全文摘要
本实用新型属于机械加工领域，具体涉及一种钻孔机器人的轴向钻孔系统，包括基座、设置在基座上的N个钻孔机构及调节各钻孔机构钻头角度的调节驱动机构；钻孔机构包括液压推进器、电锤及设置在液压推进器与电锤之间的过载保护机构；过载保护机构包括过载保护下底板、过载保护上底板、设置在过载保护下底板与过载保护上底板之间的过载导向杆、套装在过载导向杆上的过载弹簧及固定在过载保护上底板上的过载保护限位开关及钻孔启动限位开关；过载保护限位开关用于控制推进器启停，钻孔启动限位开关用于控制电锤启停；液压推进器包括活塞杆，活塞杆的端部与过载保护上底板固连；电锤固定在过载保护下底板上。解决了钻孔质量不高及钻头易折断的问题。
主设计要求
1.一种钻孔机器人的轴向钻孔系统，其特征在于：包括基座(1)、设置在基座(1)上的N个钻孔机构及调节各钻孔机构钻头角度的调节驱动机构；其中N大于等1；所述钻孔机构包括液压推进器(4)、电锤(6)及设置在液压推进器(4)与电锤(6)之间的过载保护机构；所述过载保护机构包括过载保护下底板(81)、过载保护上底板(82)、设置在过载保护下底板(81)与过载保护上底板(82)之间的过载导向杆(8)、套装在过载导向杆(8)上的过载弹簧(83)及固定在过载保护上底板(82)上的过载保护限位开关(10)及钻孔启动限位开关(11)；所述过载保护限位开关(10)用于控制推进器启停，所述钻孔启动限位开关(11)用于控制电锤(6)启停；所述液压推进器(4)包括活塞杆，所述活塞杆的端部与过载保护上底板(82)固连；所述电锤(6)固定在过载保护下底板(81)上，电锤(6)上安装有限位开关支架(9)，所述限位开关支架(9)沿钻头轴向方向距钻孔启动限位开关(11)的距离小于距过载保护限位开关(10)的距离。
设计方案
1.一种钻孔机器人的轴向钻孔系统，其特征在于：包括基座(1)、设置在基座(1)上的N个钻孔机构及调节各钻孔机构钻头角度的调节驱动机构；其中N大于等1；
所述钻孔机构包括液压推进器(4)、电锤(6)及设置在液压推进器(4)与电锤(6)之间的过载保护机构；
所述过载保护机构包括过载保护下底板(81)、过载保护上底板(82)、设置在过载保护下底板(81)与过载保护上底板(82)之间的过载导向杆(8)、套装在过载导向杆(8)上的过载弹簧(83)及固定在过载保护上底板(82)上的过载保护限位开关(10)及钻孔启动限位开关(11)；所述过载保护限位开关(10)用于控制推进器启停，所述钻孔启动限位开关(11)用于控制电锤(6)启停；
所述液压推进器(4)包括活塞杆，所述活塞杆的端部与过载保护上底板(82)固连；
所述电锤(6)固定在过载保护下底板(81)上，电锤(6)上安装有限位开关支架(9)，所述限位开关支架(9)沿钻头轴向方向距钻孔启动限位开关(11)的距离小于距过载保护限位开关(10)的距离。
2.根据权利要求1所述的钻孔机器人的轴向钻孔系统，其特征在于：还包括除尘防护系统；
所述除尘防护系统包括固定在电锤(6)钻头上且端部与钻头头端平齐的尘土收集管，所述钻孔启动限位开关(11)用于控制除尘防护系统启停。
3.根据权利要求2所述的钻孔机器人的轴向钻孔系统，其特征在于：所述尘土收集管包括除尘导向管(51)与除尘固定管(52)，所述除尘固定管(52)固定在电锤(6)上，所述除尘导向管(51)嵌套入除尘固定管(52)内，并与钻头平行设置，除尘固定管(52)与吸尘装置相连。
4.根据权利要求2所述的钻孔机器人的轴向钻孔系统，其特征在于：所述液压推进器(4)还包括用于固定液压缸的液压推进盘；所述调节驱动机构包括蜗轮蜗杆调节系统(2)，液压推进盘与蜗轮蜗杆调节系统(2)连接。
5.根据权利要求4所述的钻孔机器人的轴向钻孔系统，其特征在于：所述蜗轮蜗杆调节系统(2)通过连接座(3)固定在基座(1)上，蜗杆穿过基座(1)前或后侧壁，蜗轮位于基座(1)内。
6.根据权利要求5所述的钻孔机器人的轴向钻孔系统，其特征在于：所述液压推进盘上设有与液压推进盘固连的旋转轴(12)，旋转轴(12)由外至内穿过基座(1)左右侧壁与位于基座(1)内的蜗轮轴连接。
7.根据权利要求2所述的钻孔机器人的轴向钻孔系统，其特征在于：还包括四组分别设置在过载保护下底板(81)四个角上的过载导向杆(8)。
8.根据权利要求3所述的钻孔机器人的轴向钻孔系统，其特征在于：所述过载保护上底板(82)开有导向孔；所述钻孔机构还包括与活塞杆平行设置的进给导向杆(7)，所述进给导向杆(7)的一端与液压缸外壁固连，另一端穿过过载保护上底板(82)的导向孔且能够沿导向孔做直线运动。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于机械加工领域，具体涉及一种钻孔机器人的轴向钻孔系统。
背景技术
近年来为缓解城市出行压力，降低缓解冬季私人汽车尾气排放污染物，保护环境，我国发展多种公共交通出行方式，尤其开展了大规模的地铁建设。
在地铁隧道建设施工过程中，需要沿隧道的线路方向在隧道壁上打成千上万组安装孔，用于安装不同专业的线缆支架。
传统的打孔作业是在支架安装施工过程中，一般施工方法将施工分为三道工序，即放线定位、打孔、安装固定。施工时作业人员分为两组，每组3-4人，先搭建活动脚手架，然后依据红外线测距仪确定支架标高，运用脚手架进行支架放线定位；然后，工作人员运用脚手架沿隧道方向按顺序对定位位置打孔；最后，支架的安装固定。因工序较多且在每个工序都需要工作人员亲自操作，造成打孔作业效率低，劳动强度大，交叉作业相互影响等问题。
目前，针对上述问题，中国实用新型专利，申请号为201610750920.4，公开了一种地铁隧道悬挂自动打孔台车；中国实用新型专利，申请号为201520221508.4，公开了一种地铁隧道多方位高精度钻孔设备，以上专利都是针对钻孔设备和打孔台车的整体布局进行设计，并没有对地铁混凝土隧道钻孔设备的轴向钻孔系统部件进行详细设计与说明，现有的轴向钻孔系统一般采用电锤安装在丝杠推进系统的滑座上，丝杠传动推动滑座迫使电锤前进进行钻孔的结构，在钻孔过程中可能会存在钻孔质量不高及钻头易折断的问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种钻孔机器人的轴向钻孔系统，解决了钻孔质量不高及钻头易折断的问题。地铁隧道钻孔设备的关键部件是轴向钻孔系统，本实用新型钻孔系统它不仅保证了混凝土的钻孔质量，而且具有钻孔除尘机构及钻孔过载保护等能力，是地铁钻孔自动化设备是否能满足现场施工需求的保证。
本实用新型的技术解决方案是提供一种钻孔机器人的轴向钻孔系统，其特殊之处在于：包括基座、设置在基座上的N个钻孔机构及调节各钻孔机构钻头角度的调节驱动机构；其中N大于等1；
上述钻孔机构包括液压推进器、电锤及设置在液压推进器与电锤之间的过载保护机构；
上述过载保护机构包括过载保护下底板、过载保护上底板、设置在过载保护下底板与过载保护上底板之间的过载导向杆、套装在过载导向杆上的过载弹簧及固定在过载保护上底板上的过载保护限位开关及钻孔启动限位开关；上述过载保护限位开关用于控制液压系统启停，钻孔启动限位开关用于控制电锤启停；
上述液压推进器包括活塞杆，上述活塞杆的端部与过载保护上底板固连；
上述电锤固定在过载保护下底板上，电锤上安装有限位开关支架，上述限位开关支架沿钻头轴向方向距钻孔启动限位开关的距离小于距过载保护限位开关的距离。
进一步地，该轴向钻孔系统还包括除尘防护系统；上述除尘防护系统包括固定在电锤钻头上且端部与钻头头端平齐的尘土收集管。
进一步地，上述尘土收集管包括除尘导向管与除尘固定管，上述除尘固定管固定在电锤上，上述除尘导向管嵌套入除尘固定管内，并与钻头平行设置。除尘固定管与吸尘装置相连。
进一步地，上述液压推进器还包括用于固定液压缸的液压推进盘；上述调节驱动机构包括蜗轮蜗杆调节系统，液压推进盘与蜗轮蜗杆调节系统连接。
进一步地，上述蜗轮蜗杆调节系统通过连接座固定在基座上，蜗杆穿过基座前后侧壁，蜗轮位于基座内。
进一步地，上述液压推进盘上设有与液压推进盘固连的旋转轴，旋转轴由外至内穿过基座左右侧壁与位于基座内的蜗轮轴连接。
进一步地，包括四组过载导向杆，分别设置在过载保护下底板的四个角上。
进一步地，上述过载保护上底板开有导向孔；上述钻孔机构还包括与活塞杆平行设置的进给导向杆，上述进给导向杆的一端与液压缸外壁固连，另一端穿过过载保护上底板的导向孔且能够沿导向孔做直线运动。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型钻孔电锤依靠液压推进器进行推进，阻尼大，可有效减小电锤钻孔产生的振动，具有较高的钻孔质量；
2、本实用新型设置过载保护机构，依靠弹簧和限位开关的限位防止钻头因钻孔阻力过大，而导致的钻头折断，降低钻孔成本；
3、除尘防护系统，与钻头顶部平齐，在钻孔时，可接收掉落的尘土，减少工作人员吸入的粉尘，施工环境较好；
4、蜗轮蜗杆调节驱动机构，可使钻头在圆周方向的旋转角度进行调整，适应不同曲率的圆弧形隧道。
附图说明
图1为实施例中轴向钻孔系统示意图；
图2为实施例中钻孔机构示意图；
图3为实施例中轴向钻孔系统控制流程图；
图中附图标记为：1-基座，2-蜗轮蜗杆调节系统，3-连接座，4-液压推进器，5-除尘系统，51-除尘导向管，52-除尘固定管，6-电锤，7-进给导向杆，8-过载导向杆，81-过载保护下底板，82-过载保护上底板，83-过载弹簧，9-限位开关支架，10-过载保护限位开关，11-钻孔启动限位开关，12-旋转轴；
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的描述。
如图1所示，本实施例钻孔机器人的轴向钻孔系统，主要包括基座1、设置在基座1相对两个侧壁上的调节各钻孔机构钻头角度的调节驱动机构及设置在基座1另外两个相对侧壁上的钻孔机构，基座1与钻孔设备本体连接。为了方便描述，在图1中，可以将设置钻孔机构的两个侧壁定义为左右侧壁。在该实施例中包括四组钻孔机构，两两分别设置在基座1的左侧壁与右侧壁。调节驱动机构为蜗轮蜗杆调节系统，蜗轮蜗杆调节系统通过连接座3固定在基座1上，该实施例中包括四组蜗轮蜗杆调节系统2，每组对应一组钻孔机构，用于调节钻孔机构的钻头角度。蜗杆穿过基座1的前后侧壁，涡轮位于基座1内部。
如图2所述，本实施例钻孔机构主要包括液压推进器4、电锤6、设置在液压推进器4与电锤6之间的过载保护机构及两组平行设置的进给导向杆7；液压推进器4包括液压缸、位于液压缸内的活塞，与活塞连接的活塞杆及固定液压缸的液压推进盘；液压推进中心固定设置旋转轴12，该旋转轴12与蜗轮蜗杆调节系统中的涡轮轴固连，蜗轮轴的转动及可带动液压推进盘相对基座1转动。
过载保护机构包括过载保护下底板81、过载保护上底板82、设置在过载保护下底板81与过载保护上底板82之间的过载导向杆8、套装在过载导向杆8上的过载弹簧83及固定在过载保护上底板82上的过载保护限位开关10及钻孔启动限位开关11；过载保护限位开关10用于控制液压系统启停，钻孔启动限位开关11用于控制电锤6及除尘系统启停；过载保护上底板82上开有导向孔，液压推进器4的活塞杆的端部与过载保护上底板82固连，两组平行进给导向杆7与活塞杆平行，其一端固定在液压缸外侧壁，另一端穿过导向孔，切导向孔的直径大于进给导向杆7的外径，进给导向杆7可在导向孔内前后移动。电锤6固定在过载保护下底板81上，电锤6上设置有限位开关支架9，电锤6钻头上固定有除尘系统5，包括除尘导向管51与除尘固定管52，除尘导向管51的管端部与钻头头部平齐，除尘导向管51的另一端插入除尘固定管52内，并可在除尘固定管内上下移动，除尘固定管52与电锤6固定连接。
通过如图3所示的流程完成钻孔，轴向钻孔系统依托的钻孔设备到达钻孔位置以后，首先通过蜗轮蜗杆调节系统2使液压推进器旋转轴12旋转一定的角度，使液压推进器4迫使电锤6钻尖满足垂直度要求以后，液压推进器4根据控制指令迫使钻头像混凝土侧壁靠近，当电锤6的钻尖与除尘导向管51接触混凝土侧壁以后，液压推进器4继续推进，此时过载弹簧83进行压缩，安装在电锤6上的限位开关支架99碰触到钻孔启动限位开关11，电锤6和除尘系统5启动，开始钻孔，当遇到钢筋或者石块的过程中钻孔阻力过大，液压推进器4继续推进，导致过载弹簧83继续进行压缩，当安装在电锤6上的限位开关触碰过载保护限位开关10，液压推进器4根据指令快速推出，防止钻头折断，此时钻孔设备自动补偿一定的位移，驱使轴向钻孔系统到下一位置进行钻孔。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920033463.6
申请日:2019-01-09
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:87(西安)
授权编号:CN209413855U
授权时间:20190920
主分类号:E21B 7/04
专利分类号:E21B7/04;E21B1/00;E21B21/015;E21B15/00;E21B44/00
范畴分类:22A;
申请人:西安增材制造国家研究院有限公司
第一申请人:西安增材制造国家研究院有限公司
申请人地址:710300 陕西省西安市鄠邑区吕公路东段西户科技企业孵化器A3楼
发明人:汤永凯;王磊;卢秉恒;盛晓东;赵纪元
第一发明人:汤永凯
当前权利人:西安增材制造国家研究院有限公司
代理人:汪海艳
代理机构:61211
代理机构编号:西安智邦专利商标代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计