CN220378201U - 一种薄煤层多自由度钻孔机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于钻孔装备技术领域，涉及一种薄煤层多自由度钻孔机构，包括回转伸缩组件和钻进组件，摆线马达一带动回转减速机一转动，进而带动回转台体以及整个钻孔机构左右回转，大臂伸缩油缸带动伸缩臂内筒伸缩实现整个钻孔机构的行程补偿，俯仰油缸实现伸缩大臂的上下俯仰，微调油缸用于伸缩大臂的调平，摆线马达二转动带动钻机固定件及钻进组件左右回转，回转油缸转动，带动钻进组件摆动翻转，推进油缸一、推进油缸二带动液压钻机钻孔工作。通过控制各个油缸的相对运动角度和运动行程，能够在狭窄低矮巷道中多自由度调整钻进，体积小，重量轻，一机多用，减少设备在巷道内频繁的交叉进出，为煤矿安全、高效生产提供装备保障。

Description

一种薄煤层多自由度钻孔机构

技术领域

本实用新型属于钻孔装备技术领域，具体涉及一种薄煤层多自由度钻孔机构。

背景技术

在煤矿行业中，钻孔设备已经是井下的必须设备，因为受地质情况的影响，煤层中会经常出现断层，如果换道开采，会造成严重的浪费。

市面上已经存在并正在使用的钻孔设备，基本上在钻孔层高3m以上的大采高巷道中使用，设备机身大，重量重，适用性差，大大限制了钻孔设备的使用范围。而我国的薄煤层的储备量非常丰富，巷道端面较小，不能使用大型盾构机或掘进机等设备实施作业，作业效率底，施工成本高，存在安全隐患。

为了对这些薄煤层的煤进行合理高效开采，亟需研发一种在巷道高度2m以下的薄煤层巷道使用的打孔设备。

发明内容

为解决薄煤层巷道端面较小、作业效率底、施工成本高、存在安全隐患、不能使用大型设备实施作业问题，本实用新型的目的在于提供一种薄煤层多自由度钻孔机构.

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种薄煤层多自由度钻孔机构，包括回转伸缩组件和连接于回转伸缩组件上的钻进组件；

所述回转伸缩组件包括摆线马达一、回转减速机一、回转台体、伸缩大臂、俯仰油缸、微调油缸、回转油缸、回转油缸固定件，摆线马达一的输出轴与回转减速机一连接，回转台体固定安装于回转减速机一的上表面，回转台体的上部横向连接伸缩大臂的一端，伸缩大臂的底部通过俯仰油缸连接于回转台体的下部，伸缩大臂的另一端通过微调油缸与回转油缸固定件连接，回转油缸安装于回转油缸固定件上，回转油缸固定件的顶部连接有回转减速机二，回转减速机二与摆线马达二的输出轴连接，回转减速机二的顶部与钻进组件连接；

钻进组件包括钻机固定件、液压钻机、推进油缸一、推进油缸二、倍速链条、推进导向杆、液压油路块，液压油路块连接于钻机固定件上，钻机固定件的底部固定安装于回转减速机二的上端面，推进油缸一、推进油缸二安装于液压油路块的前端面上，液压油路块的前端面上还连接推进导向杆，推进油缸一与推进油缸二连接，推进油缸二通过倍速链条与液压钻机连接，液压钻机滑动连接于推进导向杆上。

进一步地，所述伸缩大臂包括伸缩臂外筒、伸缩臂内筒和大臂伸缩油缸，大臂伸缩油缸设置于伸缩外筒内，伸缩臂内筒通过大臂伸缩油缸与伸缩臂外筒连接，伸缩臂外筒的后端铰接连接于回转台体的上部，伸缩臂外筒的底部通过俯仰油缸连接于回转台体的下部，伸缩臂内筒的前端与微调油缸连接。

进一步地，所述摆线马达一带动回转减速机一转动，进而带动回转台体以及整个钻孔机构左右回转，大臂伸缩油缸带动伸缩臂内筒伸缩实现整个钻孔机构的行程补偿，俯仰油缸实现伸缩大臂的上下俯仰，微调油缸用于伸缩大臂的调平。

进一步地，所述摆线马达二转动带动回转减速机二转动，进而带动钻机固定件及钻进组件左右回转，回转油缸转动，带动与回转油缸固定件连接的钻进组件摆动翻转。

进一步地，所述钻进组件还包括前支撑油缸、前支撑组件，前支撑组件设置于钻机固定件的前方，前支撑组件与前支撑油缸连接，前支撑油缸用于将前支撑组件伸出或缩回以保护前部钻孔岩体。

进一步地，所述钻进组件还包括前顶撑油缸，前顶撑油缸设置于前支撑油缸下方，前顶撑油缸的前端连接有前顶撑部件连接，前顶撑油缸的后端连接导向杆，前顶撑部件套设于导向杆上，前顶撑油缸带动前顶撑部件沿导向杆前后移动。

进一步地，所述推进油缸一为第一级推进油缸，推进油缸二为第二级推进油缸，推进油缸一连接有液压油接头，液压油通过液压油接头进入推进油缸一，推进油缸一的进出油孔道与推进油缸二的进出油孔道连通，推进油缸一、推进油缸二带动液压钻机钻孔工作，实现液压钻机钻孔深度达1.8m。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的钻孔机构通过控制各个油缸的相对运动角度和运动行程，能够在狭窄低矮巷道中多自由度调整钻进，实现低矮巷道中的钻锚一体化，还可以配一些移动底盘实现远程控制，实现智能开采、远程开采。

本实用新型的钻孔机构体积小，重量轻，一机多用，且在狭窄巷道中能够灵活的调节角度，实现巷道端面孔的打钻。解决了目前钻孔设备只能对大采高巷道进行打孔作业的问题，填补了薄煤层打钻的一个空白。能大幅度减少设备在巷道内频繁的交叉进出，为煤矿安全、高效生产提供装备保障，对提升地方经济发展能力，加速产业进步均具有较高的应用价值和经济价值。

附图说明

图1是本实用新型薄煤层多自由度钻孔机构的整体结构示意图。

图2是本实用新型薄煤层多自由度钻孔机构的剖视图。

图3是本实用新型回转伸缩组件的结构示意图。

图4是本实用新型钻进组件的结构示意图。

图中，1、摆线马达一，2、回转减速机一，3、回转台体，4、伸缩臂外筒，5、俯仰油缸，6、伸缩臂内筒，7、微调油缸，8、回转油缸，9、回转油缸固定件，10、回转减速机二，11、摆线马达二，12、钻机固定件，13、液压钻机，14、推进油缸一，15、推进油缸二，16、倍速链条，17、大臂伸缩油缸，18、推进导向杆，19、液压油路块，20、前支撑油缸，21、前顶撑油缸，22、前支撑组件，23、前顶撑部件。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-4所示，一种薄煤层多自由度钻孔机构，包括回转伸缩组件和连接于回转伸缩组件上的钻进组件。

回转伸缩组件包括摆线马达一1、回转减速机一2、回转台体3、伸缩大臂、俯仰油缸5、微调油缸7、回转油缸8、回转油缸固定件9，摆线马达一1的输出轴与回转减速机一2连接，回转台体3固定安装于回转减速机一2的上表面，回转台体3的上部横向连接伸缩大臂的一端，伸缩大臂的底部通过俯仰油缸5连接于回转台体3的下部，伸缩大臂的另一端通过微调油缸7与回转油缸固定件9连接，回转油缸8安装于回转油缸固定件9上，回转油缸固定件9的顶部连接有回转减速机二10，回转减速机二10与摆线马达二11的输出轴连接，回转减速机二10的顶部与钻进组件连接。摆线马达二11转动带动回转减速机二10转动，进而带动钻机固定件12及钻进组件左右回转，回转油缸8转动，带动与回转油缸固定件9连接的钻进组件摆动翻转。

本实用新型的一个优选实施方式中，伸缩大臂包括伸缩臂外筒4、伸缩臂内筒6和大臂伸缩油缸17，大臂伸缩油缸17设置于伸缩外筒4内，伸缩臂内筒6通过大臂伸缩油缸17与伸缩臂外筒4连接，伸缩臂外筒4的后端铰接连接于回转台体3的上部，伸缩臂外筒4的底部通过俯仰油缸5连接于回转台体3的下部，伸缩臂内筒6的前端与微调油缸7连接。摆线马达一1带动回转减速机一2转动，进而带动回转台体3以及整个钻孔机构左右回转，大臂伸缩油缸17带动伸缩臂内筒6伸缩实现整个钻孔机构的行程补偿，俯仰油缸5实现伸缩大臂的上下俯仰，微调油缸7用于伸缩大臂的调平。

钻进组件包括钻机固定件12、液压钻机13、推进油缸一14、推进油缸二15、倍速链条16、推进导向杆18、液压油路块19，液压油路块19连接于钻机固定件12上，钻机固定件12的底部固定安装于回转减速机二10的上端面，推进油缸一14、推进油缸二15安装于液压油路块19的前端面上，液压油路块19的前端面上还连接推进导向杆18，推进油缸一14与推进油缸二15连接，推进油缸二15通过倍速链条16与液压钻机13连接，液压钻机13滑动连接于推进导向杆18上。

推进油缸一14为第一级推进油缸，推进油缸二15为第二级推进油缸，推进油缸一14连接有液压油接头，液压油通过液压油接头进入推进油缸一14，推进油缸一14的进出油孔道与推进油缸二15的进出油孔道连通，液压油通入后，推进油缸一14、推进油缸二15同时推进，推进油缸二15连接倍速链条16，倍速链条16连接液压钻机13，带动液压钻机13沿推进导向杆18向前快速推进钻孔，实现液压钻机13钻孔深度达1.8m。

钻进组件还包括前支撑油缸20、前支撑组件22，前支撑组件22设置于钻机固定件12的前方，前支撑组件22与前支撑油缸20连接，前支撑油缸20用于将前支撑组件22伸出或缩回以保护前部钻孔岩体。

钻进组件还包括前顶撑油缸21，前顶撑油缸21设置于前支撑油缸20下方，前顶撑油缸21的前端连接有前顶撑部件23连接，前顶撑油缸21的后端连接导向杆，前顶撑部件23套设于导向杆上，保证油缸平顺运行，前顶撑油缸21带动前顶撑部件23沿导向杆前后移动，当液压钻机在钻孔工作时，前顶撑部件23伸出后顶住钻孔区域，保护钻机钻孔时的稳定推进。

摆线马达一1动作，带动整个钻孔机构实现左右回转角度调整；俯仰油缸5动作，带动伸缩大臂及钻进组件实现俯仰角度调整；微调油缸7动作，带动回转油缸固定件9及钻进组件实现与伸缩大臂的调平；回转油缸8动作，带动回转油缸固定件9及钻进组件转动，实现钻进组件的摆动翻转；摆线马达二11动作，带动钻进组件左右回转；推进油缸一14、推进油缸二15动作，带动液压钻机13推进钻孔；大臂伸缩油缸17动作，带动伸缩臂内筒6及钻进组件伸缩，对钻进组件进行行程补偿；前支撑油缸20动作，带动前支撑组件22伸出或缩回保护前部钻孔岩体；前顶撑油缸21动作，带动前顶撑部件23伸出或缩回顶住钻孔区域，保护钻机钻孔时的稳定推进。

本实用新型是结合以往的钻孔设备，并对薄煤层巷道实地环境进行探查，通过对结构件材质的细致选型，对油缸动作时严谨地受力分析，并对结构件尺寸进行细化，进而研制出的一款薄煤层多自由度钻孔机构。本实用新型的钻孔机构一次钻孔深度可达1.8米，钻孔机构全部展开可达2.8米，钻孔直径为20-50mm，是一种集钻爆破孔、打锚杆锚索孔为一体的薄煤层多自由度钻孔机构。钻臂俯仰变幅角度为升17°降13°，钻臂回转角度左12°右11°，回转油缸可使钻进组件实现±180°的摆动翻转，钻臂伸缩有513mm的补偿行程。

本实用新型的钻孔机构，体积小，重量轻，一机多用，且在狭窄巷道中能够灵活的调节角度，实现巷道端面孔的打钻。以减少设备在巷道内频繁的交叉进出，为煤矿安全、高效生产提供装备保障。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (7)

1.一种薄煤层多自由度钻孔机构，其特征在于，包括回转伸缩组件和连接于回转伸缩组件上的钻进组件；

所述回转伸缩组件包括摆线马达一、回转减速机一、回转台体、伸缩大臂、俯仰油缸、微调油缸、回转油缸、回转油缸固定件，摆线马达一的输出轴与回转减速机一连接，回转台体固定安装于回转减速机一的上表面，回转台体的上部横向连接伸缩大臂的一端，伸缩大臂的底部通过俯仰油缸连接于回转台体的下部，伸缩大臂的另一端通过微调油缸与回转油缸固定件连接，回转油缸安装于回转油缸固定件上，回转油缸固定件的顶部连接有回转减速机二，回转减速机二与摆线马达二的输出轴连接，回转减速机二的顶部与钻进组件连接；

钻进组件包括钻机固定件、液压钻机、推进油缸一、推进油缸二、倍速链条、推进导向杆、液压油路块，液压油路块连接于钻机固定件上，钻机固定件的底部固定安装于回转减速机二的上端面，推进油缸一、推进油缸二安装于液压油路块的前端面上，液压油路块的前端面上还连接推进导向杆，推进油缸一与推进油缸二连接，推进油缸二通过倍速链条与液压钻机连接，液压钻机滑动连接于推进导向杆上。

2.如权利要求1所述的薄煤层多自由度钻孔机构，其特征在于，所述伸缩大臂包括伸缩臂外筒、伸缩臂内筒和大臂伸缩油缸，大臂伸缩油缸设置于伸缩外筒内，伸缩臂内筒通过大臂伸缩油缸与伸缩臂外筒连接，伸缩臂外筒的后端铰接连接于回转台体的上部，伸缩臂外筒的底部通过俯仰油缸连接于回转台体的下部，伸缩臂内筒的前端与微调油缸连接。

3.如权利要求2所述的薄煤层多自由度钻孔机构，其特征在于，所述摆线马达一带动回转减速机一转动，进而带动回转台体以及整个钻孔机构左右回转，大臂伸缩油缸带动伸缩臂内筒伸缩实现整个钻孔机构的行程补偿，俯仰油缸实现伸缩大臂的上下俯仰，微调油缸用于伸缩大臂的调平。

4.如权利要求1所述的薄煤层多自由度钻孔机构，其特征在于，所述摆线马达二转动带动回转减速机二转动，进而带动钻机固定件及钻进组件左右回转，回转油缸转动，带动与回转油缸固定件连接的钻进组件摆动翻转。

5.如权利要求1所述的薄煤层多自由度钻孔机构，其特征在于，所述钻进组件还包括前支撑油缸、前支撑组件，前支撑组件设置于钻机固定件的前方，前支撑组件与前支撑油缸连接，前支撑油缸用于将前支撑组件伸出或缩回以保护前部钻孔岩体。

6.如权利要求1所述的薄煤层多自由度钻孔机构，其特征在于，所述钻进组件还包括前顶撑油缸，前顶撑油缸设置于前支撑油缸下方，前顶撑油缸的前端连接有前顶撑部件连接，前顶撑油缸的后端连接导向杆，前顶撑部件套设于导向杆上，前顶撑油缸带动前顶撑部件沿导向杆前后移动。

7.如权利要求1-6任一所述的薄煤层多自由度钻孔机构，其特征在于，所述推进油缸一为第一级推进油缸，推进油缸二为第二级推进油缸，推进油缸一连接有液压油接头，液压油通过液压油接头进入推进油缸一，推进油缸一的进出油孔道与推进油缸二的进出油孔道连通，推进油缸一、推进油缸二带动液压钻机钻孔工作，实现液压钻机钻孔深度达1.8m。