權(quán)利要求書(shū)： 1.一種自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)，用于和激光全站儀配合以進(jìn)行精準(zhǔn)鉆孔，其特征在于：包括鉆機(jī)本體(1)、前端測(cè)量機(jī)構(gòu)(2)、后端測(cè)量機(jī)構(gòu)(3)、行程測(cè)量機(jī)構(gòu)(4)和中央控制機(jī)構(gòu)(5)；所述前端測(cè)量機(jī)構(gòu)(2)包括與鉆機(jī)本體(1)的鉆桿同軸心的激光發(fā)射器(22)、用于朝作業(yè)面發(fā)射激光并將激光位置信息傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)(5)；所述后端測(cè)量機(jī)構(gòu)(3)包括與鉆機(jī)本體(1)的鉆桿同軸心安裝的靶標(biāo)(32)、用于接收激光全站儀的目標(biāo)軸線的激光照射并將激光位置信息傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)(5)；所述行程測(cè)量機(jī)構(gòu)(4)安裝于鉆機(jī)本體(1)的調(diào)姿油桿上、用于測(cè)量油桿實(shí)時(shí)行程并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)(5)；所述中央控制機(jī)構(gòu)(5)與鉆機(jī)本體(1)的鉆機(jī)控制器通信連接、用于在接收前端測(cè)量機(jī)構(gòu)(2)和后端測(cè)量機(jī)構(gòu)(3)和行程測(cè)量機(jī)構(gòu)(4)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析后制定調(diào)姿控制指令并將調(diào)姿控制指令傳輸給鉆機(jī)控制器以自動(dòng)精準(zhǔn)調(diào)整鉆機(jī)本體(1)的鉆孔姿態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)，其特征在于：所述前端測(cè)量機(jī)構(gòu)(2)包括可拆卸地安裝于鉆機(jī)本體(1)前端的前端定位支架(21)，所述前端定位支架(21)上安裝有激光發(fā)射器(22)、前端照相設(shè)備(23)和前端通信模塊(24)，所述前端照相設(shè)備(23)用于采集激光發(fā)射器(22)的激光圖像后通過(guò)前端通信模塊(24)將采集信息傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)(5)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)，其特征在于：所述前端定位支架(21)上還設(shè)有前端照明設(shè)備(25)、用于測(cè)量當(dāng)前光照并適時(shí)補(bǔ)光以保證前端照相設(shè)備(23)的圖像采集。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)，其特征在于：所述前端測(cè)量機(jī)構(gòu)(2)包括陀螺儀，所述陀螺儀用于測(cè)量鉆機(jī)本體(1)的實(shí)時(shí)姿態(tài)并將姿態(tài)數(shù)據(jù)傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)(5)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)，其特征在于：所述前端定位支架(21)上設(shè)有多個(gè)與鉆機(jī)本體(1)相配合的定位安裝組件、用于使前端定位支架(21)在每次安裝時(shí)均精準(zhǔn)定位以使激光發(fā)射器(22)每次均保持與鉆機(jī)本體(1)的鉆桿同軸心。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)，其特征在于：所述后端測(cè)量機(jī)構(gòu)(3)包括可拆卸地安裝于鉆機(jī)本體(1)后端的后端定位支架(31)，所述后端定位支架(31)上安裝有靶標(biāo)(32)、后端照相設(shè)備(33)和后端通信模塊(34)，所述后端照相設(shè)備(33)用于采集靶標(biāo)(32)上的激光圖像后通過(guò)后端通信模塊(34)將采集信息傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)(5)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)，其特征在于：所述后端定位支架(31)上還設(shè)有后端照明設(shè)備(35)、用于測(cè)量當(dāng)前光照并適時(shí)補(bǔ)光以保證后端照相設(shè)備(33)的圖像采集。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)，其特征在于：還包括可對(duì)鉆機(jī)本體(1)進(jìn)行人工干預(yù)控制的人機(jī)手持設(shè)備，所述人機(jī)手持設(shè)備和中央控制機(jī)構(gòu)(5)通信連接、用于實(shí)時(shí)接收中央控制機(jī)構(gòu)(5)的數(shù)據(jù)以監(jiān)控鉆機(jī)本體(1)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。

9.一種基于權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)的精準(zhǔn)開(kāi)孔方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、將前端測(cè)量機(jī)構(gòu)(2)安裝在鉆機(jī)本體(1)的前端，使得激光發(fā)射器(22)與鉆機(jī)本體(1)的鉆桿同軸心；然后使激光發(fā)射器(22)朝作業(yè)面發(fā)射激光并將激光位置信息傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)(5)；

S2、將后端測(cè)量機(jī)構(gòu)(3)安裝在鉆機(jī)本體(1)的后端，使得靶標(biāo)(32)與鉆機(jī)本體(1)的鉆桿同軸心以用于指示鉆機(jī)本體(1)后側(cè)架設(shè)的激光全站儀所投射的目標(biāo)軸線的光斑位置；

然后使激光全站儀朝靶標(biāo)(32)照射并將激光位置信息傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)(5)；

S3、中央控制機(jī)構(gòu)(5)接收前端測(cè)量機(jī)構(gòu)(2)、后端測(cè)量機(jī)構(gòu)(3)和行程測(cè)量機(jī)構(gòu)(4)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，然后制定調(diào)姿控制指令并將調(diào)姿控制指令傳輸給鉆機(jī)本體(1)的鉆機(jī)控制器以精準(zhǔn)調(diào)整鉆機(jī)本體(1)的鉆孔姿態(tài)；

S4、調(diào)姿到位后，鉆機(jī)本體(1)進(jìn)行精準(zhǔn)鉆孔作業(yè)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的精準(zhǔn)開(kāi)孔方法，其特征在于：所述S1中，在安裝前端測(cè)量機(jī)構(gòu)(2)之前，使激光全站儀朝作業(yè)面發(fā)射目標(biāo)軸線，然后先對(duì)鉆機(jī)本體(1)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)姿，手動(dòng)粗調(diào)到位后再進(jìn)行如上所述的S1至S3的自動(dòng)精調(diào)。

說(shuō)明書(shū)： 一種自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)及精準(zhǔn)開(kāi)孔方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明主要涉及建筑設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)，還涉及一種精準(zhǔn)開(kāi)孔方法。

背景技術(shù)[0002] 當(dāng)今工業(yè)施工與城市建設(shè)中，多功能鉆機(jī)是地質(zhì)勘查和工程施工的重要機(jī)械設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于錨桿護(hù)坡、管棚支護(hù)、基礎(chǔ)加固、地質(zhì)調(diào)查及預(yù)報(bào)，具有利用率高、機(jī)動(dòng)性

強(qiáng)的特點(diǎn)。

[0003] 目前的多功能鉆機(jī)在實(shí)施定向鉆進(jìn)時(shí)，至少需要兩人配合：機(jī)械操作手依據(jù)作業(yè)前端觀測(cè)手的指令反復(fù)調(diào)整提升、俯仰、擺動(dòng)與旋轉(zhuǎn)油缸，有時(shí)甚至需要來(lái)回挪動(dòng)整車，且

對(duì)軸線精度完全依賴于操作手的經(jīng)驗(yàn)以及與觀測(cè)手的默契程度。這一施工作業(yè)過(guò)程存在以

下技術(shù)問(wèn)題：

[0004] 一是當(dāng)前對(duì)軸線精度完全依賴于操作手的經(jīng)驗(yàn)以及與觀測(cè)手的默契程度，調(diào)整難度大、作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大。

[0005] 二是隨著社會(huì)的發(fā)展，精準(zhǔn)施工的要求越來(lái)越高。但是上述人工操作和反復(fù)調(diào)整的方法，使得調(diào)整精度得不到保障，開(kāi)孔容易出現(xiàn)失誤，進(jìn)而嚴(yán)重影響后期的施工、甚至是

建筑的后續(xù)穩(wěn)定性和安全性。

發(fā)明內(nèi)容[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、操作方便靈活、開(kāi)孔精度高、大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度和作業(yè)時(shí)間的一種自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)，還

提供一種基于該自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)的精準(zhǔn)開(kāi)孔方法。

[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：[0008] 本發(fā)明提供一種自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)，用于和激光全站儀配合以進(jìn)行精準(zhǔn)鉆孔，包括鉆機(jī)本體、前端測(cè)量機(jī)構(gòu)、后端測(cè)量機(jī)構(gòu)、行程測(cè)量機(jī)構(gòu)和中央控制機(jī)構(gòu)；所述前端

測(cè)量機(jī)構(gòu)包括與鉆機(jī)本體的鉆桿同軸心的激光發(fā)射器、用于朝作業(yè)面發(fā)射激光并將激光位

置信息傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)；所述后端測(cè)量機(jī)構(gòu)包括與鉆機(jī)本體的鉆桿同軸心安裝的靶

標(biāo)、用于接收激光全站儀的目標(biāo)軸線的激光照射并將激光位置信息傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)；

所述行程測(cè)量機(jī)構(gòu)安裝于鉆機(jī)本體的調(diào)姿油桿上、用于測(cè)量油桿實(shí)時(shí)行程并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳

輸給中央控制機(jī)構(gòu)；所述中央控制機(jī)構(gòu)與鉆機(jī)本體的鉆機(jī)控制器通信連接、用于在接收前

端測(cè)量機(jī)構(gòu)和后端測(cè)量機(jī)構(gòu)和行程測(cè)量機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析后制定調(diào)姿控制指令并

將調(diào)姿控制指令傳輸給鉆機(jī)控制器以自動(dòng)精準(zhǔn)調(diào)整鉆機(jī)本體的鉆孔姿態(tài)。

[0009] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述前端測(cè)量機(jī)構(gòu)包括可拆卸地安裝于鉆機(jī)本體前端的前端定位支架，所述前端定位支架上安裝有激光發(fā)射器、前端照相設(shè)備和前端通信模塊，

所述前端照相設(shè)備用于采集激光發(fā)射器的激光圖像后通過(guò)前端通信模塊將采集信息傳輸

給中央控制機(jī)構(gòu)。

[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述前端定位支架上還設(shè)有前端照明設(shè)備、用于測(cè)量當(dāng)前光照并適時(shí)補(bǔ)光以保證前端照相設(shè)備的圖像采集。

[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述前端測(cè)量機(jī)構(gòu)包括陀螺儀，所述陀螺儀用于測(cè)量鉆機(jī)本體的實(shí)時(shí)姿態(tài)并將姿態(tài)數(shù)據(jù)傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)。

[0012] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述前端定位支架上設(shè)有多個(gè)與鉆機(jī)本體相配合的定位安裝組件、用于使前端定位支架在每次安裝時(shí)均精準(zhǔn)定位以使激光發(fā)射器每次均保持與

鉆機(jī)本體的鉆桿同軸心。

[0013] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述后端測(cè)量機(jī)構(gòu)包括可拆卸地安裝于鉆機(jī)本體后端的后端定位支架，所述后端定位支架上安裝有靶標(biāo)、后端照相設(shè)備和后端通信模塊，所述后

端照相設(shè)備用于采集靶標(biāo)上的激光圖像后通過(guò)后端通信模塊將采集信息傳輸給中央控制

機(jī)構(gòu)。

[0014] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述后端定位支架上還設(shè)有后端照明設(shè)備、用于測(cè)量當(dāng)前光照并適時(shí)補(bǔ)光以保證后端照相設(shè)備的圖像采集。

[0015] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括可對(duì)鉆機(jī)本體進(jìn)行人工干預(yù)控制的人機(jī)手持設(shè)備，所述人機(jī)手持設(shè)備和中央控制機(jī)構(gòu)通信連接、用于實(shí)時(shí)接收中央控制機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)以監(jiān)

控鉆機(jī)本體的實(shí)時(shí)狀態(tài)。

[0016] 本發(fā)明還提供一種基于上述任意一項(xiàng)所述的自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)的精準(zhǔn)開(kāi)孔方法，包括以下步驟：

[0017] S1、將前端測(cè)量機(jī)構(gòu)安裝在鉆機(jī)本體的前端，使得激光發(fā)射器與鉆機(jī)本體的鉆桿同軸心；然后使激光發(fā)射器朝作業(yè)面發(fā)射激光并將激光位置信息傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)；

[0018] S2、將后端測(cè)量機(jī)構(gòu)安裝在鉆機(jī)本體的后端，使得靶標(biāo)與鉆機(jī)本體的鉆桿同軸心以用于指示鉆機(jī)本體后側(cè)架設(shè)的激光全站儀所投射的目標(biāo)軸線的光斑位置；然后使激光全

站儀朝靶標(biāo)照射并將激光位置信息傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)；

[0019] S3、中央控制機(jī)構(gòu)接收前端測(cè)量機(jī)構(gòu)、后端測(cè)量機(jī)構(gòu)和行程測(cè)量機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，然后制定調(diào)姿控制指令并將調(diào)姿控制指令傳輸給鉆機(jī)本體的鉆機(jī)控制器以精準(zhǔn)

調(diào)整鉆機(jī)本體的鉆孔姿態(tài)；

[0020] S4、調(diào)姿到位后，鉆機(jī)本體進(jìn)行精準(zhǔn)鉆孔作業(yè)。[0021] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述S1中，在安裝前端測(cè)量機(jī)構(gòu)之前，使激光全站儀朝作業(yè)面發(fā)射目標(biāo)軸線，然后先對(duì)鉆機(jī)本體進(jìn)行手動(dòng)調(diào)姿，手動(dòng)粗調(diào)到位后再進(jìn)行如上所述

的S1至S3的自動(dòng)精調(diào)。

[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：[0023] 一是本發(fā)明的自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)，利用前端的前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2收集鉆機(jī)本體1的目前位置和姿態(tài)，利用后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3收集激光全站儀的目標(biāo)軸線光斑位置信息來(lái)明

確鉆機(jī)本體1應(yīng)該調(diào)姿到位的信息，利用行程測(cè)量機(jī)構(gòu)4測(cè)量鉆機(jī)本體1油桿實(shí)時(shí)行程信息，

再利用中央控制機(jī)構(gòu)5將三者信息綜合分析利用后制定調(diào)姿控制指令，并將調(diào)姿控制指令

傳輸給鉆機(jī)控制器，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)精準(zhǔn)調(diào)整鉆機(jī)本體1的鉆孔姿態(tài)。這一是完全杜絕了現(xiàn)有

技術(shù)的依賴操作手的經(jīng)驗(yàn)以及與觀測(cè)手進(jìn)行人工配合的方式，鉆機(jī)開(kāi)孔定位調(diào)整難度大大

降低，勞動(dòng)強(qiáng)度小，并且調(diào)姿作業(yè)時(shí)間短，大大提高了工作效率。二是前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2、后端

測(cè)量機(jī)構(gòu)3、行程測(cè)量機(jī)構(gòu)4和中央控制機(jī)構(gòu)5相互配合、相互支持，構(gòu)成了技術(shù)功能團(tuán)，一起

配合使得鉆機(jī)開(kāi)孔定位調(diào)整精度大大提高，不易出現(xiàn)開(kāi)孔失誤，有效保障了后期的施工、甚

至是建筑的后續(xù)穩(wěn)定性和安全性。三是操作十分靈活、快捷，不需要大規(guī)模改造，節(jié)約了成

本。因?yàn)殂@機(jī)自身特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工環(huán)境的限制，使得調(diào)姿十分困難，而本發(fā)明充分利

用了鉆機(jī)自有的鉆臂來(lái)作為安裝位，設(shè)計(jì)了可以分別安裝在鉆機(jī)鉆臂前后的前端測(cè)量機(jī)

構(gòu)、后端測(cè)量機(jī)構(gòu)，能夠和架設(shè)在鉆機(jī)本體后側(cè)安全位置的的激光全站儀來(lái)配合，加之行程

測(cè)量機(jī)構(gòu)和中央控制機(jī)構(gòu)相互配合，進(jìn)而很好的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)姿。

[0024] 二是本發(fā)明的精準(zhǔn)開(kāi)孔方法，操作方便快捷，調(diào)姿作業(yè)時(shí)間短，大大提高了工作效率，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，并且鉆機(jī)開(kāi)孔定位調(diào)整精度大大提高，不易出現(xiàn)開(kāi)孔失誤，有效

保障了后期的施工、甚至是建筑的后續(xù)穩(wěn)定性和安全性。

附圖說(shuō)明[0025] 圖1是本發(fā)明的自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)在使用時(shí)的立體結(jié)構(gòu)原理示意圖。[0026] 圖2是本發(fā)明的前端測(cè)量機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)原理示意圖。[0027] 圖3是本發(fā)明的后端測(cè)量機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)原理示意圖。[0028] 圖4是本發(fā)明的行程測(cè)量機(jī)構(gòu)在使用時(shí)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。[0029] 圖5是本發(fā)明的前端測(cè)量機(jī)構(gòu)的構(gòu)成原理示意圖。[0030] 圖6是本發(fā)明的中央控制機(jī)構(gòu)的構(gòu)成原理示意圖。[0031] 圖中各標(biāo)號(hào)表示：[0032] 1、鉆機(jī)本體；2、前端測(cè)量機(jī)構(gòu)；21、前端定位支架；22、激光發(fā)射器；23、前端照相設(shè)備；24、前端通信模塊；25、前端照明設(shè)備；3、后端測(cè)量機(jī)構(gòu)；31、后端定位支架；32、靶標(biāo)；33、

后端照相設(shè)備；34、后端通信模塊；35、后端照明設(shè)備；4、行程測(cè)量機(jī)構(gòu)；5、中央控制機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式[0033] 以下將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。[0034] 如圖1至圖6所示，本發(fā)明提供一種自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)，用于和激光全站儀配合以進(jìn)行精準(zhǔn)鉆孔，包括鉆機(jī)本體1、前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2、后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3、行程測(cè)量機(jī)構(gòu)4和

中央控制機(jī)構(gòu)5；前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2包括與鉆機(jī)本體1的鉆桿同軸心的激光發(fā)射器22、用于朝作

業(yè)面發(fā)射激光并將激光位置信息傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)5；后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3包括與鉆機(jī)本體1

的鉆桿同軸心安裝的靶標(biāo)32、用于接收激光全站儀的目標(biāo)軸線的激光照射并將激光位置信

息傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)5；行程測(cè)量機(jī)構(gòu)4安裝于鉆機(jī)本體1的調(diào)姿油桿上、用于測(cè)量油桿實(shí)

時(shí)行程并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)5；中央控制機(jī)構(gòu)5與鉆機(jī)本體1的鉆機(jī)控制器通

信連接、用于在接收前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2和后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3和行程測(cè)量機(jī)構(gòu)4的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分

析后制定調(diào)姿控制指令并將調(diào)姿控制指令傳輸給鉆機(jī)控制器以自動(dòng)精準(zhǔn)調(diào)整鉆機(jī)本體1的

鉆孔姿態(tài)。具體實(shí)施原理如下：

[0035] 作業(yè)時(shí)，可以先將激光全站儀朝作業(yè)面發(fā)射目標(biāo)軸線，然后先對(duì)鉆機(jī)本體1進(jìn)行手動(dòng)調(diào)姿，手動(dòng)粗調(diào)到位后再進(jìn)行如下的自動(dòng)精調(diào)：首先，在鉆機(jī)本體1的前端安裝好前端測(cè)

量機(jī)構(gòu)2，并使得前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2的激光發(fā)射器22與鉆機(jī)本體1的鉆桿同軸心，然后激光發(fā)射

器22朝作業(yè)面發(fā)射激光，前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2將激光位置信息傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)5。

[0036] 然后，將后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3安裝在鉆機(jī)本體1的后端(當(dāng)然，也可以同時(shí)安裝好前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2和后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3)，使得后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3的靶標(biāo)32與鉆機(jī)本體1的鉆桿同軸心，靶標(biāo)

32用于指示架設(shè)在鉆機(jī)本體1后側(cè)的激光全站儀所投射的目標(biāo)軸線的光斑位置；然后打開(kāi)

激光全站儀，使激光全站儀朝靶標(biāo)32照射，后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3將靶標(biāo)32上的激光位置信息傳輸

給中央控制機(jī)構(gòu)5；同時(shí)，安裝于鉆機(jī)本體1的調(diào)姿油桿上的行程測(cè)量機(jī)構(gòu)4(也即現(xiàn)有技術(shù)

中的位移傳感器，其可以通過(guò)無(wú)線或者有線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸)測(cè)量油桿實(shí)時(shí)行程并將測(cè)量數(shù)

據(jù)傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)5，為中央控制機(jī)構(gòu)5的計(jì)算過(guò)程提供依據(jù)。在本實(shí)施例中，如圖4所

示，鉆機(jī)本體1的每個(gè)調(diào)姿油桿上均設(shè)有一個(gè)行程測(cè)量機(jī)構(gòu)4。

[0037] 如圖6所示：中央控制機(jī)構(gòu)5以工業(yè)計(jì)算機(jī)為核心，搭載了MCU、通訊模塊、采集卡和交換機(jī)，后端通信模塊34也即通訊模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取、姿態(tài)控制數(shù)據(jù)生成和設(shè)備自動(dòng)控制

功能。DC/DC為設(shè)備電源調(diào)整模塊，用于為所有部件提供電源；并且中央控制機(jī)構(gòu)5的工業(yè)計(jì)

算機(jī)搭載了圖像處理及自動(dòng)調(diào)整軟件，當(dāng)其采集了來(lái)自前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2和后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3和

行程測(cè)量機(jī)構(gòu)4的數(shù)據(jù)后，綜合分析行成自動(dòng)調(diào)整策略，將策略數(shù)據(jù)發(fā)送給MCU，最終由MCU

形成調(diào)姿控制指令，并將形成的調(diào)姿控制指令發(fā)送給鉆機(jī)本體1的鉆機(jī)控制器，由鉆機(jī)控制

器實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆機(jī)的自動(dòng)控制和精確調(diào)姿。調(diào)姿到位后，取下前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2和后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3，

進(jìn)行精準(zhǔn)的開(kāi)孔作業(yè)。通過(guò)以上特殊的科學(xué)設(shè)計(jì)，具有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

[0038] 本發(fā)明的自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)，利用前端的前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2收集鉆機(jī)本體1的目前位置和姿態(tài)，利用后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3收集激光全站儀的目標(biāo)軸線光斑位置信息來(lái)明確鉆

機(jī)本體1應(yīng)該調(diào)姿到位的信息，利用行程測(cè)量機(jī)構(gòu)4測(cè)量鉆機(jī)本體1油桿實(shí)時(shí)行程信息，再利

用中央控制機(jī)構(gòu)5將三者信息綜合分析利用后制定調(diào)姿控制指令，并將調(diào)姿控制指令傳輸

給鉆機(jī)控制器，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)精準(zhǔn)調(diào)整鉆機(jī)本體1的鉆孔姿態(tài)。這一是完全杜絕了現(xiàn)有技術(shù)

的依賴操作手的經(jīng)驗(yàn)以及與觀測(cè)手進(jìn)行人工配合的方式，鉆機(jī)開(kāi)孔定位調(diào)整難度大大降

低，勞動(dòng)強(qiáng)度小，并且調(diào)姿作業(yè)時(shí)間短，大大提高了工作效率。二是前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2、后端測(cè)

量機(jī)構(gòu)3、行程測(cè)量機(jī)構(gòu)4和中央控制機(jī)構(gòu)5相互配合、相互支持，構(gòu)成了技術(shù)功能團(tuán)，一起配

合使得鉆機(jī)開(kāi)孔定位調(diào)整精度大大提高，不易出現(xiàn)開(kāi)孔失誤，有效保障了后期的施工、甚至

是建筑的后續(xù)穩(wěn)定性和安全性。三是操作十分靈活、快捷，不需要大規(guī)模改造，節(jié)約了成本。

因?yàn)殂@機(jī)自身特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工環(huán)境的限制，使得調(diào)姿十分困難，而本發(fā)明充分利用

了鉆機(jī)自有的鉆臂來(lái)作為安裝位，設(shè)計(jì)了可以分別安裝在鉆機(jī)鉆臂前后的前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2、

后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3，能夠和架設(shè)在鉆機(jī)本體1后側(cè)安全位置的的激光全站儀來(lái)配合，加之行程

測(cè)量機(jī)構(gòu)4和中央控制機(jī)構(gòu)5相互配合，進(jìn)而很好的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)姿。

[0039] 進(jìn)一步，在較佳實(shí)施例中，前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2包括可拆卸地安裝于鉆機(jī)本體1前端的前端定位支架21，前端定位支架21上安裝有激光發(fā)射器22、前端照相設(shè)備23和前端通信模

塊24，前端照相設(shè)備23用于采集激光發(fā)射器22的激光圖像后通過(guò)前端通信模塊24將采集信

息傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)5。在本實(shí)施例中，前端定位支架21上還設(shè)有前端照明設(shè)備25、用于

測(cè)量當(dāng)前光照并適時(shí)補(bǔ)光以保證前端照相設(shè)備23的圖像采集。前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2包括陀螺儀

(圖中未示出)，陀螺儀用于測(cè)量鉆機(jī)本體1的實(shí)時(shí)姿態(tài)并將姿態(tài)數(shù)據(jù)傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)

5，為中央控制機(jī)構(gòu)5的計(jì)算過(guò)程提供依據(jù)。在本實(shí)施例中，前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2如圖5所示：激光

發(fā)射器22與鉆機(jī)本體1的鉆桿同軸心，用于在作業(yè)面打出鉆臂當(dāng)前朝向位置；前端通信模塊

24也即通訊模塊，前端照相設(shè)備23采用工業(yè)相機(jī)，采集前方圖像后將數(shù)據(jù)送往中央控制機(jī)

構(gòu)5的工業(yè)計(jì)算機(jī)，由工業(yè)計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理并判斷出光斑所在位置；前端照明設(shè)備25也即照

明設(shè)備，用于測(cè)量當(dāng)前光照，并根據(jù)光照情況對(duì)前方進(jìn)行補(bǔ)光，以保證工業(yè)相機(jī)可靠工作；

DC/DC為前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2的設(shè)備電源調(diào)整模塊，用于為所有部件提供電源；MCU形成的數(shù)據(jù)與

工業(yè)相機(jī)形成數(shù)據(jù)均通過(guò)工業(yè)交換機(jī)以有線方式送往中央控制機(jī)構(gòu)5。

[0040] 進(jìn)一步，在較佳實(shí)施例中，前端定位支架21上設(shè)有多個(gè)與鉆機(jī)本體1相配合的定位安裝組件、用于使前端定位支架21在每次安裝時(shí)均精準(zhǔn)定位以使激光發(fā)射器22每次均保持

與鉆機(jī)本體1的鉆桿同軸心。在本實(shí)施例中，定位安裝組件包括多個(gè)開(kāi)設(shè)于前端定位支架21

上的定位孔和定位柱(圖中未示出)，該定位孔以及定位柱均分別和鉆機(jī)本體1前端上的安

裝孔對(duì)應(yīng)，能夠保證每次安裝時(shí)，都可以快速的使前端定位支架21上的激光發(fā)射器22與鉆

機(jī)本體1的鉆桿保持同軸心，不但使得每次的操作方便快捷，而且有效保證了每次調(diào)姿的精

準(zhǔn)度。

[0041] 進(jìn)一步，在較佳實(shí)施例中，后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3包括可拆卸地安裝于鉆機(jī)本體1后端的后端定位支架31，后端定位支架31上安裝有靶標(biāo)32、后端照相設(shè)備33和后端通信模塊34，后

端照相設(shè)備33用于采集靶標(biāo)32上的激光圖像后通過(guò)后端通信模塊34將采集信息傳輸給中

央控制機(jī)構(gòu)5。在本實(shí)施例中，后端定位支架31上還設(shè)有后端照明設(shè)備35、用于測(cè)量當(dāng)前光

照并適時(shí)補(bǔ)光以保證后端照相設(shè)備33的圖像采集。在本實(shí)施例中，后端定位支架31上也設(shè)

有多個(gè)與鉆機(jī)本體1相配合的定位安裝組件、用于使后端定位支架31在每次安裝時(shí)均精準(zhǔn)

定位以使靶標(biāo)32的靶心每次均保持與鉆機(jī)本體1的鉆桿同軸心。這不但使得每次的操作方

便快捷，而且有效保證了每次調(diào)姿的精準(zhǔn)度。

[0042] 進(jìn)一步，在較佳實(shí)施例中，還包括可對(duì)鉆機(jī)本體1進(jìn)行人工干預(yù)控制的人機(jī)手持設(shè)備，人機(jī)手持設(shè)備和中央控制機(jī)構(gòu)5通信連接、用于實(shí)時(shí)接收中央控制機(jī)構(gòu)5的數(shù)據(jù)以監(jiān)控

鉆機(jī)本體1的實(shí)時(shí)狀態(tài)。在本實(shí)施例中，人機(jī)手持設(shè)備采用線控方式，為手持設(shè)備，能夠監(jiān)視

設(shè)備狀態(tài)、進(jìn)行系統(tǒng)配置以及實(shí)現(xiàn)人工干預(yù)，可采用成品HMI實(shí)現(xiàn)。

[0043] 本發(fā)明還提供一種基于上述任意一項(xiàng)所述自動(dòng)開(kāi)孔定位多功能鉆機(jī)的精準(zhǔn)開(kāi)孔方法，包括以下步驟：

[0044] S1、將前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2安裝在鉆機(jī)本體1的前端，使得激光發(fā)射器22與鉆機(jī)本體1的鉆桿同軸心；然后使激光發(fā)射器22朝作業(yè)面發(fā)射激光并將激光位置信息傳輸給中央控制機(jī)

構(gòu)5；

[0045] S2、將后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3安裝在鉆機(jī)本體1的后端(當(dāng)然，也可以同時(shí)安裝好前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2和后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3)，使得靶標(biāo)32與鉆機(jī)本體1的鉆桿同軸心以用于指示鉆機(jī)本體1后

側(cè)架設(shè)的激光全站儀所投射的目標(biāo)軸線的光斑位置；然后使激光全站儀朝靶標(biāo)32照射并將

激光位置信息傳輸給中央控制機(jī)構(gòu)5；

[0046] S3、中央控制機(jī)構(gòu)5接收前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2、后端測(cè)量機(jī)構(gòu)3和行程測(cè)量機(jī)構(gòu)4的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，然后制定調(diào)姿控制指令并將調(diào)姿控制指令傳輸給鉆機(jī)本體1的鉆機(jī)控制器

以精準(zhǔn)調(diào)整鉆機(jī)本體1的鉆孔姿態(tài)；

[0047] S4、調(diào)姿到位后，鉆機(jī)本體1進(jìn)行精準(zhǔn)鉆孔作業(yè)。[0048] 進(jìn)一步，在較佳實(shí)施例中，所述S1中，在安裝前端測(cè)量機(jī)構(gòu)2之前，使激光全站儀朝作業(yè)面發(fā)射目標(biāo)軸線，然后先對(duì)鉆機(jī)本體1進(jìn)行手動(dòng)調(diào)姿，手動(dòng)粗調(diào)到位后再進(jìn)行如上所述

的S1至S3的自動(dòng)精調(diào)。

[0049] 雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)

本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是

未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、

等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。