适用于边坡超长锚杆钻孔深度精确控制的装置及控制方法与流程

1.本发明涉及土建施工技术领域，尤其涉及一种适用于边坡超长锚杆钻孔深度精确控制的装置及控制方法。


背景技术：

2.目前，在山地边坡支护形式中，对于坡度较陡、稳定性较差的边坡，多采用混凝土格构梁加锚杆锚索进行加固支护，锚杆锚索采用钻机设备进行钻孔，根据边坡需要开设一定的深度。
3.现有的钻孔深度检测大多都是通过人工将锚杆伸入钻孔内，将其一端深入钻孔底部确定长度，在通过对深入钻孔部分的锚杆进行测量来确定钻孔深度，此方法不但效率低下，增加工人劳动力，且测量不精确，易产生误差的问题；
4.而较为精确的激光测距法，虽然能够快速的进行测量，但由于钻孔时，孔洞内部充斥有大量的灰尘和沙石，进而影响激光测量的结构，使得激光测距结果存在较大的误差，因而不便于进行使用。


技术实现要素：

5.基于现有的边坡锚杆钻孔深度不便于进行检测的技术问题，本发明提出了一种适用于边坡超长锚杆钻孔深度精确控制的装置及控制方法。
6.本发明提出的一种适用于边坡超长锚杆钻孔深度精确控制的装置及控制方法，包括锚杆钻机、锚杆本体和水泥钻头，锚杆本体和水泥钻头均安装于锚杆钻机的表面，锚杆钻机的下端安装有底座，锚杆钻机通过底座进行滑动，底座的下表面安装有测量装置，测量装置包括直线磁栅，直线磁栅包括磁头和磁尺，测量装置通过直线磁栅对锚杆本体的钻孔深度进行测量；测量装置的表面安装有限位装置，限位装置包括轨道板，限位装置通过轨道板对磁头的运动轨迹进行限位；底座的末端表面安装有起始装置，起始装置包括激光探头，起始装置通过激光探头对边坡距离进行测量，激光探头为激光测距仪的测量探头。
7.优选地，底座的下表面固定连接有安装板，安装板的下表面固定连接有防护箱，防护箱呈空心下表面开口状，磁尺的一侧表面安装于防护箱的内顶壁，磁头的检测端表面与磁尺的表面接触，防护箱的一端内顶壁固定连接有收卷座。
8.通过上述技术方案，利用防护箱对直线磁栅进行包裹防护，从而便于避免钻孔时产生的沙尘碎石对设备造成损坏。
9.优选地，收卷座的表面固定连接有驱动电机，驱动电机的输出轴与收卷座内的收卷辊固定连接，收卷座的收卷辊表面缠绕有收卷绳，收卷绳的末端与磁头的侧壁表面固定连接，收卷座的侧壁表面安装有接近开关，接近开关位于收卷座和驱动电机之间。
10.通过上述技术方案，利用收卷座通过收卷绳与磁头进行连接，从而便于通过收卷绳拉动磁头进行复位。
11.优选地，磁头的另一侧表面固定连接有拉绳，防护箱的另一侧表面开设有绳孔，防
护箱另一侧外表面固定连接有防磨垫，防磨垫呈漏斗状，拉绳的表面与绳孔的内壁和防磨垫的内壁均滑动连接，安装板的侧壁表面固定连接有安装杆，安装杆的表面转动连接有导轮，导轮的表面与拉绳的表面滑动连接，拉绳的末端与锚杆钻机的表面固定连接。
12.通过上述技术方案，利用拉绳经防磨垫和导轮的引导后与锚杆钻机进行连接，从而便于避免拉绳在使用过程中产生磨损并阻碍锚杆钻机的行进。
13.优选地，防护箱的下端铰接有底板，轨道板的下表面安装于底板的上表面，轨道板的上表面开设有轨道槽，磁头的下表面安装有移动座，移动座的下端安装有滚轮。
14.通过上述技术方案，利用滚轮和移动座支撑磁头向磁尺的表面贴近，同时便于降低磁头移动时产生的摩擦。
15.优选地，滚轮的表面与轨道槽的内底壁滑动连接，防护箱的两端均固定连接有红外对射开关，两个红外对射开关分别位于轨道槽的两侧，防护箱的外表面开设有调整窗，调整窗的内顶壁滑动插接有挡板。
16.通过上述技术方案，利用红外对射开关对磁头的两侧进行监测，使得磁头在磁尺的表面发生倾斜后，磁头自身会触发红外对射开关，进而便于及时提醒工作人员进行修正。
17.优选地，底座的末端表面固定连接有防护框，防护框的内底壁开设有隐藏槽，隐藏槽的内底壁安装有铰接座，激光探头的下端安装于铰接座的上端。
18.通过上述技术方案，利用激光探头偏转后嵌入隐藏槽内，从而便于对激光探头进行保护。
19.优选地，激光探头的表面螺纹套接有防护管，防护框的内底壁开设有竖立槽，竖立槽的内壁与防护管的下端表面滑动连接。
20.通过上述技术方案，利用防护管与激光探头的表面螺纹连接，从而便于通过防护管对激光探头进行进一步防护。
21.优选地，隐藏槽的内侧壁开设有卡槽，竖立槽的内部与隐藏槽的一端内部连通，卡槽的内部与隐藏槽的另一端内部连通。
22.通过上述技术方案，利用防护管的两端分别能够嵌入竖立槽和卡槽内，从而便于对激光探头的偏转角度进行限定。
23.本发明中的有益效果为：
24.1、通过设置测量装置对锚杆钻机的行进距离进行测量，利用测量装置中的直线磁栅进行测量，并将锚杆钻机的移动距离通过拉绳向磁头进行传递，使得锚杆钻机带动水泥钻头行进的距离即为拉绳带动磁头在磁尺表面行进的距离，并通过防护箱对磁头和磁尺进行包裹防护，避免沙尘和碎石进入磁尺和磁头的表面，保证了测量设备的安全，从而使得具有便于对边坡锚杆钻孔深度进行检测的特点。
25.2、通过设置在测量装置的表面进行限位装置的安装，利用限位装置的中的限位板对磁头的行进路线进行限定，并在磁头的下端进行移动座的安装，通过移动座下端的滚轮降低磁头下端与限位板间的摩擦，并通过红外对射开关对磁头的两侧进行监测，使得磁头在磁尺的表面发生倾斜后，磁头自身会触发红外对射开关，进而便于及时提醒工作人员，使得工作人员能够通过打开调整窗对磁头进行调整，从而使得具有便于提高检测结果准确性的特点。
附图说明
26.图1为本发明提出的一种适用于边坡超长锚杆钻孔深度精确控制的装置及控制方法的示意图；
27.图2为本发明提出的一种适用于边坡超长锚杆钻孔深度精确控制的装置及控制方法的安装板结构下表面立体图；
28.图3为本发明提出的一种适用于边坡超长锚杆钻孔深度精确控制的装置及控制方法的底板结构展开图；
29.图4为本发明提出的一种适用于边坡超长锚杆钻孔深度精确控制的装置及控制方法的防护箱结构剖视图；
30.图5为本发明提出的一种适用于边坡超长锚杆钻孔深度精确控制的装置及控制方法的磁头结构立体图；
31.图6为本发明提出的一种适用于边坡超长锚杆钻孔深度精确控制的装置及控制方法的防护框结构剖视图；
32.图7为本发明提出的一种适用于边坡超长锚杆钻孔深度精确控制的装置及控制方法的激光探头结构露出图。
33.图中：1、锚杆钻机；2、锚杆本体；3、水泥钻头；4、底座；5、磁头；51、磁尺；52、安装板；53、防护箱；54、收卷座；55、驱动电机；56、收卷绳；57、拉绳；58、绳孔；59、防磨垫；510、导轮；6、轨道板；61、底板；62、轨道槽；63、移动座；64、滚轮；65、红外对射开关；66、调整窗；67、挡板；7、激光探头；71、防护框；72、隐藏槽；73、铰接座；74、防护管；75、竖立槽；76、卡槽。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
35.参照图1-7，一种适用于边坡超长锚杆钻孔深度精确控制的装置及控制方法，包括锚杆钻机1、锚杆本体2和水泥钻头3，锚杆本体2和水泥钻头3均安装于锚杆钻机1的表面，锚杆钻机1的下端安装有底座4，锚杆钻机1通过底座4进行滑动，底座4的下表面安装有测量装置，测量装置包括直线磁栅，直线磁栅包括磁头5和磁尺51，测量装置通过直线磁栅对锚杆本体2的钻孔深度进行测量；测量装置的表面安装有限位装置，限位装置包括轨道板6，限位装置通过轨道板6对磁头5的运动轨迹进行限位；底座4的末端表面安装有起始装置，起始装置包括激光探头7，起始装置通过激光探头7对边坡距离进行测量，激光探头7为激光测距仪的测量探头。
36.为了便于对锚杆本体2的钻孔深度进行测量，设置有测量装置，在底座4的下表面固定连接有安装板52，通过在安装板52的下表面固定连接有防护箱53，并使得防护箱53呈空心下表面开口状，磁尺51的一侧表面安装于防护箱53的内顶壁，磁头5的检测端表面与磁尺51的表面接触，防护箱53的一端内顶壁固定连接有收卷座54，利用防护箱53对直线磁栅进行包裹防护，从而便于避免钻孔时产生的沙尘碎石对设备造成损坏；收卷座54的表面固定连接有驱动电机55，驱动电机55的输出轴与收卷座54内的收卷辊固定连接，收卷座54的收卷辊表面缠绕有收卷绳56，收卷绳56的末端与磁头5的侧壁表面固定连接，收卷座54的侧壁表面安装有接近开关，接近开关位于收卷座54和驱动电机55之间，利用收卷座54通过收
卷绳56与磁头5进行连接，从而便于通过收卷绳56拉动磁头5进行复位；磁头5的另一侧表面固定连接有拉绳57，防护箱53的另一侧表面开设有绳孔58，防护箱53另一侧外表面固定连接有防磨垫59，防磨垫59呈漏斗状，拉绳57的表面与绳孔58的内壁和防磨垫59的内壁均滑动连接，安装板52的侧壁表面固定连接有安装杆，安装杆的表面转动连接有导轮510，导轮510的表面与拉绳57的表面滑动连接，拉绳57的末端与锚杆钻机1的表面固定连接，利用拉绳57经防磨垫59和导轮510的引导后与锚杆钻机1进行连接，从而便于避免拉绳57在使用过程中产生磨损并阻碍锚杆钻机1的行进。
37.通过设置测量装置对锚杆钻机1的行进距离进行测量，利用测量装置中的直线磁栅进行测量，并将锚杆钻机1的移动距离通过拉绳57向磁头5进行传递，使得锚杆钻机1带动水泥钻头3行进的距离即为拉绳57带动磁头5在磁尺51表面行进的距离，并通过防护箱53对磁头5和磁尺51进行包裹防护，避免沙尘和碎石进入磁尺51和磁头5的表面，保证了测量设备的安全，从而使得具有便于对边坡锚杆钻孔深度进行检测的特点。
38.为了提高测量装置的准确性，防止发生误差，设置有限位装置，在防护箱53的下端铰接有底板61，使得轨道板6的下表面安装于底板61的上表面，并在轨道板6的上表面开设有轨道槽62，磁头5的下表面安装有移动座63，移动座63的下端安装有滚轮64，利用滚轮64和移动座63支撑磁头5向磁尺51的表面贴近，同时便于降低磁头5移动时产生的摩擦；滚轮64的表面与轨道槽62的内底壁滑动连接，防护箱53的两端均固定连接有红外对射开关65，两个红外对射开关65分别位于轨道槽62的两侧，防护箱53的外表面开设有调整窗66，调整窗66的内顶壁滑动插接有挡板67，利用红外对射开关65对磁头5的两侧进行监测，使得磁头5在磁尺51的表面发生倾斜后，磁头5自身会触发红外对射开关65，进而便于及时提醒工作人员进行修正。
39.通过设置在测量装置的表面进行限位装置的安装，利用限位装置的中的限位板对磁头5的行进路线进行限定，并在磁头5的下端进行移动座63的安装，通过移动座63下端的滚轮64降低磁头5下端与限位板间的摩擦，并通过红外对射开关65对磁头5的两侧进行监测，使得磁头5在磁尺51的表面发生倾斜后，磁头5自身会触发红外对射开关65，进而便于及时提醒工作人员，使得工作人员能够通过打开调整窗66对磁头5进行调整，从而使得具有便于提高检测结果准确性的特点。
40.为了对锚杆钻机1的起始距离进行检测，设置有起始装置，在底座4的末端表面固定连接有防护框71，并在防护框71的内底壁开设有隐藏槽72，隐藏槽72的内底壁安装有铰接座73，激光探头7的下端安装于铰接座73的上端，利用激光探头7偏转后嵌入隐藏槽72内，从而便于对激光探头7进行保护；激光探头7的表面螺纹套接有防护管74，防护框71的内底壁开设有竖立槽75，竖立槽75的内壁与防护管74的下端表面滑动连接，利用防护管74与激光探头7的表面螺纹连接，从而便于通过防护管74对激光探头7进行进一步防护；隐藏槽72的内侧壁开设有卡槽76，竖立槽75的内部与隐藏槽72的一端内部连通，卡槽76的内部与隐藏槽72的另一端内部连通，利用防护管74的两端分别能够嵌入竖立槽75和卡槽76内，从而便于对激光探头7的偏转角度进行限定。
41.工作原理：
42.步骤一，打开底板61，将磁头5通过移动座63安装于轨道板6的表面，并使得滚轮64嵌入轨道槽62内，向防护箱53的下表面闭合底板61，并通过螺栓对底板61进行固定，磁头5
随底板61的闭合向磁尺51的表面贴近，启动驱动电机55，驱动电机55带动收卷座54内收卷辊对收卷绳56进行收卷，收卷绳56拉动磁头5移动至磁尺51的起始点，关闭驱动电机55；
43.步骤二，根据预钻孔的胜读进行锚杆本体2的拼接并安装于锚杆钻机1的表面，在锚杆本体2的末端进行水泥钻头3的安装，将锚杆钻机1移动至钻孔点的前端，推动锚杆钻机1本体在底座4的表面行进，使得锚杆本体2的末端与铰接座73的上端对齐，并记录此时直线磁栅的行进数据为b，将防护管74从卡槽76内旋出，进而带动防护管74和激光探头7进行偏斜，向下旋进防护管74，使得防护管74的下端进入竖立槽75内；
44.步骤三，启动激光探头7，激光探头7测量当前位置与边坡表面的距离为a，激光探头7将测量数据通过激光测距仪向直线磁栅的数据单元传递，向上旋转防护管74，将激光探头7和防护管74向隐藏槽72内偏转，将防护管74继续旋出，使得防护管74的上端卡入卡槽76内，启动锚杆钻机1，锚杆钻机1带动水泥钻头3行进的同时对边坡的表面进行钻孔；
45.步骤四，锚杆钻机1在底座4的表面行进时，锚杆钻机1对拉绳57进行拉动，拉绳57带动磁头5在磁尺51的表面移动，同时磁头5对收卷绳56进行拉动，并在钻孔结束时，记录此时的直线磁栅数据为c，测量水泥钻头3的长度为d，实际钻孔深度为c减去b后再减去a最后加上d。
46.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。