标记管材（2）向前推出的管材推动机构以及防止标记管材（2）从C形管（6）向前自行脱出的防脱结构，所述管材推动机构设于安装基体上，防脱结构包括固设在C形管（6）前侧的弹性垫（14），所述弹性垫（14）具有与C形管（6）的前端开口正对布置的穿孔（15），所述穿孔（15）用于供标记管材（2）穿过，且所述穿孔（15）的直径小于标记管材（2）的直径，储存仓（7）包括第一引导板（22）和第二引导板（23），第一引导板（22）与第二引导板（23）均具有引导斜面，所述第一引导板（22）的引导斜面用于在储存仓（7）处于水平状态时将标记管材（2）引导至C形管（6）中，所述第二引导板（23）的引导斜面用于在储存仓（7）处于竖直状态时将标记管材（2）引导至C形管（6）中，C形管（6）直接焊接在推进梁（3）上，或者，安装基体包括沿C形管（6）延伸方向间隔设置的至少两个卡块（13），所述卡块（13）上设置有用于卡装C形管（6）的卡槽。

4.根据权利要求3所述的凿岩台车，其特征在于，所述弹性垫（14）的穿孔（15）的周向均布有与穿孔（15）相连的剪口（17）。