方便切换工作模式的手自一体钻机

权利要求书： 1.一种方便切换工作模式的手自一体钻机，包括：导向架(1)、钻杆驱动件(2)、钻筒(3)和升降驱动件(4)，其特征在于，钻杆驱动件(2)与所述钻筒(3)动力连接，所述钻杆驱动件(2)和所述钻筒(3)组成的整体固定安装在所述升降驱动件(4)一侧，所述升降驱动件(4)套接在所述导向架(1)上并可沿所述导向架(1)滑动，所述升降驱动件(4)上设置的切换箱(42)和自动挡动力箱(44)与所述钻杆驱动件(2)以及所述钻筒(3)组成的整体分置在所述导向架(1)两侧；所述自动挡动力箱(44)与导向架对称面共面设置，所述切换箱(42)以及供手动驱动的手把(434)对称地设置在所述自动挡动力箱(44)两侧，供操作者一手控制所述切换箱(42)切换进给动力源，一手控制所述手把(434)手动进给。

2.根据权利要求1所述的一种方便切换工作模式的手自一体钻机，其特征在于，所述导向架(1)包括：导向轨道(11)、导向齿条(12)、手柄(13)和底座(14)，所述手柄(13)和所述底座(14)分别固定安装在所述导向轨道(11)顶面和底面，所述导向齿条(12)固定安装在所述导向轨道(11)侧壁面且面向所述升降驱动件(4)。

3.根据权利要求2所述的一种方便切换工作模式的手自一体钻机，其特征在于，所述钻杆驱动件(2)与所述钻筒(3)之间连接有动力联接齿箱(5)，所述动力连接齿箱固定安装在所述升降驱动件(4)一侧，所述动力联接齿箱(5)传动连接所述钻杆驱动件(2)和所述钻筒(3)。

4.根据权利要求3所述的一种方便切换工作模式的手自一体钻机，其特征在于，所述升降驱动件(4)包括：动力输入件(41)、切换箱(42)、手动挡动力箱(43)、自动挡动力箱(44)和导向座(45)，所述导向座(45)与所述导向轨道(11)配合，所述导向座(45)套接在所述导向轨道(11)上，所述手动挡动力箱(43)和所述自动挡动力箱(44)固定连接形成的整体固定安装在所述导向座(45)一侧，所述切换箱(42)固定安装在所述自动挡动力箱(44)侧壁面，所述切换箱(42)同时联接所述手动挡动力箱(43)和自动挡动力箱(44)，所述动力输入件(41)固定安装在所述自动挡动力箱(44)顶面，所述动力输入件(41)与所述自动挡动力箱(44)传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种方便切换工作模式的手自一体钻机，其特征在于，所述手动挡动力箱(43)和所述自动挡动力箱(44)固定连接形成整体动力箱(6)，所述整体动力箱(6)呈阶梯状构造，所述手动挡动力箱(43)内设置有第一动力件(431)，所述自动挡动力箱(44)内设置有第二动力件(441)，所述第一动力件(431)与所述导向架(1)上设置的所述导向齿条(12)啮合。

6.根据权利要求5所述的一种方便切换工作模式的手自一体钻机，其特征在于，所述第一动力件(431)包括：第一齿轮(432)、手动驱动杆(433)和手把(434)，所述第一齿轮(432)转动连接在所述手动挡动力箱(43)内，所述手动驱动杆(433)穿过所述手动挡动力箱(43)与所述第一齿轮(432)中心可拆卸连接，所述第一齿轮(432)另一端与所述切换箱(42)传动连接，所述手把(434)固定安装在所述手动驱动杆(433)上。

7.根据权利要求6所述的一种方便切换工作模式的手自一体钻机，其特征在于，所述第二动力件(441)设置为涡轮蜗杆构件，所述涡轮蜗杆构件与所述动力输入件(41)动力连接，所述涡轮蜗杆一侧穿过所述自动挡动力箱(44)与所述切换箱(42)传动连接。

8.根据权利要求7所述的一种方便切换工作模式的手自一体钻机，其特征在于，所述切换箱(42)包括：切换拨叉(421)、离合器(422)、传动齿轮(423)和传动轴杆(424)，所述传动轴杆(424)与所述第一齿轮(432)一侧固定连接，所述传动轴杆(424)上刻制有滑键，所述离合器(422)套接在所述传动轴杆(424)表面，所述离合器(422)内壁面啮合在所述滑键上，所述离合器(422)外径壁面开设有环形槽(425)，所述切换拨叉(421)转动连接在所述切换箱(42)表面，所述切换拨叉(421)底部设置有偏心切换头，所述偏心切换头嵌设在所述环形槽(425)内，所述离合器(422)侧壁面设置有卡接齿，所述卡接齿与所述传动齿轮(423)侧壁面相啮合。

说明书： 一种方便切换工作模式的手自一体钻机技术领域[0001] 本实用新型涉及工程机械技术领域，具体涉及一种方便切换工作模式的手自一体钻机。

背景技术[0002] 现有的隧道挖掘，主要有钻爆法、盾构法、铣挖法、手动钻机钻孔法等手段。对于城市中的一些硬岩隧道挖掘，由于不能爆破，通常采用三种设备钻进钻孔开挖；一种是手动钻

进钻孔，然而在城市低下隧道开挖中，由于操作空间狭小，手动转动手柄操作不便，同时钻

孔时钻进力比较大，人工施工劳动强度大，施力不稳定，效率较低；还有一种是自动钻进钻

孔，现有的自动钻进的钻机，只能自动钻进操作，一旦发生卡钻、钻头断裂或驱动失效等无

法预料的情况，需要人力干预的时候，自动钻机操作较为麻烦；一种是手自一体的自动钻

机，但现有的手自一体的自动钻机的偏载严重，工作不稳定，切换时机不易确定，需要操作

人员具有丰富的经验以及迅捷的动作，切换不及时容易引发事故安全。

[0003] 有鉴于此，亟待设计出一种方便切换工作模式的手自一体钻机，解决了手自一体的自动钻机偏载严重，工作不稳定，切换操作不方便，需要操作人员具有丰富的经验以及迅

捷的动作，切换不及时易引发事故安全等问题，能够使得手动和自动切换时的无缝衔接，防

止钻筒以及钻杆驱动件失去动力时突然下滑从而导致安全事故的问题。

实用新型内容

[0004] 为了解决以上现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种方便切换工作模式的手自一体钻机，解决了手自一体的自动钻机偏载严重，工作不稳定，切换操作不方便，

需要操作人员具有丰富的经验以及迅捷的动作，切换不及时易引发事故安全等问题，能够

使得手动和自动切换时的无缝衔接，防止钻筒以及钻杆驱动件失去动力时突然下滑从而导

致安全事故的问题。

[0005] 为了实现上述目标，本实用新型的技术方案为：一种方便切换工作模式的手自一体钻机，包括：导向架、钻杆驱动件、钻筒和升降驱动件，钻杆驱动件与所述钻筒动力连接，

所述钻杆驱动件和所述钻筒组成的整体固定安装在所述升降驱动件一侧，所述升降驱动件

套接在所述导向架上并可沿所述导向架滑动，所述升降驱动件上设置的切换箱和自动挡动

力箱与所述钻杆驱动件以及所述钻筒组成的整体分置在所述导向架两侧；所述自动挡动力

箱与导向架对称面共面设置，所述切换箱以及供手动驱动的手把对称地设置在所述自动挡

动力箱两侧，供操作者一手控制所述切换箱切换进给动力源，一手控制所述手把手动进给。

[0006] 进一步的，所述导向架包括：导向轨道、导向齿条、手柄和底座，所述手柄和所述底座分别固定安装在所述导向轨道顶面和底面，所述导向齿条固定安装在所述导向轨道侧壁

面且面向所述升降驱动件。

[0007] 进一步的，所述钻杆驱动件与所述钻筒之间连接有动力联接齿箱，所述动力连接齿箱固定安装在所述升降驱动件一侧，所述动力联接齿箱传动连接所述钻杆驱动件和所述

钻筒。

[0008] 进一步的，所述升降驱动件包括：动力输入件、切换箱、手动挡动力箱、自动挡动力箱和导向座，所述导向座与所述导向轨道配合，所述导向座套接在所述导向轨道上，所述手

动挡动力箱和所述自动挡动力箱固定连接形成的整体固定安装在所述导向座一侧，所述切

换箱固定安装在所述自动挡动力箱侧壁面，所述切换箱同时联接所述手动挡动力箱和自动

挡动力箱，所述动力输入件固定安装在所述自动挡动力箱顶面，所述动力输入件与所述自

动挡动力箱传动连接。

[0009] 进一步的，所述手动挡动力箱和所述自动挡动力箱固定连接形成整体动力箱，所述整体动力箱呈阶梯状构造，所述手动挡动力箱内设置有第一动力件，所述自动挡动力箱

内设置有第二动力件，所述第一动力件与所述导向架上设置的所述导向齿条啮合。

[0010] 进一步的，所述第一动力件包括：第一齿轮、手动驱动杆和手把，所述第一齿轮转动连接在所述手动挡动力箱内，所述手动驱动杆穿过所述手动挡动力箱与所述第一齿轮中

心可拆卸连接，所述第一齿轮另一端与所述切换箱传动连接，所述手把固定安装在所述手

动驱动杆上。

[0011] 进一步的，所述第二动力件设置为涡轮蜗杆构件，所述涡轮蜗杆构件与所述动力输入件动力连接，所述涡轮蜗杆一侧穿过所述自动挡动力箱与所述切换箱传动连接。

[0012] 进一步的，所述切换箱包括：切换拨叉、离合器、传动齿轮和传动轴杆，所述传动轴杆与所述第一齿轮一侧固定连接，所述传动轴杆上刻制有滑键，所述离合器套接在所述传

动轴杆表面，所述离合器内壁面啮合在所述滑键上，所述离合器外径壁面开设有环形槽，所

述切换拨叉转动连接在所述切换箱表面，所述切换拨叉底部设置有偏心切换头，所述偏心

切换头嵌设在所述环形槽内，所述离合器侧壁面设置有卡接齿，所述卡接齿与所述传动齿

轮侧壁面相啮合。

[0013] 有益效果：[0014] 本实用新型提供的一种方便切换工作模式的手自一体钻机，将切换拨叉以及手动驱动杆设置在传动轴杆的两端，减小偏心导致的偏心负载且在切换过程当中便于操作，而

切换拨叉采用偏心轮结构，手动驱动杆采用可拆卸式结构，以便在自动进给的时候拆下手

动驱动杆。而自动挡动力箱采用涡轮蜗杆的内部传动结构，防止钻筒以及钻杆驱动件沿导

向齿条下滑，在自动进给状态下，钻筒以及钻杆驱动件能够停留在任意位置，在钻筒向下钻

入岩石前调节钻筒的进给速度。本装置易于切换操作，可靠性高，便于维修，并且布置对称，

切换拨叉以及手动驱动方便同时操作，可随时快速切换。并且将自动挡动力箱设置在与导

向轨道共面处，离合器与操作手把对称地设置在导向轨道两侧，使得操作者能够一手操作

离合器方便切换，一手操作手把实现手动进给。而手动和自动切换时无缝衔接，防止钻筒以

及钻杆驱动件失去动力时突然下滑导致安全事故。

附图说明[0015] 图1为本实用新型一种方便切换工作模式的手自一体钻机整体结构立体示意图；[0016] 图2为本实用新型一种方便切换工作模式的手自一体钻机升降驱动构件示意图；[0017] 图3为本实用新型一种方便切换工作模式的手自一体钻机俯视结构图；[0018] 图4为本实用新型一种方便切换工作模式的手自一体钻机自动工作模式原理示意图；

[0019] 图5为本实用新型一种方便切换工作模式的手自一体钻机手动工作模式原理示意图；

[0020] 图中标记：1?导向架，2?钻杆驱动件，3?钻筒，4?升降驱动件，5?动力联接齿箱，6?动力箱，11?导向轨道，12?导向齿条，13?手柄，14?底座，41?动力输入件，42?切换箱，43?手

动挡动力箱，44?自动挡动力箱，45?导向座，421?切换拨叉，422?离合器，423?传动齿轮，

424?传动轴杆，425?环形槽，431?第一动力件，432?第一齿轮，433?手动驱动杆，434?手把，

441?第二动力件。

具体实施方式[0021] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的

实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于

本实用新型的保护范围。

[0022] 如图所示，本实用新型公开了一种方便切换工作模式的手自一体钻机，包括：导向架1、钻杆驱动件2、钻筒3和升降驱动件4，其特征在于，钻杆驱动件2与所述钻筒3动力连接，

所述钻杆驱动件2和所述钻筒3组成的整体固定安装在所述升降驱动件4一侧，所述升降驱

动件4套接在所述导向架1上并可沿所述导向架1滑动，所述升降驱动件4上设置的切换箱42

和自动挡动力箱44与所述钻杆驱动件2以及所述钻筒3组成的整体分置在所述导向架1两

侧；所述自动挡动力箱44与导向架侧壁面共面设置，所述切换箱42以及供手动驱动的手把

434对称地设置在所述自动挡动力箱44两侧，供操作者一手控制所述切换箱44切换进给动

力源，一手控制所述手把434手动进给。

[0023] 本实施例中，所述导向架1包括：导向轨道11、导向齿条12、手柄13和底座14，所述手柄13和所述底座14分别固定安装在所述导向轨道11顶面和底面，所述导向齿条12固定安

装在所述导向轨道11侧壁面且面向所述升降驱动件4。

[0024] 本实施例中，所述钻杆驱动件2与所述钻筒3之间连接有动力联接齿箱5，所述动力连接齿箱固定安装在所述升降驱动件4一侧，所述动力联接齿箱5传动连接所述钻杆驱动件

2和所述钻筒3。

[0025] 本实施例中，所述升降驱动件4包括：动力输入件41、切换箱42、手动挡动力箱43、自动挡动力箱44和导向座45，所述导向座45与所述导向轨道11配合，所述导向座45套接在

所述导向轨道11上，所述手动挡动力箱43和所述自动挡动力箱44固定连接形成的整体固定

安装在所述导向座45一侧，所述切换箱42固定安装在所述自动挡动力箱44侧壁面，所述切

换箱42同时联接所述手动挡动力箱43和自动挡动力箱44，所述动力输入件41固定安装在所

述自动挡动力箱44顶面，所述动力输入件41与所述自动挡动力箱44传动连接。

[0026] 本实施例中，所述手动挡动力箱43和所述自动挡动力箱44固定连接形成整体动力箱6，所述整体动力箱6呈阶梯状构造，所述手动挡动力箱43内设置有第一动力件431，所述

自动挡动力箱44内设置有第二动力件441，所述第一动力件431与所述导向架1上设置的所

述导向齿条12啮合。

[0027] 本实施例中，所述第一动力件431包括：第一齿轮432、手动驱动杆433和手把434，所述第一齿轮432转动连接在所述手动挡动力箱43内，所述手动驱动杆433穿过所述手动挡

动力箱43与所述第一齿轮432中心可拆卸连接，所述第一齿轮432另一端与所述切换箱42传

动连接，所述手把434固定安装在所述手动驱动杆433上。

[0028] 本实施例中，所述第二动力件441设置为涡轮蜗杆构件，所述涡轮蜗杆构件与所述动力输入件41动力连接，所述涡轮蜗杆一侧穿过所述自动挡动力箱44与所述切换箱42传动

连接。

[0029] 本实施例中，所述切换箱42包括：切换拨叉421、离合器422、传动齿轮423和传动轴杆424，所述传动轴杆424与所述第一齿轮432一侧固定连接，所述传动轴杆424上刻制有滑

键，所述离合器422套接在所述传动轴杆424表面，所述离合器422内壁面啮合在所述滑键

上，所述离合器422外径壁面开设有环形槽425，所述切换拨叉421转动连接在所述切换箱42

表面，所述切换拨叉421底部设置有偏心切换头，所述偏心切换头嵌设在所述环形槽425内，

所述离合器422侧壁面设置有卡接齿，所述卡接齿与所述传动齿轮423侧壁面相啮合。

[0030] 工作原理：[0031] 在工作过程当中，钻筒3沿竖直方向的升降装置设置有手动工作模式和自动工作模式。

[0032] 在手动工作模式当中，首先将切换拨叉421旋动，由于切换拨叉421底部设置有偏心切换头，偏心切换头固定安装在切换拨叉421底部并且偏心切换头的中轴线与切换拨叉

421的中轴线不在一条直线上。当旋动切换拨叉421时，偏心切换头在转动的过程当中沿着

水平方向发生位移。由于偏心切换头嵌设在离合器422的环形槽425当中，偏心切换头在水

平位移的过程当中带动离合器422发生水平方向的位移。由于离合器422内径面套接且啮合

在传动轴杆424的滑键上，离合器422能够在传动轴杆424上滑动且能够随着传动轴杆424转

动旋转。当离合器422远离传动齿轮423时，传动轴杆424断开与传动齿轮423的动力连接，此

时传动轴杆424由第一齿轮432的转动驱动，而第一齿轮432可由手动驱动杆433带动旋转，

此时手动驱动杆433带动第一齿轮432以及传动轴杆424旋转，而第一齿轮432又啮合在导向

齿条12上，此时手动转动手动驱动杆433上的手把434，以手动驱动杆433带动第一齿轮432

以及传动轴杆424旋转，而第一齿轮432的旋转在导向齿条12上造成位移，从而带动了整个

手自动切换机构在导向架1上的位移。

[0033] 在自动工作模式当中，首先将切换拨叉421旋动，拨叉按照上述工作原理带动离合器422发生水平方向上的位移，由于离合器422内径面套接且啮合在传动轴杆424的滑键上，

当离合器422靠近传动齿轮423时，离合器422侧壁面设置的卡接齿与传动齿轮423壁面相啮

合，此时离合器422由传动齿轮423带动旋转，而离合器422的旋转带动其啮合的传动轴杆

424旋转。而此时的手动驱动杆433随着第一齿轮432的转动也同步转动，由于手动驱动杆

433和第一齿轮432之间采用的可拆卸连接，可将手动驱动杆433拆卸分离，方便自动进给。

[0034] 以上是切换箱42如何实现手动和自动进给的切换原理。[0035] 在自动挡动力箱44当中设置的第二动力件441为涡轮蜗杆构件，利用涡轮蜗杆的啮合，将动力输入件41的动力传递至蜗杆上，由蜗杆带动涡轮在竖直平面上旋转，从而实现

了旋转动力由水平平面向竖直平面的转化，由于涡轮外壁面联动有切换箱42，切换箱42将

涡轮的旋转动力传递至传动齿轮423，而传动齿轮423带动离合器422以及第一齿轮432旋

转，从而实现了升降驱动件4在导向架1上的自动升降。

[0036] 在手动挡动力箱43中设置的第一动力件431为第一齿轮432、手动驱动杆433和手把434的总和，在切换拨叉421将工作模式切换至手动工作模式的时候，由手动驱动杆433代

替自动挡动力箱44为第一齿轮432提供动力来源，操作工人旋转手把434便能够带动第一齿

轮432旋转，而第一齿轮432在导向齿条12上的旋转便能够带动升降驱动件4在导向架1上的

手动升降。

[0037] 以上是自动挡动力箱44和手动挡动力箱43的工作原理。[0038] 本装置将钻杆驱动件2以及钻筒3的整体布置在导向架1一侧，而升降驱动件4布置在导向架1另一侧，利用导向座45将钻杆驱动件2以及钻筒3构成的整体与升降驱动件4连接

在一起，使得两部分在导向架1上同步实现升降。其中，在升降驱动件4内，又将切换箱42以

及切换拨叉421构成的整体与手动驱动杆433以及手把434构成的整体分别布置在相对面，

方便了操作人员手动升降以及使用拨叉调节工作模式，减小偏心导致的偏心负载且方便操

作。并且将手动驱动杆433与第一齿轮432之间设置为可拆卸的连接方式，方便在设备处于

自动工作模式时将手动驱动杆433拆卸分离。

[0039] 以上是整体结构的布置方式以及布置原理。[0040] 本装置将蜗轮蜗杆构件设置在导向轨道11侧壁面，由于涡轮蜗杆构件与导向轨道11同侧共面，以涡轮蜗杆构件作为中心，离合器422以及手动驱动杆433、手把434对称地设

置在涡轮蜗杆构件两侧，在实际操作过程当中，操作者可以一手操作切换箱42上设置的切

换拨叉421切换进给动力源，同时另一手操作手把434带动手动驱动杆433旋转从而手动进

给。两手同时操作，稳定整个装置，防止整个装置偏载严重从而倒向任何一面，同时操作者

操作顺手方便，单人操作更为迅速快捷。

[0041] 以上是升降驱动件内部安装布置结构原理及优点说明。[0042] 当升降驱动件4驱动钻筒3以及钻杆驱动件2向下运动时，钻筒3以及钻杆驱动件2的重力产生的力矩使得升降驱动件4为方向负荷的状态，从而使得钻筒3以及钻杆驱动件2

的向下运动速度不稳定，钻筒3以及钻杆驱动件2沿着导向齿条12下滑的过程当中，升降驱

动件4内采用蜗轮蜗杆的传动结构，以防止钻筒3以及钻杆驱动装置沿着导向齿条12下滑，

从而使得钻筒3以及钻杆驱动件2停留在任意位置，在钻筒3向下钻入岩石前调节钻筒3的进

给速度。

[0043] 以上是采用涡轮蜗杆驱动的工作原理以及优点。[0044] 本实用新型提供的一种方便切换工作模式的手自一体钻机，将切换拨叉以及手动驱动杆设置在传动轴杆的两端，减小偏心导致的偏心负载且在切换过程当中便于操作，而

切换拨叉采用偏心轮结构，手动驱动杆采用可拆卸式结构，以便在自动进给的时候拆下手

动驱动杆。而自动挡动力箱采用涡轮蜗杆的内部传动结构，防止钻筒以及钻杆驱动件沿导

向齿条下滑，在自动进给状态下，钻筒以及钻杆驱动件能够停留在任意位置，在钻筒向下钻

入岩石前调节钻筒的进给速度。本装置易于切换操作，可靠性高，便于维修，并且布置对称，

切换拨叉以及手动驱动方便同时操作，可随时快速切换。并且将自动挡动力箱设置在与导

向轨道共面处，离合器与操作手把对称地设置在导向轨道两侧，使得操作者能够一手操作

离合器方便切换，一手操作手把实现手动进给。而手动和自动切换时无缝衔接，防止钻筒以

及钻杆驱动件失去动力时突然下滑导致安全事故。

[0045] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所有的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型

的保护范围之内。