CN111706255A - 一种双回转自动化钻机主机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双回转自动化钻机主机，钻机主机设于履带底盘上，钻机主机包括分别通过回转支撑设于履带底盘上的打钻回转盘和钻杆回转盘，打钻回转盘上设有打钻机构、调角机构以及支撑固定机构，收回状态时，打钻机构自打钻回转盘的中部向钻机主机的左上方延伸；打钻回转盘能够绕其左右方向中心线旋转±90°进而带动打钻机构转动至目标作业位置；钻杆回转盘上从左向右依次设有能够钻杆箱以及多轴机械手，钻杆回转盘能够绕其左右方向中心线旋转±90°以便于多轴机械手能够从钻杆箱中抓取钻杆送入打钻机构内或将钻杆从打钻机构上取出放回钻杆箱中。利用该主机的钻机能够实现钻孔角度调节方便、钻杆抓取方便、打孔机动灵活、钻杆储备量大的要求。

Description

一种双回转自动化钻机主机
技术领域
本发明涉及钻孔设备技术领域，具体的说是一种双回转自动化钻机主机。
背景技术
随着科学技术的进步，钻探工程设备的技术水平也进入了快速发展的阶段，现在越来越多的钻进设备已发展成为自动钻进设备，设备具有自动打钻、自动退钻等功能。针对煤矿井下，也有很多自动钻进设备，这些设备在提高现场作业效率、减少人员投入以及降低工人劳动强度方面起到了很大的作用，但是这些设备也存在一定的问题。目前井下使用的自动钻进设备大多为分为两种结构，一种形式为一体机设计，操作方便，但钻杆储备量少；另一种是分体机设计，钻杆采用单独钻杆车及机械手抓取，钻杆储备量大，但由于分体设计以及为满足机械手送钻需求等要求，设备的钻孔角度受到一定的限度。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种双回转自动化钻机主机，利用该主机的钻机能够实现钻孔角度调节方便、钻杆抓取方便、钻孔机动灵活、钻杆储备量大的要求。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：
一种双回转自动化钻机主机，钻机主机设于履带底盘上，钻机主机包括分别通过回转支撑设于履带底盘上的打钻回转盘和钻杆回转盘，所述打钻回转盘上设有用于钻孔的打钻机构、用于调整打钻机构作业角度的调角机构以及用于调整打钻机构钻孔高度的支撑固定机构，收回状态时，打钻机构自打钻回转盘的中部向钻机主机的左上方延伸；所述打钻回转盘能够绕其左右方向中心线旋转±90°进而带动打钻机构转动至目标作业位置；所述钻杆回转盘上从左向右依次设有能够放置多根钻杆的钻杆箱以及通过多关节的相互配合能够逐根抓取钻杆的多轴机械手，所述钻杆回转盘能够绕其左右方向中心线旋转±90°以便于多轴机械手能够从钻杆箱中抓取钻杆送入打钻机构内或将钻杆从打钻机构上取出放回钻杆箱中。
进一步地，所述支撑固定机构包括两根固定于打钻回转盘上的立柱以及设于两根立柱之间的立柱横梁，两根立柱分别位于打钻机构的两侧，立柱横梁的两端分别通过一个升降油缸实现打钻机构沿立柱的升降。
进一步地，所述打钻机构包括用于安装钻杆并控制钻杆移动的带卡盘的动力头、用于夹持钻杆的夹持器以及用于驱动动力头来回运动的导轨组件，动力头和夹持器均设于导轨组件上；所述导轨组件包括导轨支架和设于导轨支架上方的导轨，所述导轨支架的一端铰接在立柱横梁上，所述动力头滑动设置在导轨上并能够沿导轨移动。
进一步地，所述调角机构包括一个调角油缸、两个斜撑和两个液压抱箍，所述调角油缸的两端分别与打钻回转盘、导轨支架相铰接，通过调角油缸的动作能够实现对导轨组件仰俯角的调整，所述斜撑和液压抱箍均设于导轨组件的两侧，各个斜撑的一端均与打钻回转盘铰接，各个液压抱箍与相应的斜撑滑动连接且两者之间设有锁止机构，两个液压抱箍均与导轨支架相连接。
进一步地，所述钻杆箱内相对的两侧壁上均间隔设有多个隔板，相邻两个隔板之间的空间仅能够放置一根钻杆。
进一步地，所述钻杆回转盘包括方形部以及与方形部的一侧壁一体成型的圆弧部，所述钻杆箱设于方形部上，所述多轴机械手设于圆弧部上。
有益效果：
本发明中的钻机主机通过设置一个钻杆回转盘和一个打钻回转盘，在钻杆回转盘上设有钻杆箱和多轴机械手，其中，钻杆箱可以储备多根钻杆，以实现大容量存储钻杆的目的，多轴机械手通过自身的调整转动能够实现从钻杆箱中逐根抓取钻杆送入打钻机构内或将钻杆从打钻机构上取出放回钻杆箱内，利用多轴机械手能够多维度无死角作业，以实现方便抓取钻杆的目的，避免了常规机械手结构限制钻机钻孔角度和钻孔位置的问题；同时在打钻回转盘上设有打钻机构、调角机构及支撑固定机构，通过三个机构和打钻回转盘的协调作用，能够实现该钻机主机调整打钻角度、调整打钻开孔高度、自动钻进、自动退钻作业的目的。本发明通过双回转的设计使钻机主机实现一体化设计，同时可以满足更多的打钻角度及位置需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中钻机主机的收回状态图。
图2是本发明中钻机主机的工作状态图（钻杆箱内未绘制钻杆）。
图示标记，1、履带底盘，2、打钻回转盘，3、调角油缸，4、斜撑，5、液压抱箍，6、导轨支架，7、夹持器，8、导轨，9、立柱，10、动力头，11、多轴机械手，12、钻杆回转盘，13、钻杆箱。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”“下”“左”“右”等指示的方位或位置关系为基于附图1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机构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
需要说明的是，本发明中术语“包含”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
首先需要说的是，本发明主要保护的技术方案为钻机主机，当其使用时，还需要与控制机构、操作台等结合使用。
一种双回转自动化钻机主机，钻机主机设于履带底盘1上，请参考图1~图2，图1所示为钻机主机的行走状态（又称为收回状态）图，图2所示为钻机主机工作时的状态图（将图1中的打钻回转盘2沿其左右方向中心线向后旋转90°，钻杆回转盘12沿其左右方向中心线向前旋转90°即得到图2），钻机主机包括分别通过回转支撑设于履带底盘1上的打钻回转盘2和钻杆回转盘12，所述打钻回转盘2上设有用于钻孔的打钻机构、用于调整打钻机构作业角度的调角机构以及用于调整打钻机构钻孔高度的支撑固定机构，收回状态时，打钻机构自打钻回转盘2的中部向钻机主机的左上方延伸，打钻机构通过控制机构的控制能够实现自动打钻与自动退钻的功能；所述打钻回转盘2能够绕其左右方向中心线旋转±90°进而带动打钻机构转动至目标作业位置，能够实现钻机作业时的方位角度的调整；所述钻杆回转盘12上从左向右依次设有能够放置多根钻杆的钻杆箱13以及通过多关节的相互配合能够逐根抓取钻杆的多轴机械手11，所述钻杆回转盘12能够绕其左右方向中心线旋转±90°以便于多轴机械手11能够从钻杆箱13中抓取钻杆送入打钻机构内或将钻杆从打钻机构上取出放回钻杆箱13中。详细地，所述钻杆箱13内相对的两侧壁上均间隔设有多个隔板，相邻两个隔板之间的空间仅能够放置一根钻杆，钻杆箱13能够储备多根钻杆满足钻机钻进需求，同时各个钻杆之间利用隔板隔开，方便多轴机械手11逐根抓取钻杆。
需要说明的是，图2仅仅是该钻机主机的工作状态图之一，该钻机主机可以根据实际工况旋转相应的回转盘至目标位置。
详细地，所述支撑固定机构包括两根固定于打钻回转盘2上的立柱9以及设于两根立柱9之间的立柱横梁，两根立柱9分别位于打钻机构的两侧，立柱横梁的两端分别通过一个升降油缸实现打钻机构沿立柱9的升降。
其中，所述打钻机构包括用于安装钻杆并控制钻杆移动的带卡盘的动力头10、用于夹持钻杆的夹持器7以及用于驱动动力头10来回运动的导轨组件，动力头10和夹持器7均设于导轨组件上；所述导轨组件包括导轨支架6和设于导轨支架6上方的导轨8，所述导轨支架6的一端铰接在立柱横梁上，所述动力头10滑动设置在导轨8上并能够沿导轨8移动。
详细地，所述调角机构包括一个调角油缸3、两个斜撑4和两个液压抱箍5，所述调角油缸3的两端分别与打钻回转盘2、导轨支架6相铰接，通过调角油缸3的动作能够实现对导轨组件仰俯角的调整，所述斜撑4和液压抱箍5均设于导轨组件的两侧，各个斜撑4的一端均与打钻回转盘2铰接，各个液压抱箍5与相应的斜撑2滑动连接且两者之间设有锁止机构，两个液压抱箍5均与导轨支架6相连接。
需要说明的是，所述钻杆回转盘12包括方形部以及与方形部的一侧壁一体成型的圆弧部，所述钻杆箱13设于方形部上，所述多轴机械手11设于圆弧部上，钻杆箱13和多轴机械手11均位于钻杆回转盘12上，使两者的相对位置固定，减少多轴机械手11作业时的定位过程，提高作业效率。
详细地，所述的履带底盘1包含履带行走机构及支地油缸，通过履带底盘1实现设备的自由移动，提高钻机的移动效率，同时通过布置在履带底盘1四个角的支地油缸实现钻机的向上支撑功能。
当该钻机主机工作时，将打钻回转盘2与钻杆回转盘12均旋转至合适位置，使打钻机构朝向巷道侧帮，多轴机械手11也处于巷道侧帮，钻机调角、稳钻结束后，由多轴机械手11从钻杆箱13中抓取钻杆送到打钻机构中间部分，待减速机连接钻杆后，多轴机械手11复位，抓取另外一根钻杆等待再次送钻，打钻机构连接新钻杆后自动钻进，待钻进完成后由多轴机械手11送入下一根钻杆；退钻时由打钻机构将钻杆松开，多轴机械手11从打钻机构中抓取已退出的钻杆，送回钻杆箱13，直至作业结束。若设备需要施工另外一侧，只需调整两个回转盘的旋转角度，将打钻机构与多轴机械手11旋转至另外一侧即可。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双回转自动化钻机主机，钻机主机设于履带底盘上，其特征在于：钻机主机包括分别通过回转支撑设于履带底盘上的打钻回转盘和钻杆回转盘，所述打钻回转盘上设有用于钻孔的打钻机构、用于调整打钻机构作业角度的调角机构以及用于调整打钻机构钻孔高度的支撑固定机构，收回状态时，打钻机构自打钻回转盘的中部向钻机主机的左上方延伸；所述打钻回转盘能够绕其左右方向中心线旋转±90°进而带动打钻机构转动至目标作业位置；所述钻杆回转盘上从左向右依次设有能够放置多根钻杆的钻杆箱以及通过多关节的相互配合能够逐根抓取钻杆的多轴机械手，所述钻杆回转盘能够绕其左右方向中心线旋转±90°以便于多轴机械手能够从钻杆箱中抓取钻杆送入打钻机构内或将钻杆从打钻机构上取出放回钻杆箱中。
2.根据权利要求1所述的一种双回转自动化钻机主机，其特征在于：所述支撑固定机构包括两根固定于打钻回转盘上的立柱以及设于两根立柱之间的立柱横梁，两根立柱分别位于打钻机构的两侧，立柱横梁的两端分别通过一个升降油缸实现打钻机构沿立柱的升降。
3.根据权利要求2所述的一种双回转自动化钻机主机，其特征在于：所述打钻机构包括用于安装钻杆并控制钻杆移动的带卡盘的动力头、用于夹持钻杆的夹持器以及用于驱动动力头来回运动的导轨组件，动力头和夹持器均设于导轨组件上；所述导轨组件包括导轨支架和设于导轨支架上方的导轨，所述导轨支架的一端铰接在立柱横梁上，所述动力头滑动设置在导轨上并能够沿导轨移动。
4.根据权利要求3所述的一种双回转自动化钻机主机，其特征在于：所述调角机构包括一个调角油缸、两个斜撑和两个液压抱箍，所述调角油缸的两端分别与打钻回转盘、导轨支架相铰接，通过调角油缸的动作能够实现对导轨组件仰俯角的调整，所述斜撑和液压抱箍均设于导轨组件的两侧，各个斜撑的一端均与打钻回转盘铰接，各个液压抱箍与相应的斜撑滑动连接且两者之间设有锁止机构，两个液压抱箍均与导轨支架相连接。
5.根据权利要求1所述的一种双回转自动化钻机主机，其特征在于：所述钻杆箱内相对的两侧壁上均间隔设有多个隔板，相邻两个隔板之间的空间仅能够放置一根钻杆。
6.根据权利要求1所述的一种双回转自动化钻机主机，其特征在于：所述钻杆回转盘包括方形部以及与方形部的一侧壁一体成型的圆弧部，所述钻杆箱设于方形部上，所述多轴机械手设于圆弧部上。
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