一种针对砂砾岩层挖掘施工的自动化防护支撑设备的制作方法

本发明涉及砂砾岩层挖掘施工技术领域，特别是一种针对砂砾岩层挖掘施工的自动化防护支撑设备。

背景技术：

砂砾岩层的土质比较松软，在砂砾岩层挖掘施工过程中，由于砂砾岩层的土质特点，必须要及时的对挖掘的通道进行支撑，防止在挖掘过程中出现坍塌等危险情况；

然而现有的解决方式是通过人工固定支柱的方式对挖掘通道进行支撑，支柱的长度一般要大于通道的高度，在固定支柱的过程中，需要工作人员将支柱在洞穴内立起来，然后通过锤子敲击将立柱修正，让立柱立在通道的顶端和地面之间；这种安装方式十分的费力，并且很耗时间，严重影响工人的工作效率。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种针对砂砾岩层挖掘施工的自动化防护支撑设备。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种针对砂砾岩层挖掘施工的自动化防护支撑设备，包括箱体，所述箱体底面边缘处设有支撑边，所述支撑边的底面与箱体的底面持平，所述箱体的上表面固定安装支撑管，所述支撑管两端的端面均设有圆孔，所述支撑管通过一端端面上的圆孔与箱体的内腔连通，

所述箱体内腔的底面上扣有防护罩，所述防护罩内设有轴承座和若干轴承，所述轴承座和轴承均固定安装在箱体的底面上，所述轴承座上安装转动杆，所述转动杆上固定安装主动齿轮，所述主动齿轮位于防护罩内，若干轴承以轴承座为圆心等角度分布在同一圆周上，所述轴承上安装转轴，所述转轴的一端上固定连接从动齿轮，所述转轴的另一端竖直向下穿过轴承和箱体底面伸出箱体，所述转轴的另一端上固定安装钻头，所述主动齿轮与从动齿轮啮合；

所述箱体内腔还固定安装配重块，所述配重块上表面上固定安装力矩电机、可充电锂电池和力矩电机控制器，所述可充电锂电池通过力矩电机控制器与力矩电机连接，所述力矩电机的转动轴上固定安装斜齿轮一，所述转动杆一端竖直向上穿过防护罩和箱体上表面伸入支撑管中，所述防护罩与箱体上表面之间的转动杆上固定安装斜齿轮二，所述斜齿轮二与斜齿轮一啮合；

所述支撑管另一端的端面上固定安装若干导杆，所述支撑管另一端端面的圆孔处插入丝杆，所述丝杆的一端插入支撑管另一端端面的圆孔中并通过联轴器与转动杆一端连接，所述丝杆上安装螺母座，所述丝杆的另一端套有移动管，所述移动管的下端端口与螺母座固定连接，所述移动管的上端安装支撑架，所述支撑架上安装支撑板，所述导管竖直向上穿过螺母座伸入移动管内；

所述箱体的上表面上设有两个脚踏开关，两个脚踏开关均与力矩电机控制器连接，一个脚踏开关控制力矩电机正转，另一个脚踏开关控制力矩电机反转。

所述支撑板的形状与挖掘通道的顶面形状相匹配。

所述支撑板的形状包括平板、弧形板和网格板。

两个脚踏开关关于支撑管对称。

所述脚踏开关的按钮采用橡胶按钮。

所述导杆与丝杆相互平行。

所述支撑架上的支撑板可拆卸更换。

所述移动管上端端面与支撑架之间设有弹簧，所述弹簧的两端分别与移动管上端端面和支撑架底面连接。

所述导杆的数量为三个，并以支撑管另一端端面上的圆孔为中心等角度分布在同一圆周上。

所述轴承座位于箱体内腔的底面中心处，所述力矩电机的旋转轴与转动杆垂直。

有益效果

利用本发明的技术方案制作的针对砂砾岩层挖掘施工的自动化防护支撑设备，其具有以下优势：

1、本装置只需要通过踩踏开关来控制力矩电机的正反转，通过力矩电机的正反转来控制滚珠丝杠驱动支撑板上下移动和钻头在地面上钻入，无需人工固定，降低了工人的劳动强度，提高了挖掘的工作效率；

2、本装置结构设计简单，无需过多的电子元器件和传动结构，方便维护，在使用过程中，主要是针对力矩电机进行调试和维护，维护难度小，制作生产的成本低，适合大批量使用和安装；

3、更重要的是，本装置底面的钻头不仅有助于装置与地面的固定，同时钻头钻入地面后，通过其与地面的摩擦形成锁定结构，可以锁定滚珠丝杠在没有力矩电机驱动情况下的反转，进而保证装置的支撑效果。

附图说明

图1是本发明所述针对砂砾岩层挖掘施工的自动化防护支撑设备的结构示意图；

图2是本发明所述针对砂砾岩层挖掘施工的自动化防护支撑设备的结构示意图；

图3是本发明所述针对砂砾岩层挖掘施工的自动化防护支撑设备的结构示意图；

图4是本发明所述针对砂砾岩层挖掘施工的自动化防护支撑设备的结构示意图；

图5是本发明所述针对砂砾岩层挖掘施工的自动化防护支撑设备的结构示意图；

图中，1、箱体；2、支撑边；3、支撑管；4、防护罩；5、轴承座；6、转动杆；7、主动齿轮；8、转轴；9、从动齿轮；10、钻头；11、配重块；12、力矩电机；13、可充电锂电池；14、控制器；15、斜齿轮一；16、导杆；17、丝杆；18、联轴器；19、螺母座；20、移动管；21、支撑架；22、支撑板；23、弹簧；24、斜齿轮二；25、脚踏开关。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1－5所示，本申请的创造点在于，在箱体内腔的底面上扣有防护罩4，所述防护罩内设有轴承座5和若干轴承，所述轴承座和轴承均固定安装在箱体的底面上，所述轴承座上安装转动杆6，所述转动杆上固定安装主动齿轮7，所述主动齿轮位于防护罩内，若干轴承以轴承座为圆心等角度分布在同一圆周上，所述轴承上安装转轴8，所述转轴的一端上固定连接从动齿轮9，所述转轴的另一端竖直向下穿过轴承和箱体底面伸出箱体，所述转轴的另一端上固定安装钻头10，所述主动齿轮与从动齿轮啮合；

本申请的创造点还在于，所述箱体内腔还固定安装配重块11，所述配重块上表面上固定安装力矩电机12、可充电锂电池13和力矩电机控制器14，所述可充电锂电池通过力矩电机控制器与力矩电机连接，所述力矩电机的转动轴上固定安装斜齿轮一15，所述转动杆一端竖直向上穿过防护罩和箱体上表面伸入支撑管中，所述防护罩与箱体上表面之间的转动杆上固定安装斜齿轮二24，所述斜齿轮二与斜齿轮一啮合；

本申请的创造点还在于，所述支撑管另一端的端面上固定安装若干导杆16，所述支撑管另一端端面的圆孔处插入丝杆17，所述丝杆的一端插入支撑管另一端端面的圆孔中并通过联轴器18与转动杆一端连接，所述丝杆上安装螺母座19，所述丝杆的另一端套有移动管20，所述移动管的下端端口与螺母座固定连接，所述移动管的上端安装支撑架21，所述支撑架上安装支撑板22，所述导管竖直向上穿过螺母座伸入移动管内；

本申请的创造点还在于，在箱体底面边缘处设有支撑边2，所述支撑边的底面与箱体的底面持平，所述箱体的上表面固定安装支撑管3，所述支撑管两端的端面均设有圆孔，所述支撑管通过一端端面上的圆孔与箱体的内腔连通，所述箱体的上表面上设有两个脚踏开关25，两个脚踏开关均与力矩电机控制器连接，一个脚踏开关控制力矩电机正转，另一个脚踏开关控制力矩电机反转。

另外，本申请还提出了所述支撑板的形状与挖掘通道的顶面形状相匹配，所述支撑板的形状包括平板、弧形板和网格板，两个脚踏开关关于支撑管对称，所述脚踏开关的按钮采用橡胶按钮，所述导杆与丝杆相互平行，所述支撑架上的支撑板可拆卸更换，所述移动管上端端面与支撑架之间设有弹簧23，所述弹簧的两端分别与移动管上端端面和支撑架底面连接，所述导杆的数量为三或四个，并以支撑管另一端端面上的圆孔为中心等角度分布在同一圆周上，所述轴承座位于箱体内腔的底面中心处，所述力矩电机的旋转轴与转动杆垂直，

本技术方案采用的电子器件包括：

力矩电机，力矩电机可以选择现有的力矩电机产品，只要尺寸和功率合适就可以在本申请的技术方案中应用；

控制器是与力矩电机配套的电机控制器，可以控制力矩电机的正转和反转；

在本技术方案实施的过程中，本领域人员需要将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明。

在本技术方案中，初始状态下，支撑管和移动管之间的距离最小，此时整个装置的高度也是最小的；工作人员可以在挖掘过程中携带多个本申请的支撑结构，需要支撑时，将本装置的箱体一端放置在地面上，支撑板所在一端向上，然后用脚点动正转的脚踏开关，此时力矩电机开始工作，力矩电机正转并通过斜齿轮一带动斜齿轮二转动，进而带动转动杆转动；转动杆开始转动后带动主动齿轮和丝杆转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，箱体下表面的钻头旋转钻入地面，而丝杆转动，螺母座在丝杆的驱动下沿着导杆向上移动，此时螺母座向上推动移动杆上升，直到支撑板顶住通道的顶端，实现支撑效果。

当需要拆卸本装置时，只需要用脚点动另一个脚踏开关，力矩电机反转，移动管下降，支撑板脱离通道顶端，然后工作人员将整个装置从地面拔出运走，完成拆卸工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。