CN110939396A

CN110939396A - 一种煤矿钻机用钻杆箱

Info

Publication number: CN110939396A
Application number: CN201911184490.4A
Authority: CN
Inventors: 辛德忠; 张始斋; 万军; 陈航; 王清峰; 刘小华; 吕晋军; 马振纲; 蒲剑; 万园; 金流丞
Original assignee: CCTEG Chongqing Research Institute Co Ltd
Current assignee: CCTEG Chongqing Research Institute Co Ltd
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2020-03-31

Abstract

本发明涉及一种煤矿钻机用钻杆箱，属于机械设备技术领域，包括至少一节箱体本体，箱体本体包括底板和相对设置在底板两侧的侧板，以及相对设置在两侧的侧板内侧的若干隔板，底板和侧板围成两端敞开的储物空间；相邻隔板间的距离不小于钻杆的直径。本发明通过将箱体设计成开放式结构，利于扩展箱体的容积，解决了现有技术中的箱体容量小的问题。

Description

一种煤矿钻机用钻杆箱

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，涉及一种煤矿钻机用钻杆箱。

背景技术

煤矿钻机用钻杆箱位于钻机上，用于钻杆的临时存储，需具有便于钻杆的存放和抓取的特点，而现有技术存在以下缺点：

1.钻杆箱容量小，不能满足一口井所需钻杆的用量，需要另外设置钻杆架周转，降低了工作效率。

2.钻杆从钻杆箱至钻杆架，一般通过人工方式实现，工人劳动强度大，人力成本高。

3.由于煤矿井下一个钻孔一般需要40至120根钻杆，钻杆数量较多，钻杆堆放在钻杆架上后，重量很大，移动钻杆架非常困难，尤其是在井下作业。

4.井下工作环境非常恶劣，灰尘、石子较多，钻杆箱中钻杆按层分布，灰尘石子清理比较困难，而且钻杆容易被卡住，需要工人不定时对钻杆箱进行清洗。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种煤矿钻机用钻杆箱，通过将箱体设计成开放式结构，利于扩展箱体的容积，解决了现有技术中的箱体容量小的问题。

为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种煤矿钻机用钻杆箱，包括至少一节箱体本体，所述箱体本体包括底板和相对设置在底板两侧的侧板，以及相对设置在两侧的侧板内侧的若干隔板，所述底板和侧板围成两端敞开的储物空间；所述相邻隔板间的距离不小于钻杆的直径。

可选地，所述隔板等间距分布。

可选地，所述侧板外侧设置有机械手，所述机械手包括移动组件、升降组件和抓手机构；所述移动组件包括固定在侧板上的滑轨和与滑轨配合的滑块，所述滑轨沿箱体本体的纵向设置；所述升降组件包括与滑块连接的支撑筒，以及固定在支撑筒另一端的第一提升油缸；所述抓手机构与第一提升油缸相连。

可选地，所述抓手机构包括抓手组件和固定在第一提升油缸上的伸缩油缸，以及固定在伸缩油缸上的连接臂，所述抓手组件连接在连接臂远离伸缩油缸的一端。

可选地，所述抓手组件包括固定在连接臂上的夹紧油缸，以及固定在夹紧油缸上的夹爪。

可选地，所述抓手组件还包括第二提升油缸，所述夹紧油缸固定在第二提升油缸的的伸缩端，所述第二提升油缸固定在连接臂上。

可选地，所述移动组件还包括齿轮齿条副；齿轮齿条副中的齿条固定在侧板上，且与滑轨平行；齿轮齿条副中的齿轮固定在滑块上。

可选地，所述移动组件还包括驱动机构，所述驱动机构驱动齿轮与齿条啮合。

可选地，所述驱动机构为液压马达。

可选地，还包括控制系统，所述移动组件、升降组件和抓手机构均与控制系统电连接。

本发明的有益效果在于：

1.通过将箱体设计成开放式结构，利于扩展箱体的容积，解决了现有技术中的箱体容量小的问题。

2.本发明通过钻杆箱与机械手的配合，在打钻、卸钻过程中，不需要工人与钻杆接触，不仅可以大幅减少工人的劳动强度，而且利于提高生产的安全性。

3.在本发明中，钻杆箱中的钻杆通过机械手的强制移动，可以有效避免因异物将钻杆卡死的情况发生。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为一种煤矿钻机用钻杆箱的结构示意图一；

图2为一种煤矿钻机用钻杆箱的结构示意图二；

图3为一种煤矿钻机用钻杆箱的结构示意图三。

附图标记：箱体本体1、液压马达2、编码器3、支撑座4、第一提升油缸5、支撑筒6、伸缩油缸7、齿轮齿条副8、连接臂9、第二提升油缸10、夹紧油缸11、活动爪12、固定爪13、钻杆14、中转箱15、底板101、侧板102、隔板103、滑轨104、齿条105、安装板106、滑轨座107。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参阅图1～图3，一种煤矿用钻杆箱，包括至少一节箱体本体1，箱体本体1包括底板101和相对设置在底板101两侧的侧板102，以及相对设置在两侧的侧板102内侧的若干隔板103；底板101和侧板102围成两端和顶部敞开的箱体；隔板103等间距固定在侧板102上；隔板103上开有两个呈腰型的第一减重孔，第一减重孔的形状和数量可随隔板103的型状和大小变化；相邻隔板103间的距离不小于钻杆14的直径，位于相邻隔板103间的侧板102上开有第二减重孔，第二减重孔在底板101上的投影宽度小于钻杆14的直径。

进一步，至少包括两节箱体本体1，相邻箱体本体1之间为可拆卸连接。

为了实现钻杆箱与钻机的固定，本发明中的底板101上固定有安装板106，钻杆箱通过与底板101相连的安装板106固定在钻机上；

为了便于确认钻杆14的位置，本发明中的相邻隔板103之间的距离与钻杆14的直径采用间隙配合，使得钻杆14的摆放位置重复性高，利于钻杆14的取放。

为了提高位于底板101两敞开端的隔板103的连接可靠性，本发明在底板101的两端设置加强筋板，加强筋板可拆卸连接在底板101上。

为了节省人力，本发明在侧板102外侧设置有机械手，机械手包括移动组件、升降组件和抓手机构，移动组件包括滑轨座107、滑轨104、滑块、齿轮齿条副8和驱动机构；滑轨104沿箱体本体1的纵向设置，固定在滑轨座107上；滑块与滑轨104配合，沿滑轨104移动；齿轮齿条副8中的齿条105固定在滑轨座107上，且与滑轨104平行；齿轮齿条副8中的齿轮固定在滑块上；升降组件包括与滑块连接的支撑筒6，以及固定在支撑筒6另一端的第一提升油缸5；抓手机构包括抓手组件和固定在第一提升油缸5上的伸缩油缸7，以及固定在伸缩油缸7上的连接臂9；抓手组件包括夹紧油缸11，以及固定在夹紧油缸11上的夹爪；夹紧油缸11固定在连接臂9远离伸缩油缸7的一端；驱动机构驱动齿轮与齿条105的啮合。

为了增加机械手在竖直方向上的行程，本发明中的抓手机构还包括第二提升油缸10，夹紧油缸11固定在第二提升油缸10的的伸缩端，第二提升油缸10固定在连接臂9上。

为了提高机械手的可靠性，本发明中的驱动机构为液压马达2，马达2通过支撑座4固定在滑块上。

为了提高钻杆14取放的效率，本发明还设置有控制系统，控制系统包括编码器3和PLC，第一提升油缸5、第二提升油缸10、伸缩油缸7和夹紧油缸11均设置有传感器；液压马达2、传感器、编码器3均与PLC相连，并受其控制。

位于本发明钻杆箱中的钻杆14采用多列、多层的储存方式，存储钻杆14的数量可根据实际需要通过调整钻杆箱的长度和高度来实现。

本发明便于调整钻杆箱的容积，采用拼接式的箱体结构，通过增加箱体本体1的节数，可以扩展箱体的容积。通过增加隔板103的高度，或者增加底板101的长度和隔板103的数量，可以扩展单节箱体本体的容量。

本发明具有多层、多列容纳钻杆的空间，可满足钻机用于较深钻孔时的钻杆需求。

本发明中的底板101上设有若干通孔，落入钻杆箱中的杂质可通过该通孔排出，避免杂质卡住钻杆，利于钻杆14和钻杆箱的清洁，同时，利于减轻钻杆箱的重量。

本发明可直接固定在钻机上，钻机在送至煤矿井下前，可将全部钻杆14装入钻杆箱，跟随钻机一起运至施工地点，节省了大量的人力物力；还具有钻杆14的自动回收功能，不需人工干预，可有效减少操作人员工作量。

钻杆14的取放过程如下：

1.抓取过程

通过液压马达2及编码器3准确控制水平方向位置，保证机械手可与钻杆箱中的待取钻杆14对齐。

通过第一提升油缸5的缩回和第二提升油缸10的伸出，控制机械夹紧部分在竖直方向移动，保证机械爪最低可以抓取钻杆箱最低一层钻杆14。

通过夹紧油缸11、活动爪12和固定爪13，机械手实现对钻杆14的夹持。通过第一提升油缸5的伸出、第二提升油缸10的缩回将钻杆14提至最高，并保证在钻杆箱的上面移动时不会与钻杆箱发生干涉。

通过伸缩油缸7控制抓起的钻杆14在钻杆轴线方向上的位移，并与中转箱15配合，从而调整钻杆在其轴线方向上的位置。

开始打钻前将钻杆箱中所有钻杆14的存放位置通过二维坐标方式(A，B)标记，其中A为钻杆14所在列位置，如图2，从左向右按1，2，3…排列；B为钻杆14所在层数，从下往上按1，2，3…排列。通过PLC控制机械手至目标位置抓取钻杆14。

2.放回过程

在从中转箱15中取回钻杆14的过程中，机械爪在夹紧油缸11的作用下抓住钻杆14，伸缩油缸7缩回；通过PLC选择钻杆箱中钻杆14的空余位置；通过编码器3驱动液压马达2运动，在通过齿轮齿条副8驱动滑块带动机械手沿滑轨104移动，实现机械手沿滑轨104轴向的精确定位；通过PLC控制第一提升油缸5和第二提升油缸10的伸缩，实现抓手机构的准确定位；通过PLC控制夹紧油缸11动作，将钻杆14放回至钻杆箱。

钻杆箱装满钻杆14时，重量非常大，本发明的钻杆箱可与钻机做成一体，减少工人的劳动量。

本发明通过将箱体设计成开放式结构，利于扩展箱体的容积，解决了现有技术中的箱体容量小的问题。

钻杆箱装满钻杆14时，重量非常大，如果人工取放，存在劳动量大、劳动强度高的问题。本发明通过将钻杆箱与钻机做成一体，便于钻杆14的取放，降低了工人的劳动强度和劳动量。

本发明通过钻杆箱与机械手的配合，在打钻、卸钻过程中，不需要工人与钻杆14接触，不仅可以大幅减少工人的劳动强度，而且利于提高生产的安全性。

在本发明中，钻杆14在钻杆箱中排列整齐，并且每根钻杆14可按二维坐标的方式给钻杆14编号，方便随时记录钻杆箱中钻杆14的数量及位置信息。

在本发明中，钻杆箱中的钻杆14通过机械手的强制移动，可以有效避免因异物将钻杆14卡住的情况发生。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种煤矿钻机用钻杆箱，其特征在于：包括至少一节箱体本体，所述箱体本体包括底板和相对设置在底板两侧的侧板，以及相对设置在两侧的侧板内侧的若干隔板，所述底板和侧板围成两端敞开的储物空间；所述相邻隔板间的距离不小于钻杆的直径。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿钻机用钻杆箱，其特征在于：所述隔板等间距分布。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿钻机用钻杆箱，其特征在于：所述侧板外侧设置有机械手，所述机械手包括移动组件、升降组件和抓手机构；所述移动组件包括固定在侧板上的滑轨和与滑轨配合的滑块，所述滑轨沿箱体本体的纵向设置；所述升降组件包括与滑块连接的支撑筒，以及固定在支撑筒另一端的第一提升油缸；所述抓手机构与第一提升油缸相连。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿钻机用钻杆箱，其特征在于：所述抓手机构包括抓手组件和固定在第一提升油缸上的伸缩油缸，以及固定在伸缩油缸上的连接臂，所述抓手组件连接在连接臂远离伸缩油缸的一端。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿钻机用钻杆箱，其特征在于：所述抓手组件包括固定在连接臂上的夹紧油缸，以及固定在夹紧油缸上的夹爪。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿钻机用钻杆箱，其特征在于：所述抓手组件还包括第二提升油缸，所述夹紧油缸固定在第二提升油缸的的伸缩端，所述第二提升油缸固定在连接臂上。

7.根据权利要求3所述的一种煤矿钻机用钻杆箱，其特征在于：所述移动组件还包括齿轮齿条副；齿轮齿条副中的齿条固定在侧板上，且与滑轨平行；齿轮齿条副中的齿轮固定在滑块上。

8.根据权利要求7所述的一种煤矿钻机用钻杆箱，其特征在于：所述移动组件还包括驱动机构，所述驱动机构驱动齿轮与齿条啮合。

9.根据权利要求8所述的一种煤矿钻机用钻杆箱，其特征在于：所述驱动机构为液压马达。

10.根据权利要求8所述的一种煤矿钻机用钻杆箱，其特征在于：还包括控制系统，所述移动组件、升降组件和抓手机构均与控制系统相连。