CN115613966B - 一种具有掘进掏槽功能的钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有掘进掏槽功能的钻机，包括：基座；掏槽系统，包括臂架组件和掏槽组件，掏槽组件连接于臂架组件一端，用于在竖直平面加工掏槽孔；臂架组件另一端与基座连接，臂架组件用于对掏槽组件进行位置调节；掘进系统，活动安装于基座，并与掏槽系统并列设置；掘进系统包括调节组件和钻孔组件，钻孔组件连接于调节组件一端，用于在竖直平面的掏槽孔外周加工炮孔；调节组件另一端与基座连接，调节组件用于对钻孔组件进行位置调节。根据本发明的具有掘进掏槽功能的钻机，同时具有掘进和掏槽的功能，能同时相互独立的工作，提升了钻孔深度，并极大地提高了施工效率。

Description

一种具有掘进掏槽功能的钻机

技术领域

本发明涉及矿山机械技术领域，特别涉及一种具有掘进掏槽功能的钻机。

背景技术

目前地下大型矿山的采掘断面尺寸较大，采矿工艺不断更新，对井下采掘装备的性能使用要求越来越高，要求采掘装备具备较强的作业适应能力，能够根据不同的采掘断面尺寸以及采矿工艺要求实现自身的姿态和作业区域范围调整；同时为了提高施工效率及生产产能，对单班采掘作业爆破进尺深度要求越来越高，要求采掘装备具备更大深度的凿岩能力，从而满足矿山实际的生产要求。

传统的掘进钻机只具备掘进炮孔工作臂架系统，因此在进行掏槽孔作业前，需要先人工将掘进炮孔钻头拆卸下来更换大直径的掏槽孔作业钻头，才能进行掏槽孔的凿岩作业，由于水平掘进炮孔深度浅、因此导致实际爆破进尺小、整体施工效率低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有掘进掏槽功能的钻机，同时具有掘进和掏槽的功能，能同时相互独立的工作，提升了钻孔深度，并极大地提高了施工效率。

根据本发明实施例的一种具有掘进掏槽功能的钻机，包括：基座；掏槽系统，包括臂架组件和掏槽组件，所述掏槽组件连接于所述臂架组件一端，用于在竖直平面加工掏槽孔；所述臂架组件另一端与所述基座连接，所述臂架组件用于对所述掏槽组件进行位置调节；掘进系统，活动安装于所述基座，并与所述掏槽系统并列设置；所述掘进系统包括调节组件和钻孔组件，所述钻孔组件连接于所述调节组件一端，用于在竖直平面的掏槽孔外周加工炮孔；所述调节组件另一端与所述基座连接，所述调节组件用于对所述钻孔组件进行位置调节。

根据本发明实施例的具有掘进掏槽功能的钻机，至少具有如下有益效果：

通过将掏槽系统和掘进系统集合于钻机的基座上，能同时进行掏槽孔和炮孔的加工，避免了使用掘进系统进行掏槽作业和更换作业钻头，极大地提升了施工效率；采用专用的掏槽系统进行掏槽孔的加工，能提升掏槽孔的加工深度，从而减少作业时间。

根据本发明的一些实施例，所述掏槽组件包括推进导轨、回转动力头、卸杆机构和机械手，所述卸杆机构安装于所述推进导轨一端，所述回转动力头滑动安装于所述推进导轨，所述机械手用于抓取所述回转动力头和所述卸杆机构之间的钻杆。

根据本发明的一些实施例，所述臂架组件包括主臂杆，所述主臂杆一端与所述基座铰接，另一端设置有第一转动油缸，所述推进导轨与所述第一转动油缸连接。

根据本发明的一些实施例，所述臂架组件还包括第二转动油缸和变幅油缸，所述变幅油缸两端分别与所述基座和所述主臂杆铰接，用于驱动所述主臂杆绕与所述基座的铰接处转动；所述第二转动油缸安装于所述主臂杆远离所述基座的一端，所述第一转动油缸连接于所述第二转动油缸的端部，所述第二转动油缸转动能带动所述第一转动油缸转动。

根据本发明的一些实施例，所述第二转动油缸的转动轴线沿所述主臂杆的长度方向延伸，所述第一转动油缸的转动轴线与所述第二转动油缸的转动轴线垂直。

根据本发明的一些实施例，所述钻孔组件包括滑轨和滑动安装于所述滑轨上的凿岩机，所述凿岩机连接有钻杆，所述凿岩机用于驱动钻杆在竖直平面的掏槽孔外周加工炮孔；所述滑轨与所述调节组件远离所述基座的一端连接。

根据本发明的一些实施例，所述调节组件包括伸缩臂、调节油缸和安装座，所述伸缩臂的固定端与所述基座铰接，所述安装座连接于所述伸缩臂的活动端，所述滑轨活动安装于所述安装座；所述调节油缸两端分别与所述基座和所述伸缩臂的固定端连接，用于驱动所述伸缩臂绕与所述基座的铰接处转动。

根据本发明的一些实施例，所述滑轨还设有导轨托架，所述导轨托架与所述安装座之间连接有用于驱动所述滑轨绕与所述安装座的铰接处转动的扶正油缸。

根据本发明的一些实施例，还包括底架和安装于所述底架上的驾驶室和车尾箱，所述底架设置有行走轮，所述基座和所述车尾箱分别设置于所述底架的两端，所述驾驶室设置于所述基座和所述车尾箱之间。

根据本发明的一些实施例，所述车尾箱设置有用于驱动所述钻孔组件动作的液压系统、用于驱动所述行走轮行走的动力系统、用于驱动所述掏槽组件动作的空压机系统、用于提供散热的散热系统、用于向所述掏槽组件提供冲洗水的供水系统和与以上各系统电性相连的控制系统。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的掏槽系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的掏槽系统另一角度的结构示意图；

图4为本发明实施例的掘进系统的结构示意图；

图5为本发明实施例的掘进系统的侧视图；

图6为本发明实施例的钻机作业面的结构示意图。

附图标号：

基座100；

掏槽系统200、臂架组件210、主臂杆211、第一转动油缸212、第二转动油缸213、变幅油缸214、掏槽组件220、推进导轨221、回转动力头222、卸杆机构223、机械手224；

掘进系统300、调节组件310、伸缩臂311、调节油缸312、安装座313、第一摆缸314、第二摆缸315、钻孔组件320、滑轨321、凿岩机322、导轨托架323、扶正油缸324、前扶钎总成325、中扶钎326；

底架400、驾驶室410、行走轮411、车尾箱420、液压系统421、动力系统422、空压机系统423、散热系统424、供水系统425、控制系统426。

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，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下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。

在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图6，发明实施例的一种具有掘进掏槽功能的钻机，包括：基座100、掏槽系统200和掘进系统300，掏槽系统200和掘进系统300并列安装于基座100上。

参照图1所示，掏槽系统200包括臂架组件210和掏槽组件220，掏槽组件220连接于臂架组件210一端，用于在竖直平面加工掏槽孔；臂架组件210另一端与基座100连接，臂架组件210用于对掏槽组件220进行位置调节；掘进系统300，活动安装于基座100，并与掏槽系统200并列设置；掘进系统300包括调节组件310和钻孔组件320，钻孔组件320连接于调节组件310一端，用于在竖直平面的掏槽孔外周加工炮孔；调节组件310另一端与基座100连接，调节组件310用于对钻孔组件320进行位置调节。

在本发明的一些实施例中，掏槽组件220包括推进导轨221、回转动力头222、卸杆机构223和机械手224，卸杆机构223安装于推进导轨221一端，回转动力头222滑动安装于推进导轨221，机械手224用于抓取回转动力头222和卸杆机构223之间的钻杆。具体的，机械手224安装于推进导轨221的一侧，用于将回转动力头222与卸杆机构223之间的钻杆取出或抓取钻杆送至回转动力头222与卸杆机构223之间。卸杆机构223设置于推进导轨221的一端，钻杆的一端与回转动力头222通过螺纹连接，钻杆穿过卸杆机构223，回转动力头222用于驱动钻杆动作。回转动力头222连接有驱动其沿推进导轨221滑动的驱动装置，驱动装置可以是气缸、油缸等结构。

进一步的，掏槽组件220是采用潜孔作业方式进行破岩作业，是以压缩空气为动力，回转冲击破碎岩石来成孔的。钻杆远离回转动力头222的一端连接有风动冲击器和钻头。掏槽组件220进行掏槽孔加工的过程如下：机械手224抓取钻杆，通过液压摆动动作将钻杆送到与回转动力头222中心对齐的位置，此时回转动力头222总成一边回转的同时，一边在驱动装置的作用下一直沿着推进导轨221滑动，直到钻杆前端的钻头接触岩面，此时在气动作用力的作用下，钻杆前端的冲击器开始工作，冲击器内部的活塞开始频繁冲击钻头，钻头再将作用力传递到岩面上，从而达到破碎岩石来成孔的功能。

进一步的，钻杆中空，在掏槽孔加工过程中，压缩空气还能部分经过中空的钻杆进入掏槽孔内，以将掏槽孔内破碎的岩粉从钻杆与孔壁之间的环形空间排出。

在本发明的一些实施例中，臂架组件210包括主臂杆211，主臂杆211一端与基座100铰接，另一端设置有第一转动油缸212，推进导轨221与第一转动油缸212连接。参照图2、图3所示，臂架组件210还包括第二转动油缸213和变幅油缸214，变幅油缸214两端分别与基座100和主臂杆211铰接，用于驱动主臂杆211绕与基座100的铰接处转动；第二转动油缸213安装于主臂杆211远离基座100的一端，第一转动油缸212连接于第二转动油缸213的端部，第二转动油缸213转动能带动第一转动油缸212转动。变幅油缸214用于驱动主臂杆211绕与基座100的铰接处转动以调节主臂杆211远离基座100一端的高度；第二转动油缸213的转动轴线沿主臂杆211的长度方向延伸，第一转动油缸212的转动轴线与第二转动油缸213的转动轴线垂直，用于调节推进导轨221的位置，进而调节掏槽孔的位置。

进一步的，第一转动油缸212能绕转动轴线旋转一百八十度，第二转动油缸213能绕转动轴线旋转三百六十度。

可以想见的是，通过第一转动油缸212和第二转动油缸213的调节，基本能垂直于任何角度的竖直面进行钻孔操作，极大地提升了钻孔效率和钻孔质量。

在本发明的一些实施例中，钻孔组件320包括滑轨321和滑动安装于滑轨321上的凿岩机322，凿岩机322连接有钻杆，凿岩机322用于驱动钻杆在竖直平面的掏槽孔外周加工炮孔；滑轨321与调节组件310远离基座100的一端连接。具体的，参照图4、图5所示，钻孔组件320采用液压驱动，钻孔组件320还包括前扶钎总成325和中扶钎326，凿岩机322也连接有驱动其沿滑轨321滑动的推进油缸。前扶钎总成325安装于滑轨321的一端，中扶钎326设置于滑轨321的中部，前扶钎总成325和中扶钎326均用于对钻杆进行支撑和限位，以确保钻杆始终是平行于滑轨321滑动。

在本发明的一些具体实施例中，钻杆的一端设置有钻头，钻杆另一端与液压凿岩机322的钎尾连接在一起，凿岩机322的钎尾在液压马达的作用下连续回转，带动钻杆回转，同时在推进油缸的作用下推动凿岩机322朝岩石方向运动，直到钻杆前端的钻头接触岩面，液压凿岩机322内部的活塞开始频繁冲击钻头，钻头再将作用力传递到岩面上，从而达到破碎岩石来成孔的功能。此外，钻杆的中部中空，并连接有供水设备，以在钻孔过程中同时将破碎的岩粉从钻杆与孔壁之间的环形空间冲出。

在本发明的一些实施例中，调节组件310包括伸缩臂311、调节油缸312和安装座313，伸缩臂311的固定端与基座100铰接，安装座313连接于伸缩臂311的活动端，滑轨321活动安装于安装座313；调节油缸312两端分别与基座100和伸缩臂311的固定端连接，用于驱动伸缩臂311绕与基座100的铰接处转动。调节油缸312用于调节伸缩臂311远离基座100的一端的高度。

在本发明的一些具体实施例中，参照图4、图5所示，伸缩臂311远离基座100的一端设置有第一摆缸314和第二摆缸315，第二摆缸315连接于伸缩臂311活动端的端部，能绕旋转轴线转动三百六十度，第一摆缸314连接于第二摆缸315的端部，能绕旋转轴线旋转一百八十度，安装座313与第一摆缸314连接。

在本发明的一些实施例中，滑轨321还设有导轨托架323，导轨托架323与安装座313之间连接有用于驱动滑轨321绕与安装座313的铰接处转动的扶正油缸324。具体的，导轨托架323与安装座313铰接，扶正油缸324用于调节滑轨321的位置，以调节钻孔的角度。

在本发明的一些实施例中，参照图6所示为钻机作业时在作业面加工出的掏槽孔与炮孔的示意图，作业面中心的大圆为掏槽孔，掏槽孔外周侧的多个小孔为炮孔，通过设置两套相互独立，且能同时工作的掏槽系统200和掘进系统300，极大地提升了施工效率；此外，设置有单独的掏槽系统200进行掏槽孔的加工，能实现更大直径、更深的掏槽孔的加工。

在本发明的一些实施例中，钻机还包括底架400和安装于底架400上的驾驶室410和车尾箱420，底架400设置有行走轮411，基座100和车尾箱420分别设置于底架400的两端，驾驶室410设置于基座100和车尾箱420之间。具体的，参照图1所示，车尾箱420包括液压系统421、动力系统422、空压机系统423、散热系统424、供水系统425和控制系统426。液压系统421包括液压油箱、输送泵及其输送管系等结构，用于向掘进系统300提供液压油；动力系统422用于驱动行走轮411行走；空压机系统423则包括空压机、储气罐及相应的管线等结构，用于驱动掏槽系统200动作；散热系统424包括散热风扇和供风管等结构，用于对车尾箱设置的各个系统进行散热，供水系统425用于向掘进系统300提供清洗水，同时也用于向液压系统421和空压机系统423等设备提供冷却水；控制系统426与以上的液压系统421、动力系统422、空压机系统423、散热系统424和供水系统425电性相连，同时也用于控制掏槽系统200和掘进系统300的自动化动作。

可以想见的是，具备以上功能的钻机，能实现自动化的行走和钻孔作业，极大地降低了施工风险，提升了施工效率。

根据发明实施例的具有掘进掏槽功能的钻机，通过将掏槽系统200和掘进系统300集合于钻机的基座100上，能同时进行掏槽孔和炮孔的加工，避免了使用掘进系统300进行掏槽作业和更换作业钻头，极大地提升了施工效率；采用专用的掏槽系统200进行掏槽孔的加工，能提升掏槽孔的加工深度，从而减少作业时间。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种具有掘进掏槽功能的钻机，其特征在于，包括：

基座（100）；

掏槽系统（200），包括臂架组件（210）和掏槽组件（220），所述掏槽组件（220）连接于所述臂架组件（210）一端，用于在竖直平面加工掏槽孔；所述臂架组件（210）另一端与所述基座（100）连接，所述臂架组件（210）用于对所述掏槽组件（220）进行位置调节；所述掏槽组件（220）包括推进导轨（221）、回转动力头（222）、卸杆机构（223）和机械手（224），所述卸杆机构（223）安装于所述推进导轨（221）一端，所述回转动力头（222）滑动安装于所述推进导轨（221），所述机械手（224）用于抓取所述回转动力头（222）和所述卸杆机构（223）之间的钻杆；所述臂架组件（210）包括主臂杆（211）、第二转动油缸（213）和变幅油缸（214），所述主臂杆（211）一端与所述基座（100）铰接，另一端设置有第一转动油缸（212），所述推进导轨（221）与所述第一转动油缸（212）连接；所述变幅油缸（214）两端分别与所述基座（100）和所述主臂杆（211）铰接，用于驱动所述主臂杆（211）绕与所述基座（100）的铰接处转动；所述第二转动油缸（213）安装于所述主臂杆（211）远离所述基座（100）的一端，所述第一转动油缸（212）连接于所述第二转动油缸（213）的端部，所述第二转动油缸（213）转动能带动所述第一转动油缸（212）转动；

掘进系统（300），活动安装于所述基座（100），并与所述掏槽系统（200）并列设置；所述掘进系统（300）包括调节组件（310）和钻孔组件（320），所述钻孔组件（320）连接于所述调节组件（310）一端，用于在竖直平面的掏槽孔外周加工炮孔；所述调节组件（310）另一端与所述基座（100）连接，所述调节组件（310）用于对所述钻孔组件（320）进行位置调节。

2.根据权利要求1所述的一种具有掘进掏槽功能的钻机，其特征在于：所述第二转动油缸（213）的转动轴线沿所述主臂杆（211）的长度方向延伸，所述第一转动油缸（212）的转动轴线与所述第二转动油缸（213）的转动轴线垂直。

3.根据权利要求1所述的一种具有掘进掏槽功能的钻机，其特征在于：所述钻孔组件（320）包括滑轨（321）和滑动安装于所述滑轨（321）上的凿岩机（322），所述凿岩机（322）连接有钻杆，所述凿岩机（322）用于驱动钻杆在竖直平面的掏槽孔外周加工炮孔；所述滑轨（321）与所述调节组件（310）远离所述基座（100）的一端连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有掘进掏槽功能的钻机，其特征在于：所述调节组件（310）包括伸缩臂（311）、调节油缸（312）和安装座（313），所述伸缩臂（311）的固定端与所述基座（100）铰接，所述安装座（313）连接于所述伸缩臂（311）的活动端，所述滑轨（321）活动安装于所述安装座（313）；所述调节油缸（312）两端分别与所述基座（100）和所述伸缩臂（311）的固定端连接，用于驱动所述伸缩臂（311）绕与所述基座（100）的铰接处转动。

5.根据权利要求4所述的一种具有掘进掏槽功能的钻机，其特征在于：所述滑轨（321）还设有导轨托架（323），所述导轨托架（323）与所述安装座（313）之间连接有用于驱动所述滑轨（321）绕与所述安装座（313）的铰接处转动的扶正油缸（324）。

6.根据权利要求1所述的一种具有掘进掏槽功能的钻机，其特征在于：还包括底架（400）和安装于所述底架（400）上的驾驶室（410）和车尾箱（420），所述底架（400）设置有行走轮（411），所述基座（100）和所述车尾箱（420）分别设置于所述底架（400）的两端，所述驾驶室（410）设置于所述基座（100）和所述车尾箱（420）之间。

7.根据权利要求6所述的一种具有掘进掏槽功能的钻机，其特征在于：所述车尾箱（420）设置有用于驱动所述钻孔组件（320）动作的液压系统（421）、用于驱动所述行走轮（411）行走的动力系统（422）、用于驱动所述掏槽组件（220）动作的空压机系统（423）、用于提供散热的散热系统（424）、用于向所述掏槽组件（220）提供冲洗水的供水系统（425）和与以上各系统电性相连的控制系统（426）。

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