CN105003201A - 一种煤矿用自动换杆液压钻车 - Google Patents

Abstract

一种煤矿用自动换杆液压钻车，包括行走机构和动力控制机构，行走机构上设有底盘和通过转盘轴承设置在底盘上的钻车支架，钻车支架上设有驱动钻杆的动力头和引导动力头运动的导轨，在导轨上设有用于夹持钻杆的夹持器，在动力头和夹持器之间的导轨上设有自动换杆装置。本发明有益效果：本发明钻车配备了自动换杆装置，减轻了工人劳动强度，提高了工作效率，并可避免危险的发生；钻车支架只设置两个导向支撑柱，节省空间，避免了四根导向支撑柱引起的换杆干涉；设有前支撑抓地件和后支撑装置，前后顶支，可以提高大推力钻孔时钻机的位置稳定度，特别适合于煤矿巷道狭窄空间使用。

Description

一种煤矿用自动换杆液压钻车

技术领域

本发明涉及液压钻车，具体地说是一种煤矿用自动换杆液压钻车。

背景技术

在煤矿煤层中存在大量的瓦斯，为了保证安全生产，常使用钻车钻孔探测和释放瓦斯气体。

现有液压钻车的种类很多，但是大多体型较大，不能360度旋转，并且基本上为一体化结构，不可拆分，结构笨重、不灵活，当遇到复杂的地形或者狭窄的巷道时，钻车行动起来较为不便，甚至无法正常工作，导致工作效率降低；此外，现有的钻车大多不具备自动装卸钻杆的功能，对于在阴暗、潮湿的井下工作的工人来说，给钻车加接、拆卸钻杆是件费时费力的工作，操作不当还会造成事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种煤矿用自动换杆液压钻车，不仅可以自动更换钻杆，而且钻机支架可以360°旋转，钻机的导轨也可在一定的范围内进行升降和俯仰，必要时还可以将钻机支架从钻车上拆下使用。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种煤矿用自动换杆液压钻车，包括行走机构和动力控制机构，行走机构上设有底盘和通过转盘轴承设置在底盘上的钻车支架，钻车支架上设有驱动钻杆的动力头和引导动力头运动的导轨，在导轨上设有用于夹持钻杆的夹持器，在动力头和夹持器之间的导轨上设有自动换杆装置，导轨上还设有用于安装自动换杆装置的凸棱，所述的自动换杆装置包括支架底座，支架底座通过其内设置的凹槽与凸棱配合连接在导轨上，支架底座上设有支架，支架上设有用于放置钻杆的钻杆架，支架上还设有大摆角缸和小摆角缸，大摆角缸和小摆角缸之间通过摇臂连接，通过对大摆角缸和小摆角缸摆动角度的设置，规划出不同运动的路径，实现对钻杆的灵活搬运，摇臂上设有机械手组件，机械手组件包括机械手抓、机械手夹持器以及机械手夹持器液压缸，所述的机械手组件能够在旋转驱动组件的驱动下翻转，以夹取钻杆架上的钻杆，并将其移至对应于夹持器和动力头的轴线位置。

本发明所述的钻车支架上设有一个与转盘轴承相连接的旋转平台，转盘轴承与底盘相连接，旋转平台和底盘的对应位置设置有定位孔，旋转平台上一侧设有两根导向支撑柱，每根导向支撑柱上均设有管扣，在其中一侧的管扣上设有前梁，另一侧的管扣上设有后梁，所述的前梁和后梁分别与相应的管扣转动连接，在前梁和后梁上设有用于安放导轨的滑座，所述的前梁从设在滑座两个侧壁上的孔穿出并与侧壁固定连接，所述的后梁的转动设置在滑座侧壁上的滑槽中，在每根导向支撑柱的一侧均设有一个与其平行的位置液压缸，管扣在位置液压缸的带动下能够沿导向支撑柱上下移动，从而调整滑座和设置在滑座上的导轨的高度和俯仰角度。

本发明所述的管扣的一端与梁转动连接，另一端与位置液压缸顶部相连接。

本发明所述的滑座上设有后支撑装置，后支撑装置包括转动板、设置在转动板上的转动板螺栓孔、后支撑伸缩液压缸和抓地件，所述的滑座后侧设有与转动板上转动板螺栓孔相对应的滑座螺栓孔，钻车工作时，转动板转动180°，使转动板上转动板螺栓孔和滑座上滑座螺栓孔同轴，通过螺栓将两螺栓孔拧紧，使后支撑装置稳定支撑。

本发明所述的导轨上设有前支撑抓地件，在导轨内部设有推动导轨的前支撑伸缩液压缸。

本发明所述底盘上的旋转平台的一侧设有滑动平台，滑动平台由伸缩液压缸驱动，滑动平台上设有辅助支柱。

本发明的有益效果是：1.本发明钻车可以360度旋转，钻车的高度和俯仰角可以灵活调整，必要时还可以将钻车支架连同转盘轴承和底座从钻车上拆下使用，只需加接液压管路，液压的动力源仍由钻车提供；

2.本发明钻车支架只设置两个导向支撑柱，节省空间，避免了四根导向支撑柱引起的换杆干涉；

3.本发明设有前支撑抓地件和后支撑装置，前后顶支，可以提高大推力钻孔时钻机的位置稳定度，特别适合于煤矿巷道狭窄空间使用；

4.特别重要的是，该钻车还配备了自动换杆装置，减轻了工人劳动强度，提高了工作效率，并可避免危险的发生。

5.该钻车的自动换杆装置采用两关节机械臂，通用性比较强，可以通过对关节处大小摆角缸角度的设置，规划出不同的搬运轨迹，钻杆的搬运更加灵活准确，且自动换杆装置可适用于不同的钻车型号。

6. 工作过程中，动力控制机构设置在滑动平台上，可根据需要在液压缸的驱动下整体向右偏移，使之不发生干涉、不影响钻车工作。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明导轨处于水平位置时的主视图；

图3为本发明的钻车支架的立体结构示意图；

图4为本发明的钻车支架的主视图；

图5为本发明的自动换杆装置的结构示意图；

图6为本发明的后支撑装置的主视图。

图中标记：A1、履带，A2、车体，B1、操纵台，B2、液压控制系统， C1、钻机，C2、钻车支架， 1、夹持器，2、导轨，3、自动换杆装置，301、机械手抓，302、机械手夹持器，303、机械手夹持器液压缸，304、小摆角缸，305、摇臂，306、大摆角缸，307、支架底座，308、支架，309、钻杆架，4、动力头，5、后支撑装置，501、转动板，502、后支撑伸缩液压缸，503、抓地件，504、转动板螺栓孔，6、辅助支柱，7、滑动平台，8、底盘支柱，9、转盘轴承，10、底盘，11、旋转平台，12、前梁，13、位置液压缸，14后梁，15、管扣，16、滑座，17、导向支撑柱，18、前支撑伸缩液压缸，19、定位孔，20、滑座螺栓孔，21、凸棱，22、前支撑抓地件。

具体实施方式

如图所示，一种煤矿用自动换杆液压钻车，包括行走机构、执行机构和动力控制机构，所述的行走机构包括带有履带A1的履带车，所述的动力控制机构包括在履带车车体A2上的滑动平台7，在滑动平台7上设置有操纵台B1和液压控制系统B2，所述的动力控制机构可在滑动平台7上由伸缩液压缸驱动偏移，为钻车工作提供空间，在车体A2的四个角上设有用于钻车工作时支撑钻车的底盘支柱8，所述的执行机构包括通过螺栓连接在车体A2上的底盘10，通过转盘轴承9与底盘10相连接的钻车支架C2，设置在钻车支架C2上的钻机C1和设置在钻机C1的导轨2上的自动换杆装置3，所述的钻机C1包括夹持器1、动力头4和引导动力头4的导轨2，在动力头4和夹持器1之间的导轨2上设有自动换杆装置3，导轨2上还设有用于安装自动换杆装置3的凸棱21。

自动换杆装置3包括支架底座307，支架底座307通过其内设置的的凹槽与导轨2的凸棱21配合连接，支架底座307上设有支架308，支架308上设有用于放置钻杆的钻杆架309，支架308上还设有大摆角缸306和小摆角缸304，大摆角缸306和小摆角缸304之间通过摇臂305连接，通过对大摆角缸306和小摆角缸304摆动角度的设置，规划出不同运动的路径，实现对钻杆的灵活搬运，摇臂305上设有机械手组件，机械手组件包括机械手抓301、机械手夹持器302以及机械手夹持器液压缸303，所述的机械手组件能够在旋转驱动组件的驱动下翻转，以夹取钻杆架上的钻杆，并将其移至对应于夹持器1和动力头4的轴线位置。

液压钻车的自动换杆装置工作过程如下：

加装钻杆：在动力头4的推动力及扭矩作用下，钻杆钻到指定位置，动力头4停止旋转，夹持器1动作，将钻杆后端夹住，起固定作用，动力头4撤回至初始位置，动力头4上卡盘张开；此时大摆角缸306和小摆角缸304协同动作，将钻杆架309中的钻杆通过机械手抓301运送到钻进位置；动力头4缓慢前移，当钻杆后端插入动力头4卡盘内后，夹紧钻杆，机械手抓301张开：动力头4继续前移和旋转，直至钻杆的前端旋入装在钻杆夹持器1内的前一根钻杆末端；同时大摆角缸306和小摆角缸304协同动作，将机械手退回到安全位置；动力头4带动钻杆开始钻孔。继续加接钻杆并循环上述步骤。

拆卸钻杆：此时动力头4上有钻杆，位置在导轨2的前部，动力头4的卡盘夹紧钻杆；动力头4后移，抽出钻杆，动力头4移动至导轨2后部指定位置；此时钻杆夹持器1夹紧钻杆前一根钻杆，动力头4反转并后退，将所夹钻杆与前一根钻杆分离；然后大摆角缸306和小摆角缸304协同动作通过机械手抓301抓紧钻杆，动力头4卡盘松开，钻杆与动力头4分离；动力头4后退脱离钻杆，然后大摆角缸306和小摆角缸304再次协同动作使机械手抓301翻转至钻杆架309位置，机械手抓301松开，钻杆放入钻杆架309。若继续拆卸钻杆，动力头4前移至前部，并如上循环。

所述的钻车支架C2设有一个与转盘轴承9相连接的旋转平台11，所述的转盘轴承9的内圈与底盘10固定连接，外圈与旋转平台11固定连接，外圈上设有传动齿轮，其与驱动齿轮相啮合，在驱动齿轮的驱动下带动钻机支架C1旋转，从而带动钻机在360°范围内旋转。

在旋转平台11和底盘10上以旋转中心线为轴线的同心圆周上设有定位孔19，当钻机旋转到需要的位置时，在旋转平台11和底盘10对应的定位孔19中插入定位销轴进行定位固定。

钻车支架上设有一个与转盘轴承9相连接的旋转平台11，在行走机构上设有底盘10，转盘轴承9与底盘10相连接，旋转平台11和底盘10的对应位置设置有定位孔19，旋转平台11上一侧设有两根导向支撑柱17，每根导向支撑柱17上均设有管扣15，在其中一侧的管扣上设有前梁12，另一侧的管扣上设有后梁14，所述的前梁12和后梁14分别与相应的管扣15转动连接，在前梁12和后梁14上设有安放导轨2的滑座16，所述的前梁12从设在滑座16两个侧壁上的孔穿出并与侧壁固定连接，所述的后梁14的一端设置在滑座16侧壁上的滑槽中，并可以与滑槽相对滑动，在每根导向支撑柱17的一侧均设有一个与其平行的位置液压缸13，管扣在位置液压缸13的带动下能够沿导向支撑柱17上下移动，从而调整滑座16和设置在滑座16上的导轨2的高度和俯仰角度。

当需要钻机C1上下移动时，两个位置液压缸13同时动作，带动滑座16及钻机C1向上或向下移动；当需要钻机C1俯仰时，则只需让前梁12或后梁14所处的位置液压缸13动作。

所述的滑座16上设有后支撑装置5，后支撑装置5包括转动板501、设置在转动板501上的转动板螺栓孔504、后支撑伸缩液压缸502和抓地件503，所述的滑座16后侧设有与转动板501上转动板螺栓孔504相对应的滑座螺栓孔20，钻车工作时，转动板501转动180°，使转动板501上转动板螺栓孔504和滑座上滑座螺栓孔20同轴，通过螺栓将两螺栓孔拧紧，使后支撑装置稳定支撑。

所述的导轨2上设有前支撑抓地件22，在导轨2内部设有推动导轨2的前支撑伸缩液压缸18。

所述底盘10的后部设有滑动平台7，滑动平台7由伸缩液压缸驱动，滑动平台7上设有辅助支柱6。

所述的后支撑装置5的后支撑伸缩液压缸502的活塞杆在钻机C1开始工作前向后伸出，顶住巷道，对整个钻车支架C2起固定作用。为进一步加固钻车支架C2，在导轨2前端设有前支撑抓地件22，导轨2内部有推动导轨2的前支撑伸缩液压缸18，使前支撑抓地件22顶住巷道。

此钻车支架C2安装在液压钻车的车体A2上，必要时可将其拆下单独使用，只需加接液压管路，液压的动力源仍由液压控制系统B2提供。

Claims (6)

1.一种煤矿用自动换杆液压钻车，包括行走机构和动力控制机构，行走机构上设有底盘（10）和通过转盘轴承（9）设置在底盘（10）上的钻车支架，钻车支架上设有驱动钻杆的动力头（4）和引导动力头运动的导轨（2），在导轨（2）上设有用于夹持钻杆的夹持器（1），在动力头（4）和夹持器（1）之间的导轨（2）上设有自动换杆装置（3），导轨（2）上还设有用于安装自动换杆装置（3）的凸棱（21），其特征在于：所述的自动换杆装置包括支架底座（307），支架底座（307）通过其内设置的凹槽与凸棱（21）配合连接在导轨（2）上，支架底座（307）上设有支架（308），支架（308）上设有用于放置钻杆的钻杆架（309），支架（308）上还设有大摆角缸（306）和小摆角缸（304），大摆角缸（306）和小摆角缸（304）之间通过摇臂（305）连接，通过对大摆角缸（306）和小摆角缸（304）摆动角度的设置，规划出不同运动的路径，实现对钻杆的灵活搬运，摇臂（305）上设有机械手组件，机械手组件包括机械手抓（301）、机械手夹持器（302）以及机械手夹持器液压缸（303），所述的机械手组件能够在旋转驱动组件的驱动下翻转，以夹取钻杆架（309）上的钻杆，并将其移至对应于夹持器（1）和动力头（4）的轴线位置。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿用自动换杆液压钻车，其特征在于：所述的钻车支架上设有一个与转盘轴承（9）相连接的旋转平台（11），转盘轴承（9）与底盘（10）相连接，旋转平台（11）和底盘（10）的对应位置设置有定位孔（19），旋转平台（11）上一侧设有两根导向支撑柱（17），每根导向支撑柱（17）上均设有管扣（15），在其中一侧的管扣上设有前梁（12），另一侧的管扣上设有后梁（14），所述的前梁（12）和后梁（14）分别与相应的管扣（15）转动连接，在前梁（12）和后梁（14）上设有用于安放导轨（2）的滑座（16），所述的前梁（12）从设在滑座（16）两个侧壁上的孔穿出并与侧壁固定连接，所述的后梁（14）的转动设置在滑座（16）侧壁上的滑槽中，在每根导向支撑柱（17）的一侧均设有一个与其平行的位置液压缸（13），管扣（15）在位置液压缸（13）的带动下能够沿导向支撑柱（17）上下移动，从而调整滑座（16）和设置在滑座（16）上的导轨（2）的高度和俯仰角度。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿用自动换杆液压钻车，其特征在于：所述的管扣（15）的一端与梁转动连接，另一端与位置液压缸（13）顶部相连接。

4.根据权利要求2所述的一种煤矿用自动换杆液压钻车，其特征在于：所述的滑座（16）上设有后支撑装置（5），后支撑装置（5）包括转动板（501）、设置在转动板（501）上的转动板螺栓孔（504）、后支撑伸缩液压缸（502）和抓地件（503），所述的滑座（16）后侧设有与转动板（501）上转动板螺栓孔（504）相对应的滑座螺栓孔（20），钻车工作时，转动板（501）转动180°，使转动板（501）上转动板螺栓孔（504）和滑座上滑座螺栓孔（20）同轴，通过螺栓将两螺栓孔拧紧，使后支撑装置稳定支撑。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿用自动换杆液压钻车，其特征在于：所述的导轨（2）上设有前支撑抓地件（22），在导轨（2）内部设有推动导轨（2）的前支撑伸缩液压缸（18）。

6.根据权利要求书所述的一种煤矿用自动换杆液压钻车，其特征在于：所述底盘（10）上的旋转平台（11）的一侧设有滑动平台（7），滑动平台（7）由伸缩液压缸驱动，滑动平台（7）上设有辅助支柱（6）。