本实用新型涉及钻机技术领域，特别涉及一种全自动坑道钻机。
背景技术：
坑道钻机通常专门用于地下坑道的钻进，可以用于钻进瓦斯抽排放孔、注浆灭火孔、煤层注水孔、地质探查孔等相关工程用孔，广泛地应用于地质勘探、煤矿瓦斯开采、水力发电等行业。
以钻进瓦斯抽排放孔为例，在开采煤矿井下的瓦斯时通常利用坑道钻机钻取瓦斯抽排放孔。在通常情况下，瓦斯是无色无味的气体，从煤岩层的暴露面、采落的煤炭或坑道裂缝中涌出，当某一密闭的坑道中的瓦斯浓度达到一定值时，极易发生爆炸，故瓦斯的开采过程具有较高的危险性。
然而，现有的坑道钻机在钻取瓦斯抽排放孔的过程中，通常离不开操作人员在煤岩巷道中直接操作，在较深的矿井下进行现场作业，由于无法实现自动化，导致现场操作人员的生命安全受到严重威胁。
因此，如何解决使坑道钻机实现自动化作业的问题，是本领域技术亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种全自动坑道钻机，能够实现自动化作业。
其具体方案如下：
本实用新型所提供的全自动坑道钻机，包括工作台、钻杆和钻杆主驱装置，还包括：
安装于所述工作台顶部的支撑座；
与所述钻杆主驱装置的底部相连且安装于所述支撑座上、用于引导所述钻杆主驱装置移动的导向装置；
固定于所述导向装置的一端、用于夹紧或松开所述钻杆的前夹持器；所述前夹持器的外周设有与所述导向装置相连、用于驱动所述前夹持器转动的转动驱动装置；
位于所述钻杆主驱装置与所述前夹持器之间且固定于所述导向装置的端部、用于夹紧或松开所述钻杆的后夹持器；
安装于所述支撑座的外侧、用于向所述后夹持器装卸所述钻杆的机械臂；设于所述支撑座靠近所述机械臂一侧的端部、用于存储所述钻杆并调节所述钻杆位置的钻杆调节箱；
安装于所述工作台底部、用于带动所述工作台移动的行走装置。
优选地，所述支撑座包括：两个分别位于所述导向装置两侧的第一支撑座和第二支撑座，其中，所述第二支撑座的外侧与所述机械臂相连。
优选地，还包括：
安装于所述支撑座上、用于驱动所述支撑座升降的升降装置。
优选地，所述升降装置包括：
安装于所述第一支撑座上、用于驱动所述第一支撑座升降的第一升降驱动部；
安装于所述第一支撑座上、用于引导所述第一支撑座升降的第一立柱；
安装于所述第二支撑座上、用于驱动所述第二支撑座与所述第一支撑座同步升降的第二升降驱动部；
安装于所述第二支撑座上、用于引导所述第二支撑座升降的第二立柱。
优选地，还包括：
穿过所述支撑座远离所述机械臂的一侧且与所述导向装置的底部相连、用于驱动所述导向装置翻转的翻转装置。
优选地，所述翻转装置包括：
安装于所述第一支撑座和所述第二支撑座之间的翻转轴；
安装于所述第一支撑座外侧且与所述翻转轴相连、用于驱动所述翻转轴转动的翻转驱动部；
位于所述第一支撑座和所述第二支撑座之间且与所述翻转轴相连、与所述导向装置的底部相连并用于带动所述导向装置实现翻转的翻转臂。
优选地，所述机械臂包括：
用于夹持所述钻杆的伸缩臂；所述伸缩臂的活动端设有固定卡瓦；
安装于所述伸缩臂上、用于配合所述固定卡瓦夹持所述钻杆的辅助转臂；所述辅助转臂的活动端设有铰接于所述固定卡瓦的活动卡瓦；
与所述伸缩臂相连、用于将夹持的所述钻杆翻转至所述后夹持器中的第一转臂；
与所述第一转臂垂直相连、用于调整所夹持的钻杆中心轴线的倾斜角度的第二转臂。
设于所述第二转臂与所述翻转轴之间、用于检测所述翻转轴翻转角度的角度检测装置。
优选地，所述钻杆调节箱包括：
用于存储若干所述钻杆的钻杆存储箱；
穿过所述钻杆存储箱的底部、用于引导并驱动所述钻杆存储箱移动的钻杆导向部；
一侧铰接于所述支撑座靠近所述机械臂一侧且与所述钻杆导向部的两端相连、用于支撑所述钻杆导向部的钻杆托架；
设于所述钻杆托架远离所述机械臂一侧的边沿与所述支撑座之间、用于驱动所述钻杆托架转动的角度调节部。
优选地，还包括：
位于所述工作台两端且安装于所述工作台顶部和底部、用于稳固所述全自动坑道钻机的稳固装置。
优选地，还包括：
设于所述工作台与所述翻转装置之间、用于驱动所述翻转装置旋转的旋转装置。
相对于背景技术，本实用新型所提供的全自动坑道钻机包括工作台、钻杆和钻杆主驱装置，还包括安装于所述工作台顶部的支撑座；与所述钻杆主驱装置的底部相连且安装于所述支撑座上、用于引导所述钻杆主驱装置移动的导向装置；固定于所述导向装置的一端、用于夹紧或松开所述钻杆的前夹持器；所述前夹持器的外周设有与所述导向装置相连、用于驱动所述前夹持器转动的转动驱动装置；位于所述钻杆主驱装置与所述前夹持器之间且固定于所述导向装置的端部、用于夹紧或松开所述钻杆的后夹持器；安装于所述支撑座的外侧、用于向所述后夹持器装卸所述钻杆的机械臂；设于所述支撑座靠近所述机械臂一侧的端部、用于存储所述钻杆并调节所述钻杆位置的钻杆调节箱；安装于所述工作台底部的行走装置；其中，所述钻杆包括与所述钻杆主驱装置相连且安装于所述后夹持器上的第一钻杆和与所述第一钻杆相连且安装于所述前夹持器上的第二钻杆。
当所述前夹持器与所述后夹持器均处于打开时，所述机械臂将所述钻杆从所述钻杆调节箱搬移至所述后夹持器中，所述机械臂松开所夹持的钻杆，自然位于所述后夹持器中的所述钻杆便成为所述第一钻杆；
所述后夹持器夹紧所述第一钻杆，启动所述钻杆主驱装置，所述钻杆主驱装置正转，同时所述钻杆主驱装置沿所述导向装置靠近所述第一钻杆，直至所述钻杆主驱装置与所述第一钻杆连为一体时，所述钻杆主驱装置停止移动；
松开所述后夹持器，所述钻杆主驱装置继续带动所述第一钻杆向所述前夹持器靠近，直至所述第一钻杆完全进入所述前夹持器中时，所述钻杆主驱装置停止移动，同时所述前夹持器夹紧所述第一钻杆；
再次启动所述钻杆主驱装置，所述钻杆主驱装置反转，同时所述钻杆主驱装置沿所述导向装置远离所述前夹持器，所述钻杆主驱装置与所述第一钻杆脱离连接，直至所述钻杆主驱装置复位，此时所述第一钻杆便成为所述第二钻杆；
所述机械臂继续从所述钻杆调节箱中夹持所述钻杆放至所述后夹持器中，自然放入所述后夹持器夹紧的所述钻杆便又成为所述第一钻杆；
所述后夹持器夹紧所述第一钻杆，同时再启动所述钻杆主驱装置，所述钻杆主驱装置正转，同时所述钻杆主驱装置沿所述导向装置靠近所述第一钻杆，直至所述钻杆主驱装置与所述第一钻杆连为一体时，所述钻杆主驱装置停止移动；
关闭所述钻杆主驱装置，所述钻杆主驱装置停止转动；所述后夹持器松开所述第一钻杆；
再启动所述钻杆主驱装置，所述钻杆主驱装置正转，带动所述第一钻杆正转，同时所述钻杆主驱装置带动所述第一钻杆沿所述导向装置靠近所述第二钻杆，直至所述第一钻杆与所述第二钻杆连为一体，所述钻杆主驱装置停止移动；所述前夹持器松开所述第二钻杆；
这样便自动完成了所述钻杆的安装；
所述钻杆主驱装置继续带动所述第一钻杆和所述第二钻杆正转，同时所述钻杆主驱装置带动所述第一钻杆和所述第二钻杆继续沿所述导向装置移动，直至所述第一钻杆和所述第二钻杆钻入地层，此时，所述第一钻杆进入所述前夹持器中，所述钻杆主驱装置停止转动；
所述前夹持器夹紧移动至其中的所述第一钻杆，所述钻杆主驱装置反转，同时所述钻杆主驱装置沿所述导向装置远离所述前夹持器，直至复位，自然所述钻杆主驱装置与所述第一钻杆脱离连接，也即所述钻杆主驱装置与所述钻杆脱离连接，此时所述钻杆便停留在地层中；
重复上述动作，这样便自动完成地层中的下钻动作，使坑道实现自动打孔。
相应地，当所述钻杆停留在地层中时，启动所述钻杆主驱装置，所述钻杆主驱装置正转，同时所述钻杆主驱装置沿所述导向装置向地表中的所述钻杆靠近，直至所述钻杆主驱装置与所述钻杆连为一体，所述钻杆随所述钻杆主驱装置在地层中转动；
所述钻杆主驱装置沿所述导向装置向远离地层的方向移动，所述钻杆主驱装置将所述钻杆从地层中带离，直至所述钻杆的第一钻杆进入所述后夹持器中，所述第二钻杆进入所述前夹持器中，所述钻杆主驱装置停止移动，同时所述钻杆主驱装置停止转动；
所述前夹持器夹紧所述第二钻杆，所述后夹持器夹紧所述第一钻杆；
启动所述转动驱动装置，所述前夹持器相对于所述钻杆主驱装置正转方向反向转动，所述第二钻杆相对于所述第一钻杆反向转动，直至所述第二钻杆与所述第一钻杆实现轻微松开状态，停止所述转动驱动装置，所述前夹持器停止转动；
所述后夹持器松开所述第一钻杆，再启动所述钻杆主驱装置，所述钻杆主驱装置反转，同时所述钻杆主驱装置沿所述导向装置向远离所述前夹持器的方向移动，直至所述第一钻杆与所述第二钻杆脱离连接，所述钻杆主驱装置停止移动，所述钻杆主驱装置停止转动；
所述钻杆主驱装置继续沿所述导向装置向远离所述前夹持器的方向略微移动一段距离后停止，所述后夹持器再夹紧所述第一钻杆，再启动所述钻杆主驱装置，所述钻杆主驱装置反转，同时所述钻杆主驱装置继续沿所述导向装置向远离所述前夹持器的方向移动，直至所述钻杆主驱装置与所述第一钻杆脱离连接，所述钻杆主驱装置停止转动；
所述钻杆主驱装置继续沿所述导向装置向远离所述前夹持器的方向略微移动一段距离后停止；所述机械臂夹持所述第一钻杆，同时所述后夹持器松开所述第一钻杆，所述机械臂便可将所述第一钻杆放入所述钻杆调节箱中；
启动所述钻杆主驱装置，所述钻杆主驱装置正转，同时所述钻杆主驱装置沿所述导向装置向靠近所述前夹持器的方向移动，直至所述钻杆主驱装置与所述第二钻杆连为一体，所述钻杆主驱装置停止转动，所述钻杆主驱装置停止移动；
所述前夹持器松开所述第二钻杆，所述钻杆主驱装置沿所述导向装置向远离所述前夹持器的方向移动，直至所述第二钻杆移动至所述后夹持器，此时所述第二钻杆便变为所述第一钻杆，重复上述动作，使变成所述第一钻杆的第二钻杆与所述钻杆主驱装置脱离连接，从而方便机械臂将其搬运至所述钻杆调节箱中；
重复上述动作，这样便自动完成起钻动作，使坑道实现自动起钻。
由于所述行走装置安装在所述工作台底部，而各个关键零部件安装在所述工作台，为本申请所述提供的全自动坑道钻机的自动移动提供了可能。
本实用新型所提供的全自动坑道钻机不仅可以实现下钻和起钻的自动化，而且还可以实现自主移动，完全摆脱人员进入坑道的可能，在一定程度上有效地保证人员的生命财产安全，因此，本实用新型所提供的全自动坑道钻机能够实现自动化作业。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种具体实施例所提供全自动坑道钻机的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的主视图；
图4为图1的左视图；
图5为图1的右视图；
图6为图1中全自动坑道钻机的导向装置、钻杆主驱装置、前夹持器和后夹持器的总装主视图；
图7为图6的俯视图；
图8为图6的侧视图；
图9为图1中全自动坑道钻机的前夹持器的结构示意图；
图10为图1中全自动坑道钻机的后夹持器的结构示意图；
图11为图1中全自动坑道钻机的机械臂的结构示意图；
图12为图1中全自动坑道钻机的支撑座、升降装置及翻转装置的结构示意图。
附图标记如下：
工作台1、钻杆2、钻杆主驱装置3、支撑座4、导向装置5、前夹持器6、后夹持器7、升降装置8、翻转装置9、机械臂10、钻杆调节箱11、行走装置12、稳固装置13和旋转装置14；
第一钻杆21和第二钻杆22；
第一支撑座41和第二支撑座42；
转动驱动装置60、支撑底座61、第一支撑转座62、第二支撑转座63、前支撑架64、第一前卡瓦动力块65、第二前卡瓦动力块66和转动轴67；
支撑板71、后支撑架72、第一后卡瓦动力块73和第二后卡瓦动力块74；
第一升降驱动部81、第一立柱82、第二升降驱动部83和第二立柱84；
翻转轴91、翻转驱动部92和翻转臂93；
伸缩臂101、固定卡瓦102、辅助转臂103、活动卡瓦104、第一转臂105、第二转臂106和角度检测装置107；
第一摆动液压缸1051和第一旋转支撑杆1052；
第二摆动液压缸1061和第二旋转支撑架1062；
钻杆存储箱111、钻杆导向部112、钻杆托架113和角度调节部114；
上稳固装置131和下稳固装置132。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
请参考图1至图5，图1为本实用新型一种具体实施例所提供全自动坑道钻机的结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为图1的主视图；图4为图1的左视图；图5为图1的右视图。
本实用新型实施例公开了一种全自动坑道钻机，包括工作台1、钻杆2、钻杆主驱装置3、支撑座4、导向装置5、前夹持器6、后夹持器7和转动驱动装置60，还包括升降装置8、翻转装置9、机械臂10、钻杆调节箱11、行走装置 12、稳固装置13和旋转装置14。
其中，工作台1大致呈矩形，主要用于支撑其他部件。
钻杆2用于钻进地层，以便获得钻孔。钻杆2包括第一钻杆21和第二钻杆22。
第一钻杆21安装于后夹持器7中，与钻杆主驱装置3相连；第二钻杆22安装于前夹持器6中，与第一钻杆21相连。值得注意的是，鉴于第一钻杆21和第二钻杆22均可由机械臂10在钻杆调节箱11和后夹持器7之间实现装卸，故第一钻杆21和第二钻杆22完全相同，唯一的区别之处在于，第一钻杆21和第二钻杆22的位置不同，二者可以相互转换。在该具体实施例中，第一钻杆21的一端设有圆锥型螺纹凸起，另一端设有圆锥形螺纹凹槽，自然，圆锥形螺纹凸起的外径与圆锥形螺纹凹槽的内径一致，以便实现第一钻杆21和第二钻杆22 的连接。当然，上述凸起或凹槽的外观不限于圆锥形，也可以是圆柱形，并不影响实现本实用新型的目的。
钻杆主驱装置3主要用于驱动钻杆2钻进或退出地层。在该具体实施例中，钻杆主驱装置3的驱动方式为液压驱动，当然，也可以是电动或气动等方式，并不影响实现本实用新型的目的。钻杆主驱装置3的端部设有与钻杆2外径相同的柱状形伸出端，该柱状伸出端也设有与钻杆2相配合的圆锥形螺纹凸起，以便钻杆主驱装置3与钻杆2连为一体。重要的是，钻杆主驱装置3能够在双向液压马达的驱动下实现正反转。在钻杆主驱装置3的底部安装有导向靴，以便导向靴骑在导向装置5，另外，在导向靴上安装有液压推进油缸，以便液压推进油缸驱动导向靴带动钻杆主驱装置3沿导向装置5移动。在钻杆主驱装置3的外端还设有水辩装置，以便在钻孔的过程中向地层输入水或风，及时冷却钻杆2，并排出钻孔过程中排出的渣屑，提升钻孔效率。
支撑座4安装在工作台1的上表面，大致位于工作台1的正中间。在该具体实施例中，支撑座4包括第一支撑座41和第二支撑座42。第一支撑座41与第二支撑座42的构造大致相同，且分别位于导向装置5的两侧，其中，第二支撑座 42的外侧与机械臂10相连。
请参考6至图12，图6为图1中全自动坑道钻机的导向装置、钻杆主驱装置、前夹持器和后夹持器的总装主视图；图7为图6的俯视图；图8为图6的侧视图；图9为图1中全自动坑道钻机的前夹持器的结构示意图；图10为图1中全自动坑道钻机的后夹持器的结构示意图；图11为图1中全自动坑道钻机的机械臂的结构示意图；图12为图1中全自动坑道钻机的支撑座、升降装置及翻转装置的结构示意图。
导向装置5与钻杆主驱装置3相连，安装于支撑座4上，主要用于引导钻杆主驱装置3移动。在该具体实施例中，导向装置5在其长度方向上的横截面大致呈矩形环状结构，相应地，钻杆主驱装置3底部的导向靴的横截面大致呈倒 U型，骑坐在导向装置5的顶部，同时在该倒U型导向靴的内侧壁与导向装置5 的两侧之间设有用于引导该倒U型导向靴滑行的燕尾型滑轨与滑块，当然，也可以是方形或V型等其他形状的滑轨与滑块，并不限于此。
前夹持器6固定于导向装置5延伸至工作台1端部的一端，主要用于夹紧或松开钻杆2。在该具体实施例中，前夹持器6包括支撑底座61、第一支撑转座 62、第二支撑转座63、前支撑架64、第一前卡瓦动力块65、第二前卡瓦动力块66、转动轴67和导向套68。
其中，支撑底座61大致呈U型，具体包括一块水平支撑板和两端分别安装在该水平支撑板两侧的竖直支撑板。在该U型支撑底座61的两竖直支撑板的中心分别设有相互贯穿的圆形安装孔，分别用于安装第一支撑转座62和第二支撑转座63。第一支撑转座62和第二支撑转座63分别通过螺栓螺母固定在U型支撑底座61的两竖直支撑板上。在该U型支撑底座61的底部设有用于将支撑底座 61固定至导向装置5端部的方形金属板，在该具体实施例中，该方形金属板通过螺栓螺母固定在导向装置5上。
第一支撑转座62和第二支撑转座63的中心均设有用于安装第二钻杆22的圆柱形安装孔。其中，第一支撑转座61为端部设有凸缘的短圆柱体，其凸缘部分用于与支撑底座61相连，短圆柱体主要用于支撑前支撑架64及其安装其上的部件转动。第二支撑转座63与第一支撑转轴62的结构和功能大致相同，不再赘述。
前支撑架64的两侧分别设有用于安装第一支撑转座62和第二支撑转座63 的圆弧形凹槽。在该具体实施例中，第一支撑转座62和第二支撑转座63分别伸进前支撑架64两侧的圆弧形凹槽中，其二者的伸入端的端部均分别与前支撑架64两侧的内壁齐平。
第一前卡瓦动力块65和第二前卡瓦动力块66对称分布于前支撑架64的两端。第一前卡瓦动力块65包括第一前卡瓦和第一前卡瓦驱动油缸，同样地，第二前卡瓦动力块66包括第二前卡瓦和第二前卡瓦驱动油缸。在该具体实施例中，第一前卡瓦驱动油缸和第二前卡瓦驱动油缸均为活塞式液压缸，分别固定在前支撑架64的两端。值得注意的是，为了充分夹紧第二钻杆22，第一前卡瓦和第二前卡瓦均为半圆弧形金属块，且在与第二钻杆22接触的接触面上设有用于增大摩擦的压纹。当需夹紧第二钻杆22时，第一前卡瓦驱动油缸和第二前卡瓦驱动油缸的活动端分别带动第一前卡瓦和第二前卡瓦相对而行，直至夹紧第二钻杆22；当需松开第二钻杆22时，第一前卡瓦驱动油缸和第二前卡瓦驱动油缸的活动端分别带动第一前卡瓦和第二前卡瓦相背而行，直至松开第二钻杆22。无论在夹紧或松开的过程中，第一前卡瓦驱动油缸和第二前卡瓦驱动油缸同步运动，以免第二钻杆22的两侧受力不均而引起弯曲变形。
转动轴67安装于前支撑架64靠近第二前卡瓦动力块66的一端，具体地，转动轴67的两端分别铰接于前支撑架64的两侧。转动轴67主要用于驱动前夹持器6转动，以方便拆卸第二钻杆22。在转动轴67的中间设有与其中心轴线垂直的外伸驱动端，主要用于连接转动驱动装置60。
当转动驱动装置60启动时，转动轴67带动前支撑架64及安装在前支撑架 64上的第一前卡瓦动力块65和第二前卡瓦动力块66同时绕第一支撑转座62和第二支撑转座63转动，一般地，前支撑架64的转动方向与钻杆主驱装置3驱动方向相反，以便使第一钻杆21和第二钻杆22脱离连接。
导向套68安装在第二支撑转座63的端部。在导向套68的中心设有用于安装钻杆2的圆形安装孔，以防钻杆2在钻进地层的过程中发生大范围的摆动，从而影响摆动精度。具体地，在前支撑架64与第二支撑转座63之间设有用于支撑轴承的轴承套，从而支撑并限定安装在导向套68与轴承套之间滚子轴承，以便导向套68随钻杆2一起转动，随时起到导向作用。相应地，在滚子轴承的另一端还安装有用于固定滚子轴承的轴承盖。当然，导向套68的结构不限于此，也可以采用其他的类似方案替代，并不影响实现本实用新型的目的。
另外，前夹持器6还包括安装于前支撑架64顶部的第一盖板和第二盖板，第一盖板和第二盖板分别安装在第一前卡瓦动力块65和第二前卡瓦动力块66 的顶部，以防煤块、石块等坠入第一前卡瓦动力块65和第二前卡瓦动力块66 内，以免影响第一前卡瓦驱动油缸和第二前卡瓦驱动油缸的正常伸缩，从而影响第二钻杆22的安装。
转动驱动装置60连接于前夹持器6和导向装置5之间，主要用于驱动前夹持器6转动，具体地，转动驱动装置60为活塞式液压缸，该活塞式液压缸的缸筒与导向装置5相连，活塞杆与前夹持器6的转动轴67相连。当活塞杆伸出时，转动轴67带动前夹持器6转动，从而带动夹持于前夹持器6中的第二钻杆22转动，使第二钻杆22相对于第一钻杆21转动，松开第二钻杆22和第一钻杆21的紧固连接，以方便拆卸第二钻杆22。
后夹持器7位于钻杆主驱装置3和前夹持器6之间，底部固定于导向装置5 的端部，主要用于夹紧或松开钻杆2。在该具体实施例中，后夹持器7包括支撑板71、后支撑架72、第一后卡瓦动力块73和第二后卡瓦动力块74。
其中，支撑板71为一块普通方形金属板，该方形金属板用于将后夹持器7 通过螺栓螺母固定在导向装置5上。后支撑架72具体为两块分别安装于支撑板71两侧的金属板，两块金属板顶部两侧边沿的中心均设有用于支撑第一钻杆 21的圆弧形凹槽。第一后卡瓦动力块73和第二后卡瓦动力块74分别安装于后支撑架72的两端，第一后卡瓦动力块73包括第一后卡瓦和第一后卡瓦驱动油缸，第二后卡瓦动力块74包括第二后卡瓦和第二后卡瓦驱动油缸。第一后卡瓦驱动油缸和第二后卡瓦驱动油缸均为活塞式液压缸，二者的活塞杆分别与第一后卡瓦和第二后卡瓦相连。第一后卡瓦和第二后卡瓦均为半圆弧形金属块，同样在于第一钻杆21的接触面上也设有压纹。当需夹紧第一钻杆21时，第一后卡瓦驱动油缸和第二后卡瓦驱动油缸的活动端分别带动第一后卡瓦和第二后卡瓦相对而行，直至夹紧第一钻杆21；当需松开第一钻杆21时，第一后卡瓦驱动油缸和第二后卡瓦驱动油缸的活动端分别带动第一后卡瓦和第二后卡瓦相背而行，直至松开第一钻杆21。无论在夹紧或松开的过程中，第一后卡瓦驱动油缸和第二后卡瓦驱动油缸同步运动，以免第一钻杆21的两侧受力不均而引起弯曲变形。
值得注意的是，由于在装载钻杆2的过程中，需连接第一钻杆21和第二钻杆22，故第一后卡瓦动力块73和第二后卡瓦动力块74形成的圆形夹持孔的中心轴线必须与第一前卡瓦动力块65和第二前卡瓦动力块66形成的圆形机夹持孔的中心轴线重合，以免第一钻杆21和第二钻杆22在夹持过程中发生弯曲变形。
升降装置8安装在支撑座4上，主要用于驱动支撑座4实现升降。在该具体实施例中，升降装置8包括第一升降驱动部81、第一立柱82、第二升降驱动部 83和第二立柱84。
其中，第一升降驱动部81安装在第一支撑座41上，主要用于驱动第一支撑座41升降。第一升降驱动部84安装在第二支撑座41，主要用于驱动第二支撑座42升降。在该具体实施例中，第一升降驱动部81和第二升降驱动部84均为竖直放置的活塞式液压缸，两个活塞式液压缸的活塞杆分别与第一支撑座 41和第二支撑座42相连，当活塞杆向外伸出时，第一支撑座41和第二支撑座 42分别沿第一立柱82和第二立柱84上升。第一立柱82和第二立柱84均为固定在工作台1上的圆柱形金属棒，且分别穿过第一支撑座41和第二支撑座42。值得注意的是，为了保证导向装置5的两侧能够保证同时升降，故第一升降驱动部81和第二升降驱动部83同步动作，使导向装置5平稳地升降。
翻转装置9穿过支撑座4远离机械臂10的一侧，且与导向装置5的底板相连，主要用于驱动导向装置5翻转。翻转装置9包括翻转轴91、翻转驱动部92 和翻转臂93。
其中，翻转轴91安装于第一支撑座41和第二支撑座42之间，其中靠近第一支撑41的一端穿过第一支撑座41与翻转驱动部92相连，另一端与机械臂10 相连。翻转驱动部92是位于第一支撑座41的外侧的液压马达，当然，也可以其他的旋转驱动件，不限于此。翻转臂93位于第一支撑座41和第二支撑座42 之间，其底部的一端与翻转轴91相连，当翻转轴91转动时，翻转臂93随之翻转，从而使安装在翻转臂93上的导向装置5实现翻转。在该具体实施例中，翻转臂93具体为矩形金属板，在该金属板的顶部设有若干用于固定导向装置5的圆形螺纹孔，以便用螺栓螺母将导向装置5固定在翻转臂93上。
机械臂10安装于支撑座4的外侧，主要用于向后夹持器7装卸钻杆2。在该具体实施例中，机械臂10包括伸缩臂101、固定卡瓦102、辅助转臂103、活动卡瓦104、第一转臂105、第二转臂106和角度检测装置107。
其中，伸缩臂101包括活塞式液压缸和伸缩支撑杆，该活塞液压缸的活塞杆与伸缩支撑杆通过法兰盘连接为一体。固定卡瓦102固定在伸缩支撑杆的末端，当活塞式液压缸的活塞杆伸缩时，固定卡瓦102随活塞杆移动以便靠近放置于钻杆调节箱11中的钻杆2。
辅助转臂103具体也为活塞式液压缸，缸筒铰接于与伸缩支撑杆相连的铰支座上，活塞杆铰接于活动卡瓦104，且二者的转动副固定在固定卡瓦102的侧边。活动卡瓦104和固定卡瓦102的相对应均设有用于夹持钻杆2的半圆弧形凹槽，当活塞杆伸缩时，活动卡瓦104便能够相对于固定卡瓦102转动，从而实现夹紧或松开钻杆2。
第一转臂105与伸缩臂101相连，用于将夹持的钻杆2翻转至后夹持器7中。在该具体实施例中，第一转臂105包括第一摆动液压缸1051和第一旋转支撑杆 1052。其中，第一摆动液压缸1051安装于第二转臂106的末端，其中心轴线与伸缩臂101的中心轴线垂直。第一旋转支撑杆1052为圆柱形金属杆，其一端通过法兰盘与第一摆动液压缸1051的输出端相连，另一端通过法兰盘与伸缩臂 101的缸筒相连。
第二转臂106与第一转臂105相连，主要用于调整钻杆2的中心轴线的倾斜角度。在该具体实施例中，第二转臂106包括第二摆动液压缸1061和第二旋转支撑架1062。其中，第二摆动液压缸1061固定于第二支撑座42的外侧，第二旋转支撑架1062是由三块金属块组成的三角形框架，其中一块用于支撑第一转臂105的第一摆动液压缸1051的金属板水平放置，另外两块连于水平放置的金属两侧并汇至第二摆动液压缸1061。
值得注意的是，第二转臂106的第二摆动液压缸1061的中心轴线垂直于第一转臂105的第一摆动液压缸1051的中心轴线，故第二转臂106的转动平面垂直于第一转臂105的转动平面。
角度检测装置107设于翻转装置9的翻转轴91与第二转臂106的第二摆动液压缸1061之间，用于检测翻转轴91的翻转角度。具体地，在翻转轴91与第二摆动液压缸1061之间安装有检测杆。另外，在检测杆靠近第二摆动液压缸 1061的一端安装有用于启动或关闭第二摆动液压缸1061的接近开关。当翻转轴91转动时，检测杆随之转动，接近开关随检测杆转动，直至接近开关碰触到预设点，第二摆动液压缸1061转动，否则第二摆动液压缸1061不工作，从而调节所夹持的钻杆2中心轴线的倾斜角度，使钻杆2的中心轴线与导向装置5 的中心轴线相平行，保证钻杆2能够准确从后夹持器7中拆装。
钻杆调节箱11安装于第二支撑座42的末端，主要用存储钻杆2，并实时调节钻杆2位置。在该具体实施例中，钻杆调节箱11包括钻杆存储箱111、钻杆导向部112、钻杆托架113和角度调节部114。
其中，钻杆存储箱111是大致呈矩形的敞开式框架，主要用于存储若干钻杆2。钻杆导向部112穿过钻杆存储箱111的底部，主要用于引导并驱动钻杆存储箱111移动。在具体实施例中，钻杆导向部112具体包括导向驱动缸和导向轨道，其中，导向驱动缸具体为安装于钻杆托架113上的活塞式液压缸，该活塞式液压缸的活塞杆与钻杆存储箱111相连；导向轨道具体为两根固定于钻杆托架113两端的圆柱形金属杆，两根圆柱形金属杆同时穿过钻杆存储箱111的底部；当导向驱动缸的活塞杆伸缩时，钻杆存储箱111沿导向轨道的中心轴线方向往复移动。钻杆托架113的一侧铰接于支撑座4上，且与钻杆导向部112相连，主要用于支撑钻杆导向部112。钻杆托架113也是大致呈矩形的敞开式框架。
角度调节部114设于钻杆托架113远离机械臂10一侧的边沿与支撑座4 之间，主要用于驱动钻杆托架113转动。在该具体实施例中，角度调节部114 具体为活塞式液压缸，缸筒铰接于支撑座4，活塞杆铰接于钻杆托架113。装钻或下钻时，角度调节部114向内收缩，钻杆托架113向内倾斜，钻杆存储箱111随之向内倾斜，钻杆2在重力作用下滚至靠近导向机械臂10的位置，方便机械臂10抓取。起钻时，角度调节部114向外伸出，钻杆托架113向外倾斜，钻杆存储箱111随之向外倾斜，钻杆2在重力作用下滚至远离导向机械臂10的位置，方便机械臂10放置后续从后夹持器7中拆卸的钻杆2。
行走装置12安装在工作台1底部，主要用于带动工作台及安装其上的各部件移动。在该具体实施例中，行走装置12为由液压驱动的双履带轮，以便适应恶劣的工况。
稳固装置13位于工作台1的两端，且安装在工作台1的上下两侧，稳固装置13包括上稳固装置131和下稳固装置132。具体地，下稳固装置132有四根，且均安装在工作台1的底部；上稳固装置131有三根，且均安装在工作台1的顶部。这七根稳固装置13均为活塞式伸缩液压缸。在行走装置12移动的过程中，各个稳固装置13为收缩状态，以免移动过程中发生碰撞。当行走装置12完成移动后，各个稳固装置13为伸出状态，顶起坑道的顶部和底部，一方面有利用减缓钻孔过程中的振动，另一方面能有效防止坑道塌方。
旋转装置14设于工作台1与翻转装置9之间，主要用于驱动翻转装置9旋转。具体地，旋转装置14包括旋转驱动部和支撑部，支撑部的顶部与翻转臂 93相连，支撑部的底部与旋转驱动部相连。当旋转驱动部输出转动力矩时，支撑部随旋转驱动部转动，翻转臂93随支撑部转动，安装在转动臂93上的导向装置5和机械臂10随之转动，从而钻杆2随之转动，有利于增大钻孔范围，避免多次移动，提高钻孔效率。值得注意的是，导向装置5在翻转臂93上的安装位置不限于此，可根据需要选择不同的安装位置，并不影响实现本实用新型的目的。旋转装置14的输出端还设有回转减速装置，该回转减速装置通常包括液压马达和蜗轮蜗杆。
另外，本申请所提供的全自动坑道钻机还包括泵站、控制阀和电控箱。其中，泵站为各个液压缸或液压马达供油。控制阀用于控制各个液压缸或液压马达所在液压回路启闭，以便顺序控制各个液压缸或液压马达顺序动作。电控箱主要用于控制各个控制阀的工作状态，从而使整个液压系统顺序执行各个动作。
本本申请所提供的全自动坑道钻机的工作流程如下：
1、钻孔前准备工作：
启动电控箱、泵站；
行走装置12行走至待钻孔的坑道附近；
启动稳固装置13，各个稳固装置13分别与坑道的顶部和底部相抵；
启动旋转装置14，导向装置5旋转，带动钻杆主驱装置3旋转至需钻孔的方位角；
启动翻转装置9，翻转臂93带动导向装置5翻转，带动钻杆主驱装置3翻转至需钻孔的倾角；
启动机械臂10，机械臂10的第二转臂106转动，第一转臂105的中心轴线与导向装置5的中心轴线平行；
启动升降装置8，支撑座4相对于工作台1实现升降，带动导向装置5升降，钻杆主驱装置3随之升降，完成钻孔所需的高度。
2、装钻杆动作如下：
启动钻杆调节箱11的角度调节部114，钻杆角度调节部114向内收缩，钻杆托架113向内倾斜，钻杆存储箱111随之向内倾斜，钻杆2在重力作用下滚至靠近导向机械臂10的位置，方便机械臂10抓取；
前夹持器6和后夹持器7松开；
启动机械臂10，伸缩臂101带动固定卡瓦102靠近钻杆2，活动卡瓦104配合固定卡瓦102夹持放置于钻杆调节箱11中的钻杆2，第一转臂105转动，将钻杆2从钻杆调节箱11夹持至后夹持器7中，机械臂10松开所夹持的钻杆2，此时位于后夹持器7中的钻杆2便成为第一钻杆21；
后夹持器7的第一后卡瓦动力块73和第二后卡瓦动力块74同时动作，后夹持器7夹紧第一钻杆21；
启动钻杆主驱装置3的驱动马达，钻杆主驱装置3正转；同时启动钻杆主驱装置3底部的液压推进油缸，钻杆主驱装置3沿导向装置5向靠近第一钻杆21 的方向移动，直至钻杆主驱装置3的圆形螺纹凸起完全旋进第一钻杆21端部的圆锥形螺纹凹槽内，钻杆主驱装置3与第一钻杆21连为一体，钻杆主驱装置3 停止转动，钻杆主驱装置3停止推进；
后夹持器7松开，再次启动钻杆主驱装置3底部的液压推进油缸，钻杆主驱装置3带动第一钻杆21继续沿导向装置5向靠近前夹持器6的方向移动，直至第一钻杆21完全进入前夹持器6中，钻杆主驱装置3停止转动，钻杆主驱装置3 停止推进；
前夹持器6夹紧已进入的第一钻杆21；
再次启动钻杆主驱装置3的驱动马达，钻杆主驱装置3反转；同时启动钻杆主驱装置3底部的液压推进油缸，钻杆主驱装置3沿导向装置5向远离前夹持器6的方向移动，钻杆主驱装置3与第一钻杆21脱离连接，直至钻杆主驱装置3 复位，此时第一钻杆21便成为第二钻杆22，钻杆主驱装置3停止转动，钻杆主驱装置3停止后退；
机械臂10继续从钻杆调节箱11中夹持钻杆2放至后夹持器7中，此时放入后夹持器7夹紧的钻杆便又成为第一钻杆21；
后夹持器7的第一后卡瓦动力块73和第二后卡瓦动力块74同时动作，后夹持器7夹紧第一钻杆21；
再启动钻杆主驱装置3的驱动马达，钻杆主驱装置3正转；同时启动钻杆主驱装置3底部的液压推进油缸，钻杆主驱装置3沿导向装置5向靠近第一钻杆 21的方向移动，直至钻杆主驱装置3的圆形螺纹凸起完全旋进第一钻杆21端部的圆锥形螺纹凹槽内，钻杆主驱装置3与第一钻杆21连为一体，钻杆主驱装置3停止转动，钻杆主驱装置3停止推进；
后夹持器7松开第一钻杆21；
再启动钻杆主驱装置3的驱动马达，钻杆主驱装置3正转，带动第一钻杆 21正转；同时启动钻杆主驱装置3底部的液压推进油缸，钻杆主驱装置3带动第一钻杆21沿导向装置5靠近第二钻杆22，直至第一钻杆21与第二钻杆22连为一体，钻杆主驱装置3停止转动，钻杆主驱装置3停止推进；
前夹持器6松开第二钻杆22；
这样便自动完成了钻杆的安装。
3、下钻动作如下：
再次启动钻杆主驱装置3的驱动马达，钻杆主驱装置3正转，带动第一钻杆21和第二钻杆22正转；同时启动钻杆主驱装置3底部的液压推进油缸，钻杆主驱装置3带动第一钻杆21和第二钻杆22继续沿导向装置5向地层靠近，直至第一钻杆21和第二钻杆22钻入地层，此时第一钻杆21进入前夹持器6中，钻杆主驱装置3停止转动，钻杆主驱装置3停止推进；
前夹持器6夹紧再次进入的第一钻杆21；
启动钻杆主驱装置3的驱动马达，钻杆主驱装置3反转；同时启动钻杆主驱装置3底部的液压推进油缸，钻杆主驱装置3沿导向装置5向远离前夹持器6 的方向移动，直至钻杆主驱装置3复位，钻杆主驱装置3与第一钻杆21脱离连接，此时钻杆2便停留在地层中，钻杆主驱装置3停止转动，钻杆主驱装置3停止后退；
重复上述动作，这样便实现自动下钻。
4、起钻动作如下：
启动钻杆调节箱11的角度调节部114，钻杆角度调节部114向外伸出，钻杆托架113向外倾斜，钻杆存储箱111随之向外倾斜，钻杆2在重力作用下滚至远离导向机械臂10的位置，方便机械臂10放置后续从后夹持器7中拆卸的钻杆 2；
启动钻杆主驱装置3的驱动马达，钻杆主驱装置3正转；同时启动钻杆主驱装置3底部的液压推进油缸，钻杆主驱装置3沿导向装置5向停留在地表中的钻杆2靠近，直至钻杆主驱装置3与停留在地表中的钻杆2连为一体；
停留在地表中的钻杆2随钻杆主驱装置3在地层中继续转动；
再次启动钻杆主驱装置3底部的液压推进油缸，钻杆主驱装置3沿导向装置5向远离地层的方向移动，钻杆主驱装置3将钻杆从地层中带离，直至钻杆2 的第一钻杆21进入后夹持器7中第二钻杆22进入前夹持器6中，钻杆主驱装置3 停止转动，钻杆主驱装置3停止后退；
前夹持器6夹紧第二钻杆22，后夹持器7夹紧第一钻杆21；
启动转动驱动装置60，前夹持器6相对于钻杆主驱装置3正转方向反向转动，第二钻杆22随之相对于第一钻杆21反向转动，直至第二钻杆22与第一钻杆21实现轻微松开状态；转动驱动装置60停止工作，前夹持器6停止转动；
后夹持器7松开第一钻杆21；
再次启动转动驱动装置60停止工作，前夹持器6相对于钻杆主驱装置3正转方向同向转动，直至前夹持器6复位，前夹持器6停止转动；
再启动钻杆主驱装置3的驱动马达，钻杆主驱装置3反转；同时启动钻杆主驱装置3底部的液压推进油缸，钻杆主驱装置3继续沿导向装置5向远离前夹持器6的方向移动，直至第一钻杆21与第二钻杆22脱离连接，钻杆主驱装置3 停止转动，钻杆主驱装置3停止后退；
再次启动钻杆主驱装置3底部的液压推进油缸，钻杆主驱装置3继续沿导向装置5向远离前夹持器6的方向移动一小段距离后停止；
后夹持器7再夹紧第一钻杆21；
再启动钻杆主驱装置3的驱动马达，钻杆主驱装置3反转；同时启动钻杆主驱装置3底部的液压推进油缸，钻杆主驱装置3继续沿导向装置5向远离前夹持器6的方向移动，直至钻杆主驱装置3与第一钻杆21脱离连接，钻杆主驱装置3停止转动，钻杆主驱装置3停止后退；
再次启动钻杆主驱装置3底部的液压推进油缸，钻杆主驱装置3继续沿导向装置5向远离前夹持器6的方向移动一小段距离后停止；
机械臂10夹持第一钻杆21，同时后夹持器7松开第一钻杆21，机械臂10将第一钻杆21放入钻杆调节箱11中；
再启动钻杆主驱装置3的驱动马达，钻杆主驱装置3正转；同时启动钻杆主驱装置3底部的液压推进油缸，钻杆主驱装置3沿导向装置5向靠近前夹持器 6的方向移动，直至钻杆主驱装置3与第二钻杆22连为一体，钻杆主驱装置3停止转动，钻杆主驱装置3停止推进；
前夹持器6松开第二钻杆22；
再次启动钻杆主驱装置3底部的液压推进油缸，钻杆主驱装置3沿导向装置5向远离前夹持器6的方向移动，直至第二钻杆22移动至后夹持器7，此时第二钻杆22便变为第一钻杆21，重复上述动作，使变成第一钻杆21的第二钻杆 22与钻杆主驱装置3脱离连接，从而方便机械臂10将其搬运至钻杆调节箱11 中；
重复上述动作，这样便实现自动起钻。
综上所述，本实用新型所提供的全自动坑道钻机包括工作台1、钻杆2、钻杆主驱装置3、支撑座4、导向装置5、前夹持器6、后夹持器7和转动驱动装置60，还包括机械臂10、钻杆调节箱11和行走装置12。
由于各个关键装置的配合动作，可以实现自动移动、自动定位、自动装钻、自动下钻、自动起钻等动作，因此，本实用新型所提供的全自动坑道钻机能够实现自动化作业，不仅基本上能够解决操作人员进入一线作业引起的安全问题，而且也在一定程度上提高了效率。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。