一种用于乳化炸药的自动装填装置及方法与流程

本发明涉及土木工程领域，更具体的说，涉及一种用于乳化炸药的自动装填装置及方法。

背景技术：

1、在隧道及地下工程建设中，钻爆法具有施工简便、应用范围广、适应性强、开挖成本低的优点广泛应用于隧道工程中。乳化炸药因使用方便，且运输、存储等环节中相关政策法规易于满足而成为目前钻爆法隧道施工的主流选择。目前，钻爆法隧道施工中凿岩等工序已实现机械化乃至自动化，但装药工序仍以人工为主，装药人员面临多重意外风险。

2、在专利cn 201921498300.1中公开了一种用于装药车的乳化炸药连续装填装置，包括设有卷筒的软管卷筒装置、回转装置、回转支撑、输送胶管、机械手；所述回转支撑的一端固定在回转装置上，所述机械手固定在回转支撑上，所述软管卷筒装置设于回转支撑的另一端上，所述输送胶管的一端缠绕于卷筒上，所述输送胶管的另一端与机械手连接；本发明采用伸缩和回转的方式，使得在不移动现场装药车的情况下，能够方便快速的进行乳化炸药对孔填装，极大的节约了人力物力资源；在不使用的时候采用卷筒将输送软管缠绕起来，可以有效的保护输送软管，使得不会遭受腐蚀损坏。但是，该装填装置无法实现雷管插入，仅仅可以实现乳化炸药的装填。其次，无法识别炮孔图像信息。装填装置采用伸缩和回转的方式难以实现乳化炸药定距离装填。

技术实现思路

1、针对目前药卷装填工序施工耗时长、占用人力多的现状，本发明公开旨在提供一种用于乳化炸药的自动装填装置及方法，以改善钻爆法装药工序人力占用多、施工耗时长的问题，推进隧道安全、高效、高质量建设。

2、本发明的目的是提供一种用于乳化炸药的自动装填装置及方法。

3、为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

4、第一方面，本发明公开了一种用于乳化炸药的自动装填装置，包括工业相机、雷管装置、药卷输送装置和药卷扎孔装置；

5、所述药卷输送装置包括药卷输送管道、药卷仓、推动装置和底座；所述的药卷仓设置在药卷输送管道的后端，药卷仓为盘状结构，在所述的药卷仓上设有一圈药卷定位槽和落药卷孔，药卷定位槽用于固定药卷，所述药卷在回转装置的驱动下转到落药卷孔位置时，药卷落入输送底座上，所述的推动装置推动输送底座内的药卷至药卷输送管道的前端，在药卷输送管道的前端一侧设置药卷扎孔装置，另外一侧设置雷管装置，药卷扎孔装置用于扎破药卷，所述的雷管装置用于将雷管放入至药卷内；所述的工业相机安装在药卷输送管道的前端。

6、作为进一步的技术方案，所述的药卷扎孔装置包括支撑装置、旋转气缸、回转臂、水平驱动气缸和顶锥；所述的水平驱动气缸安装在支撑装置上，水平驱动气缸驱动旋转气缸，所述的旋转气缸驱动一个旋转臂，在旋转臂的末端安装顶锥，顶锥用于扎破从药卷的前端将其扎破。

7、作为进一步的技术方案，所述雷管装置包括雷管仓、气缸、支撑板、气缸机械手、支撑装置、旋转气缸、回转装置和水平驱动气缸；在雷管仓的下部设置与雷管出口，在雷管出口的一侧安装有气缸，气缸可推动雷管至合适的位置；水平驱动气缸驱动旋转气缸，所述的旋转气缸驱动回转装置，在回转装置上安装有支撑装置，在支撑装置上安装有气缸机械手，气缸机械手用于抓取雷管。

8、作为进一步的技术方案，所述雷管仓的侧壁上安装与其垂直的支撑板；通过支撑板将雷管装置安装在药卷输送管道上。

9、作为进一步的技术方案，在药卷输送管道的前端开设有贯通其侧面的通槽，在通槽的一侧安装药卷扎孔装置，另外一侧安装雷管装置；药卷扎孔装置的顶锥可穿过通槽将位于另外一侧的药卷扎破。

10、作为进一步的技术方案，还包括机械臂，药卷输送装置安装在所述的机械臂上。

11、作为进一步的技术方案，在所述的气缸机械手设有压力传感器，用于抓取雷管时检测压力防止雷管爆炸。

12、作为进一步的技术方案，所述的推动装置包括电动推杆和pvc管，所述的pvc管安装在电动推杆的端部。

13、作为进一步的技术方案，所述的回转装置包括推动板、减速箱和伺服电机；伺服电机与减速箱相连，所述的减速箱的输出端连接有一个推动板，所述的推动板从药卷仓底部上插至药卷仓内，推动板可沿着药卷仓底部的滑槽相对于药卷仓转动，进而将药卷推动至落药卷孔的位置。

14、第二方面，本发明基于所述的用于乳化炸药的自动装填装置，还提出了一种装填方法，如下：

15、工业相机识别掌子面上的炮孔信息，机械臂通过控制各关节运动实现药卷输送管道对齐炮孔；

16、药卷仓内的药卷通过落药卷孔落入下方的底座，推动装置将药卷推出并运送指定位置，完成药卷装填工作；

17、同时，药卷扎孔装置中的旋转气缸在回转的转动下扎破药卷，为雷管插入做准备；所述的雷管装置用于将雷管从扎破孔放入至药卷内。

18、与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

19、1)本发明中，采用一种药卷自动装填装置用于乳化炸药装填，实现乳化炸药自动装填的同时完成了雷管插入药卷，具体的，在药卷输送管道的端部设置药卷扎孔装置、雷管装置、工业相机，通过工业相机、雷管装置、药卷输送装置和药卷扎孔装置的相互配合，实现乳化炸药自动装填的同时完成了雷管插入药卷；该乳化炸药装填装置极大地减轻了人工劳动强度，自动化程度高，适用性强。

20、2)本发明在药卷装填装置中，药卷输送装置采用盘状结构，其与电动推杆装置配合，电动推杆中的伸缩杆可根据需要进行自由收缩，带动pvc管实现连续装药工序，保证定距离装填，提高药卷装填效率。

21、3)本发明采用工业相机识别炮孔图像信息。工业相机一次性识别炮孔位置、角度以及深度，反馈给药卷装填装置的控制系统，完成药卷装填工序，能解决炮孔信息识别不准确、不完整等问题。

技术特征：

1.一种用于乳化炸药的自动装填装置，其特征在于，包括工业相机、雷管装置、药卷输送装置和药卷扎孔装置；

2.如权利要求1所述的用于乳化炸药的自动装填装置，其特征在于，所述的药卷扎孔装置包括支撑装置、旋转气缸、回转臂、水平驱动气缸和顶锥；所述的水平驱动气缸安装在支撑装置上，水平驱动气缸驱动旋转气缸，所述的旋转气缸驱动一个旋转臂，在旋转臂的末端安装顶锥，顶锥用于扎破从药卷的前端将其扎破。

3.如权利要求1所述的用于乳化炸药的自动装填装置，其特征在于，所述雷管装置包括雷管仓、气缸、支撑板、气缸机械手、支撑装置、旋转气缸、回转装置和水平驱动气缸；在雷管仓的下部设置与雷管出口，在雷管出口的一侧安装有气缸，气缸可推动雷管至合适的位置；水平驱动气缸驱动旋转气缸，所述的旋转气缸驱动回转装置，在回转装置上安装有支撑装置，在支撑装置上安装有气缸机械手，气缸机械手用于抓取雷管。

4.如权利要求3所述的用于乳化炸药的自动装填装置，其特征在于，所述雷管仓的侧壁上安装与其垂直的支撑板；通过支撑板将雷管装置安装在药卷输送管道上。

5.如权利要求1所述的用于乳化炸药的自动装填装置，其特征在于，在药卷输送管道的前端开设有贯通其侧面的通槽，在通槽的一侧安装药卷扎孔装置，另外一侧安装雷管装置；药卷扎孔装置的顶锥可穿过通槽将位于另外一侧的药卷扎破。

6.如权利要求1所述的用于乳化炸药的自动装填装置，其特征在于，还包括机械臂，药卷输送装置安装在所述的机械臂上。

7.如权利要求6所述的用于乳化炸药的自动装填装置，其特征在于，在所述的气缸机械手设有压力传感器，用于抓取雷管时检测压力防止雷管爆炸。

8.如权利要求1所述的用于乳化炸药的自动装填装置，其特征在于，所述的推动装置包括电动推杆和pvc管，所述的pvc管安装在电动推杆的端部。

9.如权利要求1所述的用于乳化炸药的自动装填装置，其特征在于，所述的回转装置包括推动板、减速箱和伺服电机；伺服电机与减速箱相连，所述的减速箱的输出端连接有一个推动板，所述的推动板从药卷仓底部上插至药卷仓内，推动板可沿着药卷仓底部的滑槽相对于药卷仓转动，进而将药卷推动至落药卷孔的位置。

10.权利要求1-9任一所述的用于乳化炸药的自动装填装置的装填方法，其特征在于：

技术总结本发明公开了一种用于乳化炸药的自动装填装置及方法，包括工业相机、雷管装置、药卷输送装置和药卷扎孔装置。所述雷管装置包括雷管仓、气缸、支撑板、气缸机械手、支撑装置、旋转气缸、回转装置和水平驱动气缸。所述药卷输送装置包括药卷输送管道、药卷仓、推动装置和底座。所述的药卷扎孔装置包括支撑装置、旋转气缸、回转臂、水平驱动气缸和顶锥。通过控制所述电动推杆端部的伸缩杆推动PVC管将药卷推出并运送指定位置。本发明提供的隧道钻爆法施工的乳化炸药自动装填装置，结构紧凑，自动化程度高，并能一次性装入多个药卷，大大降低了劳动强度，提高了钻爆法施工工效。技术研发人员：马川义,卢存壮,张宁,孙子正,张圣涛,刘知辉,林阳煜,秦承帅受保护的技术使用者：山东高速集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14