一種礦用液壓鑽車的製作方法

2023-07-14 21:00:21

一種礦用液壓鑽車的製作方法
【專利摘要】一種礦用液壓鑽車，包括行走機構、設在其上的鑽機支架和設在鑽機支架上的鑽機，鑽機設有用於驅動鑽杆的動力頭和用於引導動力頭運動的導軌，導軌上設有鑽杆支撐夾緊座，動力頭和鑽杆支撐夾緊座之間設有自動換杆裝置，自動換杆裝置設有滑動板，滑動板上設有機械手組件，導軌的一側設有鑽杆箱，機械手組件能夠在旋轉驅動組件的驅動下翻轉，以夾取鑽杆箱內的鑽杆，並將其移至對應於鑽杆支撐夾緊座和動力頭的位置；鑽機支架設有導向支撐柱，設置在其上的鑽機在導向支撐柱旁邊的位置液壓缸的帶動下實現升降、俯仰變換。本發明可以實現鑽機的升降、俯仰，還可以自動更換鑽杆，還能將鑽機支架從鑽車上拆下單獨使用，提高了鑽車的工作效率和適用範圍。
【專利說明】一種礦用液壓鑽車
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種液壓鑽車，尤其涉及的是一種礦井中使用的液壓鑽車。
【背景技術】
[0002]在高瓦斯礦井中，煤層中存在大量瓦斯，為了保證安全生產，常使用鑽機鑽孔釋放瓦斯氣體。
[0003]現有液壓鑽車種類很多，但是大多體型較大，不能360度旋轉，並且基本上為一體化結構，不可拆分，結構笨重、不靈活，當遇到複雜的地形或者狹窄的巷道時，鑽車行動起來較為不便，甚至無法正常工作，導致工作效率降低；此外，現有的鑽車大多不具備自動裝卸鑽杆的功能，對於在陰暗、潮溼的井下工作的工人來說，給鑽車加接、拆卸鑽杆是件費時費力的工作，操作不當還會造成事故。

【發明內容】

[0004]為了解決上述技術問題，本發明提供一種礦用液壓鑽車，不僅可以自動更換鑽杆，而且鑽機支架可以360°旋轉，鑽機的導軌也可在一定的範圍內進行升降和俯仰，必要時還可以將鑽機支架從鑽車上拆下使用。
[0005]本發明為了解決上述技術問題所採用的技術方案是:一種礦用液壓鑽車，包括行走機構、通過轉盤軸承設置在行走機構上的鑽機支架和設置在鑽機支架上的鑽機，所述的鑽機設有一個用於驅動鑽杆的動力頭和一個用於引導所述動力頭沿直線運動的導軌，在導軌上設有用於夾持鑽杆的鑽杆支撐夾緊座，在動力頭和鑽杆支撐夾緊座之間設有一個可沿導軌移動的自動換杆裝置，所述自動換杆裝置設有一個可沿導軌移動的滑動板，滑動板上設有一個用於更換鑽杆的機械手組件，導軌的一側固定有用於放置鑽杆的鑽杆箱，所述的機械手組件能夠在旋轉驅動組件的驅動下繞滑動板上的一個支點翻轉，以夾取鑽杆箱內的鑽杆，並將其移至對應於鑽杆支撐夾緊座和動力頭的位置，在滑動板和用於安放動力頭的動力頭底座之間連接有復位組件。
[0006]所述的機械手組件包括底板、設置在底板上的兩隻機械爪單元以及用於驅動兩隻機械爪單元張開或夾緊的夾緊驅動組件，所述的底板通過轉軸與設置在滑動板上的鉸支座連接，並在旋轉驅動組件的帶動下繞轉軸的軸線翻轉，轉軸的軸線方向與鑽杆箱中鑽杆放置方向，以及所述鑽機的鑽杆安裝方向均一致。
[0007]所述的底板上設有兩條與轉軸的軸線方向相垂直的凹槽，在兩條凹槽內分別設有一根齒條，所述的兩根齒條反向對稱設置，並分別與設置在兩條凹槽之間的齒輪相嚙合，所述的兩隻機械爪單元掌心相對，並分別與兩根齒條固定連接。
[0008]所述的夾緊驅動組件和旋轉驅動組件均為擺動液壓缸。
[0009]所述的復位組件設有一根拉簧和一個連接塊，連接塊與滑動板固定連接，拉簧的一端與連接塊固定連接，另一端與動力頭底座固定連接。
[0010]所述滑動板底部，靠近鑽杆箱的一側，設有一個擋塊，擋塊的位置低於用於支撐鑽杆箱的支臂的上端面，以限定滑動板復位後的位置。
[0011]所述的鑽機支架設有一個與轉盤軸承相連接的旋轉平臺，在行走機構上設有底座，轉盤軸承與底座相連接，旋轉平臺和底座的相應位置設置有定位孔，所述的旋轉平臺上設有四根呈矩形分布的導向支撐柱，每根導向支撐柱上均設有一個管扣，前兩個管扣之間設有一根前梁，後兩個管扣中各設有一根後梁，所述的前梁和後梁分別與相應的管扣轉動連接，在前梁和後梁上設有用於安放導軌的滑座，所述的前梁從設在滑座兩個側壁上的孔穿出並與側壁固定連接，所述的兩根後梁的另一端設置在滑座兩個側壁上的滑槽中，並可以與滑槽相對滑動，在每根導向支撐柱的一側均設有一個與其平行的位置液壓缸，管扣在位置液壓缸的帶動下能夠沿導向支撐柱上下移動，從而改變滑座和導軌的高度和俯仰角度。
[0012]所述的位置液壓缸通過連接頭與管扣相連接，所述的連接頭呈倒L形，連接頭的一端與管扣相連接，另一端與位置液壓缸的活塞杆頂部相連接。
[0013]所述的導向支撐柱為用於頂撐巷道頂面的頂撐液壓缸的缸體，所述頂撐液壓缸的活塞杆或柱塞向上伸出，在活塞杆或柱塞的頂端設有用於支撐巷道頂部的支撐塊。
[0014]位於導軌同一側的兩個頂撐液壓缸的缸體上端通過加固板相連接。
[0015]本發明的有益效果是:
根據本發明，鑽機可以360度旋轉，鑽機的高度和俯仰角可以靈活調整，必要時還可以將鑽機支架連同轉盤軸承和底座和從鑽車上拆下使用，只需加接液壓管路，液壓的動力源仍由鑽車提供；而且具有多點頂支，可以提高大推力鑽孔時鑽機的位置穩定度，特別適合於巷道狹窄空間使用；特別重要的是，該鑽車還配備了自動換杆裝置，減輕了工人勞動強度，提高了工作效率，並可避免危險的發生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的結構示意圖。
[0017]圖2為自動換杆裝置的結構示意圖。
[0018]圖3為圖2中機械手組件及滑動板的立體結構示意圖。
[0019]圖4為圖3中機械手組件的剖視圖。
[0020]圖5為圖2中復位組件的結構示意圖。
[0021]圖6為圖2中復位組件的仰視結構示意圖。
[0022]圖7為鑽機支架的立體結構示意圖。
[0023]圖8為導軌處於水平位置時本發明的主視圖。
[0024]圖中，Al、鑽機支架，A2、鑽機，A3、自動換杆裝置，B1、液壓控制系統，B2、操縱臺，B3、支撐平臺，Cl、履帶，C2、車體，C3、車體支柱，1、鑽杆支撐夾緊座，2、導軌，3、動力頭，4、機械手組件，401、底板，4011、凹槽，402、機械爪單元，403、旋轉驅動組件，404、鉸支座，405、轉軸，406、夾緊驅動組件，407、齒條，408、齒輪，409、導向塊，5、復位組件，501、掛鈎I，502、拉簧，503、連接塊，504、掛鈎II，505、擋塊，6、鑽杆箱，7、滑動板，8、動力頭底座，9、底座，10、旋轉平臺，11、導向支撐柱，12、管扣，13、前梁，14、滑座，15、位置液壓缸，16、後梁，17、連接頭，18、支撐塊，19、加固板，20、轉盤軸承，21、定位孔，22、補償液壓缸。【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步具體詳細的說明。
[0026]如圖所示，一種礦用液壓鑽車，包括行走機構、執行機構和為鑽車提供動力並進行控制的動力及控制機構，所述的行走機構包括帶有履帶Cl的履帶車，所述的動力及控制機構包括設置在履帶車車體C2上的支撐平臺B3，在支撐平臺B3上設置有操縱臺B2以及相應的液壓控制系統BI。在車體C2的四個角上設有用於鑽機工作時支撐鑽車的車體支柱C3，所述的執行機構包括通過螺栓連接在車體C2上的底座9，通過轉盤軸承20與底座9相連接的鑽機支架Al，設置在鑽機支架Al上的鑽機A2和設置在鑽機A2的導軌2上的自動換杆裝置A3，所述的鑽機A2包括鑽杆支撐夾緊座1、動力頭3和引導動力頭3的導軌2，在動力頭3和鑽杆支撐夾緊座I之間設有一個沿導軌2滑動的滑動板7，滑動板7上設有一個用於更換鑽杆的機械手組件4，導軌2的一側固定有用於放置鑽杆的鑽杆箱6，所述的機械手組件4能夠在旋轉驅動組件403的驅動下繞滑動板7上的一個支點翻轉，以夾取鑽杆箱6內的鑽杆，並將其移至對應於鑽杆支撐夾緊座I和動力頭3的位置，在滑動板7和用於安放動力頭3的動力頭底座8之間連接有復位組件5，所述的滑動板7、機械手組件4、鑽杆箱6以及復位組件5 —起組成自動換杆裝置A3。
[0027]進一步地，所述的機械手組件4包括底板401、設置在底板401上的兩隻機械爪單元402、驅動兩隻機械爪單元402張開和夾緊的夾緊驅動組件406、與底板401固定連接的轉軸405、安放轉軸405的鉸支座404以及驅動轉軸405旋轉的旋轉驅動組件403，所述的鉸支座404設置在滑動板7上，轉軸405的軸線方向與鑽杆箱6中鑽杆放置方向，以及所述鑽機A2的鑽杆安裝方向均一致。
[0028]所述的夾緊驅動組件406和旋轉驅動組件403均為擺動液壓缸。
[0029]所述的底板401上設有兩條與轉軸405軸線方向相垂直的凹槽4011，在兩凹槽4011內反向對稱分別設有一根齒條407,所述的兩根齒條407分別與設置在兩凹槽4011之間的齒輪408相嚙合，所述的兩隻機械爪單元402掌心相對，分別與兩根齒條407固定連接，以保證抓持鑽杆時，鑽杆軸線位置不變。
[0030]所述的機械手組件4通過旋轉驅動組件403能夠在滑動板7上翻轉，且通過夾緊驅動組件406驅動兩齒條407帶動兩隻機械爪單元402張開和夾緊以夾取鑽杆箱6內的鑽杆，並將其移至對應於鑽杆支撐夾緊座I和動力頭3的位置。
[0031]為了使兩隻機械爪單元402的張開和夾緊動作更準確有效，在兩個凹槽4011內還分別設有兩個導向塊409，所述的導向塊409分別與兩隻機械爪單元402固定連接。
[0032]所述的復位組件5包括一個連接塊503和一根拉簧502，所述連接塊503與滑動板7固定連接，拉簧502位於連接塊503和動力頭3之間，拉簧502的兩端有彎鉤，其一端掛在掛鈎II 501上，另一端掛在掛鈎I 504上，所述掛鈎I 501和掛鈎II 504分別與連接塊503及動力頭底座8固定連接。本【具體實施方式】所述的復位組件5為兩套，分別設在機械手組件4夾持中心線的左右兩側。
[0033]為了保證滑動板7向鑽杆支撐夾緊座I方向的無障礙運行，其下端面的設置稍高於鑽杆箱6支臂的上端面，為了限制滑動板7退回後的位置，在滑動板7底部設有一個擋塊505,該擋塊505位於滑動板7下端面靠鑽杆箱6的一側,突出的擋塊505低於鑽杆箱6支臂的上端面。這樣，當機械手組件4被拉簧502牽拉退回的時候，擋塊505被鑽杆箱6支臂擋住，從而穩固地停在預定的位置，以便在更換鑽杆時夾持鑽杆中間位置，保證夾持鑽杆平衡穩定，以及抓取鑽杆運動的準確性和有效性。
[0034]液壓鑽車的自動換杆裝置工作過程如下:
裝接鑽杆:此時動力頭3上無鑽杆，動力頭3上卡盤張開，機械手組件4張開；旋轉驅動組件403動作，機械手組件4翻轉到鑽杆箱6側；夾緊驅動組件406動作，機械手組件4夾緊鑽杆後，旋轉驅動組件403動作，機械手組件4翻轉回滑動板7上；動力頭3緩慢前移，頂住鑽杆後繼續前移，直至鑽杆的前端移到裝在鑽杆支撐夾緊座I內的前一根鑽杆末端；動力頭3卡盤夾緊鑽杆，機械手組件4張開；動力頭3緩慢正轉，將鑽杆旋入到前一根鑽杆上；動力頭3帶動鑽杆開始鑽孔；動力頭3推進到機械手組件4位置後，推動機械手組件4繼續前進，到達導軌2前部限定位置後停止推進。然後，鑽杆支撐夾緊座I夾緊鑽杆，動力頭的卡盤鬆開鑽杆，動力頭3後退至初始位置，機械手組件4也在復位組件5的作用下退回到原位；繼續加接鑽杆並循環上述步驟。
[0035]拆卸鑽杆:此時動力頭3上有鑽杆，位置在導軌2的前部，動力頭3的卡盤夾緊鑽杆；動力頭3後移，抽出鑽杆，動力頭3移動至導軌2後部限定位置；此時鑽杆支撐夾緊座I夾緊鑽杆前一根鑽杆，動力頭3反轉並後退，將所夾鑽杆與前一根鑽杆分離；然後機械手組件4抓緊鑽杆，動力頭3卡盤鬆開，鑽杆與動力頭3分離；動力頭後退脫離鑽杆，機械手組件4翻轉至鑽杆箱後，機械手組件4鬆開，鑽杆放入鑽杆箱6，機械手組件4再返回滑動板7上；若繼續拆卸鑽杆，動力頭3前移至前部，並如上循環。
[0036]因為所述的自動換杆裝置A3能夠沿導軌2前後移動位置，從而不幹涉動力頭3的前後移動，並能在更換鑽杆時夾持鑽杆的中間位置，保證夾持鑽杆平衡穩定。
[0037]所述的鑽機支架Al設有一個與轉盤軸承20相連接的旋轉平臺10，所述的轉盤軸承20的內圈與底座9固定連接，外圈與旋轉平臺10固定連接，外圈上設有傳動齒輪，其與驅動齒輪相嚙合，在驅動齒輪的驅動下帶動鑽機支架Al旋轉，從而帶動鑽機在360°範圍內旋轉。
[0038]在旋轉平臺10和底座9上以旋轉中心線為軸線的同心圓周上設有定位孔21，當鑽機旋轉到需要的位置時，在旋轉平臺10和底座9對應的定位孔21中插入定位銷軸進行定位固定。
[0039]在旋轉平臺10上呈矩形分布設置有四根導向支撐柱11，在每根導向支撐柱11上套設有管扣12，所述管扣12在位置液壓缸15的作用下可以沿導向支撐柱11上下滑動。具體地，所述的管扣12通過一個倒L形的連接頭17與位置液壓缸15的活塞杆固定連接，所述的管扣12還設有一個與導向支撐柱11相垂直的孔，用於設置支撐滑座14的前梁13和後梁16。位於前排的前兩個管扣的孔中設有一根前梁13，位於後排的兩個管扣的孔中分別各設有一根後梁16，前梁13和後梁16分別與相應的管扣轉動連接。其中前梁13從設在滑座14的兩個側壁上的孔穿出並與側壁固定連接，兩根後梁16的另一端分別設置在滑座14兩個側壁上的滑槽中，並可與滑槽在與滑座14上導軌2—致的方向上相對滑動。在每根導向支撐柱11的一側均設有一個與其平行的位置液壓缸15，管扣在位置液壓缸15的帶動下能夠沿導向支撐柱11上下移動，從而改變滑座14和設在滑座14內的導軌2的高度和俯仰角度。
[0040]這樣，當需要鑽機A2上下移動時，四個位置液壓缸15同時動作，帶動滑座14及鑽機A2向上或向下移動；當需要鑽機A2俯仰時，則只需讓前梁13或後梁16所處的位置液壓缸15動作。
[0041]在滑座14的後端還設有給導軌2提供進給補償的補償液壓缸22，該液壓缸缸體與滑座固定連接，位於滑座後端，方向與導軌2的滑動方向一致，活塞杆頂部與導軌2後部固定連接，液壓缸伸出，導軌2後移，液壓缸收縮，導軌2前進，液壓缸活塞固定時，保持導軌2與滑座14的相對位置不變。
[0042]所述的導向支撐柱11為頂撐液壓缸的缸體，所述頂撐液壓缸的活塞杆或柱塞向上伸出，在活塞杆或柱塞的頂端設有用於支撐巷道頂部的支撐塊18。鑽機A2到達確定位置，開始工作前，頂撐液壓缸首先動作，支撐塊18頂到巷道頂部，對整個鑽機支架Al起固定作用。
[0043]為了進一步加固鑽機支架Al，位於導軌2同一側的兩個頂撐液壓缸的缸體上端通過加固板19相連接，所述頂撐液壓缸的活塞杆或柱塞從設在加固板19上的孔中伸出。
[0044]此鑽機支架Al安裝在液壓鑽車的車體C2上，必要時可將其拆下單獨使用，只需加接液壓管路，液壓的動力源仍由液壓控制系統BI提供。
【權利要求】
1.一種礦用液壓鑽車，包括行走機構、通過轉盤軸承設置在行走機構上的鑽機支架和設置在鑽機支架上的鑽機，所述的鑽機設有一個用於驅動鑽杆的動力頭(3)和一個用於引導所述動力頭(3)沿直線運動的導軌(2)，在導軌(2)上設有用於夾持鑽杆的鑽杆支撐夾緊座(1)，其特徵在於:在動力頭(3)和鑽杆支撐夾緊座(1)之間設有一個可沿導軌(2)移動的自動換杆裝置(A3)，所述自動換杆裝置(A3)設有一個可沿導軌(2)移動的滑動板(7)，滑動板(7)上設有一個用於更換鑽杆的機械手組件(4)，導軌(2)的一側固定有用於放置鑽杆的鑽杆箱(6)，所述的機械手組件(4)能夠在旋轉驅動組件(403)的驅動下繞滑動板(7)上的一個支點翻轉，以夾取鑽杆箱(6)內的鑽杆，並將其移至對應於鑽杆支撐夾緊座(1)和動力頭(3)的位置，在滑動板(7)和用於安放動力頭(3)的動力頭底座(8)之間連接有復位組件(5)。
2.根據權利要求1所述的一種礦用液壓鑽車，其特徵在於:所述的機械手組件(4)包括底板(401)、設置在底板(401)上的兩隻機械爪單元(402)以及用於驅動兩隻機械爪單元(402)張開或夾緊的夾緊驅動組件(406)，所述的底板(401)通過轉軸(405)與設置在滑動板(7 )上的鉸支座(404)連接，並在旋轉驅動組件(403 )的帶動下繞轉軸(405 )的軸線翻轉，轉軸(405)的軸線方向與鑽杆箱(6)中鑽杆放置方向，以及所述鑽機(A2)的鑽杆安裝方向均一致。
3.根據權利要求2所述的一種礦用液壓鑽車，其特徵在於:所述的底板(401)上設有兩條與轉軸(405)的軸線相垂直的凹槽(4011)，在兩條凹槽(4011)內分別設有一根齒條(407),所述的兩根齒條(407)反向對稱設置,並分別與設置在兩條凹槽(4011)之間的齒輪(408) 相嚙合，所述的兩隻機械爪單元(402)掌心相對，並分別與兩根齒條(407)固定連接。
4.根據權利要求2所述的一種礦用液壓鑽車，其特徵在於:所述的夾緊驅動組件(406)和旋轉驅動組件(403)均為擺動液壓缸。
5.根據權利要求1-4任一項所述的一種礦用液壓鑽車，其特徵在於:所述的復位組件(5)設有一根拉簧(502)和一個連接塊(503)，連接塊(503)與滑動板(7)固定連接，拉簧(502)的一端與連接塊(503)固定連接，另一端與動力頭底座(8)固定連接。
6.根據權利要求5所述的一種礦用液壓鑽車，其特徵在於:所述滑動板(7)底部，靠近鑽杆箱(6)的一側，設有一個擋塊(505)，擋塊(505)的位置低於用於支撐鑽杆箱(6)的支臂的上端面，以限定滑動板(7)復位後的位置。
7.根據權利要求1所述的一種礦用液壓鑽車，其特徵在於:所述的鑽機支架設有一個與轉盤軸承相連接的旋轉平臺(10 )，在行走機構上設有底座(9 )，轉盤軸承與底座(9 )相連接，旋轉平臺(10)和底座(9)的相應位置設置有定位孔，所述的旋轉平臺(10)上設有四根呈矩形分布的導向支撐柱(11)，每根導向支撐柱(11)上均設有一個裝配有轉軸的管扣(12)，每根導向支撐柱(11)上均設有一個管扣，前兩個管扣之間設有一根前梁(13)，後兩個管扣中各設有一根後梁(16)，所述的前梁(13)和後梁(16)分別與相應的管扣轉動連接，在前梁(13)和後梁(16)上設有用於安放導軌(2)的滑座(14)，所述的前梁(13)從設在滑座(14)兩個側壁上的孔穿出並與側壁固定連接，所述的兩根後梁(16)的另一端設置在滑座(14)兩個側壁上的滑槽中，並可以與滑槽相對滑動，在每根導向支撐柱(11)的一側均設有一個與其平行的位置液壓缸(15)，管扣在位置液壓缸(15)的帶動下能夠沿導向支撐柱(11)上下移動，從而改變滑座(14)和設在滑座(14)上的導軌(2)的高度和俯仰角度。
8.根據權利要求7所述的一種礦用液壓鑽車，其特徵在於:所述的位置液壓缸(15)通過連接頭(17)與管扣(12)相連接，所述的連接頭(17)呈(L)形，連接頭(17)的一端與管扣(12)相連接，另一端與位置液壓缸(15)的活塞杆頂部相連接。
9.根據權利要求7或8所述的一種礦用液壓鑽車，其特徵在於:所述的導向支撐柱(11)為用於頂撐巷道頂面的頂撐液壓缸的缸體，所述頂撐液壓缸的活塞杆或柱塞向上伸出，在活塞杆或柱塞的頂端設有用於支撐巷道頂部的支撐塊(18 )。
10.根據權利要求9所述的一種礦用液壓鑽車，其特徵在於:位於導軌同一側的兩個頂撐液壓缸的缸體上端通過 加固板(19)相連接。
【文檔編號】E21B7/02GK103758452SQ201410000427
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月2日 優先權日:2014年1月2日
【發明者】張明柱, 陳晨, 趙偉, 李振, 郭蕊, 趙小輝 申請人:河南科技大學