CN103758473B - 一种液压钻车的自动装卸钻杆装置 - Google Patents

Abstract

一种液压钻车的自动装卸钻杆装置，设有机械手机构、复位机构和钻杆箱，所述的机械手机构设置在液压钻车的钻杆支撑夹紧座和动力头之间，并通过滑动板与引导动力头的导轨相配合，所述的钻杆箱设置在导轨的一侧，并与导轨固定连接，所述的机械手机构能够在滑动板上翻转，用于夹取钻杆箱内的钻杆，并将其移至对应于钻杆支撑夹紧座和动力头的位置，所述的复位机构设置在滑动板与动力头底座之间。使用本发明，不仅可以提高钻孔的工作效率，减小自动装卸钻杆时所需空间尺寸，而且可减少工人的劳动强度，确保工人的安全。

Description

一种液压钻车的自动装卸钻杆装置

技术领域

本发明涉及一种液压钻车，尤其是一种液压钻车的自动装卸钻杆装置。

背景技术

现有的液压钻车大都不具备自动更换钻杆的功能，而人工更换钻杆过程是一项非常耗时、耗力且危险的工作。人工换一根钻杆一般需要5-10分钟，由2-3人协同完成，钻孔的辅助时间增长，钻孔效率降低，此外，工人换杆时需要攀登到钻车上，在嘈杂的工作现场，阴暗、嘈杂、潮湿等因素的影响下，登高加接钻杆本身就存在一定的安全隐患，再加上钻杆的工作位置往往是最前端的煤层工作面，上面的煤层随时都有掉下来的危险，这也对工人的安全带来巨大的隐患。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种液压钻车的钻杆自动装卸装置，不仅可以提高钻孔的效率，减小自动换钻杆钻车的空间尺寸，而且可减少工人的劳动强度，确保工人的安全。

本发明为了解决上述技术问题而采用的技术方案是：一种液压钻车的自动装卸钻杆装置，设有机械手机构、复位机构和钻杆箱，所述的机械手机构设置在所述液压钻车中用于夹持钻杆的钻杆支撑夹紧座和用于驱动钻杆的动力头之间，并通过滑动板与用于引导动力头沿直线滑动的导轨相配合，滑动板与导轨滑动连接，所述的钻杆箱设置在导轨的一侧，并与导轨固定连接，所述的机械手机构能够在旋转驱动机构的驱动下绕滑动板上的一个支点翻转，以夹取钻杆箱内的钻杆，并将其移至对应于钻杆支撑夹紧座和动力头的位置，所述复位机构的两端分别与滑动板和用于安放动力头的动力头底座连接。

所述的机械手机构包括底板、设置在底板上的两只机械爪单元以及用于驱动两只机械爪单元张开或夹紧的夹紧驱动机构，所述的底板通过转轴与设置在滑动板上的铰支座连接，并在旋转驱动机构的带动下绕转轴的轴线翻转，转轴的轴线方向与钻杆箱中钻杆放置方向，以及所述动力头上钻杆安装方向均一致。

所述的底板上设有两条与转轴长度方向相垂直的凹槽，在两条凹槽内分别设有一根齿条，所述的两根齿条反向对称设置，并分别与设置在两条凹槽之间的齿轮相啮合，所述的两只机械爪单元掌心相对，并分别与两根齿条固定连接。

所述的夹紧驱动机构和旋转驱动机构均为摆动液压缸。

所述的复位机构设有一根拉簧和一个连接块，连接块与滑动板固定连接，拉簧的一端与连接块固定连接，另一端与动力头底座固定连接。

所述滑动板底部，靠近钻杆箱的一侧，设有一个挡块，挡块的位置低于用于支撑钻杆箱的支臂的上端面，以限定滑动板复位后的位置。

有益效果：

本发明使用机械手机构从钻杆箱里对钻杆进行拿取装卸，不仅可以提高钻孔的工作效率，而且可减少工人的劳动强度，确保工人的安全。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中机械手机构及滑动板的立体结构示意图。

图3为图2中机械手机构的剖视图。

图4为图1中复位机构的结构示意图。

图5为图1中复位机构的仰视结构示意图。

图中，1、钻杆支撑夹紧座，2、导轨，3、动力头，4、机械手机构，401、底板，4011、凹槽，402、机械爪单元，403、旋转驱动机构，404、铰支座，405、转轴，406、夹紧驱动机构，407、齿条，408、齿轮，409、导向块，5、复位机构，501、挂钩Ⅰ，502、拉簧，503、连接块，504、挂钩Ⅱ，505、挡块，6、钻杆箱，7、滑动板，8、动力头底座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步具体详细的说明。

如图1所示，一种液压钻车的自动装卸钻杆装置，设有机械手机构4、复位机构5和钻杆箱6，所述的机械手机构4设置在所述液压钻车中用于夹持钻杆的钻杆支撑夹紧座1和用于驱动钻杆的动力头3之间，并通过滑动板7与用于引导动力头3沿直线滑动的导轨2相配合，滑动板7与导轨2滑动连接所述的钻杆箱6设置在导轨2的一侧，并与导轨2固定连接。所述的机械手机构4能够在旋转驱动机构403的驱动下绕滑动板7上的一个支点翻转，以夹取钻杆箱6内的钻杆，并将其移至对应于钻杆支撑夹紧座1和动力头3的位置，所述复位机构5的两端分别与滑动板7和用于安放动力头3的动力头底座8连接。

如图2所示，所述的机械手机构4包括底板401、设置在底板401上的两只机械爪单元402以及用于驱动两只机械爪单元402张开或夹紧的夹紧驱动机构406，所述的底板401通过转轴405与设置在滑动板7上的铰支座404连接，并在旋转驱动机构403的带动下绕转轴405的轴线翻转，转轴405的轴线方向与钻杆箱6中钻杆放置方向，以及所述动力头3上钻杆安装方向均一致。

所述的夹紧驱动机构406和旋转驱动机构403均为摆动液压缸。

如图3所示，所述的底板401上设有两条与转轴405长度方向相垂直的凹槽4011，在两条凹槽4011内分别设有一根齿条407，所述的两根齿条407反向对称设置，并分别与设置在两条凹槽4011之间的齿轮408相啮合，所述的两只机械爪单元402掌心相对，并分别与两根齿条407固定连接，以保证抓持钻杆时，钻杆轴线位置不变。

为了使两只机械爪单元402的张开和夹紧动作更准确有效，在两个凹槽4011内还分别设有两个导向块409，所述的导向块409分别与两只机械爪单元402固定连接。

如图4、图5所示，所述的复位机构5包括一个连接块503和一根拉簧502，所述连接块503与滑动板7固定连接，拉簧502位于连接块503和动力头3之间，拉簧502的两端有弯钩，其一端挂在挂钩Ⅱ501上，另一端挂在挂钩Ⅰ504上，所述挂钩Ⅰ501和挂钩Ⅱ504分别与连接块503及动力头底座8固定连接。本具体实施方式所述的复位机构5为两套，分别设在机械手机构4夹持中心线的左右两侧。

如图1所示，为了保证滑动板7向钻杆支撑夹紧座1方向的无障碍运行，其下端面的设置稍高于钻杆箱6支臂的上端面，为了限制滑动板7退回后的位置，在滑动板7底部设有一个挡块505，该挡块505位于滑动板7下端面靠钻杆箱6的一侧，突出的挡块505低于钻杆箱6支臂的上端面。这样，当机械手机构4被拉簧502牵拉退回的时候，挡块505被钻杆箱6支臂挡住，从而稳固地停在预定的位置，以便在更换钻杆时夹持钻杆中间位置，保证夹持钻杆平衡稳定，以及抓取钻杆运动的准确性和有效性。

因为所述的自动装卸钻杆装置能够沿导轨2前后移动位置，从而不干涉动力头3的前后移动，并能在更换钻杆时夹持钻杆的中间位置，保证夹持钻杆平衡稳定。

本发明工作过程如下：

装接钻杆：此时动力头3上无钻杆，动力头3上卡盘张开，机械手机构4张开；旋转驱动机构403动作，机械手机构4翻转到钻杆箱6侧；夹紧驱动机构406动作，机械手机构4夹紧钻杆后，旋转驱动机构403动作，机械手机构4翻转回滑动板7上；动力头3缓慢前移，顶住钻杆后继续前移，直至钻杆的前端移到装在钻杆支撑夹紧座1内的前一根钻杆末端；动力头3卡盘夹紧钻杆，机械手机构4张开；动力头3缓慢正转，将钻杆旋入到前一根钻杆上；动力头3带动钻杆开始钻孔；动力头3推进到机械手机构4位置后，推动机械手机构4继续前进，到达导轨2前部限定位置后停止推进。然后，钻杆支撑夹紧座1夹紧钻杆，动力头的卡盘松开钻杆，动力头3后退至初始位置，机械手机构4也在复位机构5的作用下退回到原位；继续加接钻杆并循环上述步骤。

拆卸钻杆：此时动力头3上有钻杆，位置在导轨2的前部，动力头3的卡盘夹紧钻杆；动力头3后移，抽出钻杆，动力头3移动至导轨2后部限定位置；此时钻杆支撑夹紧座1夹紧钻杆前一根钻杆，动力头3反转并后退，将所夹钻杆与前一根钻杆分离；然后机械手机构4抓紧钻杆，动力头3卡盘松开，钻杆与动力头3分离；动力头后退脱离钻杆，机械手机构4翻转至钻杆箱后，机械手机构4松开，钻杆放入钻杆箱6，机械手机构4再返回滑动板7上；若继续拆卸钻杆，动力头3前移至前部，并如上循环。

Claims (6)

1.一种液压钻车的自动装卸钻杆装置，其特征在于：设有机械手机构（4）、复位机构（5）和钻杆箱（6），所述的机械手机构（4）设置在所述液压钻车中用于夹持钻杆的钻杆支撑夹紧座（1）和用于驱动钻杆的动力头（3）之间，并通过滑动板（7）与用于引导动力头（3）沿直线滑动的导轨（2）相配合，滑动板（7）与导轨（2）滑动连接，所述的钻杆箱（6）设置在导轨（2）的一侧，并与导轨（2）固定连接，所述的机械手机构（4）能够在旋转驱动机构（403）的驱动下绕滑动板（7）上的一个支点翻转，以夹取钻杆箱（6）内的钻杆，并将其移至对应于钻杆支撑夹紧座（1）和动力头（3）的位置，所述复位机构（5）的两端分别与滑动板（7）和用于安放动力头（3）的动力头底座（8）连接。

2.根据权利要求1所述的一种液压钻车的自动装卸钻杆装置，其特征在于：所述的机械手机构（4）包括底板（401）、设置在底板（401）上的两只机械爪单元（402）以及用于驱动两只机械爪单元（402）张开或夹紧的夹紧驱动机构（406），所述的底板（401）通过转轴（405）与设置在滑动板（7）上的铰支座（404）连接，并在旋转驱动机构（403）的带动下绕转轴（405）的轴线翻转，转轴（405）的轴线方向与钻杆箱（6）中钻杆放置方向，以及所述动力头（3）上钻杆安装方向均一致。

3.根据权利要求2所述的一种液压钻车的自动装卸钻杆装置，其特征在于：所述的底板（401）上设有两条与转轴（405）长度方向相垂直的凹槽（4011），在两条凹槽（4011）内分别设有一根齿条（407），所述的两根齿条（407）反向对称设置，并分别与设置在两条凹槽（4011）之间的齿轮（408）相啮合，所述的两只机械爪单元（402）掌心相对，并分别与两根齿条（407）固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种液压钻车的自动装卸钻杆装置，其特征在于：所述的夹紧驱动机构（406）和旋转驱动机构（403）均为螺旋摆动液压缸。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种液压钻车的自动装卸钻杆装置，其特征在于：所述的复位机构（5）设有一根拉簧（502）和一个连接块（503），连接块（503）与滑动板（7）固定连接，拉簧（502）的一端与连接块（503）固定连接，另一端与动力头底座（8）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种液压钻车的自动装卸钻杆装置，其特征在于：所述滑动板（7）底部，靠近钻杆箱（6）的一侧，设有一个挡块（505），挡块（505）的位置低于用于支撑钻杆箱（6）的支臂的上端面，以限定滑动板（7）复位后的位置。