CN207892542U - 一种用于拆装坑道钻机钻杆的机械臂 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种用于拆装坑道钻机钻杆的机械臂，还包括用于支撑钻杆并限定钻杆位置的支撑定位装置；用于夹持钻杆的伸缩臂；所述伸缩臂上设有固定卡瓦；安装于所述伸缩臂上、用于配合所述固定卡瓦夹持钻杆的辅助转臂；所述辅助转臂上设有铰接于所述固定卡瓦上的活动卡瓦；与所述伸缩臂相连、用于被夹持钻杆翻转至所述支撑定位装置中的第一转臂；与所述第一转臂垂直相连、用于调整所夹持的钻杆中心轴线的倾斜角度的第二转臂。应用该机械臂，各部件相互配合使钻杆在安装过程中无需人工参与，不仅可减小劳动强度，而且还可保证使钻机持续不断地进行作业，因此，可以有效地提高坑道钻机的安全性和工作效率。

Description

一种用于拆装坑道钻机钻杆的机械臂

技术领域

本实用新型涉及钻机技术领域，特别涉及一种用于拆装坑道钻机钻杆的机械臂。

背景技术

坑道钻机通常专门用于地下坑道的钻进，可以用于钻进瓦斯抽排放孔、注浆灭火孔、煤层注水孔、地质探查孔等相关工程用孔，广泛地应用于地质勘探、煤矿瓦斯开采、水力发电等行业。

以钻进瓦斯抽排放孔为例，在开采煤矿井下的瓦斯时通常利用坑道钻机钻取瓦斯抽排放孔。在通常情况下，瓦斯是无色无味的气体，从煤岩层的暴露面、采落的煤炭或坑道裂缝中涌出，当某一密闭的坑道中的瓦斯浓度达到一定值时，极易发生爆炸，故瓦斯的开采过程具有较高的危险性。

然而，现有的坑道钻机在钻取瓦斯抽排放孔的过程中，通常需操作人员在恶劣的工况下直接在作业现场安装钻杆，使操作人员的生命安全受到严重威胁。另外，由于在钻孔过程中通常需要钻进多个钻孔，对于操作人员而言，劳动量明显较大，钻孔效率较低。因此，由于现有的用于安装钻杆的方法的安全性和效率较低，导致现有坑道钻机的安全性和工作效率较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种用于拆装坑道钻机钻杆的机械臂，可以提高坑道钻机的安全性和工作效率。

其具体方案如下：

本实用新型所提供的用于拆装坑道钻机钻杆的机械臂，还包括：

用于支撑钻杆并限定钻杆位置的支撑定位装置；

用于夹持钻杆的伸缩臂；所述伸缩臂的活动端设有固定卡瓦；

安装于所述伸缩臂上、用于配合所述固定卡瓦夹持钻杆的辅助转臂；所述辅助转臂的活动端设有铰接于所述固定卡瓦上的活动卡瓦；

与所述伸缩臂相连、用于被夹持钻杆翻转至所述支撑定位装置中的第一转臂；

与所述第一转臂垂直相连、用于调整所夹持的钻杆中心轴线的倾斜角度的第二转臂。

优选地，还包括：

安装于所述支撑定位装置端部、用于存储钻杆并实时调整钻杆位置的钻杆调节箱。

优选地，所述钻杆调节箱包括：

用于存储若干所述钻杆的钻杆存储箱；

穿过所述钻杆存储箱的底部、用于引导并驱动所述钻杆存储箱移动的钻杆导向部；

一侧铰接于所述支撑定位装置靠近所述机械臂一侧且与所述钻杆导向部的两端相连、用于支撑所述钻杆导向部的钻杆托架；

设于所述钻杆托架远离所述机械臂一侧的边沿与所述支撑定位装置之间、用于驱动所述钻杆托架转动的角度调节部。

优选地，还包括：

设于所述第二转臂与所述支撑定位装置之间、用于检测被夹持钻杆的中心轴线的倾斜角度的角度检测装置。

优选地，所述伸缩臂包括：

与所述固定卡瓦相连的伸缩支撑杆；

安装于所述伸缩支撑杆远离所述固定卡瓦的一端、用于带动所述伸缩支撑杆和所述固定卡瓦靠近或远离钻杆的伸缩驱动缸。

优选地，所述第一转臂包括：

与所述伸缩臂相连、用于带动所述伸缩臂转动的第一旋转支撑杆；

与所述旋转支撑杆相连、用于驱动所述第一旋转支撑杆转动的第一摆动缸。

优选地，所述第二转臂包括：

与所述第一摆动缸相连、用于带动所述第一转臂转动的第二旋转支撑架；

与所述第二旋转支撑架相连并垂直所述第一摆动缸中心轴线、用于驱动所述第二旋转支撑架转动的第二摆动缸。

优选地，所述第一转臂的转动平面与第二转臂的转动平面相垂直。

优选地，所述支撑定位装置包括：

用于支撑钻杆的夹持器；

与所述夹持器相连、用于限定钻杆位置的定位装置。

优选地，还包括：

设于所述支撑定位装置与所述第二转臂之间、用于检测所述支撑定位装置角度的角度检测装置；

分别与所述角度检测装置和所述第二转臂相连、用于接收所述角度检测装置发出的信号并控制所述第二转臂转动的接近开关。

相对于背景技术，本实用新型所提供的用于拆装坑道钻机钻杆的机械臂，包括用于支撑钻杆并限定钻杆位置的支撑定位装置；用于夹持钻杆的伸缩臂；所述伸缩臂的活动端设有固定卡瓦；安装于所述伸缩臂上、用于配合所述固定卡瓦夹持钻杆的辅助转臂；所述辅助转臂的活动端设有铰接于所述固定卡瓦上的活动卡瓦；与所述伸缩臂相连、用于被夹持钻杆翻转至所述支撑定位装置中的第一转臂；与所述第一转臂垂直相连、用于调整所夹持的钻杆中心轴线的倾斜角度的第二转臂。

启动所述伸缩部，所述固定卡瓦靠近静止放置的钻杆；

再启动所述辅助转臂，使所述活动卡瓦相对于所述固定卡瓦转动，直至夹紧静止放置的钻杆；

启动所述第二转臂，调节被夹持的钻杆的中心轴线的倾角，使被夹持的钻杆的中心轴线与所述支撑定位装置用于放置钻杆的区域的中心轴线平行；

最后启动所述第一转臂，被夹持的钻杆沿垂直于所述支撑定位装置用于放置钻杆的区域的中心轴线方向转动，也即绕垂直于被夹持钻杆的中心轴线方向转动，将静止放置的钻杆放置于所述支撑定位装置用于放置钻杆的区域内；

这样便完成钻杆的安装。

由此可知，在钻杆的安装过程中，仅仅依靠所述机械臂即可，可以完全摆脱人工操作。在工作环境较恶劣的坑道中，操作人员无需进入坑道，避免操作人员的人身安全受到威胁，使坑道钻机的安全性有所提高。又由于钻杆的安装摆脱人工操作，一方面减小操作人员的劳动强度，另一方面保证持续不断地进行作业，故坑道钻机的工作效率也有所提供。因此，本实用新型所提供的机械臂可以有效地提高坑道钻机的安全性和工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种具体实施例所提供的用于拆装坑道钻机钻杆的机械臂的结构示意图；

图2为图1的剖面主视图；

图3为图2中A-A的局部剖视图；

图4为本实用新型一种具体实施例所提供的用于拆装坑道钻机钻杆的机械臂使用时的结构示意图。

附图标记如下：

支撑定位装置1、伸缩臂2、固定卡瓦3、辅助转臂4、活动卡瓦5、第一转臂6、第二转臂7、钻杆8和钻杆调节箱9；

夹持器11和定位装置12；

前夹持器111和后夹持器112；

支撑座121、导向装置122、升降装置123和翻转装置124；

第一摆动缸61和第一旋转支撑杆62；

第二摆动缸71和第二旋转支撑架72；

钻杆存储箱91、钻杆导向部92、钻杆托架93和角度调节部94；

导向驱动缸921和导向轨道922。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图4，图1为本实用新型一种具体实施例所提供的用于拆装坑道钻机钻杆的机械臂的结构示意图；图2为图1的剖面主视图；图3为图2中A-A的局部剖视图；图4为本实用新型一种具体实施例所提供的用于拆装坑道钻机钻杆的机械臂使用时的结构示意图。

本实用新型实施例公开了一种用于拆装坑道钻机钻杆的机械臂，包括支撑定位装置1、伸缩臂2、固定卡瓦3、辅助转臂4、活动卡瓦5、第一转臂6和第二转臂7。

其中，支撑定位装置1包括夹持器11和定位装置12。夹持器11包括前夹持器111和后夹持器112，主要用于支撑及安装钻杆8。

定位装置12包括支撑座121、导向装置122、升降装置123和翻转装置124。

其中，支撑座121主要用于支撑并连接各部件。导向装置122与支撑座121相连，且安装于夹持器11的底部，导向装置122的顶部安装有用于驱动钻杆8转动的钻杆主驱装置，主要用于引导钻杆8移动。升降装置122安装在支撑座121上，主要用于驱动支撑座24和导向装置23相对于坑道钻机工作台实现升降。翻转装置124同样安装于支撑座121上，并与导向装置122和升降装置123相连，用于带动导向装置122和升降装置123翻转。

支撑定位装置1的各个装置相互配合动作，从而实现钻杆8的定位。

其中，伸缩臂2包括伸缩驱动缸和伸缩支撑杆，该伸缩驱动缸为活塞式液压缸，其活塞杆与伸缩支撑杆通过法兰盘连接为一体。固定卡瓦3固定在伸缩支撑杆的末端，当活塞式液压缸的活塞杆伸缩时，固定卡瓦3随活塞杆移动以便靠近放置于钻杆调节箱9中的钻杆8。

辅助转臂4具体也为活塞式液压缸，缸筒铰接于与伸缩支撑杆相连的铰支座上，活塞杆铰接于活动卡瓦5，且二者的转动副固定在固定卡瓦3的侧边。活动卡瓦5和固定卡瓦3的相对应均设有用于夹持钻杆8的半圆弧形凹槽，当活塞杆伸缩时，活动卡瓦5便能够相对于固定卡瓦3转动，从而实现夹紧或松开钻杆8。

第一转臂6与伸缩臂2相连，用于将夹持的钻杆8翻转至后夹持器112中。在该具体实施例中，第一转臂6包括第一摆动缸61和第一旋转支撑杆62。其中，第一摆动缸61为安装于第二转臂7的末端的摆动液压缸，其中心轴线与伸缩臂2的中心轴线垂直。第一旋转支撑杆62为圆柱形金属杆，其一端通过法兰盘与第一摆动缸61的输出端相连，另一端通过法兰盘与伸缩臂2的缸筒相连。当然，第一转臂6的结构不限于此。

第二转臂7与第一转臂6相连，主要用于调整钻杆8的中心轴线的倾斜角度。在该具体实施例中，第二转臂7包括第二摆动缸71和第二旋转支撑架72。其中，第二摆动缸71为固定于支撑座121的外侧的摆动液压缸，第二旋转支撑架72是由三块金属块组成的三角形框架，其中一块用于支撑第一转臂6的第一摆动缸61的金属板水平放置，另外两块连于水平放置的金属两侧并汇至第二摆动缸71。当然，第二转臂7的结构也不限于此，采用其他类似结构替代并不影响实现本实用新型的目的。

值得注意的是，第二转臂7的第二摆动缸71的中心轴线垂直于第一转臂6的第一摆动缸61的中心轴线，故第二转臂7的转动平面垂直于第一转臂6的转动平面。

本申请所提供的机械臂还包括钻杆调节箱9和角度检测装置。

钻杆调节箱9安装于支撑座121的末端，主要用存储钻杆8，并实时调节钻杆8的位置。在该具体实施例中，钻杆调节箱9包括钻杆存储箱91、钻杆导向部92、钻杆托架93和角度调节部94。

其中，钻杆存储箱91主要用于存储若干钻杆8。钻杆存储箱91是长度大致与钻杆8的长度相当的矩形框架。

钻杆导向部92穿过钻杆存储箱91的底部，主要用于引导并驱动钻杆存储箱91移动。在具体实施例中，钻杆导向部92具体包括导向驱动缸921和导向轨道922，其中，导向驱动缸921具体为安装于钻杆托架93上的活塞式液压缸，该活塞式液压缸的活塞杆与钻杆存储箱91相连；导向轨道922具体为两根固定于钻杆托架93两端的圆柱形金属杆，两根圆柱形金属杆同时穿过钻杆存储箱91的底部；当导向驱动缸921的活塞杆伸缩时，钻杆存储箱91沿导向轨道922的中心轴线方向往复移动。钻杆托架93的一侧铰接于支撑座121上，且与钻杆导向部92相连，主要用于支撑钻杆导向部92。钻杆托架93也是大致呈矩形的敞开式框架。

角度调节部94设于钻杆托架93远离支撑定位装置1的一侧与支撑座121之间，主要用于驱动钻杆托架93转动。在该具体实施例中，角度调节部94具体为活塞式液压缸，缸筒铰接于支撑座121，活塞杆的活动端铰接于钻杆托架93。装钻或下钻时，角度调节部94向内收缩，钻杆托架93向内倾斜，钻杆存储箱91随之向内倾斜，钻杆8在重力作用下滚至靠近支撑定位装置1的位置，方便抓取钻杆8。起钻时，角度调节部94向外伸出，钻杆托架93向外倾斜，钻杆存储箱91随之向外倾斜，钻杆8在重力作用下滚至远离支撑定位装置1的位置，方便放置后续从后夹持器112中拆卸的钻杆8。

本申请所提供的机械臂还包括角度检测装置和接近开关。

角度检测装置设于支撑定位装置1与第二转臂7之间，具体为检测杆，主要用于检测支撑定位装置1的转动角度。

另外，在检测杆靠近第二摆动缸71的一端安装有用于启动或关闭第二摆动缸71的接近开关。当支撑定位装置1转动时，检测杆随之转动，接近开关随检测杆转动，直至接近开关碰触到预设点，第二摆动缸71转动，否则第二摆动缸71不工作，从而调节所夹持的钻杆8中心轴线的倾斜角度，使钻杆8的中心轴线与导向装置122的中心轴线相平行，保证钻杆8能够准确从后夹持器112中拆装。

本实用新型所提供的用于拆装坑道钻机钻杆的机械臂的工作流程如下：

启动伸缩部2，固定卡瓦3靠近静止放置的钻杆8；

再启动辅助转臂4，活动卡瓦5相对于固定卡瓦3转动，直至夹紧静止放置的钻杆8；

启动第二转臂7，调节被夹持的钻杆8的中心轴线的倾角，使被夹持的钻杆8的中心轴线与支撑定位装置1用于放置钻杆8的区域的中心轴线平行；

最后启动第一转臂6，被夹持的钻杆8沿垂直于支撑定位装置1用于放置钻杆的区域的中心轴线方向转动，也即绕垂直于被夹持钻杆8的中心轴线方向转动，将静止放置的钻杆8放置于支撑定位装置1用于放置钻杆8的区域内；

这样便完成钻杆8的安装。

综上所述，本实用新型所提供的用于拆装坑道钻机钻杆的机械臂，包括支撑定位装置1、伸缩臂2、固定卡瓦3、辅助转臂4、活动卡瓦5、第一转臂6和第二转臂7。由于各部件的相互配合，使钻杆8在安装过程中，无需依靠人工操作。在工作环境较恶劣的坑道中，操作人员无需进入坑道，避免操作人员的人身安全受到威胁，使坑道钻机的安全性有所提高。又由于钻杆8的安装摆脱人工操作，一方面减小操作人员的劳动强度，另一方面保证持续不断地进行作业，故坑道钻机的工作效率也有所提供。因此，本实用新型所提供的机械臂可以有效地提高坑道钻机的安全性和工作效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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 (10)

1.一种用于拆装坑道钻机钻杆的机械臂，其特征在于，包括：

用于支撑钻杆并限定钻杆位置的支撑定位装置；

用于夹持钻杆的伸缩臂；所述伸缩臂的活动端设有固定卡瓦；

安装于所述伸缩臂上、用于配合所述固定卡瓦夹持钻杆的辅助转臂；所述辅助转臂的活动端设有铰接于所述固定卡瓦上的活动卡瓦；

与所述伸缩臂相连、用于被夹持钻杆翻转至所述支撑定位装置中的第一转臂；

与所述第一转臂垂直相连、用于调整所夹持的钻杆中心轴线的倾斜角度的第二转臂。

2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，还包括：

安装于所述支撑定位装置端部、用于存储钻杆并实时调整钻杆位置的钻杆调节箱。

3.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述钻杆调节箱包括：

用于存储若干所述钻杆的钻杆存储箱；

穿过所述钻杆存储箱的底部、用于引导并驱动所述钻杆存储箱移动的钻杆导向部；

一侧铰接于所述支撑定位装置靠近所述机械臂一侧且与所述钻杆导向部的两端相连、用于支撑所述钻杆导向部的钻杆托架；

设于所述钻杆托架远离所述机械臂一侧的边沿与所述支撑定位装置之间、用于驱动所述钻杆托架转动的角度调节部。

4.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，还包括：

设于所述第二转臂与所述支撑定位装置之间、用于检测被夹持钻杆的中心轴线的倾斜角度的角度检测装置。

5.根据权利要求4所述的机械臂，其特征在于，所述伸缩臂包括：

与所述固定卡瓦相连的伸缩支撑杆；

安装于所述伸缩支撑杆远离所述固定卡瓦的一端、用于带动所述伸缩支撑杆和所述固定卡瓦靠近或远离钻杆的伸缩驱动缸。

6.根据权利要求5所述的机械臂，其特征在于，所述第一转臂包括：

与所述伸缩臂相连、用于带动所述伸缩臂转动的第一旋转支撑杆；

与所述旋转支撑杆相连、用于驱动所述第一旋转支撑杆转动的第一摆动缸。

7.根据权利要求6所述的机械臂，其特征在于，所述第二转臂包括：

与所述第一摆动缸相连、用于带动所述第一转臂转动的第二旋转支撑架；

与所述第二旋转支撑架相连并垂直所述第一摆动缸中心轴线、用于驱动所述第二旋转支撑架转动的第二摆动缸。

8.根据权利要求7所述的机械臂，其特征在于，所述第一转臂的转动平面与第二转臂的转动平面相垂直。

9.根据权利要求1至7任一项所述的机械臂，其特征在于，所述支撑定位装置包括：

用于支撑钻杆的夹持器；

与所述夹持器相连、用于限定钻杆位置的定位装置。

10.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，还包括：

设于所述支撑定位装置与所述第二转臂之间、用于检测所述支撑定位装置角度的角度检测装置；

分别与所述角度检测装置和所述第二转臂相连、用于接收所述角度检测装置发出的信号并控制所述第二转臂转动的接近开关。