一种混凝土结构上的可伸缩式全自动钻螺栓孔装置的制作方法

本实用新型属于基础结构施工技术领域，具体涉及一种混凝土结构上的可伸缩式全自动钻螺栓孔装置。

背景技术：

以往在地下结构的顶板上钻孔时，需要搭建脚手架等一系列设施，且施工人员需要攀爬至脚手架上并仰头钻孔，长时间仰头钻孔对施工人员的身体负担很大，无法长时间持续快速高效作业。

面对在实际施工过程中所碰到的这类问题，本领域技术人员急需一种能够替代人工钻孔的装置，以避免长时间仰头钻孔，实现高效快速的自动化钻孔。

我国自动钻孔机产业要实现快速发展就必须发展专业自动钻孔机，据悉，随着我国低成本人力资源难以为继和科学技术水平的不断发展，自动化和专业化制造必然要成为现代自动钻孔机制造业的重要发展方向，专业化自动钻孔机也必将随之快速发展。

用专业化自动钻孔机生产产品可使产品质量和生产效率进一步提高，更加节材、实现自动钻孔机自动化生产和绿色制造。因此，专业化自动钻孔机虽然目前总量还不多，但却代表着自动钻孔机技术新的发展方向，在自动钻孔机行业产品结构调整和发展方式转变方面将会起到越来越重要的作用。

专业化自动钻孔机发展好了，必然会对促进整个自动钻孔机行业水平的快速提升起到有力的带动作用，因而，在自动钻孔机行业发展中优先发展专业化自动钻孔机尤为必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种混凝土结构上的可伸缩式全自动钻螺栓孔装置，该装置通过在混凝土结构上固定导轨并设置可移动式车体，以使机械臂以及电锤在移动式车体的驱动下能够进行精确定位并自动钻螺栓孔。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种混凝土结构上的可伸缩式全自动钻螺栓孔装置，其特征在于所述钻螺栓孔装置包括导轨、可移动式车体、机械臂以及电锤，所述导轨固定于所述混凝土结构的顶板上，所述可移动式车体滑动配合安装于所述导轨上，所述机械臂分别设置于所述可移动式车体的两侧，所述电锤安装于所述机械臂的前端部。

所述导轨为工字钢，所述可移动式车体的顶部安装有两组滑轮，所述可移动式车体经其两侧的所述滑轮装配悬挂于所述工字钢上。

所述机械臂包括水平向设置的可伸缩式主臂以及竖直向设置的钻臂，所述钻臂的末端与所述可伸缩式主臂的前端相连接。

所述可移动式车体与所述可伸缩式主臂之间设置有钢丝绳，所述钢丝绳的一端绕设固定于所述可移动式车体内的电机上，所述钢丝绳的另一端绕设固定于所述可伸缩式主臂前端的定滑轮组上。

所述可移动式车体内的所述电机位于所述可伸缩式主臂的上方。

所述可伸缩式主臂包括依次套装组合的第一节臂体、第二节臂体以及第三节臂体，所述第一节臂体与所述第二节臂体中设置有连接两者的液压缸，所述液压缸的前端固定设置有一位于所述第三节臂体中的定滑轮，所述定滑轮上绕设有钢丝绳，所述钢丝绳的一端固定于所述第一节臂体的末端壁面上、另一端固定于所述第三节臂体的末端壁面上。

所述钻臂的前端部设置有机械爪，所述电锤经所述机械爪握持固定于所述钻臂的前端部。

所述可移动式车体上安装有上位机，所述上位机分别与所述机械爪、所述电锤、所述可伸缩式主臂连接控制。

本实用新型的优点是：（1）自动钻螺栓孔装置的结构简单，能够实现程序化的自动打孔，缩短辅助时间，提高了生产效率和钻孔精度；（2）标准化程度高、减少了人工使用以及脚手架的搭设。

附图说明

图1为本实用新型中全自动钻螺栓孔装置的结构示意图；

图2为本实用新型图1中的局部放大示意图a；

图3为本实用新型中可伸缩式主臂的内部结构示意图；

图4为本实用新型中全自动钻螺栓孔装置的侧视图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-4，图中标记1-12分别为：可移动式车体1、滑轮1a、车身1b、电机1c、导轨2、可伸缩式主臂3、第一节臂体3a、第二节臂体3b、第三节臂体3c、定滑轮组3d、钢丝绳4、钻臂5、机械爪6、电锤7、液压缸8、定滑轮9、钢丝绳10、钢丝绳11、定滑轮12。

实施例：如图1-4所示，本实施例具体涉及一种混凝土结构上的可伸缩式全自动钻螺栓孔装置，该钻螺栓孔装置主要包括导轨2、可移动式车体1、机械臂以及电锤7，其中，导轨2固定在混凝土结构的顶板上，可移动式车体1滑动配合安装在导轨2上，机械臂分别设置在可移动式车体1的两侧，电锤7安装在机械臂的前端部。

如图1所示，导轨2固定于混凝土构筑物的顶部，具体采用的是工字钢，作为可移动式车体1的滑动轨道。

如图1、4所示，可移动式车体1的主体为车身1b，在车身1b的上部两侧设置有两组滑轮1a，两组滑轮1a匹配安装在导轨2上，通过滑轮1a的设置将车身1b悬吊在导轨2的下方，并可驱动车身1b在导轨2的限位下移动；在车身1b的两侧分别设置有一机械臂，机械臂包括呈水平设置的可伸缩式主臂3以及连接于可伸缩式主臂3前端的钻臂5，钻臂5呈竖向设置，在其前端固定安装有电锤7，用于在混凝土构筑物顶板上钻设螺栓孔。

如图1、3所示，可伸缩式主臂3包括三节相互套装组合的臂体，分别为第一节臂体3a、第二节臂体3b以及第三节臂体3c；其中，第一节臂体3a的末端固定在车身1b上，在第一节臂体3a以及第二节臂体3b中设置有连接两者的液压缸8，如图3所示，液压缸8的一端面固定在第一节臂体3a上、另一端固定在第二节臂体3b上，当液压缸8伸缩时能够带动第二节臂体3b伸缩；

如图3所示，为了能够进一步同步带动第三节臂体3c伸长，在液压缸8的前端面上固定设置一个定滑轮9并在该定滑轮9上绕设钢丝绳10，钢丝绳10的一端固定在第一节臂体3a上、另一端固定在第三节臂体3c上，因此当在液压缸8伸长时，第二节臂体3b和第三节臂体3c能够同步随其伸长；

如图3所示，为了能够进一步同步带动第三节臂体3c收缩，在第二节臂体3b上也固定有定滑轮12并绕设钢丝绳11，钢丝绳11一端固定在第一节臂体3a上、另一端固定在第三节臂体3c上，因此当在液压缸8收缩时，第二节臂体3b和第三节臂体3c能够同步随其收缩。

如图1、2所示，钻臂5呈竖向设置，其末端同可伸缩式主臂3的前端固定连接，其前端固定设置有由电机驱动的机械爪6，机械爪6可以实现收紧与放开，定位点位可控，夹持力可控，在机械爪6上夹持固定有电锤7，电锤7具体是一种以冲击为主、旋转为辅的手持电动工具，在机械爪6的夹持下可对构筑物顶板进行振动钻孔施工。

如图1所示，在车身1b中设置有电机1c，与此同时在可伸缩式主臂3的前端设置有定滑轮组3d，两者之间设置有钢丝绳4，即钢丝绳4的一端绕设固定于电机1c上、另一端绕设固定于定滑轮组3d上，从而构成稳定的三角支撑受力结构；需要说明的是，前述的电机1c、钢丝绳4以及定滑轮组3d呈两侧对称设置结构。以右侧的电机1c为例进行说明，当电机1c逆时针转动时，拉伸钢丝绳4产生一个斜向上的拉力，从而可使钻臂5也获得一个垂直向上的推力使旋转的电锤7完成钻孔任务，同时，在电锤7的钻头上安装一个距离传感器，控制钻头钻入指定距离后，可以停止工作。

如图1-4所示，本实施例的车身1b中还设置有上位机，可以是plc，工业pc机，单片机及运动控制器等；该上位机分别连接控制本实施例中的机械爪6、电锤7、可伸缩式主臂3以及电机1c等。

如图1-4所示，本实施例中可伸缩式全自动钻螺栓孔装置的工作方法包括以下步骤：

（1）根据工程施工要求，选择导轨2的型号并安装固定在混凝土结构上的指定位置；

（2）将钻螺栓孔装置安装在导轨2上；

（3）通过上位机控制可移动式车体1移动至指定位置，并控制可伸缩式主臂3伸展至指定长度，以使钻臂5上的电锤7能够精确指向待钻孔位置；

（4）待钻臂5上的电锤7就位后，控制电机1c转动以拉伸钢丝绳4产生一个斜向上的拉力，从而可使钻臂5获得一个垂直向上的推力使旋转的电锤7进行钻孔作业，钻孔过程中，电锤7钻头的距离传感器实时检测钻头钻入深度，待钻入指定深度后停止工作；

（5）之后控制电机1c转动以放松钢丝绳4以使钻臂5向下脱出钻孔，继续控制可移动式车体1在导轨2上移动，进行下一个钻孔位置的作业。

本实施例的优点是：（1）自动钻螺栓孔装置的结构简单，能够实现程序化的自动打孔，缩短辅助时间，提高了生产效率和钻孔精度；（2）标准化程度高、减少了人工使用以及脚手架的搭设。