一种履带式隧道涵洞水磨钻机的制作方法

1.本实用新型属于桩井钻孔装置的技术领域，具体涉及一种履带式隧道涵洞水磨钻机。


背景技术：

2.进行隧道涵洞桥墩施工时，为了保证桥墩的稳固性，需要在桥墩底部施做桩井，并在桩井中施工桥墩桩以对桥墩进行加固。为了施工桥墩桩，就需要在桩井的工作面上钻制桩孔。传统的桩孔是通过人为手持钻机在桩井底部进行钻孔作业。不仅效率低下，而且难以保证钻孔设备的稳定性，进而导致制孔不合格。现有技术中也有通过钻机等自动化钻孔设备进行桩孔制备，但是同样存在钻孔过程中钻头的稳定性难以保证的问题。
3.而且，桩井钻孔区域的面积、高度、倾角不同，依靠传统人工钻孔或传统的钻机进行钻孔，存在钻头难以与工作面良好匹配的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种履带式隧道涵洞水磨钻机，能够针对不同的桩井钻孔区域灵活调节钻头的倾角、旋转姿态、进给量，使得钻头能够准确对应工作面上的钻孔位置进行钻孔，进而保证成孔的位置精度。
5.本实用新型通过下述技术方案实现：
6.一种履带式隧道涵洞水磨钻机，包括履带行走机构，所述履带行走结构的顶部设置有伸缩摆臂机构，所述伸缩摆臂机构的自由端上设置有旋转机构，所述旋转机构的旋转端上设置有至少一组折叠驱动连杆机构，所述折叠驱动连杆机构的自由端上设置有线性进给机构，所述线性进给机构进给端上设置有钻孔机构。
7.履带行走机构用于实现整体钻机的移动，伸缩摆臂机构能够进行上下方向的摆动以及线性伸缩，旋转机构能够绕着自身轴线进行周向旋转。通过伸缩摆臂机构与旋转结构的动作配合进而实现对钻孔机构的倾角、旋转姿态、伸缩进给量进行调节，使得钻孔机构能够适应多区域大面积桩井钻孔作业。同时，折叠驱动连杆机构能够实现折叠收拢与展开扩张，进而带动钻孔机构实现收拢与展开，在钻孔过程中通过折叠驱动连杆机构的展开扩张进而增加钻孔机构的工作区域面积；在钻孔结束后通过折叠驱动连杆机构的折叠收拢带动钻孔机构收拢以减小空间占用。折叠驱动连杆机构的自由端上设置的线性进给机构对应桩井钻孔的工作面设置，通过线性进给机构朝向工作面进行线性进给，进而带动钻孔机构快速到达工作面，然后即可通过钻孔机构在工作面上进行桩井钻孔作业。
8.为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述旋转机构的旋转端上设置有固定基座，所述固定基座的两侧分别设置有两组折叠驱动连杆机构，位于同一侧的两组折叠驱动连杆机构呈m形对称设置。
9.为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述线性进给机构包括第一线性移动装置、第二线性移动装置、顶紧滑轨、进给滑轨，所述顶紧滑轨与折叠驱动连杆机构的自由端
线性滑动连接，所述进给滑轨平行设置在顶紧滑轨的一侧；所述顶紧滑轨的一端与第一线性移动装置的移动端连接，所述进给滑轨上设置有第二线性移动装置，所述第二线性移动装置的移动端上设置有钻孔机构。
10.为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述第一线性驱动装置包括第一线性驱动油缸、滑轨连接件，所述滑轨连接件的一端上平行设置有顶紧滑轨与进给滑轨，所述滑轨连接件的另一端与第一线性驱动油缸的推杆连接，第一线性驱动油缸的缸体与折叠驱动连杆机构的自由端铰接。
11.为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述第二线性移动装置包括移动电机、滑动连接座、线性驱动齿轮、线性齿条，所述滑动连接座滑动设置在进给滑轨上，所述滑动连接座上设置有移动电机与钻孔机构，所述移动电机的输出轴上套装有线性驱动齿轮；所述线性齿条平行设置在进给滑轨的一侧，所述线性驱动齿轮与线性齿条啮合。
12.为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述钻孔机构包括钻孔电机、水钻钻头，所述钻孔电机设置在线性进给机构的进给端上，所述钻孔电机的输出轴与水钻钻头的一端传动连接。
13.为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述折叠驱动连杆机构包括第一主连杆、第二主连杆、第一辅助连杆、第二辅助连杆、折叠驱动油缸，所述第一主连杆的一端与旋转机构的旋转端铰接，所述第一主连杆的另一端与第二主连杆的一端铰接，所述第二主连杆的另一端铰接有线性进给机构；所述第一辅助连杆设置在第一主连杆的一侧，且第一辅助连杆的一端与旋转机构的旋转端铰接，第一辅助连杆的另一端与第二主连杆的一端铰接；所述第二辅助连杆设置在第二主连杆的一侧，且第二辅助连杆的一端与第二主连杆的一端铰接，第二辅助连杆的另一端与线性进给机构的一侧铰接；所述折叠驱动油缸的一端与旋转机构的旋转端铰接，所述折叠驱动油缸的另一端与第一主连杆的一侧铰接。
14.为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述伸缩摆臂机构包括支撑臂、摆动伸缩臂、摆动油缸、偏转机构，所述支撑臂的一端与履带行走机构的顶部固定连接，所述支撑臂的另一端与摆动伸缩臂的一端铰接，所述摆动油缸设置在支撑臂与摆动伸缩臂之间；所述摆动伸缩臂的另一端设置有偏转机构，所述偏转机构的偏转端上设置有旋转机构。
15.为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述摆动伸缩臂包括摆动臂、伸缩臂、伸缩油缸，所述摆动臂的一端与支撑臂铰接，所述摆动臂的内部滑动设置有伸缩臂，所述伸缩臂与摆动臂之间设置有伸缩油缸，所述伸缩臂的另一端设置有偏转机构。
16.为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述旋转机构包括旋转套筒、旋转轴、旋转驱动装置，所述旋转套筒与伸缩摆臂机构的自由端铰接，所述旋转套筒的内部转动设置有旋转轴，所述旋转轴靠近旋转套筒的一端与旋转驱动装置的驱动端连接，所述旋转轴远离旋转套筒的一端上设置有至少一组折叠驱动连杆机构。
17.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
18.（1）本实用新型通过在履带行走机构的顶部设置伸缩摆臂机构，通过伸缩摆臂机构的倾角摆动以及线性伸缩调节钻头的倾角与进给量；通过旋转结构自身的旋转调节钻头的旋转姿态；通过折叠驱动连杆机构的展开以增大钻头的工作区域面积；通过线性进给机构朝向工作面的线性进给带动钻头与工作面上的钻孔孔位准确对应；实现根据桩井钻孔区域灵活调节钻头的倾角、旋转姿态、进给量，使得钻头能够准确对应工作面上的钻孔位置进
行钻孔，进而保证成孔的位置精度；
19.（2）本实用新型通过在第二主连杆的自由端线性滑动设置顶紧滑轨与进给滑轨，在进行桩井钻孔作业时，通过第一线性驱动装置带动顶紧滑轨靠近桩井，使得顶紧滑轨与桩井的井口定位面相抵接触，同时进给滑轨延伸至桩井中，有效保证钻孔过程中钻孔结构的稳固性，同时通过第二线性进驱动装置带动钻孔机构沿着进给滑轨线性接近工作面，在保证钻孔机构的稳固性的同时，还能保证钻孔的位置精度，以保证最终钻孔质量。
附图说明
20.图1为本实用新型的整体结构示意图；
21.图2为伸缩摆臂机构的正视结构图；
22.图3为伸缩摆臂机构的正视剖视图；
23.图4为图3的a处局部放大图；
24.图5为线性进给机构的结构示意图；
25.图6为第一线性驱动装置的结构示意图；
26.图7为第二线性移动装置的结构示意图；
27.图8为折叠驱动连杆机构的结构示意图。
28.其中：1-履带行走机构；2-伸缩摆臂机构；3-旋转机构；4-折叠驱动连杆机构；5-线性进给机构；6-钻孔机构；21-支撑臂；22-摆动伸缩臂；23-摆动油缸；24-偏转机构；31-旋转套筒；32-旋转轴；33-旋转驱动装置；41-第一主连杆；42-第二主连杆；43-第一辅助连杆；44-第二辅助连杆；45-折叠驱动油缸；51-第一线性驱动装置；52-第二线性移动装置；53-顶紧滑轨；54-进给滑轨；61-钻孔电机；62-水钻钻头；511-第一线性驱动油缸；512-滑轨连接件；521-移动电机；522-滑动连接座。
具体实施方式
29.实施例1：
30.本实施例的一种履带式隧道涵洞水磨钻机，如图1所示，包括履带行走机构1，所述履带行走结构1的顶部设置有伸缩摆臂机构2，所述伸缩摆臂机构2的自由端上设置有旋转机构3，所述旋转机构3的旋转端上设置有至少一组折叠驱动连杆机构4，所述折叠驱动连杆机构4的自由端上设置有线性进给机构5，所述线性进给机构5进给端上设置有钻孔机构6。
31.履带行走机构1用于带动钻机进行快速移动，伸缩摆臂机构2能够沿竖直方向进行摆动以及线性伸缩，进而调节钻孔机构6的倾角与伸缩量。同时旋转机构3能够绕着自身轴线转动，进而带动钻孔机构6转动，实现对钻孔机构6的旋转姿态的调节。折叠驱动连杆机构4能够进行折叠收拢与展开扩张，钻孔作业时通过折叠驱动连杆机构4的展开扩张带动钻孔机构6快速展开以适应区域性的钻孔作业。钻孔作业完成后通过折叠驱动连杆机构4的折叠收拢带动钻孔机构6回缩收纳，避免钻孔机构6占用过多空间。
32.通过伸缩摆臂机构2、旋转机构3的配合调节，进而使得钻孔机构6的钻孔轴线与工作面垂直，然后通过折叠驱动连杆机构4的展开扩张带动钻孔机构6到达预定钻孔位置，然后通过线性进给机构5带动钻孔机构6朝向钻孔位置快速线性进给，直到钻孔机构6的钻孔端到达钻孔位置，即可通过钻孔机构6进行桩井钻孔作业。
33.进一步的，所述旋转机构3的旋转端上设置有固定基座，所述固定基座的两侧分别设置有两组折叠驱动连杆机构4，位于同一侧的两组折叠驱动连杆机构4呈m形对称设置。
34.进一步的，根据工作面的位置以及面积，在旋转机构3的旋转端上设置若干组折叠驱动连杆机构4。
35.实施例2：
36.本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，如图1、图5、图6、图7所示，所述线性进给机构5包括第一线性移动装置51、第二线性移动装置52、顶紧滑轨53、进给滑轨54，所述顶紧滑轨53与折叠驱动连杆机构4的自由端线性滑动连接，所述进给滑轨54平行设置在顶紧滑轨53的一侧；所述顶紧滑轨53的一端与第一线性移动装置51的移动端连接，所述进给滑轨54上设置有第二线性移动装置52，所述第二线性移动装置52的移动端上设置有钻孔机构6。
37.折叠驱动连杆机构4的自由端上设置有滑动安装套，滑动安装套滑动套装在顶紧滑轨53上，第一线性移动装置51带动顶紧滑轨53沿着滑动安装套线性滑动，使得顶紧滑轨53将定位面顶紧，进而实现对进给滑轨54的定位，避免在后续钻孔过程中钻孔机构6窜动，进而有效保证桩井钻孔的位置精度。然后通过第二线性移动装置52带动钻孔机构6朝向工作面进行线性进给，进而通过钻孔机构6在工作面上进行钻孔作业。
38.进一步的，所述第一线性驱动装置51包括第一线性驱动油缸511、滑轨连接件512，所述滑轨连接件512的一端上平行设置有顶紧滑轨53与进给滑轨54，所述滑轨连接件512的另一端与第一线性驱动油缸511的推杆连接，所述第一线性驱动油缸511的缸体与折叠驱动连杆机构4的自由端铰接。
39.通过驱动油缸511的伸缩，进而带动顶紧滑轨53沿着滑动安装套线性滑动以实现顶紧滑轨53的进给，直到顶紧滑轨53将定位面顶紧。
40.进一步的，所述第二线性移动装置52包括移动电机521、滑动连接座522、线性驱动齿轮、线性齿条，所述滑动连接座522滑动设置在进给滑轨54上，所述滑动连接座522上设置有移动电机521与钻孔机构6，所述移动电机521的输出轴上套装有线性驱动齿轮；所述线性齿条平行设置在进给滑轨54的一侧，所述线性驱动齿轮与线性齿条啮合。
41.移动电机521带动线性驱动齿轮转动，通过线性驱动齿轮与线性齿条的啮合配合，进而带动滑动连接座522沿着进给滑轨54进行线性滑动进给。
42.本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
43.实施例3：
44.本实施例在上述实施例1或2的基础上做进一步优化，如图7所示，所述钻孔机构6包括钻孔电机61、水钻钻头62，所述钻孔电机61设置在线性进给机构5的进给端上，所述钻孔电机6的输出轴与水钻钻头62的一端传动连接。
45.钻孔电机61的输出轴与减速机连接，减速机的输出端与水钻钻头62一端的连接轴传动连接，进而通过钻孔电机61带动水钻钻头62转动以对工作面进行钻孔作业。通过设置减速机，能够有效增加水钻钻头62的扭矩。
46.本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。
47.实施例4：
48.本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上做进一步优化，如图8所示，所述折叠
驱动连杆机构4包括第一主连杆41、第二主连杆42、第一辅助连杆43、第二辅助连杆44、折叠驱动油缸45，所述第一主连杆41的一端与旋转机构3的旋转端铰接，所述第一主连杆41的另一端与第二主连杆42的一端铰接，所述第二主连杆42的另一端铰接有线性进给机构5；所述第一辅助连杆43设置在第一主连杆41的一侧，且第一辅助连杆43的一端与旋转机构3的旋转端铰接，第一辅助连杆43的另一端与第二主连杆42的一端铰接；所述第二辅助连杆44设置在第二主连杆42的一侧，且第二辅助连杆44的一端与第二主连杆42的一端铰接，第二辅助连杆44的另一端与线性进给机构5的一侧铰接；所述折叠驱动油缸45的一端与旋转机构3的旋转端铰接，所述折叠驱动油缸45的另一端与第一主连杆41的一侧铰接。
49.旋转机构3的旋转端上设置有固定基座，第一主连杆41与第二主连杆42铰接构成连杆结构，第一主连杆41的一端端通过铰接轴与固定基座铰接，第二主连杆42的一端则通过滑动安装套与顶紧滑轨53滑动连接。通过折叠驱动油缸45带动第一主连杆41绕着与固定基座之间的铰接处摆动，进而带动第二主连杆42摆动。
50.在折叠驱动油缸45带动第一主连杆41进行摆动时，在第一主连杆41的牵引下，使得第一辅助连杆43同步摆动，通过第一辅助连杆43使得第一主连杆41的摆动更加平稳。
51.第二主连杆42的一侧设置有第二辅助连杆44，第二主连杆42伴随第一主连杆41摆动时，同步带动第二辅助连杆44绕着铰接处进行摆动，通过第二辅助连杆44对第二主连杆42进行辅助牵引支撑，进而使得第二主连杆42的摆动更加平稳。
52.本实施例的其他部分与上述实施例1-3相同，故不再赘述。
53.实施例5：
54.本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上做进一步优化，如图1-图3所示，所述伸缩摆臂机构2包括支撑臂21、摆动伸缩臂22、摆动油缸23、偏转机构24，所述支撑臂21的一端与履带行走机构1的顶部固定连接，所述支撑臂21的另一端与摆动伸缩臂22的一端铰接，所述摆动油缸23设置在支撑臂21与摆动伸缩臂22之间；所述摆动伸缩臂22的另一端设置有偏转机构24，所述偏转机构24的偏转端上设置有旋转机构3。
55.进一步的，所述摆动伸缩臂22包括摆动臂、伸缩臂、伸缩油缸，所述摆动臂的一端与支撑臂21铰接，所述摆动臂的内部滑动设置有伸缩臂，所述伸缩臂与摆动臂之间设置有伸缩油缸，所述伸缩臂的另一端设置有偏转机构24。
56.通过伸缩油缸的伸缩进而带动伸缩臂在摆动臂的内部线性伸缩以调节钻孔机构6的伸缩进给量，通过摆动油缸23的伸缩带动摆动臂绕着与支撑臂21的铰接处摆动以快速调节钻孔机构6的倾角，通过偏转机构24的微调摆动对钻孔机构6的倾角进行微调。
57.进一步的，所述偏转机构24包括偏转油缸、偏转连接耳，偏转油缸的缸体与伸缩臂的自由端铰接，偏转油缸的推杆端部通过偏转连接耳与旋转机构3的一端铰接，通过偏转油缸的伸缩带动旋转机构3沿竖直方向进行摆动，进而对钻孔机构6的倾角进行微调。
58.本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。
59.实施例6：
60.本实施例在上述实施例1-5任一项的基础上做进一步优化，如图4所示，所述旋转机构3包括旋转套筒31、旋转轴32、旋转驱动装置33，所述旋转套筒31与伸缩摆臂机构2的自由端铰接，所述旋转套筒31的内部转动设置有旋转轴32，所述旋转轴靠近旋转套筒31的一端与旋转驱动装置33的驱动端连接，所述旋转轴32远离旋转套筒31的一端上设置有至少一
组折叠驱动连杆机构4。
61.旋转套筒31的一端通过铰接轴与伸缩臂的自由端铰接，旋转套筒31的内部同轴转动设置有旋转轴32，旋转轴32延伸至旋转套筒31内部的一端与旋转套筒31之间设置有旋转驱动装置33，通过旋转驱动装置33带动旋转轴32在旋转套筒31的内部转动。
62.进一步的，旋转驱动装置33包括旋转电机、旋转齿轮、驱动齿轮，旋转电机的输出轴上套装有驱动齿轮，旋转轴32的外侧同轴套装有旋转齿轮，驱动齿轮与旋转齿轮啮合。通过旋转电机带动驱动齿轮转动，进而带动旋转齿轮转动，进而带动旋转轴32在旋转套筒31的内部转动。
63.本实施例的其他部分与上述实施例1-5任一项相同，故不再赘述。
64.实施例7：
65.本实施例在上述实施例1-6任一项的基础上做进一步优化，履带行走机构1包括行走车体，行走车体的顶部设置有伸缩摆臂机构2。行走车体的底部两侧分别转动设置有若干组履带支撑轮以及一组履带驱动轮，履带支撑轮与履带驱动轮的外侧饶设有行走履带。行走车体的内部设置有液压站与液压马达，液压站与液压马达连接，用于向液压马达供给液压油。液压马达的输出端通过转轴与履带驱动轮连接，通过液压马达驱动履带驱动轮转动，进而带动行走履带传动行走。
66.本实施例的其他部分与上述实施例1-6任一项相同，故不再赘述。
67.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。