技术领域
[0001] 本
发明涉及
铁路养路机械技术领域，特别涉及一种便捷式的锂电钢轨钻孔机。
背景技术
[0002] 锂电钢轨钻孔机是现代铁路钢轨养护必不可少的机具，也是工务及电务系统进行线路设备维修、防涨防断工作的主要作业机具，钻孔机本身各项性能优劣直接影响着作业
质量、作业安全及操作人员的劳动强度。现有的锂电钢轨钻孔机大体分两种形式：内燃锂电钢轨钻孔机和电动锂电钢轨钻孔机。其在结构上大同小异，主要区别于动
力源部分。内燃锂电钢轨钻孔机主要是由
内燃机作为动力源，如
汽油机和柴油机；电动锂电钢轨钻孔机主要是由发
电机提供动力。以上两者存在的主要问题是：
机体结构复杂、不易操作、日常保养和检修
水平要求较高、机械故障率高、消耗
能源(要消耗大量的汽油和柴油)、易造成环境污染、无法长时间在较封闭的环境作业、机体较笨重且不便搬运等。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的问题是，提供一种由锂电电源供电且结构紧凑、易于携带的锂电钢轨钻孔机。
[0004] 为了解决上述问题，本发明提供一种锂电钢轨钻孔机，包括：
[0005] 机座；
[0006] 夹轨机构，其装设于所述机座上并用于和所述机座配合夹紧钢轨；
[0007] 钻孔机构，其装设于所述机座上，所述钻孔机构包括
钻头；
[0008] 动力机构，其包括均装设于所述机座上的
电动机和用于向所述电动机供电的锂电电源，所述电动机用于为所述钻孔机构提供动力以使钻孔机构旋转；
[0009] 传动机构，其包括
传动轴以及相
啮合的蜗轮和
蜗杆，所述蜗杆与所述电动机的
输出轴通过
联轴器连接，所述蜗轮套设于所述传动轴外并能够带动所述传动轴转动，所述钻孔机构设置于所述传动轴的一端并与所述传动轴联动；
[0010] 进给机构，其装设于所述机座上并与所述钻孔机构相连以用于驱动所述钻孔机构沿所述传动轴的轴向移动。
[0011] 作为优选，所述传动轴为
花键轴，所述花键轴外配合连接有花键套；所述蜗轮通过平键与所述花键套连接并带动所述花键套转动。
[0012] 作为优选，所述进给机构包括固定套设在所述花键轴外并位于所述花键套和钻孔机构间的进给
齿条套、与所述进给齿条套上的齿相啮合的进给
齿轮、装设于所述进给齿轮内并与所述进给齿轮联动的进给齿轮轴以及用于驱动进给齿轮轴转动的进给拉杆，在所述进给拉杆带动所述进给齿轮轴与进给齿轮转动时，所述进给齿轮能够驱动所述进给齿条套及花键轴轴向移动，进而带动所述钻头在所述花键轴的轴向上移动。
[0013] 作为优选，所述花键轴具有轴孔；
[0014] 所述锂电钢轨钻孔机还包括冷却机构，所述冷却机构包括穿设于所述轴孔内的进水管、设于所述机座上的进水后座、设于所述进水后座上并与所述进水管的一端相连通的进水接头，所述进水管上设有出水孔，所述钻头开设有轴向贯通孔，所述贯通孔和所述轴孔配合形成
冷却水的出水通道，所述进水管朝向所述钻头的一端上设有能够自动开启或关闭所述出水通道的弹性
开关。
[0015] 作为优选，所述弹性开关包括与所述进水管相连的封帽、设于所述轴孔内且一端与所述封帽相连的
弹簧、与所述弹簧的另一端相连的弹簧座、设于所述轴孔内并与所述弹簧座朝向所述钻头的一侧相贴合的环形
挡板以及设于所述弹簧座上且一端自所述环形挡板及所述贯通孔伸出所述钻头外的顶针，所述轴孔的
侧壁与所述封帽、弹簧座间均具有出水间隙，当所述钻头与所述钢轨相贴靠时，所述顶针在所述钢轨的顶推下向所述贯通孔内移动并带动所述弹簧座与环形挡板分离。
[0016] 作为优选，所述轴孔包括第一部分和内径大于所述第一部分的内径的第二部分，所述弹性开关位于所述第二部分内，所述钻头的一端配合插设在所述轴孔内，所述钻头上形成有与所述传动轴端部相抵靠的止挡部。
[0017] 作为优选，所述夹轨机构包括两个相对设置且均与所述机座相连的
支撑板、设于两个所述支撑板间的固定
背板、两个分别转动连接在两个所述支撑板相背离的一侧的异形的卡轨板、设于所述固定背板朝向所述钢轨的一侧上并具有开口朝下的U型口的安装座、设于所述U型口内并能够相对所述安装座旋转的夹紧蜗杆、设于所述夹紧蜗杆下方且一端与所述U型口的侧壁铰接的蜗轮摆杆以及设于所述蜗轮摆杆另一端用于和所述卡轨板配合夹紧所述钢轨的夹紧固定
块，所述夹紧蜗杆的一端伸出所述安装座外并连有驱动所述夹紧蜗杆转动的
手柄，所述蜗轮摆杆与所述夹紧蜗杆啮合，当所述夹紧蜗杆旋转时，所述蜗轮摆杆带动所述夹紧固定块向靠近或远离所述钢轨的方向摆动。
[0018] 作为优选，所述锂电电源为锂
电池，其具有电池芯组件和用于对所述电池芯组件进行控制的控制板，所述锂电池设于所述固定背板与电动机之间，所述锂电池朝向所述固定背板的一侧设有一底部敞口的限位凹槽，所述限位凹槽内设有垂直于所述机座的条形凸棱，所述固定背板上设有与所述限位凹槽外形匹配的限位插板，所述限位插板上对应设有与所述条形凸棱外形匹配的条形导滑槽。
[0019] 作为优选，还包括提手机构，其包括提手，所述提手为一弯管，所述弯管包括竖直部和位于所述锂电池上方的水平部，所述水平部的自由端与所述固定背板相对并设有伸缩接头，所述固定背板上对应设有用于与所述伸缩接头卡接的连接孔，所述竖直部的自由端与所述机座转动连接。
[0020] 作为优选，还包括设于所述机座上用于对所述电动机进行控制的
控制器，所述控制器具有电动机驱动板和电动机控制板，所述电动机控制板上设有电动机开关按键、用于显示电动机输出轴转速的显示器以及电动机运行指示灯。
[0021] 本发明的锂电钢轨钻孔机的有益效果在于：
[0022] 1.采用锂电电源作为动力源，锂电钢轨钻孔机作业时只消耗锂电电源的电量，大大降低了能源耗费及能源维护的成本；且由于无内燃机或发电机作为动力源，因此锂电钢轨钻孔机的体积减小，重量减轻，一人就可随身携带，操作简便。
[0023] 2.夹轨机构结构简单，仅利用蜗轮摆杆和蜗杆的相互作用便可使蜗轮摆杆摆动以与卡轨板配合夹紧钢轨，一个人即可完成钢轨的装夹操作。
[0024] 3.进给机构利用进给齿轮和进给齿条套的齿轮、齿条传动原理驱动钻孔机构轴向移动，减小了进给
扭矩，提高了钻孔
精度。
附图说明
[0025] 图1为本发明的锂电钢轨钻孔机的立体结构示意图。
[0026] 图2为本发明的锂电钢轨钻孔机的主视图。
[0027] 图3为本发明的锂电钢轨钻孔机的剖视图。
[0028] 图4为本发明的锂电钢轨钻孔机的后视图。
[0029] 图5为图4的剖视图。
[0030] 图6为本发明的锂电钢轨钻孔机中的部分结构剖视图。
[0031] 图7为本发明的锂电钢轨钻孔机中的夹轨机构的立体结构图。
[0032] 图8为本发明的锂电钢轨钻孔机中的夹轨机构的剖视图。
[0033] 图9为本发明的锂电钢轨钻孔机中的限位插板的结构示意图。
[0034] 图10为本发明的锂电钢轨钻孔机中的限位凹槽的结构示意图。
[0035] 附图标记：
[0036] 1-机座；2-电动机；3-传动轴；4-钻头；5-顶针；6-蜗杆；7-蜗轮；8-输出轴；9-花键套；10-进给齿条套；11-进给齿轮；12-进给齿轮轴；13-进给拉杆；14-拉杆座；15-进水管；16-进水后座；17-进水接头；18-出水孔；19-弹簧；20-封帽；21-弹簧座；22-支撑板；23-固定背板；24-卡轨板；25-安装座；26-夹紧蜗杆；27-蜗轮摆杆；28-夹紧固定块；29-手柄；30-锂电池；31-控制器；32-提手；33-水平部；34-竖直部；35-伸缩接头；36-连接孔；37-
复位弹簧；
38-活动接头；39-滑动销；40-钢轨；41-限位凹槽；42-条形凸棱；43-限位插板；44-条形导滑槽。
具体实施方式
[0037] 以下结合附图对本发明进行详细描述。
[0038] 如图1和图2及图3所示，本发明提供一种锂电钢轨钻孔机，包括：
[0039] 机座1；
[0040] 夹轨机构，其装设于机座1上并用于和机座1配合夹紧钢轨40，即将锂电钢轨钻孔机固定于钢轨40上；
[0041] 钻孔机构，其装设于机座1上，钻孔机构包括钻头4；
[0042] 动力机构，其包括均设于机座1上的电动机2和用于向电动机2供电的锂电电源，电动机2用于为钻孔机构提供动力以使钻孔机构旋转；
[0043] 传动机构，其包括传动轴3和相啮合的蜗轮7和蜗杆6，蜗杆6与电动机2的输出轴8通过联轴器连接，蜗轮7套设于传动轴3外并能够带动传动轴3转动，钻孔机构设置于传动轴3的一端并与传动轴3联动；
[0044] 进给机构，其装设于机座1上并与钻孔机构相连以用于驱动钻孔机构沿传动轴3的轴向移动，使钻头4靠近钢轨40，并配合钻孔机构的旋转实现钻孔作业。
[0045] 具体地，本
实施例中传动轴3为花键轴，传动轴3外配合连接有花键套9，蜗轮7通过平键与传动轴3外的花键套9相连(该花键套9既可满足使传动轴3在其内部轴向滑动，同时也可通过二者间的花键连接一同做圆周运动)并带动花键套9转动。当电动机2转动时带动蜗杆6转动，蜗杆6又带动蜗轮7和与其相连的花键套9转动，最后由花键套9带动传动轴3转动，进而带动钻孔机构转动以实现钻孔作业。另外，蜗轮6、蜗杆7的配合转动还能够调节输出轴8输出的转速，使锂电钢轨钻孔机的使用更灵活，且能够保护传动轴3及钻头4，延长其使用寿命。
[0046] 如图3、图4和图5所示，进给机构包括固定套设在传动轴3外并位于花键套9和钻孔机构间的进给齿条套10(具体实施时，可在传动轴3外设置至少两个
轴承，进给齿条套10可通过两个轴承装配在传动轴3上)、与进给齿条套10上的齿相啮合的进给齿轮11、装设于进给齿轮11内并与进给齿轮11联动的进给齿轮轴12(本实施例中的进给齿轮轴12位于进给齿条套10上方且与进给齿条套10的轴线相垂直)和用于驱动进给齿轮轴12转动的进给拉杆13。本实施例中的机座1上设置有两个上下设置且相垂直的圆柱状通孔，其中一通孔用于装设进给齿轮轴12和进给齿轮11，另一通孔用来装设传动轴3。进给齿轮轴12的一端固定连有一拉杆座14，该拉杆座14上设有一用于和进给拉杆13的一端
螺纹连接的
螺纹孔，以将进给拉杆13与进给齿轮轴12相连接。当拉动进给拉杆13时，进给拉杆13会带动进给齿轮轴12与进给齿轮11转动，这样，与进给齿轮11相啮合的进给齿条套10便会在进给齿轮11的带动下与传动轴3一同轴向移动，进而带动钻头4靠近或远离钢轨，以实现钻孔作业。
[0047] 优选地，本发明的锂电钢轨钻孔机还包括冷却机构。结合图3、图4、图5和图6所示，该冷却机构具体包括设于传动轴3的轴孔(传动轴3为具有轴孔的空
心轴)内的进水管15、设于机座1上的进水后座16、设于进水后座16上并与进水管15相连通的进水接头17，进水管15朝向钻头4的一端设有出水孔18。其中将进水管15设于传动轴3的轴孔内，不仅便于冷却水快速流至钻孔机构中，且大大节省了锂电钢轨钻孔机的设置空间及体积，使锂电钢轨钻孔机结构更紧凑，便于工作人员携带。进一步地，钻头4开设有轴向贯通孔，该贯通孔与轴孔配合形成冷却水的出水通道，进水管15朝向钻头4的一端上设有能够自动开启或封堵该出水通道的弹性开关。
[0048] 本实施例中的弹性开关包括与进水管15相连的封帽20、设置在轴孔内且一端与封帽20相连的弹簧19、与弹簧19另一端相连的弹簧座21、设于轴孔内并位于弹簧座21朝向钻头4一侧的环形挡板以及与弹簧座21相连且一端自轴孔及贯通孔伸出钻头4外的顶针5，轴孔侧壁与封帽20、弹簧座21间均具有供
冷却水流动的间隙。锂电钢轨钻孔机未作业时，钻头4与钢轨40间不贴靠，弹簧座21在该弹簧19的弹力作用下与环形挡板相贴靠以将冷却水密封在轴孔内。当锂电钢轨钻孔机作业时，进给机构带动钻头4与钢轨40贴靠，此时顶针5位于钻头4外的一端受钢轨40的
挤压缩入钻头4的贯通孔内，并带动弹簧座21与环形挡板分离，弹簧座21
压缩弹簧19，此时冷却水可自顶针5与环形挡板的中心孔的孔壁间流向钻头4。
[0049] 进一步地，如图3和图6所示，本实施例中的传动轴3外于花键套9和进给齿条套10间、进给齿条套10与钻头4间均形成有一台阶面，以分别辅助限位花键套9和进给齿条套10。轴孔包括第一部分和内径大于第一部分的内径的第二部分，弹性开关位于第二部分内，以为冷却水预留出更多的存储空间。另外，本实施例中的钻头4的一端配合插设在轴孔内，钻头4形成有与传动轴3端部相抵靠的止挡部(即台阶面)，以避免钻头4在作业时后移，对钻孔作业造成影响。
[0050] 如图1、图7和图8所示，夹轨机构设于机座1朝向所述钢轨40的一侧，不仅可减小锂电钢轨钻孔机的体积，且便于其与机座1配合以夹紧钢轨40。本实施例中的夹轨机构包括两个相对设置且与机座1相连的支撑板22(具体可在机座1上设置一对
耳板)、设于两个支撑板22间的固定背板23、两个分别转动连接在两个支撑板22相背离的一侧的异形的卡轨板24(卡轨板24的形状如图7所示，由于其具有多个不同长度的凸起，因此可根据实际情况转动卡轨板24，使其能够顶紧钢轨40)、设于固定背板23朝向钢轨40的一侧上并具有开口朝下的U型口的安装座25、设于U型口内的夹紧蜗杆26和设于夹紧蜗杆26下方且一端与U型口的侧壁铰接的蜗轮摆杆27以及设于蜗轮摆杆27的另一端用于和卡轨板24配合夹紧钢轨40的夹紧固定块28。具体地，夹紧蜗杆26设置在安装座25邻近其封闭端处并能够相对安装座25旋转，具体固定方式不唯一，例如可采用固定套限位夹紧蜗杆26。夹紧蜗杆26的一端伸出安装座25外并连有驱动夹紧蜗杆26旋转的手柄29，蜗轮摆杆27设有花键的一端伸入U型开口内并与夹紧蜗杆26啮合，同时通过销轴转动连接在安装座25内，以在夹紧蜗杆26转动时，蜗轮摆杆27能够以销轴为
支点向靠近或远离钢轨40的方向摆动，进而带动其下端的夹紧固定块
28能够顶紧或远离钢轨40。夹紧固定块28的结构不唯一，本实施例中的夹紧固定块28包括两个相对设置并通过连接轴相连的顶板，蜗轮摆杆27与连接轴相连，同样的，为了增加顶板的顶紧力，本实施例中的顶板朝向钢轨40的一侧同样设有增加压强的凸起。
[0051] 本实施例中的锂电电源为锂电池30，其具有电池芯组件和用于对电池芯组件进行控制的控制板，该控制板可在锂电池30的电量不足以维持正常工作时，自动切断对电动机2的供电，在更换新的锂电池30或为锂电池30充电后，只需按下控制板上的开关按键便可重新启动锂电钢轨钻孔机。该控制板的设置能够对低电量的锂电池30进行有效保护，保证锂电池30的使用寿命。另外，在锂电钢轨钻孔机钻孔作业时，若钻头4无法完成钻孔作业，导致机器整体负载超载时，控制板会通过控制
电路自动切断电动机2的供电，工作人员需更换匹配的钻头4，再次按下开关按键时才可使锂电钢轨钻孔机继续工作，避免锂电钢轨钻孔机长时间在超负荷的情况下工作，造成机具损坏。优选地，本实施例的控制板内还配有APP应用
软件，用户可在手机或
平板电脑中同时下载该APP软件，以使用户可通过手机或平板电脑随时查看锂电池30的电量、剩余容量、满充容量、出厂容量、通信状态、运行状态、电池
电流、电池
电压、电池
温度及通信方式。如图1、图9和图10所示，本实施例中的锂电池30设于固定背板23与电动机2间，且为了方便安装及固定锂电池30，锂电池30朝向固定背板23的一侧设有一底部敞口的限位凹槽41，限位凹槽41内设有垂直于机座1的条形凸棱42，固定背板23上设有与限位凹槽41外形匹配的限位插板43，限位插板43上对应设有与条形凸棱42外形匹配的条形导滑槽44，以便于锂电池30的拆换及限位，使锂电池30更稳定地固定在机座1上。进一步地，机座1上还设有用于对电动机2进行控制的控制器31，该控制器31具有电动机驱动板和电动机控制板，电动机控制板上设有电动机开关按键、用于显示电动机2的输出轴8的转速的显示器以及电动机运行指示灯。工作人员可通过操作控制器31对电动机2进行控制，并可通过控制器31快速获得电动机2的当前状态。
[0052] 优选地，结合1和图3所示，为了方便工作人员携带锂电钢轨钻孔机，本发明的锂电钢轨钻孔机还包括提手机构，其具体包括提手32，提手为弯管，弯管包括竖直部34和位于锂电池30上方的水平部33，其水平部33的自由端与固定背板23相对，并设有一伸缩接头35，固定背板23上对应设有用于与伸缩接头35卡接的连接孔36，竖直部34的自由端与机座1转动连接。本实施例中弯管的竖直部34通过两个轴承转动连接在机座1邻近进水后座16处，这样提手的两个着力点便分别设置在了锂电钢轨钻孔机的首尾端，使工作人员在携带锂电钢轨钻孔机时更省力。另外，将提手32设置成可旋转的结构，是为在更换锂电池30时为其提供更换空间，方便锂电池30的安装及拆卸。进一步地，伸缩接头35的设置结构不唯一，本实施例中的伸缩接头35包括复位弹簧37和活动接头38，复位弹簧37设于提手32内，且一端与提手32固定连接，另一端与活动接头38相连，该活动接头38一端位于提手32内，一端位于提手32外，活动接头38位于提手32内的部分设有一滑动销39，提手32上设有一供滑动销39伸出并能够在靠近和远离连接孔36的方向移动的条形孔，工作人员可通过滑动滑动销39带动活动接头38伸入或退出连接孔36，以实现与固定背板23的连接或分离。
[0053] 以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由
权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种
修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
