用于高压输电塔桩基成孔的冲、抓、扩一体式成孔设备

技术领域

本发明属于桩基施工设备领域，具体涉及一种用于高压输电塔桩基成孔的冲、抓、扩一体式成孔设备。

背景技术

随着我国生产水平的飞速发展，对电力资源的需求也急剧增加，越来越多的高压输电塔需要设立在山区的陡坡之上，因而高压输电塔桩基的稳固性显得尤为重要，是其能否稳定运行的关键因素。为了确保设立在山区的高压输电塔桩基的稳固性，需要确保桩基具有足够的深度和直径，例如：深度10m以上、直径600mm以上的桩基。

由于φ600mm钻机在野外的运输成本较高，且难以适应山区复杂地形和地质的成孔要求，因此施工人员有考虑使用抓斗成孔设备进行桩基成孔施工，特别是微型桩地基成孔。现有的抓斗成孔设备一般包括抓斗主体，抓斗主体的下端铰接设置有斗瓣，抓斗主体上还设置有斗瓣收张机构，斗瓣收张机构与斗瓣传动连接，其能够驱使各斗瓣彼此张开和闭合。现有的抓斗成孔设备通常仅具有冲孔和抓取的功能，而不具备扩孔的功能。

虽然现有的抓斗成孔设备便于运输和在山区成孔施工，但是其成孔的直径有限，又缺乏扩孔功能，因此其施工的桩孔往往不能够满足高压输电塔桩基的直径要求；通常还需要采用人工开挖扩孔，或者直接由人工挖桩基孔。人工挖孔或扩孔，不仅作业风险大、安全隐患突出，而且人工劳动强度大，施工效率低下。

发明内容

本发明提供了一种用于高压输电塔桩基成孔的冲、抓、扩一体式成孔设备，旨在解决现有的抓斗成孔设备不具备扩孔功能的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于高压输电塔桩基成孔的冲、抓、扩一体式成孔设备，包括抓斗主体，所述抓斗主体的下端铰接设置有斗瓣，所述斗瓣至少为三个并围绕抓斗主体的周向均匀分布；

所述抓斗主体上还设置有斗瓣收张机构，所述斗瓣收张机构与斗瓣传动连接，并能够驱使各斗瓣彼此张开和闭合；

所述抓斗主体上还设置有扩孔装置，所述扩孔装置包括心轴、扩孔钻取件和扩孔驱动装置；

所述抓斗主体包括同轴设置的上筒体和下筒体，所述下筒体的下端即为抓斗主体的下端；

所述斗瓣收张机构设置在下筒体内；

所述心轴设置在上筒体与下筒体之间，其上下两端分别与上筒体和下筒体可转动地连接；

所述扩孔钻取件通过第一伸缩装置设置在心轴上，并能够在第一伸缩装置的驱使作用下伸展至径向超出上筒体和下筒体的位置；

所述扩孔驱动装置固定设置在上筒体内，并通过扩孔传动机构与心轴传动连接，且能够驱使心轴带动扩孔钻取件旋转。

进一步的，所述下筒体的上端设置安装板；

所述斗瓣通过连接块安装在下筒体的下端；

所述连接块上设有三个呈三角形分布的连接部，分别为第一连接部、第二连接部和第三连接部；

所述连接块通过其第一连接部与斗瓣固定连接，通过其第二连接部与下筒体的下端铰接，其第三连接部通过伸缩驱动杆与安装板的下部连接；

所述伸缩驱动杆的两端分别与第三连接部和安装板铰接相连；各伸缩驱动杆共同组成斗瓣收张机构；

当伸缩驱动杆伸展时，其能够驱使连接块带动斗瓣绕第二连接部朝外转动，以使与之对应的斗瓣张开；当伸缩驱动杆收缩时，其能够驱使连接块带动斗瓣绕第二连接部朝内转动，以使与之对应的斗瓣闭合。

进一步的，所述心轴与上筒体同轴设置；

所述扩孔钻取件至少为三个，并围绕心轴的周向均匀分布。

进一步的，所述扩孔装置还包括可舒展连接件，任意相邻的两个扩孔钻取件均通过一组可舒展连接件活动连接。

进一步的，所述可舒展连接件包括铰接相连的第一舒展板和第二舒展板，所述第一舒展板的外端和第二舒展板的外端分别与相邻的两个扩孔钻取件的侧部铰接；

当第一伸缩装置驱使扩孔钻取件完全收缩时，任意相邻的两个扩孔钻取件的侧部彼此抵靠在一起，并共同围成与上筒体同轴的扩孔收缩筒体，此时第一舒展板和第二舒展板均处于扩孔收缩筒体内；

当第一伸缩装置驱使扩孔钻取件完全伸展时，各可舒展连接件展开并与各扩孔钻取件共同围成与上筒体同轴的扩孔伸展筒体。

进一步的，所述扩孔钻取件为弧形的片状结构，其外表面上设置有多个均匀分布的钻取凸起。

进一步的，所述扩孔驱动装置为旋转驱动装置，其通过扩孔驱动器支架固定设置在上筒体内；

所述扩孔传动机构包括设置在扩孔驱动装置的驱动端上的扩孔主动齿轮、以及设置在心轴上端的扩孔从动齿轮，所述扩孔从动齿轮与扩孔主动齿轮彼此啮合。

进一步的，该成孔设备还包括旋转冲击装置，所述旋转冲击装置包括第二伸缩装置、钻杆旋转驱动装置、钻杆、砧体、第一单向冠齿轮、第二单向冠齿轮、伸缩连接杆、强力弹簧和冲锤；

所述第二伸缩装置竖直设置在安装板的底部；

所述钻杆旋转驱动装置设置在第二伸缩装置的驱动端上；

所述钻杆设置在钻杆旋转驱动装置的下侧，并与钻杆旋转驱动装置的驱动端传动连接；

所述砧体设置在钻杆的下端；

所述第一单向冠齿轮固定设置在砧体的底部；

所述第二单向冠齿轮通过伸缩连接杆可转动地设置在第一单向冠齿轮的下侧，且当伸缩连接杆收缩时其能够与第一单向冠齿轮啮合在一起；

所述强力弹簧套设在伸缩连接杆上，并分别与第一单向冠齿轮的内侧面和第二单向冠齿轮的内侧面抵接；

所述冲锤设置在第二单向冠齿轮的底部，所述冲锤的底部设置有钻头。

进一步的，该成孔设备还包括抓斗升降驱动组件；所述抓斗升降驱动组件包括间隔设置在上筒体中的第一滑轮和第二滑轮，间隔设置在上筒体中并分别处于第一滑轮和第二滑轮下侧的第三滑轮和第四滑轮，以及依次绕经第一滑轮的右下缘、第三滑轮的左下缘、第四滑轮的右下缘和第二滑轮的左下缘的抓斗绳。

进一步的，该成孔设备还包括控制终端和抓斗视觉系统；

所述控制终端分别与斗瓣收张机构、扩孔装置和抓斗视觉系统通讯连接；

所述抓斗视觉系统用于探测高压输电塔桩基成孔位置处的物理信息。

本发明的有益效果是：

(1)该成孔设备通过在抓斗主体上设置主要由心轴、扩孔钻取件和扩孔驱动装置组成的扩孔装置，且心轴可转动地设置在上筒体与下筒体之间，扩孔钻取件通过第一伸缩装置设置在心轴上，扩孔驱动装置固定设置在上筒体内并通过扩孔传动机构与心轴传动连接，进而使得该成孔设备具备扩孔功能；需要扩孔时，利用第一伸缩装置驱使扩孔钻取件伸展至径向超出上筒体和下筒体的位置，再利用扩孔驱动装置驱使心轴带动伸出的扩孔钻取件旋转，即可使得扩孔钻取件以更大的旋转直径进行钻取，从而扩大已钻取桩孔的孔径，使得扩孔后的桩孔满足高压输电塔桩基的直径要求。

(2)将该成孔设备用于高压输电塔桩基成孔的施工，不仅环境适应性强，而且利于提高桩基成孔的效率，并减轻人工劳动强度。

(3)通过设置旋转冲击装置使得该成孔设备能够对岩石进行钻取和冲击破坏，且无需切换其他成孔设备，因此能够适应不稳定、弱稳定、中等稳定、稳定等多种岩层环境，相较于现有的抓斗成孔设备，可以有效降低抓斗遭遇大岩石或者较硬岩石时被卡死的风险，成孔效率也更高，并利于提高其韧性。

(4)该成孔设备通过设置控制终端和抓斗视觉系统，能够利用抓斗视觉系统探测高压输电塔桩基成孔位置处的物理信息，并利用控制终端分别对斗瓣收张机构、扩孔装置进行工作控制，以提高钻孔效率并保证该成孔设备的使用寿命，相较于现有的抓斗成孔设备，其具有一定的数据处理能力和远程控制能力，自动化程度更高，使用更为方便。另外，该成孔设备还可设置设备自修复系统，并利用所设置的抓斗视觉系统与设备自修复系统配合使用，以实现成孔设备的韧性。

附图说明

图1是本发明的实施结构示意图；

图2是沿图1中A-A线的剖视图；

图3是图2中P处的局部放大图；

图4是斗升降驱动组件在上筒体中的布置结构示意图；

图5是本发明的三维结构示意图；

图6是本发明的扩孔装置处于展开状态的三维结构示意图；

图7是处于收缩状态的扩孔装置的三维结构示意图；

图8是处于展开状态的扩孔装置的三维结构示意图；

图9是本发明的控制流程图；

图中标记为：抓斗主体100、上筒体110、下筒体120、安装板121、斗瓣200、抓斗齿210、连接块220、第一连接部221、第二连接部222、第三连接部223、斗瓣收张机构300、伸缩驱动杆310、扩孔装置400、心轴410、扩孔钻取件420、钻取凸起421、扩孔驱动装置430、第一伸缩装置440、扩孔传动机构450、扩孔主动齿轮451、扩孔从动齿轮452、可舒展连接件460、第一舒展板461、第二舒展板462、吊顶件500、旋转冲击装置600、第二伸缩装置610、钻杆旋转驱动装置620、钻杆630、砧体640、第一单向冠齿轮650、第二单向冠齿轮660、伸缩连接杆670、强力弹簧680、冲锤690、第一滑轮710、第二滑轮720、第三滑轮730、第四滑轮740、抓斗绳750。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“多个”指三个或三个以上；“主要由……组成或构成”的表达方式，其解释为还可以含有该句中没有述及的结构组成部分；“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如：A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况；术语“韧性”表示为装备卡死或破坏后可以自形恢复的能力。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

结合图1、图2、图5、图6、图7和图8所示，用于高压输电塔桩基成孔的冲、抓、扩一体式成孔设备，包括抓斗主体100，抓斗主体100的下端铰接设置有斗瓣200，斗瓣200至少为三个并围绕抓斗主体100的周向均匀分布；斗瓣200的具体设置数量可根据需要进行选择，优选设置四个斗瓣200，如此可以均匀地分散抓取力，并增加抓取的稳定性和力度，且制作成本不高，操控性能良好；

斗瓣200是该成孔设备用于切削和挖掘地质层的重要部件，其需要具备较高的硬度和耐磨性，通常由耐磨金属或合金制成，优选由耐磨钢板制成；通常在斗瓣200下部的外侧面上可拆卸地设置抓斗齿210，抓斗齿210是用于实现挖掘、抓取物体、破除硬岩等功能的零件，其能够提高斗瓣200的结构强度，通常由高强度金属或合金制成，优选由合金钢制成，确保其具有足够的耐磨性、耐腐蚀性和高强度等特点；

抓斗主体100上还设置有斗瓣收张机构300，斗瓣收张机构300与斗瓣200传动连接，并能够驱使各斗瓣200彼此张开和闭合；斗瓣收张机构300可以为多种，例如：往复牵引机构、气缸、油缸、电动推杆、电机驱动的曲柄摇杆机构等等；

抓斗主体100上还设置有扩孔装置400，扩孔装置400包括心轴410、扩孔钻取件420和扩孔驱动装置430；

抓斗主体100包括同轴设置的上筒体110和下筒体120，下筒体120的下端即为抓斗主体100的下端；为了便于抓斗绳750、能源线路、控制线路等穿出抓斗主体100，通常在上筒体110的上端设置有吊顶件500，吊顶件500的内部开设有穿线孔；

斗瓣收张机构300设置在下筒体120内；

心轴410设置在上筒体110与下筒体120之间，其上下两端分别与上筒体110和下筒体120可转动地连接；可转动连接的方式可以有多种，例如：通过轴孔间隙配合形成的连接结构，又例如：通过轴套或轴承配合连接形成的连接结构；

扩孔钻取件420通过第一伸缩装置440设置在心轴410上，并能够在第一伸缩装置440的驱使作用下伸展至径向超出上筒体110和下筒体120的位置；第一伸缩装置440主要用于驱使扩孔钻取件420伸出和缩回，其可以为气动推杆、液压推杆、电动推杆等多种；扩孔钻取件420径向超出上筒体110和下筒体120是指：扩孔钻取件420伸出后至少具有处于上筒体110和下筒体120各自轴向投影范围之外的部分；

扩孔驱动装置430固定设置在上筒体110内，并通过扩孔传动机构450与心轴410传动连接，且能够驱使心轴410带动扩孔钻取件420旋转；扩孔驱动装置430一般可通过固定板或支架固定设置在上筒体110内，其可以为旋转驱动装置、直线驱动装置、摇摆驱动装置等多种，只需要通过设置的扩孔传动机构450能够扩孔驱动装置430的驱动作用转换为心轴410的旋转运动即可；扩孔传动机构450可以为齿轮传动机构、蜗轮蜗杆传动机构、皮带传动机构、曲柄摇杆机构、曲轴传动机构等多种。

利用该成孔设备进行高压输电塔桩基成孔施工过程中，需要扩孔时，先利用第一伸缩装置440驱使扩孔钻取件420伸展至径向超出上筒体110和下筒体120的位置，再利用扩孔驱动装置430驱使心轴410带动伸出的扩孔钻取件420旋转，即可使得扩孔钻取件420以更大的旋转直径进行钻取，从而扩大已钻取桩孔的孔径。将该成孔设备用于高压输电塔桩基成孔的施工，不仅环境适应性强，而且利于提高桩基成孔的效率，并减轻人工劳动强度。

具体的，如图2所示，该成孔设备的下筒体120的上端设置安装板121；斗瓣200通过连接块220安装在下筒体120的下端；连接块220上设有三个呈三角形分布的连接部，分别为第一连接部221、第二连接部222和第三连接部223；连接块220通过其第一连接部221与斗瓣200固定连接，通过其第二连接部222与下筒体120的下端铰接，其第三连接部223通过伸缩驱动杆310与安装板121的下部连接；伸缩驱动杆310的两端分别与第三连接部223和安装板121铰接相连；各伸缩驱动杆310共同组成斗瓣收张机构300；通过将第一连接部221、第二连接部222和第三连接部223呈三角形分布设置于连接块220上能够形成类曲柄连杆机构或杠杆机构，进而可实现：当伸缩驱动杆310伸展时，其能够驱使连接块220带动斗瓣200绕第二连接部222朝外转动，以使与之对应的斗瓣200张开；当伸缩驱动杆310收缩时，其能够驱使连接块220带动斗瓣200绕第二连接部222朝内转动，以使与之对应的斗瓣200闭合。各伸缩驱动杆310同时伸展即可实现各斗瓣100彼此张开，各伸缩驱动杆310同时收缩即可实现各斗瓣100彼此收拢闭合。通过上述的连接块220安装斗瓣200，还可以通过改变各连接部之间的间距，来调控杠杆比率，以实现抓斗最大张合力度的调控，提升该成孔设备的功效。伸缩驱动杆310主要用于驱使斗瓣100开合，其可以为气动推杆、液压推杆、电动推杆等多种。

为了提高扩孔钻取的稳定性和切削效果，再如图2所示，优选使心轴410与上筒体110同轴设置；扩孔钻取件420至少为三个，并围绕心轴410的周向均匀分布。心轴410可以为多种结构，优选为圆轴，且其上端一般通过第一轴承与上筒体110可转动地连接，其下端一般通过第二轴承与下筒体120可转动地连接。

在上述基础上，考虑到钻屑有可能从扩孔钻取件420之间的间隙进入扩孔装置400内卡死扩孔传动机构450，因此为了将外部复杂环境隔离，结合图6、图7和图8所示，扩孔装置400的一种优选实施方式为：还包括可舒展连接件460，任意相邻的两个扩孔钻取件420均通过一组可舒展连接件460活动连接。可舒展连接件460可以为多种，例如：形状记忆材料制成的连接板、弹性材料制成的连接板、两块或多块挡板活动连接构成的连接板组件等等。

作为扩孔装置400的又一种优选实施方式，再如图8所示，可舒展连接件460包括铰接相连的第一舒展板461和第二舒展板462，第一舒展板461的外端和第二舒展板462的外端分别与相邻的两个扩孔钻取件420的侧部铰接；当第一伸缩装置440驱使扩孔钻取件420完全收缩时，任意相邻的两个扩孔钻取件420的侧部彼此抵靠在一起，并共同围成与上筒体110同轴的扩孔收缩筒体，此时第一舒展板461和第二舒展板462均处于扩孔收缩筒体内；当第一伸缩装置440驱使扩孔钻取件420完全伸展时，各可舒展连接件460展开并与各扩孔钻取件420共同围成与上筒体110同轴的扩孔伸展筒体，扩孔伸展筒体通常为圆筒形或梅花形结构。主要由第一舒展板461和第二舒展板462铰接相连构成的可舒展连接件460，结构简单、安装方便、阻挡效果良好，其还能够加强整个扩孔装置400的整体结构强度和稳定性。

为了使得收缩状态的扩孔装置400与上筒体110和下筒体120形成的组件整体性更好，以提高该成孔设备钻孔的效率，再如图6、图7和图8所示，扩孔钻取件420为弧形的片状结构，其外表面上设置有多个均匀分布的钻取凸起421，凸起421主要用于切削地质层，其可以为半球形、三角形、梯形、矩形等多种形状结构。

为了便于驱使心轴410旋转并保证传动的稳定性，再如图7所示，扩孔驱动装置430为旋转驱动装置，其通过扩孔驱动器支架固定设置在上筒体110内；扩孔传动机构450包括设置在扩孔驱动装置430的驱动端上的扩孔主动齿轮451、以及设置在心轴410上端的扩孔从动齿轮452，扩孔从动齿轮452与扩孔主动齿轮451彼此啮合。旋转驱动装置可以为液压马达、电动马达、伺服电机等多种；其中，液压马达是一种液压动力元件，用于将液压能转换为机械能以产生旋转运动。液压马达的工作原理基于液压力学和流体动力学，当液压油通过液压马达的进口进入马达内部时，产生的压力会推动活塞或齿轮等驱动元件，从而使马达转动；液压马达中的液压油可通过反转流阀改变液流的方向，实现双向转动。

作为本发明的一种优选方案，再如图2和图3所示，该成孔设备还包括旋转冲击装置600，旋转冲击装置600包括第二伸缩装置610、钻杆旋转驱动装置620、钻杆630、砧体640、第一单向冠齿轮650、第二单向冠齿轮660、伸缩连接杆670、强力弹簧680和冲锤690；第二伸缩装置610竖直设置在安装板121的底部；钻杆旋转驱动装置620设置在第二伸缩装置610的驱动端上；钻杆630设置在钻杆旋转驱动装置620的下侧，并与钻杆旋转驱动装置620的驱动端传动连接；砧体640设置在钻杆630的下端；第一单向冠齿轮650固定设置在砧体640的底部；第二单向冠齿轮660通过伸缩连接杆670可转动地设置在第一单向冠齿轮650的下侧，且当伸缩连接杆670收缩时其能够与第一单向冠齿轮650啮合在一起；强力弹簧680套设在伸缩连接杆670上，并分别与第一单向冠齿轮650的内侧面和第二单向冠齿轮660的内侧面抵接；冲锤690设置在第二单向冠齿轮660的底部，冲锤690的底部设置有钻头。

其中，第二伸缩装置610主要用于驱使其下侧的旋转冲击装置600的其他零部件能够向下伸缩，以使得带钻头的冲锤690能够下探到更深的位置对岩石进行钻取和/或冲击破碎；第二伸缩装置610可以为气动推杆、液压推杆、电动推杆等多种，优选为主要由上缸体、导向套、下缸体、活塞、销钉紧固螺栓组成的液压振动施压装置，该液压振动施压装置通常与液压泵、控制阀、油箱、高压油管等液压装置配套使用，不仅可以控制下方所连接零部件的升降，而且可以给下方钻头施压，还可以制造一定冲击，在需要破岩或抓斗被卡死时发挥关键作用。钻杆旋转驱动装置620主要用于驱使其下侧的旋转冲击装置600的其他零部件做旋转运动，其可以为液压马达、电动马达、伺服电机等多种。砧体640主要用于支垫钻杆630，防止钻探过深；单向冠齿轮允许在一个方向上传递动力，而在另一个方向上禁止传递动力；第一单向冠齿轮650和第二单向冠齿轮660配合使用，主要用于在钻杆630正转时带动具有钻头的冲锤690钻取岩石，在钻杆630反转时彼此相对转动并在其凸轮举升齿的抬升作用下产生持续冲击力对岩石进行冲击破坏；伸缩连接杆670主要用于连接第一单向冠齿轮650和第二单向冠齿轮660，并使之相对距离可调；强力弹簧680主要用于驱使第二单向冠齿轮660复位。

该旋转冲击装置600工作时，第二伸缩装置610驱使具有钻头的冲锤690下探至各斗瓣200所围空间位置的中央，使其接触岩石；自下向上看，当钻杆旋转驱动装置620逆时针旋转时，第一单向冠齿轮650和第二单向冠齿轮660彼此相对转动并在其凸轮举升齿的抬升作用下产生持续冲击力对岩石不断制造冲击，达到很好的破岩效果；当钻杆旋转驱动装置620顺时针旋转时，可以当作普通钻头使用。通过设置的旋转冲击装置600使得该成孔设备能够对岩石进行钻取和冲击破坏，且无需切换其他成孔设备，或是进行岩石爆破，因此能够适应不稳定、弱稳定、中等稳定、稳定等多种岩层环境，相较于现有的抓斗成孔设备，可以有效降低抓斗遭遇大岩石或者较硬岩石时被卡死的风险，成孔效率也更高，并利于提高其韧性。

具体的，如图4所示，该成孔设备还包括抓斗升降驱动组件；抓斗升降驱动组件包括间隔设置在上筒体110中的第一滑轮710和第二滑轮720，间隔设置在上筒体110中并分别处于第一滑轮710和第二滑轮720下侧的第三滑轮730和第四滑轮740，以及依次绕经第一滑轮710的右下缘、第三滑轮730的左下缘、第四滑轮740的右下缘和第二滑轮720的左下缘的抓斗绳750。该抓斗升降驱动组件使用四个滑动并采用以上绕绳方式进行设置，不仅可以使得抓斗绳750省一半的力，还可以实现多点固定，将负荷分散到不同的支点上，这有助于保持平衡、稳定性和安全性，使得抓斗的升降操作更为简便。

作为本发明的又一种优选方案，该成孔设备还包括控制终端和抓斗视觉系统；控制终端分别与斗瓣收张机构300、扩孔装置400和抓斗视觉系统通讯连接；抓斗视觉系统用于探测高压输电塔桩基成孔位置处的物理信息。旋转冲击装置600通常也与控制终端通讯连接。通讯连接是指通过信号的传输交互，在连接的设备之间构成通讯，可分为有线连接和无线连接；有线连接通常为电缆、光纤等连接；无线连接通常为无线电通信、蓝牙、红外、NFC等连接。物理信息包括但不限于土壤和/或岩石的质地、硬度、密度、裂缝、孔隙和结构等参数信息。

结合图9所示，该成孔设备在工作过程中，当遭遇坚硬岩石无法顺路成孔甚至直接卡死之时，由抓斗视觉系统进行检测，然后将岩石的几何特征和力学特性通过通讯模块传输到控制终端，由控制终端控制第二伸缩装置610驱使具有钻头的冲锤690下探至接触岩石，并根据岩石物理信息的不同进行具体操作控制(一般岩石硬度越大钻进速度或冲击频率越大)进行破岩，完成相应振动和冲击，最后再通过抓斗视觉系统检测岩石是否破碎，并继续进行抓取成孔工作。当需要扩孔时，由传感器检测软土位置，再控制第一伸缩装置440驱使扩孔钻取件420伸展至径向超出上筒体110和下筒体120的位置，之后利用扩孔驱动装置430驱使心轴410带动伸出的扩孔钻取件420旋转，即可使得扩孔钻取件420以更大的旋转直径进行钻取，从而使桩孔达到要求的孔径。

抓斗视觉系统是一种用于检测岩石性质和结构的设备，其可以为多种，优选采用主要由勘测岩石的超声波传感器构成的抓斗视觉系统。超声波传感器利用声波的传播和反射特性来获取岩石的物理信息。超声波传感器通常包括：发射器、接收器、控制和数据处理系统，一般用于非破坏性测试和地质勘探中，以评估岩石的质地、硬度、密度、裂缝、孔隙和结构等参数。超声波传感器的工作原理基于声波在岩石中的传播和反射；当声波通过岩石时，它会受到岩石内部结构和物性的影响，导致声波的速度、传播路径和衰减等发生变化；通过测量声波的传播时间、幅度和频率等参数，即可以推断出岩石的特性。通常将超声波传感器的发射器和接收器安装于第二伸缩装置610下部的边缘。

该成孔设备通常还包括设备车体、桅杆和抓斗操控组件；设备车体的底部设置有行走机构，设备车体的一端设置有配重块；桅杆铰接设置在设备车体的另一端，并通过桅杆倾角调控机构与设备车体连接；抓斗操控组件包括设置在设备车体上的卷扬机、以及可转动地设置在桅杆上的绕绳轮；抓斗操控组件为一套或两套，抓斗绳750的其中一个自由端绕经其中一套抓斗操控组件的绕绳轮并缠绕设置在其卷扬机的卷筒上；抓斗绳750的另一个自由端固定连接在桅杆或设备车体上，或者绕经另外一套抓斗操控组件的绕绳轮，并缠绕设置在其卷扬机的卷筒上。

其中，行走机构主要驱使整个成孔设备行走，为了适应山地、高原等复杂地形优选为履带式行走机构。桅杆倾角调控机构主要用于调控桅杆的倾斜角度，其可以为多种，桅杆倾角调控机构的一种优选实施方式为：包括伸缩件，伸缩件倾斜设置，其上端与桅杆铰接，其下端与设备车体铰接。

该成孔设备可用于微型桩成孔，适合运用于钻削直径不超过600mm的桩基孔；特别适合运用于钻削直径600mm、深度10m的灌注桩孔。

本发明提供的成孔设备集冲、抓、扩孔功能一体，并具有一定的韧性，与现有的抓斗成孔设备相比，用于高压输电塔桩基成孔能够解决成孔效率低下、无法破开坚硬岩石、无法避免卡死、无法监测和远程控制、无法扩孔、不具备韧性等问题。