隧道顶部钻孔装置的制作方法

本发明涉及钻孔设备，尤其是涉及一种隧道顶部钻孔装置。

背景技术：

隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式，一般可分为交通隧道、水工隧道，市政隧道、矿山隧道等。这些隧道在建设施工完毕后，均需要在隧道的顶部进行装饰或安装照明等设施，而安装这些设施，在隧道顶部进行钻孔作业是必不可少的。

在隧道顶部进行钻孔，需要操作人员站在架子上仰头作业，钻孔过程中还会出现尘土下落等现象，不仅操作工人的劳动强度大，且工作效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能大大提高工作效率的隧道顶部钻孔装置。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的隧道顶部钻孔装置，包括高度可调的升降机构和置于所述升降机构上方的带有电锤的自动钻孔机构，所述自动钻孔机构上还安装有用于检测电锤高度的位置传感器。

所述自动钻孔机构通过缓冲机构与所述升降机构相连接。实际制作时，所述缓冲机构为均衡固设在连接板上的多个缓冲弹簧。

所述自动钻孔机构包括电锤固定板，所述电锤分两工位间隔设置在所述电锤固定板上；位于两工位电锤之间的电锤固定板上设置有基准杆，所述位置传感器安装在所述基准杆顶部，在所述位置传感器下方的基准杆上安装有摄像头。

所述两工位电锤之间的间距可调；在每个电锤下部套设有集尘罩。

在所述电锤固定板下方设置有电锤位置调整组件，所述电锤位置调整组件包括步进电机，所述步进电机通过直线运动机构带动两工位上的电锤靠近或远离。

所述升降机构包括安装底座和固定设置在所述安装底座上的多节支撑管，所述多节支撑管依次叠套在一起，通过提升机构使其升高或降低。

所述提升机构包括驱动电机，以及设置在所述安装底座上与所述驱动电机相连接的主卷筒，在各节外套支撑管外侧壁上分别设置有过渡卷筒，在各节外套支撑管顶部设置有与卷筒位置对应的定滑轮，在最内层支撑管的外侧底部设置有固定块，一端与所述固定块相固联的钢丝拉绳依次绕经每个定滑轮和过渡卷筒后与主卷筒相固联。

相邻两节支撑管之间设置有导向机构；在所述主卷筒的外侧设置有手动摇把

多节支撑管均为方形管。

本发明的优点在于结构巧妙，使用方便，可满足不同高度空间的顶部打孔需求，适用范围广；工作时可实现两孔同时钻破，工作效率高；通过高清摄像头和位置检测传感器，实现钻孔位置的精确定位。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中升降机构的放大图。

图3图2中多节支撑管的横断面示意图。

图4是是图1中自动钻孔机构的放大图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的隧道顶部钻孔装置，包括高度可调的升降机构ⅰ和置于升降机构上方的带有电锤的自动钻孔机构ⅱ，自动钻孔机构ⅱ通过缓冲机构ⅲ与升降机构ⅰ相连接。

具体来说，本发明的升降机构ⅰ如图2、图3所示，包括安装底座11和固定在安装底座11上的方形外套管12，在外套管12内依次叠套有三节方形支撑管13-1、13-2、13-3，三节支撑管通过提升机构带动升高或降低，以满足不同高度空间的打孔需求；

本发明采用的提升机构包括驱动电机14，以及设置在安装底座11上与驱动电机14相连接的主卷筒15，在方形支撑管13-1、13-2的底部外侧壁上分别设置有过渡卷筒16-1、16-2，在最内层支撑管13-3的外侧底部设置有固定块17，在其顶部设置有与卷筒位置对应的定滑轮18-1、18-2、18-3，一端与固定块17相固联的钢丝拉绳19依次绕经每个定滑轮和过渡卷筒后与主卷筒15相固联。

机构上升时，由驱动电机14驱动主卷筒15转动，收紧钢丝拉绳19，经过各层的定滑轮及过渡卷筒，带动最内层支撑管13-3上升，当最内层支撑管13-3上升至顶位后，最内层支撑管13-3与第二层支撑管13-2拉紧，在钢丝拉绳的拉力下，第二层支撑管13-2开始上升，依次类推，直至全部支撑管上升到位。

为防止升降过程中支撑管突然滑落，驱动电机14要具有自锁功能，如可采用带有自锁减速机的电机。

在主卷筒15的外侧设置有手动摇把20，工作时如遇突发断电的情况，可手动操作摇把，实现升降机构的伸缩。

为保证各支撑管在升降过程中不会出现卡阻现象，相邻两节支撑管之间设置有导向机构，如相互匹配的滑轨和滑槽、相互配合的滑槽和滚轮等，也可以采用如图3所示的抽屉式滑轨结构21。

本发明的自动钻孔机构ⅱ如图4所示，包括电锤固定板101，为提高工作效率，实现两孔同时破钻，在电锤固定板101上分两工位安装两个电锤102，两工位电锤之间的间距可以调整，以满足不同的作业要求；为防止钻孔时尘土下落，在每个电锤下部均套设有集尘罩103；位于两工位电锤之间的电锤固定板上设置有基准杆104，在基准杆顶部安装有用于检测电锤高度的位置传感器105，在位置传感器105下方的基准杆上安装有高清摄像头106，在位置传感器的精准感应和高清摄像头的双重监控下，实现钻孔作业位置的精确定位。

调整两工位电锤之间的间距时，既可以按工程设计要求的孔距提前调整好，也可以在工作过程中通过电锤位置调整组件如步进电机107和由其带动的直线运动机构（如可采用最常见的直线导轨机构。实际制造时，当然也可采用其他能实现该功能的机构）带动两工位上的电锤靠近或远离，以满足两孔间距的要求。

实际使用时，更换电锤固定板（和其上装设的电锤），还可以实现其他功能，如装配螺母作业或攻丝作业等。

为缓解电锤破钻时带来的较大冲击并防止钻头卡死，本发明在自动钻孔机构ⅱ下方设置了缓冲机构ⅲ，该缓冲机构ⅲ包括均衡固设在连接板1001上的多个缓冲弹簧1002；连接板1001通过卡箍1003（左右两半，通过螺栓进行连接）与最内层支撑管13-3的顶部相连接，多个缓冲弹簧1002支撑在电锤位置调整组件的架体底部。

本发明使用时，可将安装底座11固定到agv平板车上，实现该钻孔装置在整个隧道内的移动和纵向隧道顶部孔距的调整。

技术特征：

1.一种隧道顶部钻孔装置，其特征在于：包括高度可调的升降机构和置于所述升降机构上方的带有电锤的自动钻孔机构，所述自动钻孔机构上还安装有用于检测电锤高度的位置传感器。

2.根据权利要求1所述的隧道顶部钻孔装置，其特征在于：所述自动钻孔机构通过缓冲机构与所述升降机构相连接。

3.根据权利要求2所述的隧道顶部钻孔装置，其特征在于：所述缓冲机构为均衡固设在连接板上的多个缓冲弹簧。

4.根据权利要求1所述的隧道顶部钻孔装置，其特征在于：所述自动钻孔机构包括电锤固定板，所述电锤分两工位间隔设置在所述电锤固定板上；位于两工位电锤之间的电锤固定板上设置有基准杆，所述位置传感器安装在所述基准杆顶部，在所述位置传感器下方的基准杆上安装有摄像头。

5.根据权利要求4所述的隧道顶部钻孔装置，其特征在于：所述两工位电锤之间的间距可调；在每个电锤下部套设有集尘罩。

6.根据权利要求5所述的隧道顶部钻孔装置，其特征在于：在所述电锤固定板下方设置有电锤位置调整组件，所述电锤位置调整组件包括步进电机，所述步进电机通过直线运动机构带动两工位上的电锤靠近或远离。

7.根据权利要求1所述的隧道顶部钻孔装置，其特征在于：所述升降机构包括安装底座和固定设置在安装底座上的多节支撑管，所述多节支撑管依次叠套在一起，通过提升机构使其升高或降低。

8.根据权利要求7所述的隧道顶部钻孔装置，其特征在于：所述提升机构包括驱动电机，以及设置在所述安装底座上与所述驱动电机相连接的主卷筒，在各节外套支撑管外侧壁上分别设置有过渡卷筒，在各节外套支撑管顶部设置有与卷筒位置对应的定滑轮，在最内层支撑管的外侧底部设置有固定块，一端与所述固定块相固联的钢丝拉绳依次绕经每个定滑轮和过渡卷筒后与主卷筒相固联。

9.根据权利要求8所述的隧道顶部钻孔装置，其特征在于：相邻两节支撑管之间设置有导向机构；在所述主卷筒的外侧设置有手动摇把。

10.根据权利要求7所述的隧道顶部钻孔装置，其特征在于：多节支撑管均为方形管。

技术总结
本发明公开了一种隧道顶部钻孔装置，包括高度可调的升降机构和带有电锤的自动钻孔机构，在自动钻孔机构上还安装有用于检测电锤高度的位置传感器，自动钻孔机构通过缓冲机构与升降机构相连接。实际制作时，缓冲机构为均衡固设在连接板上的多个缓冲弹簧。为提高工作效率，本发明的自动钻孔机构包括电锤固定板，电锤分两工位间隔设在电锤固定板上，两工位电锤之间的电锤固定板上设置有基准杆，位置传感器安装在基准杆顶部，在位置传感器下方的基准杆上安装有摄像头。本发明结构巧妙，使用方便，可满足不同高度空间的顶部打孔需求，适用范围广；工作时可实现两孔同时钻破；通过高清摄像头和位置检测传感器，实现钻孔位置的精确定位。

技术研发人员：赵玉凯;张祥儒;李纪强;徐森;颜世铛;李耀;栗良玉;周伟;刘守雨;祁华伟
受保护的技术使用者：郑州机械研究所有限公司
技术研发日：2020.03.03
技术公布日：2020.05.22