CN116241179B - 一种隧道多角度钻孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种隧道多角度钻孔装置，包括框架、设置在框架内用于在隧道内壁上钻孔的钻孔机构，所述钻孔机构上端与框架之间设有安装板，所述钻孔机构在安装板上滑动，所述安装板与框架之间转动连接，框架上端设有用于定位安装板转动角度的定位机构，所述框架底部设有用于支撑框架的支撑机构，所述框架底部两端均设有用于回收地面碎石的碎石回收机构。工作时，将框架移动到钻孔的位置，支撑机构支撑在地面上，保证框架稳定，转动安装板从而调整钻孔机构的角度，之后钻孔机构在隧道内壁上进行钻孔工作。在钻孔时，框架位置稳定，不会产生晃动，稳定性好，保护钻杆不受损坏，使用寿命长。

Description

一种隧道多角度钻孔装置

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体地说是一种隧道多角度钻孔装置。

背景技术

隧道指埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。在隧道施工过程中，通常需要在隧道内壁上打孔，以满足不同的安全需求。

但是在进行倾斜的钻孔施工时，现有的钻孔设备无法实现倾斜钻孔，都是将挖掘机的铲斗拆卸后，然后固定钻孔设备，调整角度，进行钻孔。但是该种方式在钻孔时，稳定性差，易晃动，容易损坏钻杆。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种隧道多角度钻孔装置，能够实现隧道内的多角度稳定钻孔，可靠性好。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种隧道多角度钻孔装置，包括框架、设置在框架内用于在隧道内壁上钻孔的钻孔机构，所述钻孔机构上端与框架之间设有安装板，所述钻孔机构设置在安装板上并沿安装板长度方向滑动，所述安装板与框架之间转动连接，框架上端设有用于定位安装板转动角度的定位机构，所述框架底部设有用于支撑框架的支撑机构，所述框架底部的两端均设有用于回收地面碎石的碎石回收机构。

所述钻孔机构包括支撑板、钻杆和设置在支撑板上的并在支撑板上移动的用于驱动钻杆转动的电机，所述支撑板与安装板之间滑动连接，支撑板与安装板之间设有驱动支撑板移动的驱动机构，支撑板上端设有用于定位钻杆的夹紧机构。

进一步地，所述驱动机构包括第一液压缸，所述第一液压缸缸体端与安装板连接，第一液压缸活塞杆端与支撑板连接。

进一步地，所述夹紧机构包括安装在支撑板后端的第二液压缸、以第二液压缸中心线为中心对称分布的并与支撑板滑动连接的滑动架、与滑动架一一对应的夹板，所述第二液压缸活塞杆通过对称设置的连杆分别连接两侧的滑动架，所述夹板后端设有折弯，折弯拐角处与滑动架转动连接，折弯外侧一端与滑动架前端通过拉伸弹簧连接，所述夹板内侧面前端设有V形夹块。

进一步地，所述支撑板后端设有安装架，所述第二液压缸缸体端固定在安装架上，所述连杆内侧一端与第二液压缸活塞杆端转动连接，连杆外侧一端与滑动架连接，所述安装架上以第二液压缸活塞杆为中心左右对称的设有导向套，所述导向套自后至前向内倾斜，所述滑动架后端穿过导向套并与导向套之间滑动连接；

所述滑动架前端向外侧倾斜，倾斜位置设有开口，所述夹板穿过开口；

所述V形夹块内侧面上设有辊子；

所述支撑板上设有通孔；

所述V形夹块内侧面两端均设有限位齿，相对V形夹块的限位齿交错分布。

进一步地，所述定位机构包括固定在框架上端的半圆形板，所述安装板与所述半圆形板转动连接，半圆形板上沿圆弧方向均匀的设有若干螺纹套筒，所述螺纹套筒内设有堵头，所述安装板后侧面上设有与螺纹套筒配合的定位杆，安装板后侧面上设有套筒，定位杆前端深入到套筒中并在套筒内滑动，套筒内设有压缩弹簧，所述压缩弹簧一端与套筒内壁接触，压缩弹簧另一端与定位杆内侧一端接触，定位杆外侧一端设有滚珠。

进一步地，所述支撑机构包括设置在框架底部四个角处的支腿，同侧的所述支腿通过横杆连接，框架底部设有第三液压缸，所述第三液压缸缸体端与框架之间转动连接，第三液压缸活塞杆端与所述横杆连接，两侧的横杆通过联动机构连接。

进一步地，所述联动机构左右对称分布，联动机构包括设置在中间位置并与框架之间转动连接的转杆和设置在转杆两端的驱动杆，所述驱动杆内侧一端与转杆对应的端部转动连接，驱动杆外侧一端与对应横杆转动连接；

进一步地，所述支腿外侧一端设有锥形头，支腿内侧一端与框架之间转动连接。

进一步地，所述碎石回收机构包括设置在框架底部的回收槽和设置在回收槽后方的并在框架上转动的回收辊子，所述回收辊子与回收槽一一对应，回收辊子外圆柱面上沿回收辊子长度方向均匀的设有若干列毛刷，所述回收槽后端设有与若干列毛刷一一对应的开槽。

进一步地，所述框架底部设有万向轮。

本发明的有益效果是：

1、本发明包括框架、设置在框架内用于在隧道内壁上钻孔的钻孔机构，所述钻孔机构上端与框架之间设有安装板，所述钻孔机构在安装板上滑动，所述安装板与框架之间转动连接，框架上端设有用于定位安装板转动角度的定位机构，所述框架底部设有用于支撑框架的支撑机构，所述框架底部两侧均设有用于回收地面碎石的碎石回收机构。工作时，将框架移动到钻孔的位置，支撑机构支撑在地面上，保证框架稳定，转动安装板从而调整钻孔机构的角度，之后钻孔机构在隧道内壁上进行钻孔工作。在钻孔时，框架位置稳定，不会产生晃动，稳定性好，保护钻杆不受损坏，使用寿命长。

2、本发明中碎石回收机构包括设置在框架底部两端的回收槽和设置在框架后端并在框架上转动的回收辊子，所述回收辊子与回收槽一一对应，回收辊子外圆柱面上均匀的设有若干列毛刷，所述回收槽后端设有与若干列毛刷一一对应的开槽，回收槽后端设有自后至前向下倾斜的斜板，开槽设置在斜板上。钻杆钻孔完成后，随时散落在地面上，毛刷与地面接触，框架移动时，毛刷随之转动，将地面上的石子抓起，在毛刷经过开槽位置时，将毛刷上的石子刮落，并落入到回收槽中，实现了石子的自动回收，保证环境整洁。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本发明结构示意图一；

图2为本发明结构示意图二；

图3为本发明定位机构剖视图；

图4为本发明夹紧机构结构示意图；

图5为本发明夹紧机构俯视图；

图6为本发明碎石回收机构结构示意图。

图中：框架1，安装板2，支撑板3，第一液压缸4，电机5，钻杆6，第二液压缸7，滑动架8，夹板9，连杆10，折弯11，拉伸弹簧12，V形夹块13，安装架14，导向套15，开口16，辊子17，通孔18，半圆形板19，螺纹套筒20，堵头21，定位杆22，套筒23，压缩弹簧24，滚珠25，支腿26，横杆27，第三液压缸28，转杆29，驱动杆30，锥形头31，回收槽32，回收辊子33，毛刷34，开槽35，万向轮36。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，一种隧道多角度钻孔装置，包括框架1、设置在框架1内用于在隧道内壁上钻孔的钻孔机构，所述钻孔机构上端与框架1之间设有安装板2，所述钻孔机构设置在安装板2上并沿安装板2长度方向滑动，所述安装板2与框架1之间转动连接，框架1上端设有用于定位安装板2转动角度的定位机构，所述框架1底部设有用于支撑框架1的支撑机构，所述框架1底部两端均设有用于回收地面碎石的碎石回收机构。

工作时，将框架移动到钻孔的位置，支撑机构支撑在地面上，保证框架稳定，转动安装板2从而调整钻孔机构的角度，之后钻孔机构在隧道内壁上进行钻孔工作。在钻孔时，框架位置稳定，不会产生晃动，稳定性好，保护钻杆不受损坏，使用寿命长。

钻孔完成后，支撑机构收起，移动框架，碎石回收机构将散落在地面的碎石收起，保证地面整洁，不需要人工清扫，降低劳动强度。

如图1所示，所述钻孔机构包括支撑板3、钻杆6和设置在支撑板3上的并在支撑板3上移动的用于驱动钻杆6转动的电机5，电机5输出轴与钻杆6连接，支撑板3上设有用于支撑电机5的滑板，电机固定在滑板上，滑板与支撑板之间通过导轨滑块副滑动连接，滑板与支撑板之间可通过四缸螺母驱动，图未视，这是本领域技术人员容易想到的，在此不做过的赘述，所述支撑板3与安装板2之间通过导轨滑块副滑动连接，支撑板3与安装板2之间设有驱动支撑板3移动的驱动机构，支撑板3上端设有用于定位钻杆的夹紧机构。

如图2所示，所述驱动机构包括第一液压缸4，所述第一液压缸4缸体端与安装板2连接，第一液压缸4活塞杆端与支撑板3连接。调整角度时第一液压缸4活塞杆伸出，防止支撑板3与隧道内壁之间产生干涉，支撑板3角度调整完毕后，第一液压缸4活塞杆收缩，减少钻头上端与隧道内壁之间的距离。

如图4和图5所述，所述夹紧机构包括安装在支撑板3后端的第二液压缸7、以第二液压缸7中心线为中心对称分布并与支撑板3滑动连接的滑动架8、与滑动架8一一对应的且内侧一端与滑动架8转动连接的夹板9，滑动架8所在的平面与支撑板所在的平面垂直，夹板内侧一端是指开进支撑板的一端，所述第二液压缸7活塞杆通过连杆10分别连接两侧的滑动架8，所述夹板9后端设有折弯11，折弯11拐角处与滑动架8转动连接，折弯11外侧一端与滑动架8前端通过拉伸弹簧12连接，此处所说的外侧一端是指远离滑动架的一端，所述夹板9内侧面前端设有V形夹块13。

钻杆在钻孔时，第二液压缸7活塞杆伸出，通过连杆驱动两侧的滑动架8向前移动，通过夹板9前端的V形夹块13实现钻杆的定位，防止钻杆跳动，稳定性好。夹板9与滑动架8转动连接，起到缓冲的作用，能够实现不同直径钻杆的定位，应用范围广泛，通过拉伸弹簧12的连接，保证钻杆夹紧动作可靠，同时当钻杆轴向移动时，由于不是硬接触，不会锁死钻杆的轴向移动。

所述V形夹块13内侧面两端均设有限位齿37，相对V形夹块13的限位齿37交错分布。V形夹块夹住钻头时，两V形夹块13上相对的限位齿37交叉配合，防止钻杆与V形夹块13脱离。

所述支撑板3后端设有安装架14，所述第二液压缸7缸体端固定在安装架14上，所述连杆10内侧一端与第二液压缸7活塞杆端转动连接，连杆10外侧一端与滑动架8连接，此处所说的内侧一端是指靠近活塞杆端的一端，外侧一端是指远离活塞杆一端，两侧的连杆10分别位于第二液压缸7活塞杆上下两侧；

所述安装架14上以第二液压缸7活塞杆为中心左右对称的设有导向套15，所述导向套15自后至前向内倾斜，所述滑动架8后端穿过导向套15并与导向套15之间滑动连接，导向套15起到导向滑动架8移动方向的作用，第二液压缸7活塞杆伸出，在连杆的作用下，滑动架8向前移动的同时向内侧移动，夹板9向内移动，起到夹住钻杆的作用，第二液压缸7活塞杆收起时，在连杆的作用下，滑动架8向后移动的同时反向张开，不会干涉钻杆的更换；

所述滑动架8前端向外侧倾斜，给V形夹块留出空间，倾斜位置设有开口16，所述夹板9穿过开口16，折弯11后端与开口16内壁配合；

所述V形夹块13内侧面上设有辊子17，辊子17的轴线方向为竖直方向，辊子17能够降低与钻杆之间的摩擦力；

所述支撑板3上设有通孔18，方便滑动架8和第二液压缸7活塞杆伸出。

如图1和图3所示，所述定位机构包括固定在框架1上端的半圆形板19，所述安装板2与所述半圆形板19转动连接，安装板2的转轴与半圆形板19的中心线重叠，半圆形板19上沿圆弧方向均匀的设有若干螺纹套筒20，所述螺纹套筒20内设有堵头21，堵头21与螺纹套筒20通过螺纹连接，所述安装板2后侧面上设有与螺纹套筒20配合的定位杆22，安装板2后侧面上设有套筒23，定位杆22深入到套筒23中并在套筒23内滑动，套筒23内设有压缩弹簧24，所述压缩弹簧24一端与套筒23内壁接触，压缩弹簧24另一端与定位杆22内侧一端接触，定位杆22外侧一端设有滚珠25。将半圆形板19上对应角度螺纹套筒20中的堵头取下，转动支撑板3时，滚珠25与半圆形板19接触，经过没有堵头的螺纹套筒20时，在压缩弹簧24弹力的作用下，定位杆22深入到对应的螺纹套筒20内，实现支撑板3角度的固定，结构简单，不需要单独的驱动机构驱动定位，可靠性好。其余位置的堵头封堵住螺纹套筒20，滚珠25经过对应的螺纹套筒20时，不会深入到螺纹套筒20内。当需要更改钻孔角度时，将堵头拧进相应的螺纹套筒20内，即可将定位杆22挤出，此时压缩弹簧24受力压缩。套筒23后端设有环形的凸起，定位杆22前端深入套筒23内并设有与套筒23后端环形凸起配合的环形凸起，防止定位杆22从套筒内掉落。环形凸起的宽度较大，增加定位杆的径向受力面积。

如图1所示，所述支撑机构包括设置在框架1底部四个角处的支腿26，同侧的所述支腿26通过横杆27连接，框架1底部设有第三液压缸28，所述第三液压缸28缸体端与框架1之间转动连接，第三液压缸28活塞杆端与所述横杆27连接，两侧的横杆27通过联动机构连接，第三液压缸28位于横杆中间位置。

所述联动机构左右对称分布，联动机构包括设置在中间位置并与框架1之间转动连接的转杆29和设置在转杆29两端的驱动杆30，框架1底部设有支撑架，转杆29中间位置与支撑架转动连接，所述驱动杆30内侧一端与转杆29对应端部转动连接，驱动杆30外侧一端与对应横杆27转动连接，驱动杆30外侧一端设有套筒。第三液压缸28活塞杆伸出，驱动一侧的横杆27向外侧翻转，在两侧驱动杆30及转杆29的作用下，另一侧的横杆27向外侧同步翻转，在横杆的作用下，四个支腿26同步支撑在地面上，一个驱动即可实现四个支腿26同步翻转，不需要单独的驱动，成本低，机械联动的方式，可靠性好；

所述支腿26底部设有锥形头31，支腿26与框架1之间转动连接，锥形头31插入到地面中，稳定性好。

如图1和图6所示，所述碎石回收机构包括设置在框架1底部两端的回收槽32和设置在回收槽32后方的并在框架1上转动的回收辊子33，所述回收辊子33与回收槽32一一对应，回收辊子33外圆柱面上沿回收辊子33长度方向均匀的设有若干列毛刷34，所述回收槽32后端设有与若干列毛刷34一一对应的开槽35，回收槽32后端设有自后至前向下倾斜的斜板，开槽35设置在斜板上。钻杆钻孔完成后，随时散落在地面上，毛刷34与地面接触，框架1移动时，毛刷随之转动，将地面上的石子抓起，在毛刷经过开槽位置时，将毛刷上的石子刮落，并落入到回收槽32中，实现了石子的自动回收，保证环境整洁。

所述框架1底部设有万向轮36，方便移动框架。

在对本发明的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”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。

在本发明的描述中，需要说明的是，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。

Claims (5)

1.一种隧道多角度钻孔装置，其特征在于，包括框架(1)、设置在框架(1)内用于在隧道内壁上钻孔的钻孔机构，所述钻孔机构上端与框架(1)之间设有安装板(2)，所述钻孔机构设置在安装板(2)上并沿安装板(2)长度方向滑动，所述安装板(2)与框架(1)之间转动连接，框架(1)上端设有用于定位安装板(2)转动角度的定位机构，所述框架(1)底部设有用于支撑框架(1)的支撑机构，所述框架(1)底部的两端均设有用于回收地面碎石的碎石回收机构；

所述钻孔机构包括支撑板(3)、钻杆(6)和设置在支撑板(3)上的并在支撑板(3)上移动的用于驱动钻杆(6)转动的电机(5)，所述支撑板(3)与安装板(2)之间滑动连接，支撑板(3)与安装板(2)之间设有驱动支撑板(3)移动的驱动机构，支撑板(3)上端设有用于定位钻杆(6)的夹紧机构；

所述夹紧机构包括安装在支撑板(3)后端的第二液压缸(7)、以第二液压缸(7)中心线为中心对称分布的并与支撑板(3)滑动连接的滑动架(8)、与滑动架(8)一一对应的夹板(9)，所述第二液压缸(7)活塞杆通过对称设置的连杆(10)分别连接两侧的滑动架(8)，所述夹板(9)后端设有折弯(11)，折弯(11)拐角处与滑动架(8)转动连接，折弯(11)外侧一端与滑动架(8)前端通过拉伸弹簧(12)连接，所述夹板(9)内侧面前端设有V形夹块(13)；

所述支撑板(3)后端设有安装架(14)，所述第二液压缸(7)缸体端固定在安装架(14)上，所述连杆(10)内侧一端与第二液压缸(7)活塞杆端转动连接，连杆(10)外侧一端与滑动架(8)连接，所述安装架(14)上以第二液压缸(7)活塞杆为中心左右对称的设有导向套(15)，所述导向套(15)自后至前向内倾斜，所述滑动架(8)后端穿过导向套(15)并与导向套(15)之间滑动连接；所述滑动架(8)前端向外侧倾斜，倾斜位置设有开口(16)，所述夹板(9)穿过开口(16)，所述V形夹块(13)内侧面上设有辊子(17)，所述支撑板(3)上设有通孔(18)，所述V形夹块(13)内侧面两端均设有限位齿(37)，相对V形夹块(13)的限位齿(37)交错分布；

所述定位机构包括固定在框架(1)上端的半圆形板(19)，所述安装板(2)与所述半圆形板(19)转动连接，半圆形板(19)上沿圆弧方向均匀的设有若干螺纹套筒(20)，所述螺纹套筒(20)内设有堵头(21)，所述安装板(2)后侧面上设有与螺纹套筒(20)配合的定位杆(22)，安装板(2)后侧面上设有套筒(23)，定位杆(22)前端深入到套筒(23)中并在套筒(23)内滑动，套筒(23)内设有压缩弹簧(24)，所述压缩弹簧(24)一端与套筒(23)内壁接触，压缩弹簧(24)另一端与定位杆(22)内侧一端接触，定位杆(22)外侧一端设有滚珠(25)；

所述碎石回收机构包括设置在框架(1)底部的回收槽(32)和设置在回收槽(32)后方的并在框架(1)上转动的回收辊子(33)，所述回收辊子(33)与回收槽(32)一一对应，回收辊子(33)外圆柱面上沿回收辊子(33)长度方向均匀的设有若干列毛刷(34)，所述回收槽(32)后端设有与若干列毛刷(34)一一对应的开槽(35)。

2.如权利要求1所述的一种隧道多角度钻孔装置，其特征在于，所述驱动机构包括第一液压缸(4)，所述第一液压缸(4)缸体端与安装板(2)连接，第一液压缸(4)活塞杆端与支撑板(3)连接。

3.如权利要求1所述的一种隧道多角度钻孔装置，其特征在于，所述支撑机构包括设置在框架(1)底部四个角处的支腿(26)，同侧的所述支腿(26)通过横杆(27)连接，框架(1)底部设有第三液压缸(28)，所述第三液压缸(28)缸体端与框架(1)之间转动连接，第三液压缸(28)活塞杆端与所述横杆(27)连接，两侧的横杆(27)通过联动机构连接。

4.如权利要求3所述的一种隧道多角度钻孔装置，其特征在于，所述联动机构左右对称分布，联动机构包括设置在中间位置并与框架(1)之间转动连接的转杆(29)和设置在转杆(29)两端的驱动杆(30)，所述驱动杆(30)内侧一端与转杆(29)对应的端部转动连接，驱动杆(30)外侧一端与对应横杆(27)转动连接；

所述支腿(26)外侧一端设有锥形头(31)，支腿(26)内侧一端与框架(1)之间转动连接。

5.如权利要求1所述的一种隧道多角度钻孔装置，其特征在于，所述框架(1)底部设有万向轮(36)。