CN117283724A - 构造柱植筋钻孔工具及其钻孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工辅助装置的技术领域，公开了构造柱植筋钻孔工具及其钻孔方法，包括基座、安装台与安装架，安装台活动设置在基座上，安装架活动设置在安装台上，安装架中安装有伺服电机，伺服电机的输出端连接有钻杆组件，波纹管的端面连接有连接块，钻杆组件穿过波纹管与连接块，连接块中接通有集尘机构，安装架中还安装有控制模块与传感模块，控制模块与传感模块电连接，控制模块与伺服电机电连接。本发明通过设置钻杆组件，钻杆组件可进行调节，从而便于根据需求，调节钻杆组件的大小，适应不同需求的钻孔孔径；本发明通过设置控制模块与传感模块，感应钻孔声音，从而可自动的对钻杆组件进行保护，防止钻杆组件的损坏。

Description

构造柱植筋钻孔工具及其钻孔方法

技术领域

本发明涉及建筑施工辅助装置的技术领域，公开了构造柱植筋钻孔工具及其钻孔方法。

背景技术

植筋又叫种筋，是建筑结构抗震加固工程上的一种常用的利用结构胶锁键握紧力作用连接技术，在结构植筋加固与重型荷载紧固一类的施工中应用广泛。植筋的一般流程是在混凝土、墙体岩石等基材上钻孔，然后注入高强植筋胶，再插入钢筋或型材，胶固化后将钢筋与基材粘接为一体，是建筑加固补强行业中较为常用的一种建筑工程技术。构造柱是指在砌体房屋墙体的规定部位，按构造配筋、并按先砌墙后浇灌混凝土柱的施工顺序制成的混凝土柱。

目前在进行砌体构造柱顶部植筋这样的施工时，必须靠工人站在脚手架上进行施工，而且工人在施工时为了提高植筋效果并增加植筋后植筋部位的牢固性，因此必须将头仰起观察待施工位置、砌体构造柱的对应关系，从而保证施工时的准确性。而工人站在脚手架上，将头仰起，施工过程中掉落的碎渣容易击中工人，造成安全隐患，且在施工过程中，无法根据实际需求，调节钻孔的孔径，使得工人需要不断更换钻杆组件，从而实现不同孔径的钻孔需求，导致效率的低下。

如中国实用新型专利CN209062197U，公开了一种带有接渣接灰装置的构造柱植筋钻孔装置，该构造柱植筋钻孔装置包括支撑装置，在支撑装置的上方分别设置有支撑杆、压力手持杆、连接杆、工作杆和螺栓，其中，支撑杆和工作杆通过压力手持杆和连接杆以及螺栓活动连接成四连杆装置，该四连杆装置的支撑杆与工作杆平行，在工作杆的顶部安装有电钻，电钻电连接电机；在工作杆的中部活动安装有接渣接灰装置。该实用新型不需要工人爬上扶梯进行高空钻孔操作，安全性高，操作方便；接渣接灰装置降低钻孔粉尘对工人健康的影响；能够很容易的将构造柱上部钢筋孔钻好，钻孔深度满足规范要求，操作过程中一人即可施工，大大地降低了人力，可以有效地提高生产效率。

上述的构造柱植筋钻孔装置通过设置接渣接灰装置，降低钻孔粉尘对工人健康的影响，同时不需要工人爬上扶梯进行高空钻孔操作，安全性高，然而却无法根据实际需求，对钻孔的孔径进行调节，从而在钻孔过程中，需要不断的根据需求，更换钻杆组件，导致钻孔效率的低下。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供构造柱植筋钻孔工具及其钻孔方法，可无需工人攀爬楼梯进行高空钻孔作业，安全性高，同时可根据实际需求，对钻孔的孔径进行调节，适应性强。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：

构造柱植筋钻孔工具，包括基座、安装台与安装架，安装台活动设置在基座上，安装架活动设置在安装台上，安装架中安装有伺服电机，伺服电机的输出端连接有钻杆组件，安装架上卡扣连接有波纹管，波纹管的端面连接有连接块，钻杆组件穿过波纹管与连接块，连接块中接通有集尘机构，安装架中还安装有控制模块与传感模块，控制模块与传感模块电连接，控制模块与伺服电机电连接。

进一步地，传感模块包括声音采集器、声音辨别组件以及报警器，声音采集器与声音辨别组件电连接，声音辨别组件与控制模块电连接，控制模块为PLC控制器。

进一步地，钻杆组件包括钻头、辅助板、杆体、内杆与钻杆基座，钻头与辅助板固接，辅助板与杆体固接，杆体与钻杆基座固接，杆体中活动设置有多个辅助钻杆块，内杆设置在杆体内部，内杆固定在辅助板与钻杆基座之间。

进一步地，内杆上滑动安装有移动块，移动块位于杆体内部，移动块与辅助钻杆块活动连接，钻杆基座上均匀安装有多个微型气缸，微型气缸的伸缩端连接有滑行块，滑行块与移动块固接，杆体上均匀开设有多个第一滑槽与多个第二滑槽，第一滑槽与第二滑槽一一对应，滑行块滑动设置在第一滑槽中，辅助钻杆块活动设置在第二滑槽中，辅助钻杆块的端部设有延伸块，延伸块与杆体之间抵接有复位弹簧。

进一步地，连接块上呈环形阵列设置有多个通孔，连接块的侧面贯通设有集尘口，集尘口与通孔相通，集尘机构与集尘口接通。

进一步地，集尘机构包括集尘软管、引风机、出尘软管、集尘水箱，集尘软管的一端与集尘口接通，集尘软管的另一端接入引风机的引风端，引风机的出尘端接通有出尘软管，出尘软管接入集尘水箱中，集尘水箱活动设置在安装架中。

进一步地，基座的底部四周安装有万向轮与第一气缸，第一气缸的伸缩端连接有防滑垫，基座的侧面安装有推手，基座上安装有框架，框架与安装台之间活动设有剪力架，剪力架通过第二气缸升降。

进一步地，安装台上固定有第二直线电机，第二直线电机呈纵向设置，第二直线电机上活动设置有第一直线电机，第一直线电机呈横向设置，安装架活动设置在第一直线电机上。

本发明还公开了构造柱植筋钻孔方法，该钻孔方法包括以下步骤：

S1、调整，调节安装架的位置，通过移动整个钻孔工具至构造柱周围，根据需求控制剪力架，带动安装台升降，并根据实际需求，控制第一直线电机与第二直线电机活动，调节安装架的位置，完成对钻杆组件位置的调节；

S2、钻孔，控制伺服电机启动，带动钻杆组件转动，根据所需的孔径大小，调节钻杆组件，实现对构造柱的钻孔工作；

S201、集尘，在进行S2中，产生碎屑，控制集尘机构启动，通过引风机启动，使得集尘软管产生引力，通过连接块吸附碎屑，并传递至集尘水箱中统一收集；

S202、防护，在进行S2中，声音采集器采集钻杆组件的钻孔声音，并将采集的声音通过声音辨别组件进行分析，并根据预设的声音阈值进行判定，传递指令给控制模块，通过控制模块控制伺服电机；

S3、归位，钻孔结束后，调节安装架的位置，清理集尘机构，通过控制剪力架、第一直线电机与第二直线电机调节安装架的位置，关闭伺服电机与引风机，拉出集尘水箱，对其进行清洁。

进一步地，在S202中，预设的阈值包括：

阈值a-b，阈值a-b为正常钻取混凝土面时所产生的声响；

阈值b-c，阈值b-c为钻取到钢筋或其他金属材质时所产生的声响；

若声音辨别组件判断钻杆组件时产生的声响为阈值a-b，则伺服电机正常转动，控制钻杆组件持续钻孔；

若声音辨别组件判断钻杆组件时产生的声响为阈值b-c，则声音辨别组件将判定结构传递至控制模块，控制模块控制伺服电机关闭，使得钻杆组件停止钻孔。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果：

1、本发明通过将安装台活动设置在基座，便于对安装台进行调节，同时通过将安装架活动设置在安装台上，便于对安装架调节，实现安装架以及设置在安装架中的钻杆组件的多位置调节，从而便于钻孔工作的进行；

2、本发明通过设置钻杆组件，钻杆组件可进行调节，从而便于根据需求，调节钻杆组件的大小，适应不同需求的钻孔孔径；

3、本发明通过设置集尘机构，便于在钻孔过程中，收集碎屑，防止碎屑四处飞扬；

4、本发明通过设置控制模块与传感模块，感应钻孔声音，从而可自动的对钻杆组件进行保护，防止钻杆组件的损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制，图中所示的箭头表示整个清理装置的运行方向。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中安装架与钻杆组件的连接示意图；

图3为本发明中基座、剪力架与安装台的连接示意图；

图4为本发明中连接块的结构示意图；

图5为本发明中钻杆组件的剖面示意图；

图6为本发明中钻杆组件的外表面示意图；

图7为本发明中图5的A处放大示意图。

附图标记：

1-基座，101-万向轮，102-第一气缸，103-防滑垫，104-推手，2-剪力架，201-第二气缸，202-框架，3-安装台，4-安装架，5-波纹管，6-连接块，601-通孔，602-集尘口，7-钻杆组件，701-钻头，702-辅助板，703-杆体，704-辅助钻杆块，705-移动块，706-内杆，707-钻杆基座，708-微型气缸，709-滑行块，7010-复位弹簧，7011-第一滑槽，7012-第二滑槽，7013-延伸块，8-伺服电机，9-控制模块，10-传感模块，11-集尘软管，12-引风机，13-出尘软管，14-集尘水箱，15-第一直线电机，16-第二直线电机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

参阅图1-7：构造柱植筋钻孔工具，包括基座1、安装台3与安装架4，安装台3活动设置在基座1上，安装架4活动设置在安装台3上，安装架4中安装有伺服电机8，伺服电机8的输出端连接有钻杆组件7，安装架4上卡扣连接有波纹管5，波纹管5的端面连接有连接块6，钻杆组件7穿过波纹管5与连接块6，连接块6中接通有集尘机构，安装架4中还安装有控制模块9与传感模块10，控制模块9与传感模块10电连接，控制模块9与伺服电机8电连接。

在实际使用中，通过将安装台3活动设置在基座1，便于对安装台3进行调节，同时通过将安装架4活动设置在安装台3上，便于对安装架4调节，实现安装架4以及设置在安装架4中的钻杆组件7的多位置调节，从而便于钻孔工作的进行；通过设置钻杆组件7，钻杆组件7可进行调节，从而便于根据需求，调节钻杆组件7的大小，适应不同需求的钻孔孔径；通过设置集尘机构，便于在钻孔过程中，收集碎屑，防止碎屑四处飞扬；通过设置控制模块9与传感模块10，感应钻孔声音，从而可自动的对钻杆组件7进行保护，防止钻杆组件7的损坏。

其中，波纹管5可在钻杆组件7持续深入钻孔时，进行压缩，从而适应钻杆组件7的钻孔工作。

本实施例中，传感模块10包括声音采集器、声音辨别组件以及报警器，声音采集器与声音辨别组件电连接，声音辨别组件与控制模块9电连接，控制模块9为PLC控制器；具体的，在钻杆组件7进行钻孔过程中，通过声音采集器采集钻杆组件7的钻孔声音，并将采集的声音通过声音辨别组件进行分析，并根据预设的声音阈值进行判定，传递指令给控制模块9，通过控制模块9控制伺服电机8。

其中，预设的阈值包括：

阈值a-b，阈值a-b为正常钻取混凝土面时所产生的声响；

阈值b-c，阈值b-c为钻取到钢筋或其他金属材质时所产生的声响。

若声音辨别组件判断钻杆组件7时产生的声响为阈值a-b，则伺服电机8正常转动，控制钻杆组件7持续钻孔；

若声音辨别组件判断钻杆组件7时产生的声响为阈值b-c，则声音辨别组件将判定结构传递至控制模块9，控制模块9控制伺服电机8关闭，使得钻杆组件7停止钻孔。这样设置能有效的保护钻杆组件7本体，以及保护构造柱中的一些钢筋及其它金属材质。

其中，钻孔声音判定为阈值b-c时，报警器响动，提示周围工作人员；钻孔声音判定为阈值a-b时，报警器不响动。

其中，阈值a-b的声音分贝范围在20分贝到70分贝；阈值b-c的声音分贝范围在70分贝到90分贝。

本实施例中，连接块6上呈环形阵列设置有多个通孔601，连接块6的侧面贯通设有集尘口602，集尘口602与通孔601相通，集尘机构与集尘口602接通；具体的，可在进行集尘过程中，产生的碎屑通过通孔601进入集尘口602，从而通过集尘软管11进行收集。

本实施例中，集尘机构包括集尘软管11、引风机12、出尘软管13、集尘水箱14，集尘软管11的一端与集尘口602接通，集尘软管11的另一端接入引风机12的引风端，引风机12的出尘端接通有出尘软管13，出尘软管13接入集尘水箱14中，集尘水箱14活动设置在安装架4中；具体的，可通过引风机12的启动，产生引力，从而通过连接块6吸附钻孔过程中产生的碎屑，通过出尘软管13收集至集尘水箱14中，集尘水箱14的设置还可吸收伺服电机8启动时产生的热量，从而保护伺服电机8，安全性高。

本实施例中，基座1的底部四周安装有万向轮101与第一气缸102，第一气缸102的伸缩端连接有防滑垫103，基座1的侧面安装有推手104，基座1上安装有框架202，框架202与安装台3之间活动设有剪力架2，剪力架2通过第二气缸201升降；具体的，可通过剪力架2的设置，便于安装台3的升降，从而便于钻孔工作的进行，同时通过设置万向轮101、第一气缸102以及防滑垫103，便于整个钻孔工具的移动以及定位。

其中，安装台3通过剪力架2进行升降，属于现有技术，故不在说明书以及说明书附图中详细描述。

本实施例中，安装台3上固定有第二直线电机16，第二直线电机16呈纵向设置，第二直线电机16上活动设置有第一直线电机15，第一直线电机15呈横向设置，安装架4活动设置在第一直线电机15上，第一直线电机15与第二直线电机16交叉设置；具体的，可通过第一直线电机15与第二直线电机16的设置，便于根据需求，对安装架4的位置进行调节，从而无需移动基座1，便于更好的进行钻孔工作。

本实施例中，钻杆组件7包括钻头701、辅助板702、杆体703、内杆706与钻杆基座707，钻头701与辅助板702固接，辅助板702与杆体703固接，杆体703与钻杆基座707固接，杆体703中活动设置有多个辅助钻杆块704，内杆706设置在杆体703内部，内杆706固定在辅助板702与钻杆基座707之间；内杆706上滑动安装有移动块705，移动块705位于杆体703内部，移动块705与辅助钻杆块704活动连接，钻杆基座707上均匀安装有多个微型气缸708，微型气缸708的伸缩端连接有滑行块709，滑行块709与移动块705固接，杆体703上均匀开设有多个第一滑槽7011与多个第二滑槽7012，第一滑槽7011与第二滑槽7012一一对应，滑行块709滑动设置在第一滑槽7011中，辅助钻杆块704活动设置在第二滑槽7012中，辅助钻杆块704的端部设有延伸块7013，延伸块7013与杆体703之间抵接有复位弹簧7010。具体的，可通过微型气缸708启动，推动滑行块709，滑行块709的活动能带动移动块705移动，从而可通过移动块705推动辅助钻杆块704，使得辅助钻杆块704穿出杆体703，扩大整个钻杆组件7钻孔的孔径，从而便于根据不同需求，进行钻孔工作，无需更换钻杆即可完成不同孔径的钻孔工作，复位弹簧7010的设置，可在移动块705回移时，带动辅助钻杆块704逐渐回弹至杆体703中，从而便于辅助钻杆块704的伸出与回弹。

其中，第一滑槽7011与第二滑槽7012均开设有多个，第一滑槽7011与第二滑槽7012的开设数量分别跟滑行块709与辅助钻杆块704对应设置。

其中，多个微型气缸708外接有遥控器，遥控器通过工作人员进行控制。

本申请还公开了构造柱植筋钻孔方法，该钻孔包括以下步骤：

S1、调整，调节安装架的位置，通过移动整个钻孔工具至构造柱周围，根据需求控制剪力架2，带动安装台3升降，并根据实际需求，控制第一直线电机15与第二直线电机16活动，调节安装架4的位置，完成对钻杆组件位置的调节；

S2、钻孔，控制伺服电机8启动，带动钻杆组件7转动，根据所需的孔径大小，调节钻杆组件7，实现对构造柱的钻孔工作；

S201、集尘，在进行S2中，产生碎屑，控制集尘机构启动，通过引风机12启动，使得集尘软管11产生引力，通过连接块6吸附碎屑，并传递至集尘水箱14中统一收集；

S202、防护，在进行S2中，声音采集器采集钻杆组件7的钻孔声音，并将采集的声音通过声音辨别组件进行分析，并根据预设的声音阈值进行判定，传递指令给控制模块9，通过控制模块9控制伺服电机8；

其中，预设的阈值包括：

阈值a-b，阈值a-b为正常钻取混凝土面时所产生的声响；

阈值b-c，阈值b-c为钻取到钢筋或其他金属材质时所产生的声响；

若声音辨别组件判断钻杆组件7时产生的声响为阈值a-b，则伺服电机8正常转动，控制钻杆组件7持续钻孔；

若声音辨别组件判断钻杆组件7时产生的声响为阈值b-c，则声音辨别组件将判定结构传递至控制模块9，控制模块9控制伺服电机8关闭，使得钻杆组件7停止钻孔。这样设置能有效的保护钻杆组件7本体，以及保护构造柱中的一些钢筋及其它金属材质；

S3、归位，钻孔结束后，调节安装架的位置，清理集尘机构，通过控制剪力架2、第一直线电机15与第二直线电机16调节安装架的位置，关闭伺服电机8与引风机12，拉出集尘水箱14，对其进行清洁。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.构造柱植筋钻孔工具，包括基座、安装台与安装架，其特征在于：所述安装台活动设置在基座上，安装架活动设置在安装台上，所述安装架中安装有伺服电机，伺服电机的输出端连接有钻杆组件，安装架上卡扣连接有波纹管，波纹管的端面连接有连接块，钻杆组件穿过波纹管与连接块，连接块中接通有集尘机构，所述安装架中还安装有控制模块与传感模块，控制模块与传感模块电连接，控制模块与伺服电机电连接；

所述传感模块包括声音采集器、声音辨别组件以及报警器，所述声音采集器与声音辨别组件电连接，声音辨别组件与控制模块电连接，控制模块为PLC控制器。

2.根据权利要求1所述的构造柱植筋钻孔工具，其特征在于，所述钻杆组件包括钻头、辅助板、杆体、内杆与钻杆基座，所述钻头与辅助板固接，辅助板与杆体固接，杆体与钻杆基座固接，杆体中活动设置有多个辅助钻杆块，所述内杆设置在杆体内部，内杆固定在辅助板与钻杆基座之间。

3.根据权利要求2所述的构造柱植筋钻孔工具，其特征在于，所述内杆上滑动安装有移动块，移动块位于杆体内部，移动块与辅助钻杆块活动连接，所述钻杆基座上均匀安装有多个微型气缸，微型气缸的伸缩端连接有滑行块，滑行块与移动块固接，杆体上均匀开设有多个第一滑槽与多个第二滑槽，第一滑槽与第二滑槽一一对应，滑行块滑动设置在第一滑槽中，辅助钻杆块活动设置在第二滑槽中，所述辅助钻杆块的端部设有延伸块，延伸块与杆体之间抵接有复位弹簧。

4.根据权利要求3所述的构造柱植筋钻孔工具，其特征在于，所述连接块上呈环形阵列设置有多个通孔，连接块的侧面贯通设有集尘口，集尘口与通孔相通，所述集尘机构与集尘口接通。

5.根据权利要求4所述的构造柱植筋钻孔工具，其特征在于，所述集尘机构包括集尘软管、引风机、出尘软管、集尘水箱，集尘软管的一端与集尘口接通，集尘软管的另一端接入引风机的引风端，引风机的出尘端接通有出尘软管，出尘软管接入集尘水箱中，集尘水箱活动设置在安装架中。

6.根据权利要求5所述的构造柱植筋钻孔工具，其特征在于，所述基座的底部四周安装有万向轮与第一气缸，第一气缸的伸缩端连接有防滑垫，基座的侧面安装有推手，基座上安装有框架，框架与安装台之间活动设有剪力架，剪力架通过第二气缸升降。

7.根据权利要求6所述的构造柱植筋钻孔工具，其特征在于，所述安装台上固定有第二直线电机，第二直线电机上活动设置有第一直线电机，所述安装架活动设置在第一直线电机上。

8.构造柱植筋钻孔方法，包括权利要求1-7任一一项所述的构造柱植筋钻孔工具，该钻孔方法包括以下步骤：

S1、调整，调节安装架的位置，完成对钻杆组件位置的调节；

S2、钻孔，控制钻杆组件转动，根据所需的孔径大小，调节钻杆组件，实现对构造柱的钻孔工作；

S201、集尘，在进行S2中，产生碎屑，控制集尘机构启动，通过连接块吸附碎屑；

S202、防护，在进行S2中，声音采集器采集钻杆组件的钻孔声音，并将采集的声音通过声音辨别组件进行分析，并根据预设的声音阈值进行判定，传递指令给控制模块，通过控制模块控制伺服电机；

S3、归位，钻孔结束后，调节安装架的位置，清理集尘机构。

9.根据权利要求8所述的构造柱植筋钻孔方法，其特征在于，在S202中，所述预设的阈值包括：

阈值a-b，阈值a-b为正常钻取混凝土面时所产生的声响；

阈值b-c，阈值b-c为钻取到钢筋或其他金属材质时所产生的声响；

若声音辨别组件判断钻杆组件时产生的声响为阈值a-b，则伺服电机正常转动，控制钻杆组件持续钻孔；

若声音辨别组件判断钻杆组件时产生的声响为阈值b-c，则声音辨别组件将判定结构传递至控制模块，控制模块控制伺服电机关闭，使得钻杆组件停止钻孔。