CN109736703B - 一种隧道打孔器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种隧道打孔器，包括轨道驱动装置、支撑机构、升降操作机构以及钻孔机构；轨道驱动装置包括轨道平台，轨道平台的下方安装有驱动轮，轨道平台的上方安装有驱动驱动轮的驱动装置；支撑机构包括第一支架、第二支架和夹持支架，第一支架的下端铰接在轨道平台上，第一支架上端铰接在第二支架的上端，第二支架的的下端安装在夹持支架上端的夹紧机构上；升降操作机构包括安装在第一支架上的链轮装置，链轮装置上固定安装有随链轮装置移动的操作平台；钻孔机构包括安装在操作平台上的微调装置，微调装置上安装有钻孔机，本发明有效的利用了狭窄的隧道空间，提高打孔效率；减低人工登高作业风险，提高了钻孔的精准程度。

Description

一种隧道打孔器

技术领域

本发明实施例涉及铁道维修设备技术领域，具体涉及一种隧道打孔器。

背景技术

由于我国铁路***为保证乘坐铁路出行旅客的人身安全，遵守铁路行车的规章制度，禁止占用铁路行车时间进行铁路施工。因此需要铁路***严谨的安排和调整列车运行时间，审批出施工的封锁时间（封锁时间一般在100分钟左右）。铁路调度准许后，施工单位才可以进行铁路营业线上道施工作业。留给施工单位的时间有限，且任务繁重。

施工单位在铁路营业线施工前必须签订协议，没有签订《营业线施工安全协议》不准施工，严格按规定编制、审核、审批协议，内容规范，措施具体，严格把关执行。但是现有的隧道施工设备存在以下缺陷：

（1）由于铁路隧道内的施工场地有限，限制了施工所用的工具尺寸，导致只能使用非铁制梯子进行人力登高作业打孔，只允许一梯一人进行作业，打一个孔需要两人配合完成，工作效率低下。现有施工方使用的工具、作业人数庞大，导致施工经费高，利润率低；

（2）而且铁路隧道打孔作业必须保证隧道内的防水层不被破坏，打孔深度需要严格控制。采取人力施工，施工标准（孔的深度、水平高度）无法保证一致，工程质量的不到保障。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种隧道打孔器，以解决现有技术中由于隧道狭窄限制工具尺寸以及钻孔精度不高而导致的施工效率底下，工程质量得不到保障的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种隧道打孔器，包括轨道驱动装置、支撑机构、升降操作机构以及钻孔机构；所述轨道驱动装置包括轨道平台，所述轨道平台的下方安装有驱动轮和从动轮，所述轨道平台的上方安装有驱动所述驱动轮的驱动装置；所述支撑机构包括第一支架、第二支架以及夹持支架，所述第一支架的下端铰接在所述轨道平台上表面，所述第一支架的上端所述铰接第二支架的上端，所述夹持支架下端固定安装在所述轨道平台上表面，所述夹持支架上端设置有夹紧机构，所述夹紧机构夹持所述第二支架的下端；所述升降操作机构包括安装在所述第一支架上被动力机构驱动的链轮装置，所述链轮装置上固定安装有随所述链轮装置移动的操作平台；所述钻孔机构包括安装在所述操作平台上的微调装置，所述微调装置上安装有钻孔机。

本发明实施例的特征还在于，所述驱动装置包括转向盘和动力结构，所述动力结构驱动所述驱动轮；所述转向盘的下端通过转向管柱连接有转向轴，所述转向轴的下端连接有转向齿轮，所述转向齿轮连接有与其啮合的转向杆，所述转向杆的两端通过转向拉杆连接有球头销，所述球头销安装在所述驱动轮上。

本发明实施例的特征还在于，所述夹紧机构包括设置在所述夹持支架顶端的收容槽，所述收容槽的内部顶端设置有锁紧孔，且所述收容槽的一侧设置有夹紧筒，所述夹紧筒的顶面和底面均设有通孔，上下两个所述通孔之间贯穿有限位销，所述限位销和所述锁紧孔上下对应；位于所述夹紧筒内部的限位销上固定安装有压板，所述压板通过限位弹簧连接所述夹紧筒的底面，所述限位销的底端设置有拉柄；所述第二支架的底部设置有限位杆，所述限位杆可设置于所述收容槽的内部。

本发明实施例的特征还在于，所述链轮装置包括链轮组，所述链轮组包括主动链轮和从动链轮，所述主动链轮和从动链轮之间通过传动带连接，所述操作平台固定安装在所述传动带的上表面；所述链轮装置还包括驱动所述传动带的动力装置，所述动力装置包括电机，所述电机的输出端连接有减速器，所述减速器的输出端连接所述主动链轮的输入端。

本发明实施例的特征还在于，所述操作平台包括固定安装在所述传动带上的安装活动板，所述安装活动板的上表面铰接有支撑平台，所述支撑平台的下表面设置有支撑所述支撑平台的支撑杆；所述安装活动板上设置有与所述支撑杆端部相对应的卡槽，所述支撑杆的一端连接所述支撑平台，所述支撑杆的另一端连接所述卡槽。

本发明实施例的特征还在于，所述微调装置包括若干基座，所述基座上设置有升降装置，所述升降装置上安装有旋转气缸，所述旋转气缸上设有夹紧支架，所述钻孔机可拆卸的安装在所述夹紧支架上。

本发明实施例的特征还在于，所述第一支架和第二支架均为可攀爬的阶梯式结构，所述第一支架的内侧还铰接有支护架。

本发明实施例的特征还在于，所述升降装置为液压气缸组件或丝杠组件。

本发明实施例具有如下优点：

（1）本发明采用可移动式轨道车承载支架进行打孔作业，减少工具的搬用次数及工具的遗忘的可能性，有效的利用了狭窄的隧道空间，提高打孔效率；

（2）本发明改变施工作业的方法，取消施工人力登高作业风险、减少施工工具、施工作业人数的数量，能显著提高施工作业的标准程度、施工作业效率、施工安全性；

（3）本发明能够通过轨道驱动装置和支撑机构上的升降操作机构先将钻孔机构调整到大致的作业面，再通过微调装置实现对钻孔机的精确定位，提高了钻孔的效率以及精准程度，同时减少了人力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明的撑开后的整体结构示意图；

图2为本发明的收缩后的整体结构示意图；

图3为本发明的驱动装置的结构示意图；

图4为本发明的图1中A的放大机构示意图；

图5为本发明的图1中B的放大机构示意图；

图6为本发明的钻孔机构的结构示意图；

图7为本发明的链轮装置的结构示意图。

图中：

1-轨道驱动装置；2-支撑机构；3-升降操作机构；4-钻孔机构；

11-轨道平台；12-驱动装置；13-驱动轮；14-从动轮；21-第一支架；22-第二支架；23-夹持支架；24-夹紧机构；25-支护架；31-链轮装置；32-操作平台；41-微调装置；42-钻孔机；

121-转向盘；122-转向管柱；123-转向轴；124-转向齿轮；125-转向杆；126-转向拉杆；127-球头销；

221-限位杆；241-收容槽；242-锁紧孔；243-夹紧筒；244-通孔；245-限位销；246-压板；247-限位弹簧；248-拉柄；

311-链轮组；312-传动带；313-电机；314-减速器；321-安装活动板；322-支撑平台；323-支撑杆；324-卡槽；

411-基座；412-升降装置；413-旋转气缸；414-夹紧支架。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图7所示，一种隧道打孔器，包括可以在铁轨上行驶并承载铁路维修设备的轨道驱动装置1、用于支撑作业平台以及便于铁路维修工人攀爬的支撑机构2、实现作业平台位置上下调节的升降操作机构3以及对隧道精确钻孔的钻孔机构4。

轨道驱动装置1包括轨道平台11，轨道平台11的下方安装有驱动轮13和从动轮14，轨道平台11的上方安装有驱动驱动轮13的驱动装置12。驱动装置12驱动驱动轮13转动，从而让驱动轮13上方的轨道平台11以及位于轨道平台11下方的从动轮14也之转动。驱动装置12不但能够给轨道平台11提供前进的动力，而且能够实现轨道平台11弯道转弯的操作。这里的驱动轮13和从动轮14都构造成与铁轨相配合的结构。当驱动装置12没有动力时，也可以人工推动轨道平台11前进或后退。

支撑机构2包括第一支架21、第二支架22以及夹持支架23，第一支架21的下端铰接在轨道平台11上表面，第一支架21的上端铰接第二支架22的上端，夹持支架23下端固定安装在轨道平台11上表面，夹持支架23上端设置有夹紧机构24，夹紧机构24夹持第二支架22的下端。轨道平台11、第一支架21、第二支架22以及夹持支架23形成的类似于三角形的结构稳定型较高。位于其上的额升降操作机构3由此固定的比较牢固。由于夹紧机构24以及几个支架之间的铰接关系，让支撑机构2可以进行折叠收缩，减小占地面积。

为了进一步提高支撑机构2的稳定性，优选的，第一支架21的内侧还铰接有支护架25。并且，第一支架21、第二支架22以及支护架25均为可攀爬的阶梯式结构，方便工人上下升降操作机构3以及彼此之间配合作业，高效的利用了狭窄的隧道空间。

升降操作机构3包括安装在第一支架21上被动力机构驱动的链轮装置31，链轮装置31上固定安装有随链轮装置31移动的操作平台32。由于不同隧道的维修的高度不确定，因此需要利用升降操作机构3进行实地调节。

钻孔机构4包括安装在操作平台32上的微调装置41，微调装置41上安装有钻孔机42。当操作平台32调节到隧道的作业面时，由于不能一次定位准确，还需要使用微调装置41进行二次的精确定位。相较于传统的手持式钻孔机42，这种架设在微调装置41上的钻孔机，不但节省人力，而且定位准确，钻孔的标准程度提高。

作为优选的实施方式，工人利用铁轨停运的时间，将轨道驱动装置1抬到铁轨上端，利用驱动装置12驱动其赶赴需要维修的路段。之后撑开第一支架21和第二支架22，将第二支架22的末端卡合在夹持支架23顶端设置的夹紧机构24中进行限位。维修人员利用支撑机构2的阶梯状架子登上操作平台32。之后利用链轮装置31将操作平台32调整到适宜高度，让操作平台32接近作业面。调节微调装置41实现钻孔机42相对作业面的精确定位，利用钻孔机42进行维修作用，操作过程中其他维修工人可以从支撑机构2对操作平台32上的工作进行及时应援。

为了实现驱动装置12的顺利转向和前进，驱动装置12包括转向盘121和动力结构，动力结构驱动驱动轮13。转向盘121的下端通过转向管柱122连接有转向轴123，转向轴123的下端连接有转向齿轮124，转向齿轮124连接有与其啮合的转向杆125，转向杆125的两端通过转向拉杆126连接有球头销127，球头销127安装在驱动轮13上。这里解释一下驱动装置12的转向操作：转动转向盘121，转向力依次通过转向管柱122和转向轴123传递至转向齿轮124，旋转的转向齿轮124驱动与其啮合的转向杆125左右运动，从而使驱动轮13左右转向。

由于人为提供维系转向齿轮124和转向杆125之间相对转动的力有限，因此会借助外力，使驾驶者用更少的力就能完成转向。本发明采用液压助力。液压助力***主要包括转向齿轮124结合转向杆125机构和液压***液压助力泵、液压缸、活塞等两部分。工作原理是通过液压泵发动机皮带带动提供油压推动活塞，进而产生辅助力推动转向杆125，辅助车轮转向，使转向更加轻松。

为了实现夹紧机构24对第二支架22底部的限位杆221的快速牢固夹持，夹紧机构24包括设置在夹持支架23顶端的收容槽241，限位杆221可设置于收容槽241的内部。收容槽241的内部顶端设置有锁紧孔242，且收容槽241的一侧设置有夹紧筒243，夹紧筒243的顶面和底面均设有通孔244，上下两个通孔244之间贯穿有限位销245，限位销245和锁紧孔242上下对应，锁紧孔242实现了对限位销245的导向定位。位于夹紧筒243内部的限位销245上固定安装有压板246，压板246通过限位弹簧247连接夹紧筒243的底面。压板246用于实现对其底部限位弹簧247按压。限位销245的底端设置有用于拉动限位销245的拉柄248。

为了便于理解，这里解释一下夹紧机构24对第二支架22的固定方式：维修工人向下拉动限位销245下端的拉柄248，限位销245从锁紧孔242中抽出收缩至夹紧筒243中，迅速将限位杆221放入收容槽241中。同时，松开拉柄248，被压板246按压处于压缩状态的限位弹簧247向上运动，当压板246触碰到夹紧筒243下壁是，限位弹簧247依然处于压紧的状态，此时与压板246固定连接的限位销245刚好进入锁紧孔242中，并牢牢的抵住锁紧孔242。实现了对限位杆221的锁紧。

链轮装置31包括链轮组311，链轮组311包括主动链轮和从动链轮，主动链轮和从动链轮之间通过传动带312连接，操作平台32固定安装在传动带312的上表面。链轮装置31还包括驱动传动带312的动力装置，动力装置包括电机313，电机313的输出端连接有减速器314，减速器314的输出端连接主动链轮的输入端。当动力机构驱动主动链轮转动时，操作平台32也随着被链轮组311驱动的传动带312转动。

为了使操作平台32具有可折叠的性质，操作平台32包括固定安装在传动带312上的安装活动板321，安装活动板321的上表面铰接有支撑平台322，支撑平台322的下表面设置有支撑支撑平台322的支撑杆323；安装活动板321上设置有与支撑杆323端部相对应的卡槽324，支撑杆323的一端连接支撑平台322，支撑杆323的另一端连接卡槽324。操作平台32具体的撑开方式是：用支撑杆323将支撑平台322调节水平，将支撑杆323的下端***位于安装活动板321上的卡槽324内实现固定。

为了使钻孔机构4能够实现精确定位钻孔，微调装置41包括若干基座411，基座411上设置有升降装置412，升降装置412为液压气缸组件或丝杠组件。升降装置412上安装有旋转气缸413，旋转气缸413上设有夹紧支架414，其中夹紧支架414还具有竖直方向角度调节的作用，其上配备了竖直设置的刻度盘调节竖直方向旋转的角度。钻孔机42可拆卸的安装在夹紧支架414上，并通过螺栓螺母结构锁紧固定。钻孔机42可以进行局部的高度，水平角度，以及竖直角度的调节，最终实现精确的定位钻孔。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种隧道打孔器，其特征在于：包括轨道驱动装置（1）、支撑机构（2）、升降操作机构（3）以及钻孔机构（4）；所述轨道驱动装置（1）包括轨道平台（11），所述轨道平台（11）的下方安装有驱动轮（13）和从动轮（14），所述轨道平台（11）的上方安装有驱动所述驱动轮（13）的驱动装置（12）；所述支撑机构（2）包括第一支架（21）、第二支架（22）以及夹持支架（23），所述第一支架（21）的下端铰接在所述轨道平台（11）上表面，所述第一支架（21）的上端铰接所述第二支架（22）的上端，所述夹持支架（23）下端固定安装在所述轨道平台（11）上表面，所述夹持支架（23）上端设置有夹紧机构（24），所述夹紧机构（24）夹持所述第二支架（22）的下端；所述升降操作机构（3）包括安装在所述第一支架（21）上被动力机构驱动的链轮装置（31），所述链轮装置（31）上固定安装有随所述链轮装置（31）移动的操作平台（32）；所述钻孔机构（4）包括安装在所述操作平台（32）上的微调装置（41），所述微调装置（41）上安装有钻孔机（42）；所述驱动装置（12）包括转向盘（121）和动力结构，所述动力结构驱动所述驱动轮（13）；所述转向盘（121）的下端通过转向管柱（122）连接有转向轴（123），所述转向轴（123）的下端连接有转向齿轮（124），所述转向齿轮（124）连接有与其啮合的转向杆（125），所述转向杆（125）的两端通过转向拉杆（126）连接有球头销（127），所述球头销（127）安装在所述驱动轮（13）上；

所述夹紧机构（24）包括设置在所述夹持支架（23）顶端的收容槽（241），所述收容槽（241）的内部顶端设置有锁紧孔（242），且所述收容槽（241）的一侧设置有夹紧筒（243），所述夹紧筒（243）的顶面和底面均设有通孔（244），上下两个所述通孔（244）之间贯穿有限位销（245），所述限位销（245）和所述锁紧孔（242）上下对应；位于所述夹紧筒（243）内部的限位销（245）上固定安装有压板（246），所述压板（246）通过限位弹簧（247）连接所述夹紧筒（243）的底面，所述限位销（245）的底端设置有拉柄（248）；所述第二支架（22）的底部设置有限位杆（221），所述限位杆（221）可设置于所述收容槽（241）的内部；

所述第一支架（21）和第二支架（22）均为可攀爬的阶梯式结构，所述第一支架（21）的内侧还铰接有支护架（25）；

所述操作平台（32）包括固定安装在传动带（312）上的安装活动板（321），所述安装活动板（321）的上表面铰接有支撑平台（322），所述支撑平台（322）的下表面设置有支撑所述支撑平台（322）的支撑杆（323）；所述安装活动板（321）上设置有与所述支撑杆（323）端部相对应的卡槽（324），所述支撑杆（323）的一端连接所述支撑平台（322），所述支撑杆（323）的另一端连接所述卡槽（324）；

所述微调装置（41）包括若干基座（411），所述基座（411）上设置有升降装置（412），所述升降装置（412）上安装有旋转气缸（413），所述旋转气缸（413）上设有夹紧支架（414），所述钻孔机（42）可拆卸的安装在所述夹紧支架（414）上。

2.根据权利要求1所述的一种隧道打孔器，其特征在于：所述链轮装置（31）包括链轮组（311），所述链轮组（311）包括主动链轮和从动链轮，所述主动链轮和从动链轮之间通过传动带（312）连接，所述操作平台（32）固定安装在所述传动带（312）的上表面；所述链轮装置（31）还包括驱动所述传动带（312）的动力装置，所述动力装置包括电机（313），所述电机（313）的输出端连接有减速器（314），所述减速器（314）的输出端连接所述主动链轮的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种隧道打孔器，其特征在于：所述升降装置（412）为液压气缸组件或丝杠组件。