CN117248823B - 一种自走式多功能钻机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自走式多功能钻机，涉及竖井钻孔技术领域，包括旋挖钻孔装置、吸附探测装置、冲击夯实装置、正循环钻孔装置、弧形转换装置、移动驾驶装置。弧形转换装置，通过转换电推杆的伸缩以及转换舵机的转动，来实现不同钻孔装置之间的转换功能，同时还通过弧形半圆支撑臂上正循环泥浆泵的运输，来实现泥浆的正循环功能。冲击夯实装置，通过气密阀门组件上磁吸密封柱的离合，来实现夯实模式和冲击钻模式的转换，再通过冲夯组件的冲击钻头的冲击和夯实接触头的伸缩，来实现孔的冲击和夯实功能。吸附探测装置，通过探测吸附爪将探测扫描仪吸附在不同钻孔装置上的钻杆上，来实现吸附探测功能。
Description
技术领域
本发明涉及竖井钻孔技术领域，特别涉及一种自走式多功能钻机。
背景技术
随着城市化进程的加快，市区内的桥涵改造扩建成为城市化的必然需要，而桥梁的拆除重建以及扩建施工离不开桩基成孔以及建筑用竖井的施工；但是在桩基成孔以及建筑用竖井施工中，往往会遇见多个地质土层堆叠的情况，前后硬度差异过大，对于灰土层、自来水管处和热力管道位置的钻进工作，较为常用的循环钻作业基本无法钻进，对于灰土层和黏土层的交接部位，传统的旋挖钻作业会存在偏移问题，而冲击钻可以解决以上两种问题，但冲击钻作业时间较长，可能会导致超过工期的问题，由此可见，仅依靠传统单一的钻机已无法满足较复杂地质的桩基成孔和建筑用竖井挖掘。因此需要一种根据实际地质情况将三种钻进作合理融合的自走式多功能钻机，来解决较复杂地质情况下单一钻机无法完成作业的难题。
如公告号为CN104389607A的专利提供了一种新型钻爆法竖井钻机，包括数控伞钻、装载机、设备悬吊系统、排水系统、通风系统、出渣系统、井壁浇筑系统，所述设备悬吊系统通过立柱提升机构的升降，来实现立柱及井下设备的升降功能，所述数控伞钻通过全自动化控制，来实现钻进功能功能。该申请可以实现全自动控制，工作效率较高，同时操作也较为简便。但该方案采用的钻爆法，需要进行爆破作业，在市区内的建筑竖井和桩基成孔施工上具有一定的危险性；该方案采用的单一的钻进方法，对于自来水管处和热力管道位置这种市区较为常见的地质，单一的钻爆法可能会导致管道受到冲击破裂，从而造成不必要的损失，无法因地制宜的进行钻进作业，无法进一步提高钻进效率；该方案也无法相应的地质探测扫描装置，无法在钻进作业的同时，对桩基成孔和建筑用竖井内部进行实时探测；该方案还无法对可能发生的内壁坍塌进行预防或处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种自走式多功能钻机，旨在解决如何解决单一钻机无法应对较复杂地质、如何预防孔和竖井内壁发生坍塌、如何实现钻进过程中的实时探测等现有技术存在的技术问题。
针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种自走式多功能钻机，包括旋挖钻孔装置、吸附探测装置、冲击夯实装置、正循环钻孔装置、弧形转换装置、移动驾驶装置；弧形转换装置上固定安装有旋挖钻孔装置、吸附探测装置、冲击夯实装置、正循环钻孔装置，所述弧形转换装置通过转换电推杆的伸缩以及转换舵机的转动，来用于旋挖钻孔装置、冲击夯实装置和正循环钻孔装置之间的转换，同时还通过弧形半圆支撑臂上正循环泥浆泵对泥浆的输送，来用于泥浆的正循环输入，所述旋挖钻孔装置通过液压油缸中的液压油带动液压柱塞伸缩，来用于旋挖钻头的升降，同时还通过旋挖电机的旋转，来用于带动旋挖钻头转动挖掘，所述吸附探测装置通过探测吸附爪吸附在旋挖钻孔装置、冲击夯实装置和正循环钻孔装置上，使得探测扫描仪跟随升降，来用于对孔的探测扫描，所述冲击夯实装置通过气密阀门组件上磁吸密封柱的离合，来用于夯实模式和冲击钻模式之间的转换，再通过冲夯组件的冲击钻头的冲击和夯实接触头的伸缩，来用于对孔的冲击和夯实功能，所述正循环钻孔装置通过正循环螺杆的升降，来用于正循环钻头的升降，还通过正循环旋进电机的转动，来用于带动正循环钻头转动钻进；移动驾驶装置上固定安装有弧形转换装置，所述移动驾驶装置通过移动电动轮带动移动履带转动，来用于移动驾驶装置的移动。
进一步地，冲击夯实装置包括压缩气泵、气体输送管、第一冲击回收电机、冲击回收钢索、第二冲击回收电机、出气接头、固定销、冲击支撑座、冲夯组件、气密阀门组件、耐压气缸、冲击直线电机；冲击支撑座固定安装在冲击直线电机上；冲击直线电机滑动安装在第一转换滑座上；压缩气泵固定安装在冲击直线电机上；气体输送管的两端分别固定安装在压缩气泵和出气接头上，同时气体输送管还缠绕在第一冲击回收电机的输出轴上；第一冲击回收电机固定安装在冲击直线电机上；冲击回收钢索的两端分别固定安装在第二冲击回收电机的输出轴和出气接头上，同时冲击回收钢索还缠绕在第二冲击回收电机的输出轴上；第二冲击回收电机固定安装在冲击支撑座上；耐压气缸通过固定销固定安装在出气接头上；冲夯组件滑动安装在耐压气缸上，同时冲夯组件还固定安装在气密阀门组件上；气密阀门组件固定安装在耐压气缸上。
进一步地，冲夯组件包括冲击钻杆、夯实接触头、冲击钻头、夯实气缸、夯实柱塞、夯实弹簧；冲击钻杆滑动安装在耐压气缸上，同时冲击钻杆还固定安装在气密阀体上；冲击钻头固定安装在冲击钻杆上；夯实气缸固定安装在冲击钻杆上；夯实柱塞滑动安装在夯实气缸上；夯实弹簧的两端分别固定安装在夯实气缸和夯实柱塞上；夯实接触头固定安装在夯实柱塞上。
进一步地，气密阀门组件包括气密阀体、磁吸密封柱、气密弹簧；气密弹簧的两端分别固定安装在耐压气缸和气密阀体上；磁吸密封柱磁吸附在气密阀体上，用于气密阀体通气模式和密闭模式的转换。
进一步地，弧形转换装置包括转换电推杆、转换舵机、第一转换滑座、第二转换滑座、弧形半圆支撑臂、正循环泥浆泵；转换电推杆固定安装在弧形半圆支撑臂上；第二转换滑座固定安装在转换电推杆上；转换舵机固定安装在第二转换滑座上；第一转换滑座铰接在转换舵机上，同时第一转换滑座还铰接在第二转换滑座上；正循环泥浆泵固定安装在弧形半圆支撑臂上；弧形半圆支撑臂固定安装在移动驾驶舱上。
进一步地，吸附探测装置包括探测电推杆、探测支撑座、探测回收电机、探测线缆、探测吸附电机、探测扫描仪、探测吸附爪；探测电推杆固定安装在弧形半圆支撑臂上；探测支撑座固定安装在探测电推杆上；探测回收电机固定安装在探测支撑座上；探测线缆的两端分别固定安装在探测扫描仪和移动驾驶舱上，同时探测线缆还缠绕在探测回收电机的输出轴上；探测吸附电机固定安装在探测扫描仪上；探测吸附爪铰接在探测吸附电机上。
进一步地，旋挖钻孔装置包括旋挖直线电机、液压油泵、环形液压油箱、液压油缸、液压柱塞、旋挖电机、旋挖钻杆、旋挖钻头；旋挖直线电机滑动安装在第一转换滑座上；液压油泵固定安装在环形液压油箱上；环形液压油箱固定安装在旋挖直线电机上；液压油缸固定安装在旋挖直线电机上，同时液压油缸还与液压油泵固定连接；液压柱塞滑动安装在液压油缸上；旋挖电机固定安装在液压柱塞上；旋挖钻杆铰接在旋挖电机上；旋挖钻头固定安装在旋挖钻杆上。
进一步地，旋挖钻头包括旋挖挖掘齿、旋挖收集口、泥土收集箱；旋挖挖掘齿固定安装在泥土收集箱上；泥土收集箱上还设置有旋挖收集口。
进一步地，正循环钻孔装置包括正循环进给电机、主动齿轮、从动齿轮、正循环螺杆、正循环泥浆管、正循环直线电机、正循环旋进电机、正循环钻杆、正循环钻头；正循环进给电机固定安装在正循环直线电机上；正循环直线电机滑动安装在第一转换滑座上；主动齿轮铰接在正循环进给电机上；从动齿轮铰接在正循环直线电机上；正循环螺杆上的外螺纹和从动齿轮上的内螺纹构成螺纹副，同时正循环螺杆还通过导杆滑动安装在正循环直线电机上；正循环泥浆管穿过正循环螺杆、正循环旋进电机和正循环钻杆的轴心，与正循环钻头上的轴心空腔固定连接；正循环旋进电机固定安装在正循环螺杆上；正循环钻杆铰接在正循环旋进电机上；正循环钻头固定安装在正循环钻杆上。
进一步地，移动驾驶装置包括移动底盘、移动发电机、移动驾驶舱、转位电机、移动电动轮、移动履带；转位电机固定安装在移动底盘上；移动驾驶舱铰接在转位电机上；移动发电机固定安装在移动底盘上，移动发电机用于发电驱动移动电动轮转动；移动电动轮铰接在移动底盘上，同时移动电动轮通过导线与移动发电机固定连接；移动履带上的齿槽与移动电动轮上的齿构成啮合副。
本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）弧形转换装置，通过转换电推杆的伸缩以及转换舵机的转动，来实现不同钻孔装置之间的转换功能，同时还通过弧形半圆支撑臂上正循环泥浆泵的运输，来实现泥浆的正循环功能。（2）冲击夯实装置，通过气密阀门组件上磁吸密封柱的离合，来实现夯实模式和冲击钻模式的转换，再通过冲夯组件的冲击钻头的冲击和夯实接触头的伸缩，来实现孔的冲击和夯实功能。（3）吸附探测装置，通过探测吸附爪将探测扫描仪吸附在不同钻孔装置上的钻杆上，来实现吸附探测功能。
附图说明
图1为本发明本发明实施例的工作状态的总装结构示意图。
图2为本发明旋挖钻孔装置的结构示意图。
图3为本发明旋挖钻头的结构示意图。
图4为本发明吸附探测装置的结构示意图。
图5为本发明冲击夯实装置的结构示意图。
图6为本发明冲夯组件的结构示意图一。
图7为本发明冲夯组件的结构示意图二。
图8为本发明气密阀门组件的结构示意图。
图9为本发明正循环钻孔装置的结构示意图。
图10为本发明弧形转换装置的结构示意图。
图11为本发明弧形转换装置的结构示意图。
图中：1-旋挖钻孔装置；2-吸附探测装置；3-冲击夯实装置；4-正循环钻孔装置；5-弧形转换装置；6-移动驾驶装置；101-旋挖直线电机；102-液压油泵；103-环形液压油箱；104-液压油缸；105-液压柱塞；106-旋挖电机；107-旋挖钻杆；108-旋挖钻头；10801-旋挖挖掘齿；10802-旋挖收集口；10803-泥土收集箱；201-探测电推杆；202-探测支撑座；203-探测回收电机；204-探测线缆；205-探测吸附电机；206-探测扫描仪；207-探测吸附爪；301-压缩气泵；302-气体输送管；303-第一冲击回收电机；304-冲击回收钢索；305-第二冲击回收电机；306-出气接头；307-固定销；308-冲击支撑座；309-冲夯组件；310-气密阀门组件；311-耐压气缸；312-冲击直线电机；30901-冲击钻杆；30902-夯实接触头；30903-冲击钻头；30904-夯实气缸；30905-夯实柱塞；30906-夯实弹簧；31001-气密阀体；31002-磁吸密封柱；31003-气密弹簧；401-正循环进给电机；402-主动齿轮；403-从动齿轮；404-正循环螺杆；405-正循环泥浆管；406-正循环直线电机；407-正循环旋进电机；408-正循环钻杆；409-正循环钻头；501-转换电推杆；502-转换舵机；503-第一转换滑座；504-第二转换滑座；505-弧形半圆支撑臂；506-正循环泥浆泵；601-移动底盘；602-移动发电机；603-移动驾驶舱；604-转位电机；605-移动电动轮；606-移动履带。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
图1至图11为本发明的优选实施例。
如图1所示，弧形转换装置5上固定安装有旋挖钻孔装置1、吸附探测装置2、冲击夯实装置3、正循环钻孔装置4，所述弧形转换装置5通过转换电推杆501的伸缩以及转换舵机502的转动，来用于旋挖钻孔装置1、冲击夯实装置3和正循环钻孔装置4之间的转换，同时还通过弧形半圆支撑臂505上正循环泥浆泵506对泥浆的输送，来用于泥浆的正循环输入，所述旋挖钻孔装置1通过液压油缸104中的液压油带动液压柱塞105伸缩，来用于旋挖钻头108的升降，同时还通过旋挖电机106的旋转，来用于带动旋挖钻头108转动挖掘，所述吸附探测装置2通过探测吸附爪207吸附在旋挖钻孔装置1、冲击夯实装置3和正循环钻孔装置4上，使得探测扫描仪206跟随升降，来用于对孔的探测扫描，所述冲击夯实装置3通过气密阀门组件310上磁吸密封柱31002的离合，来用于夯实模式和冲击钻模式之间的转换，再通过冲夯组件309的冲击钻头30903的冲击和夯实接触头30902的伸缩，来用于对孔的冲击和夯实功能，所述正循环钻孔装置4通过正循环螺杆404的升降，来用于正循环钻头409的升降，还通过正循环旋进电机407的转动，来用于带动正循环钻头409转动钻进；移动驾驶装置6上固定安装有弧形转换装置5，所述移动驾驶装置6通过移动电动轮605带动移动履带606转动，来用于移动驾驶装置6的移动。
如图2所示，在旋挖钻孔装置1中，旋挖直线电机101滑动安装在第一转换滑座503上；液压油泵102固定安装在环形液压油箱103上；环形液压油箱103固定安装在旋挖直线电机101上；液压油缸104固定安装在旋挖直线电机101上，同时液压油缸104还与液压油泵102固定连接；液压柱塞105滑动安装在液压油缸104上；旋挖电机106固定安装在液压柱塞105上；旋挖钻杆107铰接在旋挖电机106上；旋挖钻头108固定安装在旋挖钻杆107上。
如图3所示，在旋挖钻头108中，旋挖挖掘齿10801固定安装在泥土收集箱10803上；泥土收集箱10803上还设置有旋挖收集口10802。
如图4所示，在吸附探测装置2中，探测电推杆201固定安装在弧形半圆支撑臂505上；探测支撑座202固定安装在探测电推杆201上；探测回收电机203固定安装在探测支撑座202上；探测线缆204的两端分别固定安装在探测扫描仪206和移动驾驶舱603上，同时探测线缆204还缠绕在探测回收电机203的输出轴上；探测吸附电机205固定安装在探测扫描仪206上；探测吸附爪207铰接在探测吸附电机205上。
如图5所示，在冲击夯实装置3中，冲击支撑座308固定安装在冲击直线电机312上；冲击直线电机312滑动安装在第一转换滑座503上；压缩气泵301固定安装在冲击直线电机312上；气体输送管302的两端分别固定安装在压缩气泵301和出气接头306上，同时气体输送管302还缠绕在第一冲击回收电机303的输出轴上；第一冲击回收电机303固定安装在冲击直线电机312上；冲击回收钢索304的两端分别固定安装在第二冲击回收电机305的输出轴和出气接头306上，同时冲击回收钢索304还缠绕在第二冲击回收电机305的输出轴上；第二冲击回收电机305固定安装在冲击支撑座308上；耐压气缸311通过固定销307固定安装在出气接头306上；冲夯组件309滑动安装在耐压气缸311上，同时冲夯组件309还固定安装在气密阀门组件310上；气密阀门组件310固定安装在耐压气缸311上。
如图6和图7所示，在冲夯组件309中，冲击钻杆30901滑动安装在耐压气缸311上，同时冲击钻杆30901还固定安装在气密阀体31001上；冲击钻头30903固定安装在冲击钻杆30901上；夯实气缸30904固定安装在冲击钻杆30901上；夯实柱塞30905滑动安装在夯实气缸30904上；夯实弹簧30906的两端分别固定安装在夯实气缸30904和夯实柱塞30905上；夯实接触头30902固定安装在夯实柱塞30905上。
如图8所示，在气密阀门组件310中，气密弹簧31003的两端分别固定安装在耐压气缸311和气密阀体31001上；磁吸密封柱31002磁吸附在气密阀体31001上，用于气密阀体31001通气模式和密闭模式的转换。
如图9所示，在正循环钻孔装置4中，正循环进给电机401固定安装在正循环直线电机406上；正循环直线电机406滑动安装在第一转换滑座503上；主动齿轮402铰接在正循环进给电机401上；从动齿轮403铰接在正循环直线电机406上；正循环螺杆404上的外螺纹和从动齿轮403上的内螺纹构成螺纹副，同时正循环螺杆404还通过导杆滑动安装在正循环直线电机406上；正循环泥浆管405穿过正循环螺杆404、正循环旋进电机407和正循环钻杆408的轴心，与正循环钻头409上的轴心空腔固定连接；正循环旋进电机407固定安装在正循环螺杆404上；正循环钻杆408铰接在正循环旋进电机407上；正循环钻头409固定安装在正循环钻杆408上。
如图10所示，在弧形转换装置5中，转换电推杆501固定安装在弧形半圆支撑臂505上；第二转换滑座504固定安装在转换电推杆501上；转换舵机502固定安装在第二转换滑座504上；第一转换滑座503铰接在转换舵机502上，同时第一转换滑座503还铰接在第二转换滑座504上；正循环泥浆泵506固定安装在弧形半圆支撑臂505上；弧形半圆支撑臂505固定安装在移动驾驶舱603上。
如图11所示，在移动驾驶装置6中，转位电机604固定安装在移动底盘601上；移动驾驶舱603铰接在转位电机604上；移动发电机602固定安装在移动底盘601上，移动发电机602用于发电驱动移动电动轮605转动；移动电动轮605铰接在移动底盘601上，同时移动电动轮605通过导线与移动发电机602固定连接；移动履带606上的齿槽与移动电动轮605上的齿构成啮合副。
本发明的工作原理：图1给出了本发明的使用方式和对应的场景，钻机钻进过程的姿态，由吸附探测装置2、冲击夯实装置3和弧形转换装置5决定，吸附探测装置2的姿态由弧形转换装置5的姿态决定，冲击夯实装置3的姿态由弧形转换装置5的姿态决定，因此弧形转换装置5是过程中姿态控制的核心所在。
以实施例一为例，先通过移动驾驶装置6带动整体移动到预定位置，使得弧形转换装置5上弧形半圆支撑臂505的圆心，与需要打孔或打竖井的位置对齐，随后根据地质的情况，再通过弧形转换装置5驱动旋挖钻孔装置1、冲击夯实装置3或正循环钻孔装置4对应前伸；当遇见灰土层、自来水管、热力管道时，优先采用旋挖钻孔装置1作业；当遇见坚硬的土层或障碍物时，优先采用冲击夯实装置3进行作业；当遇见黏土层和砂类土层时，优先采用正循环钻孔装置4进行作业；当需要对孔和竖井内壁进行夯实时，通过冲击夯实装置3进行夯实作业，来实现预防坍塌的功能；在钻进作业时，吸附探测装置2通过探测吸附爪207吸附在旋挖钻孔装置1、冲击夯实装置3或正循环钻孔装置4的相应位置处，从而跟随钻进，来实现实时探测功能。
具体的，如图2、图3所示，当遇见灰土层、自来水管、热力管道时，旋挖直线电机101带动旋挖钻头108向下进入到预定位置，此时，开启液压油泵102，液压油泵102带动环形液压油箱103中的液压油进入到液压油缸104中，使得液压油缸104内部压力变大，从而推动液压柱塞105向下运动，液压柱塞105带动旋挖钻杆107和旋挖钻头108向下运动，来实现旋挖钻头108的竖直进给功能；旋挖电机106驱动旋挖钻杆107转动，旋挖钻杆107带动旋挖钻头108转动，旋挖钻头108上的旋挖挖掘齿10801绕泥土收集箱10803的中心轴公转，此时旋挖钻头108旋转向下运动，旋挖挖掘齿10801会将旋挖出来的土，通过旋挖收集口10802收集到泥土收集箱10803中，来实现旋转挖掘功能；当旋挖完毕后，液压油泵102带动液压油回流到环形液压油箱103中的中，使得液压油缸104中压力减小，液压柱塞105带动旋挖钻杆107和旋挖钻头108回升，来实现作业停止后的回收功能。
如图4所示，探测电推杆201前伸，探测吸附电机205驱动探测吸附爪207张开，随后手动将探测吸附爪207放置在旋挖钻杆107、冲击钻杆30901或正循环钻杆408上，再通过探测吸附电机205驱动探测吸附爪207收缩，使得探测吸附爪207磁吸附在旋挖钻杆107、冲击钻杆30901或正循环钻杆408上，来实现吸附功能；当旋挖钻杆107、冲击钻杆30901或正循环钻杆408下降进给时，探测吸附爪207带动探测扫描仪206下降进给，探测扫描仪206通过测线缆将探测数据回传，从而实现探测功能；当探测完毕后，探测吸附电机205驱动探测吸附爪207张开，探测支撑座202上的探测回收电机203驱动探测线缆204缠绕在探测回收电机203的输出轴上，探测线缆204带动探测扫描仪206回收，来实现回收功能。
如图5、图6、图7和图8所示，冲击直线电机312带动冲击支撑座308下降，冲击支撑座308带动冲夯组件309下降，从而到达预定位置，来实现冲夯组件309的竖直进给功能；当遇见坚硬的土层或障碍物时，第一冲击回收电机303转动带动缠绕的气体输送管302放出，第二冲击回收电机305转动带动缠绕的冲击回收钢索304放出，同时压缩气泵301将压缩空气通过气体输送管302输入到耐压气缸311中，耐压气缸311中的压强会使气密阀门组件310上的气密阀体31001和磁吸密封柱31002下移，气密阀体31001带动冲夯组件309上的冲击钻杆30901和冲击钻头30903下移，随后压缩气泵301将压缩空气从耐压气缸311中抽出，气密弹簧31003带动气密阀体31001回弹上升，气密阀体31001带动冲击钻杆30901和冲击钻头30903上升，从而实现冲击钻杆30901和冲击钻头30903的上下往复运动，来实现对土层的冲击钻进功能；当孔或竖井内壁需要夯实加固时，先将磁吸密封柱31002从气密阀体31001上拔下，随后第一冲击回收电机303转动带动缠绕的气体输送管302放出，第二冲击回收电机305转动带动缠绕的冲击回收钢索304放出，使得冲夯组件309和气密阀门组件310下降，此时，压缩气泵301将压缩空气排入到耐压气缸311中，压缩气体会从气密阀体31001中心通孔中进入到冲击钻杆30901内部空腔中，压缩空气会使在夯实气缸30904中滑动，夯实柱塞30905带动夯实接触头30902伸缩，使得夯实接触头30902不断拍打孔或竖井的内壁，此时压缩气泵301再将压缩空气从耐压气缸311中抽出，夯实弹簧30906带动夯实柱塞30905和夯实接触头30902回弹，从而实现夯实接触头30902的往复拍打夯实功能；第一冲击回收电机303和第二冲击回收电机305转动，带动气体输送管302和冲击回收钢索304分别缠绕在第一冲击回收电机303和第二冲击回收电机305的输出上，气体输送管302和冲击回收钢索304带动出气接头306上升，出气接头306通过固定销307带动气密阀门组件310上升，气密阀门组件310带动冲夯组件309上升，来实现回收功能。
如图9所示，当需要应对黏土层和砂类土层时，正循环直线电机406带动正循环钻杆408和正循环钻头409下降，从而到达预定位置；正循环进给电机401驱动主动齿轮402转动，主动齿轮402带动从动齿轮403转动，从动齿轮403带动正循环螺杆404在正循环直线电机406上向下运动，正循环螺杆404带动正循环钻杆408和正循环钻头409向下运动，来实现竖直进给功能；正循环旋进电机407驱动正循环钻杆408转动，正循环钻杆408带动正循环钻头409转动，使得正循环钻头409旋转向下钻进，从而实现旋转钻进功能；正循环泥浆管405将泥浆不断的输送到正循环钻头409中，再从正循环钻头409上排出到钻进部位，来实现泥浆的灌入，随着泥浆的不断灌入，泥浆带动钻进处出的泥土砂石，在孔或竖井中上升，从而排出到挖好的泥浆池中。
如图10所示，当需要使用相应的装置时，相应的转换电推杆501推动第二转换滑座504前伸，转换舵机502带动第一转换滑座503转动，使得第一转换滑座503从水平翻转为竖直状态，来完成第一转换滑座503和第二转换滑座504的对接，其余两个转换电推杆501会带动相应的第二转换滑座504前伸回缩，从而实现旋挖钻孔装置1、冲击夯实装置3和正循环钻孔装置4之间的转换功能；弧形半圆支撑臂505上固定安装的正循环泥浆泵506用于将泥浆池中的泥浆循环吸出到正循环钻孔装置4中，来实现泥浆的正循环功能。
如图11所示，移动发电机602启动发电，来驱动转位电机604和移动电动轮605转动，移动电动轮605转动带动移动履带606转动，转位电机604转动带动移动驾驶舱603转位，从而实现移动和转位功能。
本发明不局限上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种自走式多功能钻机，包括旋挖钻孔装置（1）、吸附探测装置（2）、冲击夯实装置（3）、正循环钻孔装置（4）、弧形转换装置（5）、移动驾驶装置（6），其特征在于：弧形转换装置（5）上固定安装有旋挖钻孔装置（1）、吸附探测装置（2）、冲击夯实装置（3）、正循环钻孔装置（4），所述弧形转换装置（5）通过转换电推杆（501）的伸缩以及转换舵机（502）的转动，来用于旋挖钻孔装置（1）、冲击夯实装置（3）和正循环钻孔装置（4）之间的转换，同时还通过弧形半圆支撑臂（505）上正循环泥浆泵（506）对泥浆的输送，来用于泥浆的正循环输入，所述旋挖钻孔装置（1）通过液压油缸（104）中的液压油带动液压柱塞（105）伸缩，来用于旋挖钻头（108）的升降，同时还通过旋挖电机（106）的旋转，来用于带动旋挖钻头（108）转动挖掘，所述吸附探测装置（2）通过探测吸附爪（207）吸附在旋挖钻孔装置（1）、冲击夯实装置（3）和正循环钻孔装置（4）上，使得探测扫描仪（206）跟随升降，来用于对孔的探测扫描，所述冲击夯实装置（3）通过气密阀门组件（310）上磁吸密封柱（31002）的离合，来用于夯实模式和冲击钻模式之间的转换，再通过冲夯组件（309）的冲击钻头（30903）的冲击和夯实接触头（30902）的伸缩，来用于对孔的冲击和夯实功能，所述正循环钻孔装置（4）通过正循环螺杆（404）的升降，来用于正循环钻头（409）的升降，还通过正循环旋进电机（407）的转动，来用于带动正循环钻头（409）转动钻进；移动驾驶装置（6）上固定安装有弧形转换装置（5），所述移动驾驶装置（6）通过移动电动轮（605）带动移动履带（606）转动，来用于移动驾驶装置（6）的移动；冲击夯实装置（3）还包括压缩气泵（301）、气体输送管（302）、第一冲击回收电机（303）、冲击回收钢索（304）、第二冲击回收电机（305）、出气接头（306）、固定销（307）、冲击支撑座（308）、冲夯组件（309）、气密阀门组件（310）、耐压气缸（311）、冲击直线电机（312）；冲击支撑座（308）固定安装在冲击直线电机（312）上；冲击直线电机（312）滑动安装在第一转换滑座（503）上；压缩气泵（301）固定安装在冲击直线电机（312）上；气体输送管（302）的两端分别固定安装在压缩气泵（301）和出气接头（306）上，同时气体输送管（302）还缠绕在第一冲击回收电机（303）的输出轴上；第一冲击回收电机（303）固定安装在冲击直线电机（312）上；冲击回收钢索（304）的两端分别固定安装在第二冲击回收电机（305）的输出轴和出气接头（306）上，同时冲击回收钢索（304）还缠绕在第二冲击回收电机（305）的输出轴上；第二冲击回收电机（305）固定安装在冲击支撑座（308）上；耐压气缸（311）通过固定销（307）固定安装在出气接头（306）上；冲夯组件（309）滑动安装在耐压气缸（311）上，同时冲夯组件（309）还固定安装在气密阀门组件（310）上；气密阀门组件（310）固定安装在耐压气缸（311）上；冲夯组件（309）还包括冲击钻杆（30901）、夯实接触头（30902）、冲击钻头（30903）、夯实气缸（30904）、夯实柱塞（30905）、夯实弹簧（30906）；冲击钻杆（30901）滑动安装在耐压气缸（311）上，同时冲击钻杆（30901）还固定安装在气密阀体（31001）上；冲击钻头（30903）固定安装在冲击钻杆（30901）上；夯实气缸（30904）固定安装在冲击钻杆（30901）上；夯实柱塞（30905）滑动安装在夯实气缸（30904）上；夯实弹簧（30906）的两端分别固定安装在夯实气缸（30904）和夯实柱塞（30905）上；夯实接触头（30902）固定安装在夯实柱塞（30905）上；气密阀门组件（310）还包括气密阀体（31001）、磁吸密封柱（31002）、气密弹簧（31003）；气密弹簧（31003）的两端分别固定安装在耐压气缸（311）和气密阀体（31001）上；磁吸密封柱（31002）磁吸附在气密阀体（31001）上，用于气密阀体（31001）通气模式和密闭模式的转换。
2.如权利要求1所述的一种自走式多功能钻机，其特征在于：弧形转换装置（5）包括转换电推杆（501）、转换舵机（502）、第一转换滑座（503）、第二转换滑座（504）、弧形半圆支撑臂（505）、正循环泥浆泵（506）；转换电推杆（501）固定安装在弧形半圆支撑臂（505）上；第二转换滑座（504）固定安装在转换电推杆（501）上；转换舵机（502）固定安装在第二转换滑座（504）上；第一转换滑座（503）铰接在转换舵机（502）上，同时第一转换滑座（503）还铰接在第二转换滑座（504）上；正循环泥浆泵（506）固定安装在弧形半圆支撑臂（505）上；弧形半圆支撑臂（505）固定安装在移动驾驶舱（603）上。
3.如权利要求2所述的一种自走式多功能钻机，其特征在于：吸附探测装置（2）包括探测电推杆（201）、探测支撑座（202）、探测回收电机（203）、探测线缆（204）、探测吸附电机（205）、探测扫描仪（206）、探测吸附爪（207）；探测电推杆（201）固定安装在弧形半圆支撑臂（505）上；探测支撑座（202）固定安装在探测电推杆（201）上；探测回收电机（203）固定安装在探测支撑座（202）上；探测线缆（204）的两端分别固定安装在探测扫描仪（206）和移动驾驶舱（603）上，同时探测线缆（204）还缠绕在探测回收电机（203）的输出轴上；探测吸附电机（205）固定安装在探测扫描仪（206）上；探测吸附爪（207）铰接在探测吸附电机（205）上。
4.如权利要求3所述的一种自走式多功能钻机，其特征在于：旋挖钻孔装置（1）包括旋挖直线电机（101）、液压油泵（102）、环形液压油箱（103）、液压油缸（104）、液压柱塞（105）、旋挖电机（106）、旋挖钻杆（107）、旋挖钻头（108）；旋挖直线电机（101）滑动安装在第一转换滑座（503）上；液压油泵（102）固定安装在环形液压油箱（103）上；环形液压油箱（103）固定安装在旋挖直线电机（101）上；液压油缸（104）固定安装在旋挖直线电机（101）上，同时液压油缸（104）还与液压油泵（102）固定连接；液压柱塞（105）滑动安装在液压油缸（104）上；旋挖电机（106）固定安装在液压柱塞（105）上；旋挖钻杆（107）铰接在旋挖电机（106）上；旋挖钻头（108）固定安装在旋挖钻杆（107）上。
5.如权利要求4所述的一种自走式多功能钻机，其特征在于：旋挖钻头（108）包括旋挖挖掘齿（10801）、旋挖收集口（10802）、泥土收集箱（10803）；旋挖挖掘齿（10801）固定安装在泥土收集箱（10803）上；泥土收集箱（10803）上还设置有旋挖收集口（10802）。
6.如权利要求5所述的一种自走式多功能钻机，其特征在于：正循环钻孔装置（4）包括正循环进给电机（401）、主动齿轮（402）、从动齿轮（403）、正循环螺杆（404）、正循环泥浆管（405）、正循环直线电机（406）、正循环旋进电机（407）、正循环钻杆（408）、正循环钻头（409）；正循环进给电机（401）固定安装在正循环直线电机（406）上；正循环直线电机（406）滑动安装在第一转换滑座（503）上；主动齿轮（402）铰接在正循环进给电机（401）上；从动齿轮（403）铰接在正循环直线电机（406）上；正循环螺杆（404）上的外螺纹和从动齿轮（403）上的内螺纹构成螺纹副，同时正循环螺杆（404）还通过导杆滑动安装在正循环直线电机（406）上；正循环泥浆管（405）穿过正循环螺杆（404）、正循环旋进电机（407）和正循环钻杆（408）的轴心，与正循环钻头（409）上的轴心空腔固定连接；正循环旋进电机（407）固定安装在正循环螺杆（404）上；正循环钻杆（408）铰接在正循环旋进电机（407）上；正循环钻头（409）固定安装在正循环钻杆（408）上。
7.如权利要求6所述的一种自走式多功能钻机，其特征在于：移动驾驶装置（6）包括移动底盘（601）、移动发电机（602）、移动驾驶舱（603）、转位电机（604）、移动电动轮（605）、移动履带（606）；转位电机（604）固定安装在移动底盘（601）上；移动驾驶舱（603）铰接在转位电机（604）上；移动发电机（602）固定安装在移动底盘（601）上，移动发电机（602）用于发电驱动移动电动轮（605）转动；移动电动轮（605）铰接在移动底盘（601）上，同时移动电动轮（605）通过导线与移动发电机（602）固定连接；移动履带（606）上的齿槽与移动电动轮（605）上的齿构成啮合副。
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| 旋挖钻机与冲击钻机组合在嵌岩桩施工中的应用;潘永胜;;山西建筑(07);第70-71页 * |
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| CN117248823A (zh) | 2023-12-19 |
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