CN215718857U - 一种钻架接顶监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻架接顶监测装置，包括钻架连接座、支撑架、升降架和升降油缸；所述支撑架与所述钻架连接座固定连接，所述支撑架包括有竖直延伸的导向杆，所述升降架与所述导向杆滑动连接；所述升降油缸包括缸筒、活塞和活塞杆；所述缸筒被所述活塞分为有杆腔和无杆腔，所述有杆腔的油口中安装有用于压力传感器；所述缸筒与所述支撑架连接，所述活塞杆向下延伸并与所述升降架连接。本申请公开的钻架接顶监测装置，其钻架连接座安装在钻架的侧部，在钻架接顶时，力会经钻架传递给钻架连接座，升降油缸的活塞及活塞杆会相应地向下作动，通过压力传感器监测有杆腔的油压变化，可确定钻架接顶，避免了被顶板挤压破坏的风险，并方便安装。

Description

一种钻架接顶监测装置

技术领域

本申请涉及煤矿井下全自动锚杆钻车技术领域，尤其涉及一种钻架接顶监测装置。

背景技术

智能锚杆钻车可实现自动定步距、自动铺网、自动钻孔、自动装药、上锚杆、紧固锚杆、锚杆连续供给，并具有锚钻参数设置、自动复位、遥控操作、可视化监控等功能。在智能锚杆钻车的钻架与巷道的顶板接触时称之为钻架接顶。当钻架接顶后，向钻车的控制器发出信号，控制进行自动打钻。

现有技术中，通常采用在钻架的顶部设置传感器的方式实现钻架接顶监测，这种安装方式非常容易损坏传感器。

有鉴于此，提供一种新型的钻架接顶监测装置成为必要。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种钻架接顶监测装置，其安装在钻架的侧部，在钻架接顶时，力会经钻架传递给钻架连接座，升降油缸的活塞及活塞杆会相应地向下作动，通过压力传感器监测有杆腔的油压变化，可确定钻架接顶，避免了被顶板挤压破坏的风险，并方便安装。

本申请技术方案提供一种钻架接顶监测装置，包括钻架连接座、支撑架、升降架和升降油缸；

所述支撑架与所述钻架连接座固定连接，所述支撑架包括有竖直延伸的导向杆，所述升降架与所述导向杆滑动连接；

所述升降油缸包括缸筒、滑动连接在所述缸筒中的活塞和与所述活塞连接且伸出所述缸筒的活塞杆；

所述缸筒被所述活塞分为有杆腔和无杆腔，所述有杆腔的油口中安装有用于监测油压的压力传感器；

所述缸筒与所述支撑架连接，所述活塞杆向下延伸并与所述升降架连接。

在其中一项可选技术方案中，所述升降油缸中设置有用于监测所述活塞的位移的位移监测元件。

在其中一项可选技术方案中，所述位移监测元件包括磁至伸缩位移传感器、磁环和波导线；

所述磁至伸缩位移传感器安装在所述缸筒上，所述磁环安装在所述活塞中，所述活塞杆中具有用于容纳所述波导线的活塞杆腔体，所述波导线的一端与所述磁至伸缩位移传感器连接，其另一端穿过所述磁环并容纳在所述活塞杆腔体中。

在其中一项可选技术方案中，所述支撑架中包括有两根间隔布置的所述导向杆，所述升降架与两根所述导向杆滑动连接，所述升降油缸处于两根所述导向杆之间。

在其中一项可选技术方案中，所述支撑架包括水平延伸的上横梁和下横梁；

所述上横梁和所述下横梁分别与所述钻架连接座连接；

所述导向杆的上端与所述上横梁连接，所述导向杆的下端穿过所述下横梁；

所述缸筒连接在所述上横梁的下方。

在其中一项可选技术方案中，所述上横梁及所述下横梁分别与所述钻架连接座焊接。

在其中一项可选技术方案中，所述升降架包括升降架主板、设置在所述升降架主板上的连接套和设置在所述升降架主板上的连接销；

所述升降架主板处于所述导向杆的一侧，所述连接套套在所述导向杆上，所述活塞杆与所述连接销连接。

在其中一项可选技术方案中，所述连接套为铜套。

在其中一项可选技术方案中，在所述连接套的上下两端安装有防尘环。

在其中一项可选技术方案中，所述升降架主板上设置有两块平行布置的连接板，所述连接销的两端安装在两块所述连接板上。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本申请提供的钻架接顶监测装置，其钻架连接座安装在钻架的侧部，在钻架接顶时，力会经钻架传递给钻架连接座，升降油缸的活塞及活塞杆会相应地向下作动，通过压力传感器监测有杆腔的油压变化，可确定钻架接顶，避免了被顶板挤压破坏的风险，并方便安装。

为了提高监测的精度，还可配合位移监测元件所监测的活塞的位移来确定钻架接顶，

附图说明

图1为本申请一实施例提供的钻架接顶监测装置的结构示意图；

图2为升降架的主视图；

图3为图2沿着A-A向的剖视图；

图4为升降油缸的结构示意图；

图5为钻架接顶监测装置、钻架、钻机及控制器的示意图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本申请的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1和图4-5所示，本申请一实施例提供的钻架接顶监测装置，包括钻架连接座1、支撑架2、升降架3和升降油缸4。

支撑架2与钻架连接座1固定连接，支撑架2包括有竖直延伸的导向杆23，升降架3与导向杆23滑动连接。

升降油缸4包括缸筒41、滑动连接在缸筒41中的活塞42和与活塞42连接且伸出缸筒41的活塞杆43。

缸筒41被活塞分为有杆腔412和无杆腔411，有杆腔412的油口44中安装有用于监测油压的压力传感器5。

缸筒41与支撑架2连接，活塞杆43向下延伸并与升降架3连接。

本申请提供的钻架接顶监测装置，用于安装在钻架200上，以判断钻架200是否接顶。

该钻架接顶监测装置包括有钻架连接座1、支撑架2、升降架3、升降油缸4和压力传感器5。

钻架连接座1用于通过螺栓安装在钻架200的一侧。支撑架2固定安装在钻架连接座1上。支撑架2具有导向杆23，导向杆23沿着竖直方向延伸。升降架3与导向杆23滑动连接，能够沿着导向杆23上下移动。

升降油缸4包括缸筒41、活塞42和活塞杆43。活塞42处于缸筒41中，活塞杆43的一端与活塞42连接，其另一端伸出于缸筒41的外侧。活塞42将缸筒41分为无杆腔411和有杆腔412，无杆腔411是指没有活塞杆43的腔体，有杆腔412是指有活塞杆43的腔体。无杆腔411和有杆腔412上都具有油口44。压力传感器5安装在有杆腔412的油口44中，用于监测有杆腔412中的油压变化。使用时，压力传感器5与智能锚杆钻车的控制器400连接，用于向控制器400发出相应的信号。

安装时，缸筒41的上端与支撑架2连接，活塞杆43竖直向下延伸，活塞杆43的端部与升降架3连接，升降架3起到连接活塞杆43并对活塞杆43的移动提供缓冲作用。

根据具体的施工情况，提前向智能锚杆钻车的控制器400中预设油压差阈值。当有杆腔412中的油压差小于油压差阈值，则可判断钻架200未接顶。当有杆腔412中的油压差大于油压差阈值，则可判断钻架200接顶。

油压差阈值的大小范围，可根据环境、经验、油缸型号等同过实验提前获取。

在钻架200未接顶时，升降油缸4不受外力影响，有杆腔412中的油压最小，为初始油压值。

在钻架200接顶时，接顶时产生的碰撞力会经钻架200传递给钻架连接座1，钻架连接座1将冲击力传递给升降油缸4。受到冲击力后，升降油缸4的活塞42及活塞杆43会相应地向下作动，作动量与冲击力的大小有关，通过压力传感器5监测有杆腔412中的油压，并将有杆腔412中的实时油压值传输给控制器400。控制器400对压力传感器5传来的油压值与未接顶时的初始油压值进行比较判断，如油压变化量大于油压差阈值，则可确定钻架200接顶并具有一定的接顶力，控制器400自动开启钻机300向顶板中打锚杆。

由此，提供的钻架接顶监测装置，其可安装在钻架的侧部，传感器等电子元器件可避免被顶板挤压破坏，并方便安装。

在其中一个实施例中，如图1和图4所示，升降油缸4中设置有用于监测活塞42的位移的位移监测元件6。

位移监测元件6与控制器400连接。位移监测元件6用于监测活塞42的实时位移，以与压力传感器5一起判断钻架200是否接顶，提高了施工的安全性。

根据具体的施工情况，提前向智能锚杆钻车的控制器400中预设位移阈值。当活塞42向下的移动量没有超过位移阈值时，则可确定钻架200未接顶。当活塞42向下的移动量超过位移阈值时，则可确定钻架200接顶。

位移阈值的大小范围，可根据环境、经验、油缸型号等同过实验提前获取。

在钻架200未接顶时，升降油缸4不受外力影响，活塞42处于初始位置。

在钻架200接顶时，接顶时产生的碰撞力会经钻架200传递给钻架连接座1，钻架连接座1将冲击力传递给升降油缸4。受到冲击力后，升降油缸4的活塞42及活塞杆43会相应地向下作动，作动量与冲击力的大小有关，通过压力传感器5监测有杆腔412中的油压，同时通过移监测元件6监测活塞42的实时位移，并将有杆腔412中的实时油压值及活塞42的实时位移数据传输给控制器400。当油压变化量大于油压差阈值，且当前位移大于预设位移阈值时，则可确定钻架200接顶并具有一定的接顶力，控制器400自动开启钻机300向顶板中打锚杆。

在其中一个实施例中，如图4所示，位移监测元件6包括磁至伸缩位移传感器61、磁环62和波导线63。

磁至伸缩位移传感器61安装在缸筒41上，磁环62安装在活塞42中，活塞杆43中具有用于容纳波导线63的活塞杆腔体，波导线63的一端与磁至伸缩位移传感器61连接，其另一端穿过磁环62并容纳在活塞杆腔体中。

磁致伸缩位移传感器61，通过非接触式的测控技术可以精确地检测安装在活塞42上的磁环62的位置，从而测量出活塞42的实际位移值。

有关磁致伸缩位移传感器61、磁环62和波导线63的测量技术可参考现有技术中的相关描述，在此不再描述。

在其中一个实施例中，如图1所示，支撑架2中包括有两根间隔布置的导向杆23，升降架3与两根导向杆23滑动连接，升降油缸4处于两根导向杆23之间，提高了升降架3的稳定性，在活塞杆43伸出时，可以均匀地作用在升降架3上。

在其中一个实施例中，如图1所示，支撑架2包括水平延伸的上横梁21和下横梁22。上横梁21和下横梁22分别与钻架连接座1连接。导向杆23的上端与上横梁21连接，导向杆23的下端穿过下横梁22。缸筒41连接在上横梁21的下方。

上横梁21和下横梁22的一端分别与钻架连接座1连接，上横梁21和下横梁22都朝向钻架连接座1的一侧水平延伸。缸筒41通过连接件固定连接在上横梁21的下方。导向杆23的上端与上横梁21固定连接，导向杆23的下端穿过下横梁22的通孔，方便安装。

在其中一个实施例中，上横梁21及下横梁22分别与钻架连接座1焊接，提高了连接稳定性。

在其中一个实施例中，如图1-3所示，升降架3包括升降架主板31、设置在升降架主板31上的连接套32和设置在升降架主板31上的连接销35。

升降架主板31处于导向杆23的一侧，连接套32套在导向杆23上，活塞杆43与连接销35连接。

升降架3的升降架主板31竖直布置，其处于导向杆23的一侧。在升降架主板31面向导向杆23的一侧设置有一个以上的连接套32，连接套32套在导向杆23上。在升降架主板31面向活塞杆43的一侧设置有连接销35，连接销35处于两条导向杆23之间。安装时，先将连接销35穿过活塞杆43的通孔，再将连接销35通过紧固件安装在升降架主板31上。

在其中一个实施例中，连接套32为铜套，结构强度高，耐磨损。

在其中一个实施例中，如图2所示，在连接套32的上下两端安装有防尘环33，防止外部灰尘进入连接套32，影响连接套32与导向杆23之间相对运动。

在其中一个实施例中，如图3所示，升降架主板31上设置有两块平行布置的连接板34，连接销35的两端安装在两块连接板34上。两块平行布置的连接板34处于两根导向杆23之间，连接板34上有安装孔，连接销35的两端安装在两块连接板34的安装孔中。

根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。

以上所述的仅是本申请的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本申请原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种钻架接顶监测装置，其特征在于，包括钻架连接座、支撑架、升降架和升降油缸；

所述支撑架与所述钻架连接座固定连接，所述支撑架包括有竖直延伸的导向杆，所述升降架与所述导向杆滑动连接；

所述升降油缸包括缸筒、滑动连接在所述缸筒中的活塞和与所述活塞连接且伸出所述缸筒的活塞杆；

所述缸筒被所述活塞分为有杆腔和无杆腔，所述有杆腔的油口中安装有用于监测油压的压力传感器；

所述缸筒与所述支撑架连接，所述活塞杆向下延伸并与所述升降架连接。

2.根据权利要求1所述的钻架接顶监测装置，其特征在于，所述升降油缸中设置有用于监测所述活塞的位移的位移监测元件。

3.根据权利要求2所述的钻架接顶监测装置，其特征在于，所述位移监测元件包括磁至伸缩位移传感器、磁环和波导线；

所述磁至伸缩位移传感器安装在所述缸筒上，所述磁环安装在所述活塞中，所述活塞杆中具有用于容纳所述波导线的活塞杆腔体，所述波导线的一端与所述磁至伸缩位移传感器连接，其另一端穿过所述磁环并容纳在所述活塞杆腔体中。

4.根据权利要求1所述的钻架接顶监测装置，其特征在于，所述支撑架中包括有两根间隔布置的所述导向杆，所述升降架与两根所述导向杆滑动连接，所述升降油缸处于两根所述导向杆之间。

5.根据权利要求1所述的钻架接顶监测装置，其特征在于，所述支撑架包括水平延伸的上横梁和下横梁；

所述上横梁和所述下横梁分别与所述钻架连接座连接；

所述导向杆的上端与所述上横梁连接，所述导向杆的下端穿过所述下横梁；

所述缸筒连接在所述上横梁的下方。

6.根据权利要求5所述的钻架接顶监测装置，其特征在于，所述上横梁及所述下横梁分别与所述钻架连接座焊接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的钻架接顶监测装置，其特征在于，所述升降架包括升降架主板、设置在所述升降架主板上的连接套和设置在所述升降架主板上的连接销；

所述升降架主板处于所述导向杆的一侧，所述连接套套在所述导向杆上，所述活塞杆与所述连接销连接。

8.根据权利要求7所述的钻架接顶监测装置，其特征在于，所述连接套为铜套。

9.根据权利要求7所述的钻架接顶监测装置，其特征在于，在所述连接套的上下两端安装有防尘环。

10.根据权利要求7所述的钻架接顶监测装置，其特征在于，所述升降架主板上设置有两块平行布置的连接板，所述连接销的两端安装在两块所述连接板上。

Images