CN103485714B - 一种钻进机构及钻装机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钻进机构及钻装机，该钻进机构包括钻臂，以及安装在钻臂上的托架，托架上滑动设置滑架，而且滑架内设置有滑架伸缩油缸，滑架伸缩油缸一端固定有定位顶尖，另一端固定在所述滑架内；定位顶尖上固定有钎具。通过在滑架内设置伸缩油缸，在滑架伸缩油缸伸长后，能够在滑架端部的定位顶尖上安装长钎具，满足工程施工中钻深孔的要求；而且，在滑架伸缩油缸缩短后，可以大大减小滑架的长度，满足在巷道空间有限滑架立起来打顶锚杆孔的要求，扩大钻孔范围和实用性。

Description

一种钻进机构及钻装机

技术领域

本发明涉及钻进技术，特别涉及一种钻进机构及设置有该钻进机构的钻装机。

背景技术

目前，岩巷施工仍以钻爆法为主，其施工工序可以简单概括为：钻孔—放炮—锚杆支护—装矸。钻孔与锚杆支护通常采用液压钻车或钻装机等机械化设备实现。然而目前这些设备的钻进机构存在很多不能满足在窄小巷道内作业工况。例如，钻孔时通常想要获得最大的钻孔深度，这就要求滑架长度长，而打顶锚杆时，为了能够让滑架立起来打顶锚，又要求滑架长度要短。

因而造成了滑架过长不便于滑架立起来打孔，或者滑架过短，钻孔深度不够。另外，使用过程中，钎具拆卸也不容易。

针对现有钻进机构钻孔时滑架太长不便于滑架立起来打孔以及滑架太短造成钻孔深度不够等问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种钻进机构及设置有该钻进机构的钻装机，以解决钻进机构钻孔时滑架太长不便于滑架立起来打孔以及滑架太短造成钻孔长度不够等问题。

一方面，本发明提供了一种钻进机构，包括：

钻臂，所述钻臂一端部外接设备；

所述钻臂另一端部连接托架；

所述钻臂包括钻臂外筒和钻臂内筒；

所述钻臂内筒的端部铰接在铰接座一侧；

所述铰接座另一侧固定推进器翻转油缸；

所述推进器翻转油缸通过L型板连接与其垂直布置的推进器摆动油缸；

所述推进器翻转油缸和推进器摆动油缸均为旋转油缸；

其中，所述推进器翻转油缸外筒固定在铰接座上；所述推进器翻转油缸内筒固定在所述L型板外壁上；

所述L型板内壁固定所述推进器摆动油缸的外筒；所述推进器摆动油缸的内筒固定托架；

所述托架上滑动设置滑架，其中，

所述滑架内设置有滑架伸缩油缸，所述滑架伸缩油缸一端固定有定位顶尖，所述滑架伸缩油缸另一端固定在所述滑架内；

所述定位顶尖上夹持钎具。

进一步地，所述滑架上设置有车体；

所述车体上固定有凿岩机；

所述滑架上还设置有推动凿岩机移动的推进器；其中，

所述凿岩机与所述钎具的端部固定连接。

进一步地，所述钻臂外筒内设置有钻臂伸缩油缸，所述钻臂伸缩油缸的一端固定在所述钻臂外筒内，所述钻臂伸缩油缸的另一端固定在所述钻臂内筒上。

进一步地，所述钻臂一端通过钻臂摆动油缸外接设备；

所述钻臂摆动油缸的内筒固定有支座；

所述钻臂外筒端部铰接在所述支座上部；

所述钻臂外筒的外设置有钻臂升降油缸；其中，

所述钻臂升降油缸一端铰接在所述钻臂外筒的外壁上；所述钻臂升降油缸的另一端铰接在所述支座的下部；

所述钻臂摆动油缸的外筒外接设备。

进一步地，所述铰接座一侧底部铰接有俯仰油缸；其中，

所述俯仰油缸一端铰接在所述铰接座的底部，所述俯仰油缸另一端铰接在所述钻臂内筒外壁上。

进一步地，所述托架上固定有滑块；

所述滑架的下表面设置于所述滑块内滑动；另外，

所述托架内还设置有补偿油缸；所述补偿油缸一端固定在所述托架内，另一端固定在所述定位顶尖底部。

进一步地，所述定位顶尖上设置有用于夹持钎具的夹持器，

所述夹持器包括：

铰接在所述定位顶尖上的支撑板；

固定在所述支撑板上的固定卡；

铰接在所述支撑板上并与所述固定卡卡合布置的活动卡；

一端铰接在所述活动卡上，另一端铰接在所述支撑板上的夹杆油缸；

一端铰接在所述支撑板上，另一端铰接在所述定位顶尖上的翻架油缸。

本发明还提供一种钻装机，所述钻装机设置有上述的钻进机构。

与现有技术相比，本发明的有益效果

本发明实施例提供一种钻进机构，包括钻臂，以及安装在钻臂上的托架，托架上滑动设置滑架，而且滑架内设置有滑架伸缩油缸，滑架伸缩油缸一端固定有定位顶尖，另一端固定在所述滑架内；定位顶尖上固定有钎具。通过在滑架内设置伸缩油缸，在滑架伸缩油缸伸长后，能够在滑架端部的定位顶尖上安装长钎具，首先利用推进器带动凿岩机及钎具前进钻孔，当推进器达到全行程后，滑架伸缩油缸活塞杆收回，从而继续带动滑架、凿岩机及钎具继续前进，达到工程施工中钻深孔的要求；而且，在滑架伸缩油缸缩短后，可以大大减小滑架的长度，满足在巷道空间有限滑架立起来打顶锚孔的要求，实现打锚杆孔的功能。

另外，本发明还将钻臂设置成可伸缩的结构，可以增加钻孔作业范围及在钻装机不动的情况下可以完成两排锚杆孔施工。

进一步的，钻进机构上还设有升降油缸、俯仰油缸、滑架翻转油缸及滑架摆动油缸，联合控制上述油缸及钻臂摆动油缸可将钻臂定位至工作面上任意打孔位置，从而实现炮孔施工及锚杆孔施工。

打顶部锚杆孔时，可在图1的基础上，推进器翻转油缸翻转90°，推进器摆动油缸再翻转90°，从而使钎具向上，实现顶部锚杆孔施工。

通过该夹持器可以卡紧钎具，便于快速更换钎具，拆钎具时，夹持器活动卡通过夹杆油缸作用夹紧钎具，凿岩机反转后退，即可实现钎具的拆卸。

附图说明

图1为本发明实施例第一工作状态的立体结构示意图；

图2为本发明实施例第二工作状态的立体结构示意图；

图3为本发明实施例中夹持器的结构示意图。

附图标记说明：

1、定位顶尖；2、夹持器；3、滑架；4、滑架伸缩油缸；5、补偿油缸；6、推进器；7、滑块；8、托架；9、推进器摆动油缸；10、L型板；11、推进器翻转油缸；12、铰接座；13、钻臂内筒；14、俯仰油缸；15、钻臂外筒；16、钻臂升降油缸；17、钻臂伸缩油缸；18、支座；19、钻臂摆动油缸；20车体；21、凿岩机；22、钎具；

2a、活动卡；2b、固定卡；2c、支撑板；2d、翻架油缸；2e、夹杆油缸。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。应当指出，本部分中的对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。

本发明实施例主要从以下几个方面来改进钻进机构，以使钻进机构可以是适应各种钻孔要求，如在巷道空间有限情况下，既能满足钻深孔的要求，又要满足滑架不能太长，影响打顶锚杆孔的要求；以及增加钻孔机构对巷道各个方位角度钻孔的要求，便于钎具拆卸等要求。此外为了简化钻进机构，钻臂翻转与滑架摆动采用两个在空间上呈相互垂直布置的旋转油缸实现，两者通过L板连接在一起。

如图1-图3，一方面，通过将滑架3设置成可伸缩的结构，滑架3内设置滑架伸缩油缸4，滑架伸缩油缸4前端部固定定位顶尖1，后端部固定在滑架3内，定位顶尖1上固定有钎具22；通过将滑架3设置成伸缩结构，可以使该钻进机构在巷道空间有限的情况下，既可以实现钻深孔的要求，又可以满足打顶锚杆孔时滑架2长度不能太长的要求。

另外，本发明还将钻臂设置成可伸缩的结构，可以增加钻孔作业范围及在钻装机不动的情况下完成两排锚杆孔施工。

钻臂翻转与滑架摆动采用两个在空间上呈相互垂直布置的旋转油缸实现，两者通过L板连接在一起。该方式结构布置简单，可通过现有旋转油缸组合实现功能要求。

进一步的，钻进机构上还设有钻臂升降油缸16、俯仰油缸14、钻臂摆动油缸19，联合控制上述油缸可将钻臂定位至工作面上任意打孔位置，从而实现炮孔施工及锚杆孔施工。

打顶部锚杆孔时，可在图1的基础上，推进器翻转油缸翻11转90°，推进器摆动油缸9再翻转90°，如图2所示，从而使钎具向上，实现顶部锚杆孔施工。

另一方面，钎具22的夹持器2设置有固定卡2b和活动卡2a，而活动卡2a通过夹杆油缸2e驱动活动，在需要拆卸钎具22时，夹杆油缸2e活塞杆伸出，带动活动卡2a夹紧钎具22；此时凿岩机后退并反向旋转，从而使钎具22与凿岩机21分离。安装钎具22时夹持器2在翻架油缸2d的带动下远离钎具22轴线位置，然后将钎具22与凿岩机21相连，之后夹持器再定位至钎具22轴线位置，起到稳定钎杆的作用。

具体为，如图1和图2所示，(图中前后部和左右部以图中标示为准)该钻进机构包括：钻臂，钻臂后端部通过连接件外接其他设备；钻臂前端部连接托架8；托架8上滑动设置滑架3，其中，滑架3内设置有滑架伸缩油缸4，滑架伸缩油缸4前端固定有定位顶尖1，滑架伸缩油缸4另一端固定在滑架3内；定位顶尖1上夹持有钎具22。通过将滑架3设置成可伸缩结构，在滑架伸缩油缸4伸长后，可在定位顶尖1及凿岩机21之间安装长钎具，满足工程施工中钻深孔的要求；而且，在滑架伸缩油缸4缩短后，可以大大减小滑架3的长度，满足在滑架3立起来打顶锚杆孔的需求，结构简单，便于实施。

如图1和图2所示，钻臂包括钻臂外筒15和钻臂内筒13；其中，钻臂外筒15内设置有钻臂伸缩油缸17，钻臂伸缩油缸17的后部固定在钻臂外筒15内，钻臂伸缩油缸17的顶部固定在钻臂内筒13上。通过将钻臂设置成可伸缩的钻臂外筒15和钻臂内筒13，可以增加钻孔作业范围及在钻装机不动的情况下可以完成两排锚杆孔施工，如打第一排锚杆孔时钻臂内筒处于完全缩回状态，打第二排锚杆孔时钻臂内筒处于伸出状态。

钻臂后部通过钻臂摆动油缸19外接设备；钻臂摆动油缸19的内筒固定有支座18；钻臂外筒15后部铰接在支座18上部；钻臂外筒15外设置有钻臂升降油缸16；其中，钻臂升降油缸16前端铰接在钻臂外筒15的外壁上；钻臂升降油缸16的后端铰接在支座18的下部；钻臂摆动油缸19通过其外筒固定连接件来外接设备(图中未示出)。将钻臂升降油缸16设置在钻臂外筒15上，使钻臂可以根据需要定位至预定高度，而且钻臂外筒15还铰接在钻臂摆动油缸19外的支座18上，使钻臂可以根据工作需要摆动到需要的角度。

钻臂内筒13的前端铰接在铰接座12的一侧面；铰接座12该侧面的底部铰接有俯仰油缸14；其中，俯仰油缸14前端铰接在铰接座12的底部，俯仰油缸14后端铰接在钻臂内筒13外壁上。通过俯仰油缸14，可以进一步调整钻臂上滑架3的俯仰角度。

铰接座12另一侧固定推进器翻转油缸11；推进器翻转油缸11通过L型板10连接与其垂直布置的推进器摆动油缸9；其中，推进器翻转油缸11外筒固定在铰接座12上；推进器翻转油缸11内筒固定在L型板10外壁上；L型板10内壁另一侧面固定有推进器摆动油缸9的外筒；推进器摆动油缸9的内筒固定托架8。

推进器摆动油缸9的外筒通过马鞍方式固定在L型板10内壁上的方式为推进器摆动油缸9的外筒固定在L型板10内壁上。

托架8上固定有滑块7；滑架3的下表面设置于滑块7内滑动；另外，托架8内还设置有补偿油缸5；补偿油缸5一端固定在托架8内，另一端固定在定位顶尖1底部。当钎具22定位至打孔位置后，可通过补偿油缸5将定位顶尖1顶在工作面上，避免滑架颤动，提高钻孔时钎具的稳定性。

滑架3上设置有车体20；车体20上固定有凿岩机21；滑架3上还设置有推动凿岩机21移动的推进器6；其中，凿岩机21与钎具1的端部固定连接。通过凿岩机21带动钎具22运动实现钻孔。

如图1和图3所示，定位顶尖1上设置有用于固定钎具22的夹持器2，夹持器2包括：铰接在定位顶尖1上的支撑板2c；固定在支撑板2c上的固定卡2b；铰接在支撑板2c上并与固定卡2b卡合布置的活动卡2a；一端铰接在活动卡2a上，另一端铰接在支撑板2c上的夹杆油缸2e；一端铰接在支撑板2c上，另一端铰接在定位顶尖1上的翻架油缸2d。

本发明实施例的工作原理为：如图1和图2所示，本发明实施例中，滑架伸缩油缸4的缸筒端与定位顶尖1固定连接，活塞杆端与滑架3相连，控制滑架伸缩油缸4的伸缩可调整定位顶尖1与滑架3前端的相对距离。定位顶尖1上铰接有夹持器2。钎具22与凿岩机21相连，凿岩机21固定在车体20上，车体20可沿滑架3上表面相对滑动。滑架3与车体20之间置有推进器6，该推进器6可为油缸钢丝绳结构或油缸链条机构，通过推进器6的油缸伸缩带动凿岩机21前后移动。托架8上固定滑块7，滑架3的下表面置于滑块7的V型槽内，可相对滑动。补偿油缸5一端与定位顶尖1相连，一端与托架8相连，通过补偿油缸5的伸缩可实现滑架3与托架8的相对滑动。

托架8下端与推进器摆动油缸9的内筒相连接，推进器摆动油缸9的外筒通过马鞍方式固定在L型板10上。控制推进器摆动油缸9的内筒转动可实现托架8的左右摆动。推进器翻转油缸11的内筒固定在L型板10的另一侧，推进器翻转油缸11的外筒固定在铰接座12上，通过控制推进器翻转油缸11的内筒转动可实现托架8和滑架3的翻转运动。推进器摆动油缸9与推进器翻转油缸11呈垂直布置。铰接座12的上端与钻臂内筒13铰接，俯仰油缸14一端与钻臂内筒13铰接，另一端铰接在铰接座12的下端。钻臂内筒13与钻臂外筒15之间置有钻臂伸缩油缸17，控制钻臂伸缩油缸17的伸缩可实现钻臂内筒13相对钻臂外筒15的伸缩运动。钻臂外筒15后端铰接在支座18的上铰接点上，钻臂升降油缸16一端与钻臂外筒15铰接，另一端铰接在支座18下铰点上，控制钻臂升降油缸16的伸缩可实现钻臂的升降运动。钻臂摆动油缸19内筒固定在支座18的后端上下板之间，通过控制钻臂摆动油缸19的内筒旋转，可实现钻臂的左右摆动。

如图3所示，夹持器由活动卡2a、固定卡2b、支撑板2c、翻架油缸2d、夹杆油缸2e构成。固定卡2b固定在支撑板2c上，活动卡2a铰接在支撑板2c上，夹杆油缸2e一端铰接在活动2a卡上，一端铰接在支撑板2c上，通过控制夹杆油缸2e的活塞杆伸缩可实现对钎具22的夹紧动作。翻架油缸2d一端铰接支撑板2c上，一端铰接在定位顶尖1上，通过控制翻架油缸2d的伸缩可调整夹持器2定位至钎具22轴线上或远离钎具22轴线。夹杆油缸2e与翻架油缸2d在空间上交错布置。

钻深孔时，首先联合调整钻臂摆动油缸19、钻臂伸缩油缸17、钻臂升降油缸16、俯仰油缸14、推进器摆动油缸9和推进器翻转油缸11，将钎具22定位至要打孔的轴线上。然后将滑架伸缩油缸4完全伸出，增大滑架2前后之间的距离，便于安装长钎具22，再控制补偿油缸5将定位顶尖1顶在工作面上，之后通过推进器6带动凿岩机21前进打孔，运动至极限位置后，控制滑架伸缩油缸4活塞杆缩回，继续带动滑架3、凿岩机21及钎具22继续前进，从而实现深孔钻进。

在窄小的巷道内打顶锚杆孔时(如高度4米至内的巷道)，以往结构中往往因为滑架3太长，立不起来，打不了锚杆孔。本发明可以有效解决这一问题，将滑架伸缩油缸4活塞杆完全缩回，从而缩短滑架3的整体长度，然后联合控制推进器摆动油缸9和推进器翻转油缸11可将滑架立起来，实现顶锚杆孔施工。

本发明实施例还提供一种钻装机，该钻装机设置有上所述的钻进机构。

由于上述的钻进机构具有上述技术效果，因此，设置有该钻进机构的钻装机也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (8)

1.一种钻进机构，其特征在于：包括：

钻臂，所述钻臂一端部外接设备；

所述钻臂另一端部连接托架(8)；

所述钻臂包括钻臂外筒(15)和钻臂内筒(13)；

所述钻臂内筒(13)的端部铰接在铰接座(12)一侧；

所述铰接座(12)另一侧固定推进器翻转油缸(11)；

所述推进器翻转油缸(11)通过L型板(10)连接与其垂直布置的推进器摆动油缸(9)；

所述推进器翻转油缸(11)和推进器摆动油缸(9)均为旋转油缸；

其中，所述推进器翻转油缸(11)外筒固定在铰接座(12)上；所述推进器翻转油缸(11)内筒固定在所述L型板(10)外壁上；

所述L型板(10)内壁固定所述推进器摆动油缸(9)的外筒；所述推进器(6)摆动油缸的内筒固定托架(8)；所述托架(8)上滑动设置滑架(3)，其中，

所述滑架(3)内设置有滑架伸缩油缸(4)，所述滑架伸缩油缸(4)一端固定有定位顶尖(1)，所述滑架伸缩油缸(4)另一端固定在所述滑架(3)内；

所述定位顶尖(1)上夹持钎具(22)。

2.如权利要求1所述的钻进机构，其特征在于：所述滑架(3)上设置有车体(20)；

所述车体(20)上固定有凿岩机(21)；

所述滑架(3)上还设置有推动凿岩机(21)移动的推进器(6)；其中，

所述凿岩机(21)与所述钎具(22)的端部固定连接。

3.如权利要求1所述的钻进机构，其特征在于：

所述钻臂外筒(15)内设置有钻臂伸缩油缸(17)，所述钻臂伸缩油缸(17)的一端固定在所述钻臂外筒(15)内，所述钻臂伸缩油缸(17)的另一端固定在所述钻臂内筒(13)上。

4.如权利要求3所述的钻进机构，其特征在于：所述钻臂一端通过钻臂摆动油缸(19)外接设备；

所述钻臂摆动油缸(19)的内筒固定有支座(18)；

所述钻臂外筒(15)端部铰接在所述支座(18)上部；

所述钻臂外筒(15)外设置有钻臂升降油缸(16)；其中，

所述钻臂升降油缸(16)一端铰接在所述钻臂外筒(15)的外壁上；所述钻臂升降油缸(16)的另一端铰接在所述支座(18)的下部；

所述钻臂摆动油缸(19)的外筒外接设备。

5.如权利要求4所述的钻进机构，其特征在于：

所述铰接座(12)一侧底部铰接有俯仰油缸(14)；其中，

所述俯仰油缸(14)一端铰接在所述铰接座(12)的底部，所述俯仰油缸(14)另一端铰接在所述钻臂内筒(13)外壁上。

6.如权利要求5所述的钻进机构，其特征在于：所述托架(8)上固定有滑块(7)；

所述滑架(3)的下表面设置于所述滑块(7)内滑动；另外，

所述托架(8)内还设置有补偿油缸(5)；所述补偿油缸(5)一端固定在所述托架(8)内，另一端固定在所述定位顶尖(1)底部。

7.如权利要求1所述的钻进机构，其特征在于：所述定位顶尖(1)上设置有用于夹持钎具(22)的夹持器(2)，

所述夹持器(2)包括：

铰接在所述定位顶尖(1)上的支撑板(2c)；

固定在所述支撑板(2c)上的固定卡(2b)；

铰接在所述支撑板(2c)上并与所述固定卡(2b)卡合布置的活动卡(2a)；

一端铰接在所述活动卡(2a)上，另一端铰接在所述支撑板(2c)上的夹杆油缸(2e)；

一端铰接在所述支撑板(2c)上，另一端铰接在所述定位顶尖(1)上的翻架油缸(2d)。

8.一种钻装机，其特征在于，所述钻装机设置有上述1-7任一项所述的钻进机构。