【技术实现步骤摘要】
一种双钻头隧道自动钻孔机及方法
本专利技术属于隧道自动钻孔
，具体涉及一种双钻头隧道自动钻孔机及方法。
技术介绍
隧道内壁辅助设施安装在隧道内壁上时，均需要先在隧道内壁上打安装孔，而隧道内壁上辅助设施种类繁多，数量较大，隧道内壁安装孔需求量大，隧道内壁安装孔一般采用冲击钻人工作业，施工具有很大的危险性，施工难度大，工作效率低，劳动强度大，施工时产生大量灰尘，环境条件差，对施工人员的身体健康损害大；同时，由于隧道内还埋设有许多钢筋，只采用钢筋钻对隧道混凝土以及隧道内钢筋进行打孔操作打孔速度快，但钢筋钻的磨损速度会急剧加快，且将钢筋钻用于隧道混凝土的打孔大材小用，增加了生产成本；为了提高工作效率，降低安全风险，减少生产成本，现急需一种双钻头隧道自动钻孔机及方法来代替人工操作，辅助人工进行隧道打孔。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种双钻头隧道自动钻孔机，其设计新颖合理，通过设置双钻头机构，减小了对钢筋钻的不必要磨损，降低了生产成本，通过在隧道内壁上布置与激光...
【技术保护点】
1.一种双钻头隧道自动钻孔机，包括由下至上依次安装的履带车底盘(1)、控制支撑箱(2)、液压控制箱(3)和中心支撑轴(5)，液压控制箱(3)通过平面移动机构(4)安装在控制支撑箱(2)上，中心支撑轴(5)通过旋转盘(6)安装在液压控制箱(3)上，中心支撑轴(5)的顶端安装有横轴(7)，主油缸(8)的固定端安装在横轴(7)的两端，其特征在于：所述主油缸(8)的柱塞端设置有供双钻头机构安装的安装座(9)，所述安装座(9)与双钻头机构之间通过电机(10)连接，电机(10)的转动轴与双钻头机构固定连接，电机(10)远离转动轴的一端固定设置在安装座(9)上，电机(10)的转动轴的轴线...
【技术特征摘要】
1.一种双钻头隧道自动钻孔机，包括由下至上依次安装的履带车底盘(1)、控制支撑箱(2)、液压控制箱(3)和中心支撑轴(5)，液压控制箱(3)通过平面移动机构(4)安装在控制支撑箱(2)上，中心支撑轴(5)通过旋转盘(6)安装在液压控制箱(3)上，中心支撑轴(5)的顶端安装有横轴(7)，主油缸(8)的固定端安装在横轴(7)的两端，其特征在于：所述主油缸(8)的柱塞端设置有供双钻头机构安装的安装座(9)，所述安装座(9)与双钻头机构之间通过电机(10)连接，电机(10)的转动轴与双钻头机构固定连接，电机(10)远离转动轴的一端固定设置在安装座(9)上，电机(10)的转动轴的轴线与主油缸(8)中轴线重合；
所述双钻头机构包括支撑板，所述支撑板包括与电机(10)的转动轴固定连接的主支撑板(12-1)以及两个分别设置在主支撑板(12-1)两侧的副支撑板(12-2)，主支撑板(12-1)远离安装座(9)的侧面上安装有定位探测机构(13)，两个副支撑板(12-2)远离安装座(9)的侧面上分别安装有用于带动冲击钻(15)工作的第一钻头升降机构和用于带动钢筋钻(14)工作的第二钻头升降机构，第一钻头升降机构和第二钻头升降机构的结构尺寸均相同，所述第一钻头升降机构包括设置在副支撑板(12-2)上的丝杆导轨(11)，丝杆导轨(11)通过伺服电机模块(16)控制，丝杆导轨(11)上设置有钻头安装架(17)，钢筋钻(14)的中轴线的延长线和冲击钻(15)的中轴线的延长线的交点与横轴(7)的中轴线的延长线和主油缸(8)中轴线的延长线的交点重合，主油缸(8)中轴线的延长线与钢筋钻(14)的轴线的延长线的夹角、以及主油缸(8)中轴线的延长线与冲击钻(15)的轴线的延长线的夹角相同；冲击钻(15)的钻头上设置有第一限位传感器(21-1)、第一速度传感器(22-1)和金属探测器(19)，钢筋钻(14)的钻头上设置有第二限位传感器(21-2)和第二速度传感器(22-2)；钢筋钻(14)和冲击钻(15)上均设置有除尘机构。
2.按照权利要求1所述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述除尘机构包括设置在地面的集尘箱(18-3)和设置在冲击钻上的集尘罩(18-1)，集尘箱(18-3)内设置有吸风式集尘器(18-4)，吸风式集尘器(18-4)与集尘罩(18-1)通过吸尘管(18-2)连通，集尘箱(18-3)的底板上安装有压力传感器(23)，集尘箱(18-3)的箱体上安装有提示器(24)。
3.按照权利要求1所述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述控制支撑箱(2)内设置有电子线路板，所述电子线路板上集成有主控制器(20)、电源转换模块(20)和与主控制器(20)连接的存储器(25)，所述液压控制箱(3)内设置有液压站(29)，主油缸(8)与所述液压站(29)连接，履带车底盘(1)、电机(10)、钢筋钻(14)、冲击钻(15)、伺服电机模块(16)、金属探测器(19)、第一限位传感器(21-1)、第二限位传感器(21-2)、第一速度传感器(22-1)、第二速度传感器(22-2)、液压站(29)、压力传感器(23)、提示器(24)和吸风式集尘器(18-4)均与主控制器(20)连接。
4.按照权利要求3所述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述定位探测机构(13)包括安装在主支撑板(12-1)远离所述转动轴一侧上的L形定位探测安装座(13-1)和与L形定位探测安装座(13-1)配合的电动门(13-2)，L形定位探测安装座(13-1)上安装有用于识别安装在隧道内侧壁上的孔位标记的高清摄像头(13-3)和用于与安装在隧道内侧壁上的孔位标记配合的激光定位模块(13-4)，激光定位模块(13-4)安装在主油缸(8)中轴线的延长线上，高清摄像头(13-3)靠近激光定位模块(13-4)且位于激光定位模块(13-4)的旁侧；电动门(13-2)、高清摄像头(13-3)和激光定位模块(13-4)均与主控制器(20)连接。
5.按照权利要求3所述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述液压控制箱(3)内还设置有用于带动中心支撑轴(5)随旋转盘(6)转动的第一电机模块(27)和用于带动横轴(7)转动的第二电机模块(28)，所述第一电机模块(27)和第二电机模块(28)均与主控制器(20)连接。
6.按照权利要求1所述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述主油缸(8)绕横轴(7)转过的角度为240°，中心支撑轴(5)绕旋转盘(6)转过的角度为360°。
7.按照权利要求1所述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述钢筋钻(14)为博世B8四坑3系电锤钻头，所述冲击钻(15)为博世方柄四坑冲击钻头。
8.按照权利要求1所述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述丝杆导轨(11)的长度不小于冲击钻(15)的长度与钻头安装架(17)长度之和，丝杆导轨(11)的长度也不小于钢筋钻(14)的长度与钻头安装架(17)长度之和。
9.一种利用如权利要求1所述钻孔机进行隧道自动钻孔的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、布置孔位标记：沿隧道(26)长度方向在隧道(26)内壁上按照设计需求进行所述孔位标记的布置；
步骤二、钻孔机进行隧道区段的自动钻孔：钻孔机利用履带车底盘(1)沿隧道(26)长度方向移动，并对所述双钻头机构进行复位，然后对需钻孔的隧道(26)进行分段钻孔；分段钻孔过程中，对需钻孔的隧道区段的钻孔方法均相同；
需钻孔的隧道区段为钻孔机的履带车底盘(1)在不动的情况下冲击钻(15)所能涉及的隧道内壁区域；
对需钻孔的隧道区段进行钻孔时，过程如下：
步骤201、履带车底盘对钻孔的粗对准：钻孔机沿隧道(26)长度方向运行，中心支撑轴(5)随旋转盘(6)转动，使主油缸(8)的中轴线位于隧道(26)断面内，钻孔机利用履带车底盘(1)移动至需钻孔的隧道区段，实现隧道钻孔粗对准；
步骤202、平面移动机构对钻孔的细对准：利用平面移动机构(4)调节液压控制箱(3)在控制支撑箱(2)的位置，进而调节主油缸(8)带动所述双钻头机构指向隧道(26)内壁一断面，使横轴(7)的中轴线与隧道(26)的中轴线重合，实现隧道钻孔细对准；
所述平面移动机构(4)包括用于推动液压控制箱(3)沿隧道(26)长度方向移动的第一移动机构和用于推动液压控制箱(3)沿隧道(26)宽度方向移动的第二移动机构，所述第一移动机构和所述第二移动机构均为液压油缸或均为丝杆螺母机构；
步骤203、隧道内壁一断面上孔位标记的识别：液压站(29)控制主油缸(8)延伸，使主油缸(8)带动双钻头机构靠近隧道内壁，当钢筋钻(14)或冲击钻(15)的前端与隧道内壁之间的距离达到第一距离阈值a时，主油缸(8)停止延伸，缩小定位探测机构(13)中高清摄像头(13-3)采集图像的视角范围，主控制器(20)控制电动门(13-2)打开，使高清摄像头(13-3)工作，利用主油缸(8)绕横轴(7)转动，高清摄像头(13-3)采集隧道内壁一断面上孔位标记图像并进行孔位标记图像识别，其中，a的单位为cm；
所述控制支撑箱(2)内设置有电子线路板，所述电子线路板上集成有主控制器(20)、电源转换模块(20)和与主控制器(20)连接的存储器(25)，所述液压控制箱(3)内设置有液压站(29)，主油缸(8)与所述液压站(29)连接，履带车底盘(1)、电机(10)、钢筋钻(14)、冲击钻(15)、伺服电机模块(16)、金属探测器(19)、第一限位传感器(21-1)、第二限位传感器(21-2)、第一速度传感器(22-1)、第二速度传感器(22-2)、液压站(29)、压力...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕永宏，吕煊，
申请(专利权)人：中交机电工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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