CN108798561A - 一种凿岩台车自动换钎机构 - Google Patents
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Abstract
一种凿岩台车自动换钎机构，包括载钎库、换钎机械手、推进装置，所述的载钎库通过固定支架安装于推进架的侧面，载钎库的载钎盘上设置有开口，可以使钎杆从载钎库中出来，转钎盘安装在一根转动杆上，转动杆的一端连接有间歇机构，通过液压马达的转动控制间歇机构能够精确转动一定角度，使得钎杆刚好处于转钎盘的开口处，在载钎库的一侧安装有两个换钎机械臂安装在推进架上，用于添加钎杆。本发明能够实现自动快速，精确的添加钻杆，实现高效自动钻孔作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种凿岩台车自动换钎机构，属于隧道掘进工程技术领域。
背景技术
凿岩台车是隧道及地下工程采用钻爆法施工的一种凿岩设备。凿岩台车在工作过程中需要连续换钎以达到打孔的深度要求。传统的施工方式是采用人工将待加钻杆与原钻杆对接进行加杆操作，这样的人工换钎，耗费劳力物力，而且凿岩环境恶劣，作业产生大量粉尘，严重危害工作人员，这样既影响工作效率，又增加的人力劳动成本，不利于操作人员的安全。
为了解决上述问题，出现了一些自动换钎机构。现有的自动换钎机构的储钎库大多采用的是伺服电机直接驱动，对电机转动的角度要求比较高，长时间使用容易出现误差，导致后续钎杆取放出现问题，容易发生卡滞等问题。专利文献CN105134109B公开了一种自动换钎机构，其中转钎采用的是液压缸的伸缩来转动载钎盘，该方案转动控制原理与其他不同，也可以实现准确转动载钎盘的功能，但是需要薄型油缸和推拉油缸协调控制。专利文献CN103352667A所述的自动换钎机构中在转动盘上安装有角度传感器可以反馈转动盘转动的角度，从而使其转动准确角度，但是控制更加复杂，在这种振动频繁的工况下对传感器精度的影响比较大。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种凿岩台车自动换钎机构，其换钎过程更精准，控制更加简单。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括载钎库、换钎机械手和推进装置，载钎库和两个换钎机械手都固定安装在推进装置的同侧，所述的推进装置包括液压凿岩机、钻杆、闸瓦套、卡紧装置、钻头、卡紧液压缸和推进架，液压凿岩机安装在推进架的轨道上，其上安装有钻杆，钻杆的另一端放置在闸瓦套上，闸瓦套一半安装在推进架上，一半安装在卡紧装置上，钻头安装在钻杆上，卡紧液压缸一端铰接在推进架上，另一端铰接在卡紧装置上；所述的换钎机械手包括小臂液压缸、伸缩液压缸、夹紧液压缸、夹紧卡盘、闸瓦、伸缩臂、小臂和安装架，小臂液压缸一端铰接在安装架上，另一端铰接在小臂上，小臂通过销钉安装在安装架上，安装架固定连接在推进装置的推进架侧面，伸缩臂套在小臂上，夹紧液压缸一端铰接在伸缩臂上，另一端铰接在夹紧卡盘上，夹紧卡盘通过销钉与伸缩臂连接，闸瓦安装在伸缩臂上；所述的载钎库包括间歇机构、载钎盘、支撑套、转钎盘、固定支架、转动杆、钎杆和液压马达，间歇机构为槽轮机构，槽轮机构的槽轮固定在转动杆上，槽轮机构的主动拨盘安装在液压马达上，载钎盘和支撑套均安装在固定支架上，固定支架固定连接在推进装置的推进架侧面，三个转钎盘分别垂直连接在转动杆的两端及中部，转动杆穿过转钎盘的圆心，钎杆放置在转钎盘上随着其转动。
相比现有技术，本发明的一种凿岩台车自动换钎机构，其用于实现转钎采用的是间歇机构，具体是一种槽轮机构，通过液压马达转动主动拨盘使得槽轮能够转动固定的角度，可以根据更换不同的槽轮达到精确的转动固定的角度，对液压马达转动角度容错率高，控制更加简单。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是图1中载钎库的结构示意图。
图3是图1中换钎机械手的结构示意图。
图4是图1中推进装置的结构示意图。
图中：1、载钎库，1-1、间歇机构，1-2、载钎盘，1-3、支撑套，1-4、转钎盘，1-5、固定支架，1-6、转动杆，1-7、钎杆，1-8、液压马达，2、换钎机械手，2-1、小臂液压缸，2-2、伸缩液压缸，2-3、夹紧液压缸，2-4、夹紧卡盘，2-5、闸瓦，2-6、伸缩臂，2-7、小臂，2-8、安装架，3、推进装置，3-1、液压凿岩机，3-2、钻杆，3-3、闸瓦套，3-4、卡紧装置，3-5、钻头，3-6、卡紧液压缸，3-7、推进架。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
图1至图4示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图。如图1所示，本发明实施例的一种凿岩台车自动换钎机构示意图，包括载钎库1、换钎机械手2和推进装置3三部分，所述的载钎库1和两个换钎机械手2都固定安装在推进装置3的推进架3-7同侧。
如图2所示，所述的载钎库1包括间歇机构1-1、载钎盘1-2、支撑套1-3、转钎盘1-4、固定支架1-5、转动杆1-6、钎杆1-7和液压马达1-8；所述的间歇机构1-1为槽轮机构，槽轮固定在转动杆1-6上，主动拨盘安装在液压马达1-8上；所述的载钎盘1-2固定在固定支架1-5上；所述的三个转钎盘1-4固定在转动杆1-6上，钎杆1-7放置在转钎盘1-4上，随着转钎盘1-4的转动而转动；所述的支撑套1-3安装固定支架1-5上，起保护支撑的作用，固定支架1-5固定安装在推进装置3的推进架3-7侧面。优选地，槽轮机构中槽轮有6个槽，与转钎盘1-4能放置钎杆的数量一致，每当液压马达1-8旋转一周时，槽轮旋转60度，这样可以降低对液压马达转角的控制精度，使得转动固定角度更加容易。
如图3所示，换钎机械手2包括小臂液压缸2-1、伸缩液压缸2-2、夹紧液压缸2-3、夹紧卡盘2-4、闸瓦2-5、伸缩臂2-6、小臂2-7和安装架2-8；所述的小臂液压缸2-1一端铰接在安装架2-8上，另一端铰接在小臂2-7上，通过小臂液压缸2-1的伸缩使小臂2-7转动；所述的小臂2-7通过销钉安装在安装架2-8上，安装架2-8固定安装在推进装置3的推进架3-7侧面；所述的伸缩臂2-6套在小臂2-7上，根据伸缩液压缸2-2的伸缩而伸缩；所述的夹紧液压缸2-3一端铰接在伸缩臂2-6上，另一端铰接在夹紧卡盘2-4上；所述的夹紧卡盘2-4通过销钉与伸缩臂2-6连接，通过夹紧液压缸2-3的伸缩使其夹紧；所述的闸瓦2-5安装在伸缩臂2-6上，用于夹紧钻杆3-2增加摩擦力。
如图4所示，推进装置3包括液压凿岩机3-1、钻杆3-2、闸瓦套3-3、卡紧装置3-4、钻头3-5、卡紧液压缸3-6和推进架3-7；所述的液压凿岩机3-1安装在推进架3-7上的轨道上，其上安装有钻杆3-2，钻杆3-2的另一端放置在闸瓦套3-3上；所述的闸瓦套3-3一半安装在推进架3-7上，一半安装在卡紧装置3-4上，通过卡紧装置3-4的卡紧，使闸瓦套3-3夹住钻杆3-2，防止钻杆3-2转动；所述的钻头3-5安装在钻杆3-2上；所述的卡紧液压缸3-6一端铰接在推进架3-7上，另一端铰接在卡紧装置3-4，提供夹紧力。所述的卡紧液压缸3-6在凿岩状态下，处于伸缩状态，使钻杆3-2可以正常的在闸瓦套3-3上旋转，更换钎杆时，卡紧液压缸3-6缩短，使得闸瓦套3-3夹紧钻杆3-2。
在本实施例中，所述的小臂液压缸2-1和夹紧液压缸2-3完全伸长之后刚好可以使得两个换钎机械手到达钻杆3-2所在的位置，可以减少对上述两个液压缸的反馈控制，可以精确对准液压凿岩机3-1。另外，液压凿岩机3-1与钻杆3-2或钎杆1-7的连接方式为螺纹连接。
本发明的工作方式：首先推进液压凿岩机3-1，使得钻杆3-2钻入岩土中，然后通过缩短卡紧液压缸3-6使卡紧装置3-4上的闸瓦套3-3夹紧钻杆3-2，然后反向旋转液压凿岩机3-1的转轴，使液压凿岩机3-1和钻杆3-2脱离，将液压凿岩机3-1滑动到后边；然后通过液压马达1-8旋转一周，使得间歇机构1-1的槽轮旋转一定角度，使得一根钎杆1-7旋转到换钎机械手2中的伸缩臂2-6和夹紧卡盘2-4之间，随后驱动夹紧液压缸2-3，使钎杆1-7被夹紧，然后驱动小臂液压缸2-1和伸缩液压缸2-2伸长到最长，使得钎杆1-7与液压凿岩机3-1对准，然后驱动液压凿岩机3-1在推进架3-7轨道上滑动直至与钎杆1-7接触，随后正向旋转液压凿岩机3-1的转轴，使得钎杆1-7与液压凿岩机3-1的转轴连接，然后驱动夹紧液压缸3-2缩短，使得钎杆1-7处于未夹紧状态，驱动液压凿岩机3-1在推进架3-7轨道上滑动直至钎杆1-7另一端与钻杆3-2接触，随后正向旋转3-1液压凿岩机的转轴，使得钎杆1-7与钻杆3-2紧密连接，最后收回换钎机械手2，驱动卡紧液压缸3-6使钻杆3-2不被夹紧，继续钻孔作业。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种凿岩台车自动换钎机构，包括载钎库(1)、换钎机械手(2)和推进装置(3)，载钎库(2)和两个换钎机械手(2)都固定安装在推进装置(3)的同侧，其特征是：
所述的推进装置(3)包括液压凿岩机(3-1)、钻杆(3-2)、闸瓦套(3-3)、卡紧装置(3-4)、钻头(3-5)、卡紧液压缸(3-6)和推进架(3-7)，液压凿岩机(3-1)安装在推进架(3-7)的轨道上，其上安装有钻杆(3-2)，钻杆(3-2)的另一端放置在闸瓦套(3-3)上，闸瓦套(3-3)一半安装在推进架(3-7)上，一半安装在卡紧装置(3-4)上，钻头(3-5)安装在钻杆(3-2)上，卡紧液压缸(3-6)一端铰接在推进架(3-7)上，另一端铰接在卡紧装置(3-4)上；
所述的换钎机械手(2)包括小臂液压缸(2-1)、伸缩液压缸(2-2)、夹紧液压缸(2-3)、夹紧卡盘(2-4)、闸瓦(2-5)、伸缩臂(2-6)、小臂(2-7)和安装架(2-8)，小臂液压缸(2-1)一端铰接在安装架(2-8)上，另一端铰接在小臂(2-7)上，小臂(2-7)通过销钉安装在安装架(2-8)上，安装架(2-8)固定连接在推进装置(3)的推进架(3-7)侧面，伸缩臂(2-6)套在小臂(2-7)上，夹紧液压缸(2-3)一端铰接在伸缩臂(2-6)上，另一端铰接在夹紧卡盘上，夹紧卡盘(2-4)通过销钉与伸缩臂(2-6)连接，闸瓦(2-5)安装在伸缩臂(2-6)上；
所述的载钎库(1)包括间歇机构(1-1)、载钎盘(1-2)、支撑套(1-3)、转钎盘(1-4)、固定支架(1-5)、转动杆(1-6)、钎杆(1-7)和液压马达(1-8)，间歇机构(1-1)为槽轮机构，槽轮机构的槽轮固定在转动杆(1-6)上，槽轮机构的主动拨盘安装在液压马达(1-8)上，载钎盘(1-2)和支撑套(1-3)均安装在固定支架(1-5)上，固定支架(1-5)固定连接在推进装置(3)的推进架(3-7)侧面，三个转钎盘(1-4)分别垂直连接在转动杆(1-6)的两端及中部，转动杆(1-6)穿过转钎盘(1-4)的圆心，钎杆(1-7)放置在转钎盘(1-4)上随着其转动。
2.根据权利要求1所述的一种凿岩台车自动换钎机构，其特征是：所述槽轮机构的槽轮有6个槽，与转钎盘(1-4)能放置钎杆(1-7)的数量一致，液压马达(1-8)旋转一周时，槽轮在主动拨盘的工作下旋转60度。
3.根据权利要求1或2所述的一种凿岩台车自动换钎机构，其特征是：所述的小臂液压缸(2-1)和夹紧液压缸(2-3)完全伸长之后刚好使两个换钎机械手(2)到达钻杆(3-2)所在的位置。
4.根据权利要求1或2所述的一种凿岩台车自动换钎机构，其特征是：所述的液压凿岩机(3-1)与钻杆(3-2)或钎杆(1-7)的连接方式为螺纹连接。
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| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181113 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |