【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及建筑工程，具體涉及一種新型鉆桿系統(tǒng)及使用方法。
技術(shù)介紹
1、旋挖鉆機(jī)是一種應(yīng)用廣泛的工程機(jī)械，主要用于土層、砂石、軟巖等地質(zhì)條件下的鉆孔施工。其發(fā)展背景可以追溯到城市化進(jìn)程的加速，以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需求的不斷增加，特別是在橋梁、隧道、地鐵、高層建筑等工程領(lǐng)域。在隧道、地下工程和廠房等低凈空空間作業(yè)中，傳統(tǒng)旋挖設(shè)備難以施展，推動了低凈空旋挖鉆機(jī)的出現(xiàn)，這些設(shè)備專門為狹小空間和特定環(huán)境設(shè)計，能夠靈活高效地應(yīng)對施工挑戰(zhàn)。
2、目前在低小空間內(nèi)施工，由于旋挖鉆機(jī)高度受到局限性，因此需要從鉆桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，已達(dá)到一定深度鉆孔。為確保一種新型鉆桿裝置滿足鉆孔深度要求，并且能夠全程自動化實現(xiàn)，節(jié)省人力與時間，本專利技術(shù)在此基礎(chǔ)上設(shè)計一種新型鉆桿系統(tǒng)及使用方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供一種鉆桿系統(tǒng)及使用方法，能夠全程自動化實現(xiàn)，節(jié)省了大量人力、物力。并且能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)檢測鉆桿表面潔凈度以及更加快捷輕便地抽吸鉆孔過程中產(chǎn)生的黃土，實現(xiàn)鉆土、排土同時實現(xiàn)。
2、本專利技術(shù)的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
3、一種新型鉆桿系統(tǒng)，包括智能升降夾具、視覺分選系統(tǒng)、電控夾旋機(jī)構(gòu)以及多節(jié)螺紋式切塊鉆桿機(jī)構(gòu)：所述智能升降夾具通過焊接方式連接在車體底板，控制鉆桿固定與升降；
4、所述視覺分選系統(tǒng)安裝在智能升降夾具上，利用機(jī)器視覺功能，識別鉆桿表面異物，進(jìn)行清除；
5、所述電控夾旋機(jī)構(gòu)固定在支架上，帶動鉆桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)
6、所述多節(jié)螺紋式切塊鉆桿機(jī)構(gòu)安裝在電控夾旋機(jī)構(gòu)上，用于切割抽吸黃土中出現(xiàn)的大土塊，防止造成鉆桿堵塞。
7、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步的方案：所述智能升降夾具包括固定板、滾珠絲杠升降臺、電動推桿、電動推桿支撐架、剛性連接鍵和機(jī)械剪刀，所述固定板上固定安裝有滾珠絲杠升降臺，所述滾珠絲杠升降臺上設(shè)置有電動推桿支撐架，所述電動推桿支撐架上垂直安裝有電動推桿，所述電動推桿上設(shè)置有剛性連接鍵，所述剛性連接鍵上活動連接有機(jī)械剪刀。
8、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步的方案：所述視覺分選系統(tǒng)包括cmos相機(jī)、opencv圖像處理軟件、報警系統(tǒng)、plc控制系統(tǒng)，cmos相機(jī)進(jìn)行圖像采集，通過opencv圖像處理軟件進(jìn)行精確的圖像處理；設(shè)置一個顆粒物大小體積閾值的報警系統(tǒng)，一旦超過顆粒大小體積，則會進(jìn)行報警工作；plc控制系統(tǒng)端依靠反饋信息，進(jìn)行智能升降夾具調(diào)整，以及后續(xù)鉆桿表面清理。
9、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步的方案：所述電控夾旋機(jī)構(gòu)包括直流電機(jī)、小齒輪、大齒輪、外套環(huán)、旋轉(zhuǎn)環(huán)、平鍵塊、旋轉(zhuǎn)卡塊，直流電機(jī)通過鍵連接小齒輪，從而帶動大齒輪逆時針轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)卡塊在平鍵塊牽動下，進(jìn)行向內(nèi)部旋進(jìn)，從而形成夾持；在夾持力作用下帶動鉆桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動，最終達(dá)到自動化接拆桿。
10、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步的方案：所述多節(jié)螺紋式切塊鉆桿機(jī)構(gòu)包括鉆桿、旋挖鉆頭、剛性軸、碎土刀片、滾動軸承、隔離環(huán)、墊片、濾網(wǎng)；所述鉆桿通過公螺紋、母螺紋作為連接頭，分別與減速機(jī)、旋挖鉆頭或者下一節(jié)鉆桿連接；所述剛性軸、碎土刀片、滾動軸承、隔離環(huán)、墊片共同組成碎土裝置，利用風(fēng)機(jī)和旋風(fēng)分離器產(chǎn)生的風(fēng)力為碎土裝置提供動力，將因重量大、體積大無法抽吸出去的大土塊進(jìn)行切割粉碎，之后通過濾網(wǎng)過濾，進(jìn)行抽吸排土，將有效防止鉆桿堵塞。
11、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步的方案：所述智能升降夾具的一側(cè)設(shè)置有旋風(fēng)分離器，所述旋風(fēng)分離器的一側(cè)設(shè)置有風(fēng)機(jī)。
12、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步的方案：一種新型鉆桿系統(tǒng)的使用方法,包括以下步驟：用智能升降夾具夾持住鉆桿，將鉆桿接觸到減速機(jī)，通過控制減速機(jī)反向旋轉(zhuǎn)將鉆桿進(jìn)行連接，同理將旋挖鉆頭與鉆桿連接；在接第二根鉆桿時，需要利用智能升降夾具選取一個位置將第一節(jié)鉆桿夾持，此時需要視覺分選系統(tǒng)進(jìn)行掃描鉆桿表面在鉆土過程中是否存在大顆粒殘留嵌入表面；一旦發(fā)現(xiàn)大顆粒異物，進(jìn)行報警反饋到控制系統(tǒng)，進(jìn)行表面清理；接著通過電控夾旋機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊旋挖鉆頭上端，進(jìn)行逆時針旋轉(zhuǎn)，將旋挖鉆頭與第一根鉆桿分離，待徹底分離后，進(jìn)行插入螺柱，停止電控夾旋機(jī)構(gòu)繼續(xù)轉(zhuǎn)動，同時保持夾緊姿態(tài)，同時接入第二根鉆桿，重復(fù)第一根鉆桿接桿操作；鉆孔過程中，依據(jù)風(fēng)機(jī)和旋風(fēng)分離器從空心鉆桿中抽吸鉆孔形成的黃土，利用風(fēng)機(jī)和旋風(fēng)分離器產(chǎn)生的風(fēng)力為碎土裝置提供動力，將因重量大、體積大無法抽吸出去的大土塊進(jìn)行切割粉碎，之后通過濾網(wǎng)過濾，進(jìn)行抽吸排土，將有效防止鉆桿堵塞。
13、本專利技術(shù)的有益效果：
14、(1)、該新型鉆桿系統(tǒng)及使用方法，能夠進(jìn)行自動控制鉆桿上下移動，進(jìn)行精準(zhǔn)快速銜接，降低人力、時間成本。
15、(2)、該新型鉆桿系統(tǒng)及在使用方法，能夠精準(zhǔn)檢測鉆桿表面毛刺異物，保證鉆桿表面光潔度，防止夾具損壞、人體劃傷。
16、(3)、該新型鉆桿系統(tǒng)及使用方法，能夠自動進(jìn)行接桿、換桿操作，節(jié)省大量人工。
17、(4)、該新型鉆桿系統(tǒng)及使用方法，能夠快速切割大體積、大重量的土塊，以防土塊堆積在鉆桿內(nèi)部，造成無法抽吸，鉆桿堵塞。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種新型鉆桿系統(tǒng)，其特征在于，包括智能升降夾具(1)、視覺分選系統(tǒng)(2)、電控夾旋機(jī)構(gòu)(3)以及多節(jié)螺紋式切塊鉆桿機(jī)構(gòu)(4)：所述智能升降夾具(1)通過焊接方式連接在車體底板，控制鉆桿(41)固定與升降；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鉆桿系統(tǒng),其特征在于，所述智能升降夾具(1)包括固定板(11)、滾珠絲杠升降臺(12)、電動推桿(13)、電動推桿支撐架(14)、剛性連接鍵(15)和機(jī)械剪刀(16)，所述固定板(11)上固定安裝有滾珠絲杠升降臺(12)，所述滾珠絲杠升降臺(12)上設(shè)置有電動推桿支撐架(14)，所述電動推桿支撐架(14)上垂直安裝有電動推桿(13)，所述電動推桿(13)上設(shè)置有剛性連接鍵(15)，所述剛性連接鍵(15)上活動連接有機(jī)械剪刀(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鉆桿系統(tǒng),其特征在于，所述視覺分選系統(tǒng)(2)包括CMOS相機(jī)(21)、Opencv圖像處理軟件、報警系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)，CMOS相機(jī)(21)進(jìn)行圖像采集，通過Opencv圖像處理軟件進(jìn)行精確的圖像處理；設(shè)置一個顆粒物大小體積閾值的報警系統(tǒng)，一旦超過顆粒大小
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鉆桿系統(tǒng),其特征在于，所述電控夾旋機(jī)構(gòu)(3)包括直流電機(jī)(31)、小齒輪(32)、大齒輪(33)、外套環(huán)(34)、旋轉(zhuǎn)環(huán)(35)、平鍵塊(36)、旋轉(zhuǎn)卡塊(37)，直流電機(jī)(31)通過鍵連接小齒輪(32)，從而帶動大齒輪(33)逆時針轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)卡塊(37)在平鍵塊(36)牽動下，進(jìn)行向內(nèi)部旋進(jìn)，從而形成夾持；在夾持力作用下帶動鉆桿(41)進(jìn)行轉(zhuǎn)動，最終達(dá)到自動化接拆桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鉆桿系統(tǒng),其特征在于，所述多節(jié)螺紋式切塊鉆桿機(jī)構(gòu)(4)包括鉆桿(41)、旋挖鉆頭(42)、剛性軸(43)、碎土刀片(44)、滾動軸承(45)、隔離環(huán)(46)、墊片(47)、濾網(wǎng)(48)；所述鉆桿(41)通過公螺紋、母螺紋作為連接頭，分別與減速機(jī)(5)、旋挖鉆頭(42)或者下一節(jié)鉆桿(41)連接；所述剛性軸(43)、碎土刀片(44)、滾動軸承(45)、隔離環(huán)(46)、墊片(47)共同組成碎土裝置，利用風(fēng)機(jī)(7)和旋風(fēng)分離器(6)產(chǎn)生的風(fēng)力為碎土裝置提供動力，將因重量大、體積大無法抽吸出去的大土塊進(jìn)行切割粉碎，之后通過濾網(wǎng)(48)過濾，進(jìn)行抽吸排土，將有效防止鉆桿(41)堵塞。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鉆桿系統(tǒng),其特征在于，所述智能升降夾具(1)的一側(cè)設(shè)置有旋風(fēng)分離器(6)，所述旋風(fēng)分離器(6)的一側(cè)設(shè)置有風(fēng)機(jī)(7)。
7.一種新型鉆桿系統(tǒng)的使用方法,其特征在于，采用權(quán)利要求1-6任一項所述的一種新型鉆桿系統(tǒng)，包括以下步驟：用智能升降夾具(1)夾持住鉆桿(41)，將鉆桿(41)接觸到減速機(jī)(5)，通過控制減速機(jī)(5)反向旋轉(zhuǎn)將鉆桿(41)進(jìn)行連接，同理將旋挖鉆頭(42)與鉆桿(41)連接；在接第二根鉆桿(41)時，需要利用智能升降夾具(1)選取一個位置將第一節(jié)鉆桿(41)夾持，此時需要視覺分選系統(tǒng)(2)進(jìn)行掃描鉆桿(41)表面在鉆土過程中是否存在大顆粒殘留嵌入表面；一旦發(fā)現(xiàn)大顆粒異物，進(jìn)行報警反饋到控制系統(tǒng)，進(jìn)行表面清理；接著通過電控夾旋機(jī)構(gòu)(3)進(jìn)行夾緊旋挖鉆頭(42)上端，進(jìn)行逆時針旋轉(zhuǎn)，將旋挖鉆頭(42)與第一根鉆桿(41)分離，待徹底分離后，進(jìn)行插入螺柱，停止電控夾旋機(jī)構(gòu)繼續(xù)轉(zhuǎn)動，同時保持夾緊姿態(tài)，同時接入第二根鉆桿(41-1)，重復(fù)第一根鉆桿(41)接桿操作；鉆孔過程中，依據(jù)風(fēng)機(jī)(7)和旋風(fēng)分離器(6)從空心鉆桿中抽吸鉆孔形成的黃土，利用風(fēng)機(jī)(7)和旋風(fēng)分離器(6)產(chǎn)生的風(fēng)力為碎土裝置提供動力，將因重量大、體積大無法抽吸出去的大土塊進(jìn)行切割粉碎，之后通過濾網(wǎng)(48)過濾，進(jìn)行抽吸排土，將有效防止鉆桿(41)堵塞。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種新型鉆桿系統(tǒng)，其特征在于，包括智能升降夾具(1)、視覺分選系統(tǒng)(2)、電控夾旋機(jī)構(gòu)(3)以及多節(jié)螺紋式切塊鉆桿機(jī)構(gòu)(4)：所述智能升降夾具(1)通過焊接方式連接在車體底板，控制鉆桿(41)固定與升降；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鉆桿系統(tǒng),其特征在于，所述智能升降夾具(1)包括固定板(11)、滾珠絲杠升降臺(12)、電動推桿(13)、電動推桿支撐架(14)、剛性連接鍵(15)和機(jī)械剪刀(16)，所述固定板(11)上固定安裝有滾珠絲杠升降臺(12)，所述滾珠絲杠升降臺(12)上設(shè)置有電動推桿支撐架(14)，所述電動推桿支撐架(14)上垂直安裝有電動推桿(13)，所述電動推桿(13)上設(shè)置有剛性連接鍵(15)，所述剛性連接鍵(15)上活動連接有機(jī)械剪刀(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鉆桿系統(tǒng),其特征在于，所述視覺分選系統(tǒng)(2)包括cmos相機(jī)(21)、opencv圖像處理軟件、報警系統(tǒng)、plc控制系統(tǒng)，cmos相機(jī)(21)進(jìn)行圖像采集，通過opencv圖像處理軟件進(jìn)行精確的圖像處理；設(shè)置一個顆粒物大小體積閾值的報警系統(tǒng)，一旦超過顆粒大小體積，則會進(jìn)行報警工作；plc控制系統(tǒng)端依靠反饋信息，進(jìn)行智能升降夾具(1)調(diào)整，以及后續(xù)鉆桿(41)表面清理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鉆桿系統(tǒng),其特征在于，所述電控夾旋機(jī)構(gòu)(3)包括直流電機(jī)(31)、小齒輪(32)、大齒輪(33)、外套環(huán)(34)、旋轉(zhuǎn)環(huán)(35)、平鍵塊(36)、旋轉(zhuǎn)卡塊(37)，直流電機(jī)(31)通過鍵連接小齒輪(32)，從而帶動大齒輪(33)逆時針轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)卡塊(37)在平鍵塊(36)牽動下，進(jìn)行向內(nèi)部旋進(jìn)，從而形成夾持；在夾持力作用下帶動鉆桿(41)進(jìn)行轉(zhuǎn)動，最終達(dá)到自動化接拆桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鉆桿系統(tǒng),其特征在于，所述多節(jié)螺紋式切塊鉆桿機(jī)構(gòu)(4)包括鉆桿(41)、旋挖鉆頭(42)、剛性軸(43)、...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：饒思賢，王一鳴，黃金坤，金仁才，
申請(專利權(quán))人：安徽工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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