CN115846722A - 一种建筑施工用钢管钻孔装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢管钻孔技术领域，尤其涉及了一种建筑施工用钢管钻孔装置及其方法，包括主体框架单元、驱动夹紧单元、钻进单元和废屑收集单元，所述主体框架单元包括底座以及位于底座正上方的连接板，所述底座与连接板通过位置对称的支撑柱固定连接，所述连接板上侧壁固定连接有位置对称的折弯柱。该建筑施工用钢管钻孔装置及其方法，通过第一转杆持续反转，齿柱随之带动齿盘反转，转柱随之反转，移动套带动铰接架和移动套相互远离，夹紧套随之松动，便可对钢管进行拆卸，只需启动伺服电机，对钢管的限位、钻孔、复位以及拆卸自动完成，无需工作人员手动对工作状态进行切换，降低了工作人员的工作负担，提高了对钢管的钻孔效率。

Description

一种建筑施工用钢管钻孔装置及其方法

技术领域

本发明涉及钢管钻孔技术领域，具体为一种建筑施工用钢管钻孔装置及其方法。

背景技术

近年来，建筑施工行业取得了飞速发展，建筑施工是人们利用各种建筑材料、机械设备按照特定的设计蓝图在一定的空间、时间内进行的为建造各式各样的建筑产品而进行的生产活动，它包括从施工准备、破土动工到工程竣工验收的全部生产过程，在建筑施工过程中，往往采用直径为10mm的低碳钢无缝钢管作为流体、液体输送的常用钢管。

目前市面上在对用于对液体或流体等进行输送的钢管进行安装配合的时候，需要在其侧壁钻孔一提高其安装稳定性，现有技术中的钻孔装置一般包括用以对钢管进行夹持的渐进部以及用以对钢管进行钻孔的钻孔部，实际操作时，需要手动控制夹紧部对钢管进行夹紧，然后再启动钻杆，控制钻头下降对钢管进行钻孔，钻孔结束以后需要手动控制钻杆复位，并控制夹紧部松开，需要工作人员手动切换工作状态，严重影响对钢管的钻孔效率，也变相增加了工作人员的工作负担。

发明内容

本发明目的是提供一种建筑施工用钢管钻孔装置及其方法，其适用于解决，需要手动控制夹紧部对钢管进行夹紧，然后再启动钻杆，控制钻头下降对钢管进行钻孔，钻孔结束以后需要手动控制钻杆复位，并控制夹紧部松开，需要工作人员手动切换工作状态，严重影响对钢管的钻孔效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种建筑施工用钢管钻孔装置，包括主体框架单元、驱动夹紧单元、钻进单元和废屑收集单元，所述主体框架单元包括底座以及位于底座正上方的连接板，所述底座与连接板通过位置对称的支撑柱固定连接，所述连接板上侧壁固定连接有位置对称的折弯柱；

驱动夹紧单元包括固定安装在连接板下侧壁的伺服电机以及与连接板转动连接的第一转杆和夹紧组件，所述伺服电机输出轴固定连接有第一斜齿轮，且第一转杆上固定套设有与第一斜齿轮啮合的第二斜齿轮，所述第一转杆向上贯穿连接板套设有对应的齿柱，所述连接板上侧壁中心处转动连接有第二转杆，所述第二转杆上套设有与齿柱啮合的齿盘，且第二转杆顶端固定连接有第三斜齿轮，两个所述折弯柱顶端共同转动连接有转柱，所述转柱上固定套设有与第三斜齿轮啮合的第四斜齿轮，所述转柱上螺纹连接有位置对称的移动套，所述移动套上方设置有对应的限位板，且移动套与限位板滑动连接；

钻进单元包括设置在连接板正下方的升降架以及固定安装在升降架下端的接触式钻杆，所述第一转杆侧壁下端设置有往复螺纹，所述升降架与往复螺纹螺纹连接，且升降架下侧壁固定连接有竖直的限位杆，所述限位杆向下贯穿升降架设置。

优选的，所述驱动夹紧单元还包括防松组件a，其包括转动套设在第二转杆上的防松盒，所述防松盒与连接板通过折弯臂固定连接，所述第二转杆上固定套设有棘轮，所述防松盒内转动连接与棘轮匹配的弧形片，且防松盒内固定设置有与弧形片匹配的弧形座，所述弧形座内壁一端与弧形片外侧壁通过推动弹簧连接，且弧形座内壁远离推动弹簧的一端安装有电磁铁，所述防松盒下侧壁靠近齿柱的一套设置有接触式弹性开关，所述接触式弹性开关与电磁铁匹配设置，所述转柱上固定套设有与伺服电机匹配的弹性按压开关，所述第一转杆上固定套设有与转块，且齿柱内开设有与转块匹配的螺旋槽，所述螺旋槽上端设置有封边。

优选的，每个所述移动套与限位板均通过限位杆和限位滑槽滑动连接。

优选的，所述底座上对称设置有突出耳，每个所述突出耳上侧壁均固定安装有承接套。

优选的，所述底座下侧壁设置有多组均匀分布的万向轮，多组所述万向轮均为止刹万向轮。

优选的，所述折弯臂弯折处固定安装有对应的楔形加强块，所述楔形加强块贯穿设置有通孔。

优选的，所述夹紧组件包括与支撑柱竖直滑动连接的升降套，所述升降套与移动套通过铰接架连接，所述底座上侧壁两端固定连接有位置对称的滑杆，所述滑杆上滑动套设有对应的滑套，每个所述滑套与升降套亦通过对应的铰接架铰接，所述滑套靠近底座中心处的一端固定连接有对应的夹紧套。

优选的，每个所述内壁均垫设有一层厚度均匀的耐磨硅胶垫，且耐磨硅胶垫表面设置有均匀分布的十字花纹。

一种建筑施工用钢管钻孔方法，包括以下步骤：

S1：将待钻孔的钢管放在底座上的承接套内，使钢管待钻孔的位置对准接触式钻杆，启动伺服电机，使伺服电机输出轴正转；

S2：伺服电机输出轴正转，移动套通过铰接架随之带动两个滑套靠近，滑套带动夹紧套对钢管进行夹紧；

S3：弹性按压开关控制伺服电机反转，升降架带动接触式钻杆沿着第一转杆向下移动，靠近钢管，对钢管进行钻孔；

S4：钻孔结束以后，升降架带动接触式钻杆上升复位，齿柱向上运动，开启接触式弹性开关，棘轮限位随之打开，移动套通过铰接架带动夹紧套朝两侧移动，便可将钢管拆卸下来。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该建筑施工用钢管钻孔装置及其方法，通过第一转杆持续反转，齿柱随之带动齿盘反转，转柱随之反转，移动套带动铰接架和移动套相互远离，夹紧套随之松动，便可对钢管进行拆卸，只需启动伺服电机，对钢管的限位、钻孔、复位以及拆卸自动完成，无需工作人员手动对工作状态进行切换，降低了工作人员的工作负担，提高了对钢管的钻孔效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的一种建筑施工用钢管钻孔装置的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种建筑施工用钢管钻孔装置的钻进单元结构示意图；

图3为本发明提出的一种建筑施工用钢管钻孔装置的齿柱与第一转柱拆分结构示意图；

图4为本发明提出的一种建筑施工用钢管钻孔装置的防松组件结构示意图；

图5为本发明提出的一种建筑施工用钢管钻孔装置的接触式弹性开关结构示意图；

图6为本发明提出的一种建筑施工用钢管钻孔装置的限位板与移动套配合结构示意图；

图7为本发明提出的一种建筑施工用钢管钻孔装置的折弯臂与楔形加强块结构示意图；

图8为本发明提出的一种建筑施工用钢管钻孔装置的废屑收集单元结构示意图；

图9为本发明提出的一种建筑施工用钢管钻孔方法的步骤示意图。

图中：100主体框架单元、101底座、102连接板、103支撑柱、104折弯柱、105承接套、200驱动夹紧单元、201伺服电机、202第一转杆、2021转块、203齿柱、2031螺旋槽、204齿盘、205第三斜齿轮、206第四斜齿轮、207转柱、208移动套、209限位板、210升降套、211铰接架、212滑杆、213滑套、214夹紧套、215第二转杆、216限位盘、217弹性按压开关、218防松组件a、2181折弯臂、2182接触式弹性开关、2183防松盒、2184棘轮、2185弧形座、2186电磁铁、2187弧形片、2188推动弹簧、2189楔形加强块、219第一斜齿轮、220第二斜齿轮、300钻进单元、301往复螺纹、302升降架、303接触式钻杆、304限位杆、400废屑收集单元、401废屑收集盒、402抽屉、403收集孔、404轴流扇。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-图9，本发明提供一种技术方案：一种建筑施工用钢管钻孔装置，包括主体框架单元100、驱动夹紧单元200、钻进单元300和废屑收集单元400。

其中，主体框架单元100包括底座101以及位于底座101正上方的连接板102，底座101与连接板102通过位置对称的支撑柱103固定连接，连接板102上侧壁固定连接有位置对称的折弯柱104，底座101上对称设置有突出耳，每个突出耳上侧壁均固定安装有承接套105，承接套105的设置能够配合夹紧套214对钢管进行辅助支撑，确保对钢管进行钻孔时，钢管不会发生窜动，底座101下侧壁设置有多组均匀分布的万向轮，多组万向轮均为止刹万向轮，止刹万向轮属于十分成熟的现有技术，通过在底座101下方设置止刹万向轮便于根据实际使用需求将本发明装置移动到指定区域；

驱动夹紧单元200包括固定安装在连接板102下侧壁的伺服电机201以及与连接板102转动连接的第一转杆202和夹紧组件，伺服电机201输出轴固定连接有第一斜齿轮219，且第一转杆202上固定套设有与第一斜齿轮219啮合的第二斜齿轮220，第一转杆202向上贯穿连接板102套设有对应的齿柱203，连接板102上侧壁中心处转动连接有第二转杆215，第二转杆215上套设有与齿柱203啮合的齿盘204，且第二转杆215顶端固定连接有第三斜齿轮205，两个折弯柱104顶端共同转动连接有转柱207，转柱207上固定套设有与第三斜齿轮205啮合的第四斜齿轮206，转柱207上螺纹连接有位置对称的移动套208，移动套208上方设置有对应的限位板209，且移动套208与限位板209滑动连接，每个移动套208与限位板209均通过限位杆和限位滑槽滑动连接，限位杆和限位滑槽能够对移动套208进行限位，所述夹紧组件包括与支撑柱103竖直滑动连接的升降套210，升降套210与移动套208通过铰接架211铰接，底座101上侧壁两端固定连接有位置对称的滑杆212，滑杆212上滑动套设有对应的滑套213，每个滑套213与升降套210亦通过对应的铰接架211铰接，滑套213靠近底座101中心处的一端固定连接有对应的夹紧套214，每个夹紧套214内壁均垫设有一层厚度均匀的耐磨硅胶垫，且耐磨硅胶垫表面设置有均匀分布的十字花纹；

钻进单元300包括设置在连接板102正下方的升降架302以及固定安装在升降架302下端的接触式钻杆303，接触式钻杆303当接触钢管时会随之启动，其可以与感应器配合，当感应器感应到钻杆与钢管相抵时，便可控制钻杆启动，此处属于十分成熟的现有技术，第一转杆202侧壁下端设置有往复螺纹部301，升降架302与往复螺纹部301螺纹连接，且升降架302下侧壁固定连接有竖直的限位杆304，限位杆304向下贯穿升降架302设置。

驱动夹紧单元200还包括防松组件208a，其包括转动套设在第二转杆215上的防松盒2183，防松盒2183与连接板102通过折弯臂2181固定连接，折弯臂2181弯折处固定安装有对应的楔形加强块2189，楔形加强块2189贯穿设置有通孔，楔形加强块2089的设置，提高了折弯臂2081的整体支撑强度，第二转杆215上固定套设有棘轮2184，防松盒2183内转动连接与棘轮2184匹配的弧形片2187，且防松盒2183内固定设置有与弧形片2187匹配的弧形座2185，弧形座2185内壁一端与弧形片2187外侧壁通过推动弹簧2188连接，且弧形座2185内壁远离推动弹簧2188的一端安装有电磁铁2186，防松盒2183下侧壁靠近齿柱203的一套设置有接触式弹性开关2182，接触式弹性开关2182与电磁铁2186匹配设置，转柱207上固定套设有与伺服电机201匹配的弹性按压开关217，本发明中弹性按压开关217和接触式弹性开关2182均属于十分成熟的现有技术，在实际生活中常有应用，本发明中对其工作原理不做详细介绍，第一转杆202上固定套设有与转块2021，且齿柱203内开设有与转块2021匹配的螺旋槽2031，螺旋槽2031上端设置有封边。

废屑收集单元400包括固定安装在底座101下侧壁中心处的废屑收集盒401以及与废屑收集盒401匹配的抽屉402，底座101上开设有与废屑收集盒401连通的收集孔403，废屑收集盒401内安装有对应的轴流扇404，轴流扇404与弹性按压开关217电性连接。

一种建筑施工用钢管钻孔方法，钻孔方法适用于以上任意一种钻孔装置，且钻孔方法包括以下步骤：

S1：将待钻孔的钢管放在底座101上的承接套105内，使钢管待钻孔的位置对准接触式钻杆303，启动伺服电机201，使伺服电机201输出轴正转；

S2:伺服电机201输出轴正转，移动套208通过铰接架211随之带动两个滑套213靠近，滑套213带动夹紧套214对钢管进行夹紧；

S3：弹性按压开关217控制伺服电机201反转，升降架302带动接触式钻杆303沿着第一转杆202向下移动，靠近钢管，对钢管进行钻孔；

S4：钻孔结束以后，升降架302带动接触式钻杆303上升复位，齿柱203向上运动，开启接触式弹性开关2182，棘轮2184限位随之打开，移动套208通过铰接架211带动夹紧套214朝两侧移动，便可将钢管拆卸下来。

工作原理：在使用时将待钻孔的钢管放在底座101上的承接套105内，使钢管待钻孔的位置对准接触式钻杆303，启动伺服电机201，使伺服电机201输出轴正转，第一斜齿轮219通过第二斜齿轮220带动第一转杆202转动，第一转杆202上的转块2021顶紧螺旋槽2031，齿柱203带动齿盘204和第二转杆215转动，第三斜齿轮205随之带动第四斜齿轮206转动，转柱207随之转动，与转柱207螺纹连接的移动套208带动铰接架211和滑套213相互靠近，夹紧套214随之对钢管进行夹紧，此时移动套208挤压弹性按压开关217，弹性按压开关217随之控制伺服电机201反转；

第一转杆202反转，与往复螺纹部301螺纹连接的升降架302随之带动接触式钻杆303在限位杆的限位作用下向下靠近钢管，当接触式钻杆303与钢管接触时，此时接触式钻杆303转动，对钢管进行钻孔，钻孔结束以后，第一转杆202持续转动，升降架302带动接触式钻杆303向上复位，在转块2021与螺旋槽2031的配合下，齿柱203随之上移，当齿柱203抵紧接触式弹性开关2182时，接触式弹性开关2182随之对电磁铁2086通电，电磁铁2086吸引弧形片2087，弧形片2087靠近弧形座2085，弧形片2087与棘轮2084分离，此时第一转杆202持续反转，齿柱203随之带动齿盘204反转，转柱207随之反转，移动套208带动铰接架211和移动套208相互远离，夹紧套214随之松动，便可对钢管进行拆卸，只需启动伺服电机201，对钢管的限位、钻孔、复位以及拆卸自动完成，无需工作人员手动对工作状态进行切换，降低了工作人员的工作负担，提高了对钢管的钻孔效率。

Claims (9)

1.一种建筑施工用钢管钻孔装置，包括主体框架单元(100)、驱动夹紧单元(200)、钻进单元(300)和废屑收集单元(400)，其特征在于：所述主体框架单元(100)包括底座(101)以及位于底座(101)正上方的连接板(102)，所述底座(101)与连接板(102)通过位置对称的支撑柱(103)固定连接，所述连接板(102)上侧壁固定连接有位置对称的折弯柱(104)；

驱动夹紧单元(200)包括固定安装在连接板(102)下侧壁的伺服电机(201)以及与连接板(102)转动连接的第一转杆(202)和夹紧组件，所述伺服电机(201)输出轴固定连接有第一斜齿轮(219)，且第一转杆(202)上固定套设有与第一斜齿轮(219)啮合的第二斜齿轮(220)，所述第一转杆(202)向上贯穿连接板(102)套设有对应的齿柱(203)，所述连接板(102)上侧壁中心处转动连接有第二转杆(202)，所述第二转杆(215)上套设有与齿柱(203)啮合的齿盘(204)，且第二转杆(215)顶端固定连接有第三斜齿轮(205)，两个所述折弯柱(104)顶端共同转动连接有转柱(2021)，所述转柱(2021)上固定套设有与第三斜齿轮(205)啮合的第四斜齿轮(206)，所述转柱(2021)上螺纹连接有位置对称的移动套(208)，所述移动套(208)上方设置有对应的限位板(209)，且移动套(208)与限位板(209)滑动连接；

钻进单元(300)包括设置在连接板(102)正下方的升降架(302)以及固定安装在升降架(302)下端的接触式钻杆(303)，所述第一转杆(202)侧壁下端设置有往复螺纹(301)，所述升降架(302)与往复螺纹(301)螺纹连接，且升降架(302)下侧壁固定连接有竖直的限位杆(304)，所述限位杆(304)向下贯穿升降架(302)设置。

2.根据权利要求1所述的一种建筑施工用钢管钻孔装置，其特征在于：所述驱动夹紧单元(200)还包括防松组件a(218)，其包括转动套设在第二转杆上的防松盒(2183)，所述防松盒(2183)与连接板(102)通过折弯臂(2181)固定连接，所述第二转杆上固定套设有棘轮(2184)，所述防松盒(2183)内转动连接与棘轮(2184)匹配的弧形片(2187)，且防松盒(2183)内固定设置有与弧形片(2187)匹配的弧形座(2185)，所述弧形座(2185)内壁一端与弧形片(2187)外侧壁通过推动弹簧(2188)连接，且弧形座(2185)内壁远离推动弹簧(2188)的一端安装有电磁铁(2186)，所述防松盒(2183)下侧壁靠近齿柱(203)的一套设置有接触式弹性开关(2182)，所述接触式弹性开关(2182)与电磁铁(2186)匹配设置，所述转柱(207)上固定套设有与伺服电机(201)匹配的弹性按压开关(217)，所述第一转杆(202)上固定套设有与转块(2121)，且齿柱(203)内开设有与转块(2021)匹配的螺旋槽(2131)，所述螺旋槽(2131)上端设置有封边。

3.根据权利要求1所述的一种建筑施工用钢管钻孔装置，其特征在于：每个所述移动套(208)与限位板(209)均通过限位杆(304)和限位滑槽滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种建筑施工用钢管钻孔装置，其特征在于：所述底座(101)上对称设置有突出耳，每个所述突出耳上侧壁均固定安装有承接套(105)。

5.根据权利要求1所述的一种建筑施工用钢管钻孔装置，其特征在于：所述底座(101)下侧壁设置有多组均匀分布的万向轮，多组所述万向轮均为止刹万向轮。

6.根据权利要求1所述的一种建筑施工用钢管钻孔装置，其特征在于：所述折弯臂(2181)弯折处固定安装有对应的楔形加强块(2189)，所述楔形加强块(2189)贯穿设置有通孔。

7.根据权利要求1所述的一种建筑施工用钢管钻孔装置，其特征在于：所述夹紧组件包括与支撑柱(103)竖直滑动连接的升降套(210)，所述升降套(210)与移动套(208)通过铰接架(211)连接，所述底座(101)上侧壁两端固定连接有位置对称的滑杆(212)，所述滑杆(212)上滑动套设有对应的滑套(213)，每个所述滑套(213)与升降套(210)亦通过对应的铰接架(211)铰接，所述滑套(213)靠近底座(101)中心处的一端固定连接有对应的夹紧套(214)。

8.根据权利要求1所述的一种建筑施工用钢管钻孔装置，其特征在于：每个所述(214)内壁均垫设有一层厚度均匀的耐磨硅胶垫，且耐磨硅胶垫表面设置有均匀分布的十字花纹。

9.根据权利要求1-8所述的一种建筑施工用钢管钻孔方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将待钻孔的钢管放在底座(101)上的承接套(105)内，使钢管待钻孔的位置对准接触式钻杆(303)，启动伺服电机(201)，使伺服电机(201)输出轴正转；

S2：伺服电机(201)输出轴正转，移动套(208)通过铰接架(211)随之带动两个滑套(213)靠近，滑套(213)带动夹紧套(214)对钢管进行夹紧；

S3：弹性按压开关(217)控制伺服电机(201)反转，升降架(302)带动接触式钻杆(303)沿着第一转杆(202)向下移动，靠近钢管，对钢管进行钻孔；

S4：钻孔结束以后，升降架(302)带动接触式钻杆(303)上升复位，齿柱(203)向上运动，开启接触式弹性开关(2182)，棘轮(2184)限位随之打开，移动套(208)通过铰接架(211)带动夹紧套(214)朝两侧移动，便可将钢管拆卸下来。

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