CN114776233A - 一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法，包括多组首尾活动连接的钻杆组件；每组包括位于钻杆主体内并从外至内依次套装的第一筒体、第二筒体、支撑轴；支撑轴一端伸出至钻杆主体的首端外侧并设有与钻杆主体尾端插装周向限位的第一闭锁组件；第二筒体一端伸出至钻杆主体的首端外侧、并设有与钻杆主体尾端轴向限位的第二闭锁组件；第一筒体轴向滑动、首端设有滑动时带动第二筒体转动的槽孔组件；弹簧套装在第二筒体上、一端与第一筒体首端面接触。本用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法，不仅实现多组钻杆组件首尾活动连接，保障钻杆组件之间的锁定、解锁，方便对其拆装，而且实现整体正反转的进钻、退钻，适用范围更广。

Description

一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及矿山机械技术领域，具体涉及一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法。

背景技术

随着煤矿开采的深度增加，矿井下的冲击地压灾害的威胁也越来越严重。冲击地压是指在矿井下的工作面或者巷道附近的岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象。这种现象危害性大，严重威胁人员安全，为防止冲击地压造成井巷的破坏甚至人员伤亡，最有效的防治方法是在巷道或者工作面上进行钻孔卸压；

防冲钻孔机器人的智能化、无人化对满足煤矿智能化、安全性的需求有着重要意义。防冲钻孔机器人的重要装置是钻杆装置，这就要求钻杆装置具有能够自动拆装以及能实现正反转的功能。

现有钻杆拆装比较繁琐，并且相邻钻杆连接时，锁紧不牢固、容易晃动将影响钻孔效果，而且钻进的过程中容易遇到卡钻的情况，此时钻杆需要进行正转或反转、钻进和退钻等动作脱离卡钻。当前大部分钻杆通过螺纹连接方式，只能够实现单方向转动，不能满足上述情况的要求，遇到卡钻时，只能将卡住的钻杆遗留在钻孔内，造成损失。

发明内容

本发明提供一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法，不仅实现多组钻杆组件首尾活动连接，保障钻杆组件之间的锁定、解锁，方便对其拆装，而且实现整体正反转的进钻、退钻，适用范围更广。

为实现上述目的，本一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，包括多组首尾活动连接的钻杆组件；

每组钻杆组件包括钻杆主体、以及位于钻杆主体内并从外至内依次套装的第一筒体、第二筒体、支撑轴；

支撑轴与钻杆主体固定连接、一端伸出至钻杆主体的首端外侧并设有与钻杆主体尾端插装周向限位的第一闭锁组件；

第二筒体一端伸出至钻杆主体的首端外侧、并设有与钻杆主体尾端转动卡装轴向限位的第二闭锁组件；

第一筒体与钻杆主体轴向滑动、首端设有滑动时带动第二筒体转动的槽孔组件；弹簧套装在第二筒体上并位于钻杆主体内、一端与第一筒体首端面接触。

进一步的，所述第一筒体尾端设有端盖；

端盖到钻杆主体尾端的距离小于支撑轴首端面到钻杆主体首端面的距离；当相邻钻杆组件相互对接时，支撑轴与端盖接触。

进一步的，所述钻杆主体内设有多个圆周布置的第一定位槽，每个第一定位槽沿其轴向布置；

第一筒体上设有轴向布置的第二定位块、第二限位槽，第二定位块滑动设置在其中第一定位槽内；

支撑轴上设有穿过第二限位槽并位于另外第一定位槽内的第一定位块，螺钉穿过钻杆主体上的定位孔螺纹安装在第一定位孔上。

进一步的，所述槽孔组件包括一端开口的第二槽孔、位于第二槽孔偏侧位置的第一槽孔、以及倾斜连接在第一槽孔与第二槽孔的过渡槽孔；

所述第二筒体上设有滑动与槽孔组件相匹配的凸笋块。

进一步的，所述第一闭锁组件包括固定安装在支撑轴上的花键轴、以及固定安装在钻杆主体尾部的限位块；

花键轴上的花键与限位块上的花键槽相匹配。

进一步的，所述第二闭锁组件包括固定在第二筒体上并位于钻杆主体首端外侧的闭锁端头、以及固定安装在钻杆主体尾端的闭锁尾头；

闭锁端头上的第一闭锁块与闭锁尾头上的第二闭锁块相匹配。

进一步的，最尾部的钻杆组件位于轴向移动的移动平台上、其上设有带动其转动的驱动组件、尾部上设有推动相应第一筒体移动的液压缸。

进一步的，最尾端的钻杆主体转动安装在支撑座上、中部固定设有驱动轮；

驱动组件包括驱动电机、与驱动电机输出端连接的主动轮，主动轮与驱动轮相连接。

一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置使用方法，具体包括以下步骤：

A.首部的钻杆组件a、b、c依次对接；

将钻杆组件a进行支撑固定，钻杆组件b同轴放置在钻杆组件a、钻杆组件c之间；调整各个钻杆组件之间的距离，使得钻杆组件c中支撑轴首端的花键轴插装在钻杆组件b尾端的限位块内，钻杆组件b中支撑轴首端的花键轴插装在钻杆组件a中限位块内，完成钻杆组件c与钻杆组件b、钻杆组件b与钻杆组件a之间轴向限位；

同时，钻杆组件c首端处的闭锁端头与钻杆组件b尾端处的闭锁尾头相接触，钻杆组件b首端处的闭锁端头与钻杆组件a尾端处的闭锁尾头相接触；

B.当钻杆组件c与钻杆组件b进行移动对接时，钻杆组件c首端的支撑轴带动钻杆组件b中第一筒体轴向尾端移动并对套装在第二筒体上的弹簧压缩，第一筒体上的槽孔组件与第二筒体上的凸笋块相匹配，使得第一筒体在轴向首端移动时，槽孔组件带动凸笋块偏转，第二筒体带动相应的闭锁端头转动，使钻杆组件b的闭锁端头与钻杆组件a的闭锁尾头锁紧，完成钻杆组件b与钻杆组件a之间的轴向限位，能够保持同步转动；

C.解除对钻杆组件a的固定，对钻杆组件b、c进行固定，将钻杆组件b、c、d依次对接，按照步骤A-B完成钻杆组件b与钻杆组件c的固定对接，保持同步转动；

依次类推，直至最尾部的钻杆组件与尾部第二位的钻杆组件移动对接，使得尾部第二位的钻杆组件与尾部第三位的钻杆组件同步转动；

再将尾部第二位的钻杆组件固定，最尾部的钻杆组件位于轴向移动的移动平台上、在液压缸推动下带动第一筒体轴向首端移动，使得最尾部的钻杆组件与尾部第二位的钻杆组件同步转动；

完成对多组钻杆组件的首尾灵活连接；

D.当多组钻杆组件的首尾灵活连接后，移动平台轴向移动，带动整体钻杆装置退钻和进钻；驱动组件启动将扭矩传递至最尾部的钻杆组件上，带动整体钻杆装置进行正转、反转，完成对本钻杆装置的正转进钻、正转退钻、反转进钻、反转退钻；

E.当对多组钻杆组件进行拆卸时，先将尾部第三位、尾部第四位的钻杆组件进行固定，液压缸带动最尾部的钻杆组件中第一筒体向尾部移动，相应槽孔组件带动凸笋块反向偏转，使得第二筒体带动相应的闭锁端头反向转动，最尾部的钻杆组件的闭锁端头与尾部第二位钻杆组件的闭锁尾头解锁；

在尾部第二位钻杆组件中弹簧作用下，相应第一筒体轴向尾端移动，同样的尾部第二位钻杆组件闭锁端头与尾部第三位钻杆组件的闭锁尾头解锁；

因此完成最尾部、尾部第二位、尾部第三位的钻杆组件的拆卸；

F.移动平台带动最尾部钻杆组件与尾部第三位钻杆组件对接，将整体钻杆装置从钻孔中拉出一段距离；

解除尾部第三位钻杆组件的限制、并固定尾部第五位钻杆组件，液压缸带动最尾部的钻杆组件中第一筒体向尾部移动，按照步骤E完成最尾部、尾部第三位、尾部第四位的钻杆组件的拆卸；

依次类推，直至对最尾部、钻杆组件b、钻杆组件a的钻杆组件进行拆卸，完成对多组钻杆组件的首尾灵活拆卸。

与现有技术相比，本一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置由于每组钻杆组件包括钻杆主体、以及位于钻杆主体内从外至内依次套装的第一筒体、第二筒体、支撑轴；支撑轴一端伸出至钻杆主体的首端外侧并设有与钻杆主体尾端插装周向限位的第一闭锁组件，第二筒体一端伸出至钻杆主体的首端外侧、并设有与钻杆主体尾端转动卡装轴向限位的第二闭锁组件，因此通过第一闭锁组件、第二闭锁组件对应实现首尾相邻钻杆组件的周向限位、轴向限位，实现多组钻杆组件首尾活动连接；

由于第一筒体与钻杆主体轴向滑动、首端设有滑动时带动第二筒体转动的槽孔组件，当第一筒体向首侧移动，并对弹簧进行压缩，使得凸笋块在第二槽孔、过渡槽孔、第一槽孔依次滑动，第一槽孔位于第二槽孔的偏侧，并且过渡槽孔倾斜设置，因此槽孔组件轴向移动使得凸笋块在槽孔组件中旋转，实现第二筒体的转动，实现第二筒体中闭锁端头与闭锁尾头的轴向限位，保障钻杆组件之间的锁定、解锁，方便对其拆装；

由于最尾部的钻杆组件位于移动平台上，其尾部上设有推动相应第一筒体移动的液压缸，当多组钻杆组件连接安装时，通过移动平台轴向移动，带动整体钻杆装置退钻和进钻；并且最尾部的钻杆组件周侧设有驱动带动其转动的驱动组件，驱动组件带动整体钻杆装置进行正转、反转，因此可根据使用情况，实现整体钻杆装置的正转进钻、正转退钻、反转进钻、反转退钻，能够脱离钻杆过程中出现卡钻的情况，适应范围更广；

一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置使用方法，不仅通过相邻钻杆组件对接时花键连接实现轴向限位，通过第一筒体的轴向移动、使得槽孔组件与凸笋块相匹配带动第二筒体转动，使得闭锁端头与闭锁尾头相匹配，实现周向限位，因此完成对相邻钻杆组件的锁定、解锁，保障多组钻杆组件首尾活动连接，拆装方便，而且通过驱动组件带动最尾端的钻杆组件转动以及移动，实现正反转进行退钻、进钻，避免卡钻的情况。

附图说明

图1是本发明的三组钻杆组件对接时示意图；

图2是本发明的三组钻杆组件连接时主视图；

图3是本发明的三组钻杆组件拆开时示意图；

图4是本发明的两组钻杆组件对接时主视图；

图5是本发明的最尾部钻杆组件尾端连接局部图；

图6是本发明的钻杆组件主视图；

图7是本发明的钻杆主体示意图；

图8是本发明的第一筒体示意图；

图9是本发明的第二筒体示意图；

图10是本发明的支撑轴示意图；

图11是本发明的闭锁端头示意图；

图12是本发明的闭锁尾头示意图；

图13是本发明的限位块示意图；

图中：11、钻杆主体，111、第一定位槽，112、定位孔，12、支撑轴，121、第一定位块，13、第一筒体，131、第二限位槽，132、第二定位块，133、第一槽孔，134、第二槽孔，135、过渡槽孔，14、第二筒体，141、凸笋块，15、弹簧；

2、闭锁装置，21、闭锁端头，211、第一闭锁块，22、花键轴，23、闭锁尾头，231、第二闭锁块，24、限位块，241、花键槽；

3、驱动轮，4、支撑座，5、液压缸，51、伸缩杆，6、移动平台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图6所示，本一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，包括多组首尾活动连接的钻杆组件；

每组钻杆组件包括钻杆主体11、以及位于钻杆主体11内从外至内依次套装的第一筒体13、第二筒体14、支撑轴12；

支撑轴12与钻杆主体11固定连接、一端伸出至钻杆主体11的首端外侧并设有与钻杆主体11尾端插装周向限位的第一闭锁组件；

第二筒体14一端伸出至钻杆主体11的首端外侧、并设有与钻杆主体11尾端转动卡装轴向限位的第二闭锁组件；

第一筒体13与钻杆主体11轴向滑动、首端设有滑动时带动第二筒体14转动的槽孔组件；

弹簧15套装在第二筒体14上并位于钻杆主体11内、一端与第一筒体13首端面接触。

具体的为：当进行装配时，钻杆主体11内设有腔体，支撑轴12与钻杆主体11固定连接、首部为阶梯轴结构并穿出钻杆主体11；

套装在支撑轴12外侧的第二筒体14，安装方式为轴向限位、周向转动，轴向限位主要是一端伸出至钻杆主体11的首端外侧，通过闭锁端头21进行固定；而第一筒体13与钻杆主体11的安装方式为轴向移动、周向限位。

进一步的，所述第一筒体13尾端设有端盖；

端盖到钻杆主体11尾端的距离小于支撑轴12首端面到钻杆主体11首端面的距离；当相邻钻杆组件相互对接时，支撑轴12与端盖接触；

如图7、图8、图10所示，作为优选实施例，钻杆主体11内设有多个圆周布置的第一定位槽111，每个第一定位槽111沿其轴向布置；

第一筒体13上设有轴向布置的第二定位块132、第二限位槽131，第二定位块132滑动设置在其中第一定位槽111内，即第二定位块132与第一定位槽111相匹配，保障第一筒体13在钻杆主体11内轴向滑动；

支撑轴12上设有穿过第二限位槽131并位于另外第一定位槽111内的第一定位块121，螺钉穿过钻杆主体11上的定位孔112螺纹安装在第一定位孔112上；

因此在第一筒体13、第二筒体14、支撑轴12从外至内依次套装在钻杆主体11内，在不影响其装配的情况下，使得支撑轴12与钻杆主体11相对固定，第二筒体14与钻杆主体11能够活动连接，第一筒体13与钻杆主体11相对轴向移动连接。

如图8、图9所示，进一步的，所述槽孔组件包括一端开口的第二槽孔134、位于第二槽孔134偏侧位置的第一槽孔133、以及倾斜连接在第一槽孔133与第二槽孔134的过渡槽孔135；

所述第二筒体14上设有滑动与槽孔组件相匹配的凸笋块141；

即当第一筒体13在驱动力作用下轴向移动时，比如初始状态下弹簧15处于正常伸缩状态，第二筒体14上的凸笋块141位于第二槽孔134内，当第一筒体13向首侧移动，并对弹簧15进行压缩，使得凸笋块141在第二槽孔134、过渡槽孔135、第一槽孔133依次滑动，第一槽孔133位于第二槽孔134的偏侧，并且过渡槽孔135倾斜设置，因此槽孔组件轴向移动使得凸笋块141在槽孔组件中旋转，实现第二筒体14的转动，并带动其首端轴向限位组件进行轴向限位。

如图9、图13所示，进一步的，闭锁装置2包括第一闭锁组件和第二闭锁组件，第一闭锁组件主要实现支撑轴12与钻杆主体11尾端插装式周向限位；

具体的为，第一闭锁组件包括固定安装在支撑轴12上的花键轴22、以及固定安装在钻杆主体11尾部的限位块24；

花键轴22上的花键与限位块24上的花键槽241相匹配；

即当多组本钻杆装置相互连接时，其一钻杆装置中位于钻杆主体11外侧的花键轴22插装在另一钻杆组件中限位块24的花键槽241内，实现支撑轴12与钻杆主体11尾端插装周向限位，保障相邻的钻杆组件同步转动。

如图11、图12所示，第二闭锁组件主要实现第二筒体14与钻杆主体11尾端的转动卡装式轴向限位；

具体的为：第二闭锁组件包括固定在第二筒体14上并位于钻杆主体11首端外侧的闭锁端头21、以及固定安装在钻杆主体11尾端的闭锁尾头23；

闭锁端头21上的第一闭锁块211与闭锁尾头23上的第二闭锁块231相匹配；

即当多组本钻杆装置相互连接时，其一钻杆组件上的闭锁端头21与另一钻杆组件上闭锁尾头23相互接触，当第二筒体14带动闭锁端头21转动时，相应的第一闭锁块211与第二闭锁块231相互匹配，即第一闭锁就211相对第二闭锁块231相对转动，使其之间卡装轴向限位，实现相连接的钻杆组件轴向限位；

如图1、图5所示本一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，包括多组首尾活动连接的钻杆组件，最尾部的钻杆组件位于轴向移动的移动平台6上、其上设有带动其转动的驱动组件、尾部上设有推动相应第一筒体13移动的液压缸5；

具体的为，最尾端的钻杆组件主要是作为驱动力的输入，即通过驱动组件带动尾部的钻杆组件正反转，实现其他钻杆组件的同步转动、以及达到钻孔的目的，液压缸5的目的主要是带动尾部钻杆主体11上相应的第一筒体13轴向移动，使得尾部的液压缸5主要带动第一筒体13移动使得最尾部的钻杆组件与相邻钻杆组件相互锁死。

进一步的，最尾端的钻杆主体11转动安装在支撑座4上、中部固定设有驱动轮3；

支撑座4安装在轴向移动的移动平台6上；

驱动组件包括驱动电机、与驱动电机输出端连接的主动轮，主动轮与驱动轮3相连接；

比如主动轮可直接与驱动轮3啮合连接、或者通过绕设在其外侧的传动带连接、或者通过减速器等零部件相互连接，将动力转递至驱动轮3上，并通过驱动轮3带动最尾端的钻杆装置(钻杆主体11)转动，保障多个首尾活动连接钻杆装置同向转动。

如图4所示，本一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置使用时，以相邻钻杆组件安装为例子，为更好的进行阐述本安装结构，以相同结构的钻杆组件a和钻杆组件b进行说明；

S11：将钻杆组件a进行固定，钻杆组件b首部与钻杆组件a尾部轴向对齐；

S12：钻杆组件b移动靠近钻杆组件a，钻杆组件b中支撑轴12首端的花键轴22插装在钻杆组件a中限位块24内，使得花键与花键槽241相匹配，实现钻杆组件b与钻杆组件a的周向限位；

并且钻杆组件b首端处的闭锁端头21与钻杆组件a尾端处的闭锁尾头23相接触，直至钻杆组件b的钻杆主体11首端面与钻杆组件a的钻杆主体11尾端面接触时停止移动；

另外，由于第一筒体13尾端设有端盖，端盖到钻杆主体11尾端的距离小于支撑轴12首端面到钻杆主体11首端面的距离；当钻杆组件b与钻杆组件a相互对接时，钻杆组件b中支撑轴12首端可穿过钻杆主体11尾端的限位块24、闭锁尾头23后顶压作用在端盖上，带动钻杆组件a中的第一筒体13轴向移动；

S13：将力作用在钻杆组件b中第一筒体13上、使其轴向首端移动，由于第一筒体13尾端设有滑动时带动第一筒体13转动的槽孔组件、弹簧15套装在第二筒体14上并与第一筒体13首端面接触，因此弹簧15被压缩，第一筒体13上的槽孔组件与第二筒体14上的凸笋块141相匹配，使得第一筒体13在轴向首端移动时，槽孔组件带动凸笋块141偏转，第二筒体14带动相应的闭锁端头21转动，使钻杆组件b首端处的闭锁端头21与钻杆组件a尾端处的闭锁尾头23锁紧，实现钻杆组件b与钻杆组件a的轴向限位；

因此完成钻杆组件a与钻杆组件b之间的连接，使其能够保持同步转动；

S14：当对钻杆组件a、钻杆组件b进行拆卸时，解除钻杆组件b中第一筒体13的轴向作用力；

在弹簧15弹力作用下，钻杆组件b中第一筒体13轴向尾端移动，槽孔组件带动凸笋块141反向偏转，使得第二筒体14带动相应的闭锁端头21反向转动，钻杆组件b首端处的闭锁端头21与钻杆组件a尾端处的闭锁尾头23解锁；

钻杆组件b移动远离钻杆组件a，完成钻杆组件a与钻杆组件b之间的拆卸；

如图1至图4所示，当三组钻杆组件进行安装时，为更好的进行阐述本安装结构，以相同结构的钻杆组件c、钻杆组件d、钻杆组件e进行说明；

最尾部的钻杆组件e可通过驱动组件带动周向转动，即钻杆组件e作为驱动钻杆，将安装在支撑座4上，周侧设有带动其转动的驱动组件、尾部上设有推动相应第一筒体13移动的液压缸5；

S21：将钻杆组件c进行支撑固定，钻杆组件d同轴放置在钻杆组件c、钻杆组件e之间；

调整各个钻杆组件之间的距离，使得钻杆组件e中支撑轴12首端的花键轴22插装在钻杆组件d中限位块24内，相应花键与花键槽241相匹配，钻杆组件e首端处的闭锁端头21与钻杆组件d尾端处的闭锁尾头23相接触；

同样的，钻杆组件d中支撑轴12首端的花键轴22插装在钻杆组件c中限位块24内，相应花键与花键槽241相匹配，钻杆组件d首端处的闭锁端头21与钻杆组件c尾端处的闭锁尾头23相接触；

S22：由于第一筒体13尾端设有端盖，端盖到钻杆主体11尾端的距离小于支撑轴12首端面到钻杆主体11首端面的距离，当钻杆组件e与钻杆组件d进行移动对接时，钻杆组件e首端的支撑轴12穿过钻杆组件d中限位块24、闭锁尾头23与相应的第一筒体13接触，带动钻杆组件d中第一筒体13轴向移动，即如步骤S13，将力作用在钻杆组件d中第一筒体13上、使其轴向首端移动，因此完成钻杆组件c与钻杆组件d之间的连接，使其能够保持同步转动；

S23：液压缸5启动，其伸缩杆51通过轴承与钻杆组件e中第一筒体13转动连接，因此在不影响钻杆组件e整体转动的情况下，使得第一筒体13轴向移动；

即如步骤S13，液压缸5将力作用在钻杆组件e中第一筒体13上、使其轴向首端移动，因此完成钻杆组件d与钻杆组件e之间的连接，使其能够保持同步转动；

因此完成钻杆组件c、钻杆组件d、钻杆组件e之间的相互连接；

S24：当对钻杆组件c、钻杆组件d、钻杆组件e进行拆卸时，解除钻杆组件e中第一筒体13的轴向作用力；

即液压缸5带动钻杆组件e中第一筒体13向尾端移动、以及在钻杆组件e中弹簧15下，钻杆组件e首端处的闭锁端头21与钻杆组件d尾端处的闭锁尾头23解锁，完成钻杆组件e、钻杆组件d的拆卸；

同时，钻杆组件e中的支撑轴12不再作用在钻杆组件d中的第一筒体13上，在钻杆组件d中弹簧15作用下，钻杆组件d首端处的闭锁端头21与钻杆组件c尾端处的闭锁尾头23解锁，完成钻杆组件d、钻杆组件c的拆卸；

当多组钻杆组件进行安装时，比如相同结构钻杆组件a、b……n进行安装，最尾部(尾部第一位)的钻杆组件n作为驱动钻杆，钻杆组件m为尾部第二位、钻杆组件l为尾部第三位；需要说明的是，n并不具体代表钻杆组件的数量，其只是本发明的一个实施例，并方便进行阐述所进行区分标识，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；

最尾部的钻杆组件n将安装在支撑座4上，周侧设有驱动带动其转动的驱动组件、尾部上设有推动相应第一筒体13移动的液压缸5，支撑座4、液压缸5均位于移动平台6上，移动平台6用于带动整体钻杆轴向移动进行脱离和进入钻孔；

将钻杆组件a、b、c依次对接，按照步骤S21-S22完成钻杆组件a与钻杆组件b之间的连接；

再解除对钻杆组件a的固定，对钻杆组件b、c进行固定，将钻杆组件b、c、d依次对接，按照步骤S21-S22完成钻杆组件b与钻杆组件c之间的连接；

然后解除对钻杆组件b的固定，对钻杆组件c、d进行固定，将钻杆组件c、d、e依次对接，按照步骤S21-S22完成钻杆组件c与钻杆组件d之间的连接；因此依次类推，最后对钻杆组件l、m进行固定，将钻杆组件l、m、n进行对接，按照步骤S21-S22完成钻杆组件l与钻杆组件m之间的连接，然后启动液压缸5带动钻杆组件n中的第一筒体13轴向移动，按照步骤S13完成钻杆组件m与钻杆组件n之间连接，因此完成钻杆组件a、b……n的连接。

本一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置正反转进行退钻、进钻的如下：

由于钻杆组件n安装在位于移动平台6的支撑座4上，其尾部上设有推动相应第一筒体13移动的液压缸5，因此按照步骤S23完成对钻杆组件m与钻杆组件n的连接；当钻杆组件a、b……n进行连接安装后，通过移动平台6轴向移动，带动整体钻杆装置退钻和进钻；

由于最尾部的钻杆组件n周侧设有驱动带动其转动的驱动组件，即驱动组件安装在移动平台6上，驱动电机带动主动轮转动，并将扭矩传递至钻杆组件n的驱动轮3上，使得钻杆组件n带动整体钻杆装置进行正转、反转，因此通过移动平台6带动整体钻杆装置轴向移动进行退钻和进钻、驱动组件带动整体钻杆装置进行正转、反转，因此可根据使用情况，实现整体钻杆装置的灵活钻孔，适应范围更广，比如实现钻杆装置的正转进钻、正转退钻、反转进钻、反转退钻；

当对多组钻杆组件进行拆卸时，比如相同结构钻杆组件a、b……n进行拆卸，先将钻杆组件k、l进行固定，钻杆组件n尾部的液压缸5带动相应第一筒体13向尾部移动，按照步骤S24完成钻杆组件l、m、n的之间拆卸；

再通过移动平台6带动钻杆组件n与钻杆组件l对接，液压缸5带动相应的第一筒体13向首部移动，按照步骤S13使得钻杆组件n与钻杆组件l进行连接，其主要作用是通过移动平台6将整体钻杆装置从钻孔中拉出一段距离，方便对拆卸下来的钻杆组件集中收集；将钻杆组件j进行固定，解除钻杆组件l的限制，钻杆组件n尾部的液压缸5带动相应第一筒体13向尾部移动，按照步骤S24完成钻杆组件k、l、n的之间拆卸；

然后通过移动平台6带动钻杆组件n与钻杆组件k对接，液压缸5带动相应的第一筒体13向尾部移动，按照步骤S13使得钻杆组件n与钻杆组件k进行连接，使得整体钻杆装置进行拉出；将钻杆组件i进行固定，解除钻杆组件k的限制，钻杆组件n尾部的液压缸5带动相应第一筒体13向尾部移动，按照步骤S24完成钻杆组件j、k、n的之间拆卸；

因此依次类推，实现对钻杆组件a、b……n进行拆卸。

对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，即本发明实施例钻杆组件a、b……n连接用于表示多组钻杆组件安装，不可否认的是，其多组钻杆组件不仅仅只是钻杆组件a、b……n；

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“首”、“尾”、“内”、“外”、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。

Claims (9)

1.一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，包括多组首尾活动连接的钻杆组件；

每组钻杆组件包括钻杆主体(11)、以及位于钻杆主体(11)内并从外至内依次套装的第一筒体(13)、第二筒体(14)、支撑轴(12)；

支撑轴(12)与钻杆主体(11)固定连接、一端伸出至钻杆主体(11)的首端外侧并设有与钻杆主体(11)尾端插装周向限位的第一闭锁组件；

第二筒体(14)一端伸出至钻杆主体(11)的首端外侧、并设有与钻杆主体(11)尾端转动卡装轴向限位的第二闭锁组件；

第一筒体(13)与钻杆主体(11)轴向滑动、首端设有滑动时带动第二筒体(14)转动的槽孔组件；弹簧(15)套装在第二筒体(14)上并位于钻杆主体(11)内、一端与第一筒体(13)首端面接触。

2.根据权利要求1所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，所述第一筒体(13)尾端设有端盖；

端盖到钻杆主体(11)尾端的距离小于支撑轴(12)首端面到钻杆主体(11)首端面的距离；当相邻钻杆组件相互对接时，支撑轴(12)与端盖接触。

3.根据权利要求2所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，所述钻杆主体(11)内设有多个圆周布置的第一定位槽(111)，每个第一定位槽(111)沿其轴向布置；

第一筒体(13)上设有轴向布置的第二定位块(132)、第二限位槽(131)，第二定位块(132)滑动设置在其中第一定位槽(111)内；

支撑轴(12)上设有穿过第二限位槽(131)并位于另外第一定位槽(111)内的第一定位块(121)，螺钉穿过钻杆主体(11)上的定位孔(112)螺纹安装在第一定位孔(112)上。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，所述槽孔组件包括一端开口的第二槽孔(134)、位于第二槽孔(134)偏侧位置的第一槽孔(133)、以及倾斜连接在第一槽孔(133)与第二槽孔(134)的过渡槽孔(135)；

所述第二筒体(14)上设有滑动与槽孔组件相匹配的凸笋块(141)。

5.根据权利要求4所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，所述第一闭锁组件包括固定安装在支撑轴(12)上的花键轴(22)、以及固定安装在钻杆主体(11)尾部的限位块(24)；

花键轴(22)上的花键与限位块(24)上的花键槽(241)相匹配。

6.根据权利要求5所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，所述第二闭锁组件包括固定在第二筒体(14)上并位于钻杆主体(11)首端外侧的闭锁端头(21)、以及固定安装在钻杆主体(11)尾端的闭锁尾头(23)；

闭锁端头(21)上的第一闭锁块(211)与闭锁尾头(23)上的第二闭锁块(231)相匹配。

7.根据权利要求6所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，最尾部的钻杆组件位于轴向移动的移动平台(6)上、其上设有带动其转动的驱动组件、尾部上设有推动相应第一筒体(13)移动的液压缸(5)。

8.根据权利要求7所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，最尾端的钻杆主体(11)转动安装在支撑座(4)上、中部固定设有驱动轮(3)；

驱动组件包括驱动电机、与驱动电机输出端连接的主动轮，主动轮与驱动轮(3)相连接。

9.一种权利要求7所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

A.首部的钻杆组件a、b、c依次对接；

将钻杆组件a进行支撑固定，钻杆组件b同轴放置在钻杆组件a、钻杆组件c之间；调整各个钻杆组件之间的距离，使得钻杆组件c中支撑轴(12)首端的花键轴(22)插装在钻杆组件b尾端的限位块(24)内，钻杆组件b中支撑轴(12)首端的花键轴(22)插装在钻杆组件a中限位块(24)内，完成钻杆组件c与钻杆组件b、钻杆组件b与钻杆组件a之间轴向限位；

同时，钻杆组件c首端处的闭锁端头(21)与钻杆组件b尾端处的闭锁尾头(23)相接触，钻杆组件b首端处的闭锁端头(21)与钻杆组件a尾端处的闭锁尾头(23)相接触；

B.当钻杆组件c与钻杆组件b进行移动对接时，钻杆组件c首端的支撑轴(12)带动钻杆组件b中第一筒体(13)轴向尾端移动并对套装在第二筒体(14)上的弹簧(15)压缩，第一筒体(13)上的槽孔组件与第二筒体(14)上的凸笋块(141)相匹配，使得第一筒体(13)在轴向首端移动时，槽孔组件带动凸笋块(141)偏转，第二筒体(14)带动相应的闭锁端头(21)转动，使钻杆组件b的闭锁端头(21)与钻杆组件a的闭锁尾头(23)锁紧，完成钻杆组件b与钻杆组件a之间的轴向限位，能够保持同步转动；

C.解除对钻杆组件a的固定，对钻杆组件b、c进行固定，将钻杆组件b、c、d依次对接，按照步骤A-B完成钻杆组件b与钻杆组件c固定对接，保持同步转动；依次类推，直至最尾部的钻杆组件与尾部第二位的钻杆组件移动对接，使得尾部第二位的钻杆组件与尾部第三位的钻杆组件同步转动；

再将尾部第二位的钻杆组件固定，最尾部的钻杆组件位于轴向移动的移动平台(6)上、在液压缸(5)推动下带动第一筒体(13)轴向首端移动，使得最尾部的钻杆组件与尾部第二位的钻杆组件同步转动；

完成对多组钻杆组件的首尾灵活连接；

D.当多组钻杆组件的首尾灵活连接后，移动平台(6)轴向移动，带动整体钻杆装置退钻和进钻；驱动组件启动将扭矩传递至最尾部的钻杆组件上，带动整体钻杆装置进行正转、反转，完成对本钻杆装置的正转进钻、正转退钻、反转进钻、反转退钻；

E.当对多组钻杆组件进行拆卸时，先将尾部第三位、尾部第四位的钻杆组件进行固定，液压缸(5)带动最尾部的钻杆组件中第一筒体(13)向尾部移动，相应槽孔组件带动凸笋块(141)反向偏转，使得第二筒体(14)带动相应的闭锁端头(21)反向转动，最尾部的钻杆组件的闭锁端头(21)与尾部第二位钻杆组件的闭锁尾头(23)解锁；

在尾部第二位钻杆组件中弹簧(15)作用下，相应第一筒体(13)轴向尾端移动，同样的尾部第二位钻杆组件闭锁端头(21)与尾部第三位钻杆组件的闭锁尾头(23)解锁；

因此完成最尾部、尾部第二位、尾部第三位的钻杆组件的拆卸；

F.移动平台(6)带动最尾部钻杆组件与尾部第三位钻杆组件对接，将整体钻杆装置从钻孔中拉出一段距离；

解除尾部第三位钻杆组件的限制、并固定尾部第五位钻杆组件，液压缸(5)带动最尾部的钻杆组件中第一筒体(13)向尾部移动，按照步骤E完成最尾部、尾部第三位、尾部第四位的钻杆组件的拆卸；

依次类推，直至对最尾部、钻杆组件b、钻杆组件a的钻杆组件进行拆卸，完成对多组钻杆组件的首尾灵活拆卸。

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