[0001] 本发明属于疏浚炸礁技术领域，具体涉及一种水下钻孔炸礁设备。

[0002] 炸礁船是为爆破礁石进行钻孔、装药和引爆用的船，其上装有多台可移动的钻岩机，亦称钻孔爆破船。现有技术主要是先将礁石钻孔，然后将炸药管塞入钻孔内进行炸碎礁石，现有技术在对礁石进行钻孔时，由于礁石硬度较高，设备容易损坏，影响设备的正常使用。

[0003] 相关技术中(公告号为CN215150603U)公开了一种水下炸礁钻孔装置，包括本体、设于本体一侧的转动底座、设于转动底座一侧的固定环、设于转动底座一侧且位于固定环内侧的钻孔杆以及设于固定环一侧用于便捷更换钻孔杆的锁扣部件，所述锁扣部件包括开设于固定环一侧多个均匀排列的安装槽、设于安装槽底部的导向杆、套设于导向杆外侧的第一弹簧以及设于第一弹簧一端的滑动块，本实用新型通过设置本体、钻孔杆、第一弹簧以及导向槽，第一弹簧对滑动块一侧的固定球进行挤压进入锁扣槽内，能够使固定球对钻孔杆一侧的锁扣槽进行锁扣固定，解决了现有设备不便于进行拆装更换，容易导致设备维修操作较为繁琐，降低设备转孔作业的工作效率，影响设备的正常使用的问题。

[0004] 在上述技术方案中，尽管具备钻头拆卸更换的功能，但在实际应用中，钻头的更换无法在水下施工作业过程中直接完成，若有更换钻头的需求，须将钻岩机整体吊运至船体上才能开展更换工作，整个操作流程繁杂，严重影响施工效率和便捷性，该种更换方式不仅增加了施工过程中的时间成本，而且在大型工程或复杂水下环境作业时，频繁的整体吊运会带来额外的安全隐患和设备损耗问题。

[0063] 下面结合具体实施案例和附图1至图17对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

[0064] 参阅图1至图17所示，一种水下钻孔炸礁设备，包括炸礁船主体1，炸礁船主体1为现有市场常用的炸礁船，炸礁船主体1上设置有多个钻岩机，每个钻岩机包括起吊单元2、升降单元3、钻孔单元4、投药单元5，通过钻孔单元4将海底的岩石进行钻孔，通过投药单元5对钻孔后的孔位进行投药；

[0065] 主要参阅图7至图12所示，钻孔单元4包括两个连接柱4001，两个连接柱4001之间固定安装有壳体4002，壳体4002内设置有驱动组件，驱动组件连接有第一驱动轴4003的一端，通过驱动组件驱动第一驱动轴4003进行转动，第一驱动轴4003另一端向下延伸出壳体4002并连接有空心柱形体4008，第一驱动轴4003的转动实现空心柱形体4008转动，空心柱形体4008分为上下两个腔室，空心柱形体4008的上下两个腔室内分别设置有间歇驱动机构和间歇转动机构，通过间歇驱动机构促使间歇转动机构实现间歇转动，来实现钻头的交替更换。

[0066] 具体主要参阅图9至图11所示，间歇驱动机构包括安装于空心柱形体4008内壁顶端的第二电机4009，第二电机4009输出端连接有第二驱动轴4010，第二驱动轴4010上固定安装有驱动块4011，驱动块4011一端安装有拨动销4012，驱动块4011另一端设置有弧形侧壁，间歇驱动机构还包括通过轴承转动连接于空心柱形体4008内侧壁的转盘4014，即转盘4014能够在外力作用下沿着空心柱形体4008内壁进行转动，转盘4014中部垂直并固定连接有第三驱动轴4013的一端，转盘4014上沿周向等距设置有四组扇形架4016，相邻两个扇形架4016之间形成滑道4015，每个扇形架4016上分别安装有限位块4017，驱动块4011弧形侧壁与限位块4017内侧壁转动贴合；其中，拨动销4012转动内嵌于滑道4015内腔；

[0067] 通过开启的第二电机4009带动第二驱动轴4010和驱动块4011顺时针转动，当驱动块4011处的拨动销4012转动至内嵌于对应的滑道4015内腔时，继续转动的拨动销4012能够拨动滑道4015促使扇形架4016以第三驱动轴4013为轴顺时针转动90度，随后拨动销4012脱离该滑道4015，且同时驱动块4011准确的转动至与其中一个限位块4017侧壁贴合，对此时的限位块4017进行限位，保证转动90度后的限位块4017、转盘4014、第三驱动轴4013实现转动后的锁定。

[0068] 主要参阅图8、图9和图12所示，间歇驱动机构包括固定安装于第三驱动轴4013另一端的连接盘4018，连接盘4018侧壁沿周向等距安装有四个扇形安装板4019，每个扇形安装板4019上分别沿竖直方向滑动贯穿设置有移动柱4020，移动柱4020顶端安装有顶座4021，移动柱4020上套设有弹簧4022，顶座4021顶端滚动设置有滚球4023，移动柱4020底端端部安装有钻头4024，空心柱形体4008内壁固定安装有固定座4025，固定座4025底端固定安装有限位柱4026，限位柱4026处开设有限位滑轨4027，滚球4023相对于限位柱4026顺时针转动，且滚球4023沿限位滑轨4027内腔滑动，顶座4021底端垂直且固定安装有光杆4028，且光杆4028垂直并贯穿扇形安装板4019的外壁；其中，限位滑轨4027由倾斜段和水平段组成，滚球4023在限位滑轨4027的水平段处实现稳定；

[0069] 第三驱动轴4013顺时针转动的过程中，带动连接盘4018、扇形安装板4019同步顺时针转动90度，此时位于限位柱4026底端的钻头4024顺时针转动90度脱离限位柱4026底端位置，并在该处弹簧4022弹力作用下实现该顶座4021、移动柱4020、钻头4024向上恢复初始位置，与此同时，下一组相邻的移动柱4020、滚球4023、钻头4024顺时针转动至对应限位柱4026处，并促使该组滚球4023沿着限位滑轨4027内腔逐渐移动至限位柱4026底端位置，在此过程中，促使该组滚球4023、移动柱4020、光杆4028、钻头4024逐渐向下移动，实现该组钻头4024向下延伸出空心柱形体4008，即实现钻头4024的替换，该过程无需将升降单元3和钻孔单元4收回炸礁船主体1处，在海底环境下即可实现钻头4024的更换；即通过顺时针转动
90度的限位块4017、第三驱动轴4013，能够实现四组钻头4024进行顺时针方向的交替替换且向下伸出空心柱形体4008外壁，实现不同钻头4024的更替操作；且通过转动后的驱动块
4011在限位块4017处位置稳定，能够实现转动后的第三驱动轴4013以及替换后的钻头4024稳定，由此保证后续第一驱动轴4003带动空心柱形体4008和更换后的钻头4024转动钻孔时，三者同步转动，钻头4024不存在自身转动的动力。

[0070] 具体的参阅图12所示，第一驱动轴4003以及延伸出空心柱形体4008的钻头4024位于同一竖直线上，第一驱动轴4003、钻头4024上下同轴设置，保证两者转动的中心相同，且空心柱形体4008以第一驱动轴4003为轴进行转动，不会影响钻头4024的正常钻孔作业。

[0071] 主要参阅图8所示，驱动组件包括固定安装于第一驱动轴4003顶端的第一皮带轮4004，壳体4002内通过轴体转动安装有第二皮带轮4005，第二皮带轮4005和第一皮带轮
4004上套设有皮带4006，壳体4002内壁顶端安装有第一电机4007，且第一电机4007输出端与第二皮带轮4005相连接，通过开启的第一电机4007带动第二皮带轮4005转动，以促使皮带4006带动第一皮带轮4004和第一驱动轴4003同步周向转动，此时第一驱动轴4003带动空心柱形体4008以及底端的钻头4024同步以第一驱动轴4003为轴进行转动，实现钻头4024对海底岩石的钻孔加工。

[0072] 主要参阅图13至图17所示，投药单元5包括两个连接架5001，两个连接架5001之间固定安装有第一挡板5002，第一挡板5002底端安装有倾斜部5003，第一挡板5002内侧安装有第二挡板5004，倾斜部5003由第一挡板5002底端向第二挡板5004底端倾斜向下设置，第二挡板5004和第一挡板5002顶端呈封闭状态，第二挡板5004侧壁沿周向等距开设有六个第一孔位5005，两个连接架5001上分别安装有固定架5006，两个固定架5006之间固定安装有承托环5007，承托环5007上相对转动的设置有延伸凸沿5009，延伸凸沿5009内侧安装有空心转筒5008，空心转筒5008和延伸凸沿5009相对于承托环5007周向间歇转动，空心转筒5008顶端安装有挡片5010，挡片5010中间开设有让位孔，该让位孔供钻头4024向下通过，为钻头4024正常钻孔留有足够的空间；第二挡板5004侧壁连通有投药筒5023的一端，投药筒
5023另一端向上延伸至炸礁船主体1上，炸药通过投药筒5023顶端投放，能够沿着投药筒
5023内腔进行投放；

[0073] 将炸药通过投药筒5023投放至第一挡板5002处，炸药沿着倾斜设置的倾斜部5003在倾斜部5003、第一挡板5002、第二挡板5004处实现暂存，这一暂存机制为炸药均匀布满倾斜部5003、第一挡板5002、第二挡板5004的内腔提供了充足时间，有效防止了因靠近投药筒5023处炸药堆积较多，而远离投药筒5023处炸药过少所引发的炸药分布不均问题。

[0074] 主要参阅图15和图17所示，空心转筒5008内侧壁沿周向等距开设有六个第二孔位5011，第二孔位5011通过调节单元相对于第一孔位5005进行间歇性转动；调节单元包括固定安装于空心转筒5008顶端边缘处的齿圈5014，空心转筒5008侧壁还安装有限位环5015，限位环5015侧壁沿周向等距设置有凹陷部5016，凹陷部5016设置有十二组，且相邻两组凹陷部5016间隔30度设置，其中一个连接架5001处安装有承托架5017，承托架5017顶端安装有第三电机5018，第三电机5018输出端连接有第四驱动轴5019，第四驱动轴5019上固定安装有转动座5020和限位盘5022，转动座5020侧壁安装有拨块5021，拨块5021转动的与齿圈
5014啮合连接，限位盘5022侧壁与其中一个[16]转动贴合；

[0075] 第二孔位5011不与第一孔位5005位置对应，将炸药通过投药筒5023投放至第一挡板5002处，炸药沿着倾斜设置的倾斜部5003在倾斜部5003、第一挡板5002、第二挡板5004处实现暂存；通过开启的第三电机5018带动第四驱动轴5019、转动座5020、拨块5021、限位盘5022同步转动，当拨块5021转动至啮合齿圈5014处，继续转动的拨块5021促使齿圈5014跟随拨块5021同步转动30度，当拨块5021转动至脱离齿圈5014处时，限位盘5022转动至贴合凹陷部5016处，此时限位环5015得到限位不再转动，此时的空心转筒5008和第二孔位5011也得到限位不再转动，即通过拨块5021转动一周，能够实现齿圈5014间歇性转动30度，即实现空心转筒5008、第二孔位5011进行间歇性的30度转动，转动30度后的六个第二孔位5011分别与六个第一孔位5005位置对应形成投药通道；且相邻两个第一孔位5005或相邻两个第二孔位5011之间的间隔为60度，且第二孔位5011每次间歇性转动的角度为30度，由此能够实现第二孔位5011转动一次时与第一孔位5005对应，再转动一次时与第一孔位5005错位设置，通过两者错位状态时，为投药存放足够的量提供充足的时间。

[0076] 主要参阅图15所示，空心转筒5008内侧设置有夹层组件，夹层组件包括固定安装于空心转筒5008内侧壁的多个连接块5012，连接块5012安装有内筒5013，内筒5013与空心转筒5008共心设置，且挡片5010处开设的让位孔与内筒5013对应设置，当第一孔位5005与第二孔位5011对应时，第一挡板5002内腔的炸药能够通过六组第二孔位5011、第一孔位5005进入空心转筒5008和内筒5013的缝隙处实现投放，由此能够保证炸药在钻孔的孔位周向等距分别投放，且为钻头4024的正常钻孔留有足够的空间。

[0077] 主要参阅图1至图6所示，起吊单元2包括安装于炸礁船主体1上的第一支架2001，第一支架2001顶端安装有第二支架2002，第二支架2002前侧安装有第三支架2003，且第三支架2003与第一支架2001相互平行设置，第三支架2003前侧平行安装有两组第四支架2004，第一支架2001后侧顶端安装有第一滑轮组2005，第二支架2002顶端安装有第二滑轮组2006，第四支架2004顶端安装有第三滑轮组2007，炸礁船主体1上安装有卷扬机主体
2008，卷扬机主体2008输出端连接有揽绳2009的一端，揽绳2009另一端依次滑动设置于第一滑轮组2005、第二滑轮组2006、第三滑轮组2007上；其中，第四支架2004内侧壁沿竖直方向开设有第一滑槽2010；

[0078] 借助卷扬机主体2008将揽绳2009进行放卷，由于揽绳2009端部与吊钩3002连接，因此放卷过程中，借助升降单元3、钻孔单元4、投药单元5的自重重力，实现升降单元3、钻孔单元4、投药单元5向下移动，为后续钻孔和炸药的投放做好准备。

[0079] 主要参阅图3、图5、图6和图7所示，升降单元3包括升降杆3001，升降杆3001端部滑动内嵌于第一滑槽2010内腔，升降杆3001上固定安装有吊钩3002，且揽绳2009另一端与吊钩3002相连接，升降杆3001底端安装有连接板3003，连接板3003两侧分别安装有连接臂3004，连接臂3004前侧安装有安装板3005，安装板3005左右侧壁分别开设有第二滑槽3006，第二滑槽3006内滑动内嵌有滑块3007，滑块3007外侧固定安装有支撑臂3008，支撑臂3008顶端垂直且固定安装有升降架3009，安装板3005侧壁顶端固定安装有限位座3010，且升降架3009沿竖直方向滑动贯穿限位座3010，升降架3009顶端固定安装有顶板3011，安装板
3005前侧壁安装有气缸3012，且气缸3012输出端与顶板3011下表面相连接；其中，连接柱
4001与支撑臂3008侧壁固定连接，连接架5001与支撑臂3008底端固定连接；支撑臂3008上安装有第一安装座5024，顶板3011上安装有第二安装座5025，投药筒5023通过第一安装座
5024和第二安装座5025进行安装支撑；

[0080] 卷扬机主体2008放卷过程中，借助升降单元3、钻孔单元4、投药单元5的自重重力，实现吊钩3002向下移动，即实现那升降杆3001沿着第一滑槽2010向下移动，此时升降杆3001底端的连接板3003、连接臂3004、安装板3005、支撑臂3008以及整体钻孔单元4均向下移动，直至钻孔单元4底端的钻头4024触碰海底岩石，借助后续转动的钻头4024实现海底岩石的钻孔加工。

[0081] 本发明中，其中一组钻头4024延伸出空心柱形体4008后，其余三组钻头4024均自动收回至空心柱形体4008内腔，替换钻头4024的步骤简单，替换和收纳能够同步进行，相对于传统拆卸、更换、重新安装等繁琐步骤更加实用；第一挡板5002、倾斜部5003、第二挡板5004在空心转筒5008外侧形成封闭连接空心套座，即第一挡板5002和第二挡板5004顶端封闭连接，保证第一挡板5002内腔的炸药只能经由开放状态的第二孔位5011进行投放；

[0082] 值得说明的是，本申请中，卷扬机主体2008为现有市面常用卷扬机，其采用市面通用型号，能够满足起吊需求即可，该处不对其进行赘述和限定；采用的气缸3012为市面上常用的自锁气缸，其输出端能够停留在任意位置并进行锁定，且气缸3012自身具有防水性，能够在水下环境进行工作，该处不对上述现有技术进行赘述和限定；第一电机4007、第二电机4009、第三电机5018采用市面上常用输出端能够进行锁定的自锁电机，其停运时输出端能够进行自锁，不会在外力下进行转动，且第一电机4007、第二电机4009、第三电机5018为市面上常用的正反电机，其输出端能够根据使用需求进行正向或反向的转动，其能够满足上述使用需求即可，且上述电机具有防水性，能够在水下环境进行工作，通过蓄电池等现有设备，为上述电机提供足够的动力，足够上述电机驱动各个部件进行协作工作，该处不对上述电机以及为电机提供动力的装置进行赘述，其均为现有技术；钻头4024为现有市面常用于炸礁钻孔的钻岩机钻头，该处不对其型号和形状进行限定，按需将四组钻头4024设置成不同形状或不同直径或其他不同形式，其能够满足实际不同钻孔需求即可；第一滑轮组2005、第二滑轮组2006、第三滑轮组2007均为现有市面常用的轮组，其能够对揽绳2009起到滑动限位和导向的作用，卷扬机主体2008和揽绳2009也为现有市面常用设备，上述部件配合，能够实现揽绳2009自由端的升降移动，即实现相关设备的起吊或下放，能够满足上述使用需求即可，该处不对上述现有部件进行型号的限定以及过多赘述。

[0083] 本实施例一种水下钻孔炸礁设备的工作原理为：

[0084] 进行炸礁施工时，先将钻孔单元4放置于水下施工位置：借助卷扬机主体2008将揽绳2009进行放卷，由于揽绳2009端部与吊钩3002连接，因此放卷过程中，借助升降单元3、钻孔单元4、投药单元5的自重重力，实现吊钩3002向下移动，即实现那升降杆3001沿着第一滑槽2010向下移动，此时升降杆3001底端的连接板3003、连接臂3004、安装板3005、支撑臂3008以及整体钻孔单元4均向下移动，直至钻孔单元4底端的钻头4024触碰海底岩石；

[0085] 进行钻工施工：通过开启的第一电机4007带动第二皮带轮4005转动，以促使皮带4006带动第一皮带轮4004和第一驱动轴4003同步周向转动，此时第一驱动轴4003带动空心柱形体4008以及底端的钻头4024同步以第一驱动轴4003为轴进行转动，实现钻头4024对海底岩石的钻孔加工；

[0086] 若需根据海底岩石情况更换不同的钻头4024时：通过开启的第二电机4009带动第二驱动轴4010和驱动块4011顺时针转动，当驱动块4011处的拨动销4012转动至内嵌于对应的滑道4015内腔时，继续转动的拨动销4012能够拨动滑道4015促使扇形架4016以第三驱动轴4013为轴顺时针转动90度，随后拨动销4012脱离该滑道4015，且同时驱动块4011准确的转动至与其中一个限位块4017侧壁贴合，对此时的限位块4017进行限位，保证转动90度后的限位块4017、转盘4014、第三驱动轴4013实现转动后的锁定；在上述第三驱动轴4013顺时针转动的过程中，带动连接盘4018、扇形安装板4019同步顺时针转动90度，此时位于限位柱4026底端的钻头4024顺时针转动90度脱离限位柱4026底端位置，并在该处弹簧4022弹力作用下实现该顶座4021、移动柱4020、钻头4024向上恢复初始位置，与此同时，下一组相邻的移动柱4020、滚球4023、钻头4024顺时针转动至对应限位柱4026处，并促使该组滚球4023沿着限位滑轨4027内腔逐渐移动至限位柱4026底端位置，在此过程中，促使该组滚球4023、移动柱4020、光杆4028、钻头4024逐渐向下移动，实现该组钻头4024向下延伸出空心柱形体
4008，即实现钻头4024的替换，该过程无需将升降单元3和钻孔单元4收回炸礁船主体1处，在海底环境下即可实现钻头4024的更换；即通过顺时针转动90度的限位块4017、第三驱动轴4013，能够实现四组钻头4024进行顺时针方向的交替替换且向下伸出空心柱形体4008外壁，实现不同钻头4024的更替操作；且通过转动后的驱动块4011在限位块4017处位置稳定，能够实现转动后的第三驱动轴4013以及替换后的钻头4024稳定，由此保证后续第一驱动轴
4003带动空心柱形体4008和更换后的钻头4024转动钻孔时，三者同步转动，钻头4024不存在自身转动的动力；

[0087] 对钻孔后的孔位进行投药：初始状态下，第二孔位5011不与第一孔位5005位置对应，将炸药通过投药筒5023投放至第一挡板5002处，炸药沿着倾斜设置的倾斜部5003在倾斜部5003、第一挡板5002、第二挡板5004处实现暂存，这一暂存机制为炸药均匀布满倾斜部5003、第一挡板5002、第二挡板5004的内腔提供了充足时间，有效防止了因靠近投药筒5023处炸药堆积较多，而远离投药筒5023处炸药过少所引发的炸药分布不均问题；通过开启的第三电机5018带动第四驱动轴5019、转动座5020、拨块5021、限位盘5022同步转动，当拨块
5021转动至啮合齿圈5014处，继续转动的拨块5021促使齿圈5014跟随拨块5021同步转动30度，当拨块5021转动至脱离齿圈5014处时，限位盘5022转动至贴合凹陷部5016处，此时限位环5015得到限位不再转动，此时的空心转筒5008和第二孔位5011也得到限位不再转动，即通过拨块5021转动一周，能够实现齿圈5014间歇性转动30度，即实现空心转筒5008、第二孔位5011进行间歇性的30度转动，转动30度后的六个第二孔位5011分别与六个第一孔位5005位置对应形成投药通道，此时第一挡板5002内腔的炸药能够通过六组第二孔位5011、第一孔位5005进入空心转筒5008和内筒5013的缝隙处实现投放，由此能够保证炸药在钻孔的孔位周向等距分别投放；且相邻两个第一孔位5005或相邻两个第二孔位5011之间的间隔为60度，且第二孔位5011每次间歇性转动的角度为30度，由此能够实现第二孔位5011转动一次时与第一孔位5005对应，再转动一次时与第一孔位5005错位设置，通过两者错位状态时，为投药存放足够的量提供充足的时间；

[0088] 钻孔投药后，通过起吊单元2将升降单元3、钻孔单元4、投药单元5向上吊升至脱离水下的安全位置，炸药采用市面上能够在水下环境中进行引爆的常规炸礁用炸药，可远程控制炸药爆炸，实现炸礁施工；

[0089] 本发明可在水下更换钻头：通过第三驱动轴4013、连接盘4018、扇形安装板4019等配合，多种钻头4024能以第三驱动轴4013为轴周向转动，对准限位滑轨4027处自动向下延伸，可在水下依钻孔需求换不同硬度、形状的钻头4024，避免吊运钻岩机，节省流程、时间，减少安全隐患和设备损耗；还能保障钻孔稳定性：第二驱动轴4010等部件配合实现第三驱动轴4013等的等距间歇性操作，使钻头4024与限位滑轨4027准确对应并稳定，避免钻孔偏差、效率降低和设备损坏；还能实现高效均匀投药：投药单元与钻头4024互不干涉，钻孔后可直接投药，解决了传统空心管投药不均问题，第二孔位5011与第一孔位5005间歇性对应、等距排列保证炸药均匀分布，第二孔位5011与第一孔位5005对应时投药，不对应时炸药可暂存，通过一系列部件实现间歇性转动和稳定，保障投药均匀性和流程顺利；还能保证钻孔连续性和设备灵活性：通过相关部件促使支撑臂3008、钻头4024竖直移动，配合钻头4024自转实现钻孔，还能满足钻头4024下放钻孔和上升起吊的施工需求。

[0090] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。