全方位施工钻机的制作方法

本实用新型涉及锚固钻孔设备技术领域，尤其是一种全方位施工钻机。

背景技术：

锚固钻机主要用于铁路、公路、水利、水电设施的滑波治理工程及危岩体锚固工程，控制建筑物位移等高边坡岩体锚固工程，还用于施工城市深基坑支护及地基加固工程孔、爆破工程的爆破孔和隧道管棚支护孔等。在各类复杂地层及不同钻进方法的造孔施工实践中，锚固钻机具有优异的凿孔性能。在实际使用中，由于需要钻具钻进的位置与角度不同，钻机一般都设置举升机构，但现有技术的钻机举升机构只能实现钻具的倾斜角度调整，但不能实现钻具三维空间的运动，对钻具的位置和角度调整能力有限，对于一些如隧道施工等空间狭小的施工区域，为了满足一个孔洞的正确加工位置，整台钻机往往需要反复移动调整，大大增加了施工难度与作业时间，甚至在诸如隧道等狭小空间环境内可能无法进行作业。而且现有的推进架通常采用型材拼合焊接制造，制作复杂，重量较大；其中多个零件的配合面需要进行精加工以保证精度要求，加工较为复杂，制造成本较大。现有的夹持器通常采用封闭开口的结构，这种结构重量较大且在更换钻具时角度受到限制，不便于在各个角度上更换钻具。

技术实现要素：

本申请人针对上述现有普通钻机举升机构不能灵活实现三维空间的运动、对钻具位置和角度调整能力有限、推进架制作复杂、夹持器更换不便等缺点，提供一种结构合理的全方位施工钻机，可以灵活地实现钻具的全方位三维空间运动，提高对钻具位置和角度的调整能力。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种全方位施工钻机，包括举升机构，举升机构的底转盘设置在平台组件上，支撑座固定在底转盘上；第一转臂具有N字型排列的四个枢轴点结构，分别为前端点、后端点、前转角点和后转角点；第一转臂的后转角点与支撑座顶部铰接，下油缸的一端与支撑座底部铰接，另一端与第一转臂的前端点铰接，上油缸的一端与第一转臂的后端点铰接，另一端与第二转臂中部铰接，第二转臂的底端与第一转臂的前转角点铰接，第二转臂的顶端与顶转盘连接，顶转盘上固定滑架，滑架上安装推进架。

作为上述技术方案的进一步改进：

推进架主体为推进架框架，推进架框架为中空的方钢，方钢的上下两面的边缘处沿长度方向固定导轨，导轨与下方滑架上的导槽或上方动力头下部的导槽形成配合。

推进架框架的腔内两端分别安装底部滑轮和顶部滑轮，在推进架框架的腔内设置驱动油缸和滑动小车，滑动小车包括小车框架和设置在小车框架内的上滑轮和下滑轮，在推进架框架的内壁上安装两个滑动导轨，滑动小车一端通过连接座与驱动油缸连接，滑动小车的另一端两侧设置与滑动导轨配合的工字型导轮，在推进架框架的腔内和上表面上方分布有第一链条和第二链条，第一链条一端固定连接驱动油缸，绕过上滑轮和顶部滑轮后另一端连接在动力头下端的滑板上，第二链条一端固定连接底部滑轮的固定座，绕过下滑轮和底部滑轮后另一端连接在滑板的另一侧上。

推进架框架的腔内两端分别通过固定座安装底部滑轮和顶部滑轮。

在推进架框架的两个侧面开设有若干个定位孔，通过定位孔在推进架框架的内壁上安装两个滑动导轨。

每个工字型导轮卡在各自对应的滑动导轨上，两个工字型导轮沿横向限位在两个滑动导轨之间。

第一链条通过链条连接座与驱动油缸连接。

第二链条通过链条连接座与底部滑轮的固定座连接。

滑板上表面设置两根与第一链条垂直的平行滑轨，动力头下部设置有与两根滑轨配合的滑槽，在滑轨的内侧设置有与滑轨平行的推动油缸，推动油缸一端铰接在滑板上且与滑轨一端齐平，另一端连接在动力头侧面。

在推进架一端设置夹持器，夹持器包括具有U字型开口的底座，在开口的两侧相对设置成对的卡瓦，液压油缸安装在底座上，卡瓦与液压油缸的驱动端一一对应连接。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过举升机构的底转盘在水平面内自由旋转，举升机构的第一转臂和第二转臂进行竖直平面内的旋转，实现钻具的各种倾斜角度；再配合举升机构的顶转盘在侧翻平面内自由旋转，使钻具在工作位置实现不同的翻转。推进架在三维空间的运动可自由调整钻具的位置和角度，适用于各种角度的倾斜打孔和竖直打孔，不需要钻机频繁切换履带移动与桩脚固定状态即可达到目标位置，尤其适用于诸如隧道等狭小空间内作业。

本实用新型的推进架采用一体化型材框架结构，加工方便，便于确保精度，同时减轻了重量，减小了各个旋转部件、举升部件的负载，从而可以实现各个关节的灵活运动，保证设备运行的寿命与可靠性。

本实用新型采用U字型开口的夹持器能够减轻夹持器的重量，而且便于在各个角度上进行钻具的更换，提高了使用的便捷性。

附图说明

图1为本实用新型在竖直工作状态的主视图。

图2为图1的俯视图。

图3为本实用新型在左侧侧翻状态的立体图。

图4为图3的俯视图。

图5为图3的右视图。

图6为本实用新型在水平状态的立体图。

图7是图6中A部放大图。

图8为推进架框架的横截面图。

图9为推进架的剖视示意图。

图中：1、举升机构；2、滑架；3、推进架；4、控制台；5、平台组件；6、固定支腿；7、履带机构；8、电缆架；9、动力头；10、夹持器；101、底转盘；102、支撑座；103、下油缸；104、上油缸；105、第一转臂；106、第二转臂；107、顶转盘；110、底座；111、卡瓦；112、液压油缸；301、推进架框架；302、方钢；303、导轨；304、底部滑轮；305、顶部滑轮；306、滑动小车；307、驱动油缸；308、导轮；309、滑动导轨；310、下滑轮；311、上滑轮。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、图2所示，本实用新型的全方位施工钻机底部的履带机构7上设置平台组件5，平台组件5下部安装支腿组件，平台组件5上方设置有举升机构1和控制台4，控制台4位于举升机构1的后方，举升机构1通过顶部滑架2安装推进架3。控制台4后方设置有电缆架8。在推进架3顶部设置可以沿推进架3前后移动的动力头9，动力头9前方在推进架3一端设置有夹持器10。

举升机构1的底转盘101设置在平台组件5上，支撑座102固定在底转盘101上。第一转臂105具有N字型排列的四个枢轴点结构，分别为前端点、后端点、前转角点和后转角点。第一转臂105的后转角点与支撑座102顶部铰接，下油缸103的一端与支撑座102底部铰接，另一端与第一转臂105的前端点铰接，上油缸104的一端与第一转臂105的后端点铰接，另一端与第二转臂106中部铰接，第二转臂106的底端与第一转臂105的前转角点铰接，第二转臂106的顶端与顶转盘107连接，顶转盘107上固定滑架2。下油缸103和上油缸104采用液压驱动。

支腿组件可以采用固定支腿6或转动支腿（图中未示出）。如图1所示，平台组件5的底部安装有固定支腿6，通过油缸伸展固定支腿6后将履带机构7提升离开地面，稳固支撑在地面上进行工作。

如图7所示，本实用新型的夹持器10包括具有U字型开口的底座110，在开口的两内侧分布有两块相对的卡瓦111，每个卡瓦111由两片呈钝角分布的卡瓦片构成。两个液压油缸112安装在底座110上，卡瓦111与液压油缸112的驱动端一一对应连接。采用U字型开口的夹持器10能够减轻夹持器10的重量，而且便于在各个角度上进行钻具的更换，提高了使用的便捷性。

本实用新型的推进架3主体采用一体化型材框架结构取代现有技术中的型材焊接结构，如图8所示，推进架框架301为中空型材例如方钢302，方钢302的上下两面的边缘处沿长度方向焊接四根导轨303，这四根导轨303与下方滑架2上的两个导槽、上方动力头9下端的两个导槽形成配合，用于对导轨303与导槽的相对移动进行滑动导向和限位。本实用新型采用一体化成形的方钢结构，避免了现有技术中推进架的各个面通过型材、连接板拼合焊接的复杂工序，同时在保证推进架3的强度和刚度的前提下显著降低了推进架3整体的重量，从而进一步满足本实用新型各个旋转部件的动力，保证了转动的灵活度。

如图9所示，推进架框架301的腔内两端分别通过固定座安装底部滑轮304和顶部滑轮305，底部的固定座上设置链条连接座。在推进架框架301的腔内设置驱动油缸307和滑动小车306，滑动小车306包括小车框架和设置在小车框架内的上滑轮311和下滑轮310。在推进架框架301的两个侧面开设有若干个定位孔，通过定位孔在推进架框架301的内壁上安装两个滑动导轨309。滑动小车306一端通过连接座与驱动油缸307的驱动端连接，滑动小车306的另一端两侧设置与滑动导轨309配合的工字型导轮308，每个导轮308中部凹槽卡在各自对应的滑动导轨309上，两个导轮308沿横向限位在两个滑动导轨309之间。驱动油缸307上设置链条连接座。在推进架框架301的腔内和上表面上方分布有第一链条和第二链条，第一链条一端固定连接驱动油缸307上的链条连接座，绕过上滑轮311和顶部滑轮305后另一端连接在动力头9下端的滑板上。第二链条一端固定连接底部固定座上的链条连接座，绕过下滑轮310和底部滑轮304后另一端连接在滑板的另一侧上。动力头9安装在滑板上。第一链条和第二链条构成滑轮组结构，驱动油缸307推动滑动小车306运动，由于是动滑轮结构，滑板上动力头9的行程是滑动小车306行程的两倍，可以实现成倍放大的控制效果。

参照图6，滑板上表面设置两根与第一链条垂直的平行滑轨，动力头9下部设置有与两根滑轨配合的滑槽，动力头9沿滑轨进行自由滑动。在滑轨的内侧设置有与滑轨平行的推动油缸，推动油缸一端铰接在滑板上且与滑轨一端齐平，推动油缸的另一端即驱动端连接在动力头9侧面，驱动动力头9沿滑轨进行前后移动。动力头9滑动离开与夹持器10共线的中心位置，留出足够空间进行下锚杆操作，而不需要将整台设备进行调整移动，提高了工作效率。

下面详细说明本实用新型的工作过程：

本实用新型的全方位施工钻机通过履带机构7移动到工作场地，控制支腿组件将钻机固定支撑在地面上，保证钻机工作状态稳定。通过控制台4对举升机构1进行控制，使其达到设定的位置和旋转角度。

如图1所示，举升机构1位于钻机的中央位置，顶转盘107旋转使推进架3位于竖直位置。如图3、图4及图5所示，举升机构1带动推进架3进行左侧侧翻，使推进架3位于钻机的左侧水平位置。此时，顶转盘107旋转可以调整推进架3在竖直平面内的角度。如图6所示，在正常运输过程中，举升机构1使推进架3位于钻机的顶部水平位置，便于控制整台钻机的重心。由此可知，举升机构1的底转盘101在水平面内自由旋转，控制推进架3转动到各个水平位置；举升机构1的第一转臂105和第二转臂106进行竖直平面内的旋转，实现推进架3的各种倾斜角度；举升机构1的顶转盘107自由旋转后使推进架3实现在特定位置的不同翻转角，最后利用动力头9驱动钻具进行打钻。本实用新型不需要钻机频繁切换履带移动与桩脚固定状态，在履带机构7固定后通过各种驱动调整即可达到目标位置与角度，适用于各种角度的倾斜打孔和竖直打孔，大大提高了工作效率，尤其适用于在履带底座移动不便的诸如隧道等狭小空间内作业。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，在不违背本实用新型精神的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改。