CN215632755U - 一种可自动上下钻杆的钻机 - Google Patents

Abstract

一种可自动上下钻杆的钻机，包括有底盘行走单元、支撑装置、钻杆给进装置和自动钻杆箱装置，所述底盘行走单元上安装有支撑装置，支撑装置上安装有钻杆给进装置，钻杆给进装置上安装自动钻杆箱装置。本实用新型的积极效果在于：本实用新型所述的一种可自动上下钻杆的钻机，起到稳定支撑作用的同时还不会增大车体的宽度，不会对钻机的移动产生影响，以便于在巷道内的正常行进。自动钻杆箱装置内的钻杆容量在满足要求的前提下，结构更加精简，且动作可靠，大幅减少了钻杆移动过程中所需的活动空间，在不增大钻杆箱体积的前提下有效保证了钻杆数量，便于自动化钻机进行钻孔卸压操作。

Description

一种可自动上下钻杆的钻机

技术领域

本实用新型涉及井下矿用机械设备技术领域，具体地说是一种可自动上下钻杆的钻机。

背景技术

冲击地压作为一种特殊的矿压显现形式已成为煤矿开采、特别是深部开采矿井的主要灾害。钻孔卸压是指在煤层冲击危险区中施工钻孔，降低煤体应力集中程度的一种冲击地压局部防治方法。现有的钻孔卸压施工装备大部分依然是靠人来不停地上下钻杆，劳动强度大、工作效率低，而且一旦发生突发情况，现场施工操作工人往往难以躲闪，这样对工人的身体健康造成极大的安全隐患。

目前也出现了一些自动化的钻机，但换杆的数量过少，达不到防冲卸压钻孔深度的要求，依旧需要人去干预换杆，并没有从根本上解决无人化打钻。而换杆数量达到要求的自动化钻机，体积过于庞大，很多有冲击地压危险的区域根本进不去，因此，急需一种大容量、窄机身的自动上下钻杆的钻机。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可自动上下钻杆的钻机，实现换杆数量达到要求的无人化打钻，解决了现有技术中的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型所述的一种可自动上下钻杆的钻机，包括有底盘行走单元、支撑装置、钻杆给进装置和自动钻杆箱装置，所述底盘行走单元上安装有支撑装置，支撑装置上安装有钻杆给进装置，钻杆给进装置上安装自动钻杆箱装置，其中支撑装置能相对底盘行走单元转动，钻杆给进装置能在支撑装置上竖向移动，自动钻杆箱装置内的钻杆能在钻杆给进装置内自动上下，钻杆给进装置能实现钻杆的逐根钻进和逐根退出。所述底盘行走单元包括有车体，车体的底部安装有履带和行走马达，行走马达启动能带动履带转动行走，在车体后端还设有电控总成和动力总成，车体前端安装有下支撑油缸，所述车体上安装有回转减速器，回转减速器上设置支撑装置。所述支撑装置包括有回转盘，回转盘上安装有竖直设置的两组后支撑单元体，回转盘前侧安装有前支撑单元体，每组后支撑单元体均包括有竖直设置的固定管，固定管安装在回转盘上，所述固定管内安装有上顶紧油缸，上顶紧油缸的活塞杆与固定管相连接，上顶紧油缸的缸筒穿出固定管并安装有承压盘，所述固定管的外周套装有升降架，升降架上安装有升降油缸，所述升降油缸的活塞杆铰接安装在回转盘上，升降油缸的缸筒能带动升降架在固定管上竖向升降，两组后支撑单元体的升降架之间连接有后通轴，在后通轴和前支撑单元体上安装有钻杆给进装置，钻杆给进装置包括有钻机座和钻机座上设置的钻机，其中钻机座的后端安装有与后通轴相配合的耳座套，后通轴能相对耳座套转动。所述前支撑单元体与后支撑单元体的结构相同，前支撑单元体的升降架上安装有前通轴，钻机座前端的侧部安装有滑座，滑座内开设有与前通轴相配合的长条槽，前通轴能在长条槽内滑动。所述固定管通过固定板安装在回转盘上，升降架的一侧通过抱环安装有升降油缸，所述升降油缸的活塞杆铰接安装在固定板上，升降油缸的缸筒与抱环相连接。所述固定管的一侧开设有管路槽孔，固定管的另一侧安装有竖直设置的两块立板，立板位于固定板上，所述升降油缸的活塞杆铰接安装在两块立板之间。所述固定管的底部穿出固定板，上顶紧油缸的活塞杆底部设有凸沿，凸沿上配合安装有分体法兰压板，上顶紧油缸的活塞杆通过分体法兰压板可拆卸安装在回转盘上。所述钻杆给进装置包括有钻机座，钻机座的前端安装有翻转座，翻转座内安装有能转动的前夹紧油缸，前夹紧油缸后侧的钻机座上安装有后夹紧油缸，在翻转座和前夹紧油缸之间安装有摆动油缸，摆动油缸的活塞杆伸缩能带动前夹紧油缸相对后夹紧油缸转动，在钻机座上还设有导轨板，导轨板上配合安装有托板，托板上安装钻机，钻机上设有动力头马达，在钻机座内还安装有沿长度方向布置的给进油缸，给进油缸的缸筒安装在钻机座的前端，给进油缸的活塞杆与托板相连接，给进油缸的活塞杆收缩能带动钻机移动靠近后夹紧油缸，所述钻机座的后端安装有耳座套，钻机座前端的一侧安装有滑座，支撑装置通过耳座套和滑座与钻杆给进装置相连接，在钻机座的另一侧面上还安装有自动钻杆箱装置，钻机座的前端安装有前顶紧油缸。所述自动钻杆箱装置包括有支撑座，支撑座上安装有钻杆箱体，钻杆箱体内安装有并排布置的若干列钻杆，钻杆箱体底部的两侧均安装有顶销油缸，顶销油缸的活塞杆上安装有与最底部钻杆列数相配合的顶销，顶销能将最底部的钻杆固定在钻杆箱体内，在钻杆箱体下侧的支撑座上安装有梭臂支撑架，梭臂支撑架两侧的支撑座上安装有顶升油缸，顶升油缸的活塞杆上安装有顶升板，所述顶升板能上移至钻杆箱体的底部位置，在梭臂支撑架上配合安装有能移动的梭臂，所述梭臂上安装有夹持机构，梭臂移动至钻杆箱体的下端时，钻杆能降至夹持机构上，梭臂能将钻杆箱体底部的钻杆夹持送出。所述梭臂包括梭臂箱，梭臂箱的前端设有凹陷，梭臂箱的底部安装有梭臂滑板，梭臂支撑架上设有与梭臂滑板相配合的梭臂压板，梭臂箱能相对梭臂压板移动，所述夹持机构包括设置在凹陷前端的夹持板，在梭臂箱内还安装有夹持油缸，夹持油缸的活塞杆与夹持板相连接，夹持油缸的活塞杆收缩能带动夹持板向凹陷转动靠近，梭臂箱移动至钻杆箱体下端时，钻杆能降至凹陷和夹持板之间。所述梭臂滑板的底部安装有齿条，梭臂支撑架上安装有驱动马达，驱动马达的输出轴上安装有与齿条相啮合的驱动齿轮，驱动马达启动能带动梭臂靠近或远离钻杆箱体。所述梭臂箱的两侧均安装有防掉板，防掉板的一端通过第一转轴铰接在梭臂箱上，在梭臂箱的侧板上还安装有第二转轴，防掉板上开设有与第二转轴相配合的弧形转动槽，梭臂箱伸出钻杆箱体时，第二转轴位于弧形转动槽上侧，防掉板的自由端位于凹陷的下侧，梭臂箱移动至钻杆箱体下端时，防掉板位于梭臂压板上侧，第二转轴位于弧形转动槽下侧，防掉板的自由端转动至凹陷位置处。所述钻杆箱体内安装有并排布置的三列钻杆，梭臂箱内安装有机械插销、第一电磁插销和第二电磁插销，其中第一电磁插销位于第二电磁插销前端，机械插销位于第一电磁插销前端，所述梭臂支撑架上安装有与插销相配合的卡板，当第二电磁插销与卡板相接触时，梭臂箱上的凹陷位于最靠前的第一列钻杆下端位置，当第一电磁插销与卡板相接触时，梭臂箱上的凹陷位于中间位置的第二列钻杆下端位置，当机械插销与卡板相接触时，梭臂箱上的凹陷位于最靠后的第三列钻杆下端位置，所述梭臂箱的后端还安装有限位板，限位板的下端伸出梭臂滑板，在梭臂支撑架的后端安装有与限位板相配合的限位调节螺栓。所述钻杆箱体包括并排布置的两个箱体总成，每个箱体总成均包括竖直设置的两个钻杆箱外侧板，两个钻杆箱外侧板之间连接有钻杆箱挡板，所述钻杆箱挡板上安装有若干个隔板，隔板位于钻杆之间，同一个箱体总成的两个钻杆箱外侧板上连接有钻杆箱顶压板，不同箱体总成的两个钻杆箱外侧板之间连接有方管，所述支撑座的两侧设有立架，其中顶销油缸安装在钻杆箱挡板上，钻杆箱外侧板和钻杆箱挡板安装在立架上，顶销油缸的活塞杆收缩时，钻杆能降至梭臂上。

本实用新型的积极效果在于：本实用新型所述的一种可自动上下钻杆的钻机，包括底盘行走单元、支撑装置、钻杆给进装置和自动钻杆箱装置，其中底盘行走单元能实现整机的行走，钻杆给进装置实现钻杆的依次钻进及卸钻，支撑装置能实现车体的上支撑，起到稳定支撑作用的同时还不会增大车体的宽度，不会对钻机的移动产生影响，以便于在巷道内的正常行进。自动钻杆箱装置内的钻杆容量在满足要求的前提下，结构更加精简，且动作可靠，大幅减少了钻杆移动过程中所需的活动空间，在不增大钻杆箱体积的前提下有效保证了钻杆数量，便于自动化钻机进行钻孔卸压操作。

附图说明

图1是本实用新型的三维结构示意图；

图2是底盘行走单元的结构示意图；

图3是支撑装置及钻杆给进装置的三维机构示意图；

图4是图3是主视图；

图5是回转盘上设置支撑单元体的结构示意图；

图6是钻杆给进装置的结构示意图；

图7是图4中I的局部放大剖视图；

图8是图4中A-A向剖视图的放大视图；

图9是钻杆给进装置另一侧面的的结构示意图；

图10是自动钻杆箱装置的三维结构示意图；

图11是自动钻杆箱装置的主视图；

图12是梭臂的结构示意图；

图13是梭臂的主视图；

图14是梭臂的侧视图；

图15是图14中B-B向剖视图；

图16是图14中C-C向剖视图；

图17是防掉板位于梭臂压板上的状态示意图；

图18是图13中D-D向剖视图；

图19是第二电磁插销通电伸出与卡板接触时梭臂与钻杆的相对位置示意图；

图20是第一电磁插销通电伸出与卡板接触时梭臂与钻杆的相对位置示意图；

图21是机械插销与卡板相接触时梭臂与钻杆的相对位置示意图；

图22是箱体总成的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型所述的一种可自动上下钻杆的钻机，如图1所示，包括有底盘行走单元4、支撑装置2、钻杆给进装置3和自动钻杆箱装置1，所述底盘行走单元4上安装有支撑装置2，支撑装置2上安装有钻杆给进装置3，钻杆给进装置3上安装自动钻杆箱装置1，其中底盘行走单元4能实现整机在巷道内的移动，支撑装置2能相对底盘行走单元4转动，实现对整机支撑的同时还能带动其上钻杆给进装置3同步转动，按需调节卸压钻孔的位置，钻杆给进装置3能在支撑装置2上竖向移动，以便于调节卸压钻孔位置的高度，自动钻杆箱装置1内的钻杆能在钻杆给进装置3内自动上下，钻杆给进装置3能实现钻杆的逐根钻进和逐根退出，完成钻孔卸压操作中的钻杆钻进以及钻杆卸杆。其中动力总成可以选用液压传动，整车的液压管路都是从底部布置，在正常提供液压油时，还能有效避动作部件与免液压管路的干涉，并减小整机的体积，以便于在巷道内行进。

如图2所示，所述底盘行走单元4包括有车体40，车体40作为底盘行走单元4的安装基础，在车体40的底部安装有履带41和行走马达42，行走马达42启动能带动履带41转动行走，在车体40后端还设有电控总成和动力总成，可以对整机的各动作部件进行控制并为动作部件提供所必要的动能。车体40前端安装有下支撑油缸43，下支撑油缸43可以在整体钻车进行卸压钻孔操作时向下伸出，为整机提供必要的支撑。所述车体40上安装有回转减速器44，回转减速器44上设置支撑装置2，支撑装置2能通过回转减速器44相对车体40进行转动，同步实现钻杆给进装置3的转动，达到调节钻孔卸压位置调节的目的。

如图3和图4所示，所述支撑装置2包括有回转盘20，回转盘20可以安装在回转减速器44上，通过相对底盘行走单元4的转动，实现巷道内不同位置的钻孔卸压，在回转盘20上安装有竖直设置的两组后支撑单元体，如图5所示，其中两组支撑单元体设置在回转盘20的后侧位置，在回转盘20前侧安装有前支撑单元体。

每组后支撑单元体均包括有竖直设置的固定管21，固定管21安装在回转盘20上，如图7所示，所述固定管21内安装有上顶紧油缸23，上顶紧油缸23的活塞杆与固定管21相连接，上顶紧油缸23的缸筒穿出固定管21并安装有承压盘24，由于上顶紧油缸23的活塞杆相对固定管21位置不变，当上顶紧油缸23的活塞杆伸出时，其缸筒便会带动承压盘24上移，直至巷道的顶部位置，实现对车体的上支撑。

所述固定管21的外周套装有升降架25，升降架25能沿固定管21进行竖向升降，升降架25上安装有升降油缸27，升降油缸27的缸筒与升降架25相连接，升降油缸27的活塞杆铰接安装在回转盘20上，升降油缸27的缸筒能带动升降架25在固定管21上竖向升降。由于升降油缸27的活塞杆安装在回转盘20上，当升降油缸27的活塞杆伸出时，其缸筒便会带动升降架25在固定管21上竖向上升。

如图5所示，处于回转盘20后侧两组支撑单元体的升降架25之间连接有后通轴28，在后通轴28和前支撑单元体上安装有钻杆给进装置3，如图6所示，钻杆给进装置3包括有钻机座30和钻机座30上设置的钻机31，其中钻机座30的后端安装有与后通轴28相配合的耳座套32，后通轴28能相对耳座套32转动。进一步地，所述前支撑单元体与后支撑单元体的结构相同，前支撑单元体的升降架25上安装有前通轴29，钻机座30前端的侧部安装有滑座33，滑座33内开设有与前通轴29相配合的长条槽34，前通轴29能在长条槽34内滑动。

所述钻机31能实现对钻杆的钻进及卸杆操作，前、后支撑单元体上的升降油缸27动作则能控制钻机座30所处的位置，例如当前、后支撑单元体的升降油缸27同步升降时能调整钻机座30的竖向高度位置，当后支撑单元体的两组升降油缸27缸筒升起的位置高于前支撑单元体升降油缸27缸筒的位置时，前通轴29移动至长条槽34的前端位置，整个钻机座30处于向下倾斜的状态，实现倾斜向下的钻孔卸压，当前支撑单元体升降油缸27缸筒升起的位置高于后支撑单元体的两组升降油缸27缸筒的位置时，前通轴29移动至长条槽34的后端位置，整个钻机座30处于向上倾斜的状态，实现倾斜向上的钻孔卸压。

进一步地，为了实现支撑单元体与回转盘20之间的安装，所述固定管21通过固定板22安装在回转盘20上，升降架25的一侧通过抱环26安装有升降油缸27，所述升降油缸27的活塞杆铰接安装在固定板22上，升降油缸27的缸筒与抱环26相连接。

进一步地，为了便于上顶紧油缸23实现油路的连接，所述固定管21的一侧开设有管路槽孔210，管路槽孔210内可设置液压油管，为实现升降油缸27与固定板22之间的连接，在固定管21的另一侧安装有竖直设置的两块立板211，立板211位于固定板22上，所述升降油缸27的活塞杆铰接安装在两块立板211之间。

进一步地，为便于实现上顶紧油缸23活塞杆的固定安装，如图7所示，所述固定管21的底部穿出固定板22，上顶紧油缸23的活塞杆底部设有凸沿212，凸沿212上配合安装有分体法兰压板213，上顶紧油缸23的活塞杆通过分体法兰压板213可拆卸安装在回转盘20上。其中固定管21与固定板22、回转盘20相连接，固定管21还可以为上顶紧油缸23缸筒的竖移起到导向和保护作用，同时也通过升降架25为控制钻机座30移动的升降油缸27起到导向作用，且两者的动作不会产生相互干涉。

进一步地，为了在钻机座30调整过程中，减少前通轴29与长条槽34之间、后通轴28与耳座套32之间的摩擦，延长通轴的使用寿命，所述前通轴29上套装有与长条槽34相配合的第一自润滑铜套214，耳座套32内安装有与后通轴28相配合的第二自润滑铜套215。为了防止位于长条槽34内的前通轴29在钻机座30位置调整过程中发生脱离，如图8所示，前通轴29伸入长条槽34内的一端还安装有防脱盖216，所述防脱盖216的直径大于长条槽34的宽度。

进一步地，为了提高回转盘20的整体强度，所述回转盘20上安装有加强筋板217，为了能在较为黑暗的巷道内提供作业所需的光照，以及在进行钻孔卸压操作过程能实现实时检测，所述升降油缸27缸筒的上端安装有照明灯218和摄像仪219。

如图9所示，所述钻杆给进装置3包括有钻机座30，钻机座30的前端安装有翻转座35，翻转座35内安装有能转动的前夹紧油缸36，前夹紧油缸36后侧的钻机座30上安装有后夹紧油缸37，前夹紧油缸36和后夹紧油缸37能分别实现对钻杆的夹紧固定。在翻转座35和前夹紧油缸36之间安装有摆动油缸313，摆动油缸313的活塞杆伸缩能带动前夹紧油缸36相对后夹紧油缸37转动，进而实现前夹紧油缸36和后夹紧油缸37上两根钻杆之间的转动上扣连接或是卸扣分离。

在钻机座30上还设有导轨板38，导轨板38上配合安装有托板39，托板39上安装钻机31，钻机31上安装有主动钻杆，主动钻杆能实现对自动钻杆箱装置1内钻杆的上扣连接，并推动完成钻杆钻进，或是带动钻杆退出完成卸杆。钻机31上设有动力头马达310，动力头马达310设有高速和低速转动两种模式，高速完成钻杆钻进，低速完成上扣或卸扣操作。

在钻机座30内还安装有沿长度方向布置的给进油缸311，给进油缸311的缸筒安装在钻机座30的前端，给进油缸311的活塞杆与托板39相连接，给进油缸311的活塞杆收缩能带动钻机31移动靠近后夹紧油缸37，进而完成钻杆的送进，给进油缸311的活塞杆伸出则能带动钻机31复位，在钻机31远离后夹紧油缸37的过程中可以将钻杆带出，并通过摆动油缸313实现钻杆之间的卸扣，钻机31复位后也可以等待下一根钻杆的继续送进，完成钻杆的逐一钻进操作。

所述钻机座30的后端安装有耳座套32，钻机座30前端的一侧安装有滑座33，支撑装置2通过耳座套32和滑座33与钻杆给进装置3相连接，以实现钻杆给进装置3的转动、前倾、后倾等位置调节，以便于按需对巷道内不同位置进行钻孔卸压。在钻机座30的另一侧面上还安装有自动钻杆箱装置1，自动钻杆箱装置1可以跟随钻杆给进装置3同步移动，以确保正常的供杆或卸杆操作。钻机座30的前端安装有前顶紧油缸312，前顶紧油缸312的活塞杆可以水平伸出，在整体钻车进行钻孔卸压时，能与车体前侧形成必要的支撑。

如图10和图11所示，所述自动钻杆箱装置1包括有支撑座10，支撑座10上安装有钻杆箱体11，钻杆箱体11内安装有并排布置的若干列钻杆，钻杆箱体11底部的两侧均安装有顶销油缸12，顶销油缸12的活塞杆上安装有与最底部钻杆列数相配合的顶销，顶销油缸12的活塞杆伸出能带动顶销将最底部的钻杆固定在钻杆箱体11内，顶销油缸12的活塞杆收缩解除对钻杆的锁定后，钻杆能在重力作用下自行降落。

在钻杆箱体11下侧的支撑座10上安装有梭臂支撑架13，梭臂支撑架13两侧的支撑座10上安装有顶升油缸14，顶升油缸14的活塞杆上安装有顶升板15，所述顶升板15能上移至钻杆箱体11的底部位置，为下落的的钻杆提供支撑。在梭臂支撑架13上配合安装有能移动的梭臂，所述梭臂上安装有夹持机构，梭臂移动至钻杆箱体11的下端时，钻杆能降至夹持机构上，梭臂能将钻杆箱体11底部的钻杆夹持送出，也就是送入钻杆给进装置3内。

上述自动钻杆箱装置1进行钻杆的取用时，首先是顶升油缸14带动顶升板15上升至钻杆箱体11的底部，顶销油缸12活塞杆收缩，使钻杆箱体11内最底排的钻杆降至顶升板15位置，之后顶销油缸12的活塞杆伸出，对底部倒数第二排的钻杆进行锁定，梭臂随后移动至钻杆箱体11底部，顶升油缸14的活塞杆收缩，使钻杆降至梭臂上，梭臂上的夹持机构完成对钻杆的夹装后，顶升油缸14的活塞杆重新伸出对下落的钻杆进行支撑，最后由梭臂带动钻杆一并伸出，完成对钻杆的取用，重复上述步骤即能实现钻杆箱体11内全部钻杆的取用。

如图12、图13和图14所示，所述梭臂包括梭臂箱16，梭臂箱16的前端设有凹陷17，凹陷17的设置以便于使钻杆下落至内部，并由梭臂箱16移动带出。梭臂箱16的底部安装有梭臂滑板18，梭臂支撑架13上设有与梭臂滑板18相配合的梭臂压板19，梭臂箱16能相对梭臂压板19移动，以实现梭臂相对钻杆箱体11的前后移动，完成钻杆的取用。

其中梭臂上的夹持机构可以是现有的电动夹钳或气动夹爪，为了便于整体装置以液压作为动力以及便于梭臂上夹持机构的安装，适应凹陷17位置能完成对钻杆的夹装，如图15所示，所述夹持机构包括设置在凹陷17前端的夹持板110，在梭臂箱16内还安装有夹持油缸111，夹持油缸111的活塞杆与夹持板110相连接，夹持油缸111的活塞杆收缩能带动夹持板110向凹陷17转动靠近，以实现对凹陷17内部钻杆的夹持抓取，梭臂箱16移动至钻杆箱体11下端时，钻杆能降至凹陷17和夹持板110之间。

实现梭臂箱16与梭臂支撑架13相对移动的驱动装置包括设置在梭臂滑板18的底部安装有齿条112，如图16所示，梭臂支撑架13上安装有驱动马达113，驱动马达113的输出轴上安装有与齿条112相啮合的驱动齿轮114，驱动马达113启动能带动梭臂靠近或远离钻杆箱体11，也就是移动至钻杆箱体11下端完成钻杆的夹装抓取，向前移动伸出将钻杆同步取出，完成后续的钻杆安装作业。

在梭臂箱16移动至钻杆箱体11底部时，夹持机构中夹持油缸111的活塞杆处于伸出状态，带动夹持板110远离凹陷17呈打开状态，以便于钻杆能落至凹陷17内，避免夹持板110对钻杆下落的影响，但钻杆在下落过程中也可能会掉出凹陷17位置。为避免上述情况，所述梭臂箱16的两侧均安装有防掉板115，防掉板115的一端通过第一转轴116铰接在梭臂箱16上，在梭臂箱16的侧板上还安装有第二转轴117，防掉板115上开设有与第二转轴117相配合的弧形转动槽118，梭臂箱16伸出钻杆箱体11时，第二转轴117位于弧形转动槽118上侧，防掉板115的自由端位于凹陷17的下侧，梭臂箱16移动至钻杆箱体11下端时，如图17所示，防掉板115位于梭臂压板19上侧，第二转轴117位于弧形转动槽118下侧，防掉板115的自由端转动至凹陷17位置处。

也就是当梭臂箱16后移至钻杆箱体11底部，需要承接下落的钻杆时，由于梭臂压板19的存在，防掉板115会沿第一转轴116在图14所示的方向上进行顺时针转动，使防掉板115的自由端转动至凹陷17位置处，形成对钻杆的限位，避免钻杆在凹陷17位置处掉出。一旦钻杆落入凹陷17内，夹持油缸111的活塞杆收缩，带动夹持板110对钻杆进行夹持，梭臂箱16前移将钻杆带出，此时无需考虑对钻杆的限位，梭臂箱16前移的过程中，一旦防掉板115与梭臂压板19相分离，在重力作用下，防掉板115重新转动至图14所示的状态，防掉板115的自由端位于凹陷17的下侧，同样不会对钻杆的后续安装带来不必要的阻挡。整个防掉板115结构简单紧凑，无额外的动力来源，且能在往复移动的过程中实现对钻杆下落过程的限位功能，在梭臂箱16伸出状态下时能在自重下复位，避免后续操作的干涉，保证防掉板115的正常使用。

进一步地，为了保证夹持板110对钻杆的有效夹持，同时提高夹持板110的使用寿命，所述夹持板110上设有夹持尼龙板119，凹陷17内侧设有与夹持尼龙板119相对应的夹持耐磨板120。

为实现梭臂箱16在移动过程中对不同列位置的钻杆逐一进行取用，用下述实施例进行阐述：所述钻杆箱体11内安装有并排布置的三列钻杆，梭臂箱16内安装有机械插销121、第一电磁插销122和第二电磁插销123，如图18所示，其中第一电磁插销122位于第二电磁插销123前端，机械插销121位于第一电磁插销122前端，所述梭臂支撑架13上安装有与插销相配合的卡板124，当第二电磁插销123与卡板124相接触时，如图19所示，梭臂箱16上的凹陷17位于最靠前的第一列钻杆下端位置，当第一电磁插销122与卡板124相接触时，如图20所示，梭臂箱16上的凹陷17位于中间位置的第二列钻杆下端位置，当机械插销121与卡板124相接触时，如图21所示，梭臂箱16上的凹陷17位于最靠后的第三列钻杆下端位置。其中机械插销121的插柱始终处于伸出状态，以限制梭臂箱16的后移极限位置，第一电磁插销122和第二电磁插销123则是根据取用不同列位置的钻杆时，控制其插柱的伸缩。

钻杆箱体11内设置并排布置的三列钻杆的钻杆取用过程如下所述：顶升油缸14带动顶升板15上升至钻杆箱体11的底部，顶销油缸12活塞杆收缩，使钻杆箱体11内最底排的钻杆降至顶升板15位置，之后顶销油缸12的活塞杆伸出，对底部倒数第二排的钻杆进行锁定。第二电磁插销123通电插柱伸出，驱动马达113启动带动梭臂箱16后移，直到第二电磁插销123的插柱与卡板124相接触，此时梭臂箱16上的凹陷17位于最靠前的第一列钻杆下端位置，顶升油缸14的活塞杆收缩，使最前列的钻杆降至凹陷17内，后两列的钻杆降至梭臂箱16上，夹持机构完成对最前列钻杆的夹装后，顶升油缸14的活塞杆重新伸出对后两列的钻杆进行支撑，驱动马达113反向转动带动梭臂箱16前移伸出，完成对最前列钻杆的取用。之后第二电磁插销123不通电其插柱收缩，第一电磁插销122通电插柱伸出，梭臂箱16后移至第一电磁插销122的插柱与卡板124相接触，此时梭臂箱16上的凹陷17位于第二列钻杆下端位置，顶升油缸14的活塞杆收缩，使第二列钻杆降至凹陷17内，夹持机构完成对第二列钻杆的夹装后，顶升油缸14的活塞杆重新伸出对第三列钻杆进行支撑，梭臂箱16前移伸出完成对第二列钻杆的取用。之后第一电磁插销122和第二电磁插销123不通电，其中的插柱收缩，梭臂箱16后移至机械插销121与卡板124相接触，此时梭臂箱16上的凹陷17位于第三列钻杆下端位置，顶升油缸14的活塞杆收缩，使第三列杆降至凹陷17内，夹持机构完成对第三列钻杆的夹装后，顶升油缸14的活塞杆重新伸出至钻杆箱体11底部，进行下一排钻杆的支撑，梭臂箱16前移伸出完成对第三列钻杆的取用。重复上述步骤即能实现钻杆箱体11内全部排钻杆的取用。

进一步地，为限定梭臂箱16的前移位置，所述梭臂箱16的后端还安装有限位板125，限位板125的下端伸出梭臂滑板18，能在梭臂箱16的前移过程中与梭臂支撑架13实现限位作用。为了便于为不同类型的钻机提高钻杆，或是按需调节钻杆箱体11与钻机之间的距离，在梭臂支撑架13的后端安装有与限位板125相配合的限位调节螺栓126，通过转动限位调节螺栓126与限位板125之间的距离，能按需调节梭臂箱16的前移限制位置，以便实现钻杆的精准送给。

进一步地，所述钻杆箱体11包括并排布置的两个箱体总成，如图22所示，每个箱体总成均包括竖直设置的两个钻杆箱外侧板127，两个钻杆箱外侧板127之间连接有钻杆箱挡板128，所述钻杆箱挡板128上安装有若干个隔板129，隔板129位于钻杆之间。同一个箱体总成的两个钻杆箱外侧板127上连接有钻杆箱顶压板130，不同箱体总成的两个钻杆箱外侧板127之间连接有方管131，钻杆箱顶压板130的设置便于实现对整体钻杆箱体11的拾取，方管131则是实现两个箱体总成的连接，且箱体总成的设计不仅便于对内部的钻杆进行分隔存放，也便于钻杆在自重作用下降落至梭臂上。为实现对钻杆箱体11的支撑，所述支撑座10的两侧设有立架132，其中顶销油缸12安装在钻杆箱挡板128上，钻杆箱外侧板127和钻杆箱挡板128安装在立架132上。

本实用新型的技术方案并不限制于本实用新型所述的实施例的范围内。本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (14)

1.一种可自动上下钻杆的钻机，其特征在于：包括有底盘行走单元(4)、支撑装置(2)、钻杆给进装置(3)和自动钻杆箱装置(1)，所述底盘行走单元(4)上安装有支撑装置(2)，支撑装置(2)上安装有钻杆给进装置(3)，钻杆给进装置(3)上安装自动钻杆箱装置(1)，其中支撑装置(2)能相对底盘行走单元(4)转动，钻杆给进装置(3)能在支撑装置(2)上竖向移动，自动钻杆箱装置(1)内的钻杆能在钻杆给进装置(3)内自动上下，钻杆给进装置(3)能实现钻杆的逐根钻进和逐根退出。

2.根据权利要求1所述的一种可自动上下钻杆的钻机，其特征在于：所述底盘行走单元(4)包括有车体(40)，车体(40)的底部安装有履带(41)和行走马达(42)，行走马达(42)启动能带动履带(41)转动行走，在车体(40)后端还设有电控总成和动力总成，车体(40)前端安装有下支撑油缸(43)，所述车体(40)上安装有回转减速器(44)，回转减速器(44)上设置支撑装置(2)。

3.根据权利要求1所述的一种可自动上下钻杆的钻机，其特征在于：所述支撑装置(2)包括有回转盘(20)，回转盘(20)上安装有竖直设置的两组后支撑单元体，回转盘(20)前侧安装有前支撑单元体，每组后支撑单元体均包括有竖直设置的固定管(21)，固定管(21)安装在回转盘(20)上，所述固定管(21)内安装有上顶紧油缸(23)，上顶紧油缸(23)的活塞杆与固定管(21)相连接，上顶紧油缸(23)的缸筒穿出固定管(21)并安装有承压盘(24)，所述固定管(21)的外周套装有升降架(25)，升降架(25)上安装有升降油缸(27)，所述升降油缸(27)的活塞杆铰接安装在回转盘(20)上，升降油缸(27)的缸筒能带动升降架(25)在固定管(21)上竖向升降，两组后支撑单元体的升降架(25)之间连接有后通轴(28)，在后通轴(28)和前支撑单元体上安装有钻杆给进装置(3)，钻杆给进装置(3)包括有钻机座(30)和钻机座(30)上设置的钻机(31)，其中钻机座(30)的后端安装有与后通轴(28)相配合的耳座套(32)，后通轴(28)能相对耳座套(32)转动。

4.根据权利要求3所述的一种可自动上下钻杆的钻机，其特征在于：所述前支撑单元体与后支撑单元体的结构相同，前支撑单元体的升降架(25)上安装有前通轴(29)，钻机座(30)前端的侧部安装有滑座(33)，滑座(33)内开设有与前通轴(29)相配合的长条槽(34)，前通轴(29)能在长条槽(34)内滑动。

5.根据权利要求3所述的一种可自动上下钻杆的钻机，其特征在于：所述固定管(21)通过固定板(22)安装在回转盘(20)上，升降架(25)的一侧通过抱环(26)安装有升降油缸(27)，所述升降油缸(27)的活塞杆铰接安装在固定板(22)上，升降油缸(27)的缸筒与抱环(26)相连接。

6.根据权利要求5所述的一种可自动上下钻杆的钻机，其特征在于：所述固定管(21)的一侧开设有管路槽孔(210)，固定管(21)的另一侧安装有竖直设置的两块立板(211)，立板(211)位于固定板(22)上，所述升降油缸(27)的活塞杆铰接安装在两块立板(211)之间。

7.根据权利要求5所述的一种可自动上下钻杆的钻机，其特征在于：所述固定管(21)的底部穿出固定板(22)，上顶紧油缸(23)的活塞杆底部设有凸沿(212)，凸沿(212)上配合安装有分体法兰压板(213)，上顶紧油缸(23)的活塞杆通过分体法兰压板(213)可拆卸安装在回转盘(20)上。

8.根据权利要求1、3、4任一一种可自动上下钻杆的钻机，其特征在于：所述钻杆给进装置(3)包括有钻机座(30)，钻机座(30)的前端安装有翻转座(35)，翻转座(35)内安装有能转动的前夹紧油缸(36)，前夹紧油缸(36)后侧的钻机座(30)上安装有后夹紧油缸(37)，在翻转座(35)和前夹紧油缸(36)之间安装有摆动油缸(313)，摆动油缸(313)的活塞杆伸缩能带动前夹紧油缸(36)相对后夹紧油缸(37)转动，在钻机座(30)上还设有导轨板(38)，导轨板(38)上配合安装有托板(39)，托板(39)上安装钻机(31)，钻机(31)上设有动力头马达(310)，在钻机座(30)内还安装有沿长度方向布置的给进油缸(311)，给进油缸(311)的缸筒安装在钻机座(30)的前端，给进油缸(311)的活塞杆与托板(39)相连接，给进油缸(311)的活塞杆收缩能带动钻机(31)移动靠近后夹紧油缸(37)，所述钻机座(30)的后端安装有耳座套(32)，钻机座(30)前端的一侧安装有滑座(33)，支撑装置(2)通过耳座套(32)和滑座(33)与钻杆给进装置(3)相连接，在钻机座(30)的另一侧面上还安装有自动钻杆箱装置(1)，钻机座(30)的前端安装有前顶紧油缸(312)。

9.根据权利要求1所述的一种可自动上下钻杆的钻机，其特征在于：所述自动钻杆箱装置(1)包括有支撑座(10)，支撑座(10)上安装有钻杆箱体(11)，钻杆箱体(11)内安装有并排布置的若干列钻杆，钻杆箱体(11)底部的两侧均安装有顶销油缸(12)，顶销油缸(12)的活塞杆上安装有与最底部钻杆列数相配合的顶销，顶销能将最底部的钻杆固定在钻杆箱体(11)内，在钻杆箱体(11)下侧的支撑座(10)上安装有梭臂支撑架(13)，梭臂支撑架(13)两侧的支撑座(10)上安装有顶升油缸(14)，顶升油缸(14)的活塞杆上安装有顶升板(15)，所述顶升板(15)能上移至钻杆箱体(11)的底部位置，在梭臂支撑架(13)上配合安装有能移动的梭臂，所述梭臂上安装有夹持机构，梭臂移动至钻杆箱体(11)的下端时，钻杆能降至夹持机构上，梭臂能将钻杆箱体(11)底部的钻杆夹持送出。

10.根据权利要求9所述的一种可自动上下钻杆的钻机，其特征在于：所述梭臂包括梭臂箱(16)，梭臂箱(16)的前端设有凹陷(17)，梭臂箱(16)的底部安装有梭臂滑板(18)，梭臂支撑架(13)上设有与梭臂滑板(18)相配合的梭臂压板(19)，梭臂箱(16)能相对梭臂压板(19)移动，所述夹持机构包括设置在凹陷(17)前端的夹持板(110)，在梭臂箱(16)内还安装有夹持油缸(111)，夹持油缸(111)的活塞杆与夹持板(110)相连接，夹持油缸(111)的活塞杆收缩能带动夹持板(110)向凹陷(17)转动靠近，梭臂箱(16)移动至钻杆箱体(11)下端时，钻杆能降至凹陷(17)和夹持板(110)之间。

11.根据权利要求10所述的一种可自动上下钻杆的钻机，其特征在于：所述梭臂滑板(18)的底部安装有齿条(112)，梭臂支撑架(13)上安装有驱动马达(113)，驱动马达(113)的输出轴上安装有与齿条(112)相啮合的驱动齿轮(114)，驱动马达(113)启动能带动梭臂靠近或远离钻杆箱体(11)。

12.根据权利要求10所述的一种可自动上下钻杆的钻机，其特征在于：所述梭臂箱(16)的两侧均安装有防掉板(115)，防掉板(115)的一端通过第一转轴(116)铰接在梭臂箱(16)上，在梭臂箱(16)的侧板上还安装有第二转轴(117)，防掉板(115)上开设有与第二转轴(117)相配合的弧形转动槽(118)，梭臂箱(16)伸出钻杆箱体(11)时，第二转轴(117)位于弧形转动槽(118)上侧，防掉板(115)的自由端位于凹陷(17)的下侧，梭臂箱(16)移动至钻杆箱体(11)下端时，防掉板(115)位于梭臂压板(19)上侧，第二转轴(117)位于弧形转动槽(118)下侧，防掉板(115)的自由端转动至凹陷(17)位置处。

13.根据权利要求10所述的一种可自动上下钻杆的钻机，其特征在于：所述钻杆箱体(11)内安装有并排布置的三列钻杆，梭臂箱(16)内安装有机械插销(121)、第一电磁插销(122)和第二电磁插销(123)，其中第一电磁插销(122)位于第二电磁插销(123)前端，机械插销(121)位于第一电磁插销(122)前端，所述梭臂支撑架(13)上安装有与插销相配合的卡板(124)，当第二电磁插销(123)与卡板(124)相接触时，梭臂箱(16)上的凹陷(17)位于最靠前的第一列钻杆下端位置，当第一电磁插销(122)与卡板(124)相接触时，梭臂箱(16)上的凹陷(17)位于中间位置的第二列钻杆下端位置，当机械插销(121)与卡板(124)相接触时，梭臂箱(16)上的凹陷(17)位于最靠后的第三列钻杆下端位置，所述梭臂箱(16)的后端还安装有限位板(125)，限位板(125)的下端伸出梭臂滑板(18)，在梭臂支撑架(13)的后端安装有与限位板(125)相配合的限位调节螺栓(126)。

14.根据权利要求9所述的一种可自动上下钻杆的钻机，其特征在于：所述钻杆箱体(11)包括并排布置的两个箱体总成，每个箱体总成均包括竖直设置的两个钻杆箱外侧板(127)，两个钻杆箱外侧板(127)之间连接有钻杆箱挡板(128)，所述钻杆箱挡板(128)上安装有若干个隔板(129)，隔板(129)位于钻杆之间，同一个箱体总成的两个钻杆箱外侧板(127)上连接有钻杆箱顶压板(130)，不同箱体总成的两个钻杆箱外侧板(127)之间连接有方管(131)，所述支撑座(10)的两侧设有立架(132)，其中顶销油缸(12)安装在钻杆箱挡板(128)上，钻杆箱外侧板(127)和钻杆箱挡板(128)安装在立架(132)上，顶销油缸(12)的活塞杆收缩时，钻杆能降至梭臂上。

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