CN219101234U - 一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置，属于隧道施工技术领域，解决了现有的装置的自由度较低，不能很好作用于需要打孔的最佳位置，影响后续作业精度，且只能单独作业，无法批量作业，效率不高的问题，包括框架机构、摆动机构、回转机构、水平位移机构、进给机构以及电钻；所述框架机构用于将整个钻孔装置固定在隧道内壁上；所述摆动机构与所述框架机构铰接，所述回转机构与所述摆动机构的上部连接，所述水平位移机构与所述回转机构的上部连接，所述进给机构与所述水平位移机构的上部连接，所述电钻与所述进给机构的上部连接，其目的在于，提供一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置，提高作业精度和灵活性，并且可以批量作业，提高作业效率。

Description

一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置

技术领域

本实用新型属于隧道施工技术领域，具体涉及一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置。

背景技术

目前隧道安装吊柱采取的方法是先将螺栓固定到隧道内壁然后再固定吊柱的方式，而将螺栓固定在隧道内壁需先在隧道内壁打孔，因此在隧道内壁打孔是隧道吊柱腕臂安装的基础，打孔精度决定了后续的安装精度；目前，仍主要采用人工划线、作业平台辅助人工手持钻孔作业模式；也存在一些打孔装置，但大多是一次只能打一个孔的单个打孔装置，使用时，由电动推杆推动钻孔装置进给，然后通过回转电机进行回转，进行钻孔作业；单一打孔装置的自由度较低，考虑到隧道内壁是一个较长的弧形，钻孔装置的自由度以及角度可能并不能很好的作用于需要打孔的最佳位置，进而影响后续作业的精度；并且现有的单个打孔装置作业时只能挨个的作业，无法批量作业，效率往往较低。

目前现有的隧道钻孔装置存在的问题有：

装置的自由度较低，不能很好作用于需要打孔的最佳位置，影响后续作业精度，且只能单独作业，无法批量作业，效率不高。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置，提高作业精度和灵活性，并且可以批量作业，提高作业效率。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置，包括框架机构、摆动机构、回转机构、水平位移机构、进给机构以及电钻；所述框架机构用于将整个钻孔装置固定在隧道内壁上；所述摆动机构与所述框架机构铰接，用于将与其上部相连的结构调节至与内壁的法线平行的状态；所述回转机构与所述摆动机构的上部连接，用于将与其上部相连的结构沿与内壁法线平行的方向轴向旋转；所述水平位移机构与所述回转机构的上部连接，用于将与其上部相连的结构沿XY方向的小尺寸调整；所述进给机构与所述水平位移机构的上部连接，用于将电钻调整至合适的钻孔高度；所述电钻与所述进给机构的上部连接，负责最终对隧道内壁的钻孔作业。

采用上述技术方案，框架机构与工程车的机械臂通过机械臂末端的快换接头连接，工作时通过机械臂将框架架构(即整个钻孔装置)移动到需要作业的隧道内壁上，通过安装在机械臂上视觉系统反馈的图像，对打孔装置的状态进行观测，从而对各类机构进行人工调整，使其到达正确位置，完成钻孔安装作业；角度的调整通过伺服电机实现(回转机构所选电机即为伺服电机)，配有编码器(编码器是安装在伺服电机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器)，实现角度的精密调整。

优选的，所述框架机构包括支架，所述支架上设置有数条架腿，每条所述架腿的端部均设置有万向调节支撑角，所述支架的上部与摆动机构相固定。

采用上述技术方案，所述支架与架腿形成了一个立体的方框空间，空间的内部用于容纳钻孔的结构，摆动机构安装于支架的上部即立体的方框空间的内部，将框架机构安装在隧道内壁上后，摆动机构能相对隧道内壁设置；架腿的末端为一个平面，四个架腿的四个平面其实是处于一个平面上的，而隧道内壁为弧面，因此虽然有了摆动机构、回转机构等，可能会出现某条架腿末端与隧道的接触处为架腿末端的一点或者一条边，会有受力问题，添加了万向调节支撑角，使每个架腿与隧道内壁的不均匀接触变为架腿末端万向调节支撑角与隧道臂的均匀支撑，并且将四个万向调节支撑角固定在避免后由于其活动性，机械臂也可带动框架进行初始的轻微角度调整；万向调节支撑角不需要进行控制调节，可以在框架机构靠近隧道的时候进行自适应隧道弧面。

优选的，所述摆动机构包括直线电机和摆动支座，所述直线电机的一端与支架的上部铰接，所述直线电机的另一端与所述摆动支座的一侧铰接，所述摆动支座的下部与支架铰接，所述摆动支座的上部与回转机构连接。

采用上述技术方案，所述直线电机的活塞部伸缩运动，带动摆动支座绕摆动支座与支架的铰接点做运动，从而将与其上部相连的结构调节至与内壁的法线平行的状态，从而将电钻调节至与需要转孔的隧道壁相垂直；所述回转机构旋转，将与其上部相连的结构沿与内壁法线平行的方向轴向旋转。

优选的，所述水平位移机构包括两个连接座，两个连接座滑动连接，设置于下方的连接座与回转机构连接，设置于上方的连接座的上方滑动连接有所述进给机构，所述进给机构的滑动方向与连接座的滑动方向在水平方向上相垂直。

采用上述技术方案，设置于下方的连接座与回转机构连接，设置于上方的连接座与设置于下方的连接座滑动连接，所述进给机构在设置于上方的连接座上滑动，从而在内壁的法线垂直的面上进行方向的调节。

优选的，所述进给机构包括背板，所述背板的下部与连接座连接，所述背板的一侧滑动设置有连接板，所述背板另一侧设置有进给电机，所述进给电机的输出端与连接板连接，所述连接板的上方设置有数台电钻。

采用上述技术方案，所述背板与连接座相垂直，所述进给电机的活塞运动方向与电钻的钻头方向平行，所述进给电机的输出端与连接板连接，当电机运动时，带动连接板上下滑动，电钻随着连接板的上下滑动从而上下移动。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

提供一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置，提高作业精度和灵活性，并且可以批量作业，提高作业效率。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型中一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置的结构示意图；

图2是本实用新型中一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置的俯视结构示意图；

图3是本实用新型中一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置的侧视结构示意图；

图4是本实用新型中一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置的结构示意图；

图5是本实用新型中一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置的仰视结构示意图。

附图标记

2-回转机构、6-电钻、7-架腿8-万向调节支撑角、10-连接座、11-导轨、12-滑块、14-直线电机、16-连接板、17-进给滑块、18-进给电缸、19-进给导轨。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和标示出的本申请实施例的组件可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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合图1～图5对本实用新型作详细说明。

实施例：

一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置，包括框架机构、摆动机构、回转机构2、水平位移机构、进给机构以及电钻6；所述框架机构用于将整个钻孔装置固定在隧道内壁上；所述摆动机构与所述框架机构铰接，用于将与其上部相连的结构调节至与内壁的法线平行的状态；所述回转机构2与所述摆动机构的上部连接，用于将与其上部相连的结构沿与内壁法线平行的方向轴向旋转；所述水平位移机构与所述回转机构2的上部连接，用于将与其上部相连的结构沿XY方向的小尺寸调整；所述进给机构与所述水平位移机构的上部连接，用于将电钻6调整至合适的钻孔高度；所述电钻6与所述进给机构的上部连接，负责最终对隧道内壁的钻孔作业。

本实施例中，所述框架机构包括支架，所述支架为日字型，所述支架上设置有四条架腿7，每条所述支腿分别设置于日字型支架的四角，每条所述架腿7的端部均设置有万向调节支撑角8，所述万向调节支撑角8固定于隧道壁上，所述支架的上部与摆动机构相固定。

本实施例中，所述摆动机构包括直线电机14和摆动支座，所述直线电机14的一端与支架的上部铰接，所述直线电机14的另一端与所述摆动支座的一侧铰接，所述摆动支座的下部与支架铰接，所述摆动支座的上部与回转机构2连接，回转机构2是回转减速器和回转驱动电机的组合，回转减速器型号为W7-47-14E-R,回转驱动电机为SMS60S-0040-30KAK-3DSU；所述直线电机14的一端与日字型的侧边铰接，所述摆动支座的下部与日字型支架的中部横杆相铰接。

本实施例中，所述水平位移机构包括两个连接座10，两个连接座10滑动连接，两个连接座10上均设置有导轨11和滑块12，所述导轨11和滑块12能互相配合，所述设置于下方的连接座10与回转机构2连接，设置于上方的连接座10的上方滑动连接有所述进给机构，所述进给机构的滑动方向与连接座10的滑动方向在水平方向上相垂直。

本实施例中，所述进给机构包括背板，所述背板的下部与连接座10连接，所述背板的一侧滑动设置有连接板16，所述背板上设置有进给导轨19，所述连接板16上设置有进给滑块17，所述进给导轨19和进给滑块17互相配合，所述背板另一侧设置有进给电机，所述进给电机的电缸18与背板固定连接，所述进给电机的输出端与连接板16连接，所述连接板16的上方设置有两台电钻6。

工作原理及使用过程：

将框架机构通过万向调节支撑角8固定于需要钻孔的隧道的侧壁上，启动直线电机14，直线电机14的活塞伸或者缩带动摆动支座绕着摆动支座与支架的铰接点做摆动，从而将电钻6调整至与内壁的法线平行的状态，回转机构2旋转，连接座10滑动，将电钻6的钻头部位调整至对准需要钻孔的隧道侧壁对应部位，进给电机的活塞端往前伸，将电钻6的钻头进一步靠近需要钻孔的隧道侧壁，从而用电钻6对隧道进行钻孔，由于全程采用框架机构、回转机构2、摆动机构进行协同作用，有利于对电钻6的钻孔位置进行精确调整，并且整个装置设置灵活，能够达到批量作业的效果。

需要说明的是：

本实用新型涉及到的均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本实用新型保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置，其特征在于：包括框架机构、摆动机构、回转机构(2)、水平位移机构、进给机构以及电钻(6)；

所述框架机构用于将整个钻孔装置固定在隧道内壁上；

所述摆动机构与所述框架机构铰接，用于将与其上部相连的结构调节至与内壁的法线平行的状态；

所述回转机构(2)与所述摆动机构的上部连接，用于将与其上部相连的结构沿与内壁法线平行的方向轴向旋转；

所述水平位移机构与所述回转机构(2)的上部连接，用于将与其上部相连的结构沿XY方向的小尺寸调整；

所述进给机构与所述水平位移机构的上部连接，用于将电钻(6)调整至合适的钻孔高度；

所述电钻(6)与所述进给机构的上部连接，负责最终对隧道内壁的钻孔作业。

2.根据权利要求1所述的一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置，其特征在于：所述框架机构包括支架，所述支架上设置有数条架腿(7)，每条所述架腿(7)的端部均设置有万向调节支撑角(8)，所述支架的上部与摆动机构相固定。

3.根据权利要求2所述的一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置，其特征在于：所述摆动机构包括直线电机(14)和摆动支座，所述直线电机(14)的一端与支架的上部铰接，所述直线电机(14)的另一端与所述摆动支座的一侧铰接，所述摆动支座的下部与支架铰接，所述摆动支座的上部与回转机构(2)连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置，其特征在于：所述水平位移机构包括两个连接座(10)，两个连接座(10)滑动连接，设置于下方的连接座(10)与回转机构(2)连接，设置于上方的连接座(10)的上方滑动连接有所述进给机构，所述进给机构的滑动方向与连接座(10)的滑动方向在水平方向上相垂直。

5.根据权利要求2所述的一种用于隧道吊柱安装的钻孔装置，其特征在于：所述进给机构包括背板，所述背板的下部与连接座(10)连接，所述背板的一侧滑动设置有连接板(16)，所述背板另一侧设置有进给电机，所述进给电机的输出端与连接板(16)连接，所述连接板(16)的上方设置有数台电钻(6)。

Images