本實用新型屬于巖土工程施工技術領域，具體涉及一種立巖鉆。

背景技術：

鑿巖機械，是目前國內(nèi)廣泛用來工程鉆孔施工以及礦山采石場開采石料的專業(yè)工具。它在巖層上鉆鑿出炮眼，以便放入炸藥去炸開巖石，從而完成開采石料或其它石方工程。目前常用的鑿巖機械包括以下幾類：

（一）、鑿巖機：此種機械是采用釬尾打擊，鉆頭對巖石表面的打擊功須經(jīng)釬桿從釬尾傳遞至做功部位—釬頭或鉆頭，隨著鉆孔的加深，釬桿的增長打擊功會被釬桿的彈性形變所吸收，導致打擊功的大量損失，另外，它采用的排氣方式為孔外排氣，就是說做功之后的廢氣由孔外排出，排出的廢氣仍然具有較大的壓縮勢能，這就造成了機構本身能量的浪費，打擊所產(chǎn)生的石屑須經(jīng)釬桿中心孔的氣流吹出孔外，一般釬桿的中心孔徑為Ф8，這種孔徑在釬桿長度超過3米后，氣阻增大，導致通氣不暢，排渣效果很差，不能有效地出渣，因此鑿巖機的打孔極限深度為3-5米。

（二）、山地鉆：山地鉆具有較快的鑿巖速度及較好的鑿巖效果，可在野外做業(yè)施工時它有不可回避的缺陷，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1.單機體積大，設備整體重量大（300-1000kg），故在山區(qū)、叢林、陡坡等復雜地形機動性非常差，工人在搬運過程中耗時、耗力、危險系數(shù)高，極易發(fā)生人身事故；2. 設備在工作工程中需要安裝支撐架（塔架）或車架進行定位做業(yè)，施工較復雜耗時費力，由于需要較大的工作臺面，在林區(qū)以及陡峭的山地基本無法施工，在更特殊的地形區(qū)域甚至無法到達做業(yè)點；3. 由于鉆頭旋轉需要提供額外的旋轉動力的裝置，一般是與氣動沖擊機構相獨立的回轉馬達或液壓回轉機構，故設備整體能源消耗量高，用工數(shù)量大（標準配置6人）；

目前市面上還沒有一款無需額外支撐、鉆機可獨立實現(xiàn)沖擊回轉、體量小且適用于復雜地形的全自動鑿巖機械。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種全自動的立巖鉆，解決現(xiàn)有技術中鑿巖機械無法自發(fā)旋轉、機動性差、消耗能源高、工作效率低、產(chǎn)生粉塵大、需要多人看管操作等問題。

為了解決上述問題，本實用新型的技術方案為：

一種立巖鉆，包括一個筒狀結構的外殼體，外殼體前端設置前接頭、后端設置后接頭，后接頭上設置進氣口，前接頭上設置有鉆頭安裝孔，在后接頭和前接頭之間的外殼體內(nèi)依次設置氣路轉換機構、氣動活塞機構和鉆頭，所述的氣路轉換機構包括逆止閥、彈簧座、閥片和氣路分配器；所述的逆止閥設置在后接頭的進氣口中；所述的彈簧座上設置有與后接頭進氣孔連通的多個縱向的通孔，彈簧座的前端面中心位置設置有一個凹孔，凹孔內(nèi)設置彈簧，彈簧向前伸出彈簧座并鑲嵌在所述的逆止閥內(nèi)；所述彈簧座的前端面緊壓氣路分配器，在氣路分配器上設置有多個直通孔和半通孔，所述閥片設置在彈簧座和氣路分配器之間；

所述的氣動活塞機構包括氣缸、棘輪棘爪機構、活塞體、旋轉桿和連接桿；氣缸設置在外殼體內(nèi)，氣缸和外殼體之間留有氣隙；氣隙與氣路分配器的半通孔連通，氣隙與氣缸的前氣腔連通；氣缸的后氣腔與氣路分配器的半通孔連通；所述的棘輪棘爪機構包括棘輪和棘爪，棘輪固定設置在外殼體內(nèi)、氣路分配器和氣缸后端口之間；所述的旋轉桿設置在氣缸中心軸位置，旋轉桿的后端剛性連接棘爪，棘爪設置在所述的棘輪內(nèi)并與棘輪配合；旋轉桿的中段設置有螺紋，所述的活塞體內(nèi)嵌設螺套，活塞體通過螺套套設在旋轉桿上并與之螺紋配合；旋轉桿的前端連接所述的連接桿的后端，連接桿的前端與所述的鉆頭連接，鉆頭安裝在前接頭的鉆頭安裝孔內(nèi)。

活塞體向前運動時，活塞體前端部對鉆頭做打擊運動，活塞體向后運動時，活塞體內(nèi)嵌設的螺套帶動旋轉桿和連接桿單向轉動，進而帶動鉆頭旋轉，棘輪棘爪機構控制鉆頭單向定位和精確分度。

所述的活塞體為雙段結構，包括前段和后段，前段直徑小于后段直徑；在前接頭和氣缸之間的外殼體內(nèi)設置有導向套，活塞體前段可運動至導向套內(nèi)，導向套上設置有泄氣孔，泄氣孔與所述的氣隙連通。

所述的鉆頭、連接桿、旋轉桿上均設置連通的縱向中心孔，縱向中心孔與氣路分配器的直通孔連通。

所述旋轉桿后段設置有限位塊，活塞體的行程范圍在限位塊和導向套之間。

所述的鉆頭前端鑲硬質(zhì)合金齒。

本實用新型的有益效果：

1.節(jié)省能源：本實用新型的氣動活塞機構利用氣壓交替變化，既能驅動鉆頭沖擊做功，亦可利用活塞體的回程驅動鉆頭旋轉，與山地鉆相比無需外加獨立的回轉系統(tǒng)，因此節(jié)省了約三分之二的能源；

2. 全地形作業(yè)且無需額外支撐：本實用新型的立巖鉆與現(xiàn)有鑿巖機械相比，結構大大簡化，無需支撐架即可工作，減輕了工人的勞動強度，增強了設備的機動性，整機重量僅25公斤， 特別適用于野外山區(qū)、叢林、陡坡等地形非常復雜的地形的打孔做業(yè)；

3．打孔效率高：本實用新型的立巖鉆和現(xiàn)有技術中的鑿巖機相比更加高效、經(jīng)濟、成孔更深，其采用活塞直接打擊做功部位（即鉆頭）的方式，避免了單次打擊功的損失，采用孔底排氣的方式，利用打擊做功之后仍具有一定勢能的廢氣除渣，打孔效率更高，打擊速度是鑿巖機的2倍；另外，本設備在一個打孔區(qū)間可實現(xiàn)一人多機串聯(lián)同時作業(yè)，相對山地鉆只能單機打孔做業(yè)功效速度可提升數(shù)倍；

4．環(huán)保健康：本實用新型立巖鉆的結構設計使其在作業(yè)過程中無需工人參與，只需視距內(nèi)觀察即可；這樣可以大大少減了噪音、粉塵對工人的健康危害。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖；

圖中， 1-外殼體，2-前接頭，3-后接頭，4-逆止閥，5-彈簧座，6-閥片，7-氣路分配器，8-氣缸，9-棘輪棘爪機構，10-螺套，11-活塞體，12-旋轉桿，13-連接桿，14-氣隙，15-鉆頭，16-導向套，17-限位塊，18-硬質(zhì)合金齒，19-彈簧。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進行進一步的說明， 參見圖1所示的一種立巖鉆，包括一個筒狀結構的外殼體1，外殼體1前端設置前接頭2、后端設置后接頭3，后接頭3上設置進氣口，前接頭2上設置有鉆頭安裝孔，在后接頭3和前接頭2之間的外殼體1內(nèi)依次設置氣路轉換機構、氣動活塞機構和鉆頭15，

所述的氣路轉換機構包括逆止閥4、彈簧座5、閥片6和氣路分配器7；所述的逆止閥4設置在后接頭3的進氣口中；工作狀態(tài)中當進氣開始時氣壓將逆止閥4推開，實現(xiàn)進氣，設備開始工作；中斷進氣時，逆止閥4復位，實現(xiàn)設備斷氣，設備停止工作；所述的彈簧座5上設置有與后接頭3進氣孔連通的6個縱向的通孔，負責氣體下行，彈簧座5的前端面中心位置設置有一個凹孔，凹孔內(nèi)設置彈簧19，彈簧19向前伸出彈簧座5并鑲嵌在所述的逆止閥4內(nèi)，彈簧座5負責逆止閥4的打開與復位；所述彈簧座5的前端面緊壓氣路分配器7，在氣路分配器7上設置有多個直通孔和半通孔，所述閥片6設置在彈簧座5和氣路分配器7之間，閥片6可往復翻轉實現(xiàn)前氣腔（活塞體11與氣缸8前段之間形成的氣腔）和后氣腔（活塞體11與氣缸8后段之間形成的氣腔）的切換；

所述的氣動活塞機構包括氣缸8、棘輪棘爪機構9、螺套10、活塞體11、旋轉桿12、導向套16和連接桿13；氣缸8設置在外殼體1內(nèi)，氣缸8和外殼體1之間留有氣隙14；氣隙14與氣路分配器7的半通孔連通，氣隙14與氣缸8的前段連通；氣缸8的后端口與氣路分配器7的半通孔連通；所述的棘輪棘爪機構9包括棘輪和棘爪，棘輪棘爪機構9配合旋轉桿12的往復運動實現(xiàn)單向定位和精確分度；棘輪固定設置在外殼體1內(nèi)、氣路分配器7和氣缸8后端口之間；所述的旋轉桿12設置在氣缸8中心軸位置，旋轉桿12的后端剛性連接棘爪，棘爪設置在所述的棘輪內(nèi)并與棘輪配合；旋轉桿12的中段設置有螺紋，在活塞體11內(nèi)嵌設螺套10，活塞體11通過螺套10套設在旋轉桿12上并與之螺紋配合；旋轉桿12的前端連接連接桿13的后端，連接桿13的前端與所述的鉆頭15連接，鉆頭15安裝在前接頭2的鉆頭安裝孔內(nèi)。

所述的活塞體11為雙段結構，包括前段和后段，前段直徑小于后段直徑；在前接頭2和氣缸之8間的外殼體1內(nèi)設置有導向套16，導向套16主要起到對氣缸8進行閉氣以及對活塞體11進行導向的作用；活塞體11前段可運動至導向套16內(nèi)，導向套16上設置有泄氣孔，泄氣孔與所述的氣隙14連通。

所述的鉆頭15、連接桿13、旋轉桿12上均設置連通的縱向中心孔，縱向中心孔與氣路分配器7的直通孔連通。

所述旋轉桿12后段設置有限位塊17，活塞體11的行程范圍在限位塊17和導向套16之間。

所述的鉆頭15前端鑲硬質(zhì)合金齒。

下面介紹本實用新型的使用過程：

氣體通過后接頭3的進氣口進入，推開逆止閥4后經(jīng)過彈簧座5上6個縱向的通孔的后繼續(xù)下行，當經(jīng)過氣路分配器7時氣體分為三路：一路氣體分別通過彈簧座5、氣路分配器7、旋轉桿12、連接桿13、鉆頭15的中心孔直通到孔底，實現(xiàn)孔底吹渣，使巖石渣排出孔外；另一路氣體通過氣路分配器7的半通孔進入活塞體11與氣缸8后段組成的后氣腔，隨著進氣量的增加后氣腔壓力不斷加大，推動活塞體11下行，活塞體11小端進入導向套16并封閉導向套16的泄氣孔，這時前氣腔的氣路封閉；第三路氣體通過氣缸8與外殼體1的氣隙14進入前氣腔，這時前氣腔的泄氣孔是處于封閉狀態(tài)的，隨著前氣腔的進氣量增加，其氣壓也隨之增加，當前氣腔的氣壓大于后氣腔時，將活塞體11向上頂起，此時定位在氣路分配器上7的閥片6被頂開，后氣腔泄壓，活塞體11加速向上運行，實現(xiàn)活塞體11的回程運動，當活塞體11接近運行到后氣腔頂端時，活塞體11小端脫離導向套16，前氣腔打開排氣，前氣腔泄壓導致閥片6切換，接通后氣腔，氣體通過氣路分配器7的半通孔不斷進入后氣腔，當后氣腔的壓力大于前氣腔時，活塞體11向下加速度實現(xiàn)沖程運動直至最終打擊鉆頭15，實現(xiàn)破巖。此時，由于活塞體11已進入導向套16再次封閉前氣腔導致前氣腔的壓力不斷增加，當前氣腔的壓力大于后氣腔時，氣壓將活塞體11向上頂起，實現(xiàn)活塞體11回程運動，完成一個循環(huán)周期?；钊w11向前運動時，活塞體11前端部對鉆頭15做打擊運動，活塞體11向后運動時，活塞體11內(nèi)嵌設的螺套13帶動旋轉桿12和連接桿14單向轉動，進而帶動鉆頭14旋轉，棘輪棘爪機構9控制鉆頭15單向定位和精確分度。實現(xiàn)立巖鉆的贊頭14打擊與轉動運動并行，提高破巖效率。

本實用新型最大的特點是：1.在使用過程中無需額外的支撐，只需要前期工人找準打孔地點，扶著立巖鉆向下打孔一定深度，立巖鉆即可自行繼續(xù)向下繼續(xù)打孔，而傳統(tǒng)的鑿巖機械必須搭建鉆架，不僅耗費巨大，也限制了打孔的作業(yè)環(huán)境。2.只需一根氣管提供動力即可完成鉆頭沖擊和鉆頭旋轉兩項工作，傳統(tǒng)鑿巖機械一般采用氣動沖擊、電動旋轉、本實用新型極大的節(jié)省了能源的消耗，大大簡化了傳統(tǒng)鑿巖機械的復雜結構。3.因為本實用新型的結構簡單，重量輕，便于攜帶至不同的作業(yè)場合，不受復雜地形的限制，適用范圍極大拓展。4.本實用新型無需人員看守，可以通過一根氣管分流多機串聯(lián)共同作業(yè)，打孔效率高的同時避免鑿巖過程中的粉塵對工作人員的傷害。

本實用新型的內(nèi)容不限于實施例所列舉，本領域普通技術人員通過閱讀本實用新型說明書而對本實用新型技術方案采取的任何等效的變換，均為本實用新型的權利要求所涵蓋。