智能掘进钻机

技术领域

本发明涉及桩工机械技术领域，本发明涉及智能掘进钻机。

背景技术

随着我国城市轨道交通建设的快速发展，地铁隧道占比越来越多，地铁隧道中电接触网、侧壁电缆及紧急输送平台等机电设施的安装均需在隧道管片上钻大量的安装孔，目前相关钻孔工作主要采用低位手持钻孔、驾驶钻孔机械进行空中作业的方式。

然而现有钻机作业时，通常采用旋进钻取的方法，随着钻孔机械掘进，旋进钻取过程中随着石料破碎，将伴生有大量灰尘与不同规格的碎石，污染作业环境，使得其钻机环保性低，同时整体旋进冲钻的方式动力损耗与钻进面强度成正比，整体钻进效率受限。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，提供了智能掘进钻机，以解决现有隧道钻机钻孔作业环保性差、钻进效率低的问题。

本发明的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：

智能掘进钻机，包括平台座、履带轮机构与控制柜，所述履带轮机构设置有两个且分布在平台座两侧，所述控制柜固定在平台座上；

还包括凿岩机构，所述凿岩机构设置在平台座上端，所述凿岩机构与平台座之间设置有呈L型铰接组合的柱体立架与纵移架，所述纵移架下端滑动设置有与所述平台座固定的纵移架底座，所述柱体立架向凿岩机构底端延伸设置有伸缩架，所述伸缩架与凿岩机构之间转动设置有回转盘；

所述凿岩机构包括锤体、导向轴组件、超级马达、钻头与变速箱，所述变速箱通过导向轴组件连接设置在锤体一端，所述钻头设置在变速箱相对于导向轴组件的一端，所述超级马达固定在变速箱上；

所述平台座一端固定有吸尘盒，所述变速箱中设置有回转主轴，所述回转主轴内部贯穿设置有吸风管与过水管，吸风管与所述吸尘盒之间外接有管路，过水管外接有高压水源，且钻头内侧贯穿设置有与所述过水管相连的进水盖。

进一步的优选方案：所述柱体立架与纵移架在铰接组合处的另一侧设置有倾斜油缸。

进一步的优选方案：所述柱体立架中设置有丝杆组件，所述丝杆组件包括丝杆、升降盒体与滑块，所述滑块一端与丝杆咬合，滑块另一端与所述升降盒体固定，且升降盒体与伸缩架固定。

进一步的优选方案：所述回转盘包括转盘主体与倾斜架，转盘主体与倾斜架固定，且倾斜架与所述凿岩机构底部相连。

进一步的优选方案：所述平台座在凿岩机构的同一端设置有铲板机构，所述铲板机构包括铲板、旋转出渣油缸与输送带，所述旋转出渣油缸设置在铲板上，所述输送带布置在铲板与平台座之间。

进一步的优选方案：所述导向轴组件包括导向定位板、导向套、导向轴、固定座与抗冲击板，所述导向定位板与抗冲击板对称布置，且导向套穿插于导向定位板与抗冲击板之间边角处，所述导向轴两端分别贯穿过导向套与固定座，所述固定座与锤体固定。

进一步的优选方案：所述凿岩机构中锤体为液压破碎锤，所述锤体的冲击端与抗冲击板之间设置有凹型套。

进一步的优选方案：所述钻头为多齿合金结构，所述钻头轴芯部与所述回转主轴转动连接，且钻头与回转主轴为螺栓组装结构，所述钻头的钻进面内凹形成有2～3mm的反挤压槽。

进一步的优选方案：所述控制柜包括PLC与实时监测系统，所述控制柜一侧相邻设置有油箱，所述实时监测系统包括监测传感器，监测传感器设置在所述凿岩机构上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该种智能掘进钻机，通过钻头与回转主轴、锤体与导向轴组件的活动配合来进行钻孔作业，基于滚压法的钻进模式对钻面进行潜孔，提高了整体掘进效率，同时配合设置的吸尘盒与高压供水作业，来凿岩机构掘进时通过高压水流进行一次降尘处理，而后通过吸尘盒的抽吸作业完成二次降尘，避免钻进作业扬灰污染作业现场的情况，方便了后续的作业区清理工作的进行，整体钻机作业高效环保，提高了该钻机的实用性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的平面结构示意图；

图3为本发明的整体侧视平面结构示意图；

图4为本发明的凿岩机构结构示意图；

图5为本发明的凿岩机构平面结构示意图；

图6为本发明的丝杆组件结构示意图；

图7为本发明的铲板机构结构示意图；

图8为本发明的回转主轴结构示意图。

图中标记：1-平台座；2-履带轮机构；3-控制柜；4-铲板机构；5-柱体立架；6-凿岩机构；7-伸缩架；8-回转盘；9-倾斜油缸；10-丝杆组件；11-油箱；12-吸尘盒；13-纵移架底座；14-纵移架；15-导向定位板；16-导向套；17-导向轴；18-固定座；19-抗冲击板；20-超级马达；21-钻头；22-变速箱；23-回转主轴；24-进水盖；25-凹型套；26-升降盒体；27-丝杆；28-铲板；29-旋转出渣油缸；30-输送带；31-吸风管；32-过水管。

具体实施方式

请参阅图1-8，对本发明的实施例作进一步说明；

智能掘进钻机，包括平台座1、履带轮机构2与控制柜3，履带轮机构2设置有两个且分布在平台座1两侧，控制柜3固定在平台座1上，其特征在于：

还包括凿岩机构6，凿岩机构6设置在平台座1上端，凿岩机构6与平台座1之间设置有呈L型铰接组合的柱体立架5与纵移架14，纵移架14下端滑动设置有与平台座1固定的纵移架底座13，柱体立架5向凿岩机构6底端延伸设置有伸缩架7，伸缩架7与凿岩机构6之间转动设置有回转盘8；

凿岩机构6包括锤体、导向轴组件、超级马达20、钻头21与变速箱22，变速箱22通过导向轴组件连接设置在锤体一端，钻头21设置在变速箱22相对于导向轴组件的一端，超级马达20固定在变速箱22上；

平台座1一端固定有吸尘盒12，变速箱22中设置有回转主轴23，回转主轴23内部贯穿设置有吸风管31与过水管32，吸风管31与吸尘盒12之间外接有管路，过水管32外接有高压水源，且钻头21内侧贯穿设置有与过水管32相连的进水盖24；

该智能掘进钻机具体以履带轮机构2与控制柜3完成机体的行进动作与控制，并利用连接的柱体立架5、纵移架14、回转盘8的活动，满足凿岩机构6的连接活动需求，在钻进动作中，以超级马达20进油制动及其变速箱22传动来实现回转主轴23与钻头21的转动，配合锤体提供的冲击力，并间接利用导向轴组件将冲击力传递至变速箱22及钻头21部位，分别为凿岩机构6的钻头21端提供旋转驱动与冲击力，通过钻头21钻进岩石，并进行旋转挤压周边岩石，基于滚压法的钻进模式来完成钻进作业，提高了工作效率，同时在钻进过程中，通过高压供水与吸尘盒12的工作，利用回转主轴23中的过水管32来将外接高压水源水流接入进水盖24，并沿进水盖24作用于钻头17工作面，通过高压水流对钻进作业产生的灰尘进行一次降尘，而后吸尘盒12沿吸风管31进行抽吸动作，来吸收凿岩机构6周围的灰尘混合气体，完成二次降尘，更有效的保证了施工环境的无粉尘，安全环保。

具体的，柱体立架5与纵移架14在铰接组合处的另一侧设置有倾斜油缸9，倾斜油缸9在斜向支撑柱体立架5与纵移架14铰接处另一端的同时，用于满足柱体立架5在纵移架14上的前后倾斜动作需求，同时配合纵移架14沿纵移架底座13的滑动动作，来拓展纵移架14、柱体立架5及其凿岩机构6的活动范围；

进一步的，柱体立架5中设置有丝杆组件10，丝杆组件10包括丝杆27、升降盒体26与滑块，滑块一端与丝杆27咬合，滑块另一端与升降盒体26固定，且升降盒体26与伸缩架7固定，丝杆组件10基于液压油缸制动缸体，丝杆组件10工作后具体通过丝杆27运动来使升降盒26体随滑块从动，实现伸缩架7及其凿岩机构6的升降动作。

具体的，回转盘8包括转盘主体与倾斜架，转盘主体与倾斜架固定，且倾斜架与凿岩机构6底部相连，回转盘8作业伸缩架7与凿岩机构6间的连接结构，通过倾斜架支撑连接的同时以回转盘8的转盘主体转动，来方便调校凿岩机构6的安装角度位置。

如图7所示，平台座1在凿岩机构6的同一端设置有铲板机构4，铲板机构4包括铲板28、旋转出渣油缸29与输送带30，旋转出渣油缸29设置在铲板28上，输送带30布置在铲板28与平台座1之间，在上述基础上，钻进作业时，能通过设置在凿岩机构6同一端的铲板机构4，来收集钻进作业过程中掉落的大块碎石，通过铲板28来收集掉落的碎石，并经由旋转出渣油缸29的制动旋转，来将碎石旋转铲入至输送带30上，经由输送带30工作来运出碎石，方便了后续作业区的清理工作。

具体的，导向轴组件包括导向定位板15、导向套16、导向轴17、固定座18与抗冲击板19，导向定位板15与抗冲击板19对称布置，且导向套16穿插于导向定位板15与抗冲击板19之间边角处，导向轴17两端分别贯穿过导向套16与固定座18，固定座18与锤体固定，在锤体冲击并向钻头21端提供冲击力时，具体以抗冲击板19、导向定位板15间的导向轴17、导向套16来传递冲击力，最终带动变速箱22前后运动，即带动钻头21钻进，其中导向轴17两端均设有螺纹，并采用锁紧螺母的方式进行锁紧，并在锁紧处设置有弹簧与弹簧垫，用于缓冲导向轴组件的冲击力。

进一步的，凿岩机构6中锤体为液压破碎锤，锤体的冲击端与抗冲击板19之间设置有凹型套25，采用液压破碎锤作为锤体，通过给油制动实现冲击动作，并利用凹型套25作为锤体与抗冲击板19的冲击端，提高锤体与抗冲击板19之间冲击力传递效果与稳定性。

进一步的，钻头21为多齿合金结构，钻头21轴芯部与回转主轴23转动连接，且钻头23与回转主轴23为螺栓组装结构，钻头21的钻进面内凹形成有2～3mm的反挤压槽，钻头23具体通过沿回转主轴23的旋转实现钻进，同时以边缘形成的齿部作为滚压法滚压动作的潜孔端，其钻头21钻面利用形成的反挤压槽来减少钻头21钻进时的反挤压力，同时钻头23通过螺栓组装结构来与回转主轴23连接，方便后续拆装清洗，同时便于根据实际钻进需求更换对应规格的钻体。

基于上述，控制柜3包括PLC与实时监测系统，控制柜3一侧相邻设置有油箱11，实时监测系统包括监测传感端，监测传感端设置在凿岩机构6上，油箱11作为该智能掘进转机各个液压制动机构的供给端，配合控制柜3进行供给控制，实时监测系统利用PLC实现监控画面的坐标点与坐标路径提取，方便操作人员根据监控画面来进行远程操控。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。