一种高精度成孔护孔一体化自动钻进装置

1.本发明属于钻孔器械技术领域，尤其涉及一种高精度成孔护孔一体化自动钻进装置。


背景技术：

2.在铁路、公路、桥梁等工程建设中经常需要进行钻孔，而钻孔的质量会对桩基的质量产生决定性的影响，现有的钻孔设备在钻孔后，由于在钻孔时会产生砂石粒，砂石粒在钻头转动时会摩擦孔壁，会对孔壁进行破坏，造成孔洞质量低下的情况发生。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决钻孔时产生的砂石粒破坏孔壁的问题，而提出的一种高精度成孔护孔一体化自动钻进装置。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
5.一种高精度成孔护孔一体化自动钻进装置，包括：工程车、电动滑轨、钻孔机构，所述的电动滑轨竖直设置于工程车弯曲臂悬置端，所述的钻孔机构竖直设置于电动滑轨的滑块上。
6.优选地，所述的钻孔机构包括设置于电动滑轨滑块上的电机，电机与工程车电连接，电机的输出轴上同轴设置有竖直向下延伸的空心钻杆，空心钻杆底部同轴设置有钻头组件，钻头组件上设置有推拉组件、钻头构件。
7.优选地，所述的钻头组件包括与空心钻杆底端螺纹连接的空心螺纹连接头，空心螺纹连接头与空心钻杆同轴，空心螺纹连接头底端同轴设置有第一钻头，第一钻头圆周侧壁沿圆周方向均匀间隔开设有若干安装槽，上述的推拉组件、钻头构件均设置于安装槽内。
8.优选地，所述的推拉组件包括匹配设置于安装槽内中间位置的滑板，滑板与安装槽的竖直横截面匹配且滑板可沿安装槽前后滑动，滑板朝向安装槽槽内的一侧设置有水平并列布置的螺纹套筒、空心筒，螺纹套筒和空心筒均垂直滑板，空心筒悬置端内腔同轴穿设有导向杆，导向杆背离滑板的一端与安装槽槽底固定连接，螺纹套筒悬置端内腔同轴螺纹连接有螺纹杆，螺纹杆背离滑板的一端与安装槽槽底固定连接，螺纹杆外部同轴套设有齿轮，齿轮一侧啮合有竖直布置的齿条，齿条底部设置有受力磁铁，齿条背离滑板的一侧设置有两个滑块，两个滑块均竖直穿设有引导杆，引导杆顶部同轴设置有限位盘，两个引导杆底部设置有同一个与安装槽槽底固定连接的支撑板，支撑板顶部设置有与工程车电连接的电磁铁，电磁铁位于受力磁铁正下方，两个引导杆外部套设有弹簧，弹簧一端抵触滑块，弹簧另一端抵触支撑板。
9.优选地，所述的钻头构件包括匹配设置于安装槽内的橡胶板，橡胶板与安装槽内腔匹配且橡胶板与安装槽内壁固定连接，橡胶板紧贴滑板，橡胶板上密布有贯穿橡胶板壁部的锥形孔，锥形孔的小孔端临近滑板，橡胶板朝外的一侧左端设置有竖直布置的转轴，转轴上下两端与安装槽内壁活动连接，转轴可自转，转轴上设置有与安装槽等高的第二钻头，
第二钻头竖直布置且第二钻头呈片状，第二钻头与安装槽左侧侧壁之间设置有限位板，限位板可防止第二钻头剐蹭孔壁。
10.与现有技术相比，本发明提供了一种高精度成孔护孔一体化自动钻进装置，具备以下有益效果：
11.1.本发明第二钻头相比第一钻头凸出一两毫米，图中为示意图，实际中第二钻头不会凸出来这么多，电机带动空心钻杆逆时针转动，空心钻杆通过空心螺纹连接头带动第一钻头和第二钻头逆时针转动，电动滑轨带动钻孔机构向下，第一钻头和第二钻头向下运动并开始钻孔，通过设置第一钻头和第二钻头两个钻头可以减小钻头单个钻齿的切屑量，有利于保护钻头，减小磨损，提高使用寿命，在钻孔的同时洒水进行降温，冷却水进入第一钻头、空心钻杆与孔洞之间的缝隙，冷却水带着钻孔产生的砂石粒进入安装槽内橡胶板和第二钻头之间的空间，当钻孔达到所需深度时，控制电机顺时针转动，此时第二钻头在惯性作用下发生转动并封堵安装槽，此时电磁铁启动并吸引受力磁铁，受力磁铁带动齿条向下运动，齿条带动齿轮转动，齿轮带动螺纹杆转动，螺纹杆通过螺纹套筒带动滑板向着安装槽槽底方向滑动，滑板和橡胶板之间的空间变大，滑板滑动时扰动橡胶板和第二钻头之间空间的水流扰动，使得沉于橡胶板和第二钻头之间空间底部的砂石粒被水扰动起来并随水流通过锥形孔进入滑板和橡胶板之间的空间，由于锥形孔的存在，砂石粒进入滑板和橡胶板之间的空间容易而出去困难，随后电磁铁断电，在弹簧弹力作用下齿条向上复位，齿条通过齿轮、螺纹杆、螺纹套筒带动滑板朝向橡胶板方向运动，滑板和橡胶板之间空间变小，滑板挤压水流通过锥形孔排出，留下砂石粒，不断往复上述过程，可将砂石粒不断推入滑板和橡胶板之间的空间，可防止砂石粒在旋转中被甩出，避免了在退刀时砂石粒摩擦孔壁，避免导致孔壁被破坏。
12.2.本发明设置限位板的优点在于可防止第二钻头顺时针转动时触碰孔壁导致破坏孔壁，从图5看出第一圆环为没有限位板时第二钻头悬置端逆时针的运动轨迹，也是孔壁的直径，第二圆环为没有限位板时第二钻头悬置端顺时针转动时，第二钻头悬置端的运动轨迹重合第二圆环一部分，从图5可以看出，第二圆环凸出一部分于第一圆环外，当第二钻头在惯性作用下封闭安装槽时会剐蹭到孔壁，导致孔壁被破坏，从图6看出，第三圆环为设置限位板后第二钻头悬置端逆时针的运动轨迹，也是孔壁的直径，第四圆环为设置限位板后第二钻头悬置端顺时针转动时，第二钻头悬置端的运动轨迹重合第四圆环的一部分，从图6可以清晰看出第二钻头封闭安装槽的运动轨迹不与孔壁接触，从而保护孔壁不被破坏。
附图说明
13.图1为本发明的结构示意图；
14.图2为本发明的钻头组件结构示意图；
15.图3为本发明的钻头组件剖视图一；
16.图4为本发明的钻头组件剖视图二；
17.图5为本发明的钻头组件剖视图三；
18.图6为本发明的钻头组件剖视图四；
19.图7为本发明的推拉组件和钻头构件结构示意图一；
20.图8为本发明的推拉组件和钻头构件结构示意图二；
21.图9为本发明的推拉组件结构示意图。
22.图中标号说明：
23.10、工程车；20、电动滑轨；30、钻孔机构；310、电机；320、空心钻杆；330、钻头组件；331、空心螺纹连接头；332、第一钻头；333、安装槽；340、推拉组件；341、滑板；3411、空心筒；3412、导向杆；342、螺纹套筒；3421、螺纹杆；343、齿轮；344、齿条；3441、受力磁铁；3442、滑块；345、支撑板；346、电磁铁；347、引导杆；348、弹簧；349、限位盘；350、钻头构件；351、橡胶板；352、锥形孔；353、转轴；354、限位板；355、第二钻头；356、第一圆环；357、第二圆环；358、第三圆环；359、第四圆环。
具体实施方式
24.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。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，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机构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。
26.如图1-9所示，一种高精度成孔护孔一体化自动钻进装置，包括：工程车10、电动滑轨20、钻孔机构30，所述的电动滑轨20竖直设置于工程车10弯曲臂悬置端，所述的钻孔机构30竖直设置于电动滑轨20的滑块上。
27.所述的钻孔机构30包括设置于电动滑轨20滑块上的电机310，电机310与工程车10电连接，电机310的输出轴上同轴设置有竖直向下延伸的空心钻杆320，空心钻杆320底部同轴设置有钻头组件330，钻头组件330上设置有推拉组件340、钻头构件350。
28.所述的钻头组件330包括与空心钻杆320底端螺纹连接的空心螺纹连接头331，空心螺纹连接头331与空心钻杆320同轴，空心螺纹连接头331底端同轴设置有第一钻头332，第一钻头332圆周侧壁沿圆周方向均匀间隔开设有若干安装槽333，上述的推拉组件340、钻头构件350均设置于安装槽333内。
29.所述的推拉组件340包括匹配设置于安装槽333内中间位置的滑板341，滑板341与安装槽333的竖直横截面匹配且滑板341可沿安装槽333前后滑动，滑板341朝向安装槽333槽内的一侧设置有水平并列布置的螺纹套筒342、空心筒3411，螺纹套筒342和空心筒3411均垂直滑板341，空心筒3411悬置端内腔同轴穿设有导向杆3412，导向杆3412背离滑板341的一端与安装槽333槽底固定连接，螺纹套筒342悬置端内腔同轴螺纹连接有螺纹杆3421，螺纹杆3421背离滑板341的一端与安装槽333槽底固定连接，螺纹杆3421外部同轴套设有齿轮343，齿轮343一侧啮合有竖直布置的齿条344，齿条344底部设置有受力磁铁3441，齿条344背离滑板341的一侧设置有两个滑块3442，两个滑块3442均竖直穿设有引导杆347，引导杆347顶部同轴设置有限位盘349，两个引导杆347底部设置有同一个与安装槽333槽底固定连接的支撑板345，支撑板345顶部设置有与工程车10电连接的电磁铁346，电磁铁346位于受力磁铁3441正下方，两个引导杆347外部套设有弹簧348，弹簧348一端抵触滑块3442，弹簧348另一端抵触支撑板345。
30.所述的钻头构件350包括匹配设置于安装槽333内的橡胶板351，橡胶板351与安装
槽333内腔匹配且橡胶板351与安装槽333内壁固定连接，橡胶板351紧贴滑板341，橡胶板351上密布有贯穿橡胶板351壁部的锥形孔352，锥形孔352的小孔端临近滑板341，橡胶板351朝外的一侧左端设置有竖直布置的转轴353，转轴353上下两端与安装槽333内壁活动连接，转轴353可自转，转轴353上设置有与安装槽333等高的第二钻头355，第二钻头355竖直布置且第二钻头355呈片状，第二钻头355与安装槽333左侧侧壁之间设置有限位板354，限位板354可防止第二钻头355剐蹭孔壁。
31.第二钻头355相比第一钻头332凸出一两毫米，图中为示意图，实际中第二钻头355不会凸出来这么多，电机310带动空心钻杆320逆时针转动，空心钻杆320通过空心螺纹连接头331带动第一钻头332和第二钻头355逆时针转动，电动滑轨带动钻孔机构30向下，第一钻头332和第二钻头355向下运动并开始钻孔，通过设置第一钻头332和第二钻头355两个钻头可以减小钻头单个钻齿的切屑量，有利于保护钻头，减小磨损，提高使用寿命，在钻孔的同时洒水进行降温，冷却水进入第一钻头332、空心钻杆320与孔洞之间的缝隙，冷却水带着钻孔产生的砂石粒进入安装槽333内橡胶板351和第二钻头355之间的空间，当钻孔达到所需深度时，控制电机310顺时针转动，此时第二钻头355在惯性作用下发生转动并封堵安装槽333，此时电磁铁346启动并吸引受力磁铁3441，受力磁铁3441带动齿条344向下运动，齿条344带动齿轮343转动，齿轮343带动螺纹杆3421转动，螺纹杆3421通过螺纹套筒342带动滑板341向着安装槽333槽底方向滑动，滑板341和橡胶板351之间的空间变大，滑板341滑动时扰动橡胶板351和第二钻头355之间空间的水流扰动，使得沉于橡胶板351和第二钻头355之间空间底部的砂石粒被水扰动起来并随水流通过锥形孔352进入滑板341和橡胶板351之间的空间，由于锥形孔352的存在，砂石粒进入滑板341和橡胶板351之间的空间容易而出去困难，随后电磁铁346断电，在弹簧348弹力作用下齿条344向上复位，齿条344通过齿轮343、螺纹杆3421、螺纹套筒342带动滑板341朝向橡胶板351方向运动，滑板341和橡胶板351之间空间变小，滑板341挤压水流通过锥形孔352排出，留下砂石粒，不断往复上述过程，可将砂石粒不断推入滑板341和橡胶板351之间的空间，可防止砂石粒在旋转中被甩出，避免了在退刀时砂石粒摩擦孔壁，避免导致孔壁被破坏。
32.设置限位板354的优点在于可防止第二钻头355顺时针转动时触碰孔壁导致破坏孔壁，从图5看出第一圆环356为没有限位板354时第二钻头355悬置端逆时针的运动轨迹，也是孔壁的直径，第二圆环357为没有限位板354时第二钻头355悬置端顺时针转动时，第二钻头355悬置端的运动轨迹重合第二圆环357一部分，从图5可以看出，第二圆环357凸出一部分于第一圆环356外，当第二钻头355在惯性作用下封闭安装槽333时会剐蹭到孔壁，导致孔壁被破坏，从图6看出，第三圆环358为设置限位板354后第二钻头355悬置端逆时针的运动轨迹，也是孔壁的直径，第四圆环359为设置限位板354后第二钻头355悬置端顺时针转动时，第二钻头355悬置端的运动轨迹重合第四圆环359的一部分，从图6可以清晰看出第二钻头355封闭安装槽333的运动轨迹不与孔壁接触，从而保护孔壁不被破坏。
33.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。