一种超前地质钻探用孔位自动调整装置技术领域
本发明属于超前地质钻探技术领域，尤其是涉及一种超前地质钻探用孔
位自动调整装置。
背景技术
超前地质预报是在隧道开挖时，对掌子面前方的围岩与地层情况做出
超前预报。超前地质预报常用的物探方法有很多，机械钻探是一种主要的
超前地质预报方法。机械钻探是使用超前地质钻杆在隧道断面的若干个部
位进行钻探，依据钻杆内岩土结构、构造及水文地质判定前方围岩的性质。
实际进行机械钻探时，一般取隧道断面的三个位置点，分别隧道断面的中
上部、左侧和右侧三个位置，将钻探出的围岩综合对比分析然后按每两米
一个断面记录其围岩状况。目前，所采用超前地质钻杆的长度为20m左右。
现如今，进行超前地质钻探时，主要采用人工控制水平钻机的方式进行钻
孔，但因超前地质钻杆长度较长，实际操作不便，需投入较多的人力物力，
钻孔效率低、劳动强度大，费时费力，并且钻孔质量不易保证。另外，现
如今进行超前地质钻探时，大多都是逐一钻取多个超前地质钻孔，通常情
况所钻超前地质钻孔的数量为三个，而分别钻取三个钻孔所需花费的人力
物力相当大，所需工期较长，很大程度上影响了隧道施工进度。而对三个
钻孔进行同步钻进时，为满足实际钻探需求，经常需要对各钻孔孔位进行
调整。因而，现如今需要一种结构简单、设计合理、投入成本较低且使用
操作简便、使用效果好的超前地质钻探用孔位自动调整装置，能对三个水
平钻机的钻孔位置进行简便调整，省力省时。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一
种超前地质钻探用孔位自动调整装置，其结构简单、设计合理、投入成本
较低且使用操作简便、使用效果好，能对三个水平钻机的钻孔位置进行简
便调。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种超前地质钻探用
孔位自动调整装置，其特征在于：包括水平安装座、安装在水平安装座上
的横向固定梁、固定在水平安装座上的竖向安装板、两个分别安装在横向
滑移座上部左右两侧的横向滑移座、两个分别位于横向固定梁上方左右两
侧的斜向连接杆和支撑于两个所述横向滑移座之间的横移油缸，所述横移
油缸呈水平向布设且其缸体和活塞杆分别以铰接方式与两个所述横向滑
移座连接；两个所述横向滑移座与横向固定梁之间通过第一连接螺栓进行
连接，所述横向固定梁上部开有多个供第一连接螺栓安装的第一螺栓安装
孔；所述横向固定梁、竖向安装板、两个所述斜向连接杆和两个所述横向
滑移座组成可调式三角形支架；两个所述斜向连接杆呈左右对称布设，两
个所述两个所述斜向连接杆的顶端通过第一销轴进行连接，所述竖向安装
板中部开有供第一销轴上下移动的竖向通孔，所述第一销轴通过销轴安装
座安装在竖向安装板上，所述销轴安装座与竖向安装板之间通过第二连接
螺栓进行连接，所述竖向安装板上开有多个分别供第二连接螺栓安装的第
二螺栓安装孔；两个所述斜向连接杆的下端分别通过第二销轴和第三销轴
与两个所述横向滑移座连接；所述第一销轴、第二销轴和第三销轴的前端
均同轴安装有一个供水平钻机安装的钻机安装座，所述第一销轴、第二销
轴和第三销轴与钻机安装座之间均通过轴承进行连接；所述水平安装座内
安装有电子线路板，所述电子线路板上设置有控制器和与控制器相接的无
线通信模块，所述控制器通过无线通信模块与手持式控制终端进行双向通
信；所述第一销轴上安装有对其与水平安装座之间的竖向高度进行实时检
测的第一高度检测单元，所述第二销轴或第三销轴上安装有对其与水平安
装座之间的竖向高度进行实时检测的第二高度检测单元，所述横移油缸的
活塞杆前端安装有对其伸缩长度进行实时检测的长度检测单元，所述第一
高度检测单元、第二高度检测单元和长度检测单元均与控制器相接；所述
横移油缸通过液压管路与供油箱相接，所述液压管路上装有液压泵和三位
四通电磁阀，所述液压泵和三位四通电磁阀均由控制器进行控制且二者均
与控制器相接。
上述一种超前地质钻探用孔位自动调整装置，其特征是：两个所述斜
向连接杆均位于竖向安装板前侧，所述销轴安装座位于竖向安装板后侧。
上述一种超前地质钻探用孔位自动调整装置，其特征是：所述横向固
定梁的横截面为矩形，所述横向滑移座的横截面为倒凹字形。
上述一种超前地质钻探用孔位自动调整装置，其特征是：两个所述斜
向连接杆均呈竖直向布设。
上述一种超前地质钻探用孔位自动调整装置，其特征是：所述钻机安
装座的数量为三个，三个所述钻机安装座分别布设在一个等腰三角形的三
个顶点上。
上述一种超前地质钻探用孔位自动调整装置，其特征是：所述控制器
为PLC控制器。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、结构简单、设计合理且拆装方便，投入成本低。
2、电路简单且接线方便，控制过程简单。
3、使用操作简单、使用效果好且实用价值高，通过可调式三角形支
架能对三个水平钻机的安装位置进行相应调整，三个水平钻机分别布设在
一个等腰三角形的三个顶点上，能满足不同隧道上三个超前地质钻孔的钻
进需求。并且，三个水平钻机的安装位置能简便进行调整。当需对三个水
平钻机的钻孔位置进行调整时，只需拆除第一连接螺栓和第二连接螺栓，
之后通过控制横移油缸便能简便对三个水平钻机的位置进行调整。
综上所述，本发明结构简单、设计合理、投入成本较低且使用操作简
便、使用效果好，能对三个水平钻机的钻孔位置进行简便调整，省力省时。
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
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明水平钻机的安装状态示意图。
图3为本发明的电路原理框图。
附图标记说明:
1—水平安装座；2—横向固定梁；3—竖向安装板；
4—横向滑移座；5—斜向连接杆；6—横移油缸；
7—第一连接螺栓；8—第一销轴；9—竖向通孔；
10—销轴安装座；11—水平钻机；12—第二连接螺栓；
13—第二螺栓安装孔；14—第二销轴；15—第三销轴；
16—钻机安装座；17—控制器；18—无线通信模块；
19—手持式控制终端；20—第一高度检测单元；
21—第二高度检测单元；22—长度检测单元；
23—液压泵；24—三位四通电磁阀；
25—第一螺栓安装孔。
具体实施方式
如图1、图2及图3所示，本发明包括水平安装座1、安装在水平安装
座1上的横向固定梁2、固定在水平安装座1上的竖向安装板3、两个分
别安装在横向滑移座2上部左右两侧的横向滑移座4、两个分别位于横向
固定梁2上方左右两侧的斜向连接杆5和支撑于两个所述横向滑移座4之
间的横移油缸6，所述横移油缸6呈水平向布设且其缸体和活塞杆分别以
铰接方式与两个所述横向滑移座4连接。两个所述横向滑移座4与横向固
定梁2之间通过第一连接螺栓7进行连接，所述横向固定梁2上部开有多
个供第一连接螺栓7安装的第一螺栓安装孔25。所述横向固定梁2、竖向
安装板3、两个所述斜向连接杆5和两个所述横向滑移座4组成可调式三
角形支架。两个所述斜向连接杆5呈左右对称布设，两个所述两个所述斜
向连接杆5的顶端通过第一销轴8进行连接，所述竖向安装板3中部开有
供第一销轴8上下移动的竖向通孔9，所述第一销轴8通过销轴安装座10
安装在竖向安装板3上，所述销轴安装座10与竖向安装板3之间通过第
二连接螺栓12进行连接，所述竖向安装板3上开有多个分别供第二连接
螺栓12安装的第二螺栓安装孔13。两个所述斜向连接杆5的下端分别通
过第二销轴14和第三销轴15与两个所述横向滑移座4连接；所述第一销
轴8、第二销轴14和第三销轴15的前端均同轴安装有一个供水平钻机11
安装的钻机安装座16，所述第一销轴8、第二销轴14和第三销轴15与钻
机安装座16之间均通过轴承进行连接。所述水平安装座1内安装有电子
线路板，所述电子线路板上设置有控制器17和与控制器17相接的无线通
信模块18，所述控制器17通过无线通信模块18与手持式控制终端19进
行双向通信。所述第一销轴8上安装有对其与水平安装座1之间的竖向高
度进行实时检测的第一高度检测单元20，所述第二销轴14或第三销轴15
上安装有对其与水平安装座1之间的竖向高度进行实时检测的第二高度检
测单元21，所述横移油缸6的活塞杆前端安装有对其伸缩长度进行实时检
测的长度检测单元22，所述第一高度检测单元20、第二高度检测单元21
和长度检测单元22均与控制器17相接。所述横移油缸6通过液压管路与
供油箱相接，所述液压管路上装有液压泵23和三位四通电磁阀24，所述
液压泵23和三位四通电磁阀24均由控制器17进行控制且二者均与控制
器17相接。
本实施例中，两个所述斜向连接杆5均位于竖向安装板3前侧，所述
销轴安装座10位于竖向安装板3后侧。
实际使用时，所述横向固定梁2的横截面为矩形，所述横向滑移座4
的横截面为倒凹字形。
实际布设安装时，两个所述斜向连接杆5均呈竖直向布设。
本实施例中，所述钻机安装座16的数量为三个，三个所述钻机安装
座16分别布设在一个等腰三角形的三个顶点上。
本实施例中，所述控制器17为PLC控制器。
实际使用时，所述控制器17也可以采用其它类型的控制芯片。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是
根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构
变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。