CN113790024A - 锚钻机械臂调平装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锚钻机械臂调平装置，所述锚钻机械臂调平装置包括调平座体、支撑组件、伸缩件和编码组件，所述调平座体包括第一侧板、第二侧板和第三侧板，所述支撑组件包括机械臂和安装座，所述安装座包括第一安装部和第二安装部，所述第一安装部与所述机械臂的一端相连，所述第二安装部沿所述机械臂的长度方向延伸预设长度，所述伸缩件用于驱动所述安装座绕所述调平座体枢转，所述编码组件包括编码器和安装件，所述安装件与所述第一安装部相连且可随所述第一安装部转动，所述编码器设在安装件上且可随所述安装件转动，所述编码器适于与控制器相连以向所述控制器输入控制信号。本发明的锚钻机械臂调平装置具有动作精准、作业效率高的特点。

Description

锚钻机械臂调平装置

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，具体地，涉及一种锚钻机械臂调平装置。

背景技术

自动锚杆钻车的机械臂在进行定位打孔时，采用一步到位的定位方式，定位精度较差，需要人工辅助调节，而且无法实现钻架的精准定位和调节。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

机械臂在进行定位打孔时，运动副配合精度低，无法满足自动锚杆钻机各运动部件对定位精度的要求。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种定位精准、工作效率高的锚钻机械臂调平装置。

根据本发明实施例的锚钻机械臂调平装置包括调平座体、支撑组件、伸缩件和编码组件，所述调平座体包括第一侧板、第二侧板和第三侧板，所述第一侧板和所述第二侧板均与所述第三侧板相连且在所述第三侧板的宽度方向上相对布置，所述第一侧板上设有第一连接孔和第一凹槽，所述第二侧板上设有第二连接孔和第二凹槽，所述第一连接孔和所述第二连接孔在所述第三侧板的宽度方向上相对，所述第一凹槽和所述第二凹槽在所述第三侧板的宽度方向上相对，所述支撑组件包括机械臂和安装座，所述安装座包括第一安装部和第二安装部，所述第一安装部与所述机械臂的一端相连，所述第二安装部沿所述机械臂的长度方向延伸预设长度，所述第一安装部设在所述第一连接孔和所述第二连接孔之间且可绕所述调平座体枢转，所述伸缩件的伸缩端与所述第二安装部枢接，所述伸缩件的固定端设在所述第一凹槽和所述第二凹槽之间且可绕所述调平座体枢转，所述伸缩件用于驱动所述安装座绕所述调平座体枢转，所述编码组件包括编码器和安装件，所述安装件与所述第一安装部相连且可随所述第一安装部转动，所述编码器设在安装件上且可随所述安装件转动，所述编码器用于测量所述第一安装部的转动角度，所述编码器适于与控制器相连以向所述控制器输入控制信号，以驱动所述控制器控制所述伸缩件，使所述支撑组件实时处于水平。

根据本发明实施例的锚钻机械臂调平装置通过编码器记录机械臂的枢转角度，能够提高机械臂的定位精度，具有动作精准、作业效率高的特点。

在一些实施例中，所述锚钻机械臂调平装置还包括第一连接件，所述第一安装部上设有第一安装支耳，所述第一连接件穿过所述第一连接孔、所述第一安装支耳和所述第二连接孔设置，以连接所述第一安装部与所述调平座体。

在一些实施例中，所述第一连接件包括两个第一锥形套、第一销轴、第一连接螺栓和连接螺母，两个所述第一锥形套分别套设在所述第一销轴的两端，所述第一连接螺栓穿过所述第一锥形套与所述第一销轴的第一端相连，所述第一销轴的第二端穿过所述第一锥形套与所述连接螺母相连，以将所述第一销轴与所述调平座体相连。

在一些实施例中，所述第一销轴内还设有第一油道和第二油道，所述第一油道沿所述第一销轴的径向贯穿设置，所述第二油道沿所述第一销轴的轴向延伸且在所述第一销轴的第二端具有开口，所述第二油道与所述第一油道连通。

在一些实施例中，所述锚钻机械臂调平装置还包括第二连接件，所述第二连接件设在所述第二安装部上，以枢接所述伸缩件的伸缩端与所述第二安装部。

在一些实施例中，所述第二连接件包括两个第二锥形套、第二销轴和两个第二连接螺栓，所述第二销轴穿过所述伸缩件的伸缩端设置，两个所述第二锥形套分别套设在所述第二销轴的两端，两个所述第二连接螺栓穿过两个所述第二锥形套与所述第一销轴的两端相连，以将所述伸缩件的伸缩端与所述第二安装部相连。

在一些实施例中，所述第一销轴的两端至少部分为锥形，且所述第一销轴的两端横截面为所述第一销轴的最小横截面，所述锥形的外周面与所述第一锥形套的内壁的锥度相同，所述第二销轴的两端至少部分为锥形，且所述第二销轴的两端横截面为所述第二销轴的最小横截面，所述锥形的外周面与所述第二锥形套的内壁的锥度相同。

在一些实施例中，所述编码器的中心线与所述第一销轴的中心线重合。

在一些实施例中，所述锚钻机械臂调平装置还包括压盖和轴套，所述伸缩件的固定端具有连接部，所述连接部位于所述第一凹槽和所述第二凹槽内，以使所述伸缩件的固定端绕所述调平座体枢转，所述轴套套设在所述连接部上，所述压盖与所述调平座体相连，以将所述连接部固定在所述第一凹槽和所述第二凹槽内。

在一些实施例中，所述机械臂包括第一套筒和第二套筒，所述第一套筒套设在所述第二套筒的外周，所述第二套筒可沿所述第一套筒的长度方向伸出，所述第一套筒的横截面的外轮廓和所述第二套筒的横截面的外轮廓均为圆形。

附图说明

图1是根据本发明实施例的锚钻机械臂调平装置的结构示意图。

图2是图1中调平座体的结构示意图。

图3是图1中编码组件的结构示意图。

图4是图1中第一连接件的结构示意图。

图5是图1中第二连接件的结构示意图。

附图标记：

调平座体1，第一侧板11，第一连接孔111，第一凹槽112，第二侧板12，第二连接孔121，第二凹槽122，第三侧板13，支撑组件2，机械臂21，第一套筒211，第二套筒212，安装座22，第一安装部221，第一安装支耳2211，第二安装部222，伸缩件3，编码组件4，编码器41，安装件42，第一连接件5，第一锥形套51，第一销轴52，第一油道521，第二油道522，第一连接螺栓53，连接螺母54，第二连接件6，第二锥形套61，第二销轴62，第二连接螺栓63，压盖7，轴套8。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图1-5描述根据本发明实施例的锚钻机械臂调平装置。

根据本发明实施例的锚钻机械臂21调平装置包括调平座体1、支撑组件2、伸缩件3和编码组件4。

调平座体1包括第一侧板11、第二侧板12和第三侧板13，第一侧板11和第二侧板12均与第三侧板13相连且在第三侧板13的宽度方向上相对布置，第一侧板11上设有第一连接孔111和第一凹槽112，第二侧板12上设有第二连接孔121和第二凹槽122，第一连接孔111和第二连接孔121在第三侧板13的宽度方向上相对，第一凹槽112和第二凹槽122在第三侧板13的宽度方向上相对。

如图1和图2所示，在第三侧板13的前侧面上连接有左右相对布置的第一侧板11和第二侧板12，在对应位置上，第一侧板11和第二侧板12上分别设有第一连接孔111和第二连接孔121、第一凹槽112和第二凹槽122，第一连接孔111位于第一凹槽112的上方，第二连接孔121位于第二凹槽122的上方，第一连接件5穿过第一连接孔111和第二连接孔121，将机械臂21的后端枢接在第一侧板11和第二侧板12之间，调平油缸的固定端设在第一凹槽112和第二凹槽122之间，通过调平油缸外部的固定轴配合在第一凹槽112和第二凹槽122，使调平油缸与调平座体1枢接在一起。

支撑组件2包括机械臂21和安装座22，安装座22包括第一安装部221和第二安装部222，第一安装部221与机械臂21的一端相连，第二安装部222沿机械臂21的长度方向延伸预设长度，第一安装部221设在第一连接孔111和第二连接孔121之间且可绕调平座体1枢转，伸缩件3的伸缩端与第二安装部222枢接，伸缩件3的固定端设在第一凹槽112和第二凹槽122之间且可绕调平座体1枢转，伸缩件3用于驱动安装座22绕调平座体1枢转。如图1所示，在机械臂21与调平座体1之间还设有安装座22，安装座22包括沿上下方向布置的第一安装部221和沿前后方向布置的第二安装部222，第一安装部221与机械臂21的后端面相连且用于将机械臂21与调平座体1枢接在一起，第二安装部222的前端设有第二连接件6，第二连接件6将调平油缸的上端与第二安装部222枢接在一起，使调平油缸可通过伸缩驱动第二安装部222在上下方向上枢转，以提高机械臂21的动作精度。

编码组件4包括编码器41和安装件42，安装件42与第一安装部221相连且可随第一安装部221转动，编码器41设在安装件42上且可随安装件42转动，编码器41用于测量第一安装部221的转动角度，编码器41适于与控制器(图中未示出)相连以向控制器输入控制信号，以驱动控制器控制伸缩件3，使支撑组件2实时处于水平。如图2所示，在第一连接件5上连接有编码器41，安装件42与机械臂21的后端相连，编码器41通过安装件42与机械臂21同步转动，使外部控制系统能够实时得到精确的转动角度，从而控制机械臂21的动作，使支撑组件2实时处于水平状态，提高了动作精度。

根据本发明实施例的锚钻机械臂21调平装置通过编码器41记录机械臂21的枢转角度，能够提高机械臂21的定位精度，具有动作精准、作业效率高的特点。

在一些实施例中，锚钻机械臂21调平装置还包括第一连接件5，第一安装部221上设有第一安装支耳2211，第一连接件5穿过第一连接孔111、第一安装支耳2211和第二连接孔121设置，以连接第一安装部221与调平座体1。

如图1所示，在机械臂21的后端的第一安装部221上具有朝后延伸的第一安装支耳2211，第一安装支耳2211位于调平座体1的第一侧板11和第二侧板12之间，第一安装支耳2211通过第一连接件5与调平座体1连接在一起，机械臂21在上下方向上绕第一连接件5枢转，第一连接件5可减少第一安装支耳2211的磨损，提高锚钻机械臂21调平装置的使用寿命。

在一些实施例中，第一连接件5包括两个第一锥形套51、第一销轴52、第一连接螺栓53和连接螺母54，两个第一锥形套51分别套设在第一销轴52的两端，第一连接螺栓53穿过第一锥形套51与第一销轴52的第一端相连，第一销轴52的第二端穿过第一锥形套51与连接螺母54相连，以将第一销轴52与调平座体1相连。

如图3和图4所示，第一连接件5的第一销轴52穿过第一安装支耳2211设在第一侧板11和第二侧板12之间，第一连接螺栓53穿过第一侧板11和第一锥形套51与第一销轴52的两端相连，如图4所示，在第一销轴52的右端设有凸出螺栓，凸出螺栓穿过第一锥形套51与连接螺母54相连，从而将第一销轴52的右端与第二侧板12相连，在凸出螺栓上设有油道，以方便加注润滑油。第一锥形套51与第一销轴52的配合使调平座体1的调整更加精确，提高了锚钻机械臂21调平装置的精确度。

在一些实施例中，第一销轴52内还设有第一油道521和第二油道522，第一油道521沿第一销轴52的径向贯穿设置，第二油道522沿第一销轴52的轴向延伸且在第一销轴52的第二端具有开口，第二油道522与第一油道521连通。

机械臂21在枢转过程中会对第一销轴52产生摩擦，在相关技术中，会在第一销轴52处注入润滑油以减小摩擦，如图3所示，在第一销轴52内设有沿上下方向贯穿第一销轴52的第一油道521，第一油道521的上下出口均位于第一销轴52的中心处，在第一油道521的中心处向右延伸出第二油道522，第二油道522向右贯穿第一销轴52，第二油道522与第一油道521连通，第二油道522的开口位于第一销轴52的右端面上，润滑油从第一销轴52的右端面进入第二油道522后，从第一油道521的上下出口进入第一安装支耳2211与第一销轴52之间的间隙内，增强对机械臂21的润滑，减少第一安装支耳2211的磨损，延长机械臂21的使用寿命。

在一些实施例中，锚钻机械臂21调平装置还包括第二连接件6，第二连接件6设在第二安装部222上，以枢接伸缩件3的伸缩端与第二安装部222。

如图1所示，在第二安装部222的前端设有第二连接件6，第二连接件6在左右方向上贯穿第二安装部222，伸缩件3的伸缩端通过第二连接件6与第二安装部222枢接在一起，通过伸缩件3的伸缩驱动，提高第二安装部222的动作精度和稳定性。

在一些实施例中，第二连接件6包括两个第二锥形套61、第二销轴62和两个第二连接螺栓63，第二销轴62穿过伸缩件3的伸缩端设置，两个第二锥形套61分别套设在第二销轴62的两端，两个第二连接螺栓63穿过两个第二锥形套61与第一销轴52的两端相连，以将伸缩件3的伸缩端与第二安装部222相连。

如图5所示，第二连接件6的第二销轴62穿过伸缩件3的伸缩端与第二安装部222相连，第二连接螺栓63穿过第二安装部222的侧板和第二锥形套61与第二销轴62的两端相连，将伸缩件3的伸缩端与第二安装部222连接在一起，使伸缩件3的伸缩端的调整更加精确，提高了锚钻机械臂21调平装置的精确度。

在一些实施例中，第一销轴52的两端至少部分为锥形，且第一销轴52的两端横截面为第一销轴52的最小横截面，锥形的外周面与第一锥形套51的内壁的锥度相同，第二销轴62的两端至少部分为锥形，且第二销轴62的两端横截面为第二销轴62的最小横截面，锥形的外周面与第二锥形套61的内壁的锥度相同。

如图1所示，当机械臂21的承载载荷较大时，调平油缸在调整方向时会发生左右偏转，同时第一轴销和第二销轴62会在枢转过程中发生较大磨损，通过将第一轴销和第二销轴62的两端设成锥形，在锥形面外面再配合第一锥形套51和第二锥形套61进行固定，能够防止第一轴销和第二销轴62在前后方向上的偏转，减少第一轴销和第二销轴62的两端与第一安装部221和第二安装部222之间的碰撞，延长第一连接件5和第二连接件6的使用寿命，减少第一连接件5和第二连接件6的维修更换频率，提高了锚钻机械臂21调平装置的作业效率。

在一些实施例中，编码器41的中心线与第一销轴52的中心线重合。

如图1所示，编码器41的安装件42与机械臂21的后端相连，当机械臂21绕第一连接件5枢转时，安装件42随机械臂21转动，第一销轴52的中心线为机械臂21转动的中心线，当编码器41的中心线与第一销轴52的中心线重合时，编码器41获得精确的转动角度，通过编码器41获取到的角度数据，控制器控制机械臂21的运动精准度更高。

在一些实施例中，锚钻机械臂21调平装置还包括压盖7和轴套8，伸缩件3的固定端具有连接部，连接部位于第一凹槽112和第二凹槽122内，以使伸缩件3的固定端绕调平座体1枢转，轴套8套设在连接部上，压盖7与调平座体1相连，以将连接部固定在第一凹槽112和第二凹槽122内。

在伸缩件3的固定端的左右两侧设有突出的连接部，连接部位于第一凹槽112和第二凹槽122内，为减小连接部的磨损，在连接部的外面套设有轴套8，在第一凹槽112和第二凹槽122上连接有压盖7，用于固定轴套8，通过设置压盖7和轴套8，提高了伸缩件3的固定端枢转效率，延长了伸缩件3的使用寿命。

在一些实施例中，机械臂21包括第一套筒211和第二套筒212，第一套筒211套设在第二套筒212的外周，第二套筒212可沿第一套筒211的长度方向伸出，第一套筒211的横截面的外轮廓和第二套筒212的横截面的外轮廓均为圆形。

本领域的技术人员可知，横截面积相同时，圆柱体所能承受的最大力矩大于长方体所能承受的最大力矩，因此圆柱形的第一臂和圆柱形的第二臂配合使用，能使机械臂21承受的载荷更大，提高了锚钻机械臂21调平装置的作业效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种锚钻机械臂调平装置，其特征在于，包括：

调平座体，所述调平座体包括第一侧板、第二侧板和第三侧板，所述第一侧板和所述第二侧板均与所述第三侧板相连且在所述第三侧板的宽度方向上相对布置，所述第一侧板上设有第一连接孔和第一凹槽，所述第二侧板上设有第二连接孔和第二凹槽，所述第一连接孔和所述第二连接孔在所述第三侧板的宽度方向上相对，所述第一凹槽和所述第二凹槽在所述第三侧板的宽度方向上相对；

支撑组件，所述支撑组件包括机械臂和安装座，所述安装座包括第一安装部和第二安装部，所述第一安装部与所述机械臂的一端相连，所述第二安装部沿所述机械臂的长度方向延伸预设长度，所述第一安装部设在所述第一连接孔和所述第二连接孔之间且可绕所述调平座体枢转；

伸缩件，所述伸缩件的伸缩端与所述第二安装部枢接，所述伸缩件的固定端设在所述第一凹槽和所述第二凹槽之间且可绕所述调平座体枢转，所述伸缩件用于驱动所述安装座绕所述调平座体枢转；

编码组件，所述编码组件包括编码器和安装件，所述安装件与所述第一安装部相连且可随所述第一安装部转动，所述编码器设在安装件上且可随所述安装件转动以测量所述第一安装部的转动角度，所述编码器适于与控制器相连以向所述控制器输入控制信号，以驱动所述控制器控制所述伸缩件，使所述支撑组件实时处于水平。

2.根据权利要求1所述的锚钻机械臂调平装置，其特征在于，还包括第一连接件，所述第一安装部上设有第一安装支耳，所述第一连接件穿过所述第一连接孔、所述第一安装支耳和所述第二连接孔设置，以连接所述第一安装部与所述调平座体。

3.根据权利要求2所述的锚钻机械臂调平装置，其特征在于，所述第一连接件包括两个第一锥形套、第一销轴、第一连接螺栓和连接螺母，两个所述第一锥形套分别套设在所述第一销轴的两端，所述第一连接螺栓穿过所述第一锥形套与所述第一销轴的第一端相连，所述第一销轴的第二端穿过所述第一锥形套与所述连接螺母相连，以将所述第一销轴与所述调平座体相连。

4.根据权利要求3所述的锚钻机械臂调平装置，其特征在于，所述第一销轴内还设有第一油道和第二油道，所述第一油道沿所述第一销轴的径向贯穿设置，所述第二油道沿所述第一销轴的轴向延伸且在所述第一销轴的第二端具有开口，所述第二油道与所述第一油道连通。

5.根据权利要求4所述的锚钻机械臂调平装置，其特征在于，还包括第二连接件，所述第二连接件设在所述第二安装部上，以枢接所述伸缩件的伸缩端与所述第二安装部。

6.根据权利要求5所述的锚钻机械臂调平装置，其特征在于，所述第二连接件包括两个第二锥形套、第二销轴和两个第二连接螺栓，所述第二销轴穿过所述伸缩件的伸缩端设置，两个所述第二锥形套分别套设在所述第二销轴的两端，两个所述第二连接螺栓穿过两个所述第二锥形套与所述第一销轴的两端相连，以将所述伸缩件的伸缩端与所述第二安装部相连。

7.根据权利要求6所述的锚钻机械臂调平装置，其特征在于，所述第一销轴的两端至少部分为锥形，且所述第一销轴的两端横截面为所述第一销轴的最小横截面，所述锥形的外周面与所述第一锥形套的内壁的锥度相同，

所述第二销轴的两端至少部分为锥形，且所述第二销轴的两端横截面为所述第二销轴的最小横截面，所述锥形的外周面与所述第二锥形套的内壁的锥度相同。

8.根据权利要求5所述的锚钻机械臂调平装置，其特征在于，所述编码器的中心线与所述第一销轴的中心线重合。

9.根据权利要求5所述的锚钻机械臂调平装置，其特征在于，还包括压盖和轴套，所述伸缩件的固定端具有连接部，所述连接部位于所述第一凹槽和所述第二凹槽内，以使所述伸缩件的固定端绕所述调平座体枢转，所述轴套套设在所述连接部上，所述压盖与所述调平座体相连，以将所述连接部固定在所述第一凹槽和所述第二凹槽内。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的锚钻机械臂调平装置，其特征在于，所述机械臂包括第一套筒和第二套筒，所述第一套筒套设在所述第二套筒的外周，所述第二套筒可沿所述第一套筒的长度方向伸出，所述第一套筒的横截面的外轮廓和所述第二套筒的横截面的外轮廓均为圆形。

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