CN115288620A - 一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于牙轮钻机技术领域，公开了一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机。该基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，包括车载平台和钻架，所述车载平台上活动安装有支撑液压缸，两个支撑液压缸通过连接柱连接。该基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，通过姿态调控机构的设计，在远程遥控中能够实现钻架重心的改变来调节钻架的姿态，通过改变各弧形孔内动态调控组件内的位置即可实现钻架重心的调节，相比于传统钻机中的液压调节来说，本技术方案实现了无级调节，通过远程智能控制，设定钻架偏移角度后，动态调控组件配合姿态感知模块即可实现钻架姿态的高精度调节，解决了背景技术中提出的问题。
Description
技术领域
本发明涉及牙轮钻机的技术领域，具体为一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机。
背景技术
牙轮钻机是一种钻孔设备，多用于大型露天矿山，牙轮钻机以钻孔孔径大、穿孔效率高等优点成为大、中型露天矿普遍使用的穿孔设备。
随着5G技术的推广，基于5G通讯高效、高速的优势，牙轮钻机的远程遥控技术得到了大力的发展，牙轮钻机远程操作系统通常由远程遥控平台、车载控制系统、通信系统、中央控制系统四大子系统组成，通过通信系统完成另外三个系统的连接，车载控制系统是主系统中的重点，主要包含车载控制平台、GPS高精度定位模块、车载工控机、车载ECU控制模块、环境感知及作业传感器模块、5G通信模块、视频监控模块，钻机通过车载定位模块等能够精确采集本机位置及姿态信息(前后倾角、左右倾角、钻机方位、钻架立机孔位)，反馈信息帮助完成远程控制的判断。
传统钻机的姿态调节主要集中在钻孔前，在钻孔过程中进行监控，钻孔间隙进行矫正，传统钻机在进行姿态调整主要依靠支撑钻架的液压缸，调整精度难以提高，不易操作，难以适应远程智能控制的升级需求，故此，我们提出了一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机。
发明内容
本发明的发明目的在于提供了一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，该基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机基于远程遥控的需求进行设计，对于钻机的姿态调控精度高，调控过程更稳定，易操作，解决了背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，包括车载平台和钻架，所述车载平台上活动安装有支撑液压缸，两个支撑液压缸通过连接柱连接，两个所述支撑液压缸的输出端设置有姿态调控机构，所述钻架处于姿态调控机构内，所述姿态调控机构上设置有姿态定位机构用于固定钻架；
所述姿态调控机构包括定位环、连接轴、锁定液压缸、环形槽、调控环、维稳弹簧、连接杆、导向滑块、导向轨道、弧形孔、动态调控组件和锁定组件，所述定位环的外壁固定连接有两个对称的连接轴，两个连接轴分别插接在两个支撑液压缸输出端的连接孔位内，锁定液压缸活动安装在定位环的右侧，锁定液压缸的输出端活动连接在连接柱上，环形槽开设在定位环的内侧壁上，所述调控环处于定位环内且两者同轴，钻架处于调控环内，所述调控环的边缘处于环形槽内，若干个维稳弹簧连接在调控环下表面与环形槽下壁之间，所述调控环的内侧固定连接有若干根环形排列的连接杆，导向滑块固定连接在连接杆远离调控环的一端，导向轨道固定安装在钻架的侧壁上，导向滑块滑动连接在对应的导向轨道内，调控环上且处于环形槽外开设有弧形孔，弧形孔处设置有动态调控组件，环形槽底壁设置有锁定组件；
所述姿态定位机构包括矩形支撑框架、定位板，定位孔、安装底座、设备槽、减震器、固定杆、连接板、定位液压缸和活动板，所述矩形支撑框架的四根支脚固定连接在定位环的上表面，所述矩形支撑框架的顶部固定安装有定位板，定位板的中部开设有定位孔，钻架的顶部固定安装有安装底座且处于定位板的下侧，安装底座上表面中部的设备槽底壁固定安装有减震器，减震器的顶端固定连接有固定杆，固定杆的顶端穿过定位孔至定位板上方并固定连接有连接板，连接板下表面的两端均固定安装有定位液压缸，所述定位液压缸的输出端指向定位板上表面并铰接有活动板。
优选的，所述动态调控组件包括滑杆、限位球、配重块、齿环、行走电机和齿轮，弧形孔的数量不少于六个且以调控环轴心为参照呈环形排列，且各弧形孔同心，六个滑杆分别滑动连接在六个弧形孔内，弧形孔的顶端固定连接有限位球，且限位球与调控环上表面接触，滑杆的底端固定连接有配重块，所述调控环下表面且处于弧形孔的外侧固定连接有齿环，滑杆上对应齿环的位置固定安装有行走电机，行走电机输出端的齿轮与齿环啮合。
优选的，所述锁定组件包括锁定环、环形锁定齿槽、安装槽、锁定油缸、弧形板、锁定齿和防滑垫一，所述锁定环固定连接在环形槽的底壁上，两个所述环形锁定齿槽呈上下分别的开设在锁定环内壁上，调控环的外侧壁开设有不少于六个环形排列的安装槽，安装槽底壁固定安装有锁定油缸，锁定油缸的输出端延伸出安装槽并固定连接有弧形板，所述弧形板远离锁定油缸的一侧设置有与环形锁定齿槽匹配的锁定齿，所述锁定齿上粘接有防滑垫一。
优选的，所述姿态调控机构还包括电磁铁，不少于六个电磁铁以定位环轴心为参照环形排列的安装在环形槽的上壁。
优选的，所述调控环为塑料环，调控环上表面边缘固定连接有永磁环。
优选的，所述活动板的下表面粘接有防滑垫二，所述防滑垫一和防滑垫二均为橡胶垫。
优选的，所述定位环的下表面固定连接有四个支撑油缸，且四个支撑油缸以定位环轴心为参照呈环形排列，支撑油缸输出端的垫块与车载平台上表面接触。
优选的，各个所述弧形孔的弧度和小于°，电磁铁与弧形孔的数量相同且交错排布，所述钻架上安装有姿态感知模块。
优选的，所述定位孔的直径大于固定杆的直径。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：
1、该基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，通过姿态调控机构的设计，在远程遥控中能够实现钻架重心的改变来调节钻架的姿态，通过改变各弧形孔内动态调控组件内的位置即可实现钻架重心的调节，相比于传统钻机中的液压调节来说，本技术方案实现了无级调节，通过远程智能控制，设定钻架偏移角度后，动态调控组件配合姿态感知模块即可实现钻架姿态的高精度调节，解决了背景技术中提出的问题。
2、该基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，通过姿态定位机构的设计，能够配合锁定组件快速固定钻架调节后的姿态，结构简单易维护，上下分布的环形锁定齿槽能够匹配调控后倾斜的调控环进行分区定位，加强固定效果。
3、该基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，利用电磁铁的设计，能够弥补各弧形孔之间间隔处的调控盲区，加强调控环所受压力，大大拓宽了调控环所能活动的角度范围，加强设备适用性。
附图说明
图1为本发明正视图；
图2为本发明图1中A处的放大图；
图3为本发明姿态调控机构的俯视图；
图4为本发明姿态调控机构处的剖视图；
图5为本发明图4中B处的放大图；
图6为本发明弧形板的结构示意图。
图中：1车载平台、2钻架、3支撑液压缸、4连接柱、
5姿态调控机构、51定位环、52连接轴、53锁定液压缸、54环形槽、55调控环、56维稳弹簧、57连接杆、58导向滑块、59导向轨道、510弧形孔、
5a动态调控组件、5a1滑杆、5a2限位球、5a3配重块、5a4齿环、5a5行走电机、5a6齿轮、
5b锁定组件、5b1锁定环、5b2环形锁定齿槽、5b3安装槽、5b4锁定油缸、5b5弧形板、5b6锁定齿、5b7防滑垫一、
511电磁铁、
6姿态定位机构、61矩形支撑框架、62定位板，63定位孔、64安装底座、65设备槽、66减震器、67固定杆、68连接板、69定位液压缸、610活动板、7永磁环、8防滑垫二、9支撑油缸、10姿态感知模块。
具体实施方式
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，包括车载平台1和钻架2，车载平台1上活动安装有支撑液压缸3，两个支撑液压缸3通过连接柱4连接，两个支撑液压缸3的输出端设置有姿态调控机构5，钻架2处于姿态调控机构5内，姿态调控机构5上设置有姿态定位机构6用于固定钻架2；
姿态调控机构5包括定位环51、连接轴52、锁定液压缸53、环形槽54、调控环55、维稳弹簧56、连接杆57、导向滑块58、导向轨道59、弧形孔510、动态调控组件5a和锁定组件5b，定位环51的外壁固定连接有两个对称的连接轴52，两个连接轴52分别插接在两个支撑液压缸3输出端的连接孔位内，锁定液压缸53活动安装在定位环51的右侧，锁定液压缸53的输出端活动连接在连接柱4上，环形槽54开设在定位环51的内侧壁上，调控环55处于定位环51内且两者同轴，钻架2处于调控环55内，调控环55的边缘处于环形槽54内，若干个维稳弹簧56连接在调控环55下表面与环形槽54下壁之间，维稳弹簧56应不少于6个且以调控环55轴心为参照环形排列，调控环55的内侧固定连接有若干根环形排列的连接杆57，连接杆57的数量由钻架2决定，矩形钻架2有四个侧面，即需要四个连接杆57，导向滑块58固定连接在连接杆57远离调控环55的一端，导向轨道59固定安装在钻架2的侧壁上，导向滑块58滑动连接在对应的导向轨道59内，调控环55上且处于环形槽54外开设有弧形孔510，弧形孔510处设置有动态调控组件5a，环形槽54底壁设置有锁定组件5b；
姿态定位机构6包括矩形支撑框架61、定位板62，定位孔63、安装底座64、设备槽65、减震器66、固定杆67、连接板68、定位液压缸69和活动板610，矩形支撑框架61的四根支脚固定连接在定位环51的上表面，矩形支撑框架61的顶部固定安装有定位板62，定位板62的中部开设有定位孔63，钻架2的顶部固定安装有安装底座64且处于定位板62的下侧，安装底座64上表面中部的设备槽65底壁固定安装有减震器66，减震器66的顶端固定连接有固定杆67，固定杆67的顶端穿过定位孔63至定位板62上方并固定连接有连接板68，连接板68下表面的两端均固定安装有定位液压缸69，定位液压缸69的输出端指向定位板62上表面并铰接有活动板610。
动态调控组件5a包括滑杆5a1、限位球5a2、配重块5a3、齿环5a4、行走电机5a5和齿轮5a6，弧形孔510的数量不少于六个且以调控环55轴心为参照呈环形排列，且各弧形孔510同心，六个滑杆5a1分别滑动连接在六个弧形孔510内，弧形孔510的顶端固定连接有限位球5a2，且限位球5a2与调控环55上表面接触，滑杆5a1的底端固定连接有配重块5a3，调控环55下表面且处于弧形孔510的外侧固定连接有齿环5a4，滑杆5a1上对应齿环5a4的位置固定安装有行走电机5a5，行走电机5a5输出端的齿轮5a6与齿环5a4啮合。
锁定组件5b包括锁定环5b1、环形锁定齿槽5b2、安装槽5b3、锁定油缸5b4、弧形板5b5、锁定齿5b6和防滑垫一5b7，锁定环5b1固定连接在环形槽54的底壁上，两个环形锁定齿槽5b2呈上下分别的开设在锁定环5b1内壁上，调控环55的外侧壁开设有不少于六个环形排列的安装槽5b3，安装槽5b3底壁固定安装有锁定油缸5b4，锁定油缸5b4的输出端延伸出安装槽5b3并固定连接有弧形板5b5，弧形板5b5远离锁定油缸5b4的一侧设置有与环形锁定齿槽5b2匹配的锁定齿5b6，锁定齿5b6上粘接有防滑垫一5b7。
姿态调控机构5还包括电磁铁511，不少于六个电磁铁511以定位环51轴心为参照环形排列的安装在环形槽54的上壁。
调控环55为塑料环，调控环55上表面边缘固定连接有永磁环7。
活动板610的下表面粘接有防滑垫二8，防滑垫一5b7和防滑垫二8均为橡胶垫。
定位环51的下表面固定连接有四个支撑油缸9，且四个支撑油缸9以定位环51轴心为参照呈环形排列，支撑油缸9输出端的垫块与车载平台1上表面接触。
各个弧形孔510的弧度和小于360°，电磁铁511与弧形孔510的数量相同且交错排布，钻架2上安装有姿态感知模块10，姿态感知模块10为角度传感器、高度传感器、GNSS定位模块等位置传感器组成的感知模组，并且施工单位可根据需求增添。
定位孔63的直径大于固定杆67的直径，固定杆67有一定的活动范围。
该基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机工作时，远程控制室控制车载平台1到达工位，支撑液压缸3工作推动定位环51使钻架2竖起，定位环51平行于车载平台1后锁定液压缸53施力定位，支撑油缸9支撑定位环51固定其位置，姿态感知模块10收集钻架2的姿态信息，远程控制室根据钻孔需要将钻架2姿态数据发送至车载控制模块，随后动态调控组件5a运动，改变调控环55中心使的钻架2姿态发生改变，同时各电磁铁511独立工作配合动态调控组件5a工作，由姿态感知模块10感知钻架2姿态调控完成，锁定组件5b工作使弧形板5b5上的锁定齿5b6压紧在环形锁定齿槽5b2内进行调控环55的位置固定，定位液压缸69推动活动板610压在定位板62上形成支撑，完成钻架2姿态的固定，随后进行钻孔作业。
综上所述，通过姿态调控机构5的设计，在远程遥控中能够实现钻架2重心的改变来调节钻架2的姿态，通过改变各弧形孔510内动态调控组件内5a的位置即可实现钻架2重心的调节，相比于传统钻机中的液压调节来说，本技术方案实现了无级调节，通过远程智能控制，设定钻架2偏移角度后，动态调控组件5a配合姿态感知模块10即可实现钻架2姿态的高精度调节，解决了背景技术中提出的问题；
通过姿态定位机构6的设计，能够配合锁定组件5b快速固定钻架2调节后的姿态，结构简单易维护，上下分布的环形锁定齿槽5b2能够匹配调控后倾斜的调控环55进行分区定位，加强固定效果；
利用电磁铁511的设计，能够弥补各弧形孔511之间间隔处的调控盲区，加强调控环55所受压力，大大拓宽了调控环55所能活动的角度范围，加强设备适用性。
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，包括车载平台(1)和钻架(2)，其特征在于：所述车载平台(1)上活动安装有支撑液压缸(3)，两个支撑液压缸(3)通过连接柱(4)连接，两个所述支撑液压缸(3)的输出端设置有姿态调控机构(5)，所述钻架(2)处于姿态调控机构(5)内，所述姿态调控机构(5)上设置有姿态定位机构(6)用于固定钻架(2)；
所述姿态调控机构(5)包括定位环(51)、连接轴(52)、锁定液压缸(53)、环形槽(54)、调控环(55)、维稳弹簧(56)、连接杆(57)、导向滑块(58)、导向轨道(59)、弧形孔(510)、动态调控组件(5a)和锁定组件(5b)，所述定位环(51)的外壁固定连接有两个对称的连接轴(52)，两个连接轴(52)分别插接在两个支撑液压缸(3)输出端的连接孔位内，锁定液压缸(53)活动安装在定位环(51)的右侧，锁定液压缸(53)的输出端活动连接在连接柱(4)上，环形槽(54)开设在定位环(51)的内侧壁上，所述调控环(55)处于定位环(51)内且两者同轴，钻架(2)处于调控环(55)内，所述调控环(55)的边缘处于环形槽(54)内，若干个维稳弹簧(56)连接在调控环(55)下表面与环形槽(54)下壁之间，所述调控环(55)的内侧固定连接有若干根环形排列的连接杆(57)，导向滑块(58)固定连接在连接杆(57)远离调控环(55)的一端，导向轨道(59)固定安装在钻架(2)的侧壁上，导向滑块(58)滑动连接在对应的导向轨道(59)内，调控环(55)上且处于环形槽(54)外开设有弧形孔(510)，弧形孔(510)处设置有动态调控组件(5a)，环形槽(54)底壁设置有锁定组件(5b)；
所述姿态定位机构(6)包括矩形支撑框架(61)、定位板(62)，定位孔(63)、安装底座(64)、设备槽(65)、减震器(66)、固定杆(67)、连接板(68)、定位液压缸(69)和活动板(610)，所述矩形支撑框架(61)的四根支脚固定连接在定位环(51)的上表面，所述矩形支撑框架(61)的顶部固定安装有定位板(62)，定位板(62)的中部开设有定位孔(63)，钻架(2)的顶部固定安装有安装底座(64)且处于定位板(62)的下侧，安装底座(64)上表面中部的设备槽(65)底壁固定安装有减震器(66)，减震器(66)的顶端固定连接有固定杆(67)，固定杆(67)的顶端穿过定位孔(63)至定位板(62)上方并固定连接有连接板(68)，连接板(68)下表面的两端均固定安装有定位液压缸(69)，所述定位液压缸(69)的输出端指向定位板(62)上表面并铰接有活动板(610)。
2.根据权利要求1所述的一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，其特征在于：所述动态调控组件(5a)包括滑杆(5a1)、限位球(5a2)、配重块(5a3)、齿环(5a4)、行走电机(5a5)和齿轮(5a6)，弧形孔(510)的数量不少于六个且以调控环(55)轴心为参照呈环形排列，且各弧形孔(510)同心，六个滑杆(5a1)分别滑动连接在六个弧形孔(510)内，弧形孔(510)的顶端固定连接有限位球(5a2)，且限位球(5a2)与调控环(55)上表面接触，滑杆(5a1)的底端固定连接有配重块(5a3)，所述调控环(55)下表面且处于弧形孔(510)的外侧固定连接有齿环(5a4)，滑杆(5a1)上对应齿环(5a4)的位置固定安装有行走电机(5a5)，行走电机(5a5)输出端的齿轮(5a6)与齿环(5a4)啮合。
3.根据权利要求2所述的一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，其特征在于：所述锁定组件(5b)包括锁定环(5b1)、环形锁定齿槽(5b2)、安装槽(5b3)、锁定油缸(5b4)、弧形板(5b5)、锁定齿(5b6)和防滑垫一(5b7)，所述锁定环(5b1)固定连接在环形槽(54)的底壁上，两个所述环形锁定齿槽(5b2)呈上下分别的开设在锁定环(5b1)内壁上，调控环(55)的外侧壁开设有不少于六个环形排列的安装槽(5b3)，安装槽(5b3)底壁固定安装有锁定油缸(5b4)，锁定油缸(5b4)的输出端延伸出安装槽(5b3)并固定连接有弧形板(5b5)，所述弧形板(5b5)远离锁定油缸(5b4)的一侧设置有与环形锁定齿槽(5b2)匹配的锁定齿(5b6)，所述锁定齿(5b6)上粘接有防滑垫一(5b7)。
4.根据权利要求3所述的一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，其特征在于：所述姿态调控机构(5)还包括电磁铁(511)，不少于六个电磁铁(511)以定位环(51)轴心为参照环形排列的安装在环形槽(54)的上壁。
5.根据权利要求4所述的一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，其特征在于：所述调控环(55)为塑料环，调控环(55)上表面边缘固定连接有永磁环(7)。
6.根据权利要求5所述的一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，其特征在于：所述活动板(610)的下表面粘接有防滑垫二(8)，所述防滑垫一(5b7)和防滑垫二(8)均为橡胶垫。
7.根据权利要求6所述的一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，其特征在于：所述定位环(51)的下表面固定连接有四个支撑油缸(9)，且四个支撑油缸(9)以定位环(51)轴心为参照呈环形排列，支撑油缸(9)输出端的垫块与车载平台(1)上表面接触。
8.根据权利要求7所述的一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，其特征在于：各个所述弧形孔(510)的弧度和小于360°，电磁铁(511)与弧形孔(510)的数量相同且交错排布，所述钻架(2)上安装有姿态感知模块(10)。
9.根据权利要求8所述的一种基于远程智能遥控可进行姿态调控的牙轮钻机，其特征在于：所述定位孔(63)的直径大于固定杆(67)的直径。
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-
2022
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Patent Citations (6)
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