CN114658351A - 一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车 - Google Patents

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CN114658351A CN202210283801.8A CN202210283801A CN114658351A CN 114658351 A CN114658351 A CN 114658351A CN 202210283801 A CN202210283801 A CN 202210283801A CN 114658351 A CN114658351 A CN 114658351A
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Abstract

本发明公开了一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，包括主框架、伸缩臂、自动锚杆钻机、液压系统、电控系统、导轨、连接杆，该钻机可装有两组或多组钻臂，配置所设计的自动锚杆钻机可实现自动续接和拆卸钻杆，钻孔快速且智能，大大减轻操作人员劳动强度，设计新颖、结构紧凑、整机尺寸较小、重量较轻、移动平稳方便，双钻臂工作灵活，自动锚杆钻机扭矩和推进力大，功能齐全，钻锚施工效率高，支护装置完备，实现巷道掘进中掘、护、支、锚一体化作业，可以完成巷道内全部锚杆、锚索钻锚施工。采用全遥控操作，操作方便、安全性高。

Description

一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车
技术领域
本发明涉及液压锚杆钻车技术领域，具体涉及一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车。
背景技术
在我国煤矿生产中，掘进技术装备相对滞后采煤造成掘跟不上采的现象，而影响快速掘进的掘、支、运三个环节中，掘和运的发展很快，目前煤矿巷道支护作业仍主要是采用单体锚杆机、履带式液压钻车作业方式，单体锚杆机劳动强度大、安全性差、效率低；钻车往往无法实现锚杆钻机的自动续接和拆卸钻杆，钻孔慢速且无智能。
为此我们提供一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车解决上述问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，该钻机可装有两组或多组钻臂，配置所设计的自动锚杆钻机可实现自动续接和拆卸钻杆，钻孔快速且智能，大大减轻操作人员劳动强度。
为了实现上述目的，本发明采用的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，包括：
一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，包括：
包括主框架、伸缩臂、自动锚杆钻机、液压系统、电控系统、导轨、连接杆；
所述自动锚杆钻机包括钻机部件、扶钎组件、夹钎组件、钎杆库、钎杆、机械手、导轨组件、支撑机构、退钎组件、连接座、液压系统，所述钻机部件在液压马达和推进油缸的作用下实现钻钎旋转、进给、退回或退钎。
作为上述方案的进一步优化，所述导轨悬挂在巷道顶部，导轨沿着巷道的长度方向布置，钻车的各部件之间用连接杆依次连接在一起，且各部件分别通过悬挂行走轮装置悬挂在导轨下方并沿导轨滚动移动。
作为上述方案的进一步优化，所述主框架前段安装有伸缩臂，自动锚杆钻机通过旋转机构安装在伸缩臂前端并位于钻车的前端。
作为上述方案的进一步优化，所述扶钎组件一是在推进油缸的作用下将定位器顶在巷道壁上起到稳定作用，二是通过扶钎组件的自动定心装置上的扶钎块对钎杆起到对中及支撑作用。
作为上述方案的进一步优化，所述夹钎组件包括夹钎油缸、夹钎块，通过自动定心装置带动夹钎块夹紧钎杆的六面，所述退钎组件通过退钎油缸带动退钎板插入所述钎杆上退钎槽(环形槽)中，使得钎杆相对退钎板转动而不能移动，此时，与推进油缸配合可将钎杆从钻孔中拉出。
作为上述方案的进一步优化，所述钎杆库用于储存钎杆，钎杆库采用回转式圆柱状结构，采用旋转油缸回转运动，通过液压和电控系统控制其转角和启停位置，便于机械手用于从钎杆库抓取和送回钎杆。
作为上述方案的进一步优化，所述导轨组件是钻机部件、扶钎组件支撑的基础件，所述支撑机构位于自动锚杆钻机的下部，连接油缸活塞杆的支撑座用于支撑在巷道底面，在自动锚杆钻机钻孔时提供支持力，所述连接座用于将自动锚杆钻机与伸缩臂连接在一起。
作为上述方案的进一步优化，所述自动锚杆钻机在所述钻机部件、扶钎组件、夹钎组件、机械手、钎杆库、液压系统、电控系统等共同作用下实现自动钻孔流程，液压系统、电控系统均安装在主框架的后侧，自动钻孔流程包括两个过程：自动钻孔过程和自动退钎过程。
作为上述方案的进一步优化，自动钻孔过程中，自动锚杆钻机外部的供水系统连续给钻头供水。
作为上述方案的进一步优化，自动退钎过程中，自动锚杆钻机外部的供水系统停止给钻头供水。
本发明的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，具备如下有益效果：
1.本发明的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，该钻机可装有两组或多组钻臂，配置所设计的自动锚杆钻机可实现自动续接和拆卸钻杆，钻孔快速且智能，大大减轻操作人员劳动强度；
2.本发明的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，设计新颖、结构紧凑、整机尺寸较小、重量较轻、移动平稳方便，双钻臂工作灵活，自动锚杆钻机扭矩和推进力大，功能齐全，钻锚施工效率高，支护装置完备，实现巷道掘进中掘、护、支、锚一体化作业，可以完成巷道内全部锚杆、锚索钻锚施工。采用全遥控操作，操作方便、安全性高；
3.本发明的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，首先液压马达退到起点位置，将前端带有钻头并由两根连接在一起的钎杆，一端插入与液压马达连接在一起的水套中，前部放入扶钎组件和夹钎组件中，两套自动定心装置分别带动扶钎块定心夹持钎杆前部、带动夹钎块定心夹紧钎杆；操作伸缩臂等使钻头对准需钻孔的位置，导杆在所带油缸的推动下沿导轨组件上支撑孔移动将定位器顶在巷道壁上，增加锚杆钻机钻孔的稳定性；
4.本发明的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，接着夹钎组件松开，液压马达和推进油缸开始以额定速度旋转和进给进行钻孔作业，直至液压马达推进到最前端的限位为止，液压马达在推进油缸停止旋转和推进；夹钎组件夹紧钎杆，液压马达在推进油缸作用下回到起始位置，同时钎杆从水套中拔出；此时机械手位于抓钎位置，钎杆库回转到号库位，机械手从钎杆库抓取钎杆送至与液压马达连接水套的轴线位置，液压马达慢速旋转并沿导轨组件慢速进给直至钎杆进入水套中，机械手略微松开，钎杆随水套继续旋转进给，此时，夹钎组件处于夹紧前一根钎杆后部六方面状态，当新换钎杆头部内螺纹旋进上根钎杆尾部外螺纹并连接后，接钎完成，同时推进油缸到达接钎完成的限位，液压马达旋转和推进油缸轴向进给暂停，机械手退回至起始位置，同时夹钎组件松开退回；液压马达和推进油缸开始以额定速度旋转和进给，直至液压马达推进到最前端的限位为止；夹钎组件夹紧钎杆，液压马达在推进油缸作用下回到起始位置，同时钎杆从水套中拔出；此时机械手位于抓钎位置，钎杆库回转到号库位，重复上述接钎过程，直至钻孔达到所需深度为止；
5.本发明的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，钎杆库回转至起始位置，液压马达和水套位于前端位置，启动退钎组件，退钎油缸推动退钎板卡住钎杆上环形退钎槽中，此时夹钎组件中夹钎块处于松开退回状态，液压马达和水套沿导轨组件后退至钎杆对正钎杆库位置，夹钎组件动作将钎杆夹紧，退钎组件上退钎板退回，机械手动作到位并将钎杆轻夹持住，接着液压马达反转将钎杆与前一根钎杆脱离；机械手动作将钎杆夹紧，接着液压马达和水套退回起始位置，钎杆从水套中拔出；
6.本发明的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，机械手动作将钎杆移动放回钎杆库的号库位中；液压马达和水套再次快速前移达接近前根钎杆后，液压马达缓慢转动并进给直至水套套入钎杆尾部六方面上，此时，液压马达推进到最前端的限位，液压马达停止转动和进给，启动退钎组件，退钎油缸推动退钎板卡住钎杆上环形退钎槽中，此时夹钎组件中夹钎块处于松开退回状态，液压马达和水套沿导轨组件后退至钎杆对正钎杆库位置，夹钎组件动作将钎杆夹紧，退钎组件上退钎板退回，机械手动作到位并将钎杆轻夹持住，接着液压马达反转将钎杆与前一根钎杆脱离；机械手动作将钎杆夹紧，接着液压马达和水套退回起始位置，钎杆从水套中拔出；机械手动作将钎杆移动放回钎杆库的号库位中。
参照后文的说明与附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式，应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制，在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的导杆结构示意图；
图3为本发明的图2中A-A处截面图；
图4为本发明的自动锚杆钻机结构示意图；
图5为本发明的推进油缸结构示意图。
图中：主框架1、伸缩臂3、自动锚杆钻机4、液压系统9、电控系统10、导轨13、连接杆12、钻机部件401、扶钎组件402、夹钎组件403、钎杆库404、钎杆405、机械手406、导轨组件407、支撑机构408、液压马达409、水套410、推进油缸411、退钎组件412、退钎油缸413、退钎板414、连接座415、定位器416、自动定心装置417、夹钎油缸418、夹钎块419、导杆420、支撑座421。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
需要说明的是，当元件被称为“设置于、设有”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接、相连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，“固连”为固定连接的含义，固定连接的方式有很多种，不作为本文的保护范围，本文中所使用的术语“垂直的”“水平的”“左”“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本发明，本文中所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合；
请参阅说明书附图1-5，本发明提供一种技术方案：一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，包括：
包括主框架1、伸缩臂3、自动锚杆钻机4、液压系统9、电控系统10、导轨13、连接杆12；
自动锚杆钻机4包括钻机部件401、扶钎组件402、夹钎组件403、钎杆库404、钎杆405、机械手406、导轨组件407、支撑机构408、退钎组件412、连接座415、液压系统9，钻机部件401在液压马达409和推进油缸411的作用下实现钻钎旋转、进给、退回或退钎。
导轨13悬挂在巷道顶部，导轨13沿着巷道的长度方向布置，钻车的各部件之间用连接杆12依次连接在一起，且各部件分别通过悬挂行走轮装置11悬挂在导轨13下方并沿导轨13滚动移动。
主框架1前段安装有伸缩臂3，自动锚杆钻机4通过旋转机构安装在伸缩臂3前端并位于钻车的前端。
扶钎组件402一是在推进油缸411的作用下将定位器416顶在巷道壁上起到稳定作用，二是通过扶钎组件402的自动定心装置417上的扶钎块对钎杆405起到对中及支撑作用。
该钻机可装有两组或多组钻臂，配置所设计的自动锚杆钻机可实现自动续接和拆卸钻杆，钻孔快速且智能，大大减轻操作人员劳动强度。
夹钎组件403包括夹钎油缸418、夹钎块419，通过自动定心装置417带动夹钎块419夹紧钎杆405的六面，退钎组件412通过退钎油缸413带动退钎板414插入钎杆405上退钎槽环形槽中，使得钎杆405相对退钎板414转动而不能移动，此时，与推进油缸411配合可将钎杆405从钻孔中拉出。
钎杆库404用于储存钎杆405，钎杆库404采用回转式圆柱状结构，采用旋转油缸回转运动，通过液压和电控系统控制其转角和启停位置，便于机械手406用于从钎杆库404抓取和送回钎杆405。
设计新颖、结构紧凑、整机尺寸较小、重量较轻、移动平稳方便，双钻臂工作灵活，自动锚杆钻机扭矩和推进力大，功能齐全，钻锚施工效率高，支护装置完备，实现巷道掘进中掘、护、支、锚一体化作业，可以完成巷道内全部锚杆、锚索钻锚施工。采用全遥控操作，操作方便、安全性高。
导轨组件407是钻机部件401、扶钎组件402支撑的基础件，支撑机构408位于自动锚杆钻机4的下部，连接油缸活塞杆的支撑座421用于支撑在巷道底面，在自动锚杆钻机4钻孔时提供支持力，连接座415用于将自动锚杆钻机4与伸缩臂3连接在一起。
自动锚杆钻机4在钻机部件401、扶钎组件402、夹钎组件403、机械手406、钎杆库404、液压系统9、电控系统10等共同作用下实现自动钻孔流程，液压系统9、电控系统10均安装在主框架1的后侧，自动钻孔流程包括两个过程：自动钻孔过程和自动退钎过程。
自动钻孔过程中，自动锚杆钻机4外部的供水系统连续给钻头供水。
首先液压马达409退到起点位置，将前端带有钻头并由两根连接在一起的钎杆405，一端(非钻头端)插入与液压马达409连接在一起的水套410中，前部放入扶钎组件402和夹钎组件403中，两套自动定心装置417分别带动扶钎块定心夹持钎杆405前部、带动夹钎块419定心夹紧钎杆405；操作伸缩臂3等使钻头对准需钻孔的位置，导杆420在所带油缸的推动下沿导轨组件407上支撑孔移动将定位器416顶在巷道壁上，增加锚杆钻机钻孔的稳定性；接着夹钎组件403松开，液压马达409和推进油缸411开始以额定速度旋转和进给进行钻孔作业，直至液压马达409推进到最前端的限位(由轴向限位传感器控制)为止，液压马达409在推进油缸411停止旋转和推进；夹钎组件403夹紧钎杆405，液压马达409在推进油缸411作用下回到起始位置，同时钎杆405从水套410中拔出；此时机械手406位于抓钎位置，钎杆库404回转到1号库位，机械手406从钎杆库404抓取钎杆405送至与液压马达409连接水套410的轴线位置，液压马达409慢速旋转并沿导轨组件407慢速进给直至钎杆405进入水套410中，机械手406略微松开，钎杆405随水套410继续旋转进给，此时，夹钎组件403处于夹紧前一根钎杆后部六方面状态，当新换钎杆405头部内螺纹旋进上根钎杆405尾部外螺纹并连接后，接钎完成，同时推进油缸411到达接钎完成的限位，液压马达409旋转和推进油缸411轴向进给暂停，机械手406退回至起始位置(等待钻钎位置)，同时夹钎组件403松开退回；液压马达409和推进油缸411开始以额定速度旋转和进给，直至液压马达409推进到最前端的限位为止；夹钎组件403夹紧钎杆405，液压马达409在推进油缸411作用下回到起始位置，同时钎杆405从水套410中拔出；此时机械手406位于抓钎位置，钎杆库404回转到2号库位，重复上述接钎过程，直至钻孔达到所需深度为止。
自动退钎过程中，自动锚杆钻机4外部的供水系统停止给钻头供水。
钎杆库404回转至起始位置，液压马达409和水套410位于前端位置，启动退钎组件412，退钎油缸413推动退钎板414卡住钎杆405上环形退钎槽中，此时夹钎组件403中夹钎块419处于松开退回状态，液压马达409和水套410沿导轨组件407后退至钎杆405对正钎杆库404位置(由轴向限位传感器控制)，夹钎组件403动作将钎杆405夹紧，退钎组件412上退钎板414退回，机械手406动作到位并将钎杆405轻夹持住，接着液压马达409反转将钎杆405与前一根钎杆405脱离；机械手406动作将钎杆405夹紧，接着液压马达409和水套410退回起始位置，钎杆405从水套410中拔出；
机械手406动作将钎杆405移动放回钎杆库404的1号库位中；液压马达409和水套410再次快速前移达接近前根钎杆405后，液压马达409缓慢转动并进给直至水套410套入钎杆405尾部六方面上，此时，液压马达409推进到最前端的限位，液压马达409停止转动和进给，启动退钎组件412，退钎油缸413推动退钎板414卡住钎杆405上环形退钎槽中，此时夹钎组件403中夹钎块419处于松开退回状态，液压马达409和水套410沿导轨组件407后退至钎杆405对正钎杆库404位置，夹钎组件403动作将钎杆405夹紧，退钎组件412上退钎板414退回，机械手406动作到位并将钎杆405轻夹持住，接着液压马达409反转将钎杆405与前一根钎杆405脱离；机械手406动作将钎杆405夹紧，接着液压马达409和水套410退回起始位置，钎杆405从水套410中拔出；机械手406动作将钎杆405移动放回钎杆库404的2号库位中；
重复上述过程，直至全部钎杆405退出并装入钎杆库404中。
仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，其特征在于，包括：
包括主框架(1)、伸缩臂(3)、自动锚杆钻机(4)、液压系统(9)、电控系统(10)、导轨(13)、连接杆(12)；
所述自动锚杆钻机(4)包括钻机部件(401)、扶钎组件(402)、夹钎组件(403)、钎杆库(404)、钎杆(405)、机械手(406)、导轨组件(407)、支撑机构(408)、退钎组件(412)、连接座(415)、液压系统(9)，所述钻机部件(401)在液压马达(409)和推进油缸(411)的作用下实现钻钎旋转、进给、退回或退钎。
2.根据权利要求1所述的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，其特征在于：所述导轨(13)悬挂在巷道顶部，导轨(13)沿着巷道的长度方向布置，钻车的各部件之间用连接杆(12)依次连接在一起，且各部件分别通过悬挂行走轮装置(11)悬挂在导轨(13)下方并沿导轨(13)滚动移动。
3.根据权利要求2所述的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，其特征在于：所述主框架(1)前段安装有伸缩臂(3)，自动锚杆钻机(4)通过旋转机构安装在伸缩臂(3)前端并位于钻车的前端。
4.根据权利要求3所述的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，其特征在于：所述扶钎组件(402)一是在推进油缸(411)的作用下将定位器(416)顶在巷道壁上起到稳定作用，二是通过扶钎组件(402)的自动定心装置(417)上的扶钎块对钎杆(405)起到对中及支撑作用。
5.根据权利要求4所述的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，其特征在于：所述夹钎组件(403)包括夹钎油缸(418)、夹钎块(419)，通过自动定心装置(417)带动夹钎块(419)夹紧钎杆(405)的六面，所述退钎组件(412)通过退钎油缸(413)带动退钎板(414)插入所述钎杆(405)上退钎槽(环形槽)中，使得钎杆(405)相对退钎板(414)转动而不能移动，此时，与推进油缸(411)配合可将钎杆(405)从钻孔中拉出。
6.根据权利要求5所述的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，其特征在于：所述钎杆库(404)用于储存钎杆(405)，钎杆库(404)采用回转式圆柱状结构，采用旋转油缸回转运动，通过液压和电控系统控制其转角和启停位置，便于机械手(406)用于从钎杆库(404)抓取和送回钎杆(405)。
7.根据权利要求6所述的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，其特征在于：所述导轨组件(407)是钻机部件(401)、扶钎组件(402)支撑的基础件，所述支撑机构(408)位于自动锚杆钻机(4)的下部，连接油缸活塞杆的支撑座(421)用于支撑在巷道底面，在自动锚杆钻机(4)钻孔时提供支持力，所述连接座(415)用于将自动锚杆钻机(4)与伸缩臂(3)连接在一起。
8.根据权利要求7所述的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，其特征在于：所述自动锚杆钻机(4)在所述钻机部件(401)、扶钎组件(402)、夹钎组件(403)、机械手(406)、钎杆库(404)、液压系统(9)、电控系统(10)等共同作用下实现自动钻孔流程，液压系统(9)、电控系统(10)均安装在主框架(1)的后侧，自动钻孔流程包括两个过程：自动钻孔过程和自动退钎过程。
9.根据权利要求8所述的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，其特征在于：自动钻孔过程中，自动锚杆钻机(4)外部的供水系统连续给钻头供水。
10.根据权利要求9所述的一种具备自动化续接组件的液压锚杆钻车，其特征在于：自动退钎过程中，自动锚杆钻机(4)外部的供水系统停止给钻头供水。
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