1.本發(fā)明涉及隧道巖石開挖技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于隧道開挖施工的錐形槽取芯鉆架。

背景技術(shù)：

2.目前，隧道巖石開挖主要分為爆破開挖、機(jī)械開挖、靜態(tài)破碎開挖(也稱靜態(tài)爆破)等方式。其中，在振動、噪聲嚴(yán)格控制的區(qū)域，靜態(tài)破碎是不得不采用的方法。采用傳統(tǒng)的靜態(tài)破碎開挖方法時，需要先在巖石中鉆一定深度的鉆孔，再在孔內(nèi)加入靜態(tài)破碎劑，利用破碎劑在炮孔壁上施加的壓力造成巖石的破裂。然而，在進(jìn)行隧道開挖時，由于待開挖的巖石四周受到約束，僅有掌子面處的臨空面，鉆孔內(nèi)的膨脹劑產(chǎn)生的壓力難以脹裂巖石，因此在隧道中心預(yù)先開挖一個空腔進(jìn)而形成臨空面十分必要。而通過整體切割的方式開挖空腔需要大型機(jī)械，且效率很低，為此可以通過將傳統(tǒng)的鉆機(jī)安裝在錐形鉆機(jī)架上，幫助鉆機(jī)精確定位，通過將鉆孔與鉆孔相連，開挖出錐形的巖石，進(jìn)而形成錐形的空腔，為后續(xù)靜態(tài)破碎作業(yè)提供臨空面。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

3.針對現(xiàn)有隧道靜態(tài)破碎開挖時，難以預(yù)先在掌子面中心位置開挖空腔以提供靜態(tài)破碎所需的臨空面問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于隧道開挖的錐形槽取芯鉆架，其結(jié)構(gòu)簡單，可幫助作業(yè)人員在隧道掌子面上開挖出錐形空腔以創(chuàng)造臨空面，在進(jìn)行后續(xù)隧道的靜態(tài)破碎開挖作業(yè)時，使巖石更易破碎。

4.為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于隧道開挖的錐形槽取芯鉆架，包括同軸設(shè)置且間隔分布的大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道，所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道的中心之間連接有支撐軸；所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道上分別安裝有沿大圓盤齒輪軌道的圓周部分和沿小圓盤齒輪軌道的圓周部分轉(zhuǎn)動的可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置；兩個可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置之間安裝有鉆機(jī)軌道槽；所述支撐軸靠近所述大圓盤齒輪軌道的一端設(shè)有機(jī)械臂接口裝置，支撐軸靠近所述小圓盤齒輪軌道的一端設(shè)有小型定位鉆頭。

5.優(yōu)選的，所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道的圓周部分的外側(cè)周面具有外圈齒輪。

6.進(jìn)一步的，所述可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置包括套在所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道的圓周部分上的轉(zhuǎn)動架，所述轉(zhuǎn)動架內(nèi)設(shè)有與所述外圈齒輪嚙合連接的轉(zhuǎn)動齒輪、與所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道的圓周部分的內(nèi)側(cè)周面滾動連接的軌道滾輪。

7.優(yōu)選的，所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道的圓周部分的內(nèi)側(cè)周面具有圓形軌道槽，所述軌道滾輪被限定在所述圓形軌道槽內(nèi)。

8.進(jìn)一步的，所述支撐軸上設(shè)有與支撐軸的軸線垂直并與所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道的圓周部分的內(nèi)側(cè)周面連接的連桿。

9.可選的，所述可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置的數(shù)量為至少四個的偶數(shù)個，分別位于所述大圓盤

齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道上的兩個相對設(shè)置的可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置之間安裝有所述鉆機(jī)軌道槽。

10.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

11.(1)結(jié)構(gòu)簡單，可模塊化制造，成本低。

12.(2)可利用傳統(tǒng)沖擊式鉆機(jī)實現(xiàn)切槽作業(yè)。

13.(3)控制、操作簡單。

附圖說明

14.為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。

15.圖1為本發(fā)明的用于隧道開挖的錐形槽取芯鉆架的結(jié)構(gòu)示意圖；

16.圖2為本發(fā)明的可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

17.圖中：1—大圓盤齒輪軌道、2—小圓盤齒輪軌道、3—支撐軸、4—第一可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置、5—第二可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置、6—機(jī)械臂接口裝置、7—小型定位鉆頭、8—鉆機(jī)軌道槽、9—連桿、10—轉(zhuǎn)動齒輪、11—軌道滾輪。

具體實施方式

18.下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

19.下面參見圖1～圖2對本發(fā)明的用于隧道開挖的錐形槽取芯鉆架進(jìn)行詳細(xì)說明。

20.本發(fā)明的用于隧道開挖的錐形槽取芯鉆架包括同軸設(shè)置且間隔分布的大圓盤齒輪軌道1和小圓盤齒輪軌道2、安裝在兩個圓盤齒輪軌道的中心之間的支撐軸3、安裝在大圓盤齒輪軌道1上且沿大圓盤齒輪軌道1的圓周部分轉(zhuǎn)動的第一可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置4、安裝在小圓盤齒輪軌道2上且沿小圓盤齒輪軌道2的圓周部分轉(zhuǎn)動的第二可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置5，第一可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置4和第二可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置5的結(jié)構(gòu)相同，第一可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置4和第二可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置5之間安裝有鉆機(jī)軌道槽8。支撐軸3靠近大圓盤齒輪軌道1的一端設(shè)有機(jī)械臂接口裝置6，支撐軸3靠近小圓盤齒輪軌道2的一端設(shè)有小型定位鉆頭7。

21.大圓盤齒輪軌道1和小圓盤齒輪軌道2的圓周部分的外側(cè)周面具有外圈齒輪。如圖2所示，每個可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置里面各安裝有兩個轉(zhuǎn)動齒輪10和兩個軌道滾輪11，用來實現(xiàn)調(diào)節(jié)裝置的轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動齒輪10和軌道滾輪11安裝在轉(zhuǎn)動架內(nèi)，轉(zhuǎn)動架套在大圓盤齒輪軌道1和小圓盤齒輪軌道2的圓周部分上，其中，轉(zhuǎn)動齒輪10與外圈齒輪嚙合連接，軌道滾輪11與大圓盤齒輪軌道1和小圓盤齒輪軌道2的圓周部分的內(nèi)側(cè)周面滾動連接。

22.為了使軌道滾輪11更穩(wěn)定的在圓盤齒輪軌道的內(nèi)側(cè)滑動，大圓盤齒輪軌道1和小圓盤齒輪軌道2的圓周部分的內(nèi)側(cè)周面具有圓形軌道槽，滾輪被限定在所述圓形軌道槽內(nèi)。

23.另外，支撐軸3上設(shè)有與支撐軸3的軸線垂直并與大圓盤齒輪軌道1和小圓盤齒輪

軌道2的圓周部分的內(nèi)側(cè)周面連接的連桿9，增加整個錐形槽取芯鉆架的穩(wěn)固性。

24.不難理解，也可以在兩個圓盤齒輪軌道之間安裝大于兩個的多組鉆機(jī)軌道槽8，不少于兩組的鉆機(jī)軌道槽8上分別各安裝一組鉆機(jī)，使各鉆機(jī)呈一定角度進(jìn)行打孔操作，打孔效率更高。

25.下面，參照圖1至2并結(jié)合上述結(jié)構(gòu)技術(shù)特征的描述，對本發(fā)明的用于隧道開挖的錐形槽取芯鉆架的工作原理進(jìn)行介紹：

26.在進(jìn)行隧道掌子面取芯操作時，兩個鉆機(jī)軌道槽8各安裝一組鉆機(jī)(或鑿巖機(jī))，兩組鉆機(jī)呈一角度。啟動小型定位鉆頭7進(jìn)行鉆孔定位，隨即啟動鉆機(jī)軌道槽8上的兩組鉆機(jī)進(jìn)行打孔操作，當(dāng)一組打孔完畢后，轉(zhuǎn)動第一可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置4和第二可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置5繞支撐軸3轉(zhuǎn)動來調(diào)整位置，從而調(diào)整鉆機(jī)打孔的位置。最終按上述操作一圈后可從隧道掌子面中心截取出一塊錐形體，再對其周圍一圈注入靜態(tài)破碎劑進(jìn)行靜態(tài)爆破，破碎過程由于中間部分無支撐面，就會使破碎進(jìn)行更充分徹底，并可為靜態(tài)劈裂器或破碎錘快速破碎錐形槽四周剩余巖石提供良好的臨空面。

27.以上所述，僅為本發(fā)明中的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解得到的變換或者替換，都應(yīng)該涵蓋在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

1.一種用于隧道開挖的錐形槽取芯鉆架，其特征在于：包括同軸設(shè)置且間隔分布的大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道，所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道的中心之間連接有支撐軸；所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道上分別安裝有沿大圓盤齒輪軌道的圓周部分和沿小圓盤齒輪軌道的圓周部分轉(zhuǎn)動的可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置；兩個可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置之間安裝有鉆機(jī)軌道槽；所述支撐軸靠近所述大圓盤齒輪軌道的一端設(shè)有機(jī)械臂接口裝置，支撐軸靠近所述小圓盤齒輪軌道的一端設(shè)有小型定位鉆頭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于隧道開挖的錐形槽取芯鉆架，其特征在于，所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道的圓周部分的外側(cè)周面具有外圈齒輪。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于隧道開挖的錐形槽取芯鉆架，其特征在于，所述可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置包括套在所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道的圓周部分上的轉(zhuǎn)動架，所述轉(zhuǎn)動架內(nèi)設(shè)有與所述外圈齒輪嚙合連接的轉(zhuǎn)動齒輪、與所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道的圓周部分的內(nèi)側(cè)周面滾動連接的軌道滾輪。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于隧道開挖的錐形槽取芯鉆架，其特征在于，所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道的圓周部分的內(nèi)側(cè)周面具有圓形軌道槽，所述軌道滾輪被限定在所述圓形軌道槽內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于隧道開挖的錐形槽取芯鉆架，其特征在于，所述支撐軸上設(shè)有與支撐軸的軸線垂直并與所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道的圓周部分的內(nèi)側(cè)周面連接的連桿。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的用于隧道開挖的錐形槽取芯鉆架，其特征在于，所述可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置的數(shù)量為至少四個的偶數(shù)個，分別位于所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道上的兩個相對設(shè)置的可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置之間安裝有所述鉆機(jī)軌道槽。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種用于隧道開挖的錐形槽取芯鉆架，包括同軸設(shè)置且間隔分布的大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道，所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道的中心之間連接有支撐軸；所述大圓盤齒輪軌道和小圓盤齒輪軌道上分別安裝有沿大圓盤齒輪軌道的圓周部分和沿小圓盤齒輪軌道的圓周部分轉(zhuǎn)動的可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置；兩個可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)裝置之間安裝有鉆機(jī)軌道槽；所述支撐軸靠近所述大圓盤齒輪軌道的一端設(shè)有機(jī)械臂接口裝置，支撐軸靠近所述小圓盤齒輪軌道的一端設(shè)有小型定位鉆頭。本發(fā)明能夠幫助作業(yè)人員在隧道開挖面上開挖出錐形空腔，創(chuàng)造臨空面，在進(jìn)行后續(xù)隧道巖石的靜態(tài)破碎作業(yè)時，使巖石更易破碎。巖石更易破碎。巖石更易破碎。

技術(shù)研發(fā)人員：孫金山 范焜暉 賈永勝 姚穎康 李芳

受保護(hù)的技術(shù)使用者：江漢大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2022.04.02

技術(shù)公布日：2022/7/21