凿岩设备和凿岩方法技术

本发明专利技术公开了一种凿岩设备和凿岩方法，凿岩设备包括工作臂，所述工作臂包括第一工作装置、设于所述第一工作装置上的破碎锤和连接在所述第一工作装置和所述破碎锤之间的伸缩装置，所述破碎锤包括锤体和设于所述锤体前端的钎杆，所述凿岩设备具有第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态，沿所述钎杆的轴向，所述伸缩装置驱动所述破碎锤相对所述第一工作装置缩回至使所述第一工作装置相对所述钎杆向前侧凸出的位置，在所述第二工作状态，沿所述钎杆的轴向，所述伸缩装置驱动所述破碎锤相对所述第一工作装置伸出至使钎杆相对所述第一工作装置向前侧凸出的位置。本发明专利技术的凿岩设备结构紧凑，功能多样。功能多样。功能多样。

【技术实现步骤摘要】
凿岩设备和凿岩方法


[0001]本专利技术涉及凿岩施工机械领域，特别涉及一种凿岩设备和凿岩方法。

技术介绍

[0002]在公路、铁路和地下矿山等隧道工程中，常利用诸如凿岩台车等凿岩设备的钻杆进行炮孔钻掘作业。期间，经常会出现爆破掘进后掌子面不平整、环向断面上轮廓欠挖与危岩活矸附着等情况，且偶尔还会出现因为长期受地应力挤压而发生的隧道软岩大变形等问题，以上情况构成了轮廓缺陷型隧道的主要病害种类，严重威胁着隧道正常施工进度与健康运营状态。为此，隧道工程中常采用破碎锤等工具进行扩刷等操作对隧道轮廓进行修整，以消除轮廓缺陷。在现有技术中，常使用人工手持风镐、多机具(破碎锤、鹰钩或铣挖轮等)挖掘机、专用撬毛台车、人工手持敲砸铁钎、局部爆破以及凿岩台车钻臂前端钎头违规磨削等方式进行相关作业。然而，上述操作普遍存在施工效率低下、人工成本升高、施工工序繁琐以及增加采购成本等问题，尤其会出现多设备利用率低、场地作业受限、灵活度不高等弊端，难以实现所述隧道冗余围岩的高效凿除作业。
[0003]名词解释：
[0004]欠挖：隧道病害名称，隧道爆破施工后，实际断面轮廓小于设计尺寸的现象；
[0005]找顶：施工工序名称，隧道施工过程中，施工人员借助工具将顶板与两帮上活矸、危岩进行清除的工序；
[0006]扩刷：施工方法名称，公铁隧道或矿山巷道因地应力挤压而发生轮廓变形，为将其轮廓修复至设计尺寸而进行的施工手段。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种结构紧凑，功能多样的凿岩设备。
[0008]本专利技术公开一种凿岩设备，包括工作臂，所述工作臂包括第一工作装置、设于所述第一工作装置上的破碎锤和连接在所述第一工作装置和所述破碎锤之间的伸缩装置，所述破碎锤包括锤体和设于所述锤体前端的钎杆，所述凿岩设备具有第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态，沿所述钎杆的轴向，所述伸缩装置驱动所述破碎锤相对所述第一工作装置缩回至使所述第一工作装置相对所述钎杆向前侧凸出的位置，在所述第二工作状态，沿所述钎杆的轴向，所述伸缩装置驱动所述破碎锤相对所述第一工作装置伸出至至使钎杆相对所述第一工作装置向前侧凸出的位置。
[0009]在一些实施例中，所述伸缩装置包括设于所述第一工作装置上的导轨、与所述导轨配合的滑动件、与所述破碎锤固定连接且用于驱动所述破碎锤伸缩的伸缩驱动件，所述滑动件与所述破碎锤固定连接。
[0010]在一些实施例中，凿岩设备还包括控制装置、设于所述锤体上的用于喷水的多个喷嘴和设于所述锤体上的用于检测粉尘浓度的粉尘浓度检测装置，所述控制装置与所述多个喷嘴和所述粉尘浓度检测装置信号连接，所述凿岩设备被配置为，所述控制装置根据所
述粉尘浓度检测装置的检测结果控制所述多个喷嘴中进行喷水工作的喷嘴数量。
[0011]在一些实施例中，所述多个喷嘴位于所述锤体的前端且围绕在所述钎杆周围，所述喷嘴的喷口朝向沿着所述钎杆的轴向。
[0012]在一些实施例中，所述粉尘浓度检测装置包括设于所述锤体的周向上的与所述控制装置信号连接的多个粉尘浓度传感器。
[0013]在一些实施例中，凿岩设备还包括控制装置、用于检测所述破碎锤相对所述第一工作装置伸缩位移的位移检测装置，所述控制装置与所述位移检测装置和所述伸缩装置信号连接，所述控制装置被配置为根据所述位移检测装置的检测结果控制所述伸缩装置对所述破碎锤进行伸缩。
[0014]在一些实施例中，凿岩设备还包括与所述控制装置信号连接的扫描设备和检测设备，所述扫描设备用于在所述凿岩设备进行隧道施工时对施工表面进行扫描建模，所述检测设备用于检测所述破碎锤在隧道内的空间位置，所述控制装置被配置为根据所述扫描设备的扫描建模结果、所述检测设备的检测结果和所述位移检测装置的检测结果，控制所述第一工作装置移动至第一施工位置和控制所述破碎锤相对所述第一工作装置伸缩至第二施工位置。
[0015]在一些实施例中，所述扫描设备包括三维激光扫描仪，和/或所述检测设备包括全站仪和设于所述破碎锤上的棱镜。
[0016]在一些实施例中，所述位移检测装置包括与所述第一工作装置相对固定的拉线位移传感器和连接所述拉线位移传感器和所述破碎锤的线缆。
[0017]在一些实施例中，所述凿岩设备为凿岩台车，所述第一工作装置包括用于钻孔的钻杆，所述破碎锤相对所述钻杆可伸缩地设于所述钻杆。
[0018]在一些实施例中还公开一种凿岩方法，应用所述的凿岩设备，在利用所述第一工作装置进行工作时，将所述破碎锤相对所述第一工作装置缩回至使所述第一工作装置相对所述钎杆向前侧凸出的位置，在利用所述破碎锤进行工作时，所述伸缩装置驱动所述破碎锤相对所述第一工作装置伸出至相对所述第一工作装置向前侧凸出的位置。
[0019]在一些实施例中还公开一种凿岩方法，应用所述的凿岩设备，在所述破碎锤进行工作时，检测破碎锤的锤体周围的粉尘浓度，根据检测的粉尘浓度的结果控制工作的所述喷嘴数量。
[0020]在一些实施例中还公开一种凿岩方法，应用所述的凿岩设备，在进行隧道施工时，利用三维激光扫描仪对隧道的周向轮廓和/或掌子面轮廓进行扫描建模，根据扫描建模结果控制第一工作装置移动至第一施工位置，然后控制破碎锤伸缩至第二施工位置。
[0021]基于本专利技术提供的凿岩设备，通过将破碎锤可伸缩地安装于第一工作装置上，在需要利用第一工作装置工作时，通过将破碎锤缩回，破碎锤可以不影响第一工作装置的工作。在需要利用破碎锤工作时，通过伸出破碎锤，第一工作装置也可以不影响破碎锤工作。凿岩设备能够利用第一工作装置和破碎锤的工作实现多功能，结构紧凑，场地受限小，使用更加灵活。
[0022]通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0023]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0024]图1为本专利技术实施例的凿岩设备的结构示意图；
[0025]图2为图1所示的凿岩设备的工作臂的结构示意图；
[0026]图3为图2所示的工作臂的部分结构的结构示意图；
[0027]图4为图2所示的工作臂的部分结构的另一角度的结构示意图；
[0028]图5为图1所示的凿岩设备进行找顶工作时的结构示意图；
[0029]图6为图1所示的凿岩设备进行掌子面修整工作时的结构示意图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种凿岩设备，其特征在于，包括工作臂(1)，所述工作臂(1)包括第一工作装置、设于所述第一工作装置上的破碎锤(2)和连接在所述第一工作装置和所述破碎锤(2)之间的伸缩装置，所述破碎锤(2)包括锤体(21)和设于所述锤体(21)前端的钎杆(22)，所述凿岩设备具有第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态，沿所述钎杆(22)的轴向，所述伸缩装置驱动所述破碎锤(2)相对所述第一工作装置缩回至使所述第一工作装置相对所述钎杆(22)向前侧凸出的位置，在所述第二工作状态，沿所述钎杆(22)的轴向，所述伸缩装置驱动所述破碎锤(2)相对所述第一工作装置伸出至使钎杆(22)相对所述第一工作装置向前侧凸出的位置。2.如权利要求1所述的凿岩设备，其特征在于，所述伸缩装置包括设于所述第一工作装置上的导轨(31)、与所述导轨(31)配合的滑动件(32)、与所述破碎锤(2)固定连接且用于驱动所述破碎锤(2)伸缩的伸缩驱动件(33)，所述滑动件(32)与所述破碎锤(2)固定连接。3.如权利要求1所述的凿岩设备，其特征在于，还包括控制装置、设于所述锤体(21)上的用于喷水的多个喷嘴和设于所述锤体(21)上的用于检测粉尘浓度的粉尘浓度检测装置，所述控制装置与所述多个喷嘴和所述粉尘浓度检测装置信号连接，所述凿岩设备被配置为，所述控制装置根据所述粉尘浓度检测装置的检测结果控制所述多个喷嘴中进行喷水工作的喷嘴数量。4.如权利要求3所述的凿岩设备，其特征在于，所述多个喷嘴位于所述锤体(21)的前端且围绕在所述钎杆(22)周围，所述喷嘴的喷口朝向沿着所述钎杆(22)的轴向。5.如权利要求3所述的凿岩设备，其特征在于，所述粉尘浓度检测装置包括设于所述锤体(21)周向上与所述控制装置信号连接的多个粉尘浓度传感器。6.如权利要求1所述的凿岩设备，其特征在于，还包括控制装置、用于检测所述破碎锤(2)相对所述第一工作装置伸缩位移的位移检测装置，所述控制装置与所述位移检测装置和所述伸缩装置信号连接，所述控制装置被配置为根据所述位移检测装置的检测结果控制所述伸缩装置对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭峰松，刘浩，王延蒙，周忠尚，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：