CN113738279A - 一种适用于矿山井下端面的钻探设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于矿山井下端面的钻探设备，涉及钻探设备技术领域。该钻探设备，可以在巷道端面一处钻探位置，调节第一回转减速器转动带动钻机机体整体在水平面绕第一回转减速器轴线转动；调节伸缩臂伸缩带动钻机机体整体前进或后退；调节俯仰液压缸伸缩，以带动伸缩臂仰起或俯下，进而带动钻机机体整体仰起或俯下；在伸缩臂仰起或俯下后，调节微调液压缸伸缩，以使前臂处于水平姿态或其他角度姿态；调节摆动液压缸摆动角度，以带动钻机机体相对于摆动液压缸摆动不同角度；调节第二回转减速器转动带动钻机机体相对于摆动支撑座绕第二回转减速器轴线转动；如此，以快速切换钻机机体的钻探角度继续钻探，以提高钻探效率。

Description

一种适用于矿山井下端面的钻探设备

技术领域

本发明涉及钻探设备技术领域，具体地说是涉及一种适用于矿山井下端面的钻探设备。

背景技术

在矿山井下工程中经常用到钻探设备，以实现对巷道端面的钻探作业。目前的钻探设备，难以在巷道端面一处钻探位置及时切换钻探角度继续钻探，而是需要将钻探设备整体调整钻探位置以切换钻探角度，钻探效率较低。在巷道高度较低时，目前的钻探设备其整机调整位置的操作更加困难，使钻探效率更低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于矿山井下端面的钻探设备，可以在巷道端面一处钻探位置快速切换钻探角度以继续钻探，以提高钻探效率。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术解决方案如下：

一种适用于矿山井下端面的钻探设备，包括底座、第一回转减速器、第一液压马达、伸缩臂、前臂、俯仰液压缸、微调液压缸、摆动液压缸、第二回转减速器、第二液压马达和钻机机体；

所述第一回转减速器设置于底座上，所述第一液压马达的动力输出端动力连接第一回转减速器的输入端，第一回转减速器的输出端绕其自身轴线转动；

第一回转减速器的输出端的上端设置有第一上铰接座，第一回转减速器的输出端的下端设置有第一下铰接座；

所述伸缩臂包括固定臂节和至少一个伸缩臂节，伸缩臂节可以相对于固定臂节伸出或缩回；固定臂节的后端设置第二后铰接座，固定臂节的前端下方设置第二下铰接座，伸缩臂节的前端设置第二前铰接座；

前臂的后端设置第三铰接座；

第二后铰接座铰接第一上铰接座，俯仰液压缸的一端铰接第一下铰接座，俯仰液压缸的另一端铰接第二下铰接座，第二前铰接座铰接第三铰接座；

伸缩臂节的前端设置第四前铰接座，前臂的后端设置第四后铰接座；

微调液压缸的一端铰接第四前铰接座，微调液压缸的另一端铰接第四后铰接座；

前臂的前端设置摆动液压缸，所述摆动液压缸包括缸套和缸芯，所述缸套设置于前臂的前端，所述缸芯可相对于缸套摆动，所述缸芯上设置有摆动支撑座；

所述摆动支撑座上设置第二回转减速器，所述第二液压马达的动力输出端动力连接第二回转减速器的输入端，第二回转减速器的输出端绕其自身轴线转动；

第二回转减速器的输出端上设置钻机机体。

优选的，所述钻机机体包括固定座、第一滑座、第二滑座、钻机、一级进给液压缸和二级进给液压缸；

所述固定座设置于第二回转减速器的输出端上；

所述固定座上设置有滑轨，所述滑轨沿固定座的延伸方向布置；

所述第一滑座上设置有滑条，所述滑条滑动连接滑轨，所述滑条可相对于滑轨移动；

所述第一滑座上设置有限位滑杆，所述限位滑杆沿第一滑座的延伸方向布置；

所述第二滑座上设置有限位滑套，所述限位滑杆滑动连接于限位滑套内，所述限位滑套可相对于限位滑杆移动；

所述第二滑座上设置钻机，钻机上钻杆的布置方向与限位滑套相对于限位滑杆向前移动方向相同；

第一滑座的前端与第二滑座之间连接一级进给液压缸，固定座的后端与第一滑座的后端之间连接二级进给液压缸。

优选的，所述钻机机体还包括前支撑滑套、前支撑滑杆、前支撑板、前支撑液压缸、后支撑滑套、后支撑滑杆、后支撑板和后支撑液压缸；

固定座的前端设置前支撑滑套，所述前支撑滑杆滑动连接于前支撑滑套内，所述前支撑滑杆可相对于前支撑滑套移动，所述前支撑滑杆的末端设置前支撑板，固定座的前端与前支撑板之间连接前支撑液压缸；

固定座的后端设置后支撑滑套，所述后支撑滑杆滑动连接于后支撑滑套内，所述后支撑滑杆可相对于后支撑滑套移动，所述后支撑滑杆的末端设置后支撑板，固定座的后端与后支撑板之间连接后支撑液压缸。

优选的，所述前支撑板的上端设置有钻杆支撑座，所述钻杆支撑座上设置限位孔，所述钻杆穿过所述限位孔。

优选的，固定座的前端的左右两侧均设置前支撑滑套。

优选的，固定座的后端的左右两侧中的一侧设置后支撑滑套。

优选的，所述缸套的后端设置有轴承，所述缸芯从缸套的前端露出；摆动支撑座的一端连接缸芯，摆动支撑座的另一端连接轴承的内圈。

优选的，所述摆动支撑座的正投影区域覆盖所述缸套。

优选的，伸缩臂节前端的左右两侧均设置第四前铰接座，前臂后端的左右两侧均设置第四后铰接座；

微调液压缸的一端铰接伸缩臂节前端左侧的第四前铰接座，微调液压缸的另一端铰接前臂后端左侧的第四后铰接座；

微调液压缸的一端铰接伸缩臂节前端右侧的第四前铰接座，微调液压缸的另一端铰接前臂后端右侧的第四后铰接座。

优选的，固定臂节和伸缩臂节之间连接有伸缩液压缸，伸缩液压缸伸缩以带动伸缩臂节相对于固定臂节伸出或缩回。

本发明的有益技术效果是：

本发明的适用于矿山井下端面的钻探设备，可以在巷道端面一处钻探位置，调节第一回转减速器的转动带动钻机机体整体在水平面绕第一回转减速器的轴线转动；调节伸缩臂伸缩带动钻机机体整体前进或后退；调节俯仰液压缸的伸缩，以带动伸缩臂仰起或俯下，进而带动钻机机体整体仰起或俯下；在伸缩臂仰起或俯下后，调节微调液压缸的伸缩，以使前臂处于水平姿态或其他角度姿态；调节摆动液压缸的摆动角度，以带动钻机机体相对于摆动液压缸摆动不同角度；调节第二回转减速器的转动带动钻机机体相对于摆动支撑座绕第二回转减速器的轴线转动；如此，可以朝向前、后、左、右、上以及斜下方快速切换钻机机体的钻探角度以继续钻探，以提高钻探效率。在巷道高度较低的工况下，目前的钻探设备切换钻探角度很困难，本发明的钻探设备却特别适合在巷道高度较低的工况下使用，可以快速切换钻探角度。

附图说明

图1为本发明实施例适用于矿山井下端面的钻探设备的主视图；

图2为本发明实施例适用于矿山井下端面的钻探设备的后视图；

图3为本发明实施例适用于矿山井下端面的钻探设备的右视图；

图4为本发明实施例适用于矿山井下端面的钻探设备的仰视图；

图5为本发明实施例适用于矿山井下端面的钻探设备的俯视图；

图6为本发明实施例第一回转减速器、第一液压马达等部件的立体图；

图7为本发明实施例摆动液压缸、第二回转减速器、第二液压马达等部件的立体图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本发明的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本发明满足适用的法律要求。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例中，提供一种适用于矿山井下端面的钻探设备，请参考图1至图7所示。

一种适用于矿山井下端面的钻探设备，包括底座、第一回转减速器11、第一液压马达21、伸缩臂31、前臂32、俯仰液压缸41、微调液压缸42、摆动液压缸43、第二回转减速器12、第二液压马达22和钻机机体等。

本实施例的底座可以设置为车底架，车底架的底部设置驱动轮，使车底架带动钻探设备移动至不同的钻探位置。

第一回转减速器11设置于底座上，第一液压马达21的动力输出端（输出转轴）动力连接第一回转减速器11的输入端，在第一液压马达21的带动下，第一回转减速器11的输出端的轴线Z1垂直于底座所在平面，第一回转减速器11的输出端绕轴线Z1转动。

第一回转减速器11的输出端上设置第一支撑柱30，第一支撑柱30的上端设置第一上铰接座511，第一支撑柱30的下端设置第一下铰接座512。

伸缩臂31包括固定臂节和一个伸缩臂节，伸缩臂节可以相对于固定臂节伸出或缩回。固定臂节和伸缩臂节之间连接伸缩液压缸，伸缩液压缸位于固定臂节内部，伸缩液压缸伸缩以带动伸缩臂节相对于固定臂节伸出或缩回。

固定臂节的后端设置第二后铰接座521，固定臂节的前端下方设置第二下铰接座522，伸缩臂节的前端设置第二前铰接座523。

前臂32的后端设置第三铰接座53。

第二后铰接座521铰接第一上铰接座511，俯仰液压缸41的一端铰接第一下铰接座512，俯仰液压缸41的另一端铰接第二下铰接座522，第二前铰接座523铰接第三铰接座53。

伸缩臂节的前端设置第四前铰接座541，前臂32的后端设置第四后铰接座542。

微调液压缸42的一端铰接第四前铰接座541，微调液压缸42的另一端铰接第四后铰接座542。具体的，伸缩臂节前端的左右两侧均设置第四前铰接座541，前臂32后端的左右两侧均设置第四后铰接座542。微调液压缸42的一端铰接伸缩臂节前端左侧的第四前铰接座541，微调液压缸42的另一端铰接前臂32后端左侧的第四后铰接座542；微调液压缸42的一端铰接伸缩臂节前端右侧的第四前铰接座541，微调液压缸42的另一端铰接前臂32后端右侧的第四后铰接座542。

前臂32的前端设置摆动液压缸43。摆动液压缸43包括缸套和缸芯，缸套设置于前臂32的前端，缸芯可相对于缸套摆动，缸芯上设置摆动支撑座33。

缸套的后端设置轴承431，缸芯从缸套的前端露出。摆动支撑座33的一端连接缸芯，摆动支撑座33的另一端连接轴承431的内圈。

摆动支撑座33的正投影区域覆盖缸套，以在钻探过程中，实现对摆动液压缸43的保护，避免摆动液压缸43被钻探产生的碎石等撞坏。

摆动支撑座33上设置第二回转减速器12，第二液压马达22的动力输出端（输出转轴）动力连接第二回转减速器12的输入端，第二回转减速器12的输出端的轴线Z2垂直于摆动支撑座33所在平面，第二回转减速器12的输出端绕轴线Z2转动。

第二回转减速器12的输出端上设置第二支撑柱34，第二支撑柱34上装配钻机机体。

钻机机体包括固定座61、第一滑座621、第二滑座622、钻机63、一级进给液压缸441和二级进给液压缸442。其中，固定座61设置于第二回转减速器12的输出端上的第二支撑柱34。固定座61上设置滑轨641，滑轨641沿固定座61的延伸方向布置。第一滑座621上设置滑条642，滑条642滑动连接滑轨641，滑条642可相对于滑轨641移动，以使第一滑座621相对于固定座61移动。第一滑座621上设置限位滑杆651，限位滑杆651沿第一滑座621的延伸方向布置。第二滑座622的底部两侧设置限位滑套652，限位滑杆651滑动连接于限位滑套652内，限位滑套652可相对于限位滑杆651移动，以使第二滑座622相对于第一滑座621移动。第二滑座622上设置钻机63，钻机63上钻杆631的布置方向与限位滑套652相对于限位滑杆651向前移动方向相同。第一滑座621的前端与第二滑座622之间连接一级进给液压缸441，固定座61的后端与第一滑座621的后端之间连接二级进给液压缸442。

钻机63在使用过程中，先将二级进给液压缸442伸长至最长，以使第一滑座621相对于固定座61向后移动至极限位置，将一级进给液压缸441伸长至最长，以使第二滑座622相对于第一滑座621向后移动至极限位置；一级进给液压缸441逐渐收缩，以使第二滑座622相对于第一滑座621逐渐向前移动至极限位置，二级进给液压缸442逐渐收缩，以使第一滑座621相对于固定座61逐渐向前移动至极限位置。如此，采用二级进给，使钻机63实现大行程进给，增加钻机63的最大钻探深度。

在此基础上，上述钻机机体还包括前支撑滑套661、前支撑滑杆662、前支撑板663、前支撑液压缸664、后支撑滑套671、后支撑滑杆672、后支撑板673和后支撑液压缸674。

固定座61的前端的设置前支撑滑套661，前支撑滑杆662滑动连接于前支撑滑套661内，前支撑滑杆662可相对于前支撑滑套661移动，前支撑滑杆662的末端设置前支撑板663，固定座61的前端与前支撑板663之间连接前支撑液压缸664。前支撑液压缸664伸长，以带动前支撑滑杆662相对于前支撑滑套661向前移动，使前支撑板663相对于固定座61向前移动。

其中，固定座61的前端的左右两侧均设置前支撑滑套661，每个前支撑滑套661内均滑动连接前支撑滑杆662。通过两侧的前支撑滑套661、前支撑滑杆662限位，以使前支撑板663与固定座61之间保持平稳，减轻二者之间的晃动，前支撑板663上端设置钻杆支撑座665，钻杆支撑座665上限位孔对钻杆631进行导向限位，以进一步提高钻机63的钻探稳定性和钻探精度。

固定座61的后端设置后支撑滑套671，后支撑滑杆672滑动连接于后支撑滑套671内，后支撑滑杆672可相对于后支撑滑套671移动，后支撑滑杆672的末端设置后支撑板673，固定座61的后端与后支撑板673之间连接后支撑液压缸674。后支撑液压缸674伸长，以带动后支撑滑杆672相对于后支撑滑套671向后移动，使后支撑板673相对于固定座61向后移动。

其中，固定座61的后端的左右两侧中的一侧设置后支撑滑套671，后支撑液压缸674布置于另一侧。一侧通过后支撑滑套671、后支撑滑杆672限位，另一侧通过后支撑液压缸674限位，以使后支撑板673与固定座61之间基本保持平稳。

在向巷道的一侧内壁进行钻探作业时，将本实施例的钻探设备布置于巷道内，前支撑板663抵接在巷道的一侧内壁，后支撑板673抵接在巷道的另一侧内壁。钻机63上钻杆631朝向巷道的一侧内壁进行钻探作业，通过前、后支撑板支撑，在钻探作业过程中实现对钻机63的稳定支撑，提高钻机63钻探过程的稳定性和钻探精度。

前支撑板663的上端设置钻杆支撑座665，钻杆支撑座665上设置限位孔，钻杆631穿过限位孔。在钻探作业过程中，钻杆支撑座665上的限位孔，实现对钻杆631的导向限位。

前支撑板663的端面设置多个支撑钉6631，在前支撑板663抵接在巷道的内壁时，支撑钉6631插入内壁内部，以使前支撑板663牢固连接巷道的内壁。

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明一种适用于矿山井下端面的钻探设备有了清楚的认识。本发明的一种适用于矿山井下端面的钻探设备，在巷道端面一处钻探位置需要切换钻探角度时，比如从朝向正前方的钻探角度切换到竖直向上的钻探角度，继续切换到向左右两侧的钻探角度，不需要将钻探设备整体调整钻探位置以切换钻探角度，只需要调节第一回转减速器11的转动带动钻机机体整体在水平面绕第一回转减速器11的轴线转动；调节伸缩臂31伸缩带动钻机机体整体前进或后退；调节俯仰液压缸41的伸缩，以带动伸缩臂31仰起或俯下，进而带动钻机机体整体仰起或俯下；在伸缩臂31仰起或俯下后，调节微调液压缸42的伸缩，以使前臂32处于水平姿态或其他角度姿态；调节摆动液压缸43的摆动角度，以带动钻机机体相对于摆动液压缸43摆动不同角度；调节第二回转减速器12的转动带动钻机机体相对于摆动支撑座33绕第二回转减速器12的轴线转动；如此，可以朝向前、后、左、右、上以及斜下方快速切换钻机机体的钻探角度以继续钻探，以提高钻探效率。在巷道高度较低的工况下，目前的钻探设备切换钻探角度很困难，本发明的钻探设备却特别适合在巷道高度较低的工况下使用，可以快速切换钻探角度。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于矿山井下端面的钻探设备，包括底座、第一回转减速器、第一液压马达、伸缩臂、前臂、俯仰液压缸、微调液压缸、摆动液压缸、第二回转减速器、第二液压马达和钻机机体；其特征在于：

所述第一回转减速器设置于底座上，所述第一液压马达的动力输出端动力连接第一回转减速器的输入端，第一回转减速器的输出端绕其自身轴线转动；

第一回转减速器的输出端的上端设置有第一上铰接座，第一回转减速器的输出端的下端设置有第一下铰接座；

所述伸缩臂包括固定臂节和至少一个伸缩臂节，伸缩臂节可以相对于固定臂节伸出或缩回；固定臂节的后端设置第二后铰接座，固定臂节的前端下方设置第二下铰接座，伸缩臂节的前端设置第二前铰接座；

前臂的后端设置第三铰接座；

第二后铰接座铰接第一上铰接座，俯仰液压缸的一端铰接第一下铰接座，俯仰液压缸的另一端铰接第二下铰接座，第二前铰接座铰接第三铰接座；

伸缩臂节的前端设置第四前铰接座，前臂的后端设置第四后铰接座；

微调液压缸的一端铰接第四前铰接座，微调液压缸的另一端铰接第四后铰接座；

前臂的前端设置摆动液压缸，所述摆动液压缸包括缸套和缸芯，所述缸套设置于前臂的前端，所述缸芯可相对于缸套摆动，所述缸芯上设置有摆动支撑座；

所述摆动支撑座上设置第二回转减速器，所述第二液压马达的动力输出端动力连接第二回转减速器的输入端，第二回转减速器的输出端绕其自身轴线转动；

第二回转减速器的输出端上设置钻机机体。

2.根据权利要求1所述的一种适用于矿山井下端面的钻探设备，其特征在于：所述钻机机体包括固定座、第一滑座、第二滑座、钻机、一级进给液压缸和二级进给液压缸；

所述固定座设置于第二回转减速器的输出端上；

所述固定座上设置有滑轨，所述滑轨沿固定座的延伸方向布置；

所述第一滑座上设置有滑条，所述滑条滑动连接滑轨，所述滑条可相对于滑轨移动；

所述第一滑座上设置有限位滑杆，所述限位滑杆沿第一滑座的延伸方向布置；

所述第二滑座上设置有限位滑套，所述限位滑杆滑动连接于限位滑套内，所述限位滑套可相对于限位滑杆移动；

所述第二滑座上设置钻机，钻机上钻杆的布置方向与限位滑套相对于限位滑杆向前移动方向相同；

第一滑座的前端与第二滑座之间连接一级进给液压缸，固定座的后端与第一滑座的后端之间连接二级进给液压缸。

3.根据权利要求2所述的一种适用于矿山井下端面的钻探设备，其特征在于：所述钻机机体还包括前支撑滑套、前支撑滑杆、前支撑板、前支撑液压缸、后支撑滑套、后支撑滑杆、后支撑板和后支撑液压缸；

固定座的前端设置前支撑滑套，所述前支撑滑杆滑动连接于前支撑滑套内，所述前支撑滑杆可相对于前支撑滑套移动，所述前支撑滑杆的末端设置前支撑板，固定座的前端与前支撑板之间连接前支撑液压缸；

固定座的后端设置后支撑滑套，所述后支撑滑杆滑动连接于后支撑滑套内，所述后支撑滑杆可相对于后支撑滑套移动，所述后支撑滑杆的末端设置后支撑板，固定座的后端与后支撑板之间连接后支撑液压缸。

4.根据权利要求3所述的一种适用于矿山井下端面的钻探设备，其特征在于：所述前支撑板的上端设置有钻杆支撑座，所述钻杆支撑座上设置限位孔，所述钻杆穿过所述限位孔。

5.根据权利要求3所述的一种适用于矿山井下端面的钻探设备，其特征在于：固定座的前端的左右两侧均设置前支撑滑套。

6.根据权利要求3所述的一种适用于矿山井下端面的钻探设备，其特征在于：固定座的后端的左右两侧中的一侧设置后支撑滑套。

7.根据权利要求1所述的一种适用于矿山井下端面的钻探设备，其特征在于：所述缸套的后端设置有轴承，所述缸芯从缸套的前端露出；摆动支撑座的一端连接缸芯，摆动支撑座的另一端连接轴承的内圈。

8.根据权利要求7所述的一种适用于矿山井下端面的钻探设备，其特征在于：所述摆动支撑座的正投影区域覆盖所述缸套。

9.根据权利要求1所述的一种适用于矿山井下端面的钻探设备，其特征在于：伸缩臂节前端的左右两侧均设置第四前铰接座，前臂后端的左右两侧均设置第四后铰接座；

微调液压缸的一端铰接伸缩臂节前端左侧的第四前铰接座，微调液压缸的另一端铰接前臂后端左侧的第四后铰接座；

微调液压缸的一端铰接伸缩臂节前端右侧的第四前铰接座，微调液压缸的另一端铰接前臂后端右侧的第四后铰接座。

10.根据权利要求1所述的一种适用于矿山井下端面的钻探设备，其特征在于：固定臂节和伸缩臂节之间连接有伸缩液压缸，伸缩液压缸伸缩以带动伸缩臂节相对于固定臂节伸出或缩回。

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