一种微型山地钻机的制作方法

本发明涉及电力塔基和通讯塔基钻桩技术领域，特别涉及一种微型山地钻机，采用大孔径风动技术，装置轻便，在地形复杂无马路直达的山地作业时便于人工搬运。

背景技术：

钻机是在微型桩(群桩)或爆破钻孔、锚索等工程建设中带动凿岩钻具向地下钻进形成造孔的机械设备，此山地钻机主要适用于山地、岩壁、丘陵等复杂地形且没有重型设备行走通道的环境，特别是坚硬岩石地层钻孔。

现有的人抬山地钻机主要钻进方式为：液压、液电、纯电、气电、水磨抽蕊等几种形式，但钻孔参数一般为直径15公分以内，但要成桩必须直径为32公分以上，为了便于在复杂地形条件下，仍然可以拆分、人抬、快速组装，那么钻机的各部件重量和总重量控制尤为关键。现在设备分为三大类：一类为自行式，重量为10吨左右；一类为吊装式重量为5-8吨，这些都能钻直径30公分以上的孔，但无法人抬；还有一类为人抬式，重量为200-500公分，但都不能钻直径30公分深度20米以上的孔。

为了减轻搬迁重量，目前的人抬山地钻机采用了分体和多模块设计，分体：分为山上和山下两大部分，山下空压机可用运输设备安装于山下有道路的地方，山上为钻机部分，能够将钻孔深度20米，钻孔直径32公分的钻机总重量控制在370公斤左右且可分拆，提高了施工过程中进点和转场的安全和效率。

因为现有技术和设备无法在没有重型设备通道的情况下，在山上硬岩成直径30公分，深度20米的钻孔。为了解决以上技术中存在的不足，本发明旨在提供一种轻便人抬钻孔机以达到在保证施工效果的前提下，钻机更加轻便。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种微型山地钻机，采用分体式模块化的构建技术，实现能够在山地硬岩中能钻直径30公分，深度20米以上的孔且能人工搬运的微型山地钻机。为了解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明的一种微型山地钻机，包括：回转动力头、冲击器、钻头、推进梁、进给马达、进给链条、活动台板定位盘、若干条斜拉张紧葫芦、至少两根斜撑支腿和操控台，所述推进梁固定于工作地面，至少两根所述斜撑支腿的顶端分别与所述推进梁顶端部铰链连接，至少两根所述斜撑支腿叉开后底端固定于地面，所述推进梁与至少两根所述斜撑支腿构成三角架，若干条所述斜拉张紧葫芦的顶端分别固定于所述推进梁的顶端，若干条所述斜拉张紧葫芦的下端分别固定于地面；所述回转动力头、所述冲击器和所述钻头在竖直方向上从上至下依次驱动相连接，所述回转动力头通过提升座安装在所述推进梁上；所述进给马达安装在所述推进梁的下端，所述进给马达通过所述进给链条与所述提升座相连接；所述操控台布置于所述活动台板定位盘附近地面，所述操控台通过多条高风压管分别与所述回转动力头、所述进给马达配气相连接。

本发明的微型山地钻机与现有技术的山地钻机相比，通过采用模块化的结构以及全风动驱动，对于地形复杂不通公路且崎岖的山地作业，作为动力源的高压风机可以放置在山下或者最靠近作业面的道路上，只要将回转动力头、冲击器、钻头、推进梁、进给马达、进给链条、活动台板定位盘、斜拉张紧葫芦、根斜撑支腿和操控台等模块化构件人工搬运到作业面，灵活组装固定以后，通过高压风管连接高压风机即可在山峰、山谷、山坡等地形崎岖复杂的作业面钻孔作业。解决了大型钻孔设备无法到达之处的难题，或者需要通过另行修路才能将大型钻孔设备运达到的地方，节省大量的成本和时间。其中，推进模块、回转动力模块与动力源之间通过高风压管相连接，且采用标准丝扣节头连接，实现了人机分离，提高了操作工人的安全性。斜撑支腿与推进梁铰链连接，且斜撑支腿的长度和角度(即布置方位)可以调节，在任何高低不平的工作面都能根据实地情况形成稳定的三角支撑架；而斜拉张紧葫芦是通过在推进梁顶端与地面之间用三个斜拉张紧葫芦张紧，使得受力非常稳定，给钻头向下冲击时提供配重。同时，由于采用全风动操控，无需在工作面使用燃油和液压油，使得工作面无漏油而干燥不打滑，也提高了操控的安全性。

进一步地，所述斜拉张紧葫芦的数量为三条、四条或者五条，所述斜撑支腿的数量为两根、三根或者四根。

进一步地，所述斜拉张紧葫芦的张紧度、倾斜度可操控地调节，所述斜撑支腿的长度和角度可操控地调节。这样，斜拉张紧葫芦还解决了回转动力头减震器系统的问题，因为斜拉张紧葫芦与地面的受力为柔性张紧，故完美地解决了钻进中反冲力的缓冲。

进一步地，还包括固定地锚，所述斜拉张紧葫芦和所述斜撑支腿的下端分别用所述固定地锚固定在地面上。其中，固定地锚的材质、结构和长度可以根据实际情况选择，如果工作面为覆盖层则用长度1米，直径30mm的螺纹钢钎用大锤打入地下作为地锚着力点，如果地表为硬岩，则利用操作台上的风管用专业接头和风管给手持风钻机供风凿眼，插入螺纹钢钎作为临时地锚，用于给斜拉张紧葫芦与大地的着力点，提供钻机的稳定与配重。

进一步地，所述高风压管的数量为五条，其中，两条所述高风压管与所述回转动力头上的回转马达配气相连接，用于正反向回转驱动所述冲击器；另两条所述高风压管与所述进给马达配气相连接，用于驱动所述进给马达推进与提升；最后一条所述高风压管由所述回转动力头导入所述冲击器配气相连接，用于给所述冲击器和所述钻头供风。

进一步地，还包括至少一条横拉张紧葫芦，所述横拉张紧葫芦的一端固定于所述推进梁的下端，所述横拉张紧葫芦在工作地面沿两根所述斜撑支腿的中间方向布置，所述横拉张紧葫芦的另一端通过所述固定地锚固定在地面上。

进一步地，所述微型山地钻机可用于竖直钻孔、水平横向钻孔或者倾斜方向钻孔；当用于水平横向钻孔时，将与钻孔方向垂直的坡面或者岩壁面看成是竖直钻孔时的底面，架设所述微型山地钻机于事先搭建的脚手架上即可，可以省略所述斜撑支腿。

本发明一般配置方式为一台高压风机配两台微型山地钻机。因为钻孔耗时为1小时左右，微型山地钻机移位也须耗时1小时左右，为节省时间且充分利用高压风机，那么在一台钻机安装好，进行钻桩时，另一台可进行移位，只要转换高风压管三通阀即可，先前那台已钻好孔的钻机即可进行移位，依次循环作业。节省50％的时间，即加快了钻孔的工期。

本发明的微型山地钻机用于微型桩时，配备8寸冲击器φ325钻头，用于钻爆破孔进行施工便道、爆破平台施工时配备5寸冲击器φ138或φ165钻头；用于钻锚索孔时则用扣件安装在脚手架上。

本发明提供的微型山地钻机的有益效果是：

通过采用模块化的结构以及全风动驱动，对于地形复杂不通公路且崎岖的山地作业，作为动力源的高压风机可以放置在山下或者最靠近作业面的道路上，只要将回转动力头、冲击器、钻头、推进梁、进给马达、进给链条、活动台板定位盘、斜拉张紧葫芦、根斜撑支腿和操控台等模块化构件人工搬运到作业面，灵活组装固定以后，通过高压风管连接高压风机即可在山峰、山谷、山坡等地形崎岖复杂的作业面钻孔作业。解决了大型钻孔设备无法到达之处的难题，或者需要通过另行修路才能将大型钻孔设备运达到的地方，节省大量的成本和时间。其中，推进模块、回转动力模块与动力源之间通过高风压管相连接，且采用标准丝扣节头连接，实现了人机分离，提高了操作工人的安全性。斜撑支腿与推进梁铰链连接，且斜撑支腿的长度和角度(即布置方位)可以调节，在任何高低不平的工作面都能根据实地情况形成稳定的三角支撑架；而斜拉张紧葫芦是通过在推进梁顶端与地面之间用三个斜拉张紧葫芦张紧，使得受力非常稳定，给钻头向下冲击时提供配重。同时，由于采用全风动操控，无需在作业面使用燃油和液压油，使得工作面无漏油而干燥不打滑，也提高了操控的安全性。

本微型山地钻机不须要底盘结构，依地形采用三角支撑，用斜拉张紧葫芦作力于大地，地表为土层则用大锤将固定地锚打入地下，地表为岩层则通过手风钻打眼(从操作台上接风管)插入地锚。三角架支撑且配重来源于大地非常牢固，由于采用斜拉张紧葫芦张紧形成了柔性张紧，对钻机、钻具形成了完美的柔性缓冲保护。在同一工作面钻孔时无需将钻机拆卸重装，用电力三角架吊机将桩机整体移位即可。

本微型山地钻机结构稳定、拆装方便，在满足钻孔的直径和深度下，是能够在没有施工便道的硬岩工作面上最轻便的人抬钻机，适用于微型桩、爆破孔、锚索孔的成孔机械。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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是本发明实施例的微型山地钻机组成关系示意图。

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实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参考图1，本实施例的一种微型山地钻机，包括：回转动力头1、冲击器2、钻头3、推进梁4、进给马达5、进给链条6、活动台板定位盘7、若干条斜拉张紧葫芦8、至少两根斜撑支腿9和操控台10。其中，推进梁4固定于工作地面，至少两根斜撑支腿9的顶端分别与推进梁4顶端部铰链连接，至少两根斜撑支腿9叉开后底端固定于地面，推进梁4与至少两根斜撑支腿9构成三角架，若干条斜拉张紧葫芦8的顶端分别固定于推进梁4的顶端，若干条斜拉张紧葫芦8的下端分别固定于地面。其中，斜拉张紧葫芦8的数量优选为三条，对于地形复杂的钻孔工作面，该斜拉张紧葫芦8的数量也可以设置为四条或者五条，或者其他符合实际要求的数量；斜撑支腿9的数量优选为两根，即推进梁4与两根斜撑支腿9能够构成稳定的三角架，但对于地形复杂的钻孔工作面，该斜撑支腿9也可以设置为三根或者四根或者多根，以将推进梁4以及回转动力头1、冲击器2、钻头3等稳固为前提。

回转动力头1、冲击器2和钻头3在竖直方向上从上至下依次驱动相连接，回转动力头1通过提升座14安装在推进梁4上；进给马达5安装在推进梁4的下端，进给马达5通过进给链条6与提升座14相连接。即进给马达5通过进给链条6带动提升座14沿推进梁4上下运动，提升座14带动回转动力头1上下运动，回转动力头1通过钻杆与冲击器2和钻头3驱动相连，回转动力头1的回转运动驱动冲击器2和钻头3回转冲击钻孔。

操控台10布置于活动台板定位盘7附近地面，操控台10通过多条高风压管11分别与回转动力头1、进给马达5配气相连接。操控台10设置在活动台板定位盘7附近5m-10m位置，具体的设置距离以能够稳定布置、不受钻头钻孔时震动影响以及视线清晰为前提。作为优选的实施方式，高风压管11的数量为五条，其中，两条高风压管11与回转动力头1上的回转马达配气相连接，用于正反向回转驱动冲击器2；另两条高风压管11与进给马达5配气相连接，用于驱动进给马达5推进与提升；最后一条高风压管11由回转动力头1上导入冲击器2配气相连接，用于给冲击器2和钻头3供风。

进一步优选地，斜拉张紧葫芦8的张紧度、倾斜度和配重可操控地调节，斜撑支腿9的长度和角度可操控地调节。

该微型山地钻机还包括固定地锚12，斜拉张紧葫芦8和斜撑支腿9的下端分别用固定地锚12固定在地面上。

进一步优选地，该微型山地钻机还包括至少一条横拉张紧葫芦13，横拉张紧葫芦13的一端固定于推进梁4的下端，横拉张紧葫芦13在工作地面沿两根斜撑支腿9的中间方向布置，横拉张紧葫芦13的另一端通过固定地锚12固定在地面上。横拉张紧葫芦13拉紧推进梁4的下端，即与两根斜撑支腿9的支撑力形成水平方向的平衡，提高推进梁4的稳定性能。

作为变换的实施方式，该微型山地钻机可用于竖直钻孔、水平横向钻孔或者倾斜方向钻孔；当用于水平横向钻孔时，将与钻孔方向垂直的坡面或者岩壁面看成是竖直钻孔时的底面，架设所述微型山地钻机于事先搭建的脚手架上即可，可以省略所述斜撑支腿9。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。

以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。