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基于振动信号控制冲击钻钻孔验证混凝土内部缺陷的方法

摘要

本发明提供一种基于振动信号控制冲击钻钻孔验证混凝土内部缺陷的方法,包括以下步骤:根据冲击钻钻入不同介质时的振动特征差异设定多个振动信号阈值,并预存在服务器;启动冲击钻,并利用冲击钻钻头末端的传感器采集振动信号;并确定采集的振动信号类型;本发明以振动信号辨识为主要技术手段,采集冲击钻在钻入混凝土表面以后,遇到混凝土、钢筋、波纹管皮、钢束、空气等不同界面的振动,对振动信号进行识别,从而实现根据冲击钻钻入的介质,对钻孔位置进行判断是否存在空洞缺陷;或者是根据钻孔位置对冲击钻的工作状态进行调整,减少冲击钻对钻孔位置内出现的钢筋、钢束造成损坏的情况。

著录项

  • 公开/公告号CN112649501A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-04-13

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 交通运输部公路科学研究所;

    申请/专利号CN202011266162.1

  • 申请日2020-11-13

  • 分类号G01N29/04(20060101);G01V1/00(20060101);

  • 代理机构11399 北京冠和权律师事务所;

  • 代理人田春龙

  • 地址 100088 北京市海淀区西土城路8号

  • 入库时间 2023-06-19 10:35:20

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土内部缺陷检测技术领域,特别涉及一种基于振动信号控制冲击钻钻孔验证混凝土内部缺陷的方法。

背景技术

在土木工程领域广泛使用冲击钻,例如混凝土内部缺陷、预应力管道灌浆饱满情况验证,都需要钻孔后内窥镜探查,对无损检测结果进行微破损验证。

在钻孔之前一般会先进行定位,确定钢筋位置/预应力管道位置等,然后对目标位置钻孔,观察钻孔内情况;但是钢筋/预应力管道都会存在定位误差,为避免钻头对钢筋/预应力钢束的破坏,需要钻孔的工人依靠经验判断钻入介质变化情况。

但是人工判断过程一旦延迟或者误判,就会造成冲击钻反弹引起的人员受伤;或钻头已经接触到钢筋/预应力管道之后才会被工人发现,此时钻头已经对钢筋/预应力管道造成了损坏,因此缺少一种能够减少上述问题的方法。

发明内容

本发明提供一种基于振动信号控制冲击钻钻孔验证混凝土内部缺陷的方法,用以实现在钻头进行钻孔过程中,能够快速判断目标位置下方是否存在钢筋/预应力管道,从而实现对钻头进行及时停止的目的,进一步减少因钻头在遇到钢筋/预应力管道后未能停止导致其损坏的情况。

本发明提供一种基于振动信号控制冲击钻钻孔验证混凝土内部缺陷的方法,包括以下步骤:

S1、根据冲击钻作用于不同介质的振动特征差异设定多个振动信号阈值,并预存在服务器;

S2、启动冲击钻,并利用冲击钻钻头末端的传感器采集振动信号;

S3、调取服务器中预存的振动信号阈值,并根据采集的振动信号与预存的振动信号阈值进行对比,并确定采集的振动信号类型;

S4、根据对比结果确定的振动信号类型控制冲击钻的工作状态。

优选地,

所述振动信号阈值包括:第一阈值、第二阈值、第三阈值、第四阈值和第五阈值,各所述振动信号阈值分别一一对应为:混凝土、钢筋、波纹管皮、钢束、空气介质。

优选地,

所述冲击钻钻头的传感器设为振动传感器,所述振动传感器设于所述冲击钻钻头的末端,所述振动传感器连接处理器,所述处理器用于将所述振动传感器采集的振动信号转换为电信号,并将电信号和振动信号阈值进行对比。

优选地,

所述冲击钻的工作状态包括:

当处理器根据服务器预存的振动信号阈值将传感器接收的振动信号判断为第一阈值范围时,处理器给冲击钻的钻头发出正常工作的指令;

当处理器根据服务器预存的振动信号阈值将传感器接收的振动信号判断为第三阈值范围时,处理器提示找到波纹管,并给冲击钻的钻头发出低速转动的指令;

当处理器根据服务器预存的振动信号阈值将传感器接收的振动信号判断为第二阈值或第四阈值范围时,处理器给冲击钻的钻头发出紧急停止工作的指令;

当处理器根据服务器预存的振动信号阈值将传感器接收的振动信号判断为第五阈值范围时,处理器给冲击钻的钻头发出暂时停止工作,

或者,当处理器根据服务器预存的振动信号阈值将传感器接收的振动信号判断为第五阈值范围时,处理器发出是否利用视频采集系统进行视频信息采集的指令。

优选地,

还包括:

通过冲击钻在施工段由工作面钻入地下的钻头工作状态判断所述工作段的混凝土浇筑层是否存在缺陷;

若存在缺陷,则标记,并结合无损检测设备对区域内部缺陷检测结果对其它位置进行钻孔抽查,并形成区域内部缺陷验证结果,由此分析缺陷部分对所述施工段的结构影响;

若不存在缺陷,则进行下一工序的施工;

对缺陷部分进行影响分析还包括:

若缺陷部分力学分析不合格,则标记,并立即下发加固修复的指令;若缺陷部分不影响结构力学性能,仅对耐久性有影响,则对缺陷部分通过修补机构进行修复。

优选地,

所述缺陷部分的判断包括:

当所述振动信号阈值依次为:第一阈值、第二阈值时,则所述钻孔位置为钢筋,需要排查钢筋网,并根据排查结果对钻孔位置进行调整;

当所述振动信号阈值依次为:第一阈值、第五阈值、第一阈值时,则所述施工段对应的工作面下方为:存在带有内部空洞的施工缺陷;当振动信号阈值依次为:第一阈值、第三阈值、第一阈值、第四阈值时,则所述施工段对应的工作面下方为:有灌浆、有钢束的预应力波纹管;

当振动信号阈值依次为:第一阈值、第三阈值、第五阈值、第四阈值时,则所述施工段对应的工作面下方为:灌浆不饱满、有钢束的预应力波纹管;

当振动信号阈值依次为:第一阈值、第三阈值、第一阈值、第三阈值、第一阈值时,则所述施工段对应的工作面下方为:有灌浆、无钢束的预应力波纹管;或者,所述施工段对应的工作面下方为:远远偏离了预应力波纹管道的正上方;

当振动信号阈值依次为:第一阈值、第三阈值、第五阈值、第三阈值、第一阈值时,则所述施工段对应的工作面下方为:无灌浆、无钢束的预应力波纹管。

优选地,

根据冲击钻钻入过程获得单点钻孔振动信号的解析结果;

根据单点钻孔振动信号的解析结构获得以钻孔直径为直径、以钻孔深度为高度的三维圆柱体模型;

所述三维圆柱体模型中包含多种柱体高度,各柱体高度分别一一对应不同介质;

根据施工区域内进行多次单点钻孔,获得多点钻孔振动信号解析结果;

根据多点钻孔振动信号解析结果得到多个钻孔位置的圆柱解析体;

根据多个钻孔位置的圆柱解析体修正三维超声在该施工区域的检测结果;

将多个钻孔位置的圆柱解析体与三维超声在该区域的检测结果的数据进行分析,并建立该施工区域的三维缺陷分布可视化结果。

优选地,

所述施工段对应的工作面为钻孔位置。

优选地,

所述冲击钻的工作状态由冲击钻调节机构控制,所述冲击钻调节机构通过固定架架设在冲击钻的壳体;

所述冲击钻调节机构包括:

第一钻杆、外壳、L卡杆和第二钻杆,所述第一钻杆的一端连接冲击钻的驱动端,另一端设有转接台,所述转接台远离第一钻杆的一端连接第二钻杆,所述第二钻杆为钻头端;

所述外壳的上方中心位置设有第二活动槽,所述第二活动槽用于所述第二钻杆和连接台贯穿设置;

所述外壳的上表面对称设有第一活动槽,所述第一活动槽内间隔设有限位杆,

所述外壳内设为空腔,所述外壳的下方设有第一贯穿孔,所述外壳的空腔内设有固定盘,所述固定盘的上表面设有向上延伸的压台,所述固定盘的下表面设有向下延伸的导向柱,所述压台上设有第二贯穿孔,所述第二贯穿孔从所述压台贯穿至所述导向柱,所述第二贯穿孔用于所述第二钻杆贯穿;

所述固定盘上对称设有第一转轴,所述第一转轴上转动设有第二摆杆,所述第二摆杆远离第一转轴的一端连接L结构的L卡杆,所述L卡杆和所述第二摆杆的连接端设有第一卡槽;

所述第一活动槽和所述外壳的空腔连通设置,所述L卡杆从所述外壳的空腔内经由所述第一活动槽延伸至所述外壳的外侧;所述L卡杆远离第二摆杆的一端设有卡块,所述卡盘的上表面间隔设有多个第二卡槽,所述第二卡槽和所述卡块相互配合设置;

所述第一卡槽和所述第一活动槽内设置的限位杆相互配合,所述第一卡槽设为V型结构。

优选地,

所述外壳上还设有清屑机构,

所述清屑机构包括:第二转轴、顶板、第七转轴和顶杆,

所述第二转轴通过第四固定座架设在所述外壳的外壁,所述第二转轴的其中一端连接电机,所述第二转轴的另一端连接第一摆杆,所述第一摆杆远离第二转轴的一端设有第五转轴,所述第五转轴转动连接第六连杆,所述第六连杆的另一端转动连接在第六转轴上,所述第六转轴的两端固定在两个第二立板之间,所述第二立板的其中一面固定连接在顶板的其中一面;

所述顶板靠近所述第二立板的一侧间隔设有两个第三立板,所述第二立板和其中一个第三立板固定连接,所述第三立板之间形成活动槽,所述活动槽用于第三转盘在槽内往复运动;

所述顶板远离所述第三立板的一面设有滑块,所述滑块和滑轨上设置的第一滑槽配合设置,所述滑轨远离第一滑槽的一面固定在所述外壳的外壁;

所述第三转盘远离活动槽的一面通过第六转轴转动连接第七连杆的其中一端,所述第七连杆的另一端连接第七转轴,所述第七转轴转动设在第六固定座上,所述第六固定座用于架设在外壳外壁;

所述第七转轴上还固定连接有凸轮,所述凸轮位于所述第七连杆和第六固定座之间,所述凸轮的其中一侧间隔设有第五固定座,所述第五固定座固定在所述外壳的外壁,所述第五固定座上设有第二滑槽,所述第二滑槽上滑动设置有连接块,所述连接块靠近所述凸轮的一侧间隔设有两个第四立板,所述第四立板之间通过第六转轴转动设有转轮,所述转轮和所述凸轮接触设置;

所述连接块远离所述第四立板的一端设有顶杆,所述第五固定座靠近所述顶杆的一端设有挡板,所述挡板上设有用于所述顶杆贯穿的贯穿孔,所述顶杆上套设有第一弹簧,所述第一弹簧的一端连接连接块,所述第一弹簧的另一端连接所述挡板;

所述顶板和所述顶杆分别连接一组柱塞机构,所述柱塞机构的出气端分别通过管道朝向所述第二钻杆设置。

优选地,

所述管道远离柱塞机构的一端均设有封板机构的第一封板和第二封板;

所述封板机构包括:第一封板和第二封板,所述第一封板和所述第二封板分别设在第四连杆的两端,所述第四连杆远离第一封板和第二封板的一面设有第一转盘,所述第一转盘位于所述第四连杆的中心位置;

所述第一转盘的其中一面连接第七转轴远离凸轮的一端,所述第七转轴贯穿并转动设在L结构的固定板上,所述固定板架设在所述外壳的外侧壁,所述第七转轴远离所述第一转盘的一端间隔设有第二转盘和第三摆杆,所述第二转盘的其中一侧固定设有U型结构的第一弯杆,所述第一弯杆的两端分别设有第一触板和第四触板,

所述固定板上间隔设有两个限位柱,所述限位柱之间的活动间隙用于所述第三摆杆往复运动;

所述限位柱的下方设有延伸板,所述延伸板的下表面连接第二弹簧的其中一端,所述第二弹簧的另一端连接第一连杆的其中一端,所述第一连杆的另一端通过第四转盘连接第二连杆,所述第二连杆的另一端连接第二弯杆,所述第二弯杆的两端分别设有第三触板和第二触板;

所述第一触板和所述第二触板相互接触或分离,所述第三触板和所述第四触板相互接触或分离;

所述固定板上向外延伸设有第三转轴,所述第三转轴用于第四转盘转动设置。

本发明的工作原理和有益效果如下:

本发明以振动信号辨识为主要技术手段,采集冲击钻在钻入混凝土表面以后,遇到混凝土、钢筋、波纹管皮、钢束、空气等不同界面的振动,对振动信号进行识别,根据振动阈值的差异智能控制冲击钻的工作,在遇到混凝土、波纹管皮时继续钻入,在遇到钢筋、钢束、空气时停止;从而实现根据冲击钻钻入的介质,对钻孔位置进行判断是否存在空洞缺陷;或者是根据钻孔位置对冲击钻的工作状态进行调整,减少冲击钻对钻孔位置内出现的钢筋、钢束造成损坏的情况。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:

图1为本发明的结构流程图;

图2为本发明的第一钻杆结构示意图;

图3为本发明的冲击钻调节机构结构示意图;

图4为本发明的固定架结构示意图;

图5为本发明的清屑机构结构示意图;

图6为本发明的封板机构结构示意图;

图7为本发明的柱塞机构结构示意图;

其中,1-第一钻杆,2-混凝土浇筑层,3-钻孔,4-缺陷部分,5-卡块,6-L卡杆,7-卡盘,8-转接台,9-第一卡槽,10-第二摆杆,11-第一转轴,12-活动腔,13-外壳,14-固定盘,15-第一贯穿孔,16-第二钻杆,17-第二贯穿孔,18-导向柱,19-压台,20-限位杆,21-第一活动槽,22-第二活动槽,23-第二卡槽,

24-第一转盘,25-第一触板,26-第一弯杆,27-第一封板,28-第二转轴,29-第三摆杆,31-延伸板,32-第二弹簧,33-第一连杆,34-固定板,35-第三转轴,36-第二连杆,37-第三触板,38-第四触板,

44-限位柱,46-第二弯杆,54-第四连杆,

39-第四固定座,40-第一摆杆,41-第五转轴,42-第六连杆,43-第二立板,45-第三转盘,47-第三立板,48-顶板,49-滑轨,50-第一滑槽,51-转轮,52-第五固定座,53-第二滑槽,55-顶杆,56-第一弹簧,57-连接块,58-第四立板,59-第六转轴,60-凸轮,61-第七转轴,62-第六固定座,63-第七连杆,

64-第二封板,65-第二触板,66-固定架,67-柱塞机构,68-管道,69-第二转盘,70-第四转盘。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。

根据图1所示,本发明提供一种基于振动信号控制冲击钻钻孔3验证混凝土内部缺陷的方法,包括以下步骤:

S1、根据冲击钻钻入不同介质时的振动特征差异设定多个振动信号阈值,并预存在服务器;

S2、启动冲击钻,并利用冲击钻钻头末端的传感器采集振动信号;

S3、调取服务器中预存的振动信号阈值,并根据采集的振动信号与预存的振动信号阈值进行对比,并确定采集的振动信号类型;

S4、根据对比结果确定的振动信号类型控制冲击钻的工作状态。

本发明以振动信号辨识为主要技术手段,采集冲击钻在钻入混凝土表面以后,遇到混凝土、钢筋、波纹管皮、钢束、空气等不同界面的振动,对振动信号进行识别,根据振动阈值的差异智能控制冲击钻的工作,在遇到混凝土、波纹管皮时继续钻入,在遇到钢筋、钢束、空气时停止;从而实现根据冲击钻作用于不同介质的振动特征差异设定多个振动信号阈值,并预存在服务器,调取服务器中预存的振动信号阈值,并根据采集的振动信号与预存的振动信号阈值进行对比,并确定采集的振动信号类型,对钻孔3位置进行判断是否存在空洞缺陷;或者是根据钻孔3位置对冲击钻的工作状态进行调整,减少冲击钻对钻孔3位置内出现的钢筋、钢束造成损坏的情况。

在一个实施例中,

所述振动信号阈值包括:第一阈值、第二阈值、第三阈值、第四阈值和第五阈值,各所述振动信号阈值分别一一对应为:混凝土、钢筋、波纹管皮、钢束、空气介质。

该实施例的工作原理和有益效果如下:

由于实际施工过程中,钻头会遇到多种介质,即:混凝土、钢筋、波纹管皮、钢束、空气,冲击钻工作时,本体在振动,钻入每种介质产生的耦合振动信号均存在差异,因此通过将钻头钻入每种介质的耦合振动特征进行定义,实现根据测定的振动信号进行划分,并进一步实现对钻头遇到的介质进行判断,确定钻头当前工作的点是什么介质;再进一步经介质对钻头的工作状态进行控制。

在一个实施例中,

所述冲击钻钻头的传感器设为振动传感器,所述振动传感器设于所述冲击钻钻头的内部,所述振动传感器连接处理器,所述处理器用于将所述振动传感器采集的振动信号转换为电信号,并将电信号和振动信号阈值进行对比。

该实施例的工作原理和有益效果如下:

钻头在工作过程中,接触到不同的介质就会产生不同的耦合振动,所述振动传感器用于将产生的耦合振动进行采集,并进一步将采集的振动信号传输给处理器,所述处理器将振动信号处理后得到带有振动信息的电信号,该电信号就能够和预存的振动信号阈值进行对比,并确定当前钻头工作过程中所接触的介质是哪种介质。

所述振动传感器既可以可拆卸的设在所述冲击钻钻头的外表面,还可以嵌设在所述冲击钻钻头的内部;所述振动传感器的设置方式可以根据实际需求进行选择;

例如,选择较强强度的所述冲击钻钻头时,可以采用振动传感器嵌设在所述冲击钻钻头中的安装形式,以此来提高振动传感器的可靠性,减少振动传感器自身因为安装不稳定造成自体晃动的情况,从而影响振动信号的准确性;

若选择的冲击钻钻头使用寿命较短,即冲击钻钻头的强度一般的情况下,可以采用将振动传感器利用高强度螺栓和密封胶固定在所述冲击钻钻头上,当所述冲击钻在工作过程中,所述振动传感器和冲击钻钻头之间填充有密封胶,所述密封胶能够抵消掉所述振动传感器和所述冲击钻钻头之间所产生的振动,从而减少因振动传感器自身产生的振动对采集信号造成的影响。

在一个实施例中,

所述冲击钻的工作状态包括:

当处理器根据服务器预存的振动信号阈值将传感器接收的振动信号判断为第一阈值范围时,处理器给冲击钻的钻头发出正常工作的指令;

当处理器根据服务器预存的振动信号阈值将传感器接收的振动信号判断为第三阈值范围时,处理器提示找到波纹管,并给冲击钻的钻头发出低速转动的指令;

当处理器根据服务器预存的振动信号阈值将传感器接收的振动信号判断为第二阈值或第四阈值范围时,处理器给冲击钻的钻头发出紧急停止工作的指令;

当处理器根据服务器预存的振动信号阈值将传感器接收的振动信号判断为第五阈值范围时,处理器给冲击钻的钻头发出暂时停止工作,

或者,当处理器根据服务器预存的振动信号阈值将传感器接收的振动信号判断为第五阈值范围时,处理器发出是否利用视频采集系统进行视频信息采集的指令。

该实施例的工作原理和有益效果如下:

所述冲击钻在工作过程中,根据振动传感器采集的振动信息传输给处理器,所述处理器确定所述冲击钻所接触的介质后,根据各所述介质对钻头的工作状态进行控制,从而实现所述钻头能够遇到不同介质启动对应的工作状态的目的。

当处理器根据服务器预存的振动信号阈值将传感器接收的振动信号判断为第三阈值范围时,处理器提示找到波纹管,并给冲击钻的钻头发出低速转动的指令;即,当冲击钻的钻头遇到波纹管皮会进行提示,如果检测波纹管内部灌浆情况,那么遇到波纹管皮说明找到目标,为了不破坏里面的钢束,所以降低速度以保证波纹管皮内的钢束得到保护的目的。

所述视频采集系统进行视频信息采集为利用内窥镜进行视频信息或图像信息进行采集。

在一个实施例中,还包括:

通过冲击钻在施工段由工作面钻入地下的钻头工作状态判断所述工作段的混凝土浇筑层2是否存在缺陷;

若存在缺陷,则标记,并结合无损检测设备对区域内部缺陷检测结果对其它位置进行钻孔3抽查,并形成区域内部缺陷验证结果,由此分析缺陷部分4对所述施工段的结构影响;

若不存在缺陷,则进行下一工序的施工;

对缺陷部分4进行影响分析还包括:

若缺陷部分4力学分析不合格,则标记,并立即下发加固修复的指令;若缺陷部分4不影响结构力学性能,仅对耐久性有影响,则对缺陷部分4通过修补机构进行修复。

所述缺陷部分4的判断包括:

当所述振动信号阈值依次为:第一阈值、第二阈值时,则所述钻孔3位置为钢筋,需要排查钢筋网,并根据排查结果对钻孔3位置进行调整;

当所述振动信号阈值依次为:第一阈值、第五阈值、第一阈值时,则所述施工段对应的工作面下方为:存在带有内部空洞的施工缺陷;当振动信号阈值依次为:第一阈值、第三阈值、第一阈值、第四阈值时,则所述施工段对应的工作面下方为:有灌浆、有钢束的预应力波纹管;

当振动信号阈值依次为:第一阈值、第三阈值、第五阈值、第四阈值时,则所述施工段对应的工作面下方为:灌浆不饱满、有钢束的预应力波纹管;

当振动信号阈值依次为:第一阈值、第三阈值、第一阈值、第三阈值、第一阈值时,则所述施工段对应的工作面下方为:有灌浆、无钢束的预应力波纹管;或者,所述施工段对应的工作面下方为:远远偏离了预应力波纹管道68的正上方;

当振动信号阈值依次为:第一阈值、第三阈值、第五阈值、第三阈值、第一阈值时,则所述施工段对应的工作面下方为:无灌浆、无钢束的预应力波纹管。

根据冲击钻钻入过程获得单点钻孔3振动信号的解析结果;

根据单点钻孔3振动信号的解析结构获得以钻孔3直径为直径、以钻孔3深度为高度的三维圆柱体模型;

所述三维圆柱体模型中包含多种柱体高度,各柱体高度分别一一对应不同介质;

根据施工区域内进行多次单点钻孔3,获得多点钻孔3振动信号解析结果;

根据多点钻孔3振动信号解析结果得到多个钻孔3位置的圆柱解析体;

根据多个钻孔3位置的圆柱解析体修正三维超声在该施工区域的检测结果;

将多个钻孔3位置的圆柱解析体与三维超声在该区域的检测结果的数据进行分析,并建立该施工区域的三维缺陷分布可视化结果。

所述施工段对应的工作面为钻孔3位置。

该实施例的工作原理和有益效果如下:

所述处理器根据钻头的工作状态确定所述施工段对应的工作面下方是否存在缺陷;如果存在缺陷,则处理器启动所述修补机构对缺陷部分4进行修补;

另外,所述钻头在工作过程中,会根据钻入的情况对当前的施工段进行记录,并将记录的振动信息进行储存,根据储存的振动信息对当前的工作段进行数据重建,从而实现根据采集的振动信息绘制出对应的施工段3D模型图,将绘制的3D模型图在显示屏上进行实时显示,并供施工人员进行直观的查看;在对多个施工段进行多个钻头钻入过程中,将多个施工段中各钻孔3的情况进行汇总,最终形成该工地的地下混凝土浇筑情况,从而进一步根据地下混凝土浇筑情况对对应的钢束、钢筋、预应力波纹管的位置进行判断是否偏离了设计范围;

若偏离施工范围,则对其进行标注,进一步通知工作人员是否对偏离施工范围部分进行返工;

若未偏离施工范围,则保存该施工段的3D模型图,并做完工标记。

在一个实施例中,根据图1-7所示,

所述冲击钻的工作状态由冲击钻调节机构控制,所述冲击钻调节机构通过固定架66架设在冲击钻的壳体;

所述冲击钻调节机构包括:

第一钻杆1、外壳13、L卡杆6和第二钻杆16,所述第一钻杆1的一端连接冲击钻的驱动端,另一端设有转接台8,所述转接台8远离第一钻杆1的一端连接第二钻杆16,所述第二钻杆16为钻头端;

所述外壳13的上方中心位置设有第二活动槽22,所述第二活动槽22用于所述第二钻杆16和连接台贯穿设置;

所述外壳13的上表面对称设有第一活动槽21,所述第一活动槽21内间隔设有限位杆20,

所述外壳13内设为空腔,所述外壳13的下方设有第一贯穿孔15,所述外壳13的空腔内设有固定盘14,所述固定盘14的上表面设有向上延伸的压台19,所述固定盘14的下表面设有向下延伸的导向柱18,所述压台19上设有第二贯穿孔17,所述第二贯穿孔17从所述压台19贯穿至所述导向柱18,所述第二贯穿孔17用于所述第二钻杆16贯穿;

所述固定盘14上对称设有第一转轴11,所述第一转轴11上转动设有第二摆杆10,所述第二摆杆10远离第一转轴11的一端连接L结构的L卡杆6,所述L卡杆6和所述第二摆杆10的连接端设有第一卡槽9;

所述第一活动槽21和所述外壳13的空腔连通设置,所述L卡杆6从所述外壳13的空腔内经由所述第一活动槽21延伸至所述外壳13的外侧;所述L卡杆6远离第二摆杆10的一端设有卡块5,所述卡盘7的上表面间隔设有多个第二卡槽23,所述第二卡槽23和所述卡块5相互配合设置;

所述第一卡槽9和所述第一活动槽21内设置的限位杆20相互配合,所述第一卡槽9设为V型结构。

本实施例的工作原理和有益效果如下:

所述冲击钻调节机构用于卡紧或松开所述冲击钻的钻杆,从而实现所述冲击钻能够根据不同的工作指令启动对应的工作状态,所述第一钻杆1远离上设有直线驱动器,所述直线驱动器用于将所述第一钻杆1向钻孔3方向运动;

当对冲击钻发出正常工作的指令时,所述直线驱动器为收缩状态,所述第一钻杆1靠近所述冲击钻的驱动端;

当对冲击钻发出低速转动工作的指令时,所述冲击钻调整驱动机构的电机转速,同时所述直线驱动器为收缩状态,所述第一钻杆1靠近所述冲击钻的驱动端;

当对冲击钻发出停止工作的指令时,所述直线驱动器的驱动端朝向第一钻杆1延伸,使得所述第一钻杆1朝向所述外壳13的方向运动,进一步带着所述第二钻杆16向下运动;

由于在通过振动信号在进行阈值判断过程中,若从第一阈值临近第二阈值、第四阈值或第五阈值时,其振动信号区别于第一阈值远离第二阈值、第四阈值或第五阈值的振动信号,可形成临界的区别阈值区间,因此,当钻头到达区别阈值区间后,处理器启动所述直线驱动器,进一步的,所述直线驱动器伸缩,并带着所述第二钻杆16向下运动,使得第二钻杆16在临界的区别阈值区间内转动,而不会到达第二阈值、第四阈值或第五阈值内;从而减少当临近钢筋或钢束的时候能够及时的停止转动的目的;减少钢筋或钢束对钻头造成伤害的情况。

当所述冲击钻执行停止工作的指令时,所述直线驱动器拉伸后,就会带着所述第一钻杆1向下运动,所述第一钻杆1带着所述卡盘7向下运动,所述卡盘7就会带着所述连接台一起向下运动;所述连接台运动过程中就会穿过所述外壳13的第二活动槽22并进入所述外壳13的空腔中;接着,随着所述连接台逐渐进入所述外壳13的空腔,所述连接台就会接触到所述压台19的上表面,就会带着所述压台19向下运动,所述压台19在随着连接台向下运动的时候就会带着所述固定盘14一起向下,所述固定盘14向下运动的时候就会带着所述第二摆杆10进行摆动,从而实现所述第二摆杆10带着所述L卡杆6经由所述第二摆杆10和所述L卡杆6之间设置的第一卡槽9进行限位,实现L卡杆6上设置的卡块5能够朝向所述卡盘7的方向进行运动;即,所述第二摆杆10朝向外壳13的轴向中心线方向进行摆动,进一步带着所述L卡杆6上的卡块5卡入所述卡盘7上的第二卡槽23内,从而实现了所述第一钻杆1被限制转动的目的,由于第一钻杆1通过连接台连接第二钻杆16,从而实现第二钻杆16也被限制的目的;就能够实现所述冲击钻能够在接收到停止工作的指令时,及时停止转动的目的。

为了便于所述冲击钻在结束停止工作的指令后,还能正常进行工作的目的,作为优选地,所述固定盘14的下表面和所述外壳13的空腔内底面之间设有弹簧,在所述直线驱动器上拉后,所述弹簧就会将所述固定盘14进行弹起,从而实现所述卡盘7不再被所述L卡杆6进行限制的目的。

所述外壳13内设置有活动腔12,所述活动腔12用于所述固定盘14在所述活动腔12内活动,进而带着所述L卡杆6进行摆动。

在一个实施例中,根据图1-7所示,

所述外壳13上还设有清屑机构,

所述清屑机构包括:第二转轴28、顶板48、第七转轴61和顶杆55,

所述第二转轴28通过第四固定座39架设在所述外壳13的外壁,所述第二转轴28的其中一端连接电机,所述第二转轴28的另一端连接第一摆杆40,所述第一摆杆40远离第二转轴28的一端设有第五转轴41,所述第五转轴41转动连接第六连杆42,所述第六连杆42的另一端转动连接在第六转轴59上,所述第六转轴59的两端固定在两个第二立板43之间,所述第二立板43的其中一面固定连接在顶板48的其中一面;

所述顶板48靠近所述第二立板43的一侧间隔设有两个第三立板47,所述第二立板43和其中一个第三立板47固定连接,所述第三立板47之间形成活动槽,所述活动槽用于第三转盘45在槽内往复运动;

所述顶板48远离所述第三立板47的一面设有滑块,所述滑块和滑轨49上设置的第一滑槽50配合设置,所述滑轨49远离第一滑槽50的一面固定在所述外壳13的外壁;

所述第三转盘45远离活动槽的一面通过第六转轴59转动连接第七连杆63的其中一端,所述第七连杆63的另一端连接第七转轴61,所述第七转轴61转动设在第六固定座62上,所述第六固定座62用于架设在外壳13外壁;

所述第七转轴61上还固定连接有凸轮60,所述凸轮60位于所述第七连杆63和第六固定座62之间,所述凸轮60的其中一侧间隔设有第五固定座52,所述第五固定座52固定在所述外壳13的外壁,所述第五固定座52上设有第二滑槽53,所述第二滑槽53上滑动设置有连接块57,所述连接块57靠近所述凸轮60的一侧间隔设有两个第四立板58,所述第四立板58之间通过第六转轴59转动设有转轮51,所述转轮51和所述凸轮60接触设置;

所述连接块57远离所述第四立板58的一端设有顶杆55,所述第五固定座52靠近所述顶杆55的一端设有挡板,所述挡板上设有用于所述顶杆55贯穿的贯穿孔,所述顶杆55上套设有第一弹簧56,所述第一弹簧56的一端连接连接块57,所述第一弹簧56的另一端连接所述挡板;

所述顶板48和所述顶杆55分别连接一组柱塞机构67,所述柱塞机构67的出气端分别通过管道68朝向所述第二钻杆16设置。

本实施例的工作原理和有益效果如下:

所述清屑机构用于冲击钻在正常工作状态或者是低速转动的过程中能够对产生的屑沫进行吹出钻孔3的目的,实现所述钻孔3过程中孔内的洁净度较高的目的,减少所述钻孔3因内部屑沫过多造成视线遮挡的情况。

工作时,所述第二转轴28连接电机,电机启动后就会带着第二转轴28进行转动,从而实现所述第二转轴28所连接的第一摆杆40进行摆动所述第一摆杆40摆动就会带着第六连杆42在第五转轴41上进行摆动,进一步拉动所述第二立板43之间的第六转轴59进行摆动,从而实现所述顶板48的滑块在滑轨49的第一滑槽50上进行滑动,所述顶板48就会拉动柱塞机构67的柱塞杆进行活动,所述柱塞杆活动就会带着活塞在柱塞筒内活动,进一步实现柱塞筒进行充气的目的,所述柱塞筒所产生的气体经由管道68吹入所述钻孔3内,从而实现对钻孔3内进行清屑的目的,进一步使得钻孔3内的废屑能够及时的排出钻孔3,减少钻孔3内因废屑积累造成视线遮挡或者造成钻孔3打偏的情况;

所述顶板48在来回活动的时候,还会进一步通过所述第三立板47形成的活动槽带着所述第三转盘45进行摆动,所述第三转盘45来回摆动的过程中就会带着所述第七连杆63进行摆动,所述第七连杆63摆动后就会实现所述第七连杆63上连接的第七转轴61在所述第六固定座62上进行转动,进一步实现所述凸轮60也能够进行摆动,所述凸轮60在摆动的时候就会来回的接触到所述转轮51,从而实现所述转轮51经由第四立板58连接的连接块57在所述第五固定座52的第二滑槽53内进行往复运动;所述连接块57上连接的连接块57上套设的弹簧能够随着凸轮60的转动进行压缩或弹开,从而带着所述顶杆55进行来回活动,从而实现所述顶杆55连接的柱塞机构67进行往复运动的目的,所述顶杆55所连接的柱塞机构67和所述顶板48连的柱塞机构67工作原理一致;

如此就能够实现所述机构加压机构在进行加压过程中能实现多个柱塞机构67共同加压的目的,从而提高废屑排出钻孔3的效率。

在一个实施例中,根据图1-7所示,

所述管道68远离柱塞机构67的一端均设有封板机构的第一封板27和第二封板64;

所述封板机构包括:第一封板27和第二封板64,所述第一封板27和所述第二封板64分别设在第四连杆54的两端,所述第四连杆54远离第一封板27和第二封板64的一面设有第一转盘24,所述第一转盘24位于所述第四连杆54的中心位置;

所述第一转盘24的其中一面连接第七转轴61远离凸轮60的一端,所述第七转轴61贯穿并转动设在L结构的固定板34上,所述固定板34架设在所述外壳13的外侧壁,所述第七转轴61远离所述第一转盘24的一端间隔设有第二转盘69和第三摆杆29,所述第二转盘69的其中一侧固定设有U型结构的第一弯杆26,所述第一弯杆26的两端分别设有第一触板25和第四触板38,

所述固定板34上间隔设有两个限位柱44,所述限位柱44之间的活动间隙用于所述第三摆杆29往复运动;

所述限位柱44的下方设有延伸板31,所述延伸板31的下表面连接第二弹簧32的其中一端,所述第二弹簧32的另一端连接第一连杆33的其中一端,所述第一连杆33的另一端通过第四转盘70连接第二连杆36,所述第二连杆36的另一端连接第二弯杆46,所述第二弯杆46的两端分别设有第三触板37和第二触板65;

所述第一触板25和所述第二触板65相互接触或分离,所述第三触板37和所述第四触板38相互接触或分离;

所述固定板34上向外延伸设有第三转轴35,所述第三转轴35用于第四转盘70转动设置。

本实施例的工作原理和有益效果如下:

由于钻孔3的深度根据施工要求会有所不同;同时,根据冲击钻的工作状态,在低速转动的工作状态和正常工作状态下,其产生的废屑量也不一样,因此,对钻孔3的吹气量也可以根据实际需要进行切换,切换时,所述固定板34固定在所述外壳13的外侧壁,所述第七转轴61在转动的过程中能够经由所述清屑机构一起进行转动,从而实现所述第一转盘24的转动,所述第一转盘24在摆动过程中,能够带着所述第四连杆54进行摆动;所述第四连杆54在摆动过程中,会带着第二转盘69一起进行摆动,所述第二转盘69摆动就会带着第一弯杆26进行摆动,所述第一弯杆26在摆动的时候就会带着两端的第一触板25和第四触板38分别与第二弯杆46上的第二触板65和第三触板37分别进行接触的目的。

当所述第一弯杆26和第二弯杆46两端的各触板相互接触后,会实现所述第一触板25和第二触板65相互接触或分离,第三触板37和第四触板38相互接触或分离的目的;

当所述第一触板25和第二触板65相互接触、第三触板37和第四触板38相互分离时,所述第一封板27将所述顶板48连接的柱塞机构67上的出气端进行封闭,所述第二封板64将所述顶杆55连接的柱塞机构67上的出气端进行打开;实现其中一路吹气的目的,即可实现小气量清理钻孔3内废屑的目的。

当所述第一触板25和第二触板65相互分离、第三触板37和第四触板38相互接触时,所述第一封板27将所述顶板48连接的柱塞机构67上的出气端进行打开,所述第二封板64将所述顶杆55连接的柱塞机构67上的出气端进行封闭;实现其中一路吹气的目的,即可实现小气量清理钻孔3内废屑的目的。

当所述第一触板25和第二触板65相互接触、第三触板37和第四触板38相互接触时,两个所述柱塞机构67所连接的管道68出气端均打开,此时的清屑能力最强。

所述第七转轴61还可以单独设置电机,单独进行驱动,不与所述清屑机构的转轴共用。

显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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