一种掘进钻车用自动换杆装置的制作方法

本发明涉及掘进钻车辅助机构领域，具体说是一种掘进钻车用自动换杆装置。

背景技术：

在隧道掘进施工、采矿施工过程中，打中深孔是一种非常实用的隧道超前地质预报手段，力图在施工前掌握前方的岩土体结构、性质、状态，以及地下水、瓦斯等的赋存情况、地应力情况等地质信息，为进一步的掘进施工提供指导，以避免施工过程中发生涌水、瓦斯突出、岩爆、大变形等地质灾害保证施工的安全和顺利进行。

目前，掘进钻车是隧道施工打中深孔的常用工程设备，掘进钻车有多种，比如凿岩台车、锚杆台车、采矿台车等，现有的掘进钻车在日常施工过程中，需要频繁的人工来安装或拆卸钻孔用的钻杆，自动化程度低下，钻杆更换效率偏低，工人的劳动强度较大，并且工人人身安全也得不到保证，不利于安全施工的进行，因此，设计一种能够克服上述问题的自动换杆设备显得尤为必要。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于克服背景技术中所描述的缺陷，从而实现一种钻杆更换效率高、工人劳动强度较小、保障工人人身安全的掘进钻车用自动换杆装置。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种掘进钻车用自动换杆装置，包括连接座、钻杆库、主摆动机构、副摆动机构、夹杆油缸和夹杆臂，所述钻杆库通过连接座固定设置于掘进钻车的推进梁侧部，所述钻杆库用于储存钻杆；所述主摆动机构平行设置于所述钻杆库的下部，所述副摆动机构固定设置于主摆动机构上；所述夹杆臂可拆卸设置于副摆动机构两端，且夹杆油缸固定设置于夹杆臂上一侧，夹杆油缸伸出后配合夹杆臂来顶紧钻杆，所述夹杆臂用于勾取钻杆库中的钻杆或掘进钻车上拆卸下来的钻杆；所述主摆动机构用于把副摆动机构翻转运送到掘进钻车推进梁上的设定位置或把副摆动机构运送回钻杆库；所述副摆动机构用于把夹杆臂上的钻杆运送到掘进钻车推进梁的钻机上或把钻机上拆卸下来的钻杆运送回掘进钻机推进梁上的设定位置；所述夹杆油缸外接液压驱动设备。

作为本发明的优选技术方案，所述钻杆库包括钻杆库芯轴、钻杆卡盘和钻杆库摆动油缸，所述钻杆库芯轴一端通过轴承固定设置于连接座上，另一端与连接座上固定的钻杆库摆动油缸固定连接，所述钻杆卡盘套装于钻杆库芯轴上，所述钻杆库芯轴和钻杆卡盘在钻杆库摆动油缸的驱动下可以正反转动，所述钻杆库摆动油缸外接液压驱动设备；所述钻杆卡盘数量不少于两个，且钻杆卡盘同轴套装于钻杆库芯轴上，所述钻杆卡盘上圆周均布设置有与钻杆直径相匹配的钻杆卡槽，掘进钻车的钻杆卡装于钻杆卡槽内。

作为本发明的优选技术方案，所述主摆动机构包括主摆动轴和主摆动油缸，所述主摆动轴一端通过轴承固定设置于连接座上，另一端与连接座上固定的主摆动油缸固定连接，所述主摆动轴在主摆动油缸驱动下可以正反转动，且主摆动油缸外接液压驱动设备。

作为本发明的优选技术方案，所述副摆动机构包括支撑板、副摆动轴和副摆动油缸，所述副摆动轴一端通过支撑板固定设置于所述主摆动机构上，所述副摆动轴另一端与副摆动油缸固定连接，所述副摆动油缸通过支撑板固定设置于主摆动机构上，所述副摆动轴在副摆动油缸驱动下可以正反转动，且副摆动油缸外接液压驱动设备。

作为本发明的优选技术方案，所述夹杆臂为顶部带弯钩的l形架板，且所述夹杆臂套装设置于副摆动轴两端上，所述夹杆油缸设置于夹杆臂顶部弯钩的正下方；所述夹杆臂通过螺栓固定设置于副摆动轴上，可根据需要调节夹杆臂绕副摆动轴的倾斜角度。

本发明的掘进钻车用自动换杆装置的工作原理：

当掘进钻车的推进梁上的钻机需要更换钻杆时，钻机在推进梁上滑动至本装置的主摆动油缸处，同时钻杆库转动到待取钻杆位置，当钻机到达主摆动油缸附近设定位置，主摆动机构摆动设定角度带动副摆动机构接近钻杆库，然后副摆动机构摆动设定角度带动夹杆油缸和夹杆臂到达待抓取钻杆位置，然后夹杆油缸伸出，配合夹杆臂夹紧钻杆，然后副摆动机构摆动设定角度带动夹杆油缸、夹杆臂和被夹紧的钻杆转动到设定位置，然后主摆动机构摆动设定角度带动副摆动机构、夹杆油缸、夹杆臂6和被夹紧的钻杆转动到推进梁上设定位置，以便连接钻杆，钻杆之间是螺纹连接，钻机本身带有旋转功能，此时，钻机旋转从而实现新换钻杆和原钻杆的自动连接拧紧；拆卸钻杆与上述更换安装钻杆的过程相反，再次不再赘述。

本发明的掘进钻车用自动换杆装置的有益效果：

1.本发明的掘进钻车用自动换杆装置，能够自动完成掘进钻机在钻中深孔时的更换钻杆操作，避免了人工手动换杆，换杆效率大大提高，从而显著缩短了掘进钻车打孔的工作时间，提高施工效率。

2.本发明的掘进钻车用自动换杆装置，大大降低了工人的劳动强度，并且保障了工人的人身安全，提高了施工的安全性，促进了安全生产。

附图说明

图1是本发明的掘进钻车用自动换杆装置的结构示意图之一；

图2是本发明的掘进钻车用自动换杆装置的结构示意图之二；

图3是本发明的掘进钻车用自动换杆装置的安装结构示意图。

图中：1-连接座，2-钻杆库，201-钻杆库芯轴，202-钻杆卡盘，203-钻杆库摆动油缸，3-主摆动机构，301-主摆动轴，302-主摆动油缸，4-副摆动机构，401-支撑板，402-副摆动轴，403-副摆动油缸，5-夹杆油缸，6-夹杆臂，601-弯钩，7-推进梁，8-钻杆，9-钻机。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体的实施方式对本发明的掘进钻车用自动换杆装置做更加详细的描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

本发明的掘进钻车用自动换杆装置，包括连接座1、钻杆库2、主摆动机构3、副摆动机构4、夹杆油缸5和夹杆臂6，所述钻杆库2通过连接座1固定设置于掘进钻车的推进梁7侧部，所述钻杆库2用于储存钻杆；所述主摆动机构3平行设置于所述钻杆库2的下部，所述副摆动机构4固定设置于主摆动机构3上；所述夹杆臂6可拆卸设置于副摆动机构4两端，且夹杆油缸5固定设置于夹杆臂6上一侧，夹杆油缸5伸出后配合夹杆臂6来顶紧钻杆8，所述夹杆臂6用于勾取钻杆库2中的钻杆8或掘进钻车上拆卸下来的钻杆；所述主摆动机构3用于把副摆动机构4翻转运送到掘进钻车的推进梁7上的设定位置或把副摆动机构4运送回钻杆库2；所述副摆动机构4用于把夹杆臂6上的钻杆8运送到掘进钻车推进梁7的钻机9上或把钻机9上拆卸下来的钻杆运送回掘进钻机推进梁7上的设定位置；所述夹杆油缸5外接液压驱动设备。

所述钻杆库2包括钻杆库芯轴201、钻杆卡盘202和钻杆库摆动油缸203，所述钻杆库芯轴201一端通过轴承固定设置于连接座1上，另一端与连接座1上固定的钻杆库摆动油缸203固定连接，所述钻杆卡盘202套装于钻杆库芯轴201上，所述钻杆库芯轴201和钻杆卡盘202在钻杆库摆动油缸203的驱动下可以正反转动，所述钻杆库摆动油缸203外接液压驱动设备；所述钻杆卡盘202数量为两个，且钻杆卡盘202同轴套装于钻杆库芯轴201上，所述钻杆卡盘202上圆周均布设置有与钻杆8直径相匹配的钻杆卡槽，掘进钻车的钻杆8卡装于钻杆卡槽内。

所述主摆动机构3包括主摆动轴301和主摆动油缸302，所述主摆动轴301一端通过轴承固定设置于连接座1上，另一端与连接座1上固定的主摆动油缸302固定连接，所述主摆动轴301在主摆动油缸302驱动下可以正反转动，且主摆动油缸302外接液压驱动设备。

所述副摆动机构4包括支撑板401、副摆动轴402和副摆动油缸403，所述副摆动轴402一端通过支撑板401固定设置于所述主摆动机构3上，所述副摆动轴402另一端与副摆动油缸403固定连接，所述副摆动油缸403通过支撑板401固定设置于主摆动机构3上，所述副摆动轴402在副摆动油缸403驱动下可以正反转动，且副摆动油缸403外接液压驱动设备。

所述夹杆臂6为顶部带弯钩601的l形架板，且所述夹杆臂6套装设置于副摆动轴402两端上，所述夹杆油缸5设置于夹杆臂6顶部弯钩601的正下方；所述夹杆臂6通过螺栓固定设置于副摆动轴402上，可根据需要调节夹杆臂6绕副摆动轴402的倾斜角度。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。