CN106150382A - 钻锚探多功能机 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿巷道掘进辅助工作机械的技术领域，具体涉及一种钻锚探多功能机，解决了现有掘进后设备机械化程度不高，劳动强度大的问题，包括底盘，设在底盘上的侧帮钻架、机械手装置、卷电缆装置、操纵平台以及快换装置，还包括快换装置衔接的不同功能块组件；快换装置和侧帮钻架设在底盘的前端，机械手装置设在侧帮钻架后面，卷电缆装置设在底盘的后端，操纵平台设在卷电缆装置的上面，功能块组件包括钻探组件、水管安装装置、卷皮带装置、破碎锤、铲板。本发明集探放水、锚钻、安装水管、卷皮带、破碎、铲运等多功能高效一体化设备，简化掘进面辅助作业设备，降低劳动强度。

Description

钻锚探多功能机

技术领域

本发明属于煤矿巷道掘进辅助工作机械的技术领域，具体涉及一种集探放水、锚钻、安装水管、卷皮带、铲运浮煤、煤岩破碎等多项功能一体化的钻锚探多功能机。

背景技术

巷道掘进承担着为综采准备工作面的重任，提高其综合作业效率有着重要意义。巷道掘进中除主要的煤炭掘进、运输及顶锚支护外，还有超前钻探、疏水孔钻探、给排水管的安装铺设、顶锚索支护、帮锚支护、巷道平整及联巷切槽等大量辅助工作。目前，前钻探若使用自移式液压钻机，单机成本高昂，若使用非自移式钻机，设备的移动定位较为麻烦；给排水管道沿侧帮铺设，施工时需人工手持液压钻机站在铲车上钻孔、安装托架，然后由人工将水管抬至托架上，劳动强度较大；顶锚索施工工具为单体锚索钻机，需要司机及锚护人员多人协作；侧帮锚杆支护使用2臂锚杆机及人工手持气动锚杆同时补打；联巷切槽需要多人手持风炮作业，劳动强度大，作业效率较低；在搬家倒面时，皮带的收放需要在顶板悬垂导链装置人工进行卷绕，劳动强度较大；在现有工艺流程中，巷道掘进工作整体完成后再进行疏放水操作。上述辅助工作需要多人协作才能完成，单机设备较多，工人劳动强度，而且作业效率不高，安全没有保障，从而制约这些设备的推广应用，不利于煤矿减少增效的目的。

发明内容

本发明为了解决现有掘进后设备机械化程度不高，劳动强度大的问题，提供了一种多功能、效率高的钻锚探多功能机。

本发明采用如下的技术方案实现：

一种钻锚探多功能机，其特征在于包括底盘，设在底盘上的侧帮钻架、机械手装置、卷电缆装置、操纵平台以及快换装置，还包括与快换装置衔接的不同功能块组件；快换装置和侧帮钻架设在底盘的前端，机械手装置设在侧帮钻架后面，卷电缆装置设在底盘的后端，操纵平台设在卷电缆装置的上面，功能块组件包括钻探组件、水管安装装置、卷皮带装置、破碎锤以及铲板。

所述的机械手装置包括底座伸缩套筒、回转大臂支撑油缸、一级回转减速器、一级回转大臂、二级回转伸缩套筒、抓手油缸、三级回转机械抓手，底座伸缩套筒一端固定在底盘上，另一端连接一级回转减速器和一级回转大臂的一端，一级回转大臂的另一端铰接二级回转伸缩套筒的一端，二级回转伸缩套筒的另一端铰接三级回转机械抓手，二级回转伸缩套筒和三级回转机械抓手还通过抓手油缸连接，座伸缩套筒和二级回转伸缩套筒还通过回转大臂支撑油缸连接。

所述的操纵平台包括实现垂直方向升降的剪叉升降平台和横向侧展的推移翻转平台，剪切升降平台包括两侧剪叉平台、升降油缸、剪切连杆以及顶部台面，剪叉平台通过销轴铰接于底盘上，两侧升降油缸推动剪叉连杆实现顶部台面垂直升降，剪叉升降平台顶部设置推移翻转平台，所述的推移翻转平台包括一级平台、二级平台和翻转平台、一级推移油缸、二级推移油缸及翻转油缸，其中一级推移油缸一端与剪叉升降平台的顶部台面固定，另一端与一级平台连接，一级推移油缸的伸缩，实现一级平台在顶部台面的滑道中滑动，二级推移油缸一端与一级平台固定，另一端与二级平台连接，二级推移油缸的伸缩，实现二级平台在一级平台的滑道中滑动，翻转油缸一端固定于二级平台，另一端铰接于翻转平台，翻转油缸的伸缩摆动实现翻转平台90°翻转。

所述的水管安装装置，包括水管框架、前端水管提升组件、后端水管提升组件，前端水管提升组件与快换装置连接，后端水管提升组件内嵌在底盘后端左侧，在卷电缆装置下面，前、后两端的提升组件包括提升组件底盘、推移油缸、提升油缸、推移底座、提升连杆和提升挂钩，推移油缸一端铰接于提升组件底盘，另一端与推移底座铰接，通过推移油缸伸缩实现提升组件整体在提升组件底盘的滑道中推移，两个提升连杆、推移底座与提升挂钩组成四连杆机构，提升油缸一端铰接于推移底座，另一端与提升挂钩连接，通过油缸伸缩摆动实现提升挂钩升降。

所述的侧帮钻架结构包括升降油缸Ⅰ、升降油缸Ⅱ、回转臂、侧帮套筒组件、回转减速器和侧锚钻机，升降油缸Ⅰ一端铰接于底盘，升降油缸Ⅰ另一端连接回转臂的中部，回转臂的一端底盘和升降油缸Ⅱ的一端铰接，回转臂的另一端铰接侧帮套筒组件的一端，升降油缸Ⅱ的另一端与侧帮套筒组件的中部铰接，能够伸缩的侧帮套筒组件的另一端连接回转减速器，回转减速器连接侧锚钻机。

所述的钻探组件包括锚索固定盘、回转底盘、钻机升降油缸、回转油缸、自动钻杆机构、锚索探水钻机以及钻机移动套，锚索固定盘通过快换装置连接在底盘上，回转底盘通过回转减速器和锚索固定盘连接，回转底盘上有钻机升降油缸、回转油缸以及两纵向平行设置的导杆，两导杆上安装能够相对其上下升降的钻机移动套，钻机移动套底部连接钻机升降油缸，钻机移动套顶部安装锚索探水钻机和自动钻杆机构，锚索探水钻机与钻机移动套用销轴铰接，回转油缸一端与钻机移动套销轴铰接，另一端与锚索探水钻机销轴铰接。自动钻杆机构固定在锚索探水钻机底座，在锚索探水钻机的右侧，给其提供钻杆。

所述的锚索探水钻机包括马达、钻机、分动箱、法兰、钻机动力输出轴、快换装置、夹持器以及引水管，分动箱安装于钻机上，可以相对于钻机的机架滑动，分动箱是一个输入，两个输出，设置于马达与钻机之间，马达驱动分动箱，分动箱一个输出驱动钻机，另一个输出驱动用于水管拧紧的法兰，钻机通过钻机动力输出轴连接快换装置，施工用水通过夹持器压紧煤壁钻孔出口收集并通过引水管引流到集水箱。

本发明相对现有技术具有如下有益效果：

1、设备集探放水、锚钻、安装水管、卷皮带、破碎、铲运等多功能高效一体化设备，简化掘进面辅助作业设备，降低劳动强度；

2、设备所有操作均采用电液控制，实现遥控操作；所有连杆机构，单臂运动及复合运动为一体。

3、探机兼具锚索支护和探放水功能。钻机通过钻机动力输出轴连接快换装置，快换装置连接不同孔径的钻杆；钻机通过回转油缸能够使钻机旋转-10～90度，钻机旋转90度，通过快换装置安装锚索，可实现对顶板锚索支护；钻机旋转-10～90度，通过快换装置安装钻杆，可实现探放水功能。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图，

图2为本发明的快换装置连水管安装装置示意图，

图3为快换装置连接卷皮带装置示意图，

图4为快换装置连接破碎锤示意图，

图5为快换装置连接铲板示意图，

图6为本发明的上下二等角轴测图，

图7为本发明快换装置示意图，

图8为本发明的侧帮钻架示意图，

图9为本发明的机械手示意图，

图10为本发明的操纵平台示意图，

图11为本发明的钻探组件示意图，

图12为锚索钻机的结构示意图，

图13为本发明的水管安装装置示意图，

图14为后端水管提升组件示意图，

图中：1、底盘，2、侧帮钻架，3、机械手，4、卷电缆装置，5、操纵平台，6、快换装置，7、钻探组件，8、水管安装装置，9、卷皮带装置，10、破碎锤，11、铲板，12、快换油缸，13、快换装置孔板，14、快换装置叉形板，15、固定销轴油缸，16、固定销铀油缸活塞杆，17、升降油缸Ⅰ，18、升降油缸Ⅱ，19、回转臂，20、侧帮套筒组件，21、回转减速器，22、侧锚钻机，23、底座伸缩套筒，24、一级回转大臂，25、二级回转伸缩套筒，26、抓手油缸，27、三级回转机械抓手，28、一级回转减速器，29、回转大臂支撑油缸30、剪叉平台，31、剪叉升降油缸，32、剪叉连杆，33、一级平台，34、二级平台，35、翻转平台，36、一级推移油缸，37、二级推移油缸，38、翻转油缸39、锚索固定盘，40、回转减速器，41、回转底盘，42、钻机升降油缸，43、回转油缸，44、自动钻杆机构，45、锚索探水钻机，46、钻机移动套，47、马达，48、钻机，49、分动箱， 50、法兰，51、钻机动力输出轴，52、快换装置，53、夹持器，54、引水管，55、后端水管提升组件，56、前端水管提升组件，57、管框组件，58、水管提升机构固定盘， 59、提升组件底盘，60、推移油缸，61、提升油缸，62、提升连杆，63、提升挂钩，64、推移底座。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明。

钻锚探多功能机，包括底盘，设在底盘上的侧帮钻机、机械手、卷电缆装置、操纵平台，还包括通过底盘前端快换装置衔接的不同的功能块组件；侧帮钻机设在底盘的前端，机械手在侧帮钻架后面，卷电缆装置设在底盘的后面，操纵平台设在卷电缆装置的上面，底盘前端安装有快换装置，快速实现更换钻探组件、水管安装装置、卷皮带装置、破碎锤、铲板。所述的侧帮钻架固定在底盘上，在伸缩和回转的钻架结构上安装钻机；所述机械手通过机械手安装底座安装在底盘上，采用三级回转机构；所述操纵平台位于卷电缆装置上面，通过剪叉平台连接在底盘上；所述水管安装装置、探放水装置通过快换装置和底盘链接。本发明是一种集探放水、锚钻、安装水管、卷皮带、破碎、铲运等多功能高效一体化设备。

所述的快换装装置包括快换油缸、快换装置孔板、快换装置叉形板，固定销轴油缸以及固定销铀油缸活塞杆，通过快换油缸和快换装置孔板用销轴和底盘相连，通过快换装置叉形板与各功能块连接，并通固定销轴油缸推动固定销铀油缸活塞杆与各功能块块连接。

铡帮钻架用作巷道帮锚杆施工，其固定在底盘上，位于底盘前端，在能够实现钻架全角度转动的伸缩和回转的钻架结构上安装钻机，钻架结构包括升降油缸Ⅰ、升降油缸Ⅱ、回转臂、侧帮套筒组件、回转减速器和侧锚钻机，通过升降油缸、回转臂、侧帮套筒组件和回转减速器，实现侧锚钻机全角度转动。升降油缸Ⅰ一端铰接于底盘，升降油缸Ⅰ另一端连接回转臂的中部，回转臂的一端底盘和升降油缸Ⅱ的一端铰接，回转臂的另一端铰接侧帮套筒组件的一端，升降油缸Ⅱ的另一端与侧帮套筒组件的中部铰接，能够伸缩的侧帮套筒组件的另一端连接回转减速器，回转减速器连接侧锚钻机。

机械手装置，用于巷道管路安设，其位于侧帮钻架后面。主要由底座伸缩套筒、回转大臂支撑油缸、一级回转减速器、一级回转大臂、二级回转伸缩套筒、抓手油缸、三级回转机械抓手组成。底座伸缩套筒一端固定在底盘上，另一端连接回转减速器一级回转减速器和一级回转大臂的一端，一级回转大臂的另一端铰接二级回转伸缩套筒的一端，二级回转伸缩套筒的另一端铰接三级回转机械抓手，二级回转伸缩套筒和三级回转机械抓手还通过抓手油缸连接，底座伸缩套筒和二级回转伸缩套筒还通过回转大臂支撑油缸连接。通过回转减速器、端部回转杆支撑油缸和抓手油缸使机械手中部回转杆、机械手端部伸缩套筒回转杆和抓手实现三级回转并由抓手实现抓握水管。三级回转使机械手能够覆盖巷道270°范围，二级伸缩套筒机构能够完成超高、超远距离管路安装。

操纵平台，提供手动锚杆施工和安装风筒等工作平台，其位于卷电缆装置的上面。剪叉升降平台通过销轴铰接与底盘上，两侧升降油缸推动剪叉连杆实现顶部台面垂直升降。推移翻转平台包括一级平台、二级平台、翻转平台、一级推移油缸、二级推移油缸及翻转油缸。其中一级推移油缸一端与顶部台面固定，另一端与一级平台连接。一级推移油缸的伸缩，实现一级平台在顶部台面的滑道中滑动。二级推移油缸一端与一级平台固定，另一端与二级平台连接。二级推移油缸的伸缩，实现二级平台在一级平台的滑道中滑动。翻转油缸一端固定于二级平台，另一端铰接与翻转平台。翻转油缸的伸缩摆动实现翻转平台90°翻转。

钻探组件，主要用于锚索施工和探放水工作。回转底盘在锚索固定盘的上面。锚索探水钻机和自动钻杆机构安装在钻机移动套上，通过钻机升降油缸和回转油缸以及回转底盘，能够实现上下升降及水平及竖直方向转动。钻探组件包括锚索固定盘、回转底盘、钻机升降油缸、回转油缸、自动钻杆机构、锚索探水钻机、钻机移动套，锚索固定盘通过快换装置连接在底盘上，回转底盘通过回转减速器和锚索固定盘连接，回转底盘上设置钻机升降油缸、回转油缸以及两纵向平行设置的导杆，两导杆上安装能够相对其上下升降的钻机移动套，钻机移动套底部连接钻机升降油缸，钻机移动套顶部安装锚索探水钻机和自动钻杆机构。锚索探水钻机与钻机移动套用销轴铰接，回转油缸一端与钻机移动套销轴铰接，另一端与锚索探水钻机销轴铰接。自动钻杆机构固定在锚索探水钻机底座，在锚索探水钻机的右侧，给其提供钻杆。

锚索探水钻机包括马达、钻机、分动箱、法兰、钻机动力输出轴、快换装置、夹持器、引水管。分动箱安装于钻机上，可以相对于机架滑动，分动箱是一个输入，两个输出，设置于马达与钻机之间，马达驱动分动箱，分动箱一个输出驱动钻机，另一个输出驱动法兰。钻机通过钻机动力输出轴连接快换装置，分动箱带动用于水管拧紧的法兰。通过夹持器压紧煤壁钻孔出口收集施工用水并通过引水管引流到集水箱。水管安装装置，主要功能是提供几种型号水管的存储装置。

水管安装装置包括水管框架、前端提升组件、后端提升组件。水管框架是用于存放水管，前、后两端提升组件共同提升管框，使管框可以随设备一起运转。前端提升组件集成到固定底座内，后端提升组件内嵌在底盘后端左侧，在卷电缆后端左侧，在卷电缆装置下面。前、后两端的提升组件包括水平伸缩油缸、提升油缸、推移底座、提升连杆和提升挂钩。水平伸缩油缸一端铰接与提升组件底盘，另一端与推移底座铰接，通过油缸伸缩实现提升组件整体推移。提升连杆、推移底座与提升挂钩组成四连杆机构。提升油缸一端铰接与推移底座，另一端与提升挂钩连接，通过油缸伸缩摆动实现提升挂钩升降。

Claims (7)

1.一种钻锚探多功能机，其特征在于包括底盘，设在底盘上的侧帮钻架、机械手装置、卷电缆装置、操纵平台以及快换装置，还包括与快换装置衔接的不同功能块组件；快换装置和侧帮钻架设在底盘的前端，机械手装置设在侧帮钻架后面，卷电缆装置设在底盘的后端，操纵平台设在卷电缆装置的上面，功能块组件包括钻探组件、水管安装装置、卷皮带装置、破碎锤以及铲板。

2.根据权利要求1所述的钻锚探多功能机，其特征在于所述的机械手装置包括底座伸缩套筒、回转大臂支撑油缸、一级回转减速器、一级回转大臂、二级回转伸缩套筒、抓手油缸、三级回转机械抓手，底座伸缩套筒一端固定在底盘上，另一端连接一级回转减速器和一级回转大臂的一端，一级回转大臂的另一端铰接二级回转伸缩套筒的一端，二级回转伸缩套筒的另一端铰接三级回转机械抓手，二级回转伸缩套筒和三级回转机械抓手还通过抓手油缸连接，座伸缩套筒和二级回转伸缩套筒还通过回转大臂支撑油缸连接。

3.根据权利要求1所述的钻锚探多功能机，其特征在于所述的操纵平台包括实现垂直方向升降的剪叉升降平台和横向侧展的推移翻转平台，剪切升降平台包括两侧剪叉平台、升降油缸、剪切连杆以及顶部台面，剪叉平台通过销轴铰接于底盘上，两侧升降油缸推动剪叉连杆实现顶部台面垂直升降，剪叉升降平台顶部设置推移翻转平台，所述的推移翻转平台包括一级平台、二级平台和翻转平台、一级推移油缸、二级推移油缸及翻转油缸，其中一级推移油缸一端与剪叉升降平台的顶部台面固定，另一端与一级平台连接，一级推移油缸的伸缩，实现一级平台在顶部台面的滑道中滑动，二级推移油缸一端与一级平台固定，另一端与二级平台连接，二级推移油缸的伸缩，实现二级平台在一级平台的滑道中滑动，翻转油缸一端固定于二级平台，另一端铰接于翻转平台，翻转油缸的伸缩摆动实现翻转平台90°翻转。

4.根据权利要求1所述的钻锚探多功能机，其特征在于所述的水管安装装置，包括水管框架、前端水管提升组件、后端水管提升组件，前端水管提升组件与快换装置连接，后端水管提升组件内嵌在底盘后端左侧，在卷电缆装置下面，前、后两端的提升组件包括提升组件底盘、推移油缸、提升油缸、推移底座、提升连杆和提升挂钩，推移油缸一端铰接于提升组件底盘，另一端与推移底座铰接，通过推移油缸伸缩实现提升组件整体在提升组件底盘的滑道中推移，两个提升连杆、推移底座与提升挂钩组成四连杆机构，提升油缸一端铰接于推移底座，另一端与提升挂钩连接，通过油缸伸缩摆动实现提升挂钩升降。

5.根据权利要求1所述的钻锚探多功能机，其特征在于所述的侧帮钻架结构包括升降油缸Ⅰ、升降油缸Ⅱ、回转臂、侧帮套筒组件、回转减速器和侧锚钻机，升降油缸Ⅰ一端铰接于底盘，升降油缸Ⅰ另一端连接回转臂的中部，回转臂的一端底盘和升降油缸Ⅱ的一端铰接，回转臂的另一端铰接侧帮套筒组件的一端，升降油缸Ⅱ的另一端与侧帮套筒组件的中部铰接，能够伸缩的侧帮套筒组件的另一端连接回转减速器，回转减速器连接侧锚钻机。

6.根据权利要求1所述的钻锚探多功能机，其特征在于所述的钻探组件包括锚索固定盘、回转底盘、钻机升降油缸、回转油缸、自动钻杆机构、锚索探水钻机以及钻机移动套，锚索固定盘固定在底盘上，回转底盘固定在锚索固定盘上，回转底盘上有钻机升降油缸、回转油缸以及两纵向平行设置的导杆，两导杆上安装能够相对其上下升降的钻机移动套，钻机移动套底部连接钻机升降油缸，钻机移动套顶部安装锚索探水钻机和自动钻杆机构，锚索探水钻机与钻机移动套用销轴铰接，回转油缸一端与钻机移动套销轴铰接，另一端与锚索探水钻机销轴铰接，自动钻杆机构固定在锚索探水钻机底座，在锚索探水钻机的右侧，给其提供钻杆。

7.根据权利要求1所述的钻锚探多功能机，其特征在于所述的锚索探水钻机包括马达、钻机、分动箱、法兰、钻机动力输出轴、快换装置、夹持器以及引水管，分动箱安装于钻机上，可以相对于钻机的机架滑动，分动箱是一个输入，两个输出，设置于马达与钻机之间，马达驱动分动箱，分动箱一个输出驱动钻机，另一个输出驱动用于水管拧紧的法兰，钻机通过钻机动力输出轴连接快换装置，施工用水通过夹持器压紧煤壁钻孔出口收集并通过引水管引流到集水箱。