CN106948776B - 坑道钻机换杆液压机械手 - Google Patents

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    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/18—Connecting or disconnecting drill bit and drilling pipe
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    • E21B19/14—Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole

Abstract

本申请公开了一种坑道钻机换杆液压机械手，包括滑动杆、摆动液压马达、一号油缸座、一号油缸、钻杆夹爪、二号油缸和液压机械手机架；摆动液压马达可沿滑动杆滑动，摆动液压马达和一号油缸座轴毂连接，钻杆夹爪与一号油缸缸头连接，二号油缸和液压机械手机架铰接；所述液压机械手机架通过液压机械手机架铰接座和二号油缸缸底铰接座固定安装在钻机机身上。液压机械手具有体积小、操作简单、活动范围大和可靠性高等特点，方便集成在钻机上，并能够自动化换杆，可在一些狭窄的空间内搬运和工作，达到提高钻机工作效率，降低工人劳动强度，消除安全隐患目的。

Description

坑道钻机换杆液压机械手
技术领域
本发明属于坑道钻机的技术领域，具体涉及一种坑道钻机换杆液压机械手。
背景技术
在煤矿井下钻探作业过程中，起下钻杆工作是影响钻探作业效率的重要环节。目前，多数坑道钻机在钻孔施工过程中，钻机起下钻需要操作工人爬上钻机进行手工操作，加接钻杆的过程，包括钻杆的搬运、对准和预紧等动作，整个手动加接钻杆过程，一般需要2-3人协作，花费3-5分钟，工人工作量大、效率低、存在安全隐患。
虽然目前存在坑道钻机换杆装置，但其结构复杂、可靠性低；且其体积较大，使钻机整体外形尺寸变大，在一些狭窄的巷道和恶劣的工况下不能运输和工作。
发明内容
本申请的发明人在深入调研国内外坑道钻机换杆装置的基础上，针对现有技术中存在的缺陷与不足，发明了一种坑道钻机换杆液压机械手，其具有体积小、操作简单、活动范围大和可靠性高等特点，方便集成在钻机上，不影响钻机整体外形尺寸，可在一些狭窄的空间内搬运和工作，并能够自动化换杆，达到提高钻机工作效率、降低工人劳动强度、消除安全隐患等目的。
根据本发明的实施例，提供了一种坑道钻机换杆液压机械手，其一端为用于固定于钻机(1)上的固定侧，另一端为用于夹持钻杆的夹持侧，所述夹持侧包括滑动杆(2)、摆动液压马达(3)、钻杆夹爪(9)，其中，所述摆动液压马达(3)用于带动所述钻杆夹爪(9)摆动，并能够沿所述滑动杆(2)的方向移动。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的一种坑道钻机换杆液压机械手的三维示意图；
图2是根据本发明的实施例的一种坑道钻机换杆液压机械手的液压机械手结构的主视图；
图3是根据本发明的实施例的一种坑道钻机换杆液压机械手的液压机械手结构的左视图；
图4是根据本发明的实施例的一种坑道钻机换杆液压机械手的液压机械手结构的左视图(图3)的A-A截面的剖视图；
图5是根据本发明的实施例的一种坑道钻机换杆液压机械手的图1中D处的放大图；
图6是根据本发明的实施例的一种坑道钻机换杆液压机械手的主运动系统工作位置示意图；
图7是根据本发明的实施例的一种坑道钻机换杆液压机械手的辅助运动系统工作位置视图；
图中附图标记说明如下。
1：钻机；2：滑动杆；3：摆动液压马达；4：摆动液压马达座；5：第一油缸座；6：第一弹簧；7：第一油缸；8：第一法兰；9：钻杆夹爪；10：第二油缸缸头铰接座；11：第二油缸缸底铰接座；12：第二油缸；13：液压机械手机架铰接座；14：液压机械手机架；滑动槽15；18：第二弹簧；20：夹持油缸；21：右滑板；22：左滑板；23：第一滑杆；24：第二滑杆；25：左齿条；26：齿轮；27：右齿条；32：中间耳环；31：U型销。
具体实施方式
下面，结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。
本领域的技术人员能够理解，尽管以下的说明涉及到有关本发明的实施例的很多技术细节，但这仅为用来说明本发明的原理的示例、而不意味着任何限制。本发明能够适用于不同于以下例举的技术细节之外的场合，只要它们不背离本发明的原理和精神即可。
另外，为了避免使本说明书的描述限于冗繁，在本说明书中的描述中，可能对可在现有技术资料中获得的部分技术细节进行了省略、简化、变通等处理，这对于本领域的技术人员来说是可以理解的，并且这不会影响本说明书的公开充分性。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
图2是根据本发明的实施例的一种坑道钻机换杆液压机械手的液压机械手结构的主视图；图3是根据本发明的实施例的一种坑道钻机换杆液压机械手的液压机械手结构的左视图；图4是图3的A-A截面的剖视图。
如图2所示，所述坑道钻机换杆液压机械手具有夹持侧和钻机固定侧。
所述坑道钻机换杆液压机械手的夹持侧主要包括滑动杆2、摆动液压马达3、摆动液压马达座4、第一油缸座5、第一油缸7、弹簧6和18、第一法兰8、钻杆夹爪9。
其中，摆动液压马达3固定于摆动液压马达座4上，所述滑动杆2上具有滑动槽15(参见图5)，使得摆动液压马达座4能够沿滑动杆2移动，且不会在径向发生转动。所述摆动液压马达3和第一油缸座5轴毂连接，在摆动液压马达3的作用下，钻杆夹爪9在钻机1和一个固定位置之间摆动，由此搬移钻杆。第一油缸7固定于第一油缸座5(例如，所述第一油缸座5和第一油缸7通过中间耳环32和U型销31(如图1所示)固定连接)，其缸头通过第一法兰8与钻杆夹爪9连接；在第一油缸7的作用下钻杆夹爪9伸缩，将钻杆取放到一定位置。
所述摆动液压马达座4沿滑动杆2的方向前后连接有弹簧6和18，用于滑动自动复位。在外力的作用下，摆动液压马达座4沿滑动杆2滑动、并带动钻杆夹爪9可方向前后移动一定距离，当外力消失后，钻杆夹爪9在弹簧6或弹簧18的作用下回到原始位置。
所述坑道钻机换杆液压机械手的钻机固定侧主要包括第二油缸缸头铰接座10、第二油缸缸底铰接座11、第二油缸12、液压机械手机架铰接座13、液压机械手机架14。第二油缸缸底铰接座11和液压机械手机架铰接座13固定连接到钻机1上。
第二油缸12的一端固定于第二油缸缸底铰接座11(即，通过其固定于钻机1上)，另一端通过第二油缸缸头铰接座10与液压机械手机架14铰接。
当钻机1倾斜时，液压机械手机架14随着钻机倾斜。在第二油缸12的作用下，液压机械手机架14绕A点摆动，从而能够将水平放置的钻杆倾斜一定角度而保持与钻机1平行，使得自动换杆装置能满足在不同角度的钻机姿态工况下工作。
液压机械手机架14的一端固定于液压机械手机架铰接座13(换句话说，通过其固定于钻机1上)，另一端连接所述滑动杆2。
图3是根据本发明的实施例的一种坑道钻机换杆液压机械手的液压机械手结构的左视图；图4是根据本发明的实施例的一种坑道钻机换杆液压机械手的液压机械手结构的左视图(图3)的A-A截面的剖视图。
钻杆夹爪9包括夹持油缸20，第一滑杆23和第二滑杆24固定于夹持油缸20的两端。在夹持油缸20的作用下，通过齿轮齿条副传动，左滑板22和右滑板21可分别在第一滑杆23和第二滑杆24上滑动，从而实现右滑板21和左滑板22沿第一滑杆23和第二滑杆24向钻杆夹爪9中心移动，形成夹持动作。钻杆夹爪9松弛动作的过程与之相反，不再赘述。
图6给出了该坑道钻机换杆液压机械手的主运动(由摆动液压马达3带动)的工作位置示意图，图7给出了该坑道钻机换杆液压机械手的辅助运动(由第二油缸12带动)的工作位置示意图。
综上所述，本发明通过液压机械手实现钻杆的装卸过程，在安装或拆卸的过程中不需要操作人员亲自拿取钻杆，节省人力，提高工作效率。
最后，本领域的技术人员能够理解，对本发明的上述实施例能够做出各种修改、变型、以及替换，其均落入如所附权利要求限定的本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种坑道钻机换杆液压机械手，其一端为用于固定于钻机(1)上的固定侧，另一端为用于夹持钻杆的夹持侧，
所述夹持侧包括滑动杆(2)、摆动液压马达(3)、钻杆夹爪(9)，
其中，所述摆动液压马达(3)用于带动所述钻杆夹爪(9)摆动，并能够沿所述滑动杆(2)的方向移动，
其中，所述坑道钻机换杆液压机械手还包括摆动液压马达座(4)，其中，所述摆动液压马达(3)固定于所述摆动液压马达座(4)上，所述滑动杆(2)上具有滑动槽(15)，使得所述摆动液压马达座(4)能够沿所述滑动杆(2)移动，且不会在径向发生转动。
2.根据权利要求1所述的坑道钻机换杆液压机械手，还包括第一油缸座(5)、第一油缸(7)、第一法兰(8)，其中，第一油缸(7)固定于第一油缸座(5)，其缸头通过第一法兰(8)与所述钻杆夹爪(9)连接，所述摆动液压马达(3)和第一油缸座(5)轴毂连接。
3.根据权利要求2所述的坑道钻机换杆液压机械手，其中，所述第一油缸座(5)和第一油缸(7)通过中间耳环(32)和U型销(31)固定连接。
4.根据权利要求1所述的坑道钻机换杆液压机械手，其中，所述摆动液压马达座(4)沿滑动杆2的方向前后连接有弹簧(6、18)，用于使所述摆动液压马达座(4)在沿滑动杆2滑动后能够自动复位。
5.根据权利要求1所述的坑道钻机换杆液压机械手，其中，所述固定侧包括第二油缸缸头铰接座(10)、第二油缸缸底铰接座(11)、第二油缸(12)、液压机械手机架铰接座(13)、液压机械手机架(14)，
其中，所述第二油缸缸底铰接座(11)和所述液压机械手机架铰接座(13)固定连接到所述钻机(1)上，
其中，第二油缸(12)的一端固定于所述第二油缸缸底铰接座(11)，另一端通过第二油缸缸头铰接座(10)与液压机械手机架(14)铰接。
6.根据权利要求5所述的坑道钻机换杆液压机械手，其中，所述液压机械手机架(14)的一端固定于所述液压机械手机架铰接座(13)，另一端连接所述滑动杆(2)。
7.根据权利要求1至6中的一个所述的坑道钻机换杆液压机械手，其中，所述钻杆夹爪(9)包括夹持油缸(20)、第一滑杆(23)和第二滑杆(24)，所述第一滑杆(23)和第二滑杆(24)固定于所述夹持油缸(20)的两端。
8.根据权利要求7所述的坑道钻机换杆液压机械手，其中，所述钻杆夹爪(9)还包括左滑板(22)和右滑板(21)，
其中，在夹持油缸(20)的作用下，通过齿轮齿条副传动，所述左滑板(22)和右滑板(21)可分别在第一滑杆(23)和第二滑杆(24)上滑动，从而形成夹持动作。
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