一种移动可安装式钻孔装置的制作方法

本发明涉及钻孔装置技术领域，具体为一种移动可安装式钻孔装置。

背景技术：

在工程施工过程中，经常遇到墙体需要打孔的工况。油漆隧道施工中的电气化高空器件安装及隧道侧壁的支架安装等工况，一条隧道需要打成千上万的安装孔，打孔工作量巨大。而目前打孔工作基本为手持式冲击钻模式，由于冲击钻自身重量大，再加上打孔时产生的冲击力，劳动强度巨大。高空长期的高强度的工作使人更容易疲劳，极易发生安全事故，效率极低。于此同时，钻孔时必然产生混凝土扬尘。由于隧道为相对密闭空间，长时间的钻孔作业造成大量灰尘聚集，对作业人员人身健康造成巨大威胁。

为此，我们提出了一种移动可安装式钻孔装置以解决上述弊端。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种移动安装式钻孔装置，将冲击钻夹持在该装置固定位置，从而实现钻头上下移动、水平旋转、垂直偏转、水平移动等功能，可以满足不同角度和位置的钻孔需求。同时，在冲击钻的钻头处设置可伸缩式灰尘收集器，收集器与吸尘器连接，可实时将钻孔时产生的灰尘主动收集并依靠吸尘器强行吸走，储存于储尘器中，防止了作业环境扬尘问题。该装置可根据需要安装在任何作业平台上，安装便利、移动性强，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种移动可安装式钻孔装置，包括底座、旋转机构一、安装托架一，所述旋转机构一活动设置在底座的右端位置，旋转机构一和底座之间旋转连接，所述安装托架一通过旋转机构一与底座连接，安装托架一的右端安装有丝杆机构一，所述丝杆机构一的下端通过丝杠和螺母连接有滑动托架一，且丝杆机构一的驱动下沿b-b轴在安装托架一的接触面上滑动，所述滑动托架一的右侧面连接有旋转机构二，旋转机构二的右侧面连接有安装托架二，所述安装托架二的左侧面上安装有升降机构，所述安装托架二的上方安装有丝杆机构二，且丝杆机构二在安装托架二的带动下旋转，所述丝杆机构二的中间位置连接有滑动托架二，丝杆机构二和滑动托架二之间通过螺纹配合连接，所述滑动托架二的下端通过螺钉安装有夹具，夹具中夹有冲击钻，所述冲击钻设置在安装托架二的下方，所述冲击钻的右端套设有弹性集尘器；

所述旋转机构一包括连接孔、蜗杆、蜗轮转盘，所述蜗轮转盘套设在底座的右端，蜗轮转盘的左端传动配合连接有蜗杆，蜗杆的下端连接有操纵手柄，所述连接孔设有多组，多组连接孔呈圆形阵列状分布在旋转机构一上；

所述旋转机构二包括中间孔、安装圆盘和一号预留孔，所述旋转机构二中间位置设有中间孔，的上下两端均设有安装圆盘，安装圆盘上设有多组呈圆形阵列分布的一号预留孔，通过上下两端安装圆盘上的一号预留孔和滑动托架一连接；

所述丝杆机构一包括一号丝杆、一号丝套、二号预留孔和三号预留孔，所述一号丝杆的顶面上设有三号预留孔，一号丝杆的上端外部通过螺纹配合套设有一号丝套，一号丝套的左端设有二号预留孔，所述一号丝套通过二号预留孔连接在安装托架一的右端；

所述丝杆机构二包括二号丝杆、二号丝套、驱动端头和四号预留孔，所述的顶面上设有四号预留孔，的上端外部通过螺纹配合套设有二号丝套，所述二号丝套的左右两端均设有驱动端头，所述驱动端头通过螺钉安装在滑动托架二上端，二号丝杆通过顶部的四号预留孔安装在安装托架二上端右侧面。

优选的，所述底座通过安装面f固定于外部的工作平台上，如高空作业车。

优选的，所述旋转机构一旋转时带动除底座外其余部件绕a-a轴旋转，旋转机构一下端连接有操纵手柄，操纵手柄可控制旋转机构一旋转。

优选的，所述滑动托架一由丝杆机构一的丝杆形成限位，滑动托架一通过丝杆机构一与安装托架一连接。

优选的，在所述滑动托架一的驱动下，安装托架二、滑动托架二、丝杆机构二、冲击钻、升降机构和弹性集尘器绕c-c轴旋转。

优选的，所述丝杆机构二旋转时，丝杆机构二沿d-d轴在安装托架二的接触面上滑动。

优选的，所述弹性集尘器为弹性结构，可以始终将钻头工作时产生的灰尘与外界隔离，并通过连接在e口的吸尘器将灰尘抽离并收集。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设置合理，功能性强，具有以下优点：

1.多工况适应性

该装置具有多个运动机构，可实现不同角度和钻孔深度得多个自由度动态调整，满足不同工况下的钻孔需求，同时，冲击钻为安装式，可根据不同工况更换不同的钻具，且更换操作简单；

2.移动便利

该装置为整体可安装式，且重量轻。可根据实际钻孔需要，将该装置安装于不同的作业平台上，例如高空作业车、工作台架等；

3.操作可靠及便利性

该装置可实现自动控制，钻孔前标定好孔位及各相关孔位之间的相对关系，以及钻孔深度，该装置便可通过位置传感器及钻头位置反馈传感器自动检测钻头位置信息，并通过各个执行器调整钻头位置，实现自动定位和打孔深度自动控制。钻孔过程简单，省力。同时，当自动控制系统失效或未选配时，也可手动驱动执行器，人工定位钻头，进行手动打孔操作，减少了装置故障造成的施工进度延缓；

4.安全智能

该装置钻头启动和吸尘器关联控制，当吸尘器故障时，钻头停止工作；钻头停止工作时，吸尘器也将停止工作，节能环保、安全智能；

5.产品先进性

该产品为国内首创，其各项性能及功能其他设备不可完全替代。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明控制原理结构示意图；

图3为本发明丝杆机构一结构示意图；

图4为本发明丝杆机构二结构示意图；

图5为本发明旋转机构一结构示意图；

图6为本发明旋转机构二结构示意图；

图7为本发明图1中a处结构放大示意图；

图8为本发明图1中b处结构放大示意图；

图9为本发明图1中c处结构放大示意图。

图中：底座1、旋转机构一2、安装托架一3、丝杆机构一4、滑动托架一5、旋转机构二6、安装托架二7、滑动托架二8、丝杆机构二9、冲击钻10、升降机构11、操纵手柄12、弹性集尘器13、连接孔21、蜗杆22、蜗轮转盘23、中间孔61、安装圆盘62、一号预留孔63、一号丝杆41、一号丝套42、二号预留孔43、三号预留孔44、二号丝杆91、二号丝套92、驱动端头93、四号预留孔94。

具体实施方式

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：一种移动可安装式钻孔装置，包括底座1、旋转机构一2、安装托架一3，旋转机构一2活动设置在底座1的右端位置，旋转机构一2和底座1之间旋转连接，安装托架一3通过旋转机构一2与底座1连接，安装托架一3的右端安装有丝杆机构一4，丝杆机构一4的下端通过丝杠和螺母连接有滑动托架一5，且丝杆机构一4的驱动下沿b-b轴在安装托架一3的接触面上滑动，滑动托架一5的右侧面连接有旋转机构二6，旋转机构二6的右侧面连接有安装托架二7，安装托架二7的左侧面上安装有升降机构11，安装托架二7的上方安装有丝杆机构二9，且丝杆机构二9在安装托架二7的带动下旋转，丝杆机构二9的中间位置连接有滑动托架二8，丝杆机构二9和滑动托架二8之间通过螺纹配合连接，滑动托架二8的下端通过螺钉安装有夹具，夹具中夹有冲击钻10，冲击钻10设置在安装托架二7的下方，冲击钻10的右端套设有弹性集尘器13，冲击钻10具有多个自由度，同时可根据实际需要，选择不同规格的旋转机构和丝杆机构，保证钻头需要的可调整范围。

旋转机构一2包括连接孔21、蜗杆22、蜗轮转盘23，蜗轮转盘23套设在底座1的右端，蜗轮转盘23的左端传动配合连接有蜗杆22，蜗杆22的下端连接有操纵手柄12，连接孔21设有多组，多组连接孔21呈圆形阵列状分布在旋转机构一2上。

旋转机构二6包括中间孔61、安装圆盘62和一号预留孔63，旋转机构二6中间位置设有中间孔61，6的上下两端均设有安装圆盘62，安装圆盘62上设有多组呈圆形阵列分布的一号预留孔63，6通过上下两端安装圆盘62上的一号预留孔63和滑动托架一5连接。

丝杆机构一4包括一号丝杆41、一号丝套42、二号预留孔43和三号预留孔44，一号丝杆41的顶面上设有三号预留孔44，一号丝杆41的上端外部通过螺纹配合套设有一号丝套42，一号丝套42的左端设有二号预留孔43，一号丝套42通过二号预留孔43连接在安装托架一3的右端，丝杆机构一4是一头驱动。

丝杆机构二9包括二号丝杆91、二号丝套92、驱动端头93和四号预留孔94，9的顶面上设有四号预留孔94，9的上端外部通过螺纹配合套设有二号丝套92，二号丝套92的左右两端均设有驱动端头93，驱动端头93通过螺钉安装在滑动托架二8上端，二号丝杆91通过顶部的四号预留孔94安装在安装托架二7上端右侧面，丝杆机构二9是两头驱动。

具体的，底座1通过安装面f固定于外部的工作平台上，如高空作业车。

旋转机构一2旋转时带动除底座1外其余部件绕a-a轴旋转，旋转机构一2下端连接有操纵手柄12，操纵手柄12可控制旋转机构一2旋转，旋转机构一2、旋转机构二6和升降机构11具有自定位功能，即钻头调整到位后，各自购自行定位，不需要额外增加机械定位机构。

旋转机构一2是蜗轮蜗杆结构；旋转机构二6是螺旋升降器结构其工作原理为：电机或者手动驱动蜗杆旋转，蜗杆驱动蜗轮减速旋转，蜗轮内腔加工为内螺纹，驱动丝杠上下移动，由于内部有蜗轮蜗杆，丝杠的减速作用，达到放大推力的作用。

滑动托架一5由丝杆机构一4的丝杆形成限位，滑动托架一5通过丝杆机构一4与安装托架一3连接，滑动托架一5和滑动托架二8可进行机械定位，防止冲击钻10工作过程中冲击过大造成丝杠、螺母的机械损坏。

在滑动托架一5的驱动下，安装托架二7、滑动托架二8、丝杆机构二9、冲击钻10、升降机构11和弹性集尘器13绕c-c轴旋转。

丝杆机构二9旋转时，丝杆机构二9沿d-d轴在安装托架二7的接触面上滑动。

弹性集尘器13为弹性结构，可以始终将钻头工作时产生的灰尘与外界隔离，并通过连接在e口的吸尘器将灰尘抽离并收集。

以上结构中，冲击钻10可以满足不同角度的钻孔需要。

底座1的f面可根据需要安装在不同的工作面上，也可以安装在旋转台上，进一步增大该装置的钻头工作范围；

固定在滑动托架二8上的夹具为可拆装式，可根据不同规格的冲击钻10选择不同的夹具；

旋转机构一2和丝杆机构一4配合，调整钻头的钻孔位置，旋转机构二6用来调整冲击钻10的钻孔角度，实现任意角度打孔的目的；丝杆机构二9和升降机用来控制钻头的给进。

各运动机构上安装有位置传感器，运动机构可通过控制器用电机驱动，并通过位置传感器将各机构位置反馈给控制器，达到闭环精确控制，同时各机构可也通过4个操作手柄12驱动，手动进行钻头位置调整及打孔。

若采用电机自动控制，控制原理如下：

如图2所示，该装置控制系统由钻头位置标定、钻头位置反馈、运动机构位置传感检测、钻头开启控制和钻头、位置调整和给进控制，以及吸尘器的开启控制等。

其中位置传感器1、位置传感器2为角度传感器，分别安装在旋转机构一2、旋转机构二6上，分别用来检测旋转机构的偏转角度；位置传感器3和位置传感器4为线位移传感器，位移传感器型号可使用skra，分别安装在丝杆机构一4和丝杆机构二9上，钻头的位置信息可通过位置传感器1、2、3、4的反馈信号计算得知。

具体工作时，首先需要钻头位置标定，操作者根据需要手动将钻头调整至需要钻孔的位置，并停留5秒以上，控制器将自动识别该位置为原点；之后操作者和通过控制器配置的钻头位置标定系统，设定其他孔位与标定孔位的相对位置关系(x、y、z、d)，其中x为横向位移，y为纵向位移、z为垂直位移、d为孔深度，随后控制系统进入自动模式，按照设定值自动完成所有钻孔工作，当钻头开启式，吸尘器随之开启，若吸尘器故障或停止时，钻头将停止工作。

若底座1安装面f安装旋转驱动机构，回转角度也可以自动控制和检测；

位置传感器可以是线位移时，也可以是角度传感器式，角度传感器的型号可使用wds36/2k/345d；

在钻头自动定位时，四个驱动装置的优先顺序为：旋转机构一2、丝杆机构一4、旋转机构二6、丝杆机构二9.当位置传感器实时将各机构位置信息传回控制器后，控制器根据位置信息计算出钻头具体位置，并和标定位置比较，直到达到预设目标位置。控制器型号可使用dmx512，此时控制器开启钻头及吸尘器，并控制钻头给进，直到钻进预设深度，自动退钻后进入下一个孔的定位和钻进。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。