一种具有自动对孔功能的钻裂一体机的制作方法

1.本实用新型涉及工程施工和矿山开采技术领域，特别是涉及一种具有自动对孔功能的钻裂一体机。


背景技术：

2.在进行矿山开采和工程施工时，很多条件下不能使用炸药爆破施工，需要非爆破作业，现有技术中经常采用钻孔机与劈裂机相配合进行裂石，其中工作过程为：首先用钻孔机在岩石上钻孔，然后用挖掘机吊装劈裂机，将劈裂机插入钻孔内，通过劈裂机将岩石涨裂，该方法需要使用两台设备来完成工序，设备之间的转换会造成施工速度的减慢，降低生产效率，从而影响开采量，而且由于钻孔的孔径较小，因此会加大挖掘机将劈裂机插入钻孔的定位难度，并且通常很难插入，需要人工辅助才能精确插入，进一步地降低工作效率。因此，设计一种具有自动对孔功能的钻裂一体机是十分有必要的。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种具有自动对孔功能的钻裂一体机，将钻孔机与劈裂机集成于一体，具有自动对孔的功能，提高了生产效率及工作效率。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
5.一种具有自动对孔功能的钻裂一体机，包括：控制器、钻裂一体机本体及自动对孔模块，所述自动对孔模块设置在所述钻裂一体机本体上，所述钻裂一体机本体及自动对孔模块电性连接所述控制器；
6.所述钻裂一体机本体包括支撑机构、中心轴、回转支架、第一回转平台、第二回转平台、保护外壳、纵向滑动模块、钻孔机、劈裂机、第一驱动机构及第二驱动机构，所述支撑机构固定连接所述回转支架不可转动的一端，所述回转支架可转动的一端连接所述第一回转平台，所述第一回转平台的中心固定连接所述中心轴，所述中心轴的底部固定连接所述第二回转平台，所述第二回转平台的底部固定设置有固定销，所述保护外壳设置在所述第一回转平台及第二回转平台的外部，并固定连接所述第一回转平台及第二回转平台，所述保护外壳的外部沿轴向方向固定设置两组所述纵向滑动模块，两组所述纵向滑动模块分别连接所述钻孔机及自动对孔模块，所述自动对孔模块连接所述劈裂机，所述第一驱动机构设置在所述支撑机构上，并驱动连接所述第一回转平台，用于带动所述第一回转平台转动，所述第二驱动机构设置在所述保护外壳上，并驱动连接所述纵向滑动模块，用于带动所述钻孔机及自动对孔模块上下移动，所述钻孔机、劈裂机、第一驱动机构及第二驱动机构电性连接所述控制器；
7.所述自动对孔模块包括角度传感器、水平导轨组件及对孔检测模块，所述角度传感器设置在所述中心轴上，用于检测所述中心轴旋转的角度，所述纵向滑动模块上固定设置所述水平导轨组件，所述水平导轨组件的底部固定设置所述劈裂机及对孔监测模块，所述对孔检测模块用于检测劈裂机与孔之间的水平距离差，所述角度传感器、水平导轨组件
及对孔检测模块电性连接所述控制器。
8.可选的，所述纵向滑动模块包括滑动外壳、滑杆及滑动板，所述保护外壳的一侧固定设置所述滑动外壳，所述滑动外壳的内部固定设置多组所述滑杆，所述滑动板背面固定设置有多个与所述滑杆相对应的圆环，所述圆环穿过所述滑杆，将所述滑动板可滑动设置在所述滑动外壳上。
9.可选的，所述水平导轨组件包括第一导轨壳体、第一限位杆、第二导轨壳体、第二限位杆及劈裂机固定板，所述第一导轨壳体水平固定设置在所述滑动板上，所述第一导轨壳体内部沿水平前后方向固定设置多个所述第一限位杆，所述第二导轨壳体的顶部对应所述第一限位杆设置有多个第一限位环，所述第一限位环穿过所述第一限位杆将所述第二导轨壳体设置在所述第一导轨壳体上，所述第二导轨壳体内部沿水平左右方向设置多个所述第二限位杆，所述劈裂机固定板的顶部对应所述第二限位杆设置有多个第二限位环，所述第二限位环穿过所述第二限位杆，将所述劈裂机固定板固定设置在所述第二导轨壳体上，所述劈裂机固定板上固定设置所述劈裂机及对孔检测模块。
10.可选的，所述自动对孔模块还包括第三驱动机构及第四驱动机构，所述第三驱动机构驱动连接所述第二导轨壳体，用于驱动所述第二导轨壳体沿第一限位杆滑动，所述第四驱动机构驱动连接所述劈裂机固定板，用于驱动所述劈裂机固定板沿所述第二限位杆滑动，所述第三驱动机构及第四驱动机构电性连接所述控制器。
11.可选的，所述对孔检测模块包括位移传感器、电动伸缩杆、固定支架、第一ccd摄像机、第二ccd摄像机、第一光栅尺及第二光栅尺，所述位移传感器设置在所述劈裂机固定板上，用于检测所述劈裂机固定板行走的距离，所述第一ccd摄像机固定设置在所述劈裂机前端的劈裂机固定板的底部，所述第二ccd摄像机固定设置在所述劈裂机右端的劈裂机固定板的底部，所述电动伸缩杆的固定端固定设置在所述劈裂机固定板的底部，所述电动伸缩杆的输出端固定连接所述固定支架，所述固定支架的上侧分别对应所述第一ccd摄像机及第二ccd摄像机固定设置所述第一光栅尺及第二光栅尺，所述位移传感器、电动伸缩杆、第一ccd摄像机及第二ccd摄像机电性连接所述控制器。
12.可选的，所述第一ccd摄像机及第二ccd摄像机的镜头上均设置有物镜。
13.根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的具有自动对孔功能的钻裂一体机，将钻孔机及劈裂机集成于一体，该钻裂一体机可以在进行钻孔后，实现钻孔机与劈裂机在第一回转平台、中心轴及第二回转平台的作用下共圆回转，使得回转后的劈裂机与钻孔的位置大体一致，经过自动对孔模块进行微调，无需进行人工调整，即可准确的插入钻孔，实施劈裂作业，减少了对孔时间，提高了工作效率；该钻裂一体机采用ccd摄像机及光栅尺对劈裂机与钻孔之间的水平距离差值进行检测，得到具体数值后，通过第三驱动机构及第四驱动机构驱动第二导轨壳体及劈裂机固定板进行移动，使差值减小，当劈裂机与钻孔正对时，控制器控制第二驱动机构驱动纵向滑动模块带动劈裂机下移，进而实现劈裂运动，实现了自动对孔的功能。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本实用新型的
一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型实施例具有自动对孔功能的钻裂一体机主视图；
16.图2为本实用新型实施例具有自动对孔功能的钻裂一体机侧视图；
17.图3为本实用新型实施例具有自动对孔功能的钻裂一体机电气连接示意图。
18.附图标记：1、支撑机构；2、回转支架；3、第一回转平台；4、中心轴；5、保护外壳；6、滑动外壳；7、滑杆；8、圆环；9、第一导轨壳体；10、第一限位环；11、第一限位杆；12、第二导轨壳体；13、第二限位杆；14、第二限位环；15、滑动板；16、第一ccd摄像机；17、第二ccd摄像机；18、电动伸缩杆；19、固定支架；20、劈裂机；21、钻孔机；22、第二回转平台；23、固定销；24、位移传感器；25、角度传感器；26、控制器；27、第一驱动机构；28、第二驱动机构；29、第三驱动机构；30、第四驱动机构；31、劈裂机固定板。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
20.本实用新型的目的是提供一种具有自动对孔功能的钻裂一体机，将钻孔机与劈裂机集成于一体，具有自动对孔的功能，提高了生产效率及工作效率。
21.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
22.如图1及图3所示，本实用新型实施例提供的具有自动对孔功能的钻裂一体机，包括：控制器26、钻裂一体机本体及自动对孔模块，所述自动对孔模块设置在所述钻裂一体机本体上，所述钻裂一体机本体及自动对孔模块电性连接所述控制器26；
23.所述钻裂一体机本体包括支撑机构1、中心轴4、回转支架2、第一回转平台3、第二回转平台22、保护外壳5、纵向滑动模块、钻孔机21、劈裂机20、第一驱动机构27及第二驱动机构28，所述支撑机构1固定连接所述回转支架2不可转动的一端，所述回转支架2可转动的一端连接所述第一回转平台3，所述第一回转平台3的中心固定连接所述中心轴4，所述中心轴4的底部固定连接所述第二回转平台22，所述第二回转平台22的底部固定设置有固定销23，所述保护外壳5设置在所述第一回转平台3及第二回转平台22的外部，并固定连接所述第一回转平台3及第二回转平台22，所述保护外壳5的外部沿轴向方向固定设置两组所述纵向滑动模块，两组所述纵向滑动模块分别连接所述钻孔机21及自动对孔模块，所述自动对孔模块连接所述劈裂机20，所述第一驱动机构27设置在所述支撑机构1上，并驱动连接所述第一回转平台3，用于带动所述第一回转平台3转动，所述第二驱动机构28设置在所述保护外壳5上，并驱动连接所述纵向滑动模块，用于带动所述钻孔机21及自动对孔模块上下移动，所述劈裂机20、钻孔机21、第一驱动机构27及第二驱动机构28电性连接所述控制器26，所述第一驱动机构27通过驱动所述第一回转平台3旋转，进而带动所述中心轴4及第二回转平台22旋转，进而带动劈裂机20及钻孔机21共圆回转；
24.所述第一回转平台3、第二回转平台22及中心轴4也可选用现有技术中常见的柱式
回转或盘式回转等能够带动钻孔机21及劈裂机20实现共圆回转的机构代替，所述回转支架2也可采用回转轴承代替；
25.所述第二回转平台22的底部也连接有回转支架2，所述第二回转平台22的底部连接所述回转支架2的可旋转端，所述回转支架2的不可旋转端的中心固定设置所述固定销23，所述固定销用于将钻裂一体机固定在岩石上，进而保证其稳定性及位置的准确性，确保钻裂一体机在使用时不会发生移动；
26.所述自动对孔模块包括角度传感器25、水平导轨组件及对孔检测模块，所述角度传感器25设置在所述中心轴4上，用于检测所述中心轴4旋转的角度，所述纵向滑动模块上固定设置所述水平导轨组件，所述水平导轨组件的底部固定设置所述劈裂机20及对孔监测模块，所述对孔检测模块用于检测劈裂机20与孔之间的水平距离差，所述角度传感器25、水平导轨组件及对孔检测模块电性连接所述控制器26；
27.所述支撑机构1起到支撑、固定及连接的作用，选用可与其他工程机械连接的支撑机构1，例如可与挖掘机相连接的支撑机构1；
28.所述第一驱动机构27可以选用电机及齿轮，所述电机可以设置在所述支撑机构1上，所述电机的输出端穿过支撑机构1通过齿轮啮合连接所述第一回转平台3，进而带动第一回转平台3进行旋转，所述第一回转平台3通过中心轴带动第二回转平台22旋转，进而带动保护外壳5旋转，进而带动劈裂机20及钻孔机21共圆旋转。
29.所述纵向滑动模块包括滑动外壳6、滑杆7及滑动板15，所述保护外壳5的一侧固定设置所述滑动外壳6，所述滑动外壳6的内部固定设置多组所述滑杆7，所述滑动板15背面固定设置有多个与所述滑杆7相对应的圆环8，所述圆环8穿过所述滑杆7，将所述滑动板15可滑动设置在所述滑动外壳6上，设置有多个滑杆及圆环，能够确保滑动的稳定性；
30.所述纵向滑动模块设置有两组，分别用于实现劈裂机20及钻孔机21的上下移动，如图1及图2所示，保护外壳5可以选用长方体保护外壳，可以将纵向滑动模块设置在相邻的保护外壳5的两面，也可设置在不相邻的保护外壳5的两面，根据具体的需求确定，当设置在相邻的保护外壳5的两面，在进行劈裂机20与钻孔机21的共圆回转时，只需顺时针或逆时针旋转90
°
，若设置在在不相邻的保护外壳5的两面，则需旋转180
°
。
31.所述水平导轨组件包括第一导轨壳体9、第一限位杆11、第二导轨壳体12、第二限位杆13及劈裂机固定板31，所述第一导轨壳体9水平固定设置在所述滑动板15上，所述第一导轨壳体9内部沿水平前后方向固定设置多个所述第一限位杆11，所述第二导轨壳体12的顶部对应所述第一限位杆11设置有多个第一限位环10，所述第一限位环10穿过所述第一限位杆11将所述第二导轨壳体12设置在所述第一导轨壳体9上，所述第二导轨壳体12内部沿水平左右方向设置多个所述第二限位杆13，所述劈裂机固定板31的顶部对应所述第二限位杆13设置有多个第二限位环14，所述第二限位环14穿过所述第二限位杆13，将所述劈裂机固定板31固定设置在所述第二导轨壳体12上，所述劈裂机固定板31上固定设置所述劈裂机20及对孔检测模块，设置有多个第一限位杆11、第一限位环10、第二限位杆13及第二限位环14，能够保证滑动的稳定性。
32.所述自动对孔模块还包括第三驱动机构29及第四驱动机构30，所述第三驱动机构29驱动连接所述第二导轨壳体12，用于驱动所述第二导轨壳体12沿第一限位杆11滑动，所述第四驱动机构30驱动连接所述劈裂机固定板31，用于驱动所述劈裂机固定板31沿所述第
二限位杆13滑动，所述第三驱动机构29及第四驱动机构30电性连接所述控制器26。
33.所述第二驱动机构28、第三驱动机构29及第四驱动机构30结构相似，均可采用皮带传动或链条传动等能够实现带动各个部件上下或水平相对运动的传动机构。
34.所述对孔检测模块包括位移传感器24、电动伸缩杆18、固定支架19、第一ccd摄像机16、第二ccd摄像机17、第一光栅尺及第二光栅尺，所述位移传感器24设置在所述劈裂机固定板31上，用于检测所述劈裂机固定板31行走的距离，所述第一ccd摄像机16固定设置在所述劈裂机20前端的劈裂机固定板31的底部，所述第二ccd摄像机17固定设置在所述劈裂机20右端的劈裂机固定板31的底部，所述电动伸缩杆18的固定端固定设置在所述劈裂机固定板31的底部，所述电动伸缩杆18的输出端固定连接所述固定支架19，所述固定支架19的上侧分别对应所述第一ccd摄像机16及第二ccd摄像机17固定设置所述第一光栅尺及第二光栅尺，所述位移传感器24、电动伸缩杆18、第一ccd摄像机16及第二ccd摄像机17电性连接所述控制器26；
35.所述第一ccd摄像机16及第二ccd摄像机17的镜头上均设置有物镜；
36.如图1所示，本实用新型将电动伸缩杆18固定设置在所述劈裂机固定板31的前侧右侧的角上，其中固定支架19选用f型支架，f型支架的最上端支点固定连接在所述电动伸缩杆的输出端，f型支架的下部分的两端分别朝向左侧及后侧，将第一光栅尺及第二光栅尺分别固定设置在所述f型支架的两端，所述第一光栅尺及第二光栅尺分别与第一ccd摄像机及第二ccd摄像机相对应。
37.本实用新型还可设置无线通讯模块，例如wifi模块，控制器通过无线通讯模块通信连接工作人员的手机端，便于工作人员对控制器信息的获取以及对控制器各个预设阈值的修改。
38.本实用新型的使用过程为：通过支撑机构连接其他工程机械，例如挖掘机，将钻裂一体机的固定销固定设置在需要钻裂的岩石上，选定钻孔位置，通过控制器控制第二驱动机构开启，进而驱动钻孔机下移进行钻孔，钻孔完毕后，控制器控制第一驱动机构开启，进而根据钻孔机与劈裂机设置的位置，第一驱动机构驱动钻裂一体机旋转，当旋转角度达到预设值时，控制器控制驱动停止，此时，劈裂机与钻孔的位置大体一致，开始微调步骤，控制器控制电动伸缩杆伸张，使得第一光栅尺及第二光栅尺下移，使得第一ccd摄像机及第二ccd摄像机能够采集到钻孔与劈裂机的位置图，并通过第一光栅尺及第二光栅尺读取位置信息，其中，第一ccd摄像机镜头上安装的物镜使得第一ccd摄像机得到放大清洗的图像，从而通过第一光栅尺采集到钻孔与劈裂机左右位置的距离差值，第二ccd摄像机镜头上安装的物镜使得第二ccd摄像机得到放大清洗的图像，从而通过第二光栅尺采集到钻孔与劈裂机前后位置的距离差值，通过采集得到的距离差值，控制器电动伸缩杆缩至最短，并控制第三驱动机构及第四驱动机构开启，驱动第二导轨壳体及劈裂机固定板分别将进行前后及左右移动，当移动达到差值时，停止，通过第一ccd摄像机及第二ccd摄像机进行采集，若采集得到的距离差值小于预设阈值，则对孔完成，控制器控制第二驱动机构开启，驱动纵向滑动模块下移，对钻孔进行劈裂，进而完成劈裂任务。
39.当在夜间工作时，也可在劈裂机固定板上设置光源，劈裂一体机能够准确的采集对孔距离信息。
40.所述ccd摄像机与光栅尺相配合采集距离的方法设计的计算机软件程序或协议均
为本领域技术人员公知的技术，并非本新型的改进之处。
41.本实用新型提供的具有自动对孔功能的钻裂一体机，将钻孔机及劈裂机集成于一体，该钻裂一体机可以在进行钻孔后，实现钻孔机与劈裂机在第一回转平台、中心轴及第二回转平台的作用下共圆回转，使得回转后的劈裂机与钻孔的位置大体一致，经过自动对孔模块进行微调，无需进行人工调整，即可准确的插入钻孔，实施劈裂作业，减少了对孔时间，提高了工作效率；该钻裂一体机采用ccd摄像机及光栅尺对劈裂机与钻孔之间的水平距离差值进行检测，得到具体数值后，通过第三驱动机构及第四驱动机构驱动第二导轨壳体及劈裂机固定板进行移动，使差值减小，当劈裂机与钻孔正对时，控制器控制第二驱动机构驱动纵向滑动模块带动劈裂机下移，进而实现劈裂运动，实现了自动对孔的功能。
42.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。