CN112832699B - 一种钻孔设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种钻孔设备，属于煤矿钻机技术领域。钻孔设备包括架体、钻机、钻杆箱组件、抓取机构和运送机构。钻机包括机身和动力头，机身绕第一轴线可转动地设置于架体上，动力头安装于机身上，动力头用于带动钻杆沿前后方向进给，第一轴线沿左右方向布置。钻杆箱组件安装于架体，钻杆箱组件用于收容钻杆。抓取机构安装于架体，抓取机构用于抓取收容于钻杆箱组件内的钻杆，并将钻杆移送至转接位置。运送机构安装于机身，运送机构用于抓取位于转接位置的钻杆，并将钻杆移送至装配位置，以供动力头与钻杆装配。采用这种结构的钻孔设备提高了作业效率，且消除了人工在对钻杆进行装配和拆卸时存在安全隐患的问题。

Description

一种钻孔设备

技术领域

本申请涉及煤矿钻机技术领域，具体而言，涉及一种钻孔设备。

背景技术

在煤矿资源采掘的过程中，打孔施工作业是必不可少的安全保障措施。打孔的过程就是使用钻机将钻杆打到煤层或者岩层深处后，再将钻杆退出。目前，在钻机进钻的过程中通常需要操作工人将钻杆一根一根的安装在钻机上，并在退钻的过程中需要操作工人将钻杆一根一根从钻机上取出卸下。井下的工作环境不仅恶劣而且空间小，钻孔施工过程中情况更是多变，整个打钻过程中操作工人需要不停地装卸钻杆，劳动强度大、工作效率低，且操作的安全性较低，存在极大的安全隐患。

发明内容

本申请实施例提供一种钻孔设备，以改善现有的钻机在对钻杆进行装卸时劳动强度大、工作效率低以及安全性较低的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种钻孔设备，包括架体、钻机、钻杆箱组件、抓取机构和运送机构；所述钻机包括机身和动力头，所述机身绕第一轴线可转动地设置于所述架体上，所述动力头安装于所述机身上，所述动力头用于带动钻杆沿前后方向进给，所述第一轴线沿左右方向布置；所述钻杆箱组件安装于所述架体，所述钻杆箱组件用于收容所述钻杆；所述抓取机构安装于所述架体，所述抓取机构用于抓取收容于所述钻杆箱组件内的所述钻杆，并将所述钻杆移送至转接位置；所述运送机构安装于所述机身，所述运送机构用于抓取位于所述转接位置的所述钻杆，并将所述钻杆移送至装配位置，以供所述动力头与所述钻杆装配。

在上述技术方案中，钻孔设备设置有抓取机构、钻杆箱组件和运送机构，通过抓取机构能够抓取钻杆箱组件内的钻杆，并将钻杆移送至转接位置，再通过运送机构能够抓取位于转接位置的钻杆，并将钻杆运送至装配位置，以便于钻杆装配于动力头上，反之，当需要将动力头上的钻杆取下时，首先通过运送机构抓取动力头上的钻杆，并将钻杆运送至转接位置，再通过抓取机构抓取位于转接位置的钻杆，并将钻杆运送至钻杆箱组件内，从而完成了钻杆的自动装配和拆卸。其中，抓取机构和钻杆箱组件均设置于架体上，以便于抓取机构将钻杆箱组件内的钻杆运送至转接位置，且避免机身在相对架体转动进行时钻杆箱组件跟随机身转动而导致钻杆箱组件内的钻杆滚出钻杆箱组件。同时，运送机构设置于机身上，以便于运送机构跟随机身相对架体转动，从而在钻机进行倾角调节时抓取机构与机身的相对位置不变，进而使得钻机在处于任何倾角下抓取机构和运送机构均能够配合对钻杆进行装配和拆卸，以使钻机能够获得较大的倾角范围。采用这种结构的钻孔设备无需人工进行装配和拆卸，从而提高了作业效率，且消除了人工在对钻杆进行装配和拆卸时安全性较低而存在安全隐患的问题。此外，通过位于机身两侧的抓取机构和运送机构配合对钻杆进行上下杆避免了钻杆在上下杆过程中与钻机出现干涉的现象。

另外，本申请实施例提供的钻孔设备还具有如下附加的技术特征：

在一些实施例中，所述钻孔设备还包括提升装置；所述架体安装于所述提升装置，所述提升装置用于带动所述架体沿上下方向移动。

在上述技术方案中，钻孔设备设置有提升装置，通过将架体安装于提升装置上，使得提升装置能够带动架体沿上下方向移动，从而带动钻机进行上下移动，以满足实际作业中不同高度位置的钻孔需求。

在一些实施例中，所述提升装置包括第一驱动机构和沿所述左右方向间隔布置并沿所述上下方向延伸的两个支撑立柱；所述两个支撑立柱分别位于所述机身在所述左右方向上的两侧；所述架体可移动地设置于所述支撑立柱，所述第一驱动机构用于驱动所述架体沿所述上下方向移动；所述钻杆箱组件和所述抓取机构位于所述两个支撑立柱在所述左右方向上的一侧；所述抓取机构用于将收容于所述钻杆箱组件内的所述钻杆移送至所述转接位置，以使所述钻杆从所述两个支撑立柱在所述左右方向上的一侧到达所述两个支撑立柱之间。

在上述技术方案中，提升装置设置有第一驱动机构和两个支撑立柱，通过将架体可移动地设置在两个支撑立柱上，从而通过第一驱动机构驱动架体沿上下方向移动，以实现提升装置的升降功能。此外，抓取机构在抓取钻杆箱组件内的钻杆后能够避开支撑立柱将钻杆移送至两个支撑立柱之间的转接位置，以使位于两个支撑立柱之间的运送机构能够抓取位于转接位置的钻杆，从而采用这种结构的钻孔设备能够有效解决钻杆在进行上下杆的过程中与支撑立柱产生干涉的问题。

在一些实施例中，所述抓取机构包括第一执行组件、第二执行组件和第一夹持件；所述第二执行组件通过所述第一执行组件连接于所述架体，所述第一执行组件用于带动所述第二执行组件相对所述架体绕第二轴线转动，所述第二轴线沿所述左右方向布置；所述第一夹持件连接于所述第二执行组件，所述第一夹持件用于夹持所述钻杆，所述第二执行组件用于带动所述第一夹持件相对所述第一执行组件绕第三轴线转动，所述第三轴线垂直于所述第二轴线。

在上述技术方案中，通过第一执行组件能够带动第二执行组件绕第二轴线转动，且通过第二执行组件能够带动第一夹持件绕第三轴线转动，从而实现了第一夹持件的两个转动自由度，以使第一夹持件在夹持钻杆箱组件内的钻杆后能够通过第一执行组件和第二执行组件配合将钻杆移送至转接位置，进而使得钻杆能够避开支撑立柱，防止钻杆与支撑立柱产生干涉现象。

在一些实施例中，所述第一执行组件包括摆动臂；所述摆动臂绕所述第二轴线可转动地连接于所述架体；所述第二执行组件包括回转臂和连接臂，所述回转臂绕所述第三轴线可转动地连接于所述摆动臂的自由端，所述回转臂沿所述第三轴线的布置方向延伸，所述连接臂连接于所述回转臂远离所述摆动臂的一端，所述连接臂垂直于所述回转臂，所述第一夹持件连接于所述连接臂远离所述回转臂的一端。

在上述技术方案中，在实际作业过程中，当第一夹持件夹持钻杆箱组件内的钻杆后，通过摆动臂相对架体绕第二轴线正向转动能够带动钻杆绕第二轴线转动，然后通过回转臂相对摆动臂绕第三轴线转动能够带动钻杆绕第三轴线转动，最后通过摆动臂相对架体绕第二轴线反向转动能够带动钻杆绕第二轴线反向转动，从而将钻杆从支撑立柱的一侧运送至两个支撑立柱之间，以便于运送机构抓取，采用这种结构简单，便于实现。

在一些实施例中，所述第一夹持件具有第四轴线；当所述第一夹持件夹持所述钻杆时，所述第四轴线与所述钻杆的中心线重合；所述第三轴线与所述第四轴线在所述连接臂的延伸方向上的距离等于所述第三轴线与所述动力头的中心线在所述左右方向上的距离。

在上述技术方案中，通过将第三轴线与第四轴线在连接臂的延伸方向上的距离设置为和第三轴线与动力头的中心线在左右方向上的距离相等，以使抓取机构在带动钻杆移动至转接位置时，钻杆的中心线与动力头的中心线平行且钻杆位于动力头在上下方向上的上侧，以便于运送机构抓取位于转接位置的钻杆，且运送机构只需带动钻杆沿上下方向和前后方向即能够将钻杆移送至装配位置，简化了运送机构的结构和钻杆的运送轨迹，便于控制和实现。

在一些实施例中，所述运送机构包括第一移送组件、第二移送组件和第二夹持件；所述第二移送组件通过所述第一移送组件连接于所述机身，所述第一移送组件用于带动所述第二移送组件相对所述机身沿所述前后方向移动；所述第二夹持件连接于所述第二移送组件，所述第二夹持件用于夹持所述钻杆，所述第二移送组件用于驱动所述第二夹持件相对所述第一移送组件沿所述上下方向移动。

在上述技术方案中，通过第一移送组件能够带动第二移送组件相对机身沿前后方向移动，且通过第二移送组件能够带动第二夹持件相对机身沿上下方向移动，以实现第二夹持件在上下方向和前后方向上的移动，以使第二夹持件能够在第一移送组件和第二移送组件的配合下将位于转接位置的钻杆移送至装配位置，以便于动力头与钻杆进行装配，结构简单，且便于实现。

在一些实施例中，所述钻杆箱组件包括安装架、箱体和第一驱动件；所述安装架安装于所述架体；所述箱体用于收容所述钻杆，所述箱体具有放置口，所述箱体可翻转地设置于所述安装架，所述第一驱动件用于驱动所述箱体相对所述安装架翻转，以调整所述放置口的高度位置；所述箱体相对所述安装架转动的轴线沿所述前后方向布置。

在上述技术方案中，通过将箱体可翻转地设置于安装架上，且通过第一驱动件能够驱动箱体相对安装架翻转，从而调整箱体的放置口的高度位置，以便于操作人员将钻杆放入至箱体内，方便且省力。此外，在对箱体内钻杆进行卸下时，只需通过第一驱动件驱动箱体翻转至放置口低于箱体的底部时，箱体内的钻杆便可以依靠重力从箱体内滚出，无需人工取出，进而节省了人工，且提高了效率。

在一些实施例中，所述钻杆箱组件还包括托举机构；所述托举机构用于带动收容于所述箱体内的所述钻杆相对所述箱体移动至所述放置口处。

在上述技术方案中，钻杆箱组件还设置托举机构，通过托举机构能够带动箱体内的钻杆移动至放置口，以便于抓取机构进行抓取，从而避免了抓取机构在抓取位于箱体底部的钻杆时出现第一夹持件和箱体干涉的现象。

在一些实施例中，所述托举机构包括托盘和第二驱动机构；所述托盘可移动地设置于所述安装架，所述第二驱动机构用于驱动所述托盘相对所述安装架沿上下方向移动；所述箱体的侧壁上开设有延伸至所述放置口的开口槽，所述托盘能够通过所述开口槽插入所述箱体内，以托举收容于所述箱体内的所述钻杆。

在上述技术方案中，安装架上设置有托盘，通过第二驱动机构能够带动托盘沿上下方向移动，从而通过托盘将箱体内的钻杆托起，以将钻杆移送至箱体的放置口，结构简单，且稳定可靠。此外，箱体的侧壁上开设有供托盘插入的开口槽，且开口槽延伸至箱体的放置口，以保证箱体在相对安装架翻转后托盘能够插入至箱体内，以使箱体内的钻杆能够在托盘的驱动下移动至箱体的放置口，从而无需将托举机构设置于箱体上，避免了托举机构跟随箱体一起翻转，进而导致钻杆箱组件的结构较为复杂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的钻孔设备的结构示意图；

图2为图1所示的钻孔设备的右视图；

图3为图1所示的钻孔设备的抓取机构的结构示意图；

图4为图1所示的钻孔设备的运送机构的结构示意图；

图5为图1所示的钻孔设备的钻杆箱组件的结构示意图；

图6为图5所示的钻杆箱组件(箱体位于加杆位置)的左视图；

图7为图5所示的钻杆箱组件(箱体位于卸杆位置)的左视图。

图标：100-钻孔设备；10-架体；20-钻机；21-机身；22-动力头；23-第三驱动机构；24-夹持器；30-钻杆箱组件；31-安装架；32-箱体；321-放置口；322-开口槽；33-第一驱动件；34-托举机构；341-托盘；342-第二驱动机构；3421-第二导轨；3422-第七驱动件；40-抓取机构；41-第一执行组件；411-摆动臂；412-第二驱动件；413-减速器；414-倾角传感器；42-第二执行组件；421-回转臂；422-连接臂；423-第三驱动件；424-回转限位器；43-第一夹持件；431-第一抓手；432-第四驱动件；50-运送机构；51-第一移送组件；511-连接座；512-第一移动座；513-第四驱动机构；5131-第一导轨；5132-第五驱动件；52-第二移送组件；521-第二移动座；522-第五驱动机构；53-第二夹持件；531-第二抓手；532-第六驱动件；60-钻杆；70-提升装置；71-第一驱动机构；72-支撑立柱；80-回转平台；X-前后方向；Y-左右方向；Z-上下方向。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例

本申请实施例提供一种钻孔设备100，其能够改善现有的钻机需要人工进行装卸钻杆，从而导致在作业工作过程中劳动强度大、工作效率低且安全性较低的问题，以下结合附图对钻孔设备100的具体结构进行详细阐述。

结合图1和图2所示，钻孔设备100包括架体10、钻机20、钻杆箱组件30、抓取机构40和运送机构50。钻机20包括机身21和动力头22，机身21绕第一轴线可转动地设置于架体10上，动力头22安装于机身21上，动力头22可移动地设置于机身21上，动力头22用于带动钻杆60沿前后方向X进给，第一轴线沿左右方向Y布置。钻杆箱组件30安装于架体10，钻杆箱组件30用于收容钻杆60。抓取机构40安装于架体10，抓取机构40用于抓取收容于钻杆箱组件30内的钻杆60，并将钻杆60移送至转接位置。运送机构50安装于机身21，运送机构50用于抓取位于转接位置的钻杆60，并将钻杆60移送至装配位置，以供动力头22与钻杆60装配。

在实际作业过程中，通过抓取机构40能够抓取钻杆箱组件30内的钻杆60，并将钻杆60移送至转接位置，再通过运送机构50能够抓取位于转接位置的钻杆60，并将钻杆60运送至装配位置，以便于钻杆60装配于动力头22上，反之，当需要将动力头22上的钻杆60取下时，首先通过运送机构50抓取动力头22上的钻杆60，并将钻杆60运送至转接位置，再通过抓取机构40抓取位于转接位置的钻杆60，并将钻杆60运送至钻杆箱组件30内，从而完成了钻杆60的自动装配和拆卸。其中，抓取机构40和钻杆箱组件30均设置于架体10上，以便于抓取机构40将钻杆箱组件30内的钻杆60运送至转接位置，且避免机身21在相对架体10转动进行时钻杆箱组件30跟随机身21转动而导致钻杆箱组件30内的钻杆60滚出钻杆箱组件30。同时，运送机构50设置于机身21上，以便于运送机构50跟随机身21相对架体10转动，从而在钻机20进行倾角调节时抓取机构40与机身21的相对位置不变，进而使得钻机20在处于任何倾角下抓取机构40和运送机构50均能够配合对钻杆60进行装配和拆卸，以使钻机20能够获得较大的倾角范围。采用这种结构的钻孔设备100无需人工进行装配和拆卸，从而提高了作业效率，且消除了人工在对钻杆60进行装配和拆卸时安全性较低而存在安全隐患的问题。此外，通过位于机身21两侧的抓取机构40和运送机构50配合对钻杆60进行上下杆避免了钻杆60在上下杆过程中与钻机20出现干涉的现象。

其中，钻机20还包括第三驱动机构23和夹持器24，第三驱动机构23设置于架体10上，第三驱动机构23用于驱动机身21相对架体10绕第一轴线转动，以调节机身21的倾角，从而调节钻机20的钻孔方向，以满足不同角度的钻孔需求。夹持器24固设于机身21的一端，夹持器24用于夹持钻杆60。当运送机构50将钻杆60运送至装配位置时，动力头22能够相对机身21沿前后方向X移动，以夹持位于装配位置的钻杆60，然后带动钻杆60沿前后方向X进给，以完成对目标物的钻孔需求，当钻孔深度不够时，需要进一步加长钻杆60的长度，此时，通过夹持器24能够夹持已经钻入目标物内的钻杆60，然后动力头22释放已经钻入目标物内的钻杆60并相对机身21沿前后方向X往远离夹持器24的方向移动，之后通过抓取机构40和运送机构50配合再运送一个钻杆60至装配位置，最后动力头22相对机身21沿前后方向X移动，以夹持位于装配位置的钻杆60并带动该钻杆60转动，以使该钻杆60与夹持在夹持器24上的钻杆60螺接，从而完成目标物更深的钻孔需求。动力头22和夹持器24的具体结构可参见相关技术，在此不再赘述。

示例性的，第三驱动机构23为液压马达，液压马达固设于架体10上，机身21与液压马达的输出轴连接，以带动机身21相对架体10绕第一轴线转动。在其他实施例中，第三驱动机构23也可以为电机。

示例性的，第三驱动机构23驱动机身21相对架体10进行倾角调节的范围为-30°至90°。

本实施例中，继续结合图1和图2所示，钻孔设备100还包括提升装置70。架体10安装于提升装置70，提升装置70用于带动架体10沿上下方向Z移动。通过将架体10安装于提升装置70上，使得提升装置70能够带动架体10沿上下方向Z移动，从而带动钻机20进行上下移动，以满足实际作业中不同高度位置的钻孔需求。

进一步地，提升装置70包括第一驱动机构71和沿左右方向Y间隔布置并沿上下方向Z延伸的两个支撑立柱72。两个支撑立柱72分别位于机身21在左右方向Y上的两侧。架体10可移动地设置于支撑立柱72，第一驱动机构71用于驱动架体10沿上下方向Z移动。钻杆箱组件30和抓取机构40位于两个支撑立柱72在左右方向Y上的一侧。抓取机构40用于将收容于钻杆箱组件30内的钻杆60移送至转接位置，以使钻杆60从两个支撑立柱72在左右方向Y上的一侧到达两个支撑立柱72之间。

提升装置70设置有第一驱动机构71和两个支撑立柱72，通过将架体10可移动地设置在两个支撑立柱72上，从而通过第一驱动机构71驱动架体10沿上下方向Z移动，以实现提升装置70的升降功能。此外，抓取机构40在抓取钻杆箱组件30内的钻杆60后能够避开支撑立柱72将钻杆60移送至两个支撑立柱72之间的转接位置，以使位于两个支撑立柱72之间的运送机构50能够抓取位于转接位置的钻杆60，从而采用这种结构的钻孔设备100能够有效解决钻杆60在进行上下杆的过程中与支撑立柱72产生干涉的问题。

可选地，第一驱动机构71为液压缸，液压缸的缸体固设于支撑立柱72，架体10连接于液压缸的输出端，以带动架体10相对支撑立柱72沿上下方向Z移动。在其他实施例中，第一驱动机构71也可以为气缸，当然，第一驱动机构71还可以为其他结构，比如，第一驱动机构71包括电机、齿轮和齿条，电机固设于支撑立柱72，齿轮连接于电机的输出轴，齿条连接于架体10且齿条与齿轮啮合，从而能够驱动架体10相对支撑立柱72沿上下方向Z移动。

可选地，如图1所示，钻孔设备100还包括回转平台80，两个支撑立柱72均安装于回转平台80上，通过回转平台80能够带动两个支撑立柱72周向转动，从而带动钻机20在水平面内旋转，以满足矿井内更多的钻孔需求。回转平台80的具体结构可参见相关技术，在此不再赘述。

在一些实施例中，钻孔设备100还可以包括行走装置，回转平台80设置于行走装置上，以通过行走装置带动回转平台80移动，从而带动钻机20移动，以完成钻孔设备100的运输和钻机20在矿井内的移动，便于操作和使用。

示例性的，行走装置为履带车。

需要说明的是，钻孔设备100还设置有控制系统，控制系统用于控制整个钻孔设备100，以实现钻孔设备100各个部件之间的联动。

本实施例中，结合图2和图3所示，抓取机构40包括第一执行组件41、第二执行组件42和第一夹持件43。第二执行组件42通过第一执行组件41连接于架体10，第一执行组件41用于带动第二执行组件42相对架体10绕第二轴线转动，第二轴线沿左右方向Y布置。第一夹持件43连接于第二执行组件42，第一夹持件43用于夹持钻杆60，第二执行组件42用于带动第一夹持件43相对第一执行组件41绕第三轴线转动，第三轴线垂直于第二轴线。

通过第一执行组件41能够带动第二执行组件42绕第二轴线转动，且通过第二执行组件42能够带动第一夹持件43绕第三轴线转动，从而实现了第一夹持件43的两个转动自由度，以使第一夹持件43在夹持钻杆箱组件30内的钻杆60后能够通过第一执行组件41和第二执行组件42配合将钻杆60移送至转接位置，进而使得钻杆60能够避开支撑立柱72，防止钻杆60与支撑立柱72产生干涉现象。

进一步地，第一执行组件41包括摆动臂411。摆动臂411绕第二轴线可转动地连接于架体10。第二执行组件42包括回转臂421和连接臂422，回转臂421绕第三轴线可转动地连接于摆动臂411的自由端，回转臂421沿第三轴线的布置方向延伸，连接臂422连接于回转臂421远离摆动臂411的一端，连接臂422垂直于回转臂421，第一夹持件43连接于连接臂422远离回转臂421的一端。

在实际作业过程中，当第一夹持件43夹持钻杆箱组件30内的钻杆60后，通过摆动臂411相对架体10绕第二轴线正向转动能够带动钻杆60绕第二轴线转动，然后通过回转臂421相对摆动臂411绕第三轴线转动能够带动钻杆60绕第三轴线转动，最后通过摆动臂411相对架体10绕第二轴线反向转动能够带动钻杆60绕第二轴线反向转动，从而将钻杆60从支撑立柱72的一侧运送至两个支撑立柱72之间，以便于运送机构50抓取，采用这种结构简单，便于实现。

其中，第一夹持件43具有第四轴线。当第一夹持件43夹持钻杆60时，第四轴线与钻杆60的中心线重合。第三轴线与第四轴线在连接臂422的延伸方向上的距离等于第三轴线与动力头22的中心线在左右方向Y上的距离。

通过将第三轴线与第四轴线在连接臂422的延伸方向上的距离设置为和第三轴线与动力头22的中心线在左右方向Y上的距离相等，以使抓取机构40在带动钻杆60移动至转接位置时，钻杆60的中心线与动力头22的中心线平行且钻杆60位于动力头22在上下方向Z上的上侧，以便于运送机构50抓取位于转接位置的钻杆60，且运送机构50只需带动钻杆60沿上下方向Z和前后方向X即能够将钻杆60移送至装配位置，简化了运送机构50的结构和钻杆60的运送轨迹，便于控制和实现。

本实施例中，继续结合图2和图3所示，第一执行组件41还包括第二驱动件412和减速器413，摆动臂411绕第二轴线可转动地连接于架体10，第二驱动件412通过减速器413与摆动臂411传动连接，第二驱动件412用于驱动摆动臂411相对架体10绕第二轴线转动。减速器413的具体结构可参见相关技术，在此不再赘述。

示例性的，第二驱动件412为电机，在其他实施例中，第二驱动件412也可以为液压马达等。

可选地，第一执行组件41还设置有倾角传感器414，倾角传感器414设置于摆动臂411上，倾角传感器414用于获取摆动臂411相对架体10的转角信息，控制系统能够根据该转角信息控制摆动臂411的转动角度，以对摆动臂411的转角进行调节。

本实施例中，如图3所示，第二执行组件42还包括第三驱动件423和回转限位器424，第三驱动件423安装于摆动臂411的自由端，第三驱动件423用于驱动回转臂421相对摆动臂411绕第三轴线转动。回转限位器424设置于回转臂421上，回转限位器424用于限制回转臂421的转动角度，以实现回转臂421的精准定位，从而能够准确地将钻杆60运送至转接位置，防止出现位置偏差。回转限位器424的具体结构可参见相关技术，在此不再赘述。

示例性的，第三驱动件423为电机，在其他实施例中，第三驱动件423也可以为液压马达等。

进一步地，继续参考图3所示，第一夹持件43包括第一抓手431和第四驱动件432，第一抓手431通过第四驱动件432连接于连接臂422远离回转臂421的一端，第四驱动件432用于驱动第一抓手431动作，以完成对钻杆60的抓取和释放。第一抓手431的具体结构可参见相关技术，在此不再赘述。

示例性的，第四驱动件432为液压缸，在其他实施例中，第四驱动件432还可以为气缸或电动推杆。

本实施例中，结合图1和图2所示，运送机构50设置于机身21上且位于两个支撑立柱72之间。结合图2和图4所示，运送机构50包括第一移送组件51、第二移送组件52和第二夹持件53。第二移送组件52通过第一移送组件51连接于机身21，第一移送组件51用于带动第二移送组件52相对机身21沿前后方向X移动。第二夹持件53连接于第二移送组件52，第二夹持件53用于夹持钻杆60，第二移送组件52用于驱动第二夹持件53相对第一移送组件51沿上下方向Z移动。

通过第一移送组件51能够带动第二移送组件52相对机身21沿前后方向X移动，且通过第二移送组件52能够带动第二夹持件53相对机身21沿上下方向Z移动，以实现第二夹持件53在上下方向Z和前后方向X上的移动，以使第二夹持件53能够在第一移送组件51和第二移送组件52的配合下将位于转接位置的钻杆60移送至装配位置，以便于动力头22与钻杆60进行装配，结构简单，且便于实现。

其中，第一移送组件51包括连接座511、第一移动座512和第四驱动机构513。连接座511的一端通过螺栓螺接于机身21在左右方向Y上远离抓取机构40的一侧，第一移动座512沿前后方向X可移动地设置于连接座511，第四驱动机构513用于驱动第一移动座512相对连接座511沿前后方向X移动，第二移送组件52设置于第一移动座512上，以通过第一移动座512带动第二移动组件沿前后方向X移动。

可选地，如图4所示，第四驱动机构513包括第一导轨5131、第一丝杆、第一丝杠套和第五驱动件5132。第一导轨5131连接于连接座511远离机身21的一端且第一导轨5131沿前后方向X延伸，第一移动座512沿前后方向X可移动地连接于第一导轨5131上。第一丝杆可转动地设置于第一导轨5131且第一丝杆沿前后方向X延伸，第五驱动件5132用于驱动第一丝杆相对第一导轨5131转动。第一丝杆套可转动地套设于第一丝杆的外侧且第一丝杆套连接于第一移动座512。当第五驱动件5132驱动第一丝杆转动时，第一丝杆能够带动套设于其外侧的第一丝杆套沿前后方向X移动，从而带动第一移动座512在第一导轨5131上沿前后方向X移动。

示例性的，第五驱动件5132为电机。

需要说明的是，在其他实施例中，第四驱动机构513还可以为其他结构，比如，第四驱动机构513为气缸或液压缸，气缸或液压缸的缸体固设于连接座511远离机身21的一端，第一移动座512沿前后方向X可移动地设置于连接座511且第一移动座512连接于气缸或液压缸的输出端，从而能够通过气缸或液压缸驱动第一移动座512相对连接座511沿前后方向X移动。

进一步地，继续参考图4所示，第二移动组件包括第二移动座521和第五驱动机构522。第二移动座521沿上下方向Z可移动地设置于第一移动座512，第五驱动机构522用于驱动第二移动座521相对第一移动座512移动，第二夹持件53连接于第二移动座521的一端。

其中，第五驱动机构522包括电机、第二丝杆和第二丝杆套。电机固设于第二移动座521的一端。第二丝杆可转动地设置于第二移动座521且第二丝杆沿上下方向Z延伸，第二丝杆连接于电机的输出轴，以通过电机驱动第二丝杆相对第二移动座521转动。第二丝杆套可转动地套设于第二丝杆的外侧且第二丝杆套连接于第一移动座512。当电机驱动第二丝杆转动时，第二丝杆能够相对第二丝杠套轴向移动，从而带动第二移动座521相对第一移动座512沿上下方向Z移动，以带动连接于第二移动座521上的第二夹持件53沿上下方向Z移动。同样的，在其他实施例中，第五驱动机构522也可以为其他结构，比如，第五驱动机构522为气缸或液压缸，气缸或液压缸的缸体固设于第一移动座512上，第二移动座521沿上下方向Z可移动地设置于第一移动座512且连接于气缸或液压缸的输出端，从而能够通过气缸或液压缸驱动第二移动座521相对第一移动座512沿上下方向Z移动。

可选地，如图4所示，第二夹持件53包括第二抓手531和第六驱动件532，第二抓手531通过第六驱动件532连接于第二移动座521的一端，第六驱动件532用于驱动第二抓手531动作，以完成对钻杆60的抓取和释放。第二抓手531的具体结构可参见相关技术，在此不再赘述。

示例性的，第六驱动件532为液压缸，在其他实施例中，第六驱动件532还可以为气缸或电动推杆。

本实施例中，结合图1、图5和图6所示，钻杆箱组件30包括安装架31、箱体32和第一驱动件33。安装架31安装于架体10。箱体32用于收容钻杆60，箱体32具有放置口321，箱体32可翻转地设置于安装架31，第一驱动件33用于驱动箱体32相对安装架31翻转，以调整放置口321的高度位置。箱体32相对安装架31转动的轴线沿前后方向X布置。

通过将箱体32可翻转地设置于安装架31上，且通过第一驱动件33能够驱动箱体32相对安装架31翻转，从而调整箱体32的放置口321的高度位置。如图6所示，此时，箱体32位于加杆位置，操作人员只需将钻杆60放到放置口321后，钻杆60能够依靠重力滚入箱体32内，以便于操作人员将钻杆60放入至箱体32内，方便且省力。此外，在对箱体32内钻杆60进行卸下时，只需通过第一驱动件33驱动箱体32翻转至放置口321低于箱体32的底部时，如图7所示，此时，箱体32位于卸杆位置，箱体32内的钻杆60可以依靠重力从箱体32内滚出，无需人工取出，进而节省了人工，且提高了效率。

其中，箱体32的底部铰接于安装架31，以实现箱体32可翻转地设置于安装架31，且箱体32为镂空结构，以便于清理堆积在箱体32内的粉尘和煤渣。

示例性的，第一驱动件33为液压缸，液压缸的缸体铰接于安装架31上，液压缸的输出端铰接于箱体32，从而能够驱动件箱体32相对安装架31进行翻转。在其他实施例中，第一驱动件33也可以为气缸或电动推杆。

在一些实施例中，结合图2和图5所示，钻杆箱组件30还可以包括托举机构34。托举机构34用于带动收容于箱体32内的钻杆60相对箱体32移动至放置口321处。通过托举机构34能够带动箱体32内的钻杆60移动至放置口321，以便于抓取机构40进行抓取，从而避免了抓取机构40在抓取位于箱体32底部的钻杆60时出现第一夹持件43和箱体32干涉的现象。

进一步地，托举机构34包括托盘341和第二驱动机构342。托盘341可移动地设置于安装架31，第二驱动机构342用于驱动托盘341相对安装架31沿上下方向Z移动。箱体32的侧壁上开设有延伸至放置口321的开口槽322，托盘341能够通过开口槽322插入箱体32内，以托举收容于箱体32内的钻杆60。

安装架31上设置有托盘341，通过第二驱动机构342能够带动托盘341沿上下方向Z移动，从而通过托盘341将箱体32内的钻杆60托起，以将钻杆60移送至箱体32的放置口321，结构简单，且稳定可靠。此外，箱体32的侧壁上开设有供托盘341插入的开口槽322，且开口槽322延伸至箱体32的放置口321，以保证箱体32在相对安装架31翻转后托盘341能够插入至箱体32内，以使箱体32内的钻杆60能够在托盘341的驱动下移动至箱体32的放置口321，从而无需将托举机构34设置于箱体32上，避免了托举机构34跟随箱体32一起翻转，进而导致钻杆箱组件30的结构较为复杂。

其中，第二驱动机构342包括第二导轨3421、第三丝杆、第三丝杆套和第七驱动件3422。第二导轨3421固设于安装架31上且第二导轨3421沿上下方向Z延伸。托盘341沿上下方向Z可移动地连接于第二导轨3421上。第三丝杆可转动地设置于第二导轨3421且第三丝杆沿上下方向Z延伸，第七驱动件3422用于驱动第三丝杆相对第二导轨3421转动。第三丝杆套可转动地套设于第三丝杆的外侧且第三丝杆套连接于托盘341。当第七驱动件3422驱动第三丝杆转动时，第三丝杆能够带动套设于其外侧的第三丝杆套沿上下方向Z移动，从而带动托盘341在第二导轨3421上沿上下方向Z移动。

示例性的，第七驱动件3422为电机。

需要说明的是，在其他实施例中，托举机构34还可以为其他结构，比如，托举机构34包括电动推杆和支撑盘，支撑盘可移动地设置于箱体32内，支撑盘用于放置钻杆60。电动推杆安装于箱体32的底部，电动推杆的输出端连接于支撑盘，以驱动支撑盘相对箱体32移动，从而带动位于箱体32内的钻杆60移动至箱体32的放置口321。

综上所述，钻孔设备100的工作过程为：如图2所示，当对钻机20进行上杆时，首先托举机构34将箱体32内的钻杆60移送至箱体32的放置口321，然后通过抓取机构40的第一夹持件43抓取位于放置口321处的钻杆60。当第一夹持件43抓取钻杆60后，通过第一执行组件41带动钻杆60绕第二轴线逆时针转动，然后再通过第二执行组件42带动钻杆60绕第三轴线转动，以使钻杆60由外侧翻转至动力头22上方，之后再通过第一执行组件41带动钻杆60绕第二轴线顺时针转动，以使钻杆60到达转接位置，此时，钻杆60的中心线与动力头22的中心线平行，且钻杆60位于动力头22的正上方。然后在通过运送机构50的第二夹持件53夹持第一夹持件43所夹持的钻杆60，在第一夹持件43释放钻杆60后，通过第一移送组件51和第二移送组件52分别带动钻杆60沿前后方向X和上下方向Z移动，以将钻杆60移送至装配位置，此时，钻杆60的中心线与动力头22的中心重合，以使动力头22能够与钻杆60进行装配。反之，当需要对钻杆60进行下杆时，先通过运送机构50将钻杆60从装配位置移送至转接位置，再通过抓取机构40抓取位于转接位置的钻杆60，并将钻杆60移送至箱体32内，以完成钻杆60的自动卸载。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种钻孔设备，其特征在于，包括：

架体；

钻机，所述钻机包括机身和动力头，所述机身绕第一轴线可转动地设置于所述架体上，所述动力头安装于所述机身上，所述动力头用于带动钻杆沿前后方向进给，所述第一轴线沿左右方向布置；

钻杆箱组件，所述钻杆箱组件安装于所述架体，所述钻杆箱组件用于收容所述钻杆；

抓取机构，所述抓取机构安装于所述架体，所述抓取机构用于抓取收容于所述钻杆箱组件内的所述钻杆，并将所述钻杆移送至转接位置；以及

运送机构，所述运送机构安装于所述机身，所述运送机构用于抓取位于所述转接位置的所述钻杆，并将所述钻杆移送至装配位置，以供所述动力头与所述钻杆装配；

所述钻孔设备还包括提升装置，所述架体安装于所述提升装置，所述提升装置用于带动所述架体沿上下方向移动，所述提升装置包括第一驱动机构和沿所述左右方向间隔布置并沿所述上下方向延伸的两个支撑立柱，所述两个支撑立柱分别位于所述机身在所述左右方向上的两侧，所述架体可移动地设置于所述支撑立柱，所述第一驱动机构用于驱动所述架体沿所述上下方向移动，所述钻杆箱组件和所述抓取机构位于所述两个支撑立柱在所述左右方向上的一侧，所述抓取机构用于将收容于所述钻杆箱组件内的所述钻杆移送至所述转接位置，以使所述钻杆从所述两个支撑立柱在所述左右方向上的一侧到达所述两个支撑立柱之间，所述运送机构包括第一移送组件、第二移送组件和第二夹持件，所述第二移送组件通过所述第一移送组件连接于所述机身，所述第一移送组件用于带动所述第二移送组件相对所述机身沿所述前后方向移动，所述第二夹持件连接于所述第二移送组件，所述第二夹持件用于夹持所述钻杆，所述第二移送组件用于驱动所述第二夹持件相对所述第一移送组件沿所述上下方向移动；

所述钻杆箱组件包括安装架、箱体和第一驱动件，所述安装架安装于所述架体，所述箱体用于收容所述钻杆，所述箱体具有放置口，所述箱体可翻转地设置于所述安装架，所述第一驱动件用于驱动所述箱体相对所述安装架翻转，以调整所述放置口的高度位置，所述箱体相对所述安装架转动的轴线沿所述前后方向布置，所述钻杆箱组件还包括托举机构，所述托举机构用于带动收容于所述箱体内的所述钻杆相对所述箱体移动至所述放置口处，所述托举机构包括托盘和第二驱动机构，所述托盘可移动地设置于所述安装架，所述第二驱动机构用于驱动所述托盘相对所述安装架沿上下方向移动，所述箱体的侧壁上开设有延伸至所述放置口的开口槽，所述托盘能够通过所述开口槽插入所述箱体内，以托举收容于所述箱体内的所述钻杆，其中，第二驱动机构包括第二导轨、第三丝杆、第三丝杆套和第七驱动件。

2.根据权利要求1所述的钻孔设备，其特征在于，所述抓取机构包括第一执行组件、第二执行组件和第一夹持件；

所述第二执行组件通过所述第一执行组件连接于所述架体，所述第一执行组件用于带动所述第二执行组件相对所述架体绕第二轴线转动，所述第二轴线沿所述左右方向布置；

所述第一夹持件连接于所述第二执行组件，所述第一夹持件用于夹持所述钻杆，所述第二执行组件用于带动所述第一夹持件相对所述第一执行组件绕第三轴线转动，所述第三轴线垂直于所述第二轴线。

3.根据权利要求2所述的钻孔设备，其特征在于，所述第一执行组件包括摆动臂；

所述摆动臂绕所述第二轴线可转动地连接于所述架体；

所述第二执行组件包括回转臂和连接臂，所述回转臂绕所述第三轴线可转动地连接于所述摆动臂的自由端，所述回转臂沿所述第三轴线的布置方向延伸，所述连接臂连接于所述回转臂远离所述摆动臂的一端，所述连接臂垂直于所述回转臂，所述第一夹持件连接于所述连接臂远离所述回转臂的一端。

4.根据权利要求3所述的钻孔设备，其特征在于，所述第一夹持件具有第四轴线；

当所述第一夹持件夹持所述钻杆时，所述第四轴线与所述钻杆的中心线重合；

所述第三轴线与所述第四轴线在所述连接臂的延伸方向上的距离等于所述第三轴线与所述动力头的中心线在所述左右方向上的距离。