[發(fā)明專利]一種隧道內(nèi)壁打孔機(jī)器人及打孔方法

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• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113374409A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊學(xué)文;龔隆政;羅皓月;甘和麟
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州國致科技有限公司
• 主分類號: E21B7/02
• 分類號: E21B7/02;E21B15/00;E06C5/02;E21F17/00;E21B47/04;B61D15/00
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 劉東

1.一種隧道內(nèi)壁打孔機(jī)器人，包括底盤(1)，其特征在于，所述底盤(1)上豎直設(shè)有升降機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)上設(shè)有轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)上設(shè)有進(jìn)給機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)的頂端設(shè)有鉆孔裝置(2)，所述底盤(1)上在遠(yuǎn)離所述升降機(jī)構(gòu)處安裝控制箱(3)，所述底盤(1)的底部設(shè)有第一移動輪(4)、第二移動輪(5)、千斤頂(6)，所述第一移動輪(4)設(shè)于底盤(1)的下表面的四角處，所述第二移動輪(5)與第一移動輪(4)的移動方向相互垂直，所述第二移動輪(5)的圓周面的最低點(diǎn)高于所述第一移動輪(4)的圓周面的最低點(diǎn)，所述控制箱(3)與升降機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、驅(qū)動第一移動輪(4)的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)、驅(qū)動第二移動輪(5)的第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)電性連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道內(nèi)壁打孔機(jī)器人，其特征在于，還包括工作時安裝在隧道內(nèi)用于所述第一移動輪(4)滾動的軌道(7)，所述軌道(7)平行于隧道的軸線。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種隧道內(nèi)壁打孔機(jī)器人，其特征在于，所述升降機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)(8)、第一絲桿(9)、第一導(dǎo)桿(10)、升降座(11)，所述升降電機(jī)(8)設(shè)于所述底盤(1)內(nèi)，所述升降電機(jī)(8)的輸出軸通過減速機(jī)連接垂直穿透所述底盤(1)的上表面的第一絲桿(9)，所述第一導(dǎo)桿(10)豎直設(shè)于所述底盤(1)上遠(yuǎn)離所述第一絲桿(9)處，所述升降座(11)上設(shè)有滑孔(12)和絲孔(13)，所述升降座(11)上的滑孔(12)的內(nèi)壁與所述第一導(dǎo)桿(10)的外圓周面滑動連接，所述升降座(11)上的絲孔(13)與所述第一絲桿(9)的外圓周面嚙合。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種隧道內(nèi)壁打孔機(jī)器人，其特征在于，所述第一導(dǎo)桿(10)設(shè)有兩根，所述第一絲桿(9)設(shè)有一根，所述第一絲桿(9)位于兩根所述第一導(dǎo)桿(9)之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種隧道內(nèi)壁打孔機(jī)器人，其特征在于，所述千斤頂(6)為剪式千斤頂，所述千斤頂(6)的頂端與所述底盤(1)的下表面固定連接，所述千斤頂(6)的下端設(shè)有與所述軌道(7)配合的爪槽(14)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種隧道內(nèi)壁打孔機(jī)器人，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)包括與所述升降座(11)的側(cè)壁轉(zhuǎn)動連接的連接座(15)，所述連接座(15)上在靠近所述連接座(15)的一面設(shè)有內(nèi)齒圈(16)，所述升降座(11)上固定設(shè)有轉(zhuǎn)動電機(jī)(17)，所述轉(zhuǎn)動電機(jī)(17)的輸出軸上設(shè)有與所述內(nèi)齒圈(16)嚙合的齒輪，所述連接座(15)上也設(shè)有所述滑孔(12)和所述絲孔(13)，所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)通過所述連接座(15)上的絲孔(13)和所述滑孔(12)與所述連接座(15)連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種隧道內(nèi)壁打孔機(jī)器人，其特征在于，所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括相互平行的第二絲桿(19)和第二導(dǎo)桿(20)，所述第二絲桿(19)與所述連接座(15)上的絲孔(13)嚙合，所述第二導(dǎo)桿(20)與所述連接座(15)上的滑孔(12)滑動連接，所述第二導(dǎo)桿(20)的一端固定連接有座板(21)，所述座板(21)上設(shè)有進(jìn)給電機(jī)(22)，所述進(jìn)給電機(jī)(22)的輸出軸貫穿所述座板(21)與所述第二絲桿(19)軸向傳動連接，所述第二絲桿(19)的兩端之間與所述連接座(15)上的絲孔(13)嚙合，所述第二導(dǎo)桿(20)遠(yuǎn)離所述座板(21)的一端設(shè)置所述鉆孔裝置(2)，所述鉆孔裝置(2)電性連接所述控制箱(3)。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種隧道內(nèi)壁打孔機(jī)器人，其特征在于，還包括梯子(23)，所述梯子(23)的頂端與所述升降機(jī)構(gòu)的頂端連接，另一端連接在所述底盤(1)上表面上遠(yuǎn)離所述升降機(jī)構(gòu)處。

9.一種如權(quán)利要求7所述的打孔設(shè)備的打孔方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步，將所述軌道(7)平行于隧道的軸線安裝于隧道內(nèi)；

第二步，調(diào)節(jié)所述控制箱(3)使得所述第一移動輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)啟動而驅(qū)動第一移動輪(4)，使得所述打孔設(shè)備移動到所述軌道(7)上；

第三步，通過控制箱(3)控制所述打孔設(shè)備通過第一移動輪(4)移動到在空間坐標(biāo)系中X軸上的預(yù)設(shè)打孔位置處，然后通過控制箱(3)調(diào)整所述升降裝置，使得所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)的頂端的鉆孔裝置(2)處于預(yù)設(shè)打孔位置在空間坐標(biāo)系中Z軸上的位置，再通過千斤頂(6)將所述打孔設(shè)備頂起，然后在所述軌道(7)的上表面安裝垂直于所述軌道(7)的導(dǎo)軌，然后使千斤頂(6)收縮，從而使所述導(dǎo)軌的上表面與所述第二移動輪(5)的圓周面接觸，再通過控制箱(3)控制第二移動輪(5)移動到預(yù)設(shè)打孔位置在空間坐標(biāo)系中Y軸上的位置；

第四步，通過控制箱(3)控制轉(zhuǎn)動電機(jī)(17)，使得進(jìn)給機(jī)構(gòu)在所述升降裝置上轉(zhuǎn)動，從而調(diào)整打孔的角度；

第五步，通過控制箱(3)根據(jù)預(yù)設(shè)打孔深度調(diào)整進(jìn)給電機(jī)(22)的轉(zhuǎn)動時間。