CN217439989U - 一种钻机进给架姿态识别机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及煤矿钻机技术领域，具体涉及一种钻机进给架姿态识别机构。钻机进给架姿态识别机构包括机架、回转装置和回转架，机架包括固定竖直环板，固定竖直环板具有第一通孔，回转装置可绕固定竖直环板的外周面周向移动，回转装置的驱动端设有翻转机械手；回转架包括水平托架和回转竖直环板，水平托架上固定有用于安装动力头的进给架，回转竖直环板具有与第一通孔同轴布置的第二通孔；固定竖直环板上设有第一弧形识别模块，回转竖直环板上设有第二弧形识别模块，回转装置上设有第一传感器和第二传感器；回转竖直环板朝向固定竖直环板的一侧设有第三弧形识别模块和第四弧形识别模块，固定竖直环板上设有第三传感器和第四传感器。

Description

一种钻机进给架姿态识别机构

技术领域

本实用新型涉及煤矿钻机技术领域，具体涉及一种钻机进给架姿态识别机构。

背景技术

钻孔预抽瓦斯是煤矿井下预防、治理瓦斯灾害的主要手段，钻机是钻孔施工的主要设备。由于传统钻机存在安全性差、劳动强度大以及施工人员多等缺点，技术人员开始研发自动化钻机。

授权公告号为CN212898305U的中国专利文献公开了一种煤矿用履带式智能钻机，包括钻杆箱、取料机械手装置、翻转机械手装置和动力头，钻杆箱上设有钻杆托板总成，取料机械手装置夹取钻杆箱内的钻杆并运送至钻杆托板总成上，翻转机械手装置夹取钻杆托板总成上的钻杆并送至动力头上。其中，动力头根据钻孔角度的需要会发生俯仰变化，因此取料机械手装置也需要回转以使其夹持的钻杆与动力头的钻孔中心平行，最终准确的送至动力头上。

传统方式采用人眼观察取料机械手装置夹持的钻杆与动力头的钻孔中心是否平行，由于人的主观因素较大，导致准确性较差，同时安全性较差。目前也有采用视觉定位系统代替人眼观察，但视觉定位系统复杂且成本高，同时在煤矿下多粉尘的工作环境适应性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钻机进给架姿态识别机构，以解决现有技术中视觉定位系统复杂且成本高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型钻机进给架姿态识别机构的技术方案是：

钻机进给架姿态识别机构，包括机架、回转装置和回转架，机架包括固定竖直环板，固定竖直环板具有第一通孔，回转装置可绕固定竖直环板的外周面周向移动，回转装置的驱动端设有翻转机械手；回转架包括水平托架和回转竖直环板，水平托架上固定有用于安装动力头的进给架，回转竖直环板与固定竖直环板平行间隔布置，回转竖直环板具有与第一通孔同轴布置的第二通孔；固定竖直环板上设有第一弧形识别模块，回转竖直环板上设有第二弧形识别模块，回转装置上设有用于感应第一弧形识别模块的第一传感器和用于感应第二弧形识别模块的第二传感器；回转竖直环板朝向固定竖直环板的一侧设有第三弧形识别模块和第四弧形识别模块，固定竖直环板上设有用于感应第三弧形识别模块的第三传感器和用于感应第四弧形识别模块的第四传感器，四个弧形识别模块均与第二通孔同轴；在回转装置的回转轴线与进给架均处于水平位置时，第一、二传感器分别感应第一、二弧形识别模块的相对端，第三、四传感器分别感应第三、四弧形识别模块的相对端。

有益效果是：在回转装置的回转轴线与进给架均处于水平位置时，第一、二传感器分别感应第一、二弧形识别模块的相对端，第三、四传感器分别感应第三、四弧形识别模块的相对端。在进给架发生转动时，通过第三传感器和第四识别模块感应的信号变化来辅助识别进给架是仰角还是俯角，之后通过第一传感器和第二传感器感应的信号变化，来调整回转装置与进给架的相对位置，从而利用回转装置上的翻转机械手快速准确地将钻杆输送到进给架上。而传感器的成本相对较低，且控制较为方便。

作为进一步地改进，所述第一弧形识别模块设置在固定竖直环板朝向回转竖直环板的一侧，回转装置朝向回转竖直环板的一侧设有第一固定架，第一传感器和第二传感器共用所述的第一固定架。

有益效果是：这样设计，只需在旋转竖直环板上设置一个第一固定架即可，有利于第一固定架的装配。

作为进一步地改进，所述第一弧形识别模块和第二弧形识别模块在回转竖直环板轴向上的投影抵接在一起。

有益效果是：这样设计，能够将第一传感器和第二传感器设置的足够近，以减小第一固定架的尺寸，降低成本。

作为进一步地改进，所述第二弧形识别模块一体成型在回转竖直环板的外周面上。

有益效果是：这样设计，不仅有利于第二弧形识别模块的加工成型，而且有利于减小固定竖直环板和旋转竖直环板之间的距离，提高整体结构的紧凑性。

作为进一步地改进，所述第二通孔的孔径小于第一通孔的孔径，第三传感器和第四传感器均处于第一通孔内。

有益效果是：将第三传感器和第四传感器均处于第一通孔内，能够进一步减小固定竖直环板和旋转竖直环板之间的距离，进一步提高整体结构的紧凑性。

作为进一步地改进，所述固定竖直环板上设有第二固定架，第三传感器和第四传感器共用所述的第二固定架。

有益效果是：这样设计，只需在固定竖直环板上设置一个第二固定架即可，有利于第二固定架的装配。

作为进一步地改进，所述第三弧形识别模块和第四弧形识别模块在回转竖直环板径向上的投影抵接在一起，第三、四弧形识别模块在回转竖直环板径向上错位布置。

有益效果是：这样设计，能够将第三传感器和第四传感器设置的足够近，以减小第二固定架的尺寸，降低成本。

作为进一步地改进，四个弧形识别模块均通过固定螺钉固定在相应竖直环板上。

有益效果是：这样设计，有利于弧形识别模块在相应竖直环板上的拆装。

作为进一步地改进，四个弧形识别模块均为弧形板或弧形块。

有益效果是：弧形板和弧形块的结构简单，加工方便。

作为进一步地改进，四个传感器均为接近开关。

有益效果是：接近开关不会产生磨损，反应速度快，且能够适用于恶劣环境。

附图说明

图1为本实用新型钻机进给架姿态识别机构的结构示意图；

图2为图1的另一视角的结构示意图；

图3为图1中回转架的结构示意图；

图4为图3的另一视角的结构示意图；

图5为图1中固定竖直环板和回转装置的结构示意图；

图6为图5中固定竖直环板的结构示意图。

图中：11、水平托架；12、进给架；13、回转竖直环板；14、第一弧形识别模块；15、第一传感器；16、第一固定架；17、回转装置；18、第二传感器；19、第二弧形识别模块；20、固定竖直环板；21、翻转机械手；22、第三弧形识别模块；23、第四弧形识别模块；24、第二固定架；25、第三传感器；26、第四传感器；27、第二通孔；28、固定螺钉；29、第一通孔；30、回转座。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步地详细描述。

本实用新型钻机进给架姿态识别机构的实施例1：

如图1至图6所示，钻机进给架姿态识别机构包括机架、回转装置17和回转架，机架包括固定竖直环板20，固定竖直环板20具有第一通孔29；回转装置17包括装置本体和回转座30，回转装置17可绕固定竖直环板20的外周面周向移动，回转装置17的驱动端设有翻转机械手21，翻转机械手21可将抓取的钻杆由固定竖直环板20轴向的一侧转运至固定竖直环板20轴向的另一侧。

本实施例中，回转架包括水平托架11和回转竖直环板13，水平托架11上固定有用于安装动力头的进给架12，回转竖直环板13与固定竖直环板20平行间隔布置，回转竖直环板13具有与第一通孔29同轴布置的第二通孔27；固定竖直环板20上设有第一弧形识别模块14，回转竖直环板13上设有第二弧形识别模块19，回转装置17的回转座30上设有用于感应第一弧形识别模块14的第一传感器15和用于感应第二弧形识别模块19的第二传感器18，即第一传感器15和第二传感器18与回转装置17一起运动。其中，在回转装置17的回转轴线与进给架12均处于水平位置时，第一传感器15和第二传感器18分别感应第一弧形识别模块14和第二弧形识别模块19的相对端。

本实施例中，第一弧形识别模块14设置在固定竖直环板20朝向回转竖直环板13的一侧，第二弧形识别模块19设置在回转竖直环板13的外周面上。回转装置17的回转座30上朝向回转竖直环板13的一侧设有第一固定架16，第一传感器15和第二传感器18均设置第一固定架16上。

本实施例中，第一弧形识别模块14和第二弧形识别模块19在回转竖直环板13轴向上的投影抵接在一起，即第一传感器15和第二传感器18在回转竖直环板13的轴向上间隔布置，这样设计，可以减小第一固定架16的尺寸。

如图6所示，第一弧形识别模块14为焊接在固定竖直环板20上的第一弧形板，第一弧形板对应的圆心角为45°；如图4所示，第二弧形识别模块19为一体成型在回转竖直环板13上的第二弧形板，第二弧形板对应的圆心角为90°。

如图2至图4所示，回转竖直环板13朝向固定竖直环板20的一侧设有第三弧形识别模块22和第四弧形识别模块23，固定竖直环板20上设有用于感应第三弧形识别模块22的第三传感器25和用于感应第四弧形识别模块23的第四传感器26，即第三传感器25和第四传感器26固定不动。其中，在回转装置17的回转轴线与进给架12均处于水平位置时，第三传感器25和第四传感器26分别感应第三弧形识别模块22和第四弧形识别模块23的相对端。

本实施例中，第二通孔27的孔径小于第一通孔29的孔径，第三传感器25和第四传感器26均处于第一通孔29内。其中，第二通孔27内设有第二固定架24，第三传感器25和第四传感器26均设置在第二固定架24上。

如图4所示，第三弧形识别模块22和第四弧形识别模块23在回转竖直环板13径向上错位布置，且第三弧形识别模块22和第四弧形识别模块23在回转竖直环板13径向上的投影抵接在一起，即第三传感器25和第四传感器26在回转竖直环板13的径向上间隔布置。这样设计，可以减小第一固定架16的尺寸。

本实施例中，第三弧形识别模块22为通过固定螺钉28固定在回转竖直环板13上的第三弧形块，第三弧形块对应的圆心角为45°；第四弧形识别模块23为通过固定螺钉28固定在回转竖直环板13上的第四弧形块，第四弧形块对应的圆心角为90°。

本实施例中，四个弧形识别模块均与第二通孔27同轴。

本实施例中，四个传感器均为接近开关。在其他实施例中，四个传感器均为非接触式开关。

以图1的视角为例，在回转装置17的回转轴线与进给架12均处于水平位置时，第一传感器15和第二传感器18分别感应第一弧形识别模块14和第二弧形识别模块19的相对端；第三传感器25和第四传感器26分别感应第三弧形识别模块22和第四弧形识别模块23的相对端。

当第三传感器25无信号、第四传感器26有信号时，判定进给架12为仰角，即回转架和进给架12一起产生了顺时针转动，而第二弧形识别模块19也随之产生顺时针转动，此时，第一传感器15有信号，第二传感器18无信号；翻转机械手21抓取钻杆后跟随回转装置17顺时针转动，当第二传感器18重新感应到信号时，回转装置17的回转轴线平行于进给架12，回转装置可以驱动翻转机械手21将钻杆装入进给架12上的动力头上，此时，第一传感器15无信号。待钻杆装入完成后，翻转机械手21跟随回转装置17逆时针转动，当第一传感器15重新感应到信号时，回转装置17的回转轴线处于水平位置，翻转机械手21抓取新的钻杆，此时，第二传感器18无信号。

当第三传感器25有信号、第四传感器26无信号时，判定进给架12为俯角，即回转架和进给架12一起产生了逆时针转动，而第二弧形识别模块19也随之产生逆时针转动，此时，第一传感器15和第二传感器18均有信号；翻转机械手21抓取钻杆后跟随回转装置17逆时针转动，当第二传感器18不能感应到信号时，回转装置17的回转轴线平行于进给架12，回转装置可以驱动翻转机械手21将钻杆装入进给架12上的动力头上。待钻杆装入完成后，翻转机械手21跟随回转装置17顺时针转动，当第一传感器15不能感应到信号时，回转装置17的回转轴线处于水平位置，翻转机械手21抓取新的钻杆。

本实用新型通过第三传感器和第四传感器感应的信号变化来辅助识别进给架的仰、俯姿态，并通过第一传感器和第二传感器感应的信号变化调整回转装置与进给架的相对位置，从而利用回转装置上的翻转机械手快速准确地将钻杆输送到进给架上。

本实用新型钻机进给架姿态识别机构的实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，第一弧形识别模块设置在固定竖直环板朝向回转竖直环板的一侧，固定竖直环板仅在一侧设置有第一固定架，第一传感器和第二传感器共用第一固定架。本实施例中，第一弧形识别模块设置在固定竖直环板背向回转竖直环板的一侧，此时固定竖直环板的两侧均设有第一固定架，第一传感器和第二传感器分别设置在相应第一固定架上。

本实用新型钻机进给架姿态识别机构的实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，第一弧形识别模块和第二弧形识别模块在回转竖直环板轴向上的投影抵接在一起。本实施例中，第一弧形识别模块和第二弧形识别模块在回转竖直环板轴向上的投影未抵接在一起，但距离较小。

本实用新型钻机进给架姿态识别机构的实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，第二弧形识别模块一体成型在回转竖直环板的外周面上。本实施例中，第二弧形识别模块设置在回转竖直环板朝向固定竖直环板的一侧。在其他实施例中，第二弧形识别模块可以通过螺钉固定在回转竖直环板的外周面上。

本实用新型钻机进给架姿态识别机构的实施例5：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，第二通孔的孔径小于第一通孔的孔径，第三传感器和第四传感器均处于第一通孔内。本实施例中，第二通孔的孔径等于第一通孔的孔径，第三传感器和第四传感器设置在固定竖直环板朝向回转竖直环板的一侧。

本实用新型钻机进给架姿态识别机构的实施例6：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，固定竖直环板上设有第二固定架，第三传感器和第四传感器共用所述的第二固定架。本实施例中，固定竖直环板上沿其周向设置有两个第二固定架，第三传感器和第四传感器分别设置在相应第二固定架上。

本实用新型钻机进给架姿态识别机构的实施例7：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，第三弧形识别模块和第四弧形识别模块在回转竖直环板径向上的投影抵接在一起，第三、四弧形识别模块在回转竖直环板径向上错位布置。本实施例中，第三弧形识别模块和第四弧形识别模块在回转竖直环板径向上的投影未抵接在一起，但距离较小。在其他实施例中，第三弧形识别模块和第四弧形识别模块在回转竖直环板径向上的投影距离较远，此时第三、四弧形识别模块在回转竖直环板上可以处于同一圆上。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.钻机进给架姿态识别机构，其特征在于，包括机架、回转装置(17)和回转架，机架包括固定竖直环板(20)，固定竖直环板(20)具有第一通孔(29)，回转装置(17)可绕固定竖直环板(20)的外周面周向移动，回转装置(17)的驱动端设有翻转机械手(21)；回转架包括水平托架(11)和回转竖直环板(13)，水平托架(11)上固定有用于安装动力头的进给架(12)，回转竖直环板(13)与固定竖直环板(20)平行间隔布置，回转竖直环板(13)具有与第一通孔(29)同轴布置的第二通孔(27)；固定竖直环板(20)上设有第一弧形识别模块(14)，回转竖直环板(13)上设有第二弧形识别模块(19)，回转装置(17)上设有用于感应第一弧形识别模块(14)的第一传感器(15)和用于感应第二弧形识别模块(19)的第二传感器(18)；回转竖直环板(13)朝向固定竖直环板(20)的一侧设有第三弧形识别模块(22)和第四弧形识别模块(23)，固定竖直环板(20)上设有用于感应第三弧形识别模块(22)的第三传感器(25)和用于感应第四弧形识别模块(23)的第四传感器(26)，四个弧形识别模块均与第二通孔(27)同轴；在回转装置(17)的回转轴线与进给架(12)均处于水平位置时，第一、二传感器分别感应第一、二弧形识别模块的相对端，第三、四传感器分别感应第三、四弧形识别模块的相对端。

2.根据权利要求1所述的钻机进给架姿态识别机构，其特征在于，所述第一弧形识别模块(14)设置在固定竖直环板(20)朝向回转竖直环板(13)的一侧，回转装置(17)朝向回转竖直环板(13)的一侧设有第一固定架(16)，第一传感器(15)和第二传感器(18)共用所述的第一固定架(16)。

3.根据权利要求2所述的钻机进给架姿态识别机构，其特征在于，所述第一弧形识别模块(14)和第二弧形识别模块(19)在回转竖直环板(13)轴向上的投影抵接在一起。

4.根据权利要求2所述的钻机进给架姿态识别机构，其特征在于，所述第二弧形识别模块(19)一体成型在回转竖直环板(13)的外周面上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的钻机进给架姿态识别机构，其特征在于，所述第二通孔(27)的孔径小于第一通孔(29)的孔径，第三传感器(25)和第四传感器(26)均处于第一通孔(29)内。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的钻机进给架姿态识别机构，其特征在于，所述固定竖直环板(20)上设有第二固定架(24)，第三传感器(25)和第四传感器(26)共用所述的第二固定架(24)。

7.根据权利要求6所述的钻机进给架姿态识别机构，其特征在于，所述第三弧形识别模块(22)和第四弧形识别模块(23)在回转竖直环板(13)径向上的投影抵接在一起，第三、四弧形识别模块在回转竖直环板(13)径向上错位布置。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的钻机进给架姿态识别机构，其特征在于，四个弧形识别模块均通过固定螺钉(28)固定在相应竖直环板上。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的钻机进给架姿态识别机构，其特征在于，四个弧形识别模块均为弧形板或弧形块。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的钻机进给架姿态识别机构，其特征在于，四个传感器均为接近开关。

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