CN114935418B - 旋切仪高精度扭矩及转速测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了旋切仪高精度扭矩及转速测量装置，包括底座，底座上连接有两个机架，底座上设置有液压油箱，两个机架的顶部之间铰接有钻塔总装，钻塔总装的两个侧壁上分别与起塔油缸的一端铰接，起塔油缸的另一端与机架铰接，液压油箱与起塔油缸连接，钻塔总装的底部连接有变速箱，钻塔总装的底部连接有撑杆组件，钻塔总装、液压油箱、变速箱分别与PLC控制单元连接，PLC控制单元与主控制器连接，主控制器与数据存储单元连接，数据存储单元与信号处理单元连接。本发明解决了现有旋切仪无法根据工作面的地质参数及时调整旋切速度及不稳定的问题。

Description

旋切仪高精度扭矩及转速测量装置

技术领域

本发明属于高精度扭矩转速测量技术领域，涉及旋切仪高精度扭矩及转速测量装置。

背景技术

如何保证在避免地下坍塌的同时能够保证得到准确地质参数情况引起了越来越多的人关注，对于地层智慧勘测的研究也日益深入。智慧勘测因具有实时快速、适应性好等特点应用也越来越广泛。

在许多复杂地质岩层中，根据传统需要进行静力触探试验、动力触探试验、标准贯入试验等获取地层地质参数，过程较为繁琐。旋切仪在旋切过程中工作面所处的地质岩层情况复杂，无法及时根据工作面的地质参数调整旋切速度与更换钻头。

发明内容

本发明的目的是提供旋切仪高精度扭矩及转速测量装置，解决了现有旋切仪无法根据工作面的地质参数及时调整旋切速度及不稳定的问题。

本发明所采用的技术方案是，旋切仪高精度扭矩及转速测量装置，包括底座，底座上连接有两个机架，底座上设置有液压油箱，两个机架的顶部之间铰接有钻塔总装，钻塔总装的两个侧壁上分别与起塔油缸的一端铰接，起塔油缸的另一端与机架铰接，液压油箱与起塔油缸连接，钻塔总装的底部连接有变速箱，钻塔总装的底部连接有撑杆组件，钻塔总装、液压油箱、变速箱分别与PLC控制单元连接，PLC控制单元与主控制器连接，主控制器与数据存储单元连接，数据存储单元与信号处理单元连接。

本发明的特征还在于，

钻塔总装包括钻塔体，钻塔体包括背板，背板的两侧分别设置有侧板，两个侧板从上至下依次设置有减速机支座、减速机支座连接板、支撑座连接板，减速机支座上连接有减速机，减速机的输入端连接有第一电机，减速机的输出端连接有梅花型联轴器，梅花型联轴器通过滚珠丝杠支撑座与滚珠丝杠的一端连接，滚珠丝杠的另一端与滚珠丝杠支撑座A连接，滚珠丝杠支撑座A与支撑座连接板连接，减速机支座连接板上通过圆锥滚子轴承与滚动花键轴的一端连接，滚动花键轴的另一端与圆锥滚子轴承A 连接，圆锥滚子轴承A与支撑座连接板连接，滚动花键轴靠近减速机支座连接板的一端连接有编码器，滚动花键轴靠近支撑座连接板的一端连接有扭矩传感器，扭矩传感器连接有变速箱，变速箱通过变速箱支撑座与背板连接，扭矩传感器通过扭矩传感器固定座与变速箱支撑座连接，第一电机与PLC控制单元连接，扭矩传感器与信号处理单元连接；

两个侧板的内壁上分别设置有“工”字型导轨，导轨上滑动连接有滚轮组件，滚轮组件连接有动力头，动力头套接于滚珠丝杠、滚动花键轴上。

滚轮组件包括滚轮支架，滚轮支架的一侧从上至下连接有两个曲线滚轮轴承A，滚轮支架的另一侧从上至下连接有两个曲线滚轮轴承A，其中一侧的两个曲线滚轮轴承A与滚轮支架之间套设有偏心套，滚轮支架的侧壁从上至下连接有两个曲线滚轮轴承B，曲线滚轮轴承B与曲线滚轮轴承A垂直设置，滚轮支架两侧的曲线滚轮轴承A 分别位于导轨两侧的滑道内，曲线滚轮轴承B与导轨的底面滚动连接。

动力头包括箱体，箱体的背面连接有盖板A，箱体的两个相对的侧壁上均与滚轮支架连接，箱体内分别设置有输出轴、中间轴A、输入轴，输出轴、输入轴的两端贯穿箱体，输出轴与箱体的连接处设置均设置有深沟球轴承A，深沟球轴承A的顶部设置有压盖A，压盖A与箱体连接，输出轴内设置有动力头回转输出轴，输出轴上通过键A套接有大齿轮，大齿轮啮合有中间齿轮，中间齿轮内壁设置有深沟球轴承C，深沟球轴承C套设于中间轴A上，深沟球轴承C与中间轴A之间设置有隔套B，中间轴A的底部通过压盖B与箱体连接，中间齿轮与输入轴啮合，输入轴内连接有花键套，花键套通过键连接有滚动花键轴，输入轴与箱体的连接处设置有深沟球轴承B，深沟球轴承B的顶部设置有压盖C，压盖C与箱体连接，花键套的顶部通过连接套与压盖 C连接，箱体的顶部设置有传感器连接板，传感器连接板上设置有拉压传感器，箱体的顶部设置有油塞A、透气塞A，箱体的侧壁上设置有转速传感器，箱体上连接有滚珠丝杠螺母，滚珠丝杠螺母与滚珠丝杠套接，拉压传感器与转速传感器均与信号处理单元连接。

变速箱包括变速箱体，变速箱体内设置有轴A、中间轴B、主动轴，轴A与变速箱体的连接处设置有深沟球轴承D，轴A的底部连接有齿轮泵A，轴A的顶部通过键 B与第三电机连接，第三电机通过电机连接盘与变速箱体连接，中间轴B与变速箱体的连接处设置有深沟球轴承F，中间轴B的顶端通过压盖I与变速箱体连接，中间轴B 的底端通过压盖G与变速箱体连接，中间轴B沿其径向设置有通孔，通孔内插设有弹簧，弹簧的两端设置有钢球，中间轴B从上至下依次套设有齿轮B、离合齿轮、齿轮 A，齿轮B与轴A啮合，离合齿轮位于钢球处，齿轮A与中间轴B之间设置有圆柱滚子轴承，中间轴B上且位于齿轮A的底部与变速箱体之间套设有隔套C，主动轴与变速箱体的连接处设置有深沟球轴承E，深沟球轴承E的外侧均通过压盖H与变速箱体连接，主动轴从上至下依次套设有齿轮D、隔套E、齿轮C，齿轮D与主动轴之间设置有键C，齿轮D位于齿轮B与离合齿轮之间，齿轮C与主动轴之间设置有键C，齿轮C与齿轮A啮合，主动轴的顶端连接有连接法兰B，连接法兰B上连接有扭矩传感器，扭矩传感器的顶部连接有连接法兰C，连接法兰C与滚动花键轴连接，离合齿轮的侧壁与拨叉组件的一端连接，拨叉组件的另一端穿出变速箱体，变速箱体的底部设置有油塞B，油塞B与变速箱体的连接处设置有磁铁B，变速箱体的顶部设置有透气塞B，齿轮泵A与第三电机均与PLC控制单元连接。

液压油箱包括油箱体，油箱体的侧壁上设置有压盖J，油箱体的底部设置有螺塞，螺塞与油箱体的连接处设置有磁铁C，油箱体的顶部连接有第四电机，第四电机的输出端连接有齿轮泵B，齿轮泵B位于油箱体内，齿轮泵B与铜管C的一端连接，铜管 C的另一端与吸油过滤器，齿轮泵B还与铜管D的一端连接，铜管D的另一端与接头 B连接，接头B设置于油箱体的顶部，油箱体的顶部设置有空气滤清器、接头A，接头A连接有铜管B，铜管B设置于油箱体内部，油箱体的底部设置于底座上，油箱体的侧壁与机架连接，接头B、接头A分别与两个起塔油缸连接，第四电机与齿轮泵B 均与PLC控制单元连接。

撑杆组件包括调节螺杆，调节螺杆的一端螺纹连接有两个螺母，调节螺杆的另一端通过销轴连接有支座A，支座A的底部连接有支撑底板，调节螺杆穿过支撑座连接板，两个螺母分别位于支撑座连接板的两侧。

底座上且远离机架的一端连接有支撑架。

起塔油缸通过起塔油缸连接座与侧板连接。

滚珠丝杠与滚动花键轴上位于动力头的上方、滚珠丝杠与滚动花键轴上位于动力头的下方均设置有螺旋钢带保护套。

本发明的有益效果是，本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置，动力头采用第一电机、滚珠丝杠及减速机进行传动，运行平稳，定位精确，方便安全；且通过变速箱进行变速，使动力头变速范围广，可满足各种地层和不同钻进工艺要求，且结构稳定。

附图说明

图1是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中钻塔总装的主视图；

图2是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中钻塔总装的侧视图；

图3是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中钻塔体的主视图；

图4是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中滚珠丝杠的连接关系图；

图5是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中动力头的结构示意图；

图6是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中动力头的剖视图；

图7是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中动力头的主视图；

图8是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中变速箱的侧视图；

图9是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中变速箱的俯视图；

图10是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中变速箱的剖视图；

图11是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中滚动花键轴的连接关系图；

图12是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中钻塔总装的剖视图；

图13是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中撑杆组件的结构示意图；

图14是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中滚轮组件的结构示意图；

图15是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中滚轮组件的侧视图；

图16是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置中曲线滚轮轴承A与偏心套的连接关系图；

图17是本发明旋切仪高精度扭矩及转速测量装置的结构示意图。

图中，1.钻塔体，2.底座，3.机架，4.撑杆组件，5.起塔油缸，6.动力头，7.支撑筋板，8.导轨，9.第一电机，10.减速机，11.减速机支座，12.梅花型联轴器，13.减速机支座连接板，14.滚珠丝杠，15.滚珠丝杠支撑座，16.螺旋钢带保护套，17.滚珠丝杠螺母， 18.滚轮组件，19.滚轮支架，20.曲线滚轮轴承A，21.侧板，22.曲线滚轮轴承B，23.背板，24.变速箱，25.变速箱支撑座，26.液压油箱，27.扭矩传感器，28.扭矩传感器固定座，29.滚动花键轴，30.支撑架，31.圆锥滚子轴承，32.编码器，33.起塔油缸连接座， 34.支撑座连接板，35.螺母，36.调节螺杆，37.销轴，38.支座A，39.支撑底板，40.偏心套；

6-1.箱体，6-2.盖板A，6-3.压盖A，6-4.输出轴，6-5.深沟球轴承A，6-6.大齿轮，6-7.键A，6-8.隔套A，6-9.中间齿轮，6-10.隔套B，6-11.中间轴A，6-12.压盖B，6-13. 连接法兰A，6-14.深沟球轴承B，6-15.压盖C，6-16.输入轴，6-17.压盖D，6-18.连接套，6-19.深沟球轴承C，6-20.过渡法兰A，6-21.拉压传感器，6-22.磁铁A，6-23.过渡法兰B，6-24.限位开关支架，6-25.传感器连接板，6-26.油塞A，6-27.透气塞A，6-28. 动力头回转输出轴，6-29.转速传感器；

24-1.第三电机，24-2.铜管A，24-3.变速箱体，24-4.压盖E，24-5.油塞B，24-6.磁铁B，24-7.盖板B，24-8.润滑油块，24-9.齿轮泵A，24-10.拨叉组件，24-11.支座，24-12. 透气塞B，24-13.电机连接盘，24-14.键B，24-15.弹簧，24-16.轴A，24-17.深沟球轴承 D，24-18.压盖F，24-19.离合齿轮，24-20.齿轮A，24-21.圆柱滚子轴承，24-22.隔套C， 24-23.压盖G，24-24.中间轴B，24-25.钢球，24-26.隔套D，24-27.主动轴，24-28.键C， 24-29.齿轮C，24-30.隔套E，24-31.齿轮D，24-32.深沟球轴承E，24-33.连接法兰B， 24-34.连接法兰C，24-35.压盖H，24-36.深沟球轴承F，24-37.压盖I，24-38.隔套F， 24-39.齿轮B；

26-1.油箱体，26-2.第四电机，26-3.电机过渡板，26-4.空气滤清器，26-5.接头A，26-6.铜管B，26-7.吸油过滤器，26-8.齿轮泵B，26-9.铜管C，26-10.传感式液位计，26-11.磁铁C，26-12.螺塞，26-13.压盖J，26-14.铜管D，26-15.接头B。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供一种旋切仪高精度扭矩及转速测量装置，结构如图17所示，包括底座2，底座2上连接有两个机架3，底座2上设置有液压油箱42，两个机架3的顶部之间铰接有钻塔总装，钻塔总装的两个侧壁上分别与起塔油缸5的一端铰接，起塔油缸5 的另一端与机架3铰接，液压油箱26与起塔油缸5连接，钻塔总装的底部连接有变速箱24，钻塔总装的底部连接有撑杆组件4，底座2上且远离机架3的一端连接有支撑架30，钻塔总装、液压油箱26、变速箱24分别与PLC控制单元连接，PLC控制单元与主控制器连接，主控制器与数据存储单元连接，数据存储单元与信号处理单元连接。

结构如图1、图2、图3和图12所示，钻塔总装包括钻塔体1，钻塔体1包括背板23，背板23的两侧分别设置有侧板21，背板23上且位于另个侧板21之间设置有若干支撑筋板7，起塔油缸5通过起塔油缸连接座33与侧板21连接，两个侧板21从上至下依次设置有减速机支座11、减速机支座连接板13、支撑座连接板34，减速机支座 11上连接有减速机10，减速机10的输入端连接有第一电机9，减速机10的输出端连接有梅花型联轴器12，梅花型联轴器12通过滚珠丝杠支撑座15与滚珠丝杠14的一端连接，滚珠丝杠14的另一端与滚珠丝杠支撑座A连接，滚珠丝杠支撑座A与支撑座连接板34连接，减速机支座连接板13上通过圆锥滚子轴承31与滚动花键轴29的一端连接，滚动花键轴29的另一端与圆锥滚子轴承A连接，圆锥滚子轴承A与支撑座连接板34连接，滚动花键轴29靠近减速机支座连接板13的一端连接有编码器32，滚动花键轴29靠近支撑座连接板34的一端连接有扭矩传感器27，扭矩传感器27连接有变速箱24，扭矩传感器27用于测量滚动花键轴的扭矩，变速箱24通过变速箱支撑座25 与背板23连接，扭矩传感器27通过扭矩传感器固定座28与变速箱支撑座25连接，第一电机9与PLC控制单元连接，扭矩传感器27与信号处理单元连接；

两个侧板的内壁上分别设置有“工”字型导轨8，导轨8上滑动连接有滚轮组件 18，滚轮组件18连接有动力头6，动力头6套接于滚珠丝杠14、滚动花键轴29上。

如图14、图15所示，滚轮组件18包括滚轮支架19，滚轮支架19的一侧从上至下连接有两个曲线滚轮轴承A20，滚轮支架19的另一侧从上至下连接有两个曲线滚轮轴承A20，如图16所示，其中一侧的两个曲线滚轮轴承A20与滚轮支架19之间套设有偏心套40，滚轮支架19的侧壁从上至下连接有两个曲线滚轮轴承B22，曲线滚轮轴承B22与曲线滚轮轴承A20垂直设置，滚轮支架19两侧的曲线滚轮轴承A20分别位于导轨8两侧的滑道内，曲线滚轮轴承B22与导轨8的底面滚动连接。

如图5、图6、图7所示，动力头6包括箱体6-1，箱体6-1的背面连接有盖板A6-2，箱体6-1的两个相对的侧壁上均与滚轮支架19连接，箱体6-1内分别设置有输出轴6-4、中间轴A6-11、输入轴6-16，输出轴6-4、输入轴6-16的两端贯穿箱体6-1，输出轴6-4 与箱体6-1的连接处设置均设置有深沟球轴承A6-5，深沟球轴承A6-5的顶部设置有压盖A6-3，压盖A6-3与箱体6-1连接，输出轴6-4内设置有动力头回转输出轴6-28，输出轴6-4上通过键A6-7套接有大齿轮6-6，输出轴6-4上且位于键A6-7至深沟球轴承 A6-5之间设置有隔套A6-8，大齿轮6-6啮合有中间齿轮6-9，中间齿轮6-9内壁设置有深沟球轴承C6-19，深沟球轴承C6-19套设于中间轴A6-11上，深沟球轴承C6-19与中间轴A6-11之间设置有隔套B6-10，中间轴A6-11的底部通过压盖B6-12与箱体6-1连接，中间齿轮6-9与输入轴6-16啮合，输入轴6-16内连接有花键套，花键套通过键连接有滚动花键轴29，输入轴6-16与箱体6-1的连接处设置有深沟球轴承B6-14，深沟球轴承B6-14的顶部设置有压盖C6-15，压盖C6-15与箱体6-1连接，花键套的顶部通过连接套6-18与压盖C6-15连接，箱体6-1的顶部设置有传感器连接板6-25，传感器连接板6-25上设置有拉压传感器6-21，箱体6-1的顶部设置有油塞A6-26、透气塞 A6-27，箱体6-1的侧壁上设置有限位开关支架6-24，限位开关支架6-24上连接有限位开关，减速机支座连接板13和支撑座连接板34上设置有铁块，用于和限位开关配合对动力头进行限位，如图4所示，箱体6-1上连接有滚珠丝杠螺母17，滚珠丝杠螺母 17与滚珠丝杠14套接，箱体6-1的底部设置有磁铁A6-22，拉压传感器6-21与转速传感器6-29均与信号处理单元连接。滚珠丝杠螺母连接处与输入轴、中间齿轮、大齿轮没有齿轮啮合连接，属于单独部件，滚动花键轴是外花键轴，花键套是内花键，滚动花键轴插入花键套，当滚动花键轴转动时，花键套带动动力头输入轴随之转动，输入轴通过中间齿轮、大齿轮进行回转动能传递，最终通过输出轴实现回转输出，两个位于动力头6上方的螺旋钢带保护套16且其靠近动力头6的一端通过过渡法兰A6-20、过渡法兰B6-23与动力头6连接，两个位于动力头6下方的螺旋钢带保护套16且其靠近动力头6的一端通过过渡法兰B6-23与动力头6连接，螺旋钢带保护套16具有弹性，可进行伸缩，用于防尘。

如图8、图9、图10所示，变速箱24包括变速箱体24-3，变速箱体24-3内设置有轴A24-16、中间轴B24-24、主动轴24-27，轴A24-16与变速箱体24-3的连接处设置有深沟球轴承D24-17，轴A24-16的底部连接有齿轮泵A24-9，轴A24-16靠近齿轮泵A24-9的一端及深沟球轴承D24-17上均设置有压盖F24-18，压盖F24-18与变速箱体24-3连接，轴A24-16的顶部通过键B24-14与第三电机24-1连接，第三电机24-1 通过电机连接盘24-13与变速箱体24-3连接，中间轴B24-24与变速箱体24-3的连接处设置有深沟球轴承F24-36，中间轴B24-24的顶端通过压盖I24-37与变速箱体24-3 连接，中间轴B24-24的底端通过压盖G24-23与变速箱体24-3连接，中间轴B24-24 沿其径向设置有通孔，通孔内插设有弹簧24-15，弹簧24-15的两端设置有钢球24-25，中间轴B24-24从上至下依次套设有齿轮B24-39、离合齿轮24-19、齿轮A24-20，齿轮 B24-39与轴A24-16啮合，中间轴B24-24上且位于齿轮B24-39的顶部与深沟球轴承 F24-36之间设置有隔套F24-38，离合齿轮24-19位于钢球24-25处，齿轮A24-20与中间轴B24-24之间设置有圆柱滚子轴承24-21，中间轴B24-24上且位于齿轮A24-20的底部与变速箱体24-3之间套设有隔套C24-22，主动轴24-27与变速箱体24-3的连接处设置有深沟球轴承E24-32，深沟球轴承E24-32的外侧均通过压盖H24-35与变速箱体 24-3连接，主动轴24-27从上至下依次套设有齿轮D24-31、隔套E24-30、齿轮C24-29，齿轮D24-31与主动轴24-27之间设置有键C24-28，齿轮D24-31位于齿轮B24-39与离合齿轮24-19之间，齿轮C24-29与主动轴24-27之间设置有键C24-28，齿轮C24-29 与齿轮A24-20啮合，主动轴24-27上且位于齿轮C24-29与深沟球轴承E24-32之间设置有隔套D24-26，主动轴24-27的顶端连接有连接法兰B24-33，连接法兰B24-33上连接有扭矩传感器27，扭矩传感器27的顶部连接有连接法兰C24-34，连接法兰C24-34 与滚动花键轴29连接，离合齿轮24-19的侧壁与拨叉组件24-10的一端连接，拨叉组件24-10的另一端穿出变速箱体24-3，拨叉组件24-10穿出变速箱体24-3处且位于变速箱体24-3外壁上设置有压盖E24-4，变速箱体24-3与压盖E24-4相对的面设置有盖板B24-7，变速箱体24-3的底部设置有油塞B24-5，油塞B24-5与变速箱体24-3的连接处设置有磁铁B24-6，变速箱体24-3的顶部设置有透气塞B24-12，变速箱体24-3的侧壁设置有润滑油块24-8，润滑油块24-8上连通有铜管A24-2，铜管A24-2与齿轮泵 A24-9的吸油口连接，变速箱体24-3的两侧壁上设置有支座24-11，齿轮泵A24-9与第三电机24-1均与PLC控制单元连接。

液压油箱26包括油箱体26-1，油箱体26-1的侧壁上设置有压盖J26-13，油箱体26-1的底部设置有螺塞26-12，螺塞26-12与油箱体26-1的连接处设置有磁铁C26-11，油箱体26-1的顶部连接有第四电机26-2，第四电机26-2的输出端连接有齿轮泵B26-8，齿轮泵B26-8位于油箱体26-1内，齿轮泵B26-8与铜管C26-9的一端连接，铜管C26-9 的另一端与吸油过滤器26-7，齿轮泵B26-8还与铜管D26-14的一端连接，铜管D26-14 的另一端与接头B26-15连接，接头B26-15设置于油箱体26-1的顶部，油箱体26-1的顶部设置有空气滤清器26-4、接头A26-5，接头A26-5连接有铜管B26-6，铜管B26-6 设置于油箱体26-1内部，油箱体26-1的底部设置于底座2上，油箱体26-1的侧壁与机架3连接，接头B26-15、接头A26-5分别与两个起塔油缸5连接，第四电机26-2与齿轮泵B26-8均与PLC控制单元连接。

如图13所示，撑杆组件4包括调节螺杆36，调节螺杆36的一端螺纹连接有两个螺母35，调节螺杆26的另一端通过销轴37连接有支座A38，支座A38的底部连接有支撑底板39，调节螺杆36穿过支撑座连接板34，两个螺母35分别位于支撑座连接板 34的两侧。

本发明开旋切仪高精度扭矩及转速测量装置，使用时，启动起塔油缸5，将钻塔体1支撑为直立状态，则支撑组件4中的支撑底板39支撑在底座2上，启动第一电机9 和第三电机24-1，则带动滚珠丝杠14和滚动花键轴29转动，滚珠丝杠14通过滚珠丝杠螺母7带动动力头6上下移动，滚动花键轴29通过花键套带动输入轴6-16转动，输入轴6-16带动中间齿轮6-9，中间齿轮6-9带动大齿轮6-6转动，从而带动输出轴6-4 转动，输出轴6-4带动动力头回转输出轴6-28转动，实现回转动力传动，可以通过调节拨叉组件24-10，以调整离合齿轮24-19是否与齿轮D24-31啮合，从而进行调速。使用完毕后，启动起塔油缸5，将钻塔体1收为水平状态，钻塔体1的顶部位于支撑架上进行折叠，以缩小体积，便于运输。

通过主控制器发送指令，通过PLC控制单元控制第一电机9、第三电机24-1、第四电机26-2进行驱动，使旋切仪进行钻进；扭矩传感器27、拉压传感器6-21与转速传感器6-29采集的扭矩、拉压、转速数据信息通过信号处理单元反馈至数据存储单元，数据存储单元将信息反馈至主控制器，主控制器对获取的扭矩、拉压、转速数据与其设定数据进行对比，以进行实时调整转速及扭矩，从而能够根据工作面的地质参数及时调整旋切速度。

Claims (9)

1.旋切仪高精度扭矩及转速测量装置，其特征在于，包括底座 （2），所述底座（2）上连接有两个机架（3），所述底座（2）上设置有液压油箱（42），两个所述机架（3）的顶部之间铰接有钻塔总装，所述钻塔总装的两个侧壁上分别与起塔油缸（5）的一端铰接，所述起塔油缸（5）的另一端与机架（3）铰接，所述液压油箱（26）与起塔油缸（5）连接，所述钻塔总装的底部连接有变速箱（24），所述钻塔总装的底部连接有撑杆组件（4），所述钻塔总装、液压油箱（26）、变速箱（24）分别与PLC控制单元连接，所述PLC控制单元与主控制器连接，所述主控制器与数据存储单元连接，所述数据存储单元与信号处理单元连接；

所述钻塔总装包括钻塔体（1），所述钻塔体（1）包括背板（23），所述背板（23）的两侧分别设置有侧板（21），两个所述侧板（21）从上至下依次设置有减速机支座（11）、减速机支座连接板（13）、支撑座连接板（34），所述减速机支座（11）上连接有减速机（10），所述减速机（10）的输入端连接有第一电机（9），所述减速机（10）的输出端连接有梅花型联轴器（12），所述梅花型联轴器（12）通过滚珠丝杠支撑座（15）与滚珠丝杠（14）的一端连接，所述滚珠丝杠（14）的另一端与滚珠丝杠支撑座A连接，所述滚珠丝杠支撑座A与支撑座连接板（34）连接，所述减速机支座连接板（13）上通过圆锥滚子轴承（31）与滚动花键轴（29）的一端连接，所述滚动花键轴（29）的另一端与圆锥滚子轴承A连接，所述圆锥滚子轴承A与支撑座连接板（34）连接，所述滚动花键轴（29）靠近减速机支座连接板（13）的一端连接有编码器（32），所述滚动花键轴（29）靠近支撑座连接板（34）的一端连接有扭矩传感器（27），所述扭矩传感器（27）连接有变速箱（24），所述变速箱（24）通过变速箱支撑座（25）与背板（23）连接，所述扭矩传感器（27）通过扭矩传感器固定座（28）与变速箱支撑座（25）连接，所述第一电机（9）与PLC控制单元连接，所述扭矩传感器（27）与信号处理单元连接；

两个所述侧板的内壁上分别设置有“工”字型导轨（8），所述导轨（8）上滑动连接有滚轮组件（18），所述滚轮组件（18）连接有动力头（6），所述动力头（6）套接于滚珠丝杠（14）、滚动花键轴（29）上。

2.根据权利要求1所述的旋切仪高精度扭矩及转速测量装置，其特征在于，所述滚轮组件（18）包括滚轮支架（19），所述滚轮支架（19）的一侧从上至下连接有两个曲线滚轮轴承A（20），所述滚轮支架（19）的另一侧从上至下连接有两个曲线滚轮轴承A（20），其中一侧的两个曲线滚轮轴承A（20）与滚轮支架（19）之间套设有偏心套（40），所述滚轮支架（19）的侧壁从上至下连接有两个曲线滚轮轴承B（22），所述曲线滚轮轴承B（22）与曲线滚轮轴承A（20）垂直设置，滚轮支架（19）两侧的曲线滚轮轴承A（20）分别位于导轨（8）两侧的滑道内，所述曲线滚轮轴承B（22）与导轨（8）的底面滚动连接。

3.根据权利要求2所述的旋切仪高精度扭矩及转速测量装置，其特征在于，所述动力头（6）包括箱体（6-1），所述箱体（6-1）的背面连接有盖板A（6-2），所述箱体（6-1）的两个相对的侧壁上均与滚轮支架（19）连接，所述箱体（6-1）内分别设置有输出轴（6-4）、中间轴A（6-11）、输入轴（6-16），所述输出轴（6-4）、输入轴（6-16）的两端贯穿箱体（6-1），所述输出轴（6-4）与箱体（6-1）的连接处设置均设置有深沟球轴承A（6-5），所述深沟球轴承A（6-5）的顶部设置有压盖A（6-3），所述压盖A（6-3）与箱体（6-1）连接，所述输出轴（6-4）内设置有动力头回转输出轴（6-28），所述输出轴（6-4）上通过键A（6-7）套接有大齿轮（6-6），所述大齿轮（6-6）啮合有中间齿轮（6-9），所述中间齿轮（6-9）内壁设置有深沟球轴承C（6-19），所述深沟球轴承C（6-19）套设于中间轴A（6-11）上，所述深沟球轴承C（6-19）与中间轴A（6-11）之间设置有隔套B（6-10），所述中间轴A（6-11）的底部通过压盖B（6-12）与箱体（6-1）连接，所述中间齿轮（6-9）与输入轴（6-16）啮合，所述输入轴（6-16）内连接有花键套，所述花键套通过键连接有滚动花键轴（29），所述输入轴（6-16）与箱体（6-1）的连接处设置有深沟球轴承B（6-14），所述深沟球轴承B（6-14）的顶部设置有压盖C（6-15），所述压盖C（6-15）与箱体（6-1）连接，所述花键套的顶部通过连接套（6-18）与压盖C（6-15）连接，所述箱体（6-1）的顶部设置有传感器连接板（6-25），所述传感器连接板（6-25）上设置有拉压传感器（6-21），所述箱体（6-1）的顶部设置有油塞A（6-26）、透气塞A（6-27），所述箱体（6-1）的上设置有转速传感器（6-29），所述箱体（6-1）上连接有滚珠丝杠螺母（17），所述滚珠丝杠螺母（17）与滚珠丝杠（14）套接，所述拉压传感器（6-21）与转速传感器（6-29）均与信号处理单元连接。

4.根据权利要求1所述的旋切仪高精度扭矩及转速测量装置，其特征在于，所述变速箱（24）包括变速箱体（24-3），所述变速箱体（24-3）内设置有轴A（24-16）、中间轴B（24-24）、主动轴（24-27），所述轴A（24-16）与变速箱体（24-3）的连接处设置有深沟球轴承D（24-17），所述轴A（24-16）的底部连接有齿轮泵A（24-9），所述轴A（24-16）的顶部通过键B（24-14）与第三电机（24-1）连接，所述第三电机（24-1）通过电机连接盘（24-13）与变速箱体（24-3）连接，所述中间轴B（24-24）与变速箱体（24-3）的连接处设置有深沟球轴承F（24-36），所述中间轴B（24-24）的顶端通过压盖I（24-37）与变速箱体（24-3）连接，所述中间轴B（24-24）的底端通过压盖G（24-23）与变速箱体（24-3）连接，所述中间轴B（24-24）沿其径向设置有通孔，所述通孔内插设有弹簧（24-15），所述弹簧（24-15）的两端设置有钢球（24-25），所述中间轴B（24-24）从上至下依次套设有齿轮B（24-39）、离合齿轮（24-19）、齿轮A（24-20），所述齿轮B（24-39）与轴A（24-16）啮合，所述离合齿轮（24-19）位于钢球（24-25）处，所述齿轮A（24-20）与中间轴B（24-24）之间设置有圆柱滚子轴承（24-21），所述中间轴B（24-24）上且位于齿轮A（24-20）的底部与变速箱体（24-3）之间套设有隔套C（24-22），所述主动轴（24-27）与变速箱体（24-3）的连接处设置有深沟球轴承E（24-32），所述深沟球轴承E（24-32）的外侧均通过压盖H（24-35）与变速箱体（24-3）连接，所述主动轴（24-27）从上至下依次套设有齿轮D（24-31）、隔套E（24-30）、齿轮C（24-29），所述齿轮D（24-31）与主动轴（24-27）之间设置有键C（24-28），所述齿轮D（24-31）位于齿轮B（24-39）与离合齿轮（24-19）之间，所述齿轮C（24-29）与主动轴（24-27）之间设置有键C（24-28），所述齿轮C（24-29）与齿轮A（24-20）啮合，所述主动轴（24-27）的顶端连接有连接法兰B（24-33），所述连接法兰B（24-33）上连接有扭矩传感器（27），所述扭矩传感器（27）的顶部连接有连接法兰C（24-34），所述连接法兰C（24-34）与滚动花键轴（29）连接，所述离合齿轮（24-19）的侧壁与拨叉组件（24-10）的一端连接，所述拨叉组件（24-10）的另一端穿出变速箱体（24-3），所述变速箱体（24-3）的底部设置有油塞B（24-5），所述油塞B（24-5）与变速箱体（24-3）的连接处设置有磁铁B（24-6），所述变速箱体（24-3）的顶部设置有透气塞B（24-12），所述齿轮泵A（24-9）与第三电机（24-1）均与PLC控制单元连接。

5.根据权利要求1所述的旋切仪高精度扭矩及转速测量装置，其特征在于，所述液压油箱（26）包括油箱体（26-1），所述油箱体（26-1）的侧壁上设置有压盖J（26-13），所述油箱体（26-1）的底部设置有螺塞（26-12），所述螺塞（26-12）与油箱体（26-1）的连接处设置有磁铁C（26-11），所述油箱体（26-1）的顶部连接有第四电机（26-2），所述第四电机（26-2）的输出端连接有齿轮泵B（26-8），所述齿轮泵B（26-8）位于油箱体（26-1）内，所述齿轮泵B（26-8）与铜管C（26-9）的一端连接，所述铜管C（26-9）的另一端与吸油过滤器（26-7），所述齿轮泵B（26-8）还与铜管D（26-14）的一端连接，所述铜管D（26-14）的另一端与接头B（26-15）连接，所述接头B（26-15）设置于油箱体（26-1）的顶部，所述油箱体（26-1）的顶部设置有空气滤清器（26-4）、接头A（26-5），所述接头A（26-5）连接有铜管B（26-6），所述铜管B（26-6）设置于油箱体（26-1）内部，所述油箱体（26-1）的底部设置于底座（2）上，所述油箱体（26-1）的侧壁与机架（3）连接，所述接头B（26-15）、接头A（26-5）分别与两个起塔油缸（5）连接，所述第四电机（26-2）与齿轮泵B（26-8）均与PLC控制单元连接。

6.根据权利要求1所述的旋切仪高精度扭矩及转速测量装置，其特征在于，所述撑杆组件（4）包括调节螺杆（36），所述调节螺杆（36）的一端螺纹连接有两个螺母（35），所述调节螺杆（36）的另一端通过销轴（37）连接有支座A（38），所述支座A（38）的底部连接有支撑底板（39），所述调节螺杆（36）穿过支撑座连接板（34），两个螺母（35）分别位于支撑座连接板（34）的两侧。

7.根据权利要求1所述的旋切仪高精度扭矩及转速测量装置，其特征在于，所述底座（2）上且远离机架（3）的一端连接有支撑架（30）。

8.根据权利要求1所述的旋切仪高精度扭矩及转速测量装置，其特征在于，所述起塔油缸（5）通过起塔油缸连接座（33）与侧板（21）连接。

9.根据权利要求1所述的旋切仪高精度扭矩及转速测量装置，其特征在于，所述滚珠丝杠（14）与滚动花键轴（29）上位于动力头（6）的上方、滚珠丝杠（14）与滚动花键轴（29）上位于动力头（6）的下方均设置有螺旋钢带保护套（16）。